专利名称：一种直流变频空调压缩机驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及直流变频空调领域，特别是涉及一种直流变频空 调压缩机驱动电路。
背景技术：
随着世界范围内能源危机的到来,各国都在为经济可持续发展而 积极地推广节能降耗技术.作为家庭用电的主要设备，传统空调由于其 运行效率低，正在逐渐被巿场淘汰。直流变频的节能效果远优于传统的定频空调和交流变频空调。众 所周知，定频空调耗电很大，而交流变频的变频范围窄，压缩机效率 低。直流变频是从根本上改变压缩机的运行状况，实现空调无级调速，节电效果可以提高40%左右。直流变频空调器因为良好的节能性、精 确控温、超低温启动、快速制热等特点而越来越受到广大用户的喜爱。 2004年，欧洲变频空调巿场占有率达到50%以上，其中90%的是直流 变频空调。与国际巿场空调换代发展趋势同步，目前国内变频空调巿 场已全面进入变频空调换代时代，直流变频迅速成为当前消费者选择 空调的首要考虑因素。在直流变频空调技术领域，按压缩机控制方案来分有两种， 一种 是用120度控制的方案，又叫梯形波控制方案，这种控制方式简单， 对压缩机的参数依赖性低，不过该控制方式对压缩机的利用效率低， 频率特性差，低频振动大，高频噪声大，不能很好的发挥直流变频压 縮机的优点；另一种控制方式是180度控制方案，又叫正弦直流变频 控制方案或矢量直流变频控制方案。这种控制方案在检测转子位置时 不需要不导通相，变频驱动模式用180度正弦波直流变频模式，大大 提高了压缩机的使用效率，而且该控制方式的频率特性也远好于120度控制方式。但是180度直流变频控制技术难度大，需要建立复杂的 数学模型，需要使用高速芯片才能完成相关运算，而且180度控制方 式对压缩机的参数依赖性强。
目前有多种算法可以实现无传感器控制，传统的方法，即过零检 测法大都采用检测不导通相反电势的过零点来判断转子的位置，根据 过零点信息及换相逻辑来选择最佳的换流顺序。目前的直流变频空调 大都釆用这个方法来检测压缩机转子的位置。但由于过零检测法只能 检测一些特定的点，而且随着电机转速的大范围变化，反电势的变频 率也会变化，检测电路中的滤波器件会带来一定的相移，这会大大影 响检测过零点的准确性;同时由于功率器件上续流二极管的反向电流 作用，在大电流情况下也会对过零点的检测带来一定的影响，而且这 种检测方式需要被检测相不导通，只能用于120度变频模式，而无法 用于180度正弦波变频模式，这就大大降低了压缩机的利用效率。
针对这些问题，后续开发采用单电阻电流预测算法以及三电阻电 流预测算法来估算无刷直流电动机转子的瞬时位置与速度信息，为无 刷直流电动机无传感器控制提供了一种较好的解决方法，而且这种电 流预测算法检测转子位置时不需要不导通相，变频驱动模式用180度 正弦波直流变频模式，大大提高了压缩机的使用效率，大大改善了系 统的高频特性和低频特性。
以单电阻电流预测算法为例，控制部分通过检测检测电阻来检测 母线电流(Idc)，然后对母线电流进行分析，推算出压缩机三相电流 (Iu、 Iv、 Iw)，然后通过数学模型，利用矢量控制理论和压缩机的 参数来推算出转子的角度误差和角速度，进而计算出转子的角度。为 变频控制提供转子位置依据，从而可以稳定可靠的控制压缩机运转。
但是，在实验的过程中发现，通过检测电阻检测出来的电流代入 数学模型，计算出转子的角度，然后控制压缩机的时候，时而会有失 控的情况发生。尤其是在电流变化较大的时候，失控的情况出现的更为频繁。 实用新型内容本实用新型的目的是提供解决压缩机失控的问题，特别是提供一 种直流变频空调压缩机驱动电路。为达上述目的，本实用新型的技术方案提供一种直流变频空调压缩机驱动电路，包括电源、智能功率模块IPM、检测控制器、直流变 频压缩机和电流检测传感器，所述电流检测传感器由无感电阻器构成；所述电源经过整流桥整流、电容滤波后变为直流电源，所述无感 电阻器串联在直流电源回路中；所述智能功率模块IPM与所述直流 电源和直流变频压缩机连接；所述检测控制器与所述无感电阻器和智能功率模块IPM连接。其中，所述无感电阻器为釆用双线并绕的电阻丝制成的电阻器。 其中，所述无感电阻器的标称功率至少应是实际耗散功率的二倍。上述技术方案具有如下优点本实用新型通过采用无感电阻，利 用无感电阻感抗小的特点来提高电阻的精度，从而解决了因电流检测 不准确而引起的压缩机失控的缺点，因此可以更好的控制压缩机工 作。
图l是本实用新型实施例的 结构电路图；图2是本实用新型实施例的具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细 描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的 范围。图l是本实用新型实施例的一种直流变频空调压缩机驱动电路的一种直流变频空调压缩机驱动电路的 一种电阻的等效示意图。结构电路图。由图l可以看出，交流电源通过整流桥整流、电容滤波
后提供直流电源，其中R1为无感电阻器，构成了电流检测传感器。无 感电阻器R1、智能功率模块IPM、直流变频压缩机依次串联在直流电 源回路中。检测控制器与无感电阻器R1和智能功率模块IPM连接，检 测控制器包括高速单片机，高速单片机根据通过无感电阻器R1釆集的 电流对智能功率模块IPM及直流变频压缩机进行控制。Rl与电流保护 装置连接，电流保护装置检测R1上的电压，然后转化为监测电流，与 安全电流进行比较，如果监测电流高于安全电流，则进行安全保护， 如果监测电流低于安全电流，则保持正常工作。
图2是本实用新型实施例的一种电阻的等效示意图。如图2所示， 箭头前表示理想状态下的检测电阻，箭头后为其实际等效电路。理想 状态下的检测电阻在实际中等效于电阻串联上电感再并联上电容，当 流过电阻的电流发生变化时，LC会发生震荡，震荡所产生的电流会 叠加到实际的电流上，使检测出来的数值和实际发生偏差，尤其是电 流突变的时候，这时的偏差会很大。在以往120度控制方式中，由于 是通过检测过零点来控制压缩机，不需要非常准确的检测母线电流， 所以，对于电阻的要求不高。而在180度控制方式中，需要通过检测 母线电流来代入数学模型，进而计算出转子的角度，来控制压缩机。 那么，对于检测数值的精度要求非常高，所以，就需要降低LC震荡 所产生的电流所带来的影响。那么，就可以通过减小感抗，来提高电 阻的精度，以此来提高检测数值的精度。本实施例在180度正弦波变 频模式驱动电路中，釆用无感电阻器做为检测电阻，作为电流检测传 感器。无感电阻器寄生电感的感量很小，精度更高。使用无感电阻进 行电流检测，就会在很大程度上避免因为电感量的存在，所造成的检 测失真，以至于计算数据错误的情况发生。
无感电阻器釆用双线并绕的电阻丝制成，出于安全和散热的考 虑，标称功率至少应是实际耗散功率的二倍。无感电阻器的阻值为亳欧级别，根据压缩机参数和IPM模块允许的最大电流的不同而有所不 同， 一般是10 40毫欧之间。功率通过计算得出。我们现在使用的基 本上是5W。具体计算公式为，功率W等于IPM允许最大电流的平方乘 以无感电阻器阻值。通过以上实施例可以看出，本实用新型实施例通过在直流变频空 调压缩机驱动电路中才用无感电阻作为检测电阻，可以保证检测到的 电流更加精确，从而解决了因电流检测不准确而引起压缩机控制失控 的问题，实现了对压缩机的精确控制。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技 术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提 下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新 型的保护范围。
权利要求1、一种直流变频空调压缩机驱动电路，包括电源、智能功率模块IPM、检测控制器、直流变频压缩机和电流检测传感器，其特征在于，所述电流检测传感器由无感电阻器构成；所述电源经过整流桥整流、电容滤波后变为直流电源，所述无感电阻器串联在直流电源回路中；所述智能功率模块IPM与所述直流电源和直流变频压缩机连接；所述检测控制器与所述无感电阻器和智能功率模块IPM连接。
2、 如权利要求1所述的直流变频空调压缩机驱动电路，其特征 在于，所述无感电阻器为釆用双线并绕的电阻丝制成的电阻器。
3、 如权利要求2所述的直流变频空调压缩机驱动电路，其特征 在于，所述无感电阻器的标称功率至少应是实际耗散功率的二倍。
专利摘要本实用新型涉及直流变频空调领域。公开了一种直流变频空调压缩机驱动电路，包括电源、智能功率模块IPM、检测控制器、直流变频压缩机和电流检测传感器，所述电流检测传感器由无感电阻器构成；所述电源经过整流桥整流、电容滤波后变为直流电源，所述无感电阻器串联在直流电源回路中；所述智能功率模块IPM与所述直流电源和直流变频压缩机连接；所述检测控制器与所述无感电阻器和智能功率模块IPM连接。本实用新型解决了因电流检测不准确而引起压缩机控制失控的问题，实现了对压缩机的精确控制。
文档编号H02P27/06GK201104351SQ20072017376
公开日2008年8月20日 申请日期2007年10月23日 优先权日2007年10月23日
发明者刘俊杰, 朱久长, 林凡卿, 毅 楚, 程永甫, 马德新 申请人:海尔集团公司;青岛海尔空调器有限总公司