压缩机退磁保护电路和空调器的制作方法

文档序号:7472924阅读:517来源:国知局
专利名称:压缩机退磁保护电路和空调器的制作方法
技术领域
本实用新型涉及电路领域,具体而言,涉及ー种压缩机退磁保护电路和空调器。
背景技术
由于稀土价格的提升,造成变频空调稀土永磁电机成本的大幅上升,为了尽量降低成本,在变频空调器中,越来越多的使用采用铁氧体磁铁材料的电机,即铁氧体永磁电机,相比于稀土永磁电机,铁氧体永磁电机的退磁电流相对较小,如果防护措施不完善,可能导致压缩机在大电流情况下退磁,进而造成压缩机性能下降,退磁严重时甚至会损坏压缩机。在现有技术中虽然提出了一些压缩机退磁保护方案。目前所采用的压缩机退磁保护电路大多是基于软件中断的处理方式或采用常规的智能功率模块IPM(IntelligentPower Module,简称IPM)过流保护硬件电路的解决方案(如图I所示),但是,发明人发现基于软件中断的处理方式退磁保护响应速度慢;常规的智能功率模块的保护方案采用的电器元件多,电路结构复杂、进而造成压缩机退磁保护的保护点精度低。针对现有技术中的压缩机退磁保护方案响应速度慢、电路结构复杂的问题,目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容本实用新型的主要目的在于提供一种压缩机退磁保护电路和空调器,以解决现有技术中的压缩机退磁保护方案响应速度慢、电路结构复杂的问题。为了实现上述目的,根据本实用新型的ー个方面,提供了一种压缩机退磁保护电路,包括电流采样模块,用于采集压缩机的相电流;退磁保护模块,与电流采样模块相连接,用于判断电流采样模块采集到的相电流是否大于设定的电流值,并输判断信号;以及控制模块,与退磁保护模块相连接,用于接收判断信号,并输出与判断信号相对应的控制信号至压缩机,以控制压缩机运行或者停机。进ー步地,退磁保护模块包括比较器;第一滤波子模块,连接于电流采样模块和比较器的输入端之间;以及第ニ滤波子模块,连接于比较器的输出端和控制模块之间。进ー步地,电流采样模块包括第一电阻,第一端连接于三相绕组的第一电流端,第二端连接于第一滤波子模块的输入端;第二电阻,第一端连接于三相绕组的第二电流端,第二端连接于第一滤波子模块的输入端;以及第三电阻,第一端同时连接于三相绕组的第三电流端和第一滤波子模块的输入端,第二端接地。进ー步地,第一滤波子模块包括第一电容;以及第四电阻,第一端作为第一滤波子模块的输入端与电流采样模块连接,第二端连接于比较器的正相输入端,并且第四电阻的第二端还经由第一电容连接于地。进ー步地,退磁保护模块还包括第五电阻和第二电容,第五电阻的第一端和第二电容的第一端均连接于比较器的反相输入端,第五电阻的第二端和第二电容的第二端均接地;第六电阻,第一端连接于比较器的反相输入端,第二端连接于第一电源;以及第一二极管和第二ニ极管,其中,第一ニ极管的阳极端接地,第一ニ极管的阴极端和第二ニ极管的阳极端均连接至第一节点,第二ニ极管的阴极端连接至第二节点,其中,第一节点为第四电阻的第二端和比较器的正相输入端之间的节点,第二节点为第六电阻的第二端和第一电源之间的节点。进ー步地,控制模块为智能功率模块。进ー步地,第二滤波子模块包括第七电阻,第一端连接于比较器的输出端,第二端连接于智能功率模块的信号输入端;以及第三电容,第一端连接于智能功率模块的信号输入端,第二端接地。
·[0013]进ー步地,退磁保护模块还包括第八电阻,第一端连接于比较器的输出端,第二端连接于第二电源。进ー步地,压缩机退磁保护电路还包括温度补偿模块,连接在第一电源与比较器的反向输入端之间,用于检测压缩机的温度。进ー步地,温度补偿模块包括热敏电阻,第一端与第一电源相连接;以及第九电阻,第一端与热敏电阻的第二端相连接,第二端连接于比较器的反向输入端。为了实现上述目的,根据本实用新型的另一方面,提供了一种空调器,包括本实用新型上述内容所提供的任一种压缩机退磁保护电路。通过本实用新型,采用包括以下结构的压缩机退磁保护电路电流采样模块,用于采集压缩机的相电流;退磁保护模块,与电流采样模块相连接,用于判断电流采样模块采集到的相电流是否大于设定的电流值,并输判断信号;以及控制模块,与退磁保护模块相连接,用于接收判断信号,并输出控制信号至压缩机,以控制压缩机运行或者停机,通过采样模块对压缩机的相电流进行采集,在压缩机的相电流大于设定的电流值时,与采样模块相连接的退磁保护模块及时输出相应的判断信号至控制模块,以使控制模块控制压缩机停转,解决了现有技术中的压缩机退磁保护方案响应速度慢、电路结构复杂的问题,进而达到了提高压缩机退磁保护的响应速度、简化退磁保护电路结构的效果。

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进ー步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中图I是根据现有技术的压缩机退磁保护电路的具体电路原理图;图2是根据本实用新型实施例的压缩机退磁保护电路的电路结构框图;图3是根据本实用新型第一优选实施例的压缩机退磁保护电路的具体电路原理图;图4是根据本实用新型第二优选实施例的压缩机退磁保护电路的具体电路原理图;以及图5是根据本实用新型实施例的压缩机退磁保护方法的流程图。
具体实施方式
[0024]需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将參考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。[0025]图2是根据本实用新型实施例的压缩机退磁保护电路的电路结构框图,如图2所示,该实施例的压缩机退磁保护电路包括电流采样模块10、退磁保护模块20和控制模块30。电流采样模块10,用于采集压缩机的相电流。退磁保护模块20,与电流采样模块10相连接,用于判断电流采样模块10采集到的相电流是否大于设定的电流值,并输出判断信号。具体地,若电流采样模块10采集到的相电流大于设定的电流值,则退磁保护模块20输出高电平信号;若电流采样模块10采集到的相电流小于或等于设定的电流值,则退磁保护模块20输出低电平信号。控制模块30,与退磁保护模块20相连接,用于接收判断信号,并输出控制信号至压缩机,以控制压缩机运行或者停机。具体地,若退磁保护模块20输出高电平信号,则控制模块30接收高电平信号,并输出与高电平信号相对应的控制信号至压缩机,以控制压缩机停机;若退磁保护模块20输出低电平信号,则控制模块30接收低电平信号,并输出与低电平信号相对应的控制信号至压缩机,以控制压缩机运行。在该压缩机退磁保护电路中,通过电流采样模块10对压缩机的相电流进行采集,能够及时判断出压缩机的相电流是否大于压缩机的退磁保护电流(即,设定的电流值),提高了压缩机退磁保护的精度,在压缩机的相电流大于设定的电流值时,与电流采样模块10相连接的退磁保护模块20及时输出相应的判断信号至控制模块30,以使控制模块30控制压缩机停转,解决了现有技术中的压缩机退磁保护方案响应速度慢、电路结构复杂的问题,进而达到了提高压缩机退磁保护的响应速度、简化退磁保护电路结构和提高压缩机退磁保护精度的效果。图3是根据本实用新型第一优选实施例的压缩机退磁保护电路的接线图,如图3所示,本实用新型第一优选实施例的压缩机退磁保护电路包括电流采样模块10、退磁保护模块20和控制模块30。其中,控制模块30为智能功率模块IPM。电流采样模块10由三个电阻通过一定的连接关系构成,其中,第一电阻RSl的第一端连接于三相绕组的第一电流端Iu,第二端与退磁保护模块20中的第四电阻Rl相连接;第二电阻RS2的第一端连接于三相绕组的第二电流端IV,第二端与退磁保护模块20中的第四电阻Rl相连接;第三电阻RS3的第一端同时连接于三相绕组的第三电流端Iw和退磁保护模块20中的第四电阻Rl的一端,第二端接地。采用此种结构的采样电路,由第三电阻RS3作为控制模块30的总电流分流电阻,在第三电阻RS3上能够采样到任意时刻通过压缩机三相绕组电流Iu、Iv、Iw的合成电流I(t),则通过第三电阻RS3两端的电压值U(t)=I (t) X RS3,此电压信号通过差分信号线送往下ー级电路。退磁保护模块20中的第四电阻Rl作为退磁保护模块20的输入端与电流采样模块10相连接,在退磁保护模块20中,第四电阻Rl和第一电容Cl构成第一滤波子模块(即,比较器前级滤波电路),避免信号线上引入的高频干扰使比较器发生误翻转,发生误保护。第三电阻RS3上采样的电压信号U(t)通过此电路滤除高频毛刺干扰后送到电压比较器的同相输入端。退磁保护模块20中的第一ニ极管Dl的阳极端接地,第一ニ极管Dl的阴极端和第ニニ极管D2的阳极端均连接至第一节点,第二ニ极管D2的阴极端连接至第二节点,其中,第一节点为第四电阻Rl的第二端和比较器的正相输入端之间的节点,第二节点为第六电阻R2的第二端和第一电源Vcc之间的节点,通过第一ニ极管Dl和第二ニ极管D2可以滤除信号线上引入的脉冲噪声,保护比较器。退磁保护參考电路由第六电阻R2、第五电阻R3和第二电容C2构成,第六电阻R2连接第一电源Vcc,比较器反相输入端由第六电阻R2和第五电阻R3分压来输入翻转电压Ul,比较器的电源输入端连接电源Vccl,其中第二电容C2用于滤除干扰,稳定翻转电压。设电机发生退磁的电流为某ー固定值I,压缩机工作过程中检测到的压缩机相电流的最大峰值电流为Imax,退磁保护电流为IP,为避免退磁保护电路产生误保护,则需满足Ip > Imax,而为避免发生退磁,则需满足Ip< I,即,当Imax、Ip和I三者满足Imax < Ip < I时,退磁保护电路才能起到正常退磁保护的作用。则第一电源Vcc、第六电阻R2、第五电阻R3以及第三电阻RS3应满足的关系可以通过以下推导得出因为,比较器的翻转电压Ul满足Ul = Vcc* \-I①
{R2 + R3 J又因为I > Ip > Imax,公式两边同乘以RS3,得到Imax*RS3 < IP*RS3 < I*RS3 ②根据电路原理,可设定退磁保护电流Ip为ぃ娃③将①、②代入③,得Imax * RS3 < Vcc * |-1 < / * RS3
[R2^R3 J由于,Imax可实验得出,I为已知值,Vcc在实际电路中也是已知值,因此在进行压缩机退磁保护时或者设计压缩机退磁保护电路时,可通过对RS3、R2、R3的选型确定设定电流(即,退磁保护电流)的大小。第七电阻R6和第三电容C3构成第二滤波子模块(即,Cin滤波电路),对由比较器输出的高电平信号进行滤波,避免信号线上引入的高频干扰使IPM模块的Cin引脚误检测到高电平,从而发生误保护。在第七电阻R6和比较器之间的节点连接有与第二电源Vcc2相连接的第八电阻R5。当通过第三电阻RS3的相电流峰值超过设定的电流保护点吋,比较器同相输入端电压高于反向输入端的參考电压,比较器输出高电平信号,此信号经过Cin滤波电路后置高IPM模块的保护引脚Cin,IPM模块立即关断PWM脉宽调制(Pulse-Width Modulation,简称PWM)驱动信号抑制电流继续升高,同时在Fo引脚输出低电平到压缩机驱动芯片,让其停止对IPM模块的PWM驱动信号输出并进行保护停机。其中,IPM模块即智能功率模块,连接电机驱动元器件,自带多种保护功能;Cin引脚为IPM模块上的一个保护功能引脚,当它接收到高电平时候,IPM模块自动关断驱动信号,使电机停转;Fo引脚为IPM模块上的一个功能引脚,当模块检测到过流以及欠压时,此引脚自动输出一段低电平。本实用新型第一优选实施例的压缩机退磁保护电路可以根据铁氧体压缩机退磁电流I以及压缩机的最大工作电流Imax值的大小,对各元器件參数进行选型,以调节保护电流的大小,实现精确保护。本实用新型第一优选实施例的压缩机退磁保护电路解决了现有技术中的压缩机退磁保护方案响应速度慢、电路结构复杂的问题,进而达到了提高压缩机退磁保护的响应速度、简化电路结构的效果。图4是根据本实用新型第二优选实施例的压缩机退磁保护电路的接线图,如图4所示,与本实用新型第一优选实施例的压缩机退磁保护电路相比,二者区别在于,本实用新型第二优选实施例的压缩机退磁保护电路还包括温度补偿模块40,由热敏电阻Rntc和第九电阻R4构成,热敏电阻Rntc和第九电阻R4 二者串联后,一端连接于第一电源Vcc,一端连接于比较器的反向输入端。热敏电阻Rntc为负温度系数热敏电阻,S卩,该类型电阻的阻值随温度的升高而下降,本实用新型第二优选实施例的压缩机退磁保护电路,通过热敏电阻Rntc和第九电阻R4构成退磁保护电路的温度补偿网络。此时,由比较器反向输入參考点电压以及退磁保护电流计算公式知
「0052权利要求1.一种压缩机退磁保护电路,其特征在于,包括 电流采样模块,用于采集压缩机的相电流; 退磁保护模块,与所述电流采样模块相连接,用于判断所述电流采样模块采集到的相电流是否大于设定的电流值,并输出判断信号;以及 控制模块,与所述退磁保护模块相连接,用于接收所述判断信号,并输出与所述判断信号相对应的控制信号至所述压缩机,以控制所述压缩机运行或者停机。
2.根据权利要求I所述的压缩机退磁保护电路,其特征在于,所述退磁保护模块包括 比较器; 第一滤波子模块,连接于所述电流采样模块和所述比较器的输入端之间;以及 第二滤波子模块,连接于所述比较器的输出端和所述控制模块之间。
3.根据权利要求2所述的压缩机退磁保护电路,其特征在于,所述电流采样模块包括 第一电阻,第一端连接于三相绕组的第一电流端,第二端连接于所述第一滤波子模块的输入端; 第二电阻,第一端连接于所述三相绕组的第二电流端,第二端连接于所述第一滤波子模块的输入端;以及 第三电阻,第一端同时连接于所述三相绕组的第三电流端和所述第一滤波子模块的输入端,弟~■端接地。
4.根据权利要求3所述的压缩机退磁保护电路,其特征在于,所述第一滤波子模块包括 第一电容;以及 第四电阻,第一端作为所述第一滤波子模块的输入端与所述电流采样模块连接,第二端连接于所述比较器的正相输入端,并且所述第四电阻的第二端还经由所述第一电容连接于地。
5.根据权利要求4所述的压缩机退磁保护电路,其特征在于,所述退磁保护模块还包括 第五电阻和第二电容,所述第五电阻的第一端和所述第二电容的第一端均连接于所述比较器的反相输入端,所述第五电阻的第二端和所述第二电容的第二端均接地;第六电阻,第一端连接于所述比较器的反相输入端,第二端连接于第一电源;以及第一二极管和第二二极管,其中,所述第一二极管的阳极端接地,所述第一二极管的阴极端和所述第二二极管的阳极端均连接至第一节点,第二二极管的阴极端连接至第二节点,其中,所述第一节点为所述第四电阻的第二端和所述比较器的正相输入端之间的节点,所述第二节点为所述第六电阻的第二端和所述第一电源之间的节点。
6.根据权利要求5所述的压缩机退磁保护电路,其特征在于,所述控制模块为智能功率模块。
7.根据权利要求6所述的压缩机退磁保护电路,其特征在于,所述第二滤波子模块包括 第七电阻,第一端连接于所述比较器的输出端,第二端连接于所述智能功率模块的信号输入端;以及 第三电容,第一端连接于所述智能功率模块的信号输入端,第二端接地。
8.根据权利要求7所述的压缩机退磁保护电路,其特征在于,所述退磁保护模块还包括 第八电阻,第一端连接于所述比较器的输出端,第二端连接于第二电源。
9.根据权利要求8所述的压缩机退磁保护电路,其特征在于,还包括 温度补偿模块,连接在所述第一电源与所述比较器的反向输入端之间,用于检测所述压缩机的温度。
10.根据权利要求9所述的压缩机退磁保护电路,其特征在于,所述温度补偿模块包括 热敏电阻,第一端与所述第一电源相连接;以及 第九电阻,第一端与所述热敏电阻的第二端相连接,第二端连接于所述比较器的反向输入端。
11.一种空调器,其特征在于,包括权利要求I至10中任一项所述的压缩机退磁保护电路。
专利摘要本实用新型公开了一种压缩机退磁保护电路和空调器。其中,压缩机退磁保护电路包括电流采样模块,用于采集压缩机的相电流;退磁保护模块,与电流采样模块相连接,用于判断电流采样模块采集到的相电流是否大于设定的电流值,并输出判断信号;以及控制模块,与退磁保护模块相连接,用于接收判断信号,并输出与所述判断信号相对应的控制信号至压缩机,以控制压缩机运行或者停机。通过本实用新型,解决了现有技术中的压缩机退磁保护方案响应速度慢、电路结构复杂的问题,进而达到了提高压缩机退磁保护的响应速度、简化退磁保护电路结构的效果。
文档编号H02H7/08GK202424134SQ20122006421
公开日2012年9月5日 申请日期2012年2月24日 优先权日2012年2月24日
发明者卓森庆, 游剑波, 郑长春, 黄滔 申请人:珠海格力电器股份有限公司
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