一种空调器及其压缩机保护电路的制作方法
【专利摘要】本发明属于电路领域，提供了一种空调器及其压缩机保护电路。在压缩机的相电流出现过流时，由电压比较模块输出过流电平信号通过信号锁存模块锁存并输出至智能功率模块，智能功率模块根据该过流电平信号关断相电流输出以对压缩机实现过流保护，随后由电压比较模块输出常规电平信号至信号锁存模块，而信号锁存模块保持输出过流电平信号直至接收到信号处理电路输出的锁存撤销信号时，才会将常规电平信号输出以使智能功率模块开启相电流输出，进而使压缩机正常工作，这样就能够在信号处理电路与智能功率模块之间的驱动信号线上存在强干扰信号时避免智能功率模块输出大电流或损坏，从而达到有效保护压缩机的目的。
【专利说明】一种空调器及其压缩机保护电路
【技术领域】
[0001]本发明属于电路领域，尤其涉及一种空调器及其压缩机保护电路。
【背景技术】
[0002]目前，变频空调的室外压缩机的驱动方案通常是通过对交流电源整流滤波后得到直流母线电源，该直流母线电源经过功率因数校正电路进行功率因素校正处理后，再向智能功率模块供电，最后由智能功率模块直接驱动压缩机工作，同时，变频空调中的信号处理电路输出驱动信号以使智能功率模块按照相应的相电流驱动压缩机工作。
[0003]为了对压缩机进行过流保护，现有技术会提供一种压缩机电流保护电路，其通过对压缩机的相电流进行采样，并根据采样电压控制智能功率模块的开关，能够在压缩机的相电流过大时使智能功率模块关断其相电流输出以达到保护压缩机的目的，同时，智能功率模块会输出故障保护信号至变频信号处理电路，进而使信号处理电路根据该故障保护信号停止输出驱动信号，直到压缩机的相电流恢复正常才使智能功率模块开启并驱动压缩机工作，同时智能功率模块也会输出故障消除信号至信号处理电路，于是，信号处理电路会重新输出驱动信号使智能功率模块正常工作。
[0004]然而，在上述智能功率模块关断期间，虽然信号处理电路已经停止输出驱动信号，但如果信号处理电路与智能功率模块之间的驱动信号线上遇到较强的干扰信号，则会使智能功率模块出现大电流输出或损坏，进而导致无法对压缩机实现有效的保护。
[0005]综上所述，现有技术在对压缩机进行过流保护过程中，因信号处理电路与智能功率模块之间的驱动信号线上出现强干扰信号而存在无法对压缩机实现有效保护的问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种压缩机保护电路，旨在解决现有技术在对压缩机进行过流保护过程中，因信号处理电路与智能功率模块之间的驱动信号线上出现强干扰信号而存在无法对压缩机实现有效保护的问题。
[0007]本发明是这样实现的，一种压缩机保护电路，包括电流采样模块、参考电压生成模块、电压比较模块及智能功率模块，所述电流采样模块对压缩机的相电流进行采样并输出相应的采样电压信号至所述电压比较模块的第一输入端，所述参考电压生成模块输出参考电压信号至所述电压比较模块的第二输入端，所述电压比较模块将所述采样电压信号与所述参考电压信号进行比较；所述智能功率模块根据信号处理电路所输出的驱动信号对所述压缩机的工作状态进行控制，所述智能功率模块在关断输出时会同步输出故障保护信号以使所述信号处理电路停止输出所述驱动信号；
[0008]所述压缩机保护电路还包括信号锁存模块；
[0009]所述电压比较模块的输出端连接所述信号锁存模块的输入端，所述信号锁存模块的输出端和锁存控制端分别连接所述智能功率模块的保护触发电压检测端口和所述信号处理电路；[0010]当所述采样电压信号大于所述参考电压信号时，所述电压比较模块输出过流电平信号至所述信号锁存模块，所述信号锁存模块对所述过流电平信号进行锁存处理并持续输出所述过流电平信号至所述智能功率模块，所述智能功率模块根据所述过流电平信号关断相电流输出，并同时输出故障保护信号至所述信号处理电路；在所述智能功率模块关断相电流输出后，如果所述采样电压信号小于所述参考电压信号，则所述电压比较模块输出常规电平信号至所述信号锁存模块，在未接收到所述信号处理电路输出的锁存撤销信号时，所述信号锁存模块依然保持输出所述过流电平信号，待到所述信号处理电路输出所述锁存撤销信号时，所述信号锁存模块根据所述锁存撤销信号将所述常规电平信号输出至所述智能功率模块，所述智能功率模块根据所述常规电平信号和所述信号处理电路输出的驱动信号驱动压缩机工作。
[0011]本发明的另一目的还在于提供一种空调器，其包括信号处理电路、压缩机以及上述的压缩机保护电路。
[0012]本发明通过在具有电流采样模块、参考电压生成模块、电压比较模块及智能功率模块的压缩机保护电路中采用信号锁存模块，在压缩机的相电流出现过流时，由电压比较模块输出过流电平信号通过信号锁存模块锁存并输出至智能功率模块，智能功率模块根据该过流电平信号关断相电流输出以对压缩机实现过流保护，随后由电压比较模块输出常规电平信号至信号锁存模块，而信号锁存模块保持输出过流电平信号直至接收到信号处理电路输出的锁存撤销信号时，才会将常规电平信号输出以使智能功率模块开启相电流输出，进而使压缩机正常工作，这样就能够在信号处理电路与智能功率模块之间的驱动信号线上存在强干扰信号时避免智能功率模块输出大电流或损坏，从而达到有效保护压缩机的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明实施例提供的压缩机保护电路的模块结构图；
[0014]图2是本发明另一实施例提供的压缩机保护电路的模块结构图；
[0015]图3是本发明又一实施例提供的压缩机保护电路的模块结构图；
[0016]图4是图1所示的压缩机保护电路的示例电路结构图；
[0017]图5是图1所示的压缩机保护电路的另一示例电路结构图；
[0018]图6是图2所示的压缩机保护电路的示例电路结构图；
[0019]图7是图2所示的压缩机保护电路的另一示例电路结构图；
[0020]图8是图3所示的压缩机保护电路的示例电路结构图；
[0021]图9是图3所示的压缩机保护电路的另一示例电路结构图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0023]以下以在空调器中的应用为例对本发明实施例提供的压缩机保护电路进行详细说明:[0024]空调器包括信号处理电路、压缩机以及压缩机保护电路。
[0025]图1示出了本发明实施例提供的压缩机保护电路的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下:
[0026]本发明实施例提供的压缩机保护电路100包括电流采样模块101、参考电压生成模块104、电压比较模块102及智能功率模块103，电流采样模块101对压缩机200的相电流进行采样并输出相应的采样电压信号至电压比较模块102的第一输入端，参考电压生成模块104输出参考电压信号至电压比较模块102的第二输入端，电压比较模块102将上述的采样电压信号与上述的参考电压信号进行比较；智能功率模块103根据信号处理电路300所输出的驱动信号对压缩机200的工作状态进行控制，智能功率模块103的故障信号输出引脚H)连接信号处理电路300，智能功率模块103在关断输出时会同步输出故障保护信号以使信号处理电路300停止输出驱动信号。
[0027]压缩机保护电路100还包括信号锁存模块105。
[0028]电压比较模块102的输出端连接信号锁存模块105的输入端，信号锁存模块105的输出端和锁存控制端分别连接智能功率模块103的保护触发电压检测端口 Cin和信号处理电路300。
[0029]当采样电压信号大于参考电压信号时，电压比较模块102输出过流电平信号至信号锁存模块105，信号锁存模块105对该过流电平信号进行锁存处理后持续输出至智能功率模块103，智能功率模块103根据该过流电平信号关断相电流输出，并同时输出故障保护信号至信号处理电路300 ;在智能功率模块103关断相电流输出后，如果上述的采样电压信号小于上述的参考电压信号，则电压比较模块102输出常规电平信号至信号锁存模块105，在未接收到信号处理电路300输出的锁存撤销信号时，信号锁存模块105依然保持输出上述的过流电平信号，待到信号处理电路300输出上述的锁存撤销信号时，信号锁存模块105根据锁存撤销信号将上述的常规电平信号输出至智能功率模块103，智能功率模块103根据常规电平信号和信号处理电路300输出的驱动信号驱动压缩机200工作。
[0030]其中，信号处理电路300是在空调器的控制电路的状态稳定或故障(包括信号处理电路300与智能功率模块103之间的驱动信号线出现强干扰信号)被排除后，才会输出锁存撤销信号使信号锁存模块105撤销对过流电平信号进行锁存，此时智能功率模块103可以根据常规电平信号和信号处理电路300输出的驱动信号对压缩机200进行驱动。
[0031]在本发明另一实施例中，基于图1所示的压缩机保护电路，压缩机保护电路100还包括第一信号整形模块106，如图2所示，第一信号整形模块106的输入端和输出端分别连接电压比较模块102的输出端和信号锁存模块105的输入端，第一信号整形模块106对电压比较模块102输出的过流电平信号或常规电平信号进行信号整形处理后输出至信号锁存模块105。
[0032]当采样电压信号大于参考电压信号时，电压比较模块102输出过流电平信号至第一信号整形模块106，第一信号整形模块106对过流电平信号进行信号整形处理后输出至信号锁存模块105，信号锁存模块105对该过流电平信号进行锁存处理后持续输出至智能功率模块103，智能功率模块103根据该过流电平信号关断相电流输出，并同时输出故障保护信号至信号处理电路300 ;在智能功率模块103关断相电流输出后，如果上述的采样电压信号小于上述的参考电压信号，则电压比较模块102输出常规电平信号至第一信号整形模块106，第一信号整形模块106对常规电平信号进行信号整形处理后输出至信号锁存模块105，在未接收到信号处理电路300输出的锁存撤销信号时，信号锁存模块105依然保持输出上述的经过信号整形处理后的过流电平信号，待到信号处理电路300输出上述的锁存撤销信号时，信号锁存模块105根据锁存撤销信号将上述的经过信号整形处理后的常规电平信号输出至智能功率模块103，智能功率模块103根据该常规电平信号和信号处理电路300输出的驱动信号驱动压缩机200工作。
[0033]具体地，第一信号整形模块106是对电压比较模块102输出的过流电平信号或常规电平信号进行放大、隔离及反相处理后输出至信号锁存模块105。
[0034]在本发明又一实施例中，基于图1所示的压缩机保护电路，压缩机保护电路100还包括第二信号整形模块107，如图3所示，第二信号整形模块107的输入端和输出端分别连接电压比较模块102的输出端和信号锁存模块105的输入端，在压缩机保护电路100的上电初始时刻，第二信号整形模块107自行输出过流电平信号通过信号锁存模块105控制智能功率模块103关断相电流输出，并在电压比较模块102输出过流电平信号或常规电平信号后，第二信号整形模块107对电压比较模块102输出的过流电平信号或常规电平信号进行信号整形处理后输出至信号锁存模块105。
[0035]在压缩机保护电路100的上电初始时刻，第二信号整形模块107会输出过流电平信号至信号锁存模块105，经过信号锁存模块105控制智能功率模块103关断其相电流输出以防在上电时因信号处理电路300与智能功率模块103之间的驱动信号线上出现强干扰信号而导致智能功率模块103输出大电流或损坏，进而对压缩机实现有效的保护；在上电后，电压比较模块102会根据采样电压与参考电压的比较结果输出过流电平信号或常规电平信号，当采样电压信号大于参考电压信号时，电压比较模块102输出过流电平信号至第二信号整形模块107，第二信号整形模块107对过流电平信号进行信号整形处理后输出至信号锁存模块105，信号锁存模块105对该过流电平信号进行锁存处理后持续输出至智能功率模块103，智能功率模块103根据该过流电平信号关断相电流输出，并同时输出故障保护信号至信号处理电路300 ;在智能功率模块103关断相电流输出后，如果上述的采样电压信号小于上述的参考电压信号，则电压比较模块102输出常规电平信号至第二信号整形模块107，第二信号整形模块107对常规电平信号进行信号整形处理后输出至信号锁存模块105，在未接收到信号处理电路300输出的锁存撤销信号时，信号锁存模块105依然保持输出上述的经过信号整形处理后的过流电平信号，待到信号处理电路300输出上述的锁存撤销信号时，信号锁存模块105根据锁存撤销信号将上述的经过信号整形处理后的常规电平信号输出至智能功率模块103，智能功率模块103根据该常规电平信号和信号处理电路300输出的驱动信号驱动压缩机200工作。
[0036]具体地，第二信号整形模块107是对电压比较模块102输出的过流电平信号或常规电平信号进行放大和隔离处理后输出至信号锁存模块105。
[0037]图4示出了图1所示的压缩机保护电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下:
[0038]电流采样模块101包括第一电阻Rl，第一电阻Rl的第一端接入压缩机200的三相电流(Iu、Iv及Iw)，并连接电压比较模块102的第一输入端，第一电阻Rl的第二端接等电势地。由第一电阻Rl对压缩机200的三相电流进行采样并生成相应的采样电压信号。[0039]电压比较模块102包括:
[0040]第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一比较器ICl及第五电阻R5 ；
[0041]第二电阻R2的第一端和第三电阻R3的第一端分别为电压比较模块102的第一输入端和第二输入端，第二电阻R2的第二端连接第一比较器ICl的同相输入端，第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端共接于第一比较器ICl的反相输入端，第一比较器ICl的正电源端连接直流电源VCC，第一比较器ICl的负电源端与第四电阻R4的第二端共接于地，第一比较器ICl的输出端连接第五电阻R5的第一端,第五电阻R5的第二端为电压比较模块102的输出端。
[0042]智能功率模块103为现有的包含控制器和上下桥臂开关管的智能功率模块(即IPM, Intelligent Power Module)。
[0043]参考电压生成模块104包括:
[0044]第六电阻R6、基准电压源芯片IC2、第七电阻R7及第八电阻R8 ；
[0045]第六电阻R6的第一端连接直流电源VCC，第六电阻R6的第二端与基准电压源芯片IC2的阴极以及第七电阻R7的第一端共接所形成的共接点为参考电压生成模块104的输出端，基准电压源芯片IC2的调整极与第七电阻R7的第二端共接于第八电阻R8的第一端，基准电压源芯片IC2的阳极与第八电阻R8的第二端共接于地。其中，基准电压源芯片IC2具体可以是型号为TL431的基准电压源。
[0046]信号锁存模块105包括:
[0047]锁存器IC3、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻Rll、NPN型三极管Ql及第十二电阻R12 ；
[0048]锁存器IC3的信号输入脚D为信号锁存模块105的输入端,锁存器IC3的信号输出脚Q与第九电阻R9的第一端的共接点为信号锁存模块105的输出端，锁存器IC3的电源脚Vcc连接直流电源VCC，锁存器IC3的地脚GND与输出使能脚/OE均接地，第十电阻RlO的第一端为信号锁存模块105的受控端，第十电阻RlO的第二端与第九电阻R9的第二端及第H^一电阻Rll的第一端共接于NPN型三极管Ql的基极，第十一电阻Rll的第二端与NPN型三极管Ql的发射极共接于地，NPN型三极管Ql的集电极与第十二电阻R12的第一端共接于锁存器IC3的信号控制脚LE，第十二电阻R12的第二端接地。其中，锁存器IC3的信号输入脚D、输出使能脚/OE及信号控制脚LE与其信号输出脚Q的信号逻辑关系如下表所示:
【权利要求】
1.一种压缩机保护电路，包括电流采样模块、参考电压生成模块、电压比较模块及智能功率模块，所述电流采样模块对压缩机的相电流进行采样并输出相应的采样电压信号至所述电压比较模块的第一输入端，所述参考电压生成模块输出参考电压信号至所述电压比较模块的第二输入端，所述电压比较模块将所述采样电压信号与所述参考电压信号进行比较；所述智能功率模块根据信号处理电路所输出的驱动信号对所述压缩机的工作状态进行控制，所述智能功率模块在关断输出时会同步输出故障保护信号以使所述信号处理电路停止输出所述驱动信号；其特征在于，所述压缩机保护电路还包括信号锁存模块； 所述电压比较模块的输出端连接所述信号锁存模块的输入端，所述信号锁存模块的输出端和锁存控制端分别连接所述智能功率模块的保护触发电压检测端口和所述信号处理电路； 当所述采样电压信号大于所述参考电压信号时，所述电压比较模块输出过流电平信号至所述信号锁存模块，所述信号锁存模块对所述过流电平信号进行锁存处理并持续输出所述过流电平信号至所述智能功率模块，所述智能功率模块根据所述过流电平信号关断相电流输出，并同时输出故障保护信号至所述信号处理电路；在所述智能功率模块关断相电流输出后，如果所述米样电压信号小于所述参考电压信号，则所述电压比较模块输出常规电平信号至所述信号锁存模块，在未接收到所述信号处理电路输出的锁存撤销信号时，所述信号锁存模块依然保持输出所述过流电平信号，待到所述信号处理电路输出所述锁存撤销信号时，所述信号锁存模块根据所述锁存撤销信号将所述常规电平信号输出至所述智能功率模块，所述智能功率模块根据所述常规电平信号和所述信号处理电路输出的驱动信号驱动压缩机工作。
2.如权利要求1所述的压缩机保护电路，其特征在于，所述压缩机保护电路还包括第一信号整形模块，所述第一信号整形模块的输入端和输出端分别连接所述电压比较模块的输出端和所述信号锁存模块的输入端，所述第一信号整形模块对所述电压比较模块输出的过流电平信号或常规电平信号进行信号整形处理后输出至所述信号锁存模块。
3.如权利要求1所述的压缩机保护电路，其特征在于，所述压缩机保护电路还包括第二信号整形模块，所述第二信号整形模块的输入端和输出端分别连接所述电压比较模块的输出端和所述信号锁存模块的输入端，在所述压缩机保护电路的上电初始时刻，所述第二信号整形模块自行输出过流电平信号通过所述信号锁存模块控制所述智能功率模块关断相电流输出，并在所述电压比较模块输出过流电平信号或常规电平信号后，所述第二信号整形模块对所述电压比较模块输出的过流电平信号或常规电平信号进行信号整形处理后输出至所述信号锁存模块。
4.如权利要求1所述的压缩机保护电路，其特征在于，所述电流采样模块包括第一电阻R1，所述第一电阻Rl的第一端接入所述压缩机的三相电流，并连接所述电压比较模块的第一输入端，所述第一电阻Rl的第二端接等电势地。
5.如权利要去I所述的压缩机保护电路，其特征在于，所述电压比较模块包括: 第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一比较器及第五电阻R5 ； 所述第二电阻R2的第一端和所述第三电阻R3的第一端分别为所述电压比较模块的第一输入端和第二输入端，所述第二电阻R2的第二端连接所述第一比较器的同相输入端，所述第三电阻R3的第二端与所述第四电阻R4的第一端共接于所述第一比较器的反相输入端，所述第一比较器的正电源端连接直流电源，所述第一比较器的负电源端与所述第四电阻R4的第二端共接于地，所述第一比较器的输出端连接所述第五电阻R5的第一端，所述第五电阻R5的第二端为所述电压比较模块的输出端。
6.如权利要求1所述的压缩机保护电路，其特征在于，所述参考电压生成模块包括: 第六电阻R6、基准电压源芯片、第七电阻R7及第八电阻R8 ； 所述第六电阻R6的第一端连接直流电源，所述第六电阻R6的第二端与所述基准电压源芯片的阴极以及所述第七电阻R7的第一端共接所形成的共接点为所述参考电压生成模块的输出端，所述基准电压源芯片的调整极与所述第七电阻R7的第二端共接于所述第八电阻R8的第一端，所述基准电压源芯片的阳极与所述第八电阻R8的第二端共接于地。
7.如权利要求1所述的压缩机保护电路，其特征在于，所述信号锁存模块包括: 锁存器、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻RlUNPN型三极管及第十二电阻R12 ； 所述锁存器的信号输入脚为所述信号锁存模块的输入端，所述锁存器的信号输出脚与所述第九电阻R9的第一端的共接点为所述信号锁存模块的输出端，所述锁存器的电源脚连接直流电源，所述锁存器的地脚与输出使能脚均接地，所述第十电阻RlO的第一端为所述信号锁存模块的受控端，所述第十电阻RlO的第二端与所述第九电阻R9的第二端及所述第十一电阻Rll的第一端共接于所述NPN型三极管的基极，所述第十一电阻Rll的第二端与所述NPN型三极管的发射极共接于地，所述NPN型三极管的集电极与所述第十二电阻R12的第一端共接于所述锁存器的信号控制脚，所述第十二电阻R12的第二端接地。
8.如权利要求2所述的压缩机保护电路，其特征在于，所述电压比较模块包括: 第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第二比较器及第十六电阻R16 ； 所述第十三电阻R13的第一端和所述第十四电阻R14的第一端分别为所述电压比较模块的第一输入端和第二输入端，所述第十三电阻R13的第二端连接所述第二比较器的反相输入端，所述第十四电阻R14的第二端与所述第十五电阻R15的第一端共接于所述第二比较器的同相输入端，所述第二比较器的正电源端连接直流电源，所述第二比较器的负电源端与所述第十五电阻R15的第二端共接于地，所述第二比较器的输出端连接所述第十六电阻R16的第一端，所述第十六电阻R16的第二端为所述电压比较模块的输出端。
9.如权利要求2所述的压缩机保护电路，其特征在于，所述第一信号整形模块包括: 第十七电阻R17、第一 PNP型三极管及第十八电阻R18 ； 所述第十七电阻R17的第一端与所述第一 PNP型三极管的基极的共接点为所述第一信号整形模块的输入端，所述第十七电阻R17的第二端与所述第一 PNP型三极管的发射极共接于直流电源，所述第一 PNP型三极管的集电极与所述第十八电阻R18的第一端的共接点为所述第一信号整形模块的输出端，所述第十八电阻R18的第二端接地。
10.如权利要3所述的压缩机保护电路，其特征在于，所述电压比较模块包括: 第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一比较器及第五电阻R5 ； 所述第二电阻R2的第一端和所述第三电阻R3的第一端分别为所述电压比较模块的第一输入端和第二输入端，所述第二电阻R2的第二端连接所述第一比较器的同相输入端，所述第三电阻R3的第二端与所述第四电阻R4的第一端共接于所述第一比较器的反相输入端，所述第一比较器的正电源端连接直流电源，所述第一比较器的负电源端与所述第四电阻R4的第二端共接于地，所述第一比较器的输出端连接所述第五电阻R5的第一端，所述第五电阻R5的第二端为所述电压比较模块的输出端。
11.如权利要3所述的压缩机保护电路，其特征在于，所述第二信号整形模块包括: 第十九电阻R19、第二十电阻R20及第二 PNP型三极管； 所述第十九电阻R19的第一端与所述第二PNP型三极管的基极的共接点为所述第二信号整形模块的输入端，所述第十九电阻R19的第二端与所述第二十电阻R20的第一端共接于直流电源，所述第二十电阻R20的第二端与所述第二 PNP型三极管的发射极的共接点为所述第二信号整形模块输出端，所述第二 PNP型三极管的集电极接地。
12.—种空调器，包括信号处理电路和压缩机，其特征在于，所述空调器还包括如权利要求I至11任一项所述的压缩机保护电路。
【文档编号】H02H3/08GK103944141SQ201410132119
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】鲍殿生, 陈建昌 申请人:美的集团股份有限公司