压缩机保护电路和空调器的制作方法

文档序号:12484802阅读:491来源:国知局
压缩机保护电路和空调器的制作方法与工艺

本发明涉及压缩机保护电路领域,尤其涉及一种压缩机保护电路和空调器。



背景技术:

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MCU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。

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,通过将采用的电流大小转换成采样电压信号输入到第一比较器,并与参考电压值比较,当压缩机发生过流使得采样电压信号升高导致第一比较器输出翻转以输出保护信号,以控制智能功率模块输出关闭,使得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。在实际使用中会遇到以下问题:由于压缩机电流的增加是一个连续变化的时间过程,导致电压采样信号在接近参考电压值时存在一个波动时间,即采样电压值的大小存在与参考电压相同或微小差别的一个临界值,采样电压值会在一段时间内在参考电压值左右波动,因此在此时间段内导致第一比较器的输出状态不稳定,进而导致智能功率模块的保护状态不稳定;或者由于压缩机的相电流上存在干扰信号,也会导致采样电压值在短时间内低于或者高于参考电压值,同样导致智能功率模块的保护状态不稳定,而智能功率模块的保护状态不稳定会导致智能功率模块驱动压缩机不可控,存在智能功率模块损坏的问题。



技术实现要素:

本发明的主要目的在于提供一种压缩机保护电路和空调器,目的在于解决压缩机过流保护电路过程中存在保护状态不稳定导致智能功率模块驱动压缩机不可控引起智能功率模块损坏的问题。

为实现上述目的,本发明提供的一种压缩机保护电路,所述压缩机保护电路包括电流采样模块、电压比较模块、参考电压模块、整形模块、MCU及智能功率模块;所述智能功率模块根据所述MCU所输出的驱动信号输出相电流以驱动压缩机运行;所述参考电压模块生成参考电压输出到所述电压比较模块的第一输入端;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,并在所述采样电压信号大于所述参考电压信号时,输出保护信号经所述整形模块整形至所述智能功率模块;所述智能功率模块根据所述保护信号关断输出相电流以停止压缩机运行,同时输出故障保护信号以使所述MCU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:

反馈模块,输入端与所述电压比较模块的输出端连接,输出端与所述电压比较模块的第一输入端连接;当所述电压比较模块在压缩机相电流过大超过预设值输出保护信号时,将所述电压比较模块输出的保护信号反馈至所述电压比较模块的第一输入端,使得所述电压比较模块第一输入端的电压值降低。

优选的,所述电压比较模块包括第一比较器;

所述电压比较模块的第一输入端连接所述第一比较器的同相输入端,所述电压比较模块的第二输入端连接所述第一比较器的反向相输入端。

优选的,所述反馈模块包括第一电阻;

所述第一电阻的一端为反馈模块的输入端,所述第一电阻的另一端为反馈模块的输出端。

优选的,所述反馈模块包括第一二极管;

所述第一二极管的阴极为反馈模块的输入端,所述第一二极管的阳极为反馈模块的输出端。

优选的,所述反馈模块包括第二电阻和第二二极管;

所述第二二极管的阴极为所述反馈模块的输入端,所述第二二极管的阳极连接所述第二电阻的一端,所述第二电阻的另一端为所述反馈模块的输出端。

优选的,所述整形模块包括第三电阻和第一NPN三极管;

所述第一NPN型三极管的基极为所述整形模块的输入端,所述第一NPN型三极管的发射极接地,所述第一NPN型三极管的集电极与所述第三电阻一端的共接点为所述整形模块的输出端,所述第三电阻另一端接直流电源。

优选的,所述整形模块包括第四电阻、第二NPN三极管和第三NPN三极管;

所述第二NPN型三极管的基极为所述整形模块的输入端,所述第二NPN型三极管的发射极连接所述第三NPN三极管的基极,所述第二NPN型三极管的集电极与所述第三NPN型三极管的集电极以及第四电阻一端的共接点为所述整形模块的输出端,所述第四电阻另一端连接直流电源,所述第三NPN型三极管的发射极接地。

优选的,所述整形模块包括第五电阻、第四NPN三极管和第五PNP三极管;

所述第四NPN型三极管的基极为所述整形模块的输入端,所述第四NPN型三极管的集电极连接所述第五PNP三极管的基极,所述第五PNP型三极管的发射极与第五电阻一端的共接点为所述整形模块的输出端,所述第五电阻另一端连接直流电源,所述第四NPN型三极管的发射极接地。

优选的,所述整形模块包括第六电阻和第六PNP三极管;

所述第六PNP型三极管的基极为所述整形模块的输入端,所述第六PNP型三极管的发射极接直流电源,所述第六PNP型三极管的集电极与所述第六电阻一端的共接点为所述整形模块的输出端,所述第六电阻另一端连接地。

优选的,所述压缩机保护电路还包括温度保护模块,所述温度保护模块的输入端连接所述智能功率模块,所述温度保护模块的输出端连接所述电压比较模块的第二输入端;

当所述智能功率模块温度过高时,智能功率模块通过温度保护模块输出温度保护信号到所述电压比较模块的第二输入端,以使所述电压比较模块输出保护信号到所述智能功率模块,所述智能功率模块根据所述保护信号关断输出相电流以停止所述压缩机运行。

优选的,所述温度保护模块包括第六电阻、第七电阻和第三二极管;

所述第六电阻的一端为所述温度保护模块的输入端,所述第六电阻的另一端与所述第七电阻的一端共接于所述第三二极管的阳极,所述第三二极管的阴极为所述温度保护模块的输出端,所述第七电阻的另一端接地。

优选的,所述电压比较模块还包括第八电阻,所述第八电阻一端连接所述第一比较器的输出端,另一端连接直流电源。

优选的,所述整形模块还包括第九电阻,所述第九电阻一端连接第一NPN型三极管基极,另一端连接直流电源。

为实现上述目的,本发明还提供一种空调器,包括所述的压缩机保护电路。

本发明提供的压缩机保护电路通过在具有电流采样模块、参考电压模块、电压比较模块、整形模块、MCU及智能功率模块上增加反馈模块,由于反馈模块连接在电压比较模块的参考电压输入端和输出端,使得电压比较模块的保护和恢复的参考电压值不同。解决了由于电压比较模块的输入端存在与参考电压值接近的波动引起电压比较模块的输出状态不稳定,进而导致智能功率模块的保护状态不稳定引起智能功率模块驱动压缩机不可控,最后导致智能功率模块损坏的问题。

附图说明

图1为本发明压缩机保护电路第一实施例的模块结构示意图;

图2为本发明压缩机保护电路第二实施例的电路结构图;

图3为本发明压缩机保护电路第三实施例的电路结构图;

图4为本发明压缩机保护电路第四实施例的电路结构图;

图5为本发明压缩机保护电路第五实施例的电路结构图;

图6为本发明压缩机保护电路第五实施例的另一电路结构图;

图7为本发明压缩机保护电路第五实施例的另一电路结构图;

图8为本发明压缩机保护电路第六实施例的电路结构图;

图9为本发明压缩机保护电路第六实施例的另一电路结构图;

图10为本发明压缩机保护电路第七实施例的模块结构示意图;

图11为本发明压缩机保护电路第七实施例的电路结构图;

图12为本发明压缩机保护电路第七实施例的另一电路结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

参照图1,图1为本发明第一实施例提供的压缩机保护电路的模块结构图,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:

本发明实施例提供的压缩机保护电路包括电流采样模块10、电压比较模块20、参考电压模块30、整形模块80、MCU50及智能功率模块70;智能功率模块70根据MCU50所输出的驱动信号输出相电流以驱动压缩机运行;参考电压模块30生成参考电压输出到电压比较模块20的第一输入端;电流采样模块10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电压比较模块20的第二输入端;电压比较模块20将采样电压信号与参考电压信号进行比较,在采样电压信号大于参考电压信号时,输出保护信号经整形模块80至智能功率模块70;智能功率模块70根据保护信号关断输出相电流以停止压缩机运行,同时输出故障保护信号以使MCU50停止输出驱动信号;压缩机保护电路还包括:

反馈模块40,输入端与电压比较模块20的输出端连接,输出端与电压比较模块20的第一输入端连接;当电压比较模块20在压缩机相电流过大超过预设值输出保护信号时,将电压比较模块20输出的保护信号反馈至电压比较模块20的第一输入端,使得电压比较模块20第一输入端电压值降低。

本发明实施例提供的压缩机保护电路通过在具有电流采样模块10、电压比较模块20、参考电压模块30、整形模块80、MCU50及智能功率模块60增加反馈模块40,由于反馈模块30连接在电压比较模块20的第一输入端和输出端,而第一输入端与参考电压模块30输出端连接,当电压比较模块20输出的保护信号时通过反馈模块30反馈至电压比较模块20的第一输入端,使得电压比较模块20第一输入端电压值降低,因此改变了参考电压模块30输出到电压比较模块20的参考电压值,以此使得电压比较模块的保护和恢复的参考电压值不同,解决了由于电压比较模块的输入端存在与参考电压值接近的波动引起电压比较模块的输出状态不稳定,进而导致智能功率模块的保护状态不稳定引起智能功率模块驱动压缩机不可控,最后导致智能功率模块损坏的问题。

参照图2,图2为本发明第二实施例提供的压缩机保护电路电路结构图,基于本发明第一实施例提供的压缩机保护电路的模块结构图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分,具体如下:

电流采样模块10主要基于电阻RS1组成,电阻RS1的一端连接智能功率模块60驱动压缩机70内部的下桥臂开关管U、V、W三相的发射极输出脚Iu、Iv、Iw,这三个引脚输出电流为IPM模块驱动压缩机70的三相电流,此连接点同时连接到电压比较模块20的输入端,电阻RS1的另一端接等电势地,电阻RS1一般为小阻值的大功率电阻,如毫欧级的陶瓷电阻,以供IPM模块驱动压缩机70的三相电流在电阻RS1上产生电压,以生成采样电压信号。

电压比较模块20的第一比较器21为第一比较器IC1,电压比较模块20的第一输入端连接第一比较器IC1的同相输入端,电压比较模块20的第二输入端连接第一比较器IC1的反相输入端。

整形模块80包括第三电阻R4和第一NPN三极管Q1;

第一NPN型三极管Q1的基极为整形模块80的输入端,第一NPN型三极管Q1的发射极接地,第一NPN型三极管Q1的集电极与第三电阻R4一端的共接点为整形模块22的输出端,第三电阻R4另一端接直流电源。

整形模块80还可以包括第十电阻R11,第十电阻R11的一端连接第一NPN型三极管Q1的基极,第十电阻R11的另一端接地,即第十电阻R11跨接在第一NPN型三极管Q1的基极和发射极上,起到第一NPN型三极管Q1在第一比较器IC1输出低电平时能可靠截止作用。

整形模块80还可以包括第十一电阻R10,第十一电阻R10的一端连接第一NPN型三极管Q1的基极,此时另一端为整形模块80的输入端,以替换上述第一NPN型三极管Q1的基极做为整形模块80的输入端。

参考电压模块30连接到第一比较器IC1的同输入端,参考电压模块30为电压比较模块20提供参考电压,参考电压模块30由第十二电阻R2、第十三电阻R6组成,其中第十二电阻R2的一端连接到直流电源,另一端连接第十三电阻R6,第十三电阻R6另一端接地,从第十二电阻R2和第十三电阻R6的连接点输出参考电压信号并连接到第一比较器IC1的同相输入端;

反馈模块40包括第一电阻R1,第一电阻R1的一端为反馈模块40的输入端,所述第一电阻R1的另一端为反馈模块40的输出端。

智能功率模块60为现有的包含控制器和上下桥臂开关管的智能功率模块60(即IPM,Intelligent Power Module),其中Iu、Iv、Iw为下桥臂开关管的U、V、W三相的发射极输出脚,Cin为故障和保护信号检测脚,当此引脚出现高电平信号时其故障和保护信号有效,智能功率模块60内部会关断U、V、W三相引脚额输出以关闭负载,在这里U、V、W三相输出脚连接到压缩机70,这里的压缩机70为变频压缩机;F0引脚为故障信号输出脚,当Cin引脚的故障和保护信号有效时,F0引脚输出有效的故障信号;UP、VP、WP、UN、VN、WN为上下桥臂开关管驱动信号输入脚,通过这6个驱动信号输入到智能功率模块60以使得智能功率模块60驱动压缩机70工作。

MCU50为信号处理芯片,包含了驱动智能功率模块60工作的软件算法程序,使得负载压缩机70按照MCU50输出的驱动信号运行,其中输出控制脚连接智能功率模块60的Cin引脚,IPM模块故障检测脚连接到智能功率模块60的F0引脚。

以下结合图2对此压缩机保护电路的工作原理作进一步说明:

当压缩机70工作正常时,其驱动压缩机70的三相电流大小正常,此时智能功率模块60下桥臂开关管的U、V、W三相的发射极输出脚Iu、Iv、Iw电流在RS上的电压小于第一比较器IC1由同相输入端的参考电压,此时第一比较器IC1输出高电平,第一NPN型三极管Q1导通输出低电平到智能功率模块60的Cin引脚,智能功率模块正常工作,此时参考电压模块30输出的参考电压是由第十二电阻R2串联第十三电阻R6分压后在第十三电阻R6上的对地电压值。

当由于压缩机70本体的故障或智能功率模块60内部故障导致压缩机70的工作电流增大即智能功率模块60输出的相电流增大时,其下桥臂开关管的U、V、W三相的发射极输出脚Iu、Iv、Iw电流对应增大,其电阻RS1上的电压对应增大,当电阻RS1上的电压大于第一比较器IC1的同相输入端的参考电压时,此时第一比较器IC1输出低电平信号即压缩机70相电流过大信号,此低电平信号经反馈模块40的第一电阻R1反馈到第一比较器IC1的同相输入端,即参考电压模块30的输出端,由于第一电阻R1连接第一比较器IC1输出的一端为低电平,此时第十三电阻R6和第一电阻R1形成并联关系,因此参考电压模块30输出的参考电压是由第十三电阻R6与第一电阻R1并联再与第十一电阻R2串联分压后,在第十三电阻R6与第一电阻R1并联端的对地电压值,由于第十三电阻R6与第一电阻R1并联的阻值比单个的第十二电阻R6阻值小,因此第十三电阻R6与第一电阻R1并联端的对地电压值比原来压缩机正常工作时单个第十三电阻R6上的电压值低,即当由于压缩机的相电流增大导致第一比较器IC1输出低电平信号时,使得电压比较模块20第一输入端电压值降低。

同时,第一比较器IC1输出的低电平信号使得第一NPN型三极管Q1截止输出高电平到智能功率模块60的Cin引脚,智能功率模块60根据有效的故障和保护信号随即关断其相电流输出以控制压缩机70停机,同时在智能功率模块60的故障信号输出脚F0会对应输出一个电平脉冲故障信号到MCU50,MCU50根据检测到的故障信号停止输出其6个到智能功率模块60的驱动信号。

在以上智能功率模块60输出的相电流增大使得电阻RS1上的采样电压值对应增大过程中,由于电阻RS1上的电压的增大是一个连续的时间过程,此期间其电压值的增大并不是完全线性增大的,是一个上下波动增大的过程,在此电压值接近第一比较器IC1的同相输入端的参考电压时,如果参考电压不变,则其电压值的波动会存在短时间大于或者小于参考电压值的情况,此时会第一比较器IC1的输出状态随着输入端的波动发生改变,第一比较器IC1的输出的状态不稳定导致智能功率模块60的Cin引脚不稳定,即智能功率模块60保护状态不稳定,进而使得致智能功率模块驱动压缩机不可控,会存在在智能功率模块60或者压缩机存在故障情况下仍对压缩机输出相电流导致智能功率模块60过流损坏。而利用本发明的反馈模块40,在由于相电流过大第一比较器IC1输出低电平时,经反馈模块40使得第一比较器IC1的同相输入端的参考电压降低,使得第一比较器IC1要恢复保护时,需要此时电阻RS1上的采样电压值比发生保护的参考电压值更低,即第一比较器IC1发生保护和恢复的电压值不同,且恢复的电压比保护的电压值低,因此避免了上述由于此采样电压值的波动引起第一比较器IC1的输出状态的频繁改变导致智能功率模块60保护状态不稳定,避免了其过流损坏。

进一步的,在MCU50接收到智能功率模块60的故障信号输出脚F0会对应输出一个电平脉冲故障信号后,会通过其输出控制脚输出高电平信号到智能功率模块60的Cin引脚,使得智能功率模块60处于持续的故障保护状态,智能功率模块60持续关断其相电流输出以控制压缩机70停机。这样能够进一步使得智能功率模块60在故障保护期间不会由于被MCU50输出到智能功率模块60存在干扰,以及压缩机相电流上存在干扰导致智能功率模块60误开通对压缩机输出电流而导致智能功率模块60进一步损坏。

在压缩机70的相关电路正常工作或者压缩机70故障排除后,智能功率模块60输出的相电流降低使得电阻RS1上的采样电压值降低到第一比较器IC1恢复的电压值以下,使得第一比较器IC1输出高电平翻转,进而使得第一NPN型三极管Q1导通输出低电平,同时MCU50输出控制脚输出低电平,使得智能功率模块60的Cin引脚为低电平,其故障保护状态恢复,MCU50输出驱动信号控制智能功率模块60输出相电流以驱动压缩机70正常运行。

上述反馈模块40的第一电阻R1除在智能功率模块60输出的相电流增大使得第一比较器IC1翻转保护时降低其参考电压值降低,以形成第一比较器IC1保护和恢复电压不一致使得智能功率模块60可靠保护外,在压缩机70工作正常时,其智能功率模块60输出的相电流端可能存强干扰,导致电阻RS1上的电压发生波动,引起第一比较器IC1发生翻转保护,此时如果其参考电压不变,同理会存在第一比较器IC1的输出的状态不稳定导致智能功率模块60的Cin引脚不稳定进而最后引起智能功率模块60过流损坏,而利用本发明的反馈模块40,使得第一比较器IC1保护和恢复电压不一致,且恢复的电压比保护的电压值低,通过合理的选择恢复电压值,能保证这样干扰到来时引起第一比较器IC1发生翻转保护,而在干扰消除时才能使得保护恢复,从而增加了此压缩机保护电路的抗干扰能力,使得电路工作更加可靠。

本实施例中,整形模块80还可以包括第四二极管D1,第四二极管D1的阳极接第一NPN型三极管Q1的集电极与第三电阻R4一端的共接点,第四二极管D1的阴极作为整形模块80的输出端,起到其输出隔离作用。

MCU50输出控制脚还可以通过第五二极管D2连接到智能功率模块60的Cin引脚,同样起到输出隔离作用。

本发明实施例提供的压缩机保护电路通过在具有电流采样模块10、电压比较模块20、参考电压模块30、整形模块80、MCU50及智能功率模块60增加反馈模块40,由于反馈模块30连接在电压比较模块20的第一输入端和输出端,而第一输入端与参考电压模块30输出端连接,当电压比较模块20输出的保护信号时通过反馈模块30反馈至电压比较模块20的第一输入端,使得电压比较模块20第一输入端电压值降低,因此改变了参考电压模块30输出到电压比较模块20的参考电压值,使得电压比较模块20发生保护和恢复的电压值不同,且恢复的电压比保护的电压值低,因此避免了由于电流采样模块10输出的采样信号存在干扰或者存在与参考电压值接近的波动引起电压比较模块20的输出状态不稳定,进而导致智能功率模块60的保护状态不稳定引起智能功率模块驱动压缩机不可控最后导致智能功率模块损坏的问题,提高了整个压缩机保护电路的工作可靠性。

参照图3,图3为本发明压缩机保护电路第三实施例的电路结构图,基于本发明压缩机保护电路第一实施例,相对图2的压缩机保护电路,其不同之处在于反馈模块40,其他模块均与图2所示的相同,因此不再赘述。

反馈模块40包括第一二极管D3;第一二极管D3的阴极为反馈模块的输入端,第一二极管D3的阳极为反馈模块的输出端。相对图3的反馈模块30的电路结构,其不同之处在于将第一二极管D3替换为第一电阻R1。

当智能功率模块60和压缩机70工作正常时,电阻RS上的电压小于第一比较器IC1由同相输入端的参考电压,此时第一比较器IC1输出高电平,此时第一二极管D1截止;当智能功率模块60输出的相电流增大时,其电阻RS1上的电压对应增大,最后导致第一比较器IC1翻转输出低电平,此时第一二极管D3截止导通,将第一比较器IC1由同相输入端的参考电压拉低,如第一二极管D3为硅管时,其导通电压为0.7V,此时第一比较器IC1由同相输入端的参考电压拉低到0.7V,此电压比第一比较器IC1翻转前的参考电压值低,因此由于第一二极管D3的导通使得第一比较器IC1保护和恢复电压不一致,其他功能同第二实施例不再赘述。

参照图4,图4为本发明压缩机保护电路第四实施例的电路结构图,基于本发明压缩机保护电路第一实施例,相对图2的压缩机保护电路,其不同之处在于反馈模块40,其他模块均与图2所示的相同,因此不再赘述。

反馈模块40包括第二电阻R3和第二二极管D4;第二二极管D4的阴极为反馈模块40的输入端,第二二极管D4的阳极连接第二电阻R3的一端,第二电阻R3的另一端为反馈模块40的输出端。

同第三实施例原理类似,当智能功率模块60和压缩机70工作正常时,电阻RS上的电压小于第一比较器IC1由同相输入端的参考电压,此时第一比较器IC1输出高电平,此时第二二极管D4截止;当智能功率模块60输出的相电流增大时,其电阻RS1上的电压对应增大,最后导致第一比较器IC1翻转输出低电平,此时第二二极管D4截止导通,将第一比较器IC1由同相输入端的参考电压拉低,如第二二极管D4为硅管时,其导通电压为0.7V,再经第二电阻R3限流此时第一比较器IC1由同相输入端的参考电压拉低到0.7V稍高一的电压值,此电压比第一比较器IC1翻转前的参考电压值低,因此由于第二二极管D4的导通使得第一比较器IC1保护和恢复电压不一致,其他功能同第二实施例不再赘述。

参照图5,图5为本发明压缩机保护电路第五实施例的电路结构图,基于本发明压缩机保护电路第一实施例,相对图2的压缩机保护电路,其不同之处在于整形模块80,其他模块均与图2所示的相同,因此不再赘述。

整形模块80包括第四电阻R3、第二NPN三极管Q2和第三二NPN三极管Q3;

第二NPN型三极管的基极为整形模块80的输入端,第二NPN型三极管Q2的发射极连接第三二NPN三极管Q3的基极,第二NPN型三极管Q2的集电极与第三NPN型三极管Q3的集电极以及第四电阻一端的共接点为整形模块的输出端,第四电阻另一端连接直流电源,第三NPN型三极管Q3的发射极接地。

相比图2的整形模块80,本实施例采用由第二NPN三极管Q2和第三二NPN三极管Q3组成的复合管替代图2的第一NPN三极管Q1,工作原理与之相同,不再赘述,整形模块80还可以包括第十四电阻R7、第十五电阻R16以及第六二极管D5,功能同图2中的第十电阻R11、第十一电阻R10和第四二极管D1。

整形模块80还可以有其他电路结构,如图6所示的其整形模块80包括第五电阻R12、第四NPN三极管Q4和第五PNP三极管Q5;

第四NPN型三极管Q4的基极为整形模块80的输入端,第四NPN型三极管Q4的集电极连接第五PNP三极管Q5的基极,第五PNP型三极管Q5的发射极与第五电阻一端的共接点为整形模块80的输出端,第五电阻另一端连接直流电源,第三NPN型三极管Q4的发射极接地。

相比图2的整形模块80,本实施例采用由第四NPN三极管Q4和第五PNP三极管Q5组成的复合管替代图2的第一NPN三极管Q1,工作原理与之相同,不再赘述,整形模块80还可以包括第十五电阻R8、第十六电阻R17和第七二极管D6,功能同图2中的第十电阻R11、第十一电阻R10和第四二极管D1。

整形模块80的另外一种电路结构如图7所示。

其整形模块80包括第六电阻R10和第六PNP三极管Q6;

第六PNP型三极管Q6的基极为整形模块80的输入端,第六PNP型三极管Q6的发射极接直流电源,第六PNP型三极管Q6的集电极与第六电阻一端的共接点为整形模块80的输出端,第六电阻另一端连接地。

当智能功率模块60和压缩机70工作正常时,第一比较器IC1输出高电平使得第六PNP型三极管Q6截止输出低电平到智能功率模块60的Cin脚;当智能功率模块60输出的相电流增大时,第一比较器IC1翻转输出低电平,使得第六PNP型三极管Q6导通输出高电平到智能功率模块60的Cin脚。

整形模块80还可以包括第十七电阻R20和第八二极管D7,功能同图2中第十一电阻R10和第四二极管D1。

参照图8,图8为本发明压缩机保护电路第六实施例的电路结构图,基于本发明压缩机保护电路第一实施例,相对于图2的压缩机保护电路,不同之处在于电压比较模块20还包括第八电阻R18,第八电阻一端连接电压比较模块20的输出端,另一端连接直流电源VCC。

图8中的第二比较器IC2与图2中的第一比较器IC1型号可以不同,第二比较器IC2可以采用内部输出三极管集电极开路输出型的比较器,其自身不能直接输出高电平,需要通过第八电阻R18上拉到VCC输出高电平;而第一比较器IC1的输出端由于没有类似第八电阻R18的上拉电阻,其第一比较器IC1必须采用内部输出三极管推挽输出型,其必须自身能够输出高电平。当然第二比较器IC2也可以采用内部输出三极管推挽输出型比较器,因此通过上拉的第八电阻R18,本实施例可以适配的比较器类型范围更广。

为了实现上述第八电阻R18上拉功能,除了在电压比较模块20输出端连接之外,还可以在整形模块80上连接实现,如图9所示的本发明压缩机保护电路的电路结构图,整形模块80还包括第九电阻R19,所述第九电阻R19一端连接第一NPN型三极管基极,另一端连接直流电源,第九电阻R19同样可以实现对电压比较模块20输出端的上拉功能,使得电压比较模块20的第三比较器IC3的适配类型范围更广。

参照图10,图10为本发明第七实施例提供的压缩机保护电路的模块结构图,基于本发明压缩机保护电路第一实施例,压缩机保护电路还包括温度保护模块90,温度保护模块90的输入端连接智能功率模块60,温度保护模块90的输出端连接电压比较模块20的第二输入端;

当智能功率模块60温度过高时,智能功率模块60通过温度保护模块90输出温度保护信号到电压比较模块20的第二输入端,以使电压比较模块20输出保护信号到智能功率模块60,智能功率模60块根据保护信号关断输出相电流以停止压缩机70运行。

参照图11,图11为本发明压缩机保护电路基于图10的温度保护模块90的电路结构图,温度保护模块90包括第六电阻R14、第七电阻R15和第三二极管D8;

第六电阻R14的一端为温度保护模块90的输入端,第六电阻R14的另一端与第七电阻R15的一端共接于第三二极管D8的阳极,第三二极管D8的阴极为温度保护模块90的输出端,第七电阻R15的另一端接地。

本发明实施例采用的智能功率模块60为带温度信号输出功能的智能功率模块,其检测智能功率模块60的内部温度,并通过如图9中智能功率模块60的TO脚输出反映温度的信号,如以不同的电压值反映智能功率模块60不同的内部温度,当压缩机的工作电流过高导致智能功率模块60输出的相电流过大时,智能功率模块60本体的温升会增加很快,这时如果不能得到有效的保护容易损坏模块。其智能功率模块60的TO脚输出反映温度的电压信号经过组成第六电阻R14和第七电阻R15的分压电路生成合适电压范围的电压值,经过第三二极管D8输出到电压比较模块20中第一比较器IC1的反相输入端;第三二极管D8起到隔离作用,对第一比较器IC1的反相输入端产生的干扰信号隔离,防止由于压缩机三相电流Iu、Iv、Iw上产生干扰信号到第一比较器IC1的反相输入端,最后导致损坏智能功率模块60的TO脚;当智能功率模块60温度过高时,其TO脚输出电压信号升高,最后使第一比较器IC1反相输入端的电压大于第一比较器IC1的同相输入端参考电压值时,第一比较器IC1输出低电平信号即压缩机70相电流过大信号,其他工作原理与图2所示的相同,因此不再赘述。

由于智能功率模块60本体的温升有一个时间过程,因此其TO脚输出反映温度的电压信号值的变化也有一个过程,且也是一个波动增大的过程,在其电压信号值接近IC1的同相输入端参考电压值时,同第二实施例中的压缩机相电流过大保护过程类似,如果参考电压不变,同样第一比较器IC1的输出的状态不稳定,而加入了本发明的反馈模块40后,当第一比较器IC1翻转输出保护信号后,通过反馈模块使得IC1的同相输入端参考电压降低,这样只有在下次智能功率模块60本体的温度下降使得TO脚输出反映温度的电压信号值降低到一定值后,第一比较器IC1才能翻转恢复保护信号。因此反馈模块40的加入也克服了智能功率模块60的温升导致第一比较器IC1的输出的状态不稳定最后使得智能功率模块60保护状态不稳定引起其损害问题,使得智能功率模块60保护更加可靠。

参照图12,图12为基于图11的包含本发明压缩机保护电路的完整的压缩机控制相关的一应用电路结构图,其工作原理如下:

二极管D9-D12构成交流输入端的整流电路,对交流输入电压进行整流,转换成直流脉动电压,L、D13、C2构成无源PFC电路,对整流电路输出的直流脉动电压进行功率因素校正,C3为大容量的高压滤波电容,对直流脉动电压进行平滑滤波成稳定的直流电压,为智能功率模块IC3提供工作所述的直流电源,智能功率模块IC3输出U、V、W三相电流驱动变频压缩机M工作。

智能功率模块IC3包含S1、S3、S5构成的上桥臂IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)开关管和S2、S4、S6构成的下桥臂IGBT开关管以及控制器;其中控制器为HVIC(High Voltage Integrated Circuit)即高压集成电路和LVIC(Low Voltage IntegratedCircuit)即低压集成电路,HVIC用于驱动上桥臂IGBT开关管,LVIC用于驱动下桥臂IGBT开关管并包括相关控制和状态信号引脚,具体包括故障信号输出脚F0、故障和保护信号检测脚Cin、智能功率模块内部温度检测信号输出脚TO以及下桥臂开关管的U、V、W三相的发射极输出脚Iu、Iv、Iw。

MCU IC4为信号处理芯片,包含了驱动智能功率模块IC3工作的软件算法程序以及其状态检测、变频压缩机M的状态检测相关程序等;MCU的P3-P7六个引脚分别连接到智能功率模块IC5的Wn、Vn、Un、Wp、Vp、Up输入引脚,这六个输入引脚连接到LVIC和HVIC,以此通过LVIC和HVIC驱动上下桥臂的IGBT开关管。

其他部分电路与图11所示的包含电流采样模块、电压比较模块、整形模块、参考电压模块、反馈模块相关电路,其工作原理与图11相同,在此不再赘述。

本发明还提供一种空调器,包括上述压缩机保护电路,其空调器为变频空调器,其具体的实施方式可参考上述实施例,在此不再赘述。

以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1