一种保护锁定与解锁电路及空调器的制作方法

本实用新型及空调技术领域，具体而言，涉及一种保护锁定与解锁电路及空调器。

背景技术：

比较器常用于一些电压、电流保护电路中，通常做法是在比较器一个输入端输入参考基准信号，另外一个输入端输入检测到的电压/电流信号，当输入电压/电流检测信号高于/低压比较器的基准信号vref时，比较器输出电平翻转，同时信号处理芯片检测到比较器输出电平翻转后判断为电路需要保护，并输出保护动作信号。但是在一些工况下，检测信号可能会在基准信号vref附近来回波动，导致比较器被频繁触发，保护电路也频繁动作，影响电路可靠性和使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型解决的问题是提供一种防止保护电路频繁动作的保护锁定与解锁电路及空调器。

为解决上述问题，本实用新型提供一种保护锁定与解锁电路，包括：

检测信号处理子电路，包括反相比例电路结构，所述反相比例运算电路的反向输入端连接检测信号vs，正向输入端连接固定电压，所述反相比例运算电路的输出端作为所述检测信号处理子电路的输出端vout1；

异常保护子电路，包括比较器电路，所述比较器电路的反向输入端连接所述检测信号处理子电路的输出端vout1，所述比较器电路的正向输入端连接参考电压vref，所述比较器电路的输出端和正向输入端接入可导通器件，所述可导通器件在比较器电路的输出端电平高于其正向输入端时导通，所述比较器电路的输出端vout2提供电平翻转信号，所述电平翻转信号作为触发保护的判断信号。

由于在比较器电路的输出端和正向输入端接入可导通器件，且该可导通器件在比较器电路的输出端电平高于其正向输入端时导通，可以在输出端电平翻转时改变比较器电路的正向输入端连接的参考电压vref，从而使得比较器被锁死输出恒定高电平，进而实现电路锁定保护功能。

进一步地，所述异常保护子电路中，所述可导通器件为pnp三级管q1，所述三极管q1的基极接地，集电极连接所述比较器电路的正向输入端，发射极接所述比较器电路的输出端。

进一步地，所述异常保护子电路中，所述可导通器件为npn三级管q1，所述三极管q1的基极接地，发射极连接所述比较器电路的正向输入端，集电极接所述比较器电路的输出端。

进一步地，所述异常保护子电路中，所述比较器电路的正向输入端连接参考电压vref包括：所述比较器电路的正向输入端连接电阻r3第一端，所述电阻r3第二端接地；所述比较器电路的正向输入端还连接电阻r2第一端，所述电阻r2第二端接电源vcc。比较器输出低电平时，可导通器件不导通，参考电压vref1为r3上的分压值。

进一步地，所述异常保护子电路还包括：电阻r1，所述电阻r1第一端连接所述比较器电路的输出端vout，第二端连接电源vcc。当电路需要保护时，比较器反转输出高电平，可导通器件导通，电阻r1和r2为并联关系，参考阈值vref升高，从而比较器锁定输出高电平。

进一步地，所述异常保护子电路中，r1＜＜r2且r1＜＜r3。由此，在可导通器件导通时，参考阈值vref接近vcc，从而可以有效锁定比较器输出。

进一步地，所述的保护锁定与解锁电路还包括：自锁与解锁动作子电路，包括：

信号输入端子，连接至所述比较器电路的输出端vout2，根据所述输出端vout2电平翻转作为触发保护动作信号的判断信号；

信号输出端子，所述信号输出端子与所述比较器电路的输出端vout2之间连接有第二可导通器件，所述第二可导通器件在所述比较器电路的输出端vout2电平高于信号输出端子电平时导通。

由此，信号输入端子的信号在由低电平翻转至高电平时触发保护信号动作；信号输出端子在保护解除时输出低电平，拉低比较器输出，从而使可导通器件截止，使得保护电路解锁，恢复到保护前状态。

进一步地，所述第二可导通器件为二极管d1，所述二极管d1正极连接所述比较器电路的输出端vout2，所述二极管d1的负极连接所述信号输出端子。

进一步地，所述检测信号处理子电路中的反相比例运算电路包括一运算放大器，所述运算放大器正向输入端连接电阻r4的第一端与电阻r5的第一端，所述电阻r4的第二端接地，所述电阻r5第二端连接电源vcc；所述运算放大器反向输入端连接电阻r6的第一端与电阻r7的第一端，所述电阻r6的第二端运算放大器输出端，所述电阻r7第二端连接检测信号vs。由于该反相比例运算电路的设置，该电路的输出信号与检测信号呈反相比例关系，即检测信号越大，输出信号越小，由此，与异常保护子电路配合，可以实现保护电路的锁定与解锁。

附图说明

图1为现有采用比较器的保护电路的结构示意图；

图2为本实用新型实施例保护锁定与解锁电路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例异常保护子电路在异常保护动作前的等效电路；

图4为本实用新型实施例异常保护子电路在异常保护动作后的等效电路。

具体实施方式

图1为现有采用比较器的保护电路的结构示意图。现有比较器电路存在弊端，当电路工作在某些极端恶劣情况时，检测信号vs幅值可能会在vref值上下来回波动，导致比较器被频繁触发，保护电路也频繁动作，电路长时间在极限情况工作，这样可能会降低电路可靠性和使用寿命。

本实用新型提出一种保护锁定与解锁电路，该电路结构在比较器触发保护后能迅速提高参考基准信号vref阈值，将保护电路锁定，防止保护电路频繁动作。同时当信号处理芯片判断电路可以正常工作后，可以通过信号芯片输出复位信号，解锁保护电路。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

图2为本实用新型实施例保护锁定与解锁电路的结构示意图。如图2所示，本实施例保护锁定与解锁电路包括依次连接的检测信号处理子电路、异常保护子电路和自锁与解锁动作子电路。

其中，检测信号处理子电路包括一反相比例电路结构，所述反相比例运算电路的反向输入端连接检测信号vs，正向输入端连接固定电压，所述反相比例运算电路的输出端作为所述检测信号处理子电路的输出端vout1；由于该反相比例运算电路的设置，该电路的输出信号与检测信号呈反相比例关系，即检测信号越大，输出信号越小，由此，与异常保护子电路配合，可以实现保护电路的锁定与解锁。

如图2所述，本实施例中，检测信号处理子电路包括一个由运放lm258构成的反相比例运算电路：r5和r4分压输入运放lm258同向端，检测信号vs输入运放反向端，具体地，所述运放lm258反向输入端连接电阻r6的第一端与电阻r7的第一端，所述电阻r6的第二端运算放大器输出端，所述电阻r7第二端连接检测信号vs。分析电路可知，在检测信号vs为0v时，运放输出基准电压信号；随着检测信号vs幅值变化，运放输出vout1值从基准电压值开始与vs成反相比例关系变化。

具体的，本实施例中反相比例放大电路中，运放lm258的正向输入端电压为固定电压v0＝vcc*r4/(r4+r5)，由于正向反向输入端虚短，因此反向输入端电压也为v0，而由于反相输入端电流近似为0，因此流经r6与r7的电流近似相等，得到(vs-v0)/r7＝(v0-vout1)/r6，即vout1＝v0-r6*(vs-v0)/r7。由该式可知，由于v0为固定电压，因此当检测信号vs越大，输出vout1越小；反之当检测信号vs越小，输出vout1越大。

异常保护子电路包括一比较器电路，由于检测信号vs与输出vout1成反相比例关系，因而在vout1小于参考电压vref时，说明此时检测信号vs较大，该比较器电路应当输出保护动作触发信号并实现锁定，反之在vout1大于参考电压vref时不触发保护动作。

为了实现上述功能，所述比较器电路的反向输入端连接所述检测信号处理子电路的输出端vout1，正向输入端连接参考电压vref，所述比较器电路的输出端和正向输入端接入可导通器件，所述可导通器件在比较器电路的输出端电平高于其正向输入端时导通，所述比较器电路的输出端vout2提供电平翻转信号，所述电平翻转信号作为触发保护的判断信号。所述可导通器件包括pnp三级管或pnp三极管。

通过在比较器电路的输出端和正向输入端接入可导通器件，且该可导通器件在比较器电路的输出端电平高于其正向输入端时导通，可以在输出端电平翻转时改变比较器电路的正向输入端连接的参考电压vref，从而使得比较器被锁死输出恒定高电平，进而实现电路锁定保护功能。

相比于常规比较器电路，本实施例中的异常保护在比较器lm293输出端和反向输入端接入一个pnp三级管q1；所述三极管q1的基极接地，集电极连接所述比较器电路的正向输入端，发射极接所述比较器电路的输出端。比较器输出端连接dsp芯片信号输入口和同时通过二极管d1连接到dsp芯片输出口实现保护锁定和解锁功能，具体工作原理如下：

图3为本实用新型实施例异常保护子电路在异常保护动作前的等效电路。如图3所示，所述比较器电路的正向输入端连接电阻r3第一端，所述电阻r3第二端接地；所述比较器电路的正向输入端还连接电阻r2第一端，所述电阻r2第二端接电源vcc。电路正常工作时检测输出信号vout1电压大于保护阈值vref，比较器输出低电平，三极管q1截止。dsp芯片检测到比较器lm293输出低电平信号判断是电路正常工作信号，dsp保护动作信号不使能，参考电压vref1为r3上的分压值，此时参考电压vref1计算如下：

所述电阻r1第一端连接所述比较器电路的输出端vout，第二端连接电源vcc。图4为本实用新型实施例异常保护子电路在异常保护动作后的等效电路。如图4所示，当电路需要保护时，检测输出信号vout1电压小于保护阈值vref，比较器反转输出高电平，此时pnp三极管q1导通，参考阈值vref升高变为vref2，，从而比较器锁定输出高电平。假设三极管q1处于饱和导通状态，vref2计算如下：

假设忽略q1导通压降vces影响，电阻r1和r2为并联关系；如果r1＜＜r2且r1＜＜r3，则比较器基准电压vref2值近似为vcc，比较器被锁死输出恒定高电平，dsp芯片检测到比较器高电平信号立即输出保护使能信号，实现电路锁定保护功能。

需要说明的是，可导通器件不限于本实施例中的pnp三极管，还可以为npn三级管q1，所述npn三极管q1的基极接地，发射极连接所述比较器电路的正向输入端，集电极接所述比较器电路的输出端。

请再参见图2，异常保护子电路后连接自锁与解锁动作子电路。自锁与解锁动作子电路包括信号输入端子、信号输出端子及信号处理芯片。其中信号输入端子连接至所述比较器电路的输出端vout2，根据所述输出端vout2电平翻转作为触发保护动作信号的判断信号；所述信号输出端子与所述比较器电路的输出端vout2之间连接有第二可导通器件，所述第二可导通器件在所述比较器电路的输出端vout2电平高于信号输出端子电平时导通；所述信号处理芯片的io口连接至所述信号输入端子与所述信号输出端子，所述信号处理芯片通过判断信号输入端子的信号电平翻转确定是否输出保护动作信号，并在保护结束时，向信号输出端子输出低电平复位信号。

由此，信号输入端子的信号在由低电平翻转至高电平时触发保护信号动作；信号输出端子在保护解除时输出低电平，拉低比较器输出，从而使可导通器件截止，使得保护电路解锁，恢复到保护前状态。

本实施例中，所述第二可导通器件为二极管d1，所述二极管d1正极连接所述比较器电路的输出端vout2，所述二极管d1的负极连接所述信号输出端子。当dsp判断保护结束时，dsp芯片输出口输出低电平复位信号，比较器输出引脚被拉低，三级管q1截止，比较器基准电压变为vref1，保护电路解锁，恢复到保护前状态。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。