专利名称：汽车用的变频空调的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及变频空调，尤其涉及汽车用的变频空调。
背景技术：
空调器是根据环境热负荷的变化来控制压缩机的转速，从而控制空调器的制冷量 (或制热量)。当车内需要急速降温或急速升温、车内空调负荷加大时，压缩机转速在微处 理器的控制下加快，制冷量(或制热量)按比例增加；当车内负荷减小时，压缩机转速则按 比例减小。传统的汽车空调采用汽油燃烧使发动机运转，从而拖动空调压缩机，压缩制冷剂 产生热量交换，这种采用油驱动空调的方式无法应用于电动汽车上，并且这种汽车空调的 压缩机电机主要为异步电动机，采用开-关控制，对系统冲击很大，制冷(热)能力有限，效 率低。
实用新型内容鉴于上述现有技术所存在的问题，本实用新型提供了一种汽车用的变频空调，控 制器通过采用电的方式控制变频压缩机，并根据四通阀调节制冷剂流向，使车内温度恒定， 避免由于空调的开启和关闭对电源造成的冲击，提高系统效率。为了达到上述技术效果，本实用新型提供了一种汽车用的变频空调，包括电源、传 感器、控制器、四通阀和变频压缩机，所述电源、所述传感器、所述四通阀和所述变频压缩机 分别与所述控制器连接，所述汽车的变频空调还包括用于稳定所述电源提供的电压的稳压 电路，所述稳压电路与所述控制器连接。作为本实用新型汽车用的变频空调优选实施方式，所述控制器包括输入电流端、 输入电压检测端、输出电流端和控制信号输出端，所述输入电流端和所述输入电压检测端 分别与所述电源输出端连接，所述输出电流端与所述稳压电路输出端连接，所述稳压电路 包括电感、整流二极管、绝缘栅双极型功率管IGBT、和电容，所述电感一端与所述电源输出 端连接，另一端与所述整流二极管阳极连接，所述IGBT源极与所述控制信号输出端连接， 所述IGBT漏极与所述整流二极管阳极连接，所述IGBT栅极与所述电源输出接地端连接，所 述电容一端与所述整流二极管的阴极连接，另一端与所述IGBT栅极连接。作为本实用新型汽车用的变频空调优选实施方式，所述控制器具有输入电流端、 输入电压检测端、输出电流端和控制信号输出端，所述输入电流端和所述输入电压检测端 分别与所述电源输出端连接，所述输出电流端与所述稳压电路输出端连接，所述稳压电路 包括电感、整流二极管、全氧半场效晶体管MOSFET和电容，所述电感一端与所述电源输出 端连接，另一端与所述整流二极管阳极连接，所述MOSFET源极与所述控制信号输出端连 接，所述MOSFET漏极与所述整流二极管阳极连接，所述MOSFET栅极与所述电源输出接地端 连接，所述电容一端与所述整流二极管的阴极连接，另一端与所述MOSFET栅极连接。作为本实用新型汽车用的变频空调优选实施方式，所述电源为蓄电池。作为本实用新型汽车用的变频空调优选实施方式，所述控制器包括单电阻电流采样结构、双电阻电流采样结构、三电阻电流采样结构中的任一种。作为本实用新型汽车用的变频空调优选实施方式，所述控制器还包括控制芯片、 功率电路和永磁同步电机，所述控制芯片通过所述功率电路与所述永磁同步电机连接。作为本实用新型汽车用的变频空调优选实施方式，所述传感器包括温度传感器和 电流传感器。作为本实用新型汽车用的变频空调优选实施方式，所述汽车用的变频空调还包括 控制面板，所述控制面板与所述控制器进行无线和/或有线连接。实施本实用新型汽车用的变频空调，具有如下有益效果通过电源为控制器提供 电能，使其采用电的方式控制变频压缩机，使车内温度恒定，避免由于空调的开启和关闭对 电源造成的冲击，提高系统效率。同时，控制器电流采样环节通过单电阻电流采样结构、双 电阻电流采样结构、三电阻电流采样结构中的任一种进行电流采样，这样永磁同步电机内 无需传感器就可以进行电流采样，结构简单，降低成本，不易损坏。而且，可以通过控制面板 对控制器进行指令操作，使操作更加方便。
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例 或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显然，下面描述中的附图仅仅是本实 用新型的一些实施例；对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可 以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型汽车用的变频空调一个实施例的结构示意图；图2为图1中稳压电路示意图；图3为图1中控制器电路示意图。图4为图3中单电阻电流采样方式的电路示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提 下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。参见图1，图1为本实用新型汽车用的变频空调一个实施例的结构示意图，该汽车 的变频空调包括电源2、传感器3、控制器1、四通阀4和变频压缩机5，电源2、传感器3和四 通阀4分别与控制器1连接，变频压缩机5与四通阀4连接，汽车的变频空调还包括用于稳 定电源2提供的电压的稳压电路6，稳压电路6与控制器1连接。具体的，该电源2为蓄电 池，该传感器3包括温度传感器和电流传感器。需要说明的是，稳压电路6的示意图如图2所示，控制器1包括输入电流端101、 输入电压检测端102、输出电流端103和控制信号输出端104，输入电流端101和输入电压 检测端102分别与电源2输出端连接，输出电流端103与稳压电路输出端连接，稳压电路6 包括电感61、整流二极管62、绝缘栅双极型功率管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)63 (该IGBT为开关管)和电容64，电感61 —端与电源2输出端连接，另一端与整流二极管62阳极连接，IGBT 63源极与控制信号输出端104连接，IGBT 63漏极与整流二极 管62阳极连接，IGBT 63栅极与电源2输出接地端连接，电容64 —端与整流二极管62的 阴极连接，另一端与IGBT 63栅极连接。需要说明的是，IGBT也可以为全氧半场效晶体管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, MOSi7ET), MOSFET 的源极、漏极 和栅极分别对应IGBT的源极、漏极和栅极。其稳压工作原理如下控制器1将接收到输入电压检测端102的电压和输出电流端103的电流通过一乘 法器将电压和电流转换成半正弦波信号，当控制器1检测到输入电流端的电流信号大于乘 法器输出的半正弦波信号时，减小控制信号输出端104输出的IGBT 63控制信号的占空比， 使输入IGBT 63的电流减小；当控制器1检测到输入电流端的电流信号小于乘法器输出的 半正弦波信号时，增加控制信号输出端104输出的IGBT 63控制信号的占空比，使输入IGBT 63的电流增大。这样通过控制器1调节控制信号的占空比，使得电感61上的电流平均值始 终跟随乘法器输出的半正弦波信号，即跟踪了输入电压波形。电路中采用了电压-电流双 环反馈控制，通过控制器1控制IGBT 63，实现电源的稳压。需要说明的是，汽车用的变频空调还包括控制面板7，控制面板7与控制器1进行 无线和/或有线连接。通过该控制面板7用户可以方便地对汽车的变频空调运行状态进行 指令操作。参见图3，图3为图1中控制器电路示意图，控制器1还包括控制芯片11、、功率电 路 12 和永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM) 13，控制芯片 11 分别 与功率电路12和永磁同步电机13连接。功率电路12通过把控制芯片11传送的指令转化 成用于运转PMSM13的大电流信号，实现PMSM13驱动。该控制器1包括单电阻电流采样结 构、双电阻电流采样结构、三电阻电流采样结构中的任一种，通过单电阻电流采样结构、双 电阻电流采样结构、三电阻电流采样结构中的任一种就可以精确地采取到电动机相电流， 以提供高性能的控制，使PMSM 14的结构简单，降低成本。下面以单电阻采样方式进行描述，其电路示意图如图4所示。该单电阻采样方式 可以通过在永磁同步电机每相串联功率检流电阻，来测量PMSM的相电流，也可以在直流母 线串联检流电阻，根据空间脉宽矢量调制的开关时序对PMSM相电流进行间接采样，即通过 精确计算开关管的开关周期，从而对PMSM相电流进行采样和重构，这种电流重构的方法可 以有效取代霍尔器件，简化PMSM结构，降低成本。下面以该汽车用的变频空调的工作原理进行描述接通电源1，通过控制面板7对空调运行状态进行指令操作，如制冷或制热，汽车 的变频空调接收到控制面板7的指令之后，传感器3检测车内的温度和变频压缩机5的电 流，当检测到车内温度过高或过低时，控制器1内的控制芯片11控制功率电路12停止工 作，不给PMSM 13提供驱动信号，使其无法驱动变频压缩机5运转；当检测到电流过高或过 低时，控制器1内的控制芯片11控制稳压电路6停止工作，不给PMSM 14提供电源，使其无 法驱动变频压缩机5 ；当检测到车内的温度和变频压缩机5的电流都正常时，控制器1根据 控制面板7发送的指令操作控制四通阀4进行制冷剂流向调节，制冷剂流向调节完成之后， 控制芯片11控制PMSM 14驱动变频压缩机5，使变频压缩机5高速运转，快速达到设定的 温度，当车内温度趋向设定温度时，控制器1控制变频压缩机5低速运转，这样减少开停次 数，降低温度波动，提高舒适度，同时，变频压缩机5低速启动，启动电流小，对电源无冲击，对其它电器无干扰。综上所述，本实用新型汽车用的变频空调，通过电源为控制器提供电能，使其采用 电的方式控制变频压缩机运转，使车内温度恒定，避免由于空调的开启和关闭对电源造成 的冲击，提高系统效率。同时，控制器通过单电阻电流采样结构、双电阻电流采样结构、三电 阻电流采样结构中的任一种进行电流采样，这样永磁同步电机内无需传感器就可以进行电 流采样，结构简单，降低成本，不易损坏。而且，可以通过控制面板对控制器进行指令操作， 使操作更加方便。以上所披露的仅为本实用新型几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用 新型之权利范围。因此，依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的 范围。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用 新型的技术范围和系统结构。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权 利要求及其等同技术范围和系统结构之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在 内。
权利要求1.一种汽车用的变频空调，其特征在于，包括电源、传感器、控制器、四通阀和变频压缩 机，所述电源、所述传感器、所述四通阀和所述变频压缩机分别与所述控制器连接，所述汽 车的变频空调还包括用于稳定所述电源提供的电压的稳压电路，所述稳压电路与所述控制 器连接。
2.如权利要求1所述的汽车用的变频空调，其特征在于，所述控制器具有输入电流端、 输入电压检测端、输出电流端和控制信号输出端，所述输入电流端和所述输入电压检测端 分别与所述电源输出端连接，所述输出电流端与所述稳压电路输出端连接，所述稳压电路 包括电感、整流二极管、绝缘栅双极型功率管IGBT和电容，所述电感一端与所述电源输出 端连接，另一端与所述整流二极管阳极连接，所述IGBT源极与所述控制信号输出端连接， 所述IGBT漏极与所述整流二极管阳极连接，所述IGBT栅极与所述电源输出接地端连接，所 述电容一端与所述整流二极管的阴极连接，另一端与所述IGBT栅极连接。
3.如权利要求2所述的汽车用的变频空调，其特征在于，所述控制器具有输入电流端、 输入电压检测端、输出电流端和控制信号输出端，所述输入电流端和所述输入电压检测端 分别与所述电源输出端连接，所述输出电流端与所述稳压电路输出端连接，所述稳压电路 包括电感、整流二极管、全氧半场效晶体管MOSFET和电容，所述电感一端与所述电源输出 端连接，另一端与所述整流二极管阳极连接，所述MOSFET源极与所述控制信号输出端连 接，所述MOSFET漏极与所述整流二极管阳极连接，所述MOSFET栅极与所述电源输出接地端 连接，所述电容一端与所述整流二极管的阴极连接，另一端与所述MOSFET栅极连接。
4.如权利要求1至3任一项所述的汽车用的变频空调，其特征在于，所述电源为蓄电池。
5.如权利要求4所述的汽车的变频空调，其特征在于，所述控制器包括单电阻电流采 样结构、双电阻电流采样结构和三电阻电流采样结构中的任一种。
6.如权利要求5所述的汽车用的变频空调，其特征在于，所述控制器还包括控制芯片、 功率电路和永磁同步电机，所述控制芯片通过所述功率电路与所述永磁同步电机连接。
7.如权利要求6所述的汽车用的变频空调，其特征在于，所述传感器包括温度传感器 和电流传感器。
8.如权利要求7所述的汽车用的变频空调，其特征在于，所述汽车用的变频空调还包 括控制面板，所述控制面板与所述控制器进行无线和/或有线连接。
专利摘要本实用新型公开了一种汽车用的变频空调，包括电源、传感器、控制器、四通阀和变频压缩机，所述电源、所述传感器、所述四通阀和所述变频压缩机分别与所述控制器连接，所述汽车的变频空调还包括用于稳定所述电源提供的电压的稳压电路，所述稳压电路与所述控制器连接。本实用新型汽车用的变频空调，控制器通过采用蓄电池作为能源输入的方式控制变频压缩机运转，使车内温度恒定，避免由于空调的开启和关闭对电源造成的冲击，提高系统效率。
文档编号F25B49/02GK201779812SQ201020520240
公开日2011年3月30日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者高强 申请人:高强