本发明涉及智能功率模块领域，尤其涉及一种智能功率模块保护方法、电路、可读存储介质及空调器。
背景技术：
现有技术中，通常是通过监测智能功率模块的下三桥输出端的电压采样电路的采样电压来实现对智能功率模块的过流保护功能，具体地，将保护电压设置为固定电压阈值，当所述电压采样电路的采样电压超过该固定电压阈值且维持一段时间t后，执行智能功率模块的过流保护动作，控制智能功率模块停止工作，智能功率模块的该过流保护方案也称为一段式过流保护方法。
然而，智能功率模块内部的igbt管所能承受的过流能力受工作环境温度影响，当工作环境温度较低时，igbt管所能承受的过流能力强，当工作环境温度较高时，igbt管所能承受的过流能力较弱，因此，对于工作环境温度多变的应用场合，采用上述一段式过流保护方案显然不能很好的保护智能功率模块，即现有技术中智能功率模块的过流保护方案的可靠性较低。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提供一种智能功率模块保护方法，旨在提高对智能功率模块过流保护的可靠性。
为了实现上述目的，本发明提供一种智能功率模块保护方法，所述智能功率模块保护方法包括以下步骤：
s10，获取智能功率模块下三桥输出端的采样电压，以及获取智能功率模块的当前工作温度；
s20，根据所述当前工作温度以及预设的智能功率模块的工作温度与预设过流维持时间的映射关系，确定当前工作温度下智能功率模块的过流维持时间；
s30，当所述采样电压大于预设电压阈值的持续时长大于或等于所述当前工作温度下智能功率模块的过流维持时间时，对所述智能功率模块执行过流保护，控制所述智能功率模块停止工作。
优选地，所述预设电压阈值大于或等于2v。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种智能功率模块保护电路，所述智能功率模块保护电路包括温度采样电路、电压采样电路、电压比较电路、延时电路、单片机以及存储在所述单片机内并可在所述单片机上运行的智能功率模块的过流保护程序；其中：
所述温度采样电路，用于对智能功率模块的当前工作温度进行采样；
所述电压采样电路，用于对智能功率模块的下三桥输出端的电流进行采样，并将采样到的所述电流转换为采样电压；
所述电压比较电路，用于对所述采样电压和预设电压阈值进行比较；
所述延时电路，用于产生当前工作温度下智能功率模块的过流维持时间；
所述智能功率模块的过流保护程序被所述单片机执行时实现以下步骤：
s10，获取智能功率模块下三桥输出端的采样电压，以及获取智能功率模块的当前工作温度；
s20，根据所述当前工作温度以及预设的智能功率模块的工作温度与预设过流维持时间的映射关系，确定当前工作温度下智能功率模块的过流维持时间；
s30，当所述采样电压大于预设电压阈值的持续时长大于或等于所述当前工作温度下智能功率模块的过流维持时间时，对所述智能功率模块执行过流保护，控制所述智能功率模块停止工作。
优选地，所述预设电压阈值大于或等于2v。
优选地，所述温度采样电路与所述单片机的io口连接；所述电压采样电路包括第一电阻，所述第一电阻的第一端分别与所述智能功率模块的下三桥输出端及所述电压比较电路连接，所述第一电阻的第二端接地。
优选地，所述电压比较电路包括工作电压输入端、电压比较器、第二电阻及预设电压阈值产生电路单元；其中：
所述电压比较器的同相输入端与所述电压采样电路中所述第一电阻的第一端连接，所述电压比较器的反相输入端与所述预设电压阈值产生电路单元的输出端连接，所述电压比较器的输出端分别与所述第二电阻的第一端及所述单片机的中断引脚连接，所述第二电阻的第二端与所述工作电压输入端连接。
优选地，所述预设电压阈值产生电路单元包括第三电阻、第四电阻及所述工作电压输入端；其中：
所述第三电阻的第一端与所述工作电压输入端连接，所述第三电阻的第二端为所述预设电压阈值产生电路单元的输出端，所述第三电阻的第二端分别与所述电压比较器的反相输入端及所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端接地。
优选地，所述延时电路包括第五电阻、多个电容及与多个所述电容相对应的多个电子开关；其中：
所述第五电阻的第一端分别与所述电压比较器的输出端及所述单片机的中断引脚连接，所述第五电阻的第二端分别与各所述电子开关的第一端连接，各所述电子开关的第二端均分别与一所述电容的第一端连接，各所述电容的第二端均接地，各所述电子开关的控制端均分别与所述单片机的相应io口连接。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有智能功率模块的过流保护程序，所述智能功率模块的过流保护程序被单片机执行时实现如上所述的智能功率模块保护方法。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种空调器，所述空调器包括智能功率模块保护电路，所述智能功率模块保护电路为如上所述的智能功率模块保护电路。
本发明提供一种智能功率模块保护方法，所述智能功率模块保护方法包括以下步骤：s10，获取智能功率模块下三桥输出端的采样电压，以及获取智能功率模块的当前工作温度；s20，根据所述当前工作温度以及预设的智能功率模块的工作温度与预设过流维持时间的映射关系，确定当前工作温度下智能功率模块的过流维持时间；s30，当所述采样电压大于预设电压阈值的持续时长大于或等于所述当前工作温度下智能功率模块的过流维持时间时，对所述智能功率模块执行过流保护，控制所述智能功率模块停止工作。本发明智能功率模块保护方法由于是根据智能功率模块的当前工作温度以及预设的智能功率模块的工作温度与预设过流维持时间的映射关系，确定当前工作温度下智能功率模块的过流维持时间，即当智能功率模块的工作温度不同时所采用的过流维持时间不同，即本发明智能功率模块保护方法实现了对智能功率模块的多段式过流保护，本发明相对于现有技术中的一段式过流保护方法，极大地提高了对智能功率模块过流保护的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明智能功率模块保护方法一实施例的流程示意图；
图2为本发明智能功率模块保护方法一实施例中所述预设的智能功率模块的工作温度与预设过流维持时间的映射关系示意图；
图3为本发明智能功率模块保护电路一实施例的功能模块示意图；
图4为本发明智能功率模块保护电路一实施例的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。
本发明提供一种智能功率模块保护方法，用于解决现有对智能功率模块的一段式过流保护方法可靠性较低的问题。
参照图1，在一实施例中，该智能功率模块保护方法包括以下步骤：
s10，获取智能功率模块下三桥输出端的采样电压，以及获取智能功率模块的当前工作温度；
具体地，本实施例智能功率模块保护方法首先是获取智能功率模块下三桥输出端的采样电压，以及获取智能功率模块的当前工作温度。由于智能功率模块所能承受的过流能力受工作温度影响，当工作温度较低时其能承受的过流能力强，当工作温度较高时其能承受的过流能力较弱，因此，本实施例智能功率模块保护方法，在获取智能功率模块下三桥输出端的采样电压的同时，还要获取智能功率模块的当前工作温度，然后执行步骤s20。
s20，根据所述当前工作温度以及预设的智能功率模块的工作温度与预设过流维持时间的映射关系，确定当前工作温度下智能功率模块的过流维持时间；
可以理解的是，所述智能功率模块的工作温度与预设过流维持时间的映射关系可以根据实际情况进行设定，优选地，根据所述智能功率模块内部igbt管的工作特性，本实施例在低温区设置较长的过流维持时间，以提高对智能功率模块的过流保护动作的可靠性，本实施例在高温区设置较短的过流维持时间，以确保对智能功率模块的过流保护动作的快速响应。并且，本实施例在低温区选取的过流维持时间较稀疏，而在高温区选取的过流维持时间相对较密集，采用该选取方式既能节省硬件资源，又能使智能功率模块在工作温度较高时得到充分的保护。具体地，图2为本发明智能功率模块保护方法一实施例中所述预设的智能功率模块的工作温度与预设过流维持时间的映射关系示意图，参照图2，本实施例中，当所述智能功率模块的工作温度t小于或等于20℃时所对应的预设过流维持时间t1为20ms，当所述智能功率模块的工作温度t大于20℃且小于或等于40℃时所对应的预设过流维持时间t2为10ms，当所述智能功率模块的工作温度t大于40℃且小于或等于55℃时所对应的预设过流维持时间t3为5ms，当所述智能功率模块的工作温度t大于55℃且小于或等于65℃时所对应的预设过流维持时间t4为2.5ms。假设本实施例中所述步骤s10所获取到的所述智能功率模块的当前工作温度t为37℃，则根据图2可知，所述智能功率模块在37℃时所对应的预设过流维持时间t为10ms，即可以确定当前工作温度下所述智能功率模块的过流维持时间t为10ms。
s30，当所述采样电压大于预设电压阈值的持续时长大于或等于所述当前工作温度下智能功率模块的过流维持时间时，对所述智能功率模块执行过流保护，控制所述智能功率模块停止工作。
具体地，本实施例中，当获取到的智能功率模块下三桥输出端的采样电压大于预设电压阈值时，且所述采样电压大于预设电压阈值的持续时长大于或等于所述当前工作温度下智能功率模块的过流维持时间时，对所述智能功率模块执行过流保护，控制所述智能功率模块停止工作。
可以理解的是，上述预设电压阈值可以根据实际情况进行设定，优选地，本实施例中，所述预设电压阈值大于或等于2v。假设本实施例所获取到的所述智能功率模块的当前工作温度为37℃(即当前工作温度下所述智能功率模块的过流维持时间t为10ms)，且获取到的智能功率模块下三桥输出端的采样电压大于2v，且所述采样电压大于2v的持续时长大于或等于10ms，则本实施例对所述智能功率模块执行过流保护，控制所述智能功率模块停止工作。
本实施例智能功率模块保护方法由于是根据智能功率模块的当前工作温度以及预设的智能功率模块的工作温度与预设过流维持时间的映射关系，确定当前工作温度下智能功率模块的过流维持时间，即当智能功率模块的工作温度不同时所采用的过流维持时间不同，即本实施例智能功率模块保护方法实现了对智能功率模块的多段式过流保护，本实施例相对于现有技术中的一段式过流保护方法，极大地提高了对智能功率模块过流保护的可靠性；并且，本实施例智能功率模块保护方法在低温区设置较长的过流维持时间，提高了对智能功率模块的过流保护动作的可靠性，本实施例在高温区设置较短的过流维持时间，确保了对智能功率模块的过流保护动作的快速响应；同时，本实施例在低温区选取的过流维持时间较稀疏，而在高温区，选取的过流维持时间相对较密集，采用该选取方式既能节省硬件资源，又能使智能功率模块在工作温度较高时得到充分的保护。
本发明还提供一种智能功率模块保护电路，图3为本发明智能功率模块保护电路一实施例的功能模块示意图，参照图3，本实施例中，该智能功率模块保护电路100包括温度采样电路101、电压采样电路102、电压比较电路103、延时电路104、单片机105以及存储在所述单片机105内并可在所述单片机105上运行的智能功率模块的过流保护程序。
具体地，所述温度采样电路101，用于对智能功率模块200的当前工作温度进行采样；
所述电压采样电路102，用于对智能功率模块200的下三桥输出端的电流进行采样，并将采样到的所述电流转换为采样电压，且将所述采样电压输出至所述电压比较电路103；
所述电压比较电路103，用于对接收到的所述采样电压和预设电压阈值进行比较；
所述延时电路104，用于产生当前工作温度下智能功率模块的过流维持时间；
本实施例中，所述智能功率模块的过流保护程序被所述单片机105执行时实现如上述实施例所述的智能功率模块保护方法的步骤，此处不再赘述。
本实施例中，所述温度采样电路101与所述单片机105连接，所述电压采样电路102的采样输入端与所述智能功率模块200的下三桥输出端(图未示标号)连接，所述电压采样电路102的采样输出端与所述电压比较电路103连接，所述延时电路104分别与所述电压比较电路103和所述单片机105连接。
图4为本发明智能功率模块保护电路一实施例的结构示意图，一并参照图3和图4，本实施例中，所述温度采样电路101与所述单片机105的io口(图未示标号)连接。
本实施例中，所述电压采样电路102包括第一电阻r1，所述第一电阻r1的第一端分别与所述智能功率模块200的下三桥输出端(即所述智能功率模块200的nw、nv及nu端)及所述电压比较电路103连接，所述第一电阻r1的第二端接地gnd。
本实施例中，所述电压比较电路103包括工作电压输入端vcc、电压比较器u1、第二电阻r2及预设电压阈值产生电路单元1031。可以理解的是，所述电压比较器u1可以为单电压比较器，也可以为双电压比较器，本实施例中，所述电压比较器u1为双电压比较器。具体地，所述电压比较器u1的反相输入端2in-与所述电压采样电路102中所述第一电阻r1的第一端连接，所述电压比较器u1的同相输入端2in+与所述预设电压阈值产生电路单元1031的输出端连接，所述电压比较器u1的输出端分别与所述第二电阻r2的第一端及所述单片机105的中断引脚int连接，所述第二电阻r2的第二端与所述工作电压输入端vcc连接。
本实施例中，所述预设电压阈值产生电路单元1031包括第三电阻r3、第四电阻r4及所述工作电压输入端vcc。具体地，所述第三电阻r3的第一端与所述工作电压输入端vcc连接，所述第三电阻r3的第二端为所述预设电压阈值产生电路单元1031的输出端，所述第三电阻r3的第二端分别与所述电压比较器u1的同相输入端2in+及所述第四电阻r4的第一端连接，所述第四电阻r4的第二端接地gnd。
本实施例中，所述延时电路104包括第五电阻r5、多个电容及与多个所述电容相对应的多个电子开关，其中，多个电容分别为电容c1、电容c2......及电容cn，多个电子开关分别为电子开关k1、电子开关k2......及电子开关kn，本实施例中，所述电容的个数与所述电子开关的个数相等。具体地，本实施例中，所述第五电阻r5的第一端分别与所述电压比较器u1的输出端2out及所述单片机105的中断引脚int连接，所述第五电阻r5的第二端分别与各所述电子开关的第一端连接，(即所述第五电阻r5的第二端分别与所述电子开关k1的第一端、所述电子开关k2的第一端......及所述电子开关kn的第一端连接)，各所述电子开关的第二端均分别与一所述电容的第一端连接(即所述电子开关k1的第二端与所述电容c1的第一端连接，所述电子开关k2的第二端与所述电容c2的第一端连接，......，所述电子开关kn的第二端与所述电容cn的第一端连接)，各所述电容的第二端均接地gnd(即所述电容c1的第二端、所述电容c2的第二端......及所述电容cn的第二端均接地gnd)；本实施例中，各所述电子开关的控制端均分别与所述单片机105的相应io口连接，即所述电子开关k1的控制端、所述电子开关k2的控制端......以及所述电子开关kn的控制端均分别与所述单片机105的相应io口连接(图未示具体连接关系)。可以理解的是，本实施例中，所述电容的个数n(也即所述电子开关的个数n)为整数，n的取值可以根据实际情况进行设定，本实施例是根据所述预设过流维持时间的数量确定。
本实施例智能功率模块保护电路100的工作原理具体描述如下：所述第五电阻r5与所述电容c1构成第一rc电路，所述第五电阻r5与所述电容c2构成第二rc电路，......，所述第五电阻r5与所述电容cn构成第nrc电路，上述各rc电路的放电时间对应一个过流维持时间。具体地，本实施例中，所述单片机105根据所述温度采样电路101所采样到的所述智能功率模块200的当前工作温度，输出相应的开关控制信号至所述延时电路104中相应电子开关的控制端，以控制相应电子开关的通断，从而使得所述延时电路104产生当前工作温度所对应的过流维持时间，也即本实施例中的所述延时电路104所产生的当前工作温度下智能功率模块的过流维持时间由所述单片机105控制。
需要说明的是，本实施例中，为了避免电子开关持续开关动作，本实施例中预设的智能功率模块的工作温度与预设过流维持时间的映射关系为阶梯式映射关系，可以理解的是，所述智能功率模块的工作温度与预设过流维持时间的映射关系可以根据实际情况进行设定，优选地，根据所述智能功率模块内部igbt管的工作特性，本实施例在低温区设置较长的过流维持时间，以提高对智能功率模块的过流保护动作的可靠性，本实施例在高温区设置较短的过流维持时间，以确保对智能功率模块的过流保护动作的快速响应。并且，本实施例在低温区选取的过流维持时间较稀疏，而在高温区选取的过流维持时间相对较密集，采用该选取方式既能节省硬件资源，又能使智能功率模块在工作温度较高时得到充分的保护。具体地，图2为本发明智能功率模块保护方法一实施例中所述预设的智能功率模块的工作温度与预设过流维持时间的映射关系示意图，参照图2，本实施例中，当所述智能功率模块的工作温度t小于或等于20℃时所对应的预设过流维持时间t1为20ms，当所述智能功率模块的工作温度t大于20℃且小于或等于40℃时所对应的预设过流维持时间t2为10ms，当所述智能功率模块的工作温度t大于40℃且小于或等于55℃时所对应的预设过流维持时间t3为5ms，当所述智能功率模块的工作温度t大于55℃且小于或等于65℃时所对应的预设过流维持时间t4为2.5ms。假设本实施例中所述步骤s10所获取到的所述智能功率模块的当前工作温度t为37℃，则根据图2可知，所述智能功率模块在37℃时所对应的预设过流维持时间t为10ms，即可以确定当前工作温度下所述智能功率模块的过流维持时间t为10ms。
具体地，本实施例中，当所述电压采样电路102输出的采样电压ur(即所述第一电阻r1与所述智能功率模块200的连接结点处的电压)小于或等于预设电压阈值产生电路单元1031所产生的预设电压阈值uref(所述预设电压阈值uref即所述第三电阻r3和所述第四电阻r4之间连接结点的电压)时，即ur≦uref时，所述电压比较器u1的输出端2out输出高电平，所述单片机105无响应，即所述单片机105对所述智能功率模块200不执行过流保护，所述智能功率模块200正常工作；
当所述电压采样电路102输出的采样电压ur大于所述预设电压阈值产生电路单元1031所产生的预设电压阈值uref时，即ur>uref时，由于所述电压比较器u1的输出端2out与地gnd相连，此时，由于所述延时电路104中rc电路的存在，所述电压比较器u1的输出端2out的电压并不能马上被拉低，从而使得所述单片机105不响应，所述智能功率模块200仍正常工作；当所述电压采样电路102输出的采样电压ur大于所述预设电压阈值uref的持续时长大于或等于当前工作温度下智能功率模块200的过流维持时间时，所述电压比较器u1的输出端2out的电压被拉低至低电位，即此时所述单片机105的中断引脚int为低电平，在所述单片机105检测到其中断引脚int为低电平时，所单片机105对所述智能功率模块200执行过流保护，控制所述智能功率模块200停止工作。假设本实施例中所述温度采样电路101所采样到的所述智能功率模块的当前工作温度为37℃，且所述电压采样电路102所采样到的智能功率模块200下三桥输出端的采样电压大于2v，且所述采样电压大于2v的持续时长大于或等于10ms时，所述单片机105会检测到其中断引脚int为低电平，当所述单片机105检测到其中断引脚int为低电平时，所述单片机105对所述智能功率模块200执行过流保护，控制所述智能功率模块200停止工作。
另外，需要说明的是，如果在过流维持时间内，所述电压采样电路102采样到的所述采样电压ur恢复至小于所述预设电压阈值uref的状态，则所述工作电压输入端vcc的电压通过所述第二电阻r2及所述第五电阻r5给所述延时电路104中相应的电容充电，使得所述电压比较器u1的输出端2out为高电平，从而使得所述单片机105无响应，进而使得所述单片机105对所述智能功率模块200不执行过流保护，所述智能功率模块200保持正常工作。
本实施例智能功率模块保护电路，由于是根据智能功率模块的当前工作温度以及预设的智能功率模块的工作温度与预设过流维持时间的映射关系，确定当前工作温度下智能功率模块的过流维持时间，即当智能功率模块的工作温度不同时所采用的过流维持时间不同，即本实施例智能功率模块保护电路实现了对智能功率模块的多段式过流保护，本实施例相对于现有技术中的一段式过流保护方案，极大地提高了对智能功率模块过流保护的可靠性；并且，本实施例在低温区设置较长的过流维持时间，提高了对智能功率模块200的过流保护动作的可靠性，在高温区设置较短的过流维持时间，确保了对智能功率模块200的过流保护动作的快速响应；同时，本实施例在低温区选取的过流维持时间较稀疏，而在高温区选取的过流维持时间相对较密集，采用该选取方式既能节省硬件资源，又能使智能功率模块在工作温度较高时得到充分的保护。
本发明还提供一种一种可读存储介质，该可读存储介质上存储有智能功率模块的过流保护程序，所述智能功率模块的过流保护程序被单片机执行时实现如下操作：
s10，获取智能功率模块下三桥输出端的采样电压，以及获取智能功率模块的当前工作温度；
s20，根据所述当前工作温度以及预设的智能功率模块的工作温度与预设过流维持时间的映射关系，确定当前工作温度下智能功率模块的过流维持时间；
s30，当所述采样电压大于预设电压阈值的持续时长大于或等于所述当前工作温度下智能功率模块的过流维持时间时，对所述智能功率模块执行过流保护，控制所述智能功率模块停止工作。
可以理解的是，上述预设电压阈值可以根据实际情况进行设定，优选地，所述预设电压阈值大于或等于2v。
本发明还提供一种空调器，该空调器包括智能功率模块保护电路，所述智能功率模块保护电路的结构及工作原理可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的空调器采用了上述智能功率模块保护电路的技术方案，因此该空调器具有上述智能功率模块保护电路所有的有益效果。
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。