驱动控制电路、空调控制器和空调器的制作方法

本发明涉及电路技术领域，具体而言，涉及一种驱动控制电路和一种空调器。

背景技术：

如压缩机、电机、发动机等三相负载设备采用交流-直流-交流拓扑结构，具体地，交流-直流-交流拓扑结构如图1所示，包括：交流电源模块、电源滤波模块、整流模块、滤波模块、逆变模块和负载。

由于滤波模块需要滤平整流后的工频信号，所以往往使用较大容量的电解电容作为主要滤波元件。然而，电解电容的使用会造成输入交流电流的thd(totalharmonicdistortion，总谐波失真)增大，且本身的寿命较短影响控制器的极限寿命，此外电解电容的发热降低控制器效率。

随着成本及可靠性要求的提升，电解电容容量减小甚至无电解电容控制方案逐渐成熟。对于无电解电容控制方案，一般采用一个较小容量的薄膜电容代替电解电容。由于母线电容容量的减少，对于浪涌的吸收能力变差，其缺陷主要体现在以下两方面：

一、薄膜电容或者较小电解电容对于浪涌吸收有限，导致母线电压过高损坏元器件。

二、薄膜电容或者较小电解电容对于浪涌吸收有限，样机正常运行时如果输入浪涌电压，导致母线电压瞬间剧烈变化，影响控制稳定性。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明第一个方面在于提出一种驱动控制电路。

本发明的第二个方面在于提出一种空调器。

有鉴于此，根据本发明的第一个方面，提出了一种驱动控制电路，包括：逆变桥，所述逆变桥用于驱动控制负载运行，所述逆变桥接入于高压母线和低压母线之间；电抗器，用于吸收所述驱动控制电路驱动所述负载运行过程中产生的浪涌信号，所述电抗器接入于电网和所述负载之间；母线电容，所述母线电容用于提供所述负载上电所需的启动电压，所述母线电容还用于吸收所述浪涌信号，所述母线电容接入于所述逆变桥输入侧的母线线路中第一容性元件，第一容性元件用于吸收高压母线上的浪涌信号；第一阻性元件，第一阻性元件用于限制流向第一容性元件的供电信号，第一容性元件和第一阻性元件串联接入于高压母线和低压母线之间。

根据本发明的实施例的驱动控制电路，驱动控制电路包括：逆变桥、母线电容、电抗器、第一容性元件和第一阻性元件，其中逆变桥驱动控制负载运行，如：控制电机运行，由于母线电容的容值较低，因此在高压母线上形成的浪涌信号无法确保完全吸收。设置的电抗器与较小容量的母线电容组合，确定电路的固定谐振频率其中l为电抗器的电感值，c是母线电容的容值，防止由于分布电感电容参数引起谐振频率不固定从而导致系统不稳定现象。同时，第一阻性元件的设置避免上电瞬间或者吸收浪涌能量过程中充电电流或吸收电流过大造成的元器件损坏，提高了第一容性元件吸收浪涌信号的可靠性。

根据本发明的上述实施例的驱动控制电路，还可以具有以下技术特征：

在上述技术方案中，进一步地，还包括：单向导通元件，用于调控第一容性元件吸收高压母线上的浪涌信号的过程，单向导通元件与第一容性元件串联接入于高压母线和低压母线之间，所述单向导通元件导通，所述第一容性元件吸收所述浪涌信号，所述单向导通元件截止，所述第一容性元件停止吸收所述浪涌信号。

在该技术方案中，通过设置单向导通元件，只有在单向导通元件满足导通条件下，才能通过第一容性元件吸收高压母线上的浪涌信号，进而提高了第一容性元件的使用寿命，提高了驱动控制电路的可靠性，其中，单向导通元件是具有单向导通特性的元件，诸如二极管等。

在上述任一技术方案中，进一步地，还包括：第二阻性元件，第二阻性元件用于释放第一容性元件中的浪涌信号，第二阻性元件与第一容性元件并联。

在该技术方案中，在第一容性元件吸收高压母线上的浪涌信号后，利用设置第二阻性元件来释放第一容性元件中的浪涌信号，第二阻性元件的设置提高了驱动控制电路的可靠性。

在上述任一技术方案中，进一步地，还包括：第二容性元件，用于吸收高压母线上的浪涌信号，第二容性元件与第一容性元件串联。

在该技术方案中，在高压母线的电压较大时，在第一容性元件的基础上串联第二容性元件，以提高高压母线的浪涌信号的吸收能力。

在上述任一技术方案中，进一步地，还包括：第三阻性元件，第三阻性元件用于释放第二容性元件中的浪涌信号，第三阻性元件与第二容性元件并联。

在该技术方案中，在设置第二容性元件的情况下，通过设置第三阻性元件与第二阻性元件配合使用，来平衡第一容性元件和第二容性元件两端的电压，同时第三阻性元件还用于对第二容性元件上的浪涌信号进行释放，以提高了驱动控制电路的可靠性。

在上述任一技术方案中，进一步地，还包括：开关元件，开关元件导通，所述第一阻性元件限制所述供电信号，所述开关元件截止，解除所述第一阻性元件对所述供电信号的限制，或所述开关元件截止，所述第一阻性元件限制所述供电信号，所述开关元件导通，解除所述第一阻性元件对所述供电信号的限制，开关元件与第一阻性元件并联。

在该技术方案中，在第一阻性元件的两端并联一个开关元件，继而形成一个具有开关特征的阻性元件，在驱动控制电路上电时，开关元件处于断开状态，第一阻性元件和母线电容来吸收来自交流供电侧的浪涌信号，在高压母线上的电流不是很大的情况下，开关元件闭合，进而降低第一阻性元件对负载运行时容性元件吸收浪涌能量的限流作用。

在上述任一技术方案中，进一步地，第一阻性元件具体包括：串联的第四阻性元件和第五阻性元件；开关元件被配置为控制第四阻性元件或第五阻性元件是否对第一容性元件进行限流，开关元件与第四阻性元件或第五阻性元件并联。

在该技术方案中，第一阻性元件具体包括：串联的第四阻性元件和第五阻性元件，以及被配置为控制第四阻性元件或第五阻性元件是否对第一容性元件进行限流的开关元件，在驱动控制电路上电时，开关元件处于断开状态，第四阻性元件、第五阻性元件和母线电容来吸收来自交流供电侧的浪涌信号，在高压母线上的电流不是很大的情况下，开关元件闭合，进而将第四阻性元件或第五阻性元件进行短路，具体地，在开关元件导通时，与开关元件并联的第四阻性元件被短路，此时第五阻性元件起到限流作用，或者在开关元件导通时，与开关元件并联的第五阻性元件被短路，此时第四阻性元件起到限流作用。

在上述任一技术方案中，进一步地，在第一阻性元件的第一端与高压母线相连接，第一阻性元件的第二端通过第一容性元件和/或第二容性元件与低压母线相连接的情况下，开关元件包括以下任意一种：交流继电器、直流继电器。

在上述任一技术方案中，进一步地，在第一阻性元件的第一端通过第一容性元件和/或第二容性元件与高压母线相连接，第一阻性元件的第二端与低压母线相连接的情况下，开关元件包括以下任意一种：功率开关、交流继电器、直流继电器。

在该技术方案中，在第一阻性元件的第一端与高压母线相连接，第一阻性元件的第二端通过第一容性元件和/或第二容性元件与低压母线相连接的情况下，基于开关元件的耐压以及稳定性，可选择交流继电器、直流继电器，而在第一阻性元件的第一端通过第一容性元件和/或第二容性元件后经由导通元件与高压母线相连接，第一阻性元件的第一端与低压母线相连接的情况下，由于经由第一容性元件和/或第二容性元件才与开关元件相连接，因此连接至开关元件的电流降低，因此开关元件可选用功率开关、交流继电器、直流继电器等。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述驱动控制电路还包括：控制电路，与所述单向导通元件相连接，所述控制电路用于检测所述供电信号，并根据所述供电信号控制所述单向导通元件导通或截止；其中，所述供电信号包括母线电压信号和交流电压信号。

在该实施例中，通过控制电路检测驱动控制电路的供电信号，根据供电信号控制单向导通元件导通或者截止，进而控制容性元件对浪涌信号的吸收过程。其中，供电信号包括母线电压信号和交流电压信号。

具体地，交流电压信号通过整流电路处理为母线电压信号，母线电压信号和交流电压信号均可以作为控制单向导通元件导通或截止的判定条件。

在上述任一技术方案中，进一步地，母线电容为薄膜电容。

根据本发明的第二个方面，提出了一种空调器，包括：电机；以及如上述任一技术方案所述的驱动控制电路，所述电机的信号输入端连接至所述驱动控制电路，所述驱动控制电路输出的驱动信号用于驱动所述电机运行。因此该空调器具有上述任一技术方案所述的驱动控制电路的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1示出了现有技术中交流-直流-交流拓扑结构；

图2示出了本发明的一个实施例的驱动控制电路示意图；

图3示出了本发明的又一个实施例的驱动控制电路示意图；

图4示出了本发明的又一个实施例的驱动控制电路示意图；

图5示出了本发明的又一个实施例的驱动控制电路示意图；

图6示出了本发明的又一个实施例的驱动控制电路示意图；

图7示出了本发明的又一个实施例的驱动控制电路示意图；

图8示出了本发明的又一个实施例的驱动控制电路示意图；

图9示出了本发明的又一个实施例的驱动控制电路示意图。

其中，图2至图9中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

102逆变桥，104开关元件，106整流电路。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述方面、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步地详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不限于下面公开的具体实施例的限制。

本发明第一方面的实施例，提出一种驱动控制电路，如图2和图3所示，驱动控制电路包括：逆变桥102，所述逆变桥102用于驱动控制负载运行，所述逆变桥102接入于高压母线和低压母线之间；电抗器ldc，用于吸收所述驱动控制电路驱动所述负载运行过程中产生的浪涌信号，所述电抗器ldc接入于电网和所述负载之间；母线电容c1，所述母线电容c1用于提供所述负载上电所需的启动电压，所述母线电容c1还用于吸收所述浪涌信号，所述母线电容c1接入于所述逆变桥102输入侧的母线线路中；第一容性元件c2，第一容性元件c2用于吸收高压母线上的浪涌信号；第一阻性元件r1，第一阻性元件r1用于限制流向第一容性元件c2的供电信号，第一容性元件c2和第一阻性元件r1串联接入于高压母线和低压母线之间。

根据本发明的实施例的驱动控制电路，其中，驱动控制电路包括：逆变桥102、母线电容c1、电抗器ldc、第一容性元件c2和第一阻性元件r1，其中逆变桥102向电机输出驱动信号，控制电机运行，由于母线电容c1的容值较低，因此在高压母线上形成的浪涌信号无法确保完全吸收，设置的电抗器ldc与较小容量的母线电容c1组合，确定电路的固定谐振频率，防止由于分布电感电容参数引起谐振频率不固定从而导致系统不稳定现象。同时，第一阻性元件r1的设置避免上电瞬间或者吸收浪涌能量过程中充电电流或吸收电流过大造成的元器件损坏，提高了第一容性元件c2吸收浪涌信号的可靠性。

在本发明一个实施例中，如图2所示，驱动控制电路还包括：单向导通元件d1，用于调控第一容性元件c2吸收高压母线上的浪涌信号的过程，单向导通元件d1与第一容性元件c2串联接入于高压母线和低压母线之间，单向导通元件d1导通，第一容性元件c2吸收浪涌信号，单向导通元件d1截止，第一容性元件c2停止吸收浪涌信号。

在该实施例中，通过设置单向导通元件d1，只有在单向导通元件d1满足导通条件下，才能通过第一容性元件c2吸收高压母线上的浪涌信号，进而提高了第一容性元件c2的使用寿命，提高了驱动控制电路的可靠性，具体地，单向导通元件d1的阳极与高压母线相连接，单向导通元件d1的阴极经由第一容性元件c2与低压母线相连接，其中，单向导通元件d1是具有单向导通特性的元件，诸如二极管等。

在本发明一个实施例中，如图4所示，驱动控制电路还包括：第二阻性元件r2，第二阻性元件r2用于释放第一容性元件c2中的浪涌信号，第二阻性元件r2与第一容性元件c2并联。

在该实施例中，在第一容性元件c2吸收高压母线上的浪涌信号后，利用设置的第二阻性元件r2来释放第一容性元件c2中的浪涌信号，第二阻性元件r2的设置提高了驱动控制电路的可靠性。

在本发明一个实施例中，如图4所示，驱动控制电路还包括：第二容性元件c3，用于吸收高压母线上的浪涌信号，第二容性元件c3与第一容性元件c2串联。

在该实施例中，在高压母线的压力较大时，在第一容性元件c2的基础上串联第二容性元件c3，以提高高压母线的浪涌信号的吸收能力。

在本发明一个实施例中，如图4所示，驱动控制电路还包括：第三阻性元件r3，第三阻性元件r3用于释放第二容性元件c3中的浪涌信号，第三阻性元件r3与第二容性元件c3并联。

在该实施例中，在设置第二容性元件c3的情况下，通过设置第三阻性元件r3与第二阻性元件r2配合使用，来平衡第一容性元件c2和第二容性元件c3两端的电压，同时第三阻性元件r3还用于对第二容性元件c3上的浪涌信号进行释放，以提高了驱动控制电路的可靠性。

在本发明一个实施例中，如图5所示，第一容性元件c2、第二容性元件c3、第一阻性元件r1以及导通元件d1串联位置可以进行变换。如图7所示，由于第一阻性元件r1与低压母线相连接，在第一容性元件c2、第二容性元件c3的电压分配制负载，第一阻性元件r1上的电压会增加，进而提高电路的稳定性。

在本发明一个实施例中，如图6至图9所示，驱动控制电路还包括：开关元件104，开关元件104导通，所述第一阻性元件r1限制所述供电信号，所述开关元件104截止，解除所述第一阻性元件r1对所述供电信号的限制，或所述开关元件104截止，所述第一阻性元件r1限制所述供电信号，所述开关元件104导通，解除所述第一阻性元件r1对所述供电信号的限制，开关元件104与第一阻性元件r1并联。

在该技术方案中，在第一阻性元件r1的两端并联一个开关元件，继而形成一个具有开关特征的阻性元件，在驱动控制电路上电时，开关元件处于断开状态，第一阻性元件r1和母线电容c1来吸收来自交流供电侧的浪涌信号，在高压母线上的电流不是很大的情况下，开关元件闭合，进而降低第一阻性元件r1对负载运行时第一容性元件c2吸收浪涌能量的限流作用。

如图8所示，由于第一阻性元件r1被短路，因此限流作用会完全消除，使得电流无法实现控制，进一步地如图9所示，通过将电阻拆分，可以实现电流可控。

在本发明一个实施例中，如图9所示，第一阻性元件r1具体包括：串联的第四阻性元件r11和第五阻性元件r12；开关元件104被配置为控制第四阻性元件r11或第五阻性元件r12是否对第一容性元件c2进行限流，开关元件104与第四阻性元件r11和第五阻性元件r12并联。

在该实施例中，第一阻性元件r1具体包括：串联的第四阻性元件r11和第五阻性元件r12，以及被配置为控制第四阻性元件r11或第五阻性元件r12是否对第一容性元件c2进行限流的开关元件104，在驱动控制电路上电时，开关元件104处于断开状态，第四阻性元件r11、第五阻性元件r12和母线电容c1来吸收来自交流供电侧的浪涌信号，在高压母线上的电流不是很大的情况下，开关元件104闭合，进而将第四阻性元件r11或第五阻性元件r12进行短路，降低第四阻性元件r11或第五阻性元件r12对负载运行时第一容性元件c2吸收浪涌能量的限流作用。

在本发明一个实施例中，在第一阻性元件r1的第一端与高压母线相连接，第一阻性元件r1的第二端通过第一容性元件c2和/或第二容性元件c3与低压母线相连接的情况下，开关元件104包括以下任意一种：交流继电器、直流继电器；在第一阻性元件r1的第一端通过第一容性元件c2和/或第二容性元件c3与高压母线相连接，第一阻性元件r1的第二端与低压母线相连接的情况下，开关元件104包括以下任意一种：功率开关、交流继电器、直流继电器。

在该技术方案中，在第一阻性元件r1的第一端与高压母线相连接，第一阻性元件r1的第二端通过第一容性元件c2和/或第二容性元件c3与低压母线相连接的情况下，基于开关元件104的耐压以及稳定性，开关元件104选择交流继电器、直流继电器，而在第一阻性元件r1的第一端通过第一容性元件c2和/或第二容性元件c3后经由导通元件d1与高压母线相连接，第一阻性元件r1的第一端与低压母线相连接的情况下，由于经由第一容性元件c2和/或第二容性元件c3才与开关元件104相连接，因此连接至开关元件104的电流降低，因此开关元件104可选用功率开关、交流继电器、直流继电器，可选用的开关元件种类较多，便于选型等。

具体地，如图8所示，在驱动控制电路上电时，开关元件104断开，输入电源经lac、滤波电路、整流电路106、电抗器ldc给母线电容c1充电，同时通过单向导通元件d1往第一容性元件c2和第二容性元件c3充电，r1主要起限流作用。

其中，单向导通元件d1为选择耐压大及瞬时过电流大于100a的二极管，lac指实际交流侧电感模型与输入电源线电感，其包含电感量及电阻量。

值得指出的是，lac和ldc是为了emc(electromagneticcompatibility，电磁兼容性，是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力)谐波要求而存在，如果是有谐波要求区域，样机上可能存在lac也可能存在ldc，甚至可能lac和ldc共存。而对于无谐波要求区域，lac和ldc都是不存在的，但为了高频谐波问题(如果忽略该问题，可以不使用ldc电感)，会在电路拓扑的ldc位置处使用一个较小的ldc2，此较小的ldc2上并联一个小的阻尼电阻是为了提高系统稳定性。

ptc是positivetemperaturecoefficient的缩写，意思是正的温度系数，泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件。通常我们提到的ptc是指正温度系数热敏电阻。

当交流输入持续一定时间后(可以设定为固定时间如10s，主要由充电过程时间长短决定)，或者根据采样到的母线电压持续一段时间无变化，则认为母线电容c1及第一容性元件c2和第二容性元件c3充电完成，此时吸收回路内无电流流过，闭合开关元件104(实际有电流时也可以闭合)。

由于浪涌吸收电路中第一容性元件c2和第二容性元件c3主要通过第二阻性元件r2和第三阻性元件r3缓慢放电，所以第一容性元件c2和第二容性元件c3两端的电压稳定在高压母线电压的最大值，吸收电路中流过较小的电流(例如c2、c3为820uf，r2、r3为150k时，正常运行吸收电路中流过的电流小于5a)。

浪涌能量主要来源于电源输入、样机故障停机时压缩机绕组、交直流侧电感续流以及压缩机动能；当存在浪涌电压时，由于小容量的薄膜电容无法吸收过多的能量，高压母线的电压高于浪涌吸收电容(第一容性元件c2和第二容性元件c3)端电压时，浪涌吸收电容模块起作用，剩余的能量流入母线电容c1和浪涌吸收电容(第一容性元件c2和第二容性元件c3)模块，由于此时第一阻性元件r1已经被开关元件104短路，因此浪涌能量可以被迅速吸收。

当供电电源断开或直流母线电压低于固定值(可以设置为200v等)，在开关元件104为交流继电器时，需要判断开关元件104是否有无电流流过，在开关元件104为直流继电器时，可以随时断开。

通过使用第一阻性元件r1减少上电时电容的充电冲击电流，保护线路及元器件，同时第一阻性元件r1与开关元件104的配合使用保证浪涌吸收电路的吸收浪涌能力不衰减。

在上述任一实施例中，进一步地，母线电容c1为薄膜电容。

在上述任一实施例中，进一步地，该驱动控制电路还包括：控制电路(未示出)，与单向导通元件d1相连接，控制电路用于检测供电信号，并根据供电信号控制单向导通元件d1导通或截止；其中，供电信号包括母线电压信号和交流电压信号。

在该实施例中，通过控制电路46检测驱动控制电路的供电信号，根据供电信号控制单向导通元件d1导通或者截止，进而控制容性元件对浪涌信号的吸收过程。其中，供电信号包括母线电压信号和交流电压信号。具体地，交流电压信号通过整流电路106处理为母线电压信号，母线电压信号和交流电压信号均可以作为控制单向导通元件d1导通或截止的判定条件。

在本发明的一个具体实施例中，薄膜电容的容值低于预设容值，其中，预设容值按照如下计算公式进行计算：

其中，cdc为预设容量，ls是等效驱动控制电路直流侧的总电感值，pl是驱动控制电路的负载功率，rs为等效驱动控制电路直流侧的总电阻，vdc0为母线电压平均值，譬如，以7p样机为例，根据该计算公式可以确定cdc必须大于840uf，预设容量为840uf以上，在具体实施时用的是1230uf。

本发明第二方面的实施例，提出一种空调器，包括：电机；以及如上述任一技术方案所述的驱动控制电路，电机的信号输入端连接至驱动控制电路，驱动控制电路输出的驱动信号用于驱动所述电机运行。因此该空调器具有上述任一实施例所述的驱动控制电路的全部有益效果，在此不再赘述。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。