风机反转保护电路、风机、室外机及空调器的制作方法

1.本实用新型涉及风机保护技术领域，具体而言，涉及一种风机反转保护电路、风机、室外机及空调器。


背景技术：

2.空调关机状态下，外机风机如遇逆风发生反转，自身产生交流电可以经由逆变电路各开关管寄生电容，流至控制器主功率回路上。导致即使用户未控制空调上电开机，而外机控制器上已有一定电压，将会影响控制器的控制稳定性。具体可能出现以下现象：微控制单元(microcontroller unit；mcu)得电后稳定工作，开始控制各负载动作；mcu得到不稳定的电源，重复复位。以上情况均会导致报出故障，影响用户使用体验且增加售后维修难度，设计缺陷明显。


技术实现要素：

3.本实用新型解决的是外机风机反转导致控制器上电，影响控制器的控制稳定性的问题。
4.为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种风机反转保护电路，包括整流电路、逆变电路及逆变启动控制模块，所述逆变启动控制模块连接于所述整流电路与所述逆变电路之间，所述逆变电路用于向风机电机供电；所述逆变启动控制模块，包括控制单元及继电器；所述继电器设置于所述整流电路的输出端与所述逆变电路的输入端之间，所述控制单元分别连接外部控制端与所述继电器，用于控制所述继电器的开关状态。
5.本实用新型实施例提供的室外机的风机反转保护电路，新增逆变启动控制模块，通过控制单元控制继电器的开关状态，可以控制整流电路与逆变电路之间的通断。上述风机反转保护电路可以在空调器断电未开机的情况下，切断整流电路与逆变电路的连接，防止风机电机反转引起控制器上电，不会造成控制紊乱，提高了控制器的控制稳定性；在空调器上电开机的情况下，逆变电路连接整流电路，不影响电机正常驱动。
6.可选地，所述继电器分别连接所述整流电路的负极输出端与所述逆变电路的负极输入端；或者，所述继电器分别连接所述整流电路的正极输出端与所述逆变电路的正极输入端。
7.本实用新型实施例提供了逆变启动控制模块的继电器的连接位置，既可以控制逆变电路的正极与整流电路之间的通断，也可以控制逆变电路的负极与整流电路之间的通断，起到切断整流电路与逆变电路连接的作用，防止风机电机反转引起控制器上电，避免控制紊乱。
8.可选地，所述控制单元为三极管；所述三极管的基极连接所述外部控制端，发射极接地，集电极连接所述继电器的一端，所述继电器的另一端连接工作电压。
9.本实用新型实施例提供了逆变启动控制模块的控制单元的具体元件，采用三极管执行继电器的控制，三极管导通的情况下继电器闭合、逆变电路与主功率回路接通，三极管
截止的情况下继电器断开、逆变电路与主功率回路断开。
10.可选地，所述控制单元为mos管；所述mos管的栅极连接所述外部控制端，漏极接地，源极连接所述继电器的一端，所述继电器的另一端连接工作电压。
11.本实用新型实施例提供了逆变启动控制模块的控制单元的具体元件，采用mos管执行继电器的控制，mos管导通的情况下继电器闭合、逆变电路与主功率回路接通，mos管截止的情况下继电器断开、逆变电路与主功率回路断开。
12.可选地，所述限流单元包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻分别连接于所述外部控制端与所述基极，所述第二电阻分别连接所述基极与地。
13.本实用新型实施例提供了对控制单元起到限流保护的限流单元，第一电阻和第二电阻共同实现分流作用。
14.可选地，所述限压单元包括第一电阻和第二电阻；所述第一电阻分别连接所述外部控制端与所述栅极，所述第二电阻分别连接所述栅极与地。
15.本实用新型实施例提供了对控制单元起到限压保护的限压单元，第一电阻和第二电阻共同实现分压作用。
16.可选地，所述三极管为npn型三极管。
17.本实用新型实施例中三极管可选择常用的npn型三极管，其比较常用易得，实现成本低。
18.本实用新型实施例提供一种室外机的风机，包括上述风机反转保护电路。
19.本实用新型实施例提供一种室外机，包括上述室外机的风机。
20.本实用新型实施例提供一种空调器，包括上述室外机。
21.本实用新型提供的室外机的风机、室外机及空调器，可以与上述风机反转保护电路达到相同的技术效果。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例提供的一种室外机的风机反转保护电路的结构示意图。
23.附图标记说明：
24.10-整流电路；20-逆变启动控制模块；30-逆变电路；r1-第一电阻；r2-第二电阻；三极管q；ry-继电器，ry-control-外部控制端；igbt-绝缘栅双极型晶体管；m-风机电机。
具体实施方式
25.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。
26.现有主流空调外机方案，并无在硬件上根本解决风机逆风反转带来的控制器带电问题的方案。本实用新型实施例在硬件设计方向解决以上问题。
27.本实用新型实施例提供了一种风机反转保护电路，可以主动控制风机电机与供电回路之间的通断。当空调器断电未开机时，风机电机的逆变电路与供电回路断开，即使风机电机由于逆风发生反转也不会将电信号传输至mcu，不会造成控制紊乱；当空调器上电开机后，风机电机的逆变电路即接入供电回路，不影响电机正常驱动。
28.上述风机反转保护电路，在现有风机电机的供电电路的基础上增加了逆变启动控
制模块。逆变启动控制模块连接于整流电路与逆变电路之间，该整流电路连接交流输入，该逆变电路连接风机电机，用于向风机电机供电。
29.其中，逆变启动控制模块可以包括控制单元及继电器。继电器设置于整流电路的输出端与逆变电路的输入端之间，控制单元分别连接外部控制端与继电器，用于控制继电器的开关状态。在控制单元接收到外部控制信号后，即可控制继电器开关，从而连通或者断开上述整流电路与逆变电路。在上述整流电路与逆变电路断开的情况下，风机电机反转产生的交流电无法传输至整流电路，也就隔断了其对外机控制器等其他负载的影响。
30.本实用新型实施例提供的室外机的风机反转保护电路，新增逆变启动控制模块，通过控制单元控制继电器的开关状态，可以控制整流电路与逆变电路之间的通断。上述风机反转保护电路可以在空调器断电未开机的情况下，切断整流电路与逆变电路的连接，防止风机电机反转引起控制器上电，不会造成控制紊乱，提高了控制器的控制稳定性；在空调器上电开机的情况下，逆变电路连接整流电路，不影响电机正常驱动。
31.可选地，继电器可以设置于逆变电路的正极或者负极，例如，继电器分别连接整流电路的负极输出端与逆变电路的负极输入端；或者，继电器分别连接整流电路的正极输出端与逆变电路的正极输入端。
32.若实际使用中负极输入端(即接地端)走线敏感，多为短粗走线，考虑到增加继电器电路影响信号质量，可以选择将上述继电器连接于正极输入端。
33.作为一种可行的实施方式，上述控制单元采用三极管。具体地，该三极管的基极连接外部控制端，发射极接地，集电极连接继电器的一端，继电器的另一端连接工作电压。外部控制端与空调器的开机、关机状态关联，不同状态下输入不同控制信号，控制三极管通断。若三极管导通，则继电器闭合；若三极管截止，则继电器断开。
34.作为另一种可行的实施方式，上述控制单元采用mos(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，金氧半场效)管。具体地，该mos管的栅极连接外部控制端，漏极接地，源极连接继电器的一端，继电器的另一端连接工作电压。
35.外部控制端与空调器的开机、关机状态关联，不同状态下输入不同控制信号，控制mos管通断。若mos管导通，则继电器闭合；若mos管截止，则继电器断开。
36.考虑到对上述控制单元的保护，逆变启动控制模块中还包括限流单元或限压单元。具体地，该限流单元包括第一电阻和第二电阻；第一电阻分别连接于外部控制端与基极，第二电阻分别连接基极与地。第一电阻和第二电阻共同实现分流作用。具体地，该限压单元包括第一电阻和第二电阻；第一电阻分别连接外部控制端与栅极，第二电阻分别连接栅极与地。第一电阻和第二电阻共同实现分压作用。
37.图1为本实用新型实施例提供的室外机的风机反转保护电路的结构示意图，以上述控制单元为三极管为例进行说明。
38.如图1所示，逆变启动控制模块20连接于整流电路10与逆变电路30之间。整流电路10包括整流及pfc(power factor correction，功率因数校正)电路、储能电容c，逆变电路30包括多个作为功率开关器件的igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)。整流电路10连接交流(alternating current，ac)输入，逆变电路30连接风机电机m。
39.逆变启动控制模块20，可以控制逆变电路的工作与否。本实施例中，空调未上电
时，使逆变电路不工作，且将控制电机的逆变电路与主功率回路的其他负载隔断；空调上电运行时，使逆变电路正常工作，且将控制电机的逆变电路接回主功率回路。
40.示例性地，逆变启动控制模块20包括限流电阻r1、r2，驱动继电器的三极管q以及继电器ry，另外还有信号+12v和外部控制端ry-control。
41.其中，继电器ry的端口1连接工作电压+12v，端口2连接三极管的源极，端口3连接逆变电路的“+极”，端口4连接整流电路的储能电容c。三极管q的栅极通过电阻r1连接至外部控制端ry-control，漏极连接至接地端gnd。
42.ry-control的信号来源可以是mcu控制信号，也可为普通+3.3v/5v电平，可以由用户自由决定。第一电阻r1、第二电阻r2起到限流作用，其电阻值的选择需考虑ry-control到来时，保证三极管q饱和导通且电流ib在器件要求范围内。三极管q可选常用的npn型三极管，其ic电流范围可以选择1～2a；继电器电流等级选择大于上述逆变电路中流经的总电流最大值。
43.示例性地，当ry-control为高电平时，三极管q导通，继电器ry闭合，逆变电路“+极”接到主功率回路；当ry-control为低电平时，三极管q截止，继电器ry断开，逆变电路“+极”与主功率回路断开。因此，当空调断电未开机时，逆变电路与主功率回路断开，即使产生逆风反转也不会将电信号传输至mcu，不会造成控制紊乱；当空调上电开机后，逆变电路即接入主功率回路，不影响电机正常驱动。
44.本实施例提供的上述电路实现简单，不破坏原有电路拓扑结构；使用器件常用易得，成本低；有效解决空调风机逆风带来的控制板带电问题，实现空调防逆风功能。
45.本实用新型实施例提供了一种室外机的风机供电电路，包括整流电路、逆变电路及上述室外机的风机反转保护电路。其中，整流电路、室外机的风机反转保护电路及逆变电路依次连接，逆变电路连接风机电机，用于向风机电机供电。
46.本实用新型实施例提供了一种室外机的风机，包括上述室外机的风机供电电路。
47.本实用新型实施例提供了一种室外机，包括上述室外机的风机。
48.本实用新型实施例提供了一种空调器，包括上述室外机。
49.当然，本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程度来指令控制装置来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，所述程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程，其中所述的存储介质可为存储器、磁盘、光盘等。
50.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。
51.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
52.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。