CN102519114A - 一种抗浪涌变频空调器 - Google Patents
一种抗浪涌变频空调器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102519114A CN102519114A CN2011104164967A CN201110416496A CN102519114A CN 102519114 A CN102519114 A CN 102519114A CN 2011104164967 A CN2011104164967 A CN 2011104164967A CN 201110416496 A CN201110416496 A CN 201110416496A CN 102519114 A CN102519114 A CN 102519114A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- voltage
- pfc
- amplifier
- reference voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 claims description 15
- 230000003321 amplification Effects 0.000 abstract description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 4
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- APTZNLHMIGJTEW-UHFFFAOYSA-N pyraflufen-ethyl Chemical compound C1=C(Cl)C(OCC(=O)OCC)=CC(C=2C(=C(OC(F)F)N(C)N=2)Cl)=C1F APTZNLHMIGJTEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
本发明公开了一种抗浪涌变频空调器，包括PFC控制电路，由采样电阻将PFC的电流信号转化为电压信号N1，电压信号N1输入电压放大电路放大后，由比较电路将运放的输出电压与基准参考电压进行比较，所述比较电路连接判断器与电平传输电路，所述电平传输电路连接IGBT驱动电路。本发明可实现最大限度地保护PFC电路，使IGBT不受伤害；反应速度快，保护精度高，受干扰能力强，提高了产品的保护性能。
Description
技术领域
本发明涉及空调器技术领域，更具体地说是涉及一种抗浪涌变频空调器。
背景技术
随着变频空调产品的普及，我国作为家用空调器的制造和销售大国，变频空调器也以其优异的性能和良好的性价比在世界各地占有越来越多的市场份额。众所周知，当电压和电流出现相位差时，会在电网中产生大量的谐波干扰。变频空调采用交流→直流→交流变换方案，在交流输入整流成直流时，如没有功率因数校正措施(Power Factor Correction，简称：PFC)就会产生很大的谐波电流，对电网产生很大的干扰和危害。但是由于变频空调的控制原理，谐波电流所带来的EMC(电磁兼容性)与THD(总谐波失真)问题，严重影响家用电器的正常使用，而低成本的LC无源控制方法也只能把功率因素提高到0.85～0.95之间，因此人们提出了有源的PFC控制方法，以提高变频空调的功率因素，功率因素可提高到0.99。由于现在普遍用BOOST(升压斩波)结构的PFC方法，在现实使用中常常因大的浪涌电流而烧坏IGBT(绝缘栅双极型晶体管)，引起大的浪涌电流的原因有：雷击、强干扰、插拔变频空调电源插头的速度太快，甚至在生产线体上由于导轨与卡槽之间的接触不良都有可能引起大的浪涌电流而烧坏IGBT。
变频空调开机后突然失去电源，在电路板未复位的情况下重新上电，在电源板会产一个很大的冲击电流，当PFC处于工作状态时，电感电流流入IGBT，这个电流大到IGBT的最大限值后，就造成IGBT损坏。一般变频空调IGBT能承受的峰值电流为60A左右，目前常用的保护方法是通过采样电流来保护(在采样电阻上得到的电压输入给CPU的A/D口来判断电流的大小)，通过CPU的A/D口来检测电流一般都在微秒级，这只对慢慢增加的电流来说保护是有效，但对快速而大的浪涌电流来说这个反应速度显然不够。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的不足，提供一种抗浪涌变频空调器及控制方法，及时保护PFC，防止IGBT损坏。
本发明采用的技术方案是：构造一种抗浪涌变频空调器，包括PFC控制电路，由采样电阻将PFC的电流信号转化为电压信号N1，电压信号N1输入电压放大电路放大后，由比较电路将运放的输出电压与基准参考电压进行比较，所述比较电路连接判断器与电平传输电路，所述电平传输电路连接I GBT驱动电路。
所述电压放大电路把采样到的N1电压通过运放U601A放大。
所述比较电路包含参考电压电路，参考电压电路由两电阻进行分压，得到一个基准参考电压，并把U601A运放的输出电压与基准参考电压进行比较。
所述判断器用于把比较器U602A输出的低电平输入给CPU的中断口
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
可实现最大限度地保护PFC电路，使IGBT不受伤害；反应速度快，保护精度高，受干扰能力强，提高了产品的保护性能，减少维修，提升了产品的美誉度。
附图说明
图1是现有变频空调器的PFC电路图；
图2是现有变频空调器的电压信号放大电路图；
图3是本发明抗浪涌变频空调器的电路图之一；
图4是本发明抗浪涌变频空调器的电路图之二；
图5是本发明抗浪涌变频空调器的控制流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
参照图1、2，现有的控制方法是将采样电阻上的电压经过运算放大器放大电压信号之后，直接进CPU的A/D口，对该电压进行计算，这样的运算时间一般在微秒级，所以不能快速地保护PFC电路。图1为BOOST结构的PFC电路，R11为采样电阻，它将PFC的电流信号转化为电压信号N1。图2为电压信号放大电路，N1电压信号经过U6运算放大器LM258进行放大，放大倍数为R04/(R01+R03)，R02为运放的均衡电阻，运放的第7脚输出被放大了的电压信号，此信号经过电阻R05、电解电容E01、瓷片电容C02滤波，二极管D01与二极管D02箝位，把“干净”的电压信号I-AD输入给CPU的A/D口，对PFC电流进行计算。这对慢慢变大的电流来说，A/D采样的微秒级时间是能够进行有效保护，但对突变的浪涌电流，微秒级的运算时间显然不够，所以快速而有效地保护势在必行。
本发明抗浪涌变频空调器通过硬件与软件相结合的办法，来根本解决PFC保护不及时从而损坏IGBT。空调器的抗浪涌PFC控制电路包括电压放大电路1、比较电路3、判断器4、电平传输电路5、驱动电路6。
电路工作原理是：参见图1、3、4，采样电阻R11，它将PFC的电流信号转化为电压信号N1。参见图3、4，采样电阻R11上的电压信号N1经过运放U601A进行放大，通过运放“虚短”与“虚断”的原理计算得知：电压放大部数为10倍(R6115/R6114＝100K/10K＝10)，这样可以减少干扰而影响保护，然后此电压由运放U601A的1脚输出，此电压连接到比较器U602A的反向输入端，电阻R650与电阻R651构成一个基准电压检测回路，一旦U-＞U+，比较器U602A迅速翻转，比较器U602A输出一个低电平。比较器的反应速度一般在纳秒级，纳秒级的反应速度能对IGBT进行快速而有效地保护。此低电平信号一路通过限流电阻R6100输送给CPU的中断口；另外一路通过二极管D611控制三极管Q607的导通，使三极管Q603的基极电位拉至低电平，所以三极管Q603由原来的导通变为截止，+5V电源通过电阻R6105与电阻R6106分压，此电压使三极管Q608由原来的截止变为导通，三极管Q608输出为低电平，从而使IGBT截止，使IGBT得以快速保护。
下面，再详细说明各组成电路的工作过程：
电压放大电路1：电压放大部分，把采样到的N1电压通过运放U601A放大。
比较电路3：包含参考电压电路2，作为U602A比较器的参考电压，R650与R651对+5V1进行分压，得到一个基准参考电压，并把U601A运放的输出电压与基准参考电压进行比较。
判断器4：把比较器U602A输出的低电平输入给CPU的中断口，以此低电平来立刻关断IGBT。
电平传输电路5：电平传输部分，如果U602A输出为低电平，则Q607输出为低电平；如果U602A输出为高电平，则Q607输出为高电平。
驱动电路6：驱动部分，一旦Q607输出为低电平，则ZD605截止，Q603的基极通过电阻R6104下拉至低电平，Q603截止。此时Q608的基极被电阻R6105上拉为高电平，Q608导通，输出为低电平，使IGBT关断。
参见图5，软件的控制方法是当输入电源异常掉电时，通过软件检测输入电源信号，当过零信号每隔10ms左右出现一次时，判断为正常，然后延时约2秒恢复PFC工作；否则为异常，则关闭PFC；然后延时30秒后再检测电源信号直到输入电源正常了，才能判定为电源供电恢复，从而对IGBT进行快速而有效地保护，它的逻辑关系为：因为PFC电流变大→R11上的电压(N1)变大→通过运放U601A输出的电压也越大→比较器U602A的输出迅速翻转(此翻转速度为纳秒级)，由原来的输出高电平变为低电平→二极管D611导通→三极管Q607导通→三极管Q603截止→三极管Q608导通→输出为低电平，IGBT截止，保护了器件安全。另外比较器U602A输出的低电平，此低电平输入给CPU的中断口，CPU只要检测到它为低电平，CPU立刻输出低电平来关断IGBT，而不需要经过运算完了之后才输出低电平，所以中断的速度比A/D采样的速度保护快得多，因此通过软件与硬件相结合的双重作用使变频空调得以保护，一旦浪涌电流过后，检测正常，变频空调又可以正常工作。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围内。
Claims (4)
1.一种抗浪涌变频空调器，包括PFC控制电路，由采样电阻将PFC的电流信号转化为电压信号N1，其特征在于：电压信号N1输入电压放大电路放大后，由比较电路将运放的输出电压与基准参考电压进行比较，所述比较电路连接判断器与电平传输电路，所述电平传输电路连接IGBT驱动电路。
2.根据权利要求1所述的抗浪涌变频空调器，其特征在于：所述电压放大电路把采样到的N1电压通过运放U601A放大。
3.根据权利要求2所述的抗浪涌变频空调器，其特征在于：所述比较电路包含参考电压电路，参考电压电路由两电阻进行分压，得到一个基准参考电压，并把U601A运放的输出电压与基准参考电压进行比较。
4.根据权利要求3所述的抗浪涌变频空调器，其特征在于：所述判断器用于把比较器U602A输出的低电平输入给CPU的中断口。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011104164967A CN102519114A (zh) | 2011-12-13 | 2011-12-13 | 一种抗浪涌变频空调器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011104164967A CN102519114A (zh) | 2011-12-13 | 2011-12-13 | 一种抗浪涌变频空调器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102519114A true CN102519114A (zh) | 2012-06-27 |
Family
ID=46290127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011104164967A Pending CN102519114A (zh) | 2011-12-13 | 2011-12-13 | 一种抗浪涌变频空调器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102519114A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103986322A (zh) * | 2014-06-10 | 2014-08-13 | 深圳市英可瑞科技开发有限公司 | 一种pfc控制电路 |
| CN104216305A (zh) * | 2013-05-31 | 2014-12-17 | 青岛海尔空调电子有限公司 | 一种提高家电缓存数据可靠性的方法 |
| CN109442669A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-03-08 | 奥克斯空调股份有限公司 | 一种空调控制方法、装置及空调器 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201315484Y (zh) * | 2008-11-25 | 2009-09-23 | 海信（山东）空调有限公司 | 浪涌电压抑制电路及具有所述电路的空调器 |
| CN201439976U (zh) * | 2009-05-25 | 2010-04-21 | 广东志高空调有限公司 | 变频空调浪涌电流的抑制电路 |
| CN101771337A (zh) * | 2009-01-06 | 2010-07-07 | 包彩红 | 变频谐波浪涌抑制装置 |
| CN201616651U (zh) * | 2010-03-31 | 2010-10-27 | 银川英奥特自控有限公司 | 电流信号检测装置 |
| US20110031941A1 (en) * | 2009-08-10 | 2011-02-10 | Emerson Climate Technologies, Inc. | System and method for current balancing |
| CN201774245U (zh) * | 2010-07-30 | 2011-03-23 | 宁波奥克斯空调有限公司 | Pfc过流保护电路 |
| JP2011155813A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Fujitsu General Ltd | Ｐｆｃコンバータの制御回路、制御方法、および電源装置 |
-
2011
- 2011-12-13 CN CN2011104164967A patent/CN102519114A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201315484Y (zh) * | 2008-11-25 | 2009-09-23 | 海信（山东）空调有限公司 | 浪涌电压抑制电路及具有所述电路的空调器 |
| CN101771337A (zh) * | 2009-01-06 | 2010-07-07 | 包彩红 | 变频谐波浪涌抑制装置 |
| CN201439976U (zh) * | 2009-05-25 | 2010-04-21 | 广东志高空调有限公司 | 变频空调浪涌电流的抑制电路 |
| US20110031941A1 (en) * | 2009-08-10 | 2011-02-10 | Emerson Climate Technologies, Inc. | System and method for current balancing |
| JP2011155813A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Fujitsu General Ltd | Ｐｆｃコンバータの制御回路、制御方法、および電源装置 |
| CN201616651U (zh) * | 2010-03-31 | 2010-10-27 | 银川英奥特自控有限公司 | 电流信号检测装置 |
| CN201774245U (zh) * | 2010-07-30 | 2011-03-23 | 宁波奥克斯空调有限公司 | Pfc过流保护电路 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104216305A (zh) * | 2013-05-31 | 2014-12-17 | 青岛海尔空调电子有限公司 | 一种提高家电缓存数据可靠性的方法 |
| CN103986322A (zh) * | 2014-06-10 | 2014-08-13 | 深圳市英可瑞科技开发有限公司 | 一种pfc控制电路 |
| CN109442669A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-03-08 | 奥克斯空调股份有限公司 | 一种空调控制方法、装置及空调器 |
| CN109442669B (zh) * | 2018-11-12 | 2020-11-24 | 奥克斯空调股份有限公司 | 一种空调控制方法、装置及空调器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203674696U (zh) | 一种短路保护电路 | |
| CN203688646U (zh) | 过零检测电路 | |
| CN201698967U (zh) | 电能表的改进型磁保持继电器驱动电路 | |
| CN102707121B (zh) | 一种电压浪涌检测电路 | |
| CN105633905A (zh) | 过压欠压保护电路 | |
| CN102519114A (zh) | 一种抗浪涌变频空调器 | |
| CN103913626A (zh) | 一种防止直流输入误告警的交流掉电告警电路 | |
| CN102005912B (zh) | 一种正弦波逆变器的双重过流保护电路 | |
| CN204028283U (zh) | 一种新型的故障电弧检测装置 | |
| CN203191440U (zh) | 光伏逆变器过零检测电路 | |
| CN102043080B (zh) | 一种高频充电机的电流取样电路 | |
| CN103236679A (zh) | 交流断路器电子式后备保护装置 | |
| CN103944140A (zh) | 交流输入过压保护电路 | |
| CN101820161A (zh) | 一种功率检测控制电路 | |
| CN203551649U (zh) | 变频器的过流保护实时检测电路 | |
| CN202562993U (zh) | 三相电压采样电路 | |
| CN204157132U (zh) | 负载电压检测电路 | |
| CN202888808U (zh) | 一种推挽变换器过流保护电路 | |
| CN203660518U (zh) | 绝缘栅双极晶体管过流保护电路 | |
| CN202840472U (zh) | 漏电保护装置 | |
| CN101938111B (zh) | 一种剩余电流断路器中的控制装置和控制方法 | |
| CN206038182U (zh) | 一种应用于igbt温度检测的电路 | |
| CN201336564Y (zh) | 过流保护装置 | |
| CN205158579U (zh) | 一种电动机电流解调报警器 | |
| CN201955390U (zh) | 485通信电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120627 |