CN102979712B - 汽车空调用电动压缩机控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电动汽车领域，特别涉及一种汽车空调用电动压缩机控制器。高压直流输入端通过功率电路与压缩机相连，功率电路两端分别设有电压采样、电流采样，控制电源输入端通过辅助电源驱动DSP控制单元，DSP控制单元收集并处理启/停信号、电压采样、电流采样、温度采样收集的信号，DSP控制单元与功率电路、通讯单元相连，控制电源输入端通过继电器控制单元与继电器相连，继电器控制高压直流输入端与功率电路的通断，继电器与高压直流输入端设有电压采样与继电器控制单元相连，继电器两端分别设有电压采样与DSP控制单元相连。由于采用了软、硬件双重保护，在根本上避免了不安全因素的存在，安全、可靠地对功率电路进行保护。

Description

汽车空调用电动压缩机控制器

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，特别涉及一种汽车空调用电动压缩机控制器。

背景技术

电动汽车由于其节能、环保而成为新能源汽车理想的选择。电动汽车采用纯电力供应，对电动压缩机控制器而言，其所使用的电压等级普遍为危险的高压电源，因此需要对其进行电压保护。现有技术中，采用如图1所示的软件保护，即高压直流输入端到功率电路1间设有电压采样2，所采样的电压送至DSP控制单元3，DSP控制单元3接收信号并判断是否在最高限制电压范围内，如果在范围内，则DSP控制单元3输出驱动信号驱动功率电路1动作，如果超出范围，则DSP控制单元3停止向功率电路1发送驱动信号。软件保护存在如下缺点：

一是在电压超过最高限制电压时，软件保护只是停止向功率电路1发送驱动信号，并没有在断开功率电路1与高压直流输入端的连接，存在一定的危险性，有可能对电路造成损坏；二是当电压在最高限制电压内有波动时，由于在最高限制电压内，DSP控制单元3依然输出驱动信号驱动功率电路1动作，而波动的电压对功率电路1有一定的影响，严重时会对电路造成损坏。因此，软件保护存在一定的局限，并不能安全、可靠地对功率电路1进行保护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种汽车空调用电动压缩机控制器，安全、可靠地对功率电路进行保护。

为达到以上效果，本发明采用的技术方案为：一种汽车空调用电动压缩机控制器，高压直流输入端通过功率电路与压缩机相连，功率电路两端分别设有电压采样、电流采样，控制电源输入端通过辅助电源驱动DSP控制单元，所述DSP控制单元收集并处理启/停信号、电压采样、电流采样、温度采样收集的信号，DSP控制单元与功率电路、通讯单元相连，控制电源输入端通过继电器控制单元与继电器相连，所述继电器控制高压直流输入端与功率电路的通断，继电器与高压直流输入端设有电压采样与继电器控制单元相连，继电器两端分别设有电压采样与DSP控制单元相连。

与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：

由于采用了软、硬件双重保护，在根本上避免了不安全因素的存在，安全、可靠地对功率电路进行保护。

附图说明

图1是现有技术电路原理图；

图2是本发明电路原理图；

图3是本发明安装示意图。

具体实施方式

下面结合图2、图3，对本发明做进一步详细叙述：

参阅图2，一种汽车空调用电动压缩机控制器，高压直流输入端40通过功率电路11与压缩机80相连，功率电路11两端分别设有电压采样、电流采样24，控制电源输入端50通过辅助电源12驱动DSP控制单元21，所述DSP控制单元21收集并处理启/停信号60、电压采样、电流采样24、温度采样23收集的信号，DSP控制单元21与功率电路11、通讯单元22相连，控制电源输入端50通过继电器控制单元13与继电器30相连，所述继电器30控制高压直流输入端40与功率电路11的通断，继电器30与高压直流输入端40设有电压采样14b与继电器控制单元13相连，继电器30两端分别设有电压采样14a、14c与DSP控制单元21相连。

参阅图3，所述功率电路11、辅助电源12、继电器控制单元13、电压采样14a、14b、14c均布局在功率电路板10上；所述DSP控制单元21、通讯单元22、温度采样23、电流采样24均布局在控制电路板20上，所述功率电路板10与控制电路板20背负式安装。所述功率电路11、电压采样14a、14b、14c、DSP控制单元21、通讯单元22、温度采样23、电流采样24均由辅助电源12供电。

以下对控制器的原理部分进行简述：

控制器采用软、硬件双重保护的方式进行保护。软件控制程序依然设置在DSP控制单元21内并依赖其实现，本发明的核心在于硬件的设置，具体工作原理是当电压采样14b所采集的电压在最高限值电压范围内且启/停信号60给定时，继电器30吸合，接通高压直流输入端40和功率电路11。电压采样14a、14c所采集的电压送至DSP控制单元21，DSP控制单元21对采集的电压信号进行分析，若电压在正常工作范围内，DSP控制单元21才向功率电路11发送驱动信号。若电压高于最高限制电压时，DSP控制单元21停止向功率电路11发送驱动信号，继电器控制单元13第一时间断开继电器30，切断高压直流输入端40与功率电路11的连接；若电压在最高限制电压以内，且电压值出现波动、或在工作电压范围以外时，DSP控制单元21停止向功率电路11发送驱动信号，但是继电器保持连接，软件保护电路。

在本实施例中，各元器件选择如下，但不必局限于此，只要能实现上述原理即可。辅助电源12的电源芯片采用安森美半导体的UC2845，可将控制电源输入端50输入的控制电源转变为功率电路11所需的+15V，以及电压采样14a、14b、14c、DSP控制单元21、通讯单元22、温度采样23、电流采样24所需的+5V、+3.3V的直流电源。高压直流输入端40与控制电源输入端50取自不同的电池，起到隔离的作用，保证在高压输入电源出现故障时，辅助电源12、继电器控制单元13、电压采样14a、14b、14c、DSP控制单元21、通讯单元22、温度采样23、电流采样24部分的可靠运行，提高控制器的可靠性。

所述功率电路11采用飞兆半导体公司的SPM模块FSBB30CH60F，SPM模块接受DSP控制单元11的PWM信号完成电压的逆变，供给电动压缩机80三相绕组，实现电动压缩机的变频控制。

所述通讯单元22与整车的通讯方式采用CAN通信模式，CAN模块采用CTM1050，当空调ECU接收到启/停信号开启命令后，通过输出高电平给压缩机控制器发送开始工作信号，并发送工作状态（除湿、除雾、除霜）、三元压力开关状态、设定温度、车内环境温度、蒸发器表面温度、车外环境温度等，DSP控制单元21根据接收的信息调制占空比输出，控制压缩机变频工作。同时控制器可经过CAN通信对电机转速、运行状态以及故障原因等上报，完成控制器与整车的双向通讯。

所述温度采样23的温度传感器将控制器内部温度信号转变为阻值信号，经电路转变为电压信号后送至DSP控制单元11，DSP控制单元11根据控制器内部温度改变占空比，控制压缩机降速运行或是直接停机保护。

所述的电流采样24的运算放大器为ST公司LM2902，三路电流信号经运算放大器送至DSP控制单元11，DSP控制单元11对电流信号分析、处理，控制压缩机运转或保护。

所选用的继电器30可根据控制电源的电压等级进行相应选择，也可以通过倍压电路对控制电压进行升压处理来达到控制继电器30的目的。

Claims (3)

1.一种汽车空调用电动压缩机控制器，高压直流输入端（40）通过功率电路（11）与压缩机（80）相连，功率电路（11）输入端设有电压采样，功率电路（11）的输出端设有电流采样（24），控制电源输入端（50）通过辅助电源（12）驱动DSP控制单元（21），所述DSP控制单元（21）收集并处理启/停信号（60）、电压采样、电流采样（24）、温度采样（23）收集的信号， DSP控制单元（21）与功率电路（11）、通讯单元（22）相连，其特征在于：控制电源输入端（50）通过继电器控制单元（13）与继电器（30）相连，所述继电器（30）控制高压直流输入端（40）与功率电路（11）的通断，继电器（30）与高压直流输入端（40）设有电压采样（14b）与继电器控制单元（13）相连，继电器（30）两端分别设有电压采样（14a、14c）与DSP控制单元（21）相连。 

2. 如权利要求1所述的汽车空调用电动压缩机控制器，其特征在于：所述功率电路（11）、辅助电源（12）、继电器控制单元（13）、电压采样（14a、14b、14c）均布局在功率电路板（10）上；所述DSP控制单元（21）、通讯单元（22）、温度采样（23）、电流采样（24）均布局在控制电路板（20）上，所述功率电路板（10）与控制电路板（20）背负式安装。

3.如权利要求1所述的汽车空调用电动压缩机控制器，其特征在于：所述功率电路（11）、电压采样（14a、14b、14c）、DSP控制单元（21）、通讯单元（22）、温度采样（23）、电流采样（24）均由辅助电源（12）供电。