CN103441732A - 冰箱及其变频压缩机控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冰箱，其包括冰箱控制板、变频压缩机控制装置和变频压缩机，所述变频压缩机控制装置包括：变频压缩机控制单元，用于根据所述冰箱控制板的指令输出对变频压缩机的控制指令；逆变单元，用于将所述变频压缩机的控制指令进行放大，并输出放大后的驱动信号给所述变频压缩机；电压自适应单元，用于判断输入的市电电压级别，并在不同模式的市电电压下输出相同模式的母线电压给所述逆变单元。本发明的冰箱驱动控制装置可自动适应不同110V和220V的市电输入。本发明还提供一种上述冰箱的变频压缩机控制装置。

Description

冰箱及其变频压缩机控制装置
技术领域
本发明涉及冰箱领域，尤其是涉及一种冰箱及其变频压缩机控制装置。
背景技术
变频冰箱在倡导节能的前提下正走进千家万户，在国外变频冰箱已经普及，而在我国处在开始阶段，发展势头迅猛。
目前，变频冰箱变频的功能主要有三部分组成。分别是变频压缩机、变频压缩机控制装置和冰箱控制板。其工作过程简要如下：冰箱控制板根据温度传感器采集的信息，根据控制策略转化成压缩机的控制指令，可通过串口通讯，脉冲等信号传递给变频压缩机控制装置，变频控制板根据接受信号的指令含义，通过控制算法控制变频压缩机的转速，进而达到制冷的目的。可见变频控制的核心还是在变频压缩机控制装置。目前市场上的变频压缩机控制装置主要有两种电压输入型，即交流110V和220V，是为了适合世界上的家庭用电电压等级。但是随着变频冰箱的推广，出现了如下矛盾：如一些国家的市电既有交流110V，又有交流220V，这就造成了冰箱厂家生产产品时的型号的不统一，使生产上和使用上具有差异性，其次国外的家庭随着工作的变动会迁居到其他城市，如果这两个地方的市电电压不一致，可能会造成变频冰箱不能正常使用，甚至出现损坏。
因此，如何在变频节能的基础上实现变频压缩机控制装置的电压自适应技术已成为目前迫切要解决的事情。
发明内容
为了解决现有技术的问题，有必要提出一种能自适应交流110V和220V市电输入的冰箱。
为了解决现有技术的问题，还有必要提出一种能自适应交流110V和220V市电输入的冰箱变频压缩机控制装置。
本发明提供一种冰箱，其包括冰箱控制板、变频压缩机控制装置和变频压缩机，所述变频压缩机控制装置包括：变频压缩机控制单元，用于根据所述冰箱控制板的指令输出对变频压缩机的控制指令；逆变单元，用于将所述变频压缩机的控制指令进行放大，并输出放大后的控制信号给所述变频压缩机；电压自适应单元，用于判断输入的市电电压模式，并在不同模式的市电电压下输出相同模式的电压给所述逆变单元。
其中，所述冰箱控制板、变频压缩机控制装置120和变频压缩机都与保护地线连接。
其中，所述逆变单元为六路单管IGBT组成三相逆变桥。
其中，所述电压自适应单元包括EMI滤波电路和电压自适应整流电路。
其中，所述电压自适应整流电路包括：电压判断电路，用于判断市电电压，并根据市电电压的不同来输出不同的信号；复合桥式整流电路，其具有全桥整流和倍压整流两种整流模式；开关电路，接收所述电压判断电路输出的信号来进行开和关，从而对所述复合桥式整流电路的整流模式进行选择。
本发明还涉及一种变频压缩机控制装置，其包括：变频压缩机控制单元，用于根据所述冰箱控制板的指令输出对变频压缩机的控制指令；逆变单元，用于将所述变频压缩机的控制指令进行放大，并输出放大后的驱动信号给所述变频压缩机；电压自适应单元，用于判断输入的市电电压等级，并在不同等级的市电电压下输出相同等级的母线电压给所述逆变单元。
其中，所述逆变单元为六路单管IGBT组成三相逆变桥。
其中，所述电压自适应单元包括EMI滤波电路和电压自适应整流电路。
其中，所述电压自适应整流电路包括：电压判断电路，用于判断市电电压，并根据市电电压的不同来输出不同的驱动信号：复合桥式整流电路，其具有全桥整流和倍压整流两种整流模式；开关电路，接收所述电压判断电路输出的信号来进行开和关，从而对所述复合桥式整流电路的整流模式进行选择。
其中，所述电压判断电路包括自动电压开关型芯片。
与现有技术相比，本发明的冰箱及变频压缩机控制装置采用电压自适应电路和变频控制电路部分结合的方式，实现对输入电压等级自适应和对变频压缩机实现变频控制功能，可自动适应不同的市电电压模式，使冰箱更加通用。
附图说明
图1是本发明在一个冰箱整机系统的位置示意图。
图2是本发明变频压机控制板的结构示意图。
图3是图2中的自适应整流单元的具体电路示意图。
图4是图3中的自适应整流电路的一种工作状态的电路图。
图5是图3中的自适应整流电路的另一种工作状态的电路图。
图6为图2所示逆变单元的具体电路图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的冰箱包括依次连接的冰箱控制板110、变频压缩机控制装置120和变频压缩机130。其工作过程如下，当接入电源时（交流110V或交流220V），冰箱控制板110和变频压缩机控制装置120同时得电并开始工作，冰箱控制板110此时根据温度传感器采集的数据，并根据内部控制芯片中的控制策略，对变频压缩机控制装置120输出控制信号，此信号可以通过RS232或脉冲列的方式传给变频压缩机控制装置120。当变频压缩机控制装置120接收到控制指令信号后，它根据接受指令的大小来通过内置的控制策略控制变频压缩机130的转速。进而实现变频压缩机130变频调速和节能的功能。为了使用过程中的安全问题，冰箱控制板110、变频压缩机控制装置120和变频压缩机130都与保护地线连接。
如图2所示，本发明的变频压缩机控制装置包括市电接口210、指令接口220、电压自适应单元230、逆变单元240、变频压缩机控制单元250和驱动接口260。市电接口210、电压自适应单元230、逆变单元240和驱动接口260依次连接。指令接口220连接至变频压缩机控制单元250，变频压缩机控制单元250进一步连接至逆变单元240。
变频压缩机控制装置工作时，从市电接口210接入市电（交流110V或交流220V），送到电压自适应整流单元230，电压自适应整流单元230输入电压进行滤波并对经滤波后的市电进行测量，根据输入电压的等级使整流单元工作在两个不同的状态（全桥整流或倍压整流），从而输出相同的直流电压给逆变单元240，这样保证输给逆变单元240的输入直流电压值不受输入电压幅值的影响。指令接口220接收收冰箱控制板110给的指令信号，然后送到变频压缩机控制单元250，控制单元250根据指令信号，按照控制策略启动变频压缩机，通过无传感器矢量控制算法输出PWM调制波形到逆变单元240。逆变单元240为六路单管IGBT组成三相逆变桥，其用于将控制单元250输出的控制信号进行电流放大，经放大后的驱动电流经驱动接口260送达变频压缩机。这样就实现了压缩机变频控制板控制变频压缩机进行电压自适应360度矢量变频调速功能。
如图3所示，所述电压自适应整流单元230包括EMI滤波电路和自适应整流电路。所述自适应整流电路包括电压判断电路、开关电路和复合桥式整流电路。电压判断电路用于判断市电电压，并根据市电电压的不同来输出不同的信号给开关电路。复合桥式整流电路具有全桥整流和倍压整流两种整流模式。开关电路根据电压判断电路输出的信号来进行开关选择，从而对所述复合桥式整流电路的整流模式进行选择。
当输入电压为220V时，所述开关电路选择所述可变式桥式整流电路的整流模式为全桥整流，如图4所示，自动电压开关型芯片IC8从输入端口L1和N1上取电，然后开始工作。当交流输入电压范围在88～132V时，芯片IC8工作在110V输入模式，IC8的VG管脚输出高电平驱动晶闸管IC9导通。使整个电路等效于图5中的二极管倍压整流电路。交流电源通过整流桥的二极管D1和D2管分别给电容C5和C6进行充电。输入电源的上半波通过二极管D1给电容C5充电，电源的下半波通过二极管D2给电容C6充电，电容C5与C6上的电压幅值相等，极性相同，所以整流桥就起到了倍压整流的作用。
如图5所示。当交流输入电压范围在176～276V时，芯片IC8工作在220V输入模式，芯片IC8的VG管脚输出低电平驱动晶闸管IC9关断。使整个电路等效于图5中的二极管全桥整流电路。
因此，无论输入电压为110V或220V，自适应整流单元输出的电压都是相同的。
如图6所示，为图2所示逆变单元240的电路图。逆变单元240为六路单管IGBT组成三相逆变桥，其用于将控制单元输出的电流进行放大，经放大后的驱动电流经接口260送达变频压缩机。I1～I6为功率器件IGBT，承担功率放大的任务。从变频压缩机控制单元250出来的控制信号不能直接驱动电机转动，因为控制信号为逻辑电平，驱动电流很小，只有几个mA。因此需要有功率放大型器件对驱动信号进行功率放大，及电流的放大来驱动电机进行工作。经逆变单元240进行放大后的电流驱动能力能达到几个安培（A），从而可以驱动变频压缩机。
与现有技术相比，本发明的冰箱及变频压缩机控制装置采用电压自适应电路和变频控制电路部分结合的方式，实现对输入电压等级自适应和对变频压缩机实现变频控制功能，可以自动适应不同的市电电压等级，使冰箱生产厂家减少生产型号的命名，使产品具有更高的统一性和更强的通用性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冰箱，其包括冰箱控制板、变频压缩机控制装置和变频压缩机，其特征在于，所述变频压缩机控制装置包括：
变频压缩机控制单元，用于根据所述冰箱控制板的指令输出对变频压缩机的控制指令；
逆变单元，用于将所述变频压缩机的控制指令进行放大，并输出放大后的驱动信号给所述变频压缩机；
电压自适应单元，用于判断输入的市电电压级别，并在不同级别的市电电压下输出相同等级的母线电压给所述逆变单元。
2.根据权利要求1所述的冰箱，其特征在于：所述冰箱控制板、变频压缩机控制装置和变频压缩机都与保护地线连接。
3.根据权利要求1所述的冰箱，其特征在于：所述逆变单元为六路单管IGBT组成三相逆变桥。
4.根据权利要求1所述的冰箱，其特征在于：所述电压自适应单元包括EMI滤波电路和电压自适应整流电路。
5.根据权利要求4所述的冰箱，其特征在于：所述电压自适应整流电路包括
电压判断电路，用于判断市电电压级别，并根据市电电压级别的不同来输出不同的信号；
复合桥式整流电路，其具有全桥整流和倍压整流两种整流模式；
开关电路，接收所述电压判断电路输出的信号来进行开和关，从而对所述复合桥式整流电路的整流模式进行选择。
6.一种变频压缩机控制装置，其特征在于包括：
变频压缩机控制单元，用于根据所述冰箱控制板的指令，输出对变频压缩机的控制指令；
逆变单元，用于将所述变频压缩机的控制指令进行放大，并输出放大后的驱动信号给所述变频压缩机；
电压自适应单元，用于判断输入的市电电压等级，并在不同电压等级的市电电压下输出相同母线电压给所述逆变单元。
7.根据权利要求6所述的变频压缩机控制装置，其特征在于：所述逆变单元为六路单管IGBT组成三相逆变桥。
8.根据权利要求6所述的变频压缩机控制装置，其特征在于：所述电压自适应单元包括EMI滤波电路和电压自适应整流电路。
9.根据权利要求8所述的变频压缩机控制装置，其特征在于，所述电压自适应整流电路包括：
电压判断电路，用于判断市电电压输入，并根据市电电压等级的不同来输出不同的控制信号；
复合桥式整流电路，其具有全桥整流和倍压整流两种整流模式；
开关电路，接收所述电压判断电路输出的控制信号来进行开和关，从而对所述复合桥式整流电路的整流模式进行选择。
10.根据权利要求9所述的变频压缩机控制装置，其特征在于：所述电压判断电路包括自动电压开关型芯片。
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