CN103954022A - 温度检测保护装置和空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种温度检测保护装置和空调器，其中，温度检测保护装置包括：温度检测单元，检测空调室外机电控板上的发热元件的温度；控制器，连接至温度检测单元，接收来自温度检测单元的温度信号，根据温度信号向空调压缩机的变频单元输出控制信号，以调节空调压缩机的运行状态。通过本发明的技术方案能够检测发热元件的温度，在恶劣环境和异常情况下有效进行过温保护控制，提高变频空调室外机使用的可靠性和稳定性。

Description

温度检测保护装置和空调器

技术领域

本发明涉及空调器技术领域，具体而言，涉及一种温度检测保护装置和一种具有该温度检测保护装置的空调器。

背景技术

现有的家用变频空调室外机控制电路板上的电子功率元件因其在夏天高温工作时，通过的电流大，其工作时产生的功耗大，再加上夏天室外环境温度较高，所以电子功率元件在工作时会产生大量的热量，如果不及时检测功率器件的温度来进行实时的过温保护控制，会导致电子功率元件的温升过高而使元件损坏。目前对这些发热元件采用的比较广泛的导热方法是在电控板104上的发热元件上加装散热器102，如图1所示，虽然加装散热器102后使元件温升有所下降，但并不确保在异常情况下元件温升能满足元件的规格要求。

目前，发热元件自带的温度保护功能为通过检测元件的工作电流，当工作电流过大时，就作出停机等相应的保护措施，防止发热元件因电流过大引起温度过高而烧坏。但是这样的温度保护功能存在以下局限性：一是元件的工作电流与元件温度并不存在必然的对应关系。二是除了工作电流还有其他影响元件温度的因素，所以这样的温度保护不能准确地确定发热元件的温度，以及及时并准确地结合发热元件的温度来执行保护动作。

发明内容

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，本发明的一个目的在于提出了一种温度检测保护装置，能够检测发热元件的温度并及时进行相应保护动作。

本发明的另一个目的在于提出了一种空调器。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例，提供了一种温度检测保护装置，应用于空调室外机电控板，包括：温度检测单元，检测所述空调室外机电控板上的发热元件的温度；控制器，连接至所述温度检测单元，接收来自所述温度检测单元的温度信号，根据所述温度信号向空调压缩机的变频单元输出控制信号，以调节所述空调压缩机的运行状态。

在本实施例中，直接采用温度检测单元来检测发热元件的温度，相比于通过工作电流来确定发热元件的方法，这样的检测手段更准确。控制器根据温度检测单元检测出的温度进行相应保护动作，例如调节压缩机的运行状态。

在上述技术方案中，优选的，还可以包括：支撑单元，设置于所述发热元件与空调室外机电控板板面之间，用于支撑所述温度检测单元，使所述温度检测单元贴合所述发热元件的表面。

温度检测单元可以被直接固定在发热元件上，也可以采用支撑单元（例如支架）将其固定在发热元件与电控板之间。

在上述技术方案中，优选的，所述支撑单元中设置有引脚通孔，所述温度检测单元的引脚可通过所述引脚通孔，并焊接在所述空调室外机电控板板面上。温度检测单元的引脚可穿过支撑单元，并焊接在电控板上，这样温度检测单元即可以检测到发热元件的温度，也能够被稳定地固定在电控板上，也便于生产时的装配。

在上述技术方案中，优选的，所述支撑单元采用软性硅胶材料制成，所述支撑单元的高度大于所述温度检测单元的底面与所述空调室外机电控板板面之间的距离。

为了提高检测准确性，温度检测单元离发热元件越近，检测出的温度越准确。在采用硅胶材料制成的支撑单元能够对温度检测单元产生挤压力，因此能够使温度检测单元更好地贴近发热元件的表面。

在上述任一技术方案中，优选的，所述控制器包括：第一比较器，所述第一比较器的第一输入端连接至所述温度检测单元的输出端，所述第一比较器的第二输入端接收具有第一阈值的参考信号，将所述温度信号与具有第一阈值的参考信号进行比较，在所述发热元件的温度大于所述第一阈值时，通过所述第一比较器的输出端输出所述控制信号，控制所述空调压缩机停止运行。

该第一阈值是一个较大值，例如95度，如果比第一阈值大，则说明发热元件的温度非常高，在发热元件的温度非常高时，为了防止元件损坏，需要停止空调压缩机的运行。

在上述技术方案中，优选的，所述控制器还可以包括：第二比较器，所述第二比较器的第一输入端连接至所述第一比较器的输出端，接收来自所述第一比较器的所述温度信号和比较结果，所述第二比较器的第二输入端接收具有第二阈值的参考信号，将所述温度信号与所述具有第二阈值的参考信号进行比较，在所述发热元件的温度大于第二阈值小于等于所述第一阈值时，通过所述第二比较器的输出端输出所述控制信号，降低所述空调压缩机的运行频率，其中所述第二阈值小于所述第一阈值。

比第一阈值小的第二阈值可以例如90度，如果当前发热元件的温度虽然小于第一阈值，但大于第二阈值，则说明发热元件的温度较高，为了防止发热元件的温度继续升高，需要降低空调压缩机的运行频率，从而减小运行电流，从而减低功率元件的温度。

在上述技术方案中，优选的，所述控制器还可以包括：第三比较器，所述第三比较器的第一输入端连接至所述第二比较器的输出端，接收来自所述第二比较器的所述温度信号和比较结果，所述第三比较器的第二输入端接收具有第三阈值的参考信号，将所述温度信号与所述具有第三阈值的参考信号进行比较，在所述发热元件的温度大于第三阈值小于等于所述第二阈值时，通过所述第三比较器的输出端输出所述控制信号，保持所述空调压缩机当前的运行频率，其中，所述第三阈值小于所述第二阈值。

比第二阈值小的第三阈值可以例如85度，如果当前发热元件的温度小于第二阈值且大于第三阈值，则说明发热元件的温度恰好能够承受的温度，因此可以使压缩机保持现在的运行频率。

在上述技术方案中，优选的，所述控制器还可以包括：第四比较器，所述第四比较器的第一输入端连接至所述第三比较器的输出端，接收来自所述第三比较器的所述温度信号和比较结果，所述第四比较器的第二输入端接收具有第四阈值的参考信号，将所述温度信号与所述具有第四阈值的参考信号进行比较，在所述发热元件的温度大于第四阈值小于等于所述第三阈值时，通过所述第四比较器的输出端输出所述控制信号，控制所述空调压缩机的运行频率以预定上述速度升高，其中，所述第四阈值小于所述第三阈值。

比第三阈值小的第四阈值可以例如80度，如果当前发热元件的温度小于第三阈值且大于第四阈值，则说明发热元件的温度不高，因此可以使压缩机继续提高运行频率，但提升速度需要放慢，即进入一个慢速升频区域。

在上述技术方案中，优选的，所述温度检测单元包括：温度传感器。

根据本发明的另一方面的实施例，还提供了一种空调器，包括如上述任一技术方案中所述的温度检测保护装置。

根据本发明的空调器能够根据发热元件的温度调节压缩机的运行状态，从而保证发热元件工作的温度范围维持在参数要求允许的范围内，提高元器件的可靠性。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的空调室外机电控板的结构示意图；

图2A示出了根据本发明的实施例的温度检测保护装置的示意框图；

图2B示出了图2A所示的温度检测保护装置中控制器的示意结构图；

图3示出了根据本发明的实施例的温度检测保护装置应用于空调室外机电控板的部分结构示意图；

图4示出了根据本发明的实施例的增加温度检测保护装装置的电控板的分解结构示意图；

图5示出了根据本发明的实施例的温度检测保护装装置的控制过程示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、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的详细描述。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，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

图2A示出了根据本发明的实施例的温度检测保护装置的示意框图。

如图2A所示，根据本发明的实施例温度检测保护装置200，应用于空调室外机电控板，包括：温度检测单元202，检测所述空调室外机电控板上的发热元件的温度；控制器204，连接至所述温度检测单元202，接收来自所述温度检测单元的温度信号，根据所述温度信号向空调压缩机的变频单元206输出控制信号，以调节所述空调压缩机的运行状态。

在本实施例中，直接采用温度检测单元202来检测发热元件的温度，相比于通过工作电流来确定发热元件的方法，这样的检测手段更准确。控制器204根据温度检测单元202检测出的温度进行相应保护动作，例如调节压缩机的运行状态。

在上述任一技术方案中，优选的，如图2B所示，所述控制器204包括：第一比较器2042，所述第一比较器2042的第一输入端连接至所述温度检测单元202的输出端，所述第一比较器2042的第二输入端接收具有第一阈值的参考信号，将所述温度信号与具有第一阈值的参考信号进行比较，在所述发热元件的温度大于所述第一阈值时，通过所述第一比较器2042的输出端输出所述控制信号，控制所述空调压缩机停止运行。

该第一阈值是一个较大值，例如95度，如果比第一阈值大，则说明发热元件的温度非常高，在发热元件的温度非常高时，为了防止元件损坏，需要停止空调压缩机的运行。

在上述技术方案中，优选的，所述控制器204还可以包括：第二比较器2044，所述第二比较器2044的第一输入端连接至所述第一比较器2042的输出端，接收来自所述第一比较器2042的所述温度信号和比较结果，所述第二比较器2044的第二输入端接收具有第二阈值的参考信号，将所述温度信号与所述具有第二阈值的参考信号进行比较，在所述发热元件的温度大于第二阈值小于等于所述第一阈值时，通过所述第二比较器2044的输出端输出所述控制信号，降低所述空调压缩机的运行频率，其中所述第二阈值小于所述第一阈值。

比第一阈值小的第二阈值可以例如90度，如果当前发热元件的温度虽然小于第一阈值，但大于第二阈值，则说明发热元件的温度较高，为了防止发热元件的温度继续升高，需要降低空调压缩机的运行频率，从而减小运行电流，从而减低功率元件的温度。

在上述技术方案中，优选的，所述控制器204还可以包括：第三比较器2046，所述第三比较器2046的第一输入端连接至所述第二比较器的输出端，接收来自所述第二比较器2044的所述温度信号和比较结果，所述第三比较器2046的第二输入端接收具有第三阈值的参考信号，将所述温度信号与所述具有第三阈值的参考信号进行比较，在所述发热元件的温度大于第三阈值小于等于所述第二阈值时，通过所述第三比较器2046的输出端输出所述控制信号，保持所述空调压缩机当前的运行频率，其中，所述第三阈值小于所述第二阈值。

比第二阈值小的第三阈值可以例如85度，如果当前发热元件的温度小于第二阈值且大于第三阈值，则说明发热元件的温度恰好能够承受的温度，因此可以使压缩机保持现在的运行频率。

在上述技术方案中，优选的，所述控制器204还可以包括：第四比较器2048，所述第四比较器的第一输入端连接至所述第三比较器2048的输出端，接收来自所述第三比较器2046的所述温度信号和比较结果，所述第四比较器2048的第二输入端接收具有第四阈值的参考信号，将所述温度信号与所述具有第四阈值的参考信号进行比较，在所述发热元件的温度大于第四阈值小于等于所述第三阈值时，通过所述第四比较器2048的输出端输出所述控制信号，控制所述空调压缩机的运行频率以预定上述速度升高，其中，所述第四阈值小于所述第三阈值。

比第三阈值小的第四阈值可以例如80度，如果当前发热元件的温度小于第三阈值且大于第四阈值，则说明发热元件的温度不高，因此可以使压缩机继续提高运行频率，但提升速度需要放慢，即进入一个慢速升频区域。

本领域技术人员应理解，图2B仅仅示出了控制器的一种结构，其还可以有其他结构，例如采用DSP芯片或FPGA芯片等可编辑逻辑控制器。

在上述技术方案中，优选的，如图3所示，根据本发明的温度检测保护装置还可以包括：支撑单元35，设置于所述发热元件33与空调室外机电控板104板面之间，用于支撑所述温度检测单元34（202），使所述温度检测单元34贴合所述发热元件33的表面。

因此，温度检测单元34可以被直接固定在发热元件33上，也可以采用支撑单元35（例如支架）将其固定在发热元件与电控板之间。

在上述技术方案中，优选的，所述支撑单元35中设置有引脚通孔，所述温度检测单元34的引脚可通过所述引脚通孔，并焊接在所述空调室外机电控板104板面上。因此，温度检测单元34的引脚可穿过支撑单元35，并焊接在电控板上，这样温度检测单元34即可以检测到发热元件33的温度，也能够被稳定地固定在电控板上，也便于生产时的装配。

在上述技术方案中，优选的，所述支撑单元35采用软性硅胶材料制成，所述支撑单元35的高度大于所述温度检测单元34的底面与所述空调室外机电控板104板面之间的距离。

为了提高检测准确性，温度检测单元34离发热元件越近，检测出的温度越准确。在采用硅胶材料制成的支撑单元能够对温度检测单元34产生挤压力，因此能够使温度检测单元34更好地贴近发热元件的表面。

在上述技术方案中，优选的，所述温度检测单元34包括：温度传感器。

为了更清楚的说明根据本发明的温度检测保护装置，图4示出了该温度检测保护装置的元器件分解示意图。其中，11是散热器上与发热元件33接触的接触面，31是发热元件33上与散热器接触的接触面。

因此，如图1所示的是目前家用空调变频室外机电控板的整体装配示意图。散热器通过连接件与PCB板连接固定成一整体。而如图3所示的根据本发明的空调变频室外机电控板的截面图，为达到更精确地温度检测，必须确保温度传感器与发热元件面充分接触，采用软性硅胶材料的支架来使温度传感器贴合发热元件高度，而且支架的高度设计是关键。在考虑各种公差的前提下，支架的高度在满足理论设计计算的情况下还需加1mm，即H2=H1-H3+1，即支架的高度应高于温度传感器与电控板板面之间的距离。由于支架的材质是软件的硅胶材料，当发热元件与PCB板固定后，支架会受到温度传感器的压力产生物理形变，这样就确保温度传感器与发热元件能充分接触。

温度检测保护装置把检测到温度信号传送给控制器，并通过以下几种方式进行保护。

方式一：在参数表里设置1个参数值IPMStopTemp，对应相应的温度值。（IPMStopTemp合理取值范围为94度到96度）

（1）当发热元件温度达到IPMStopTemp值时，室外机压缩机停。

例如当发热元件温度达到95度时，使空调室外机压缩机停止运行。

方式二：在参数表里设置2个参数值IPMLimitTemp和IPMStopTemp（其中IPMLimitTemp的合理取值范围为89到91度，IPMStopTemp的合理取值范围为94到96度），对应相应的温度值。

（1）当发热元件温度达到IPMLimitTemp值时，对室外机压缩机的运行频率进行降频处理，从而通过减少整机的运行电流来降低功率元件的温度。

（2）当发热元件温度达到IPMStopTemp值时，室外机压缩机停止运行。

例如当发热元件温度进入达到90度时，对空调室外机压缩机的运行频率进行降频。当发热元件温度达到95度时，空调室外机压缩机停。

方式三：在参数表里设置3个参数值IPMHoldTemp、IPMLimitTemp和IPMStopTemp（其中IPMHoldTemp的合理取值范围为84到86度，IPMLimitTemp的合理取值范围为89到91度，IPMStopTemp的合理取值范围为94到96度），对应相应的温度值。

（1）当发热元件温度达到IPMHoldTemp值时，保持室外机压缩机的当前运行频率（不能上升），制冷模式下室外机风机风速提高，制热模式下室外机风机风速不作改变处理。

（2）当发热元件温度达到IPMLimitTemp值时，对室外机压缩机的运行频率进行降频处理，从而通过减少整机的运行电流来降低功率元件的温度。

（3）当发热元件温度达到IPMStopTemp值时，室外机压缩机停。

例如当发热元件温度达到85度时，保持空调室外机压缩机的当前运行频率保持（不能上升），制冷模式下室外风机风速提高，制热模式下室外机风机风速不作改变处理。当发热元件温度进入90度时，对空调室外机压缩机的运行频率进行降频。当发热元件温度达到95度时，空调室外机压缩机停。

方式四：在参数表里设置4个参数值IPMSlowUpTemp、IPMHoldTemp、IPMLimitTemp和IPMStopTemp（其中IPMSlowUpTemp的合理取值范围为79到81度，IPMHoldTemp的合理取值范围为84到86度，IPMLimitTemp的合理取值范围为89到91度，IPMStopTemp的合理取值范围为94到96度），对应相应的温度值。

（1）当发热元件温度达到IPMSlowUpTemp值时，室外机压缩机的运行频率进入一个慢速的升频区域。

（2）当发热元件温度达到IPMHoldTemp值时，保持室外机压缩机的当前运行频率不能上升，制冷模式下室外机风机风速提高，制热模式下室外机风机风速不作改变处理。

（3）当发热元件温度达到IPMLimitTemp值时，室外机压缩机的运行频率进行降频处理，从而减少整机的运行电流来降低功率元件的温度。

（4）当发热元件温度达到IPMStopTemp值时，室外机压缩机停。

例如当发热元件温度进入80度时，空调室外机压缩机的运行频率进入一个慢速的升频区域。当发热元件温度达到85度时，保持空调室外机压缩机的当前运行频率（不能上升），制冷模式下室外风机风速提高，制热模式下室外机风机风速不作改变处理。当发热元件温度进入90度时，对空调室外机压缩机的运行频率进行降频。当发热元件温度达到95度时，空调室外机压缩机停，如图5所示。

根据本发明的另一方面的实施例，还提供了一种空调器，包括如上述任一技术方案中所述的温度检测保护装置。

根据本发明的空调器能够根据发热元件的温度调节压缩机的运行状态，从而保证发热元件工作的温度范围维持在参数要求允许的范围内，提高元器件的可靠性。

以上结合附图详细说明了根据本发明的技术方案，通过在家用变频空调室外机增加发热功率元件的温度检测单元，可以实时长期监测功率元件表面的发热温度，并在恶劣环境和异常情况下实施有效的过温保护控制功能，提高变频空调室外机使用的可靠性和稳定性。

以上所述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。

Claims (10)

1.一种温度检测保护装置，其特征在于，应用于空调室外机电控板，包括：

温度检测单元，检测所述空调室外机电控板上的发热元件的温度；

控制器，连接至所述温度检测单元，接收来自所述温度检测单元的温度信号，根据所述温度信号向空调压缩机的变频单元输出控制信号，以调节所述空调压缩机的运行状态。

2.根据权利要求1所述的温度检测保护装置，其特征在于，还包括：

支撑单元，设置于所述发热元件与空调室外机电控板板面之间，用于支撑所述温度检测单元，使所述温度检测单元贴合所述发热元件的表面。

3.根据权利要求2所述的温度检测保护装置，其特征在于，所述支撑单元中设置有引脚通孔，所述温度检测单元的引脚可通过所述引脚通孔，并焊接在所述空调室外机电控板板面上。

4.根据权利要求2所述的温度检测保护装置，其特征在于，所述支撑单元采用软性硅胶材料制成，所述支撑单元的高度大于所述温度检测单元的底面与所述空调室外机电控板板面之间的距离。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的温度检测保护装置，其特征在于，所述控制器包括：

第一比较器，所述第一比较器的第一输入端连接至所述温度检测单元的输出端，所述第一比较器的第二输入端接收具有第一阈值的参考信号，将所述温度信号与具有第一阈值的参考信号进行比较，在所述发热元件的温度大于所述第一阈值时，通过所述第一比较器的输出端输出所述控制信号，控制所述空调压缩机停止运行。

6.根据权利要求5所述的温度检测保护装置，其特征在于，所述控制器还包括：

第二比较器，所述第二比较器的第一输入端连接至所述第一比较器的输出端，接收来自所述第一比较器的所述温度信号和比较结果，所述第二比较器的第二输入端接收具有第二阈值的参考信号，将所述温度信号与所述具有第二阈值的参考信号进行比较，在所述发热元件的温度大于第二阈值小于等于所述第一阈值时，通过所述第二比较器的输出端输出所述控制信号，降低所述空调压缩机的运行频率，其中所述第二阈值小于所述第一阈值。

7.根据权利要求6所述的温度检测保护装置，其特征在于，其特征在于，所述控制器还包括：

第三比较器，所述第三比较器的第一输入端连接至所述第二比较器的输出端，接收来自所述第二比较器的所述温度信号和比较结果，所述第三比较器的第二输入端接收具有第三阈值的参考信号，将所述温度信号与所述具有第三阈值的参考信号进行比较，在所述发热元件的温度大于第三阈值小于等于所述第二阈值时，通过所述第三比较器的输出端输出所述控制信号，保持所述空调压缩机当前的运行频率，其中，所述第三阈值小于所述第二阈值。

8.根据权利要求7所述的温度检测保护装置，其特征在于，所述控制器还包括：

第四比较器，所述第四比较器的第一输入端连接至所述第三比较器的输出端，接收来自所述第三比较器的所述温度信号和比较结果，所述第四比较器的第二输入端接收具有第四阈值的参考信号，将所述温度信号与所述具有第四阈值的参考信号进行比较，在所述发热元件的温度大于第四阈值小于等于所述第三阈值时，通过所述第四比较器的输出端输出所述控制信号，控制所述空调压缩机的运行频率以预定上述速度升高，其中，所述第四阈值小于所述第三阈值。

9.根据权利要求5所述的温度检测保护装置，其特征在于，所述温度检测单元包括：温度传感器。

10.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的温度检测保护装置。