CN104343669B - 一种压缩机过载保护系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种压缩机过载保护系统，包括一设置于压缩机驱动模块的驱动信号输入端和地电位之间的开关电路和控制该开关电路导通和关断的控制电路；当压缩机过载时，通过控制该开关电路导通，将输入压缩机驱动模块的压缩机驱动信号接地，使压缩机驱动信号不能输入压缩机驱动模块，从而关停压缩机，实现压缩机过载保护。本申请结构简单，不需要软件程序，省去了程序安全认证时间及认证费用，大大降低了生产成本；同时，本申请完全通过硬件关停压缩机，不存在程序循环周期的问题，保证了压缩机过载保护的及时性，解决了现有技术问题。

Description

一种压缩机过载保护系统

技术领域

本申请涉及过载保护技术领域，尤其涉及一种压缩机过载保护系统。

背景技术

空调器压缩机易受电压、制冷系统工况等的影响，因过载而被烧毁。作为空调器中成本最高的部件，压缩机过载保护一直是空调技术领域的一个重要课题。

在压缩机过载时，现有技术普遍通过主控芯片执行相应的软件保护程序来关停压缩机，实现压缩机过载保护。因此，现有压缩机过载保护的安全性及可靠性在很大程度上依赖于保护程序的可靠性。按照行业安全标准规定，空调器生产商需要对其采用的保护程序进行安全认证。然而，此认证过程复杂、费用高、周期长，大大增加了生产成本，且不利于技术保密。另外，保护程序均存在循环周期，即每间隔一定时间检测一次是否发生压缩机过载，故可能造成压缩机关停不及时，过载保护可靠性较低。

发明内容

有鉴于此，本申请目的在于提供一种压缩机过载保护系统，以解决现有通过软件关停压缩机的保护方式成本高、可靠性低的问题。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种压缩机过载保护系统，包括开关电路和控制电路；

所述开关电路的第一非控制端接于压缩机驱动模块的驱动信号输入端，所述开关电路的第二非控制端接地；

所述控制电路与所述开关电路的控制端连接，用于当且仅当压缩机过载时控制所述开关电路导通。

优选的，所述开关电路包括PNP型三极管；

所述PNP型三极管的发射极作为所述第一非控制端，所述PNP型三极管的集电极作为所述第二非控制端，所述PNP型三极管的基极作为所述控制端。

优选的，所述开关电路包括第一电阻、第二电阻、第一三极管和第二三极管；所述第一三极管和第二三极管均为NPN型三极管；

所述第一三极管的集电极作为所述第一非控制端，所述第一三极管的基极通过所述第一电阻与电源连接，所述第一三极管的发射极作为所述第二非控制端；

所述第二三极管的集电极接于所述第一三极管的基极，所述第二三极管的发射极接于所述第一三极管的发射极，所述第二三极管的基极与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端作为所述控制端。

优选的，所述控制电路包括常闭开关和限流电阻；

所述常闭开关的一端接电源，所述常闭开关的另一端接于所述开关电路的控制端；

所述限流电阻的一端接于所述开关电路的控制端，所述限流电阻的另一端接于所述开关电路的第二非控制端。

优选的，所述常闭开关具体为温控型常闭开关或流控型常闭开关。

优选的，所述开关电路的非控制端还与所述压缩机所在设备的主控芯片连接。

优选的，还包括串接于所述驱动信号输入端和开关电路之间的二极管；

所述二极管的阳极与所述驱动信号输入端连接，所述二极管的阴极与所述开关电路的第一非控制端连接。

优选的，所述驱动信号输入端包括U相上桥驱动信号输入端、V相上桥驱动信号输入端和W相上桥驱动信号输入端；

所述二极管包括第一二极管、第二二极管和第三二极管；

所述第一二极管的阳极与所述U相上桥驱动信号输入端连接，所述第二二极管的阳极与所述V相上桥驱动信号输入端连接，所述第三二极管的阳极与所述W相上桥驱动信号输入端连接；第一二极管、第二二极管和第三二极管的阴极共同接于所述开关电路的第一非控制端。

优选的，所述压缩机驱动模块具体为IPM模块或具有IGBT和MOS管的驱动电路。

从上述的技术方案可以看出，本申请在压缩机驱动模块的驱动信号输入端和地电位之间设置一开关电路，当压缩机过载时，通过控制该开关电路导通，将输入压缩机驱动模块的压缩机驱动信号接地，使压缩机驱动信号不能输入压缩机驱动模块，从而关停压缩机，实现压缩机过载保护。本申请结构简单，不需要软件程序，省去了程序安全认证时间及认证费用，大大降低了生产成本；同时，本申请完全通过硬件关停压缩机，不存在程序循环周期的问题，保证了压缩机过载保护的及时性。因此，本申请解决了现有技术问题

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的压缩机过载保护系统的结构图；

图2为本申请实施例二提供的压缩机过载保护系统的结构图；

图3为本申请实施例三提供的压缩机过载保护系统的结构图；

图4为本申请实施例四提供的压缩机过载保护系统的结构图；

图5（a）为本申请实施例提供的压缩机过载保护系统在以IPM模块为压缩机驱动模块时的应用示意图；

图5（b）为本申请实施例提供的压缩机过载保护系统在以具有IGBT和MOS管的驱动电路为压缩机驱动模块时的应用示意图；

图6为本申请实施例提供的压缩机过载保护系统的结构及其与主控芯片的连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例公开了一种压缩机过载保护系统，以解决现有通过软件关停压缩机的保护方式成本高、可靠性低的问题。

参照图1，本申请实施例一提供了一种压缩机过载保护系统，包括开关电路110和控制电路120。

开关电路110的第一非控制端接于压缩机驱动模块101的驱动信号输入端，开关电路110的第二非控制端接地；控制电路120与开关电路110的控制端连接。

上述压缩机过载保护系统的工作原理为：压缩机正常工作时，控制电路120保证开关电路110处于关断状态，压缩机驱动信号PWM正常输入压缩机驱动模块101，驱动压缩机102正常工作；当压缩机过载时，控制电路120控制开关电路110的第一非控制端和第二非控制端之间导通，使得压缩机驱动信号PWM通过开关电路110接地，无法正常输入压缩机驱动模块101，从而关停压缩机102。

经验证，上述压缩机过载保护系统从发生压缩机过载到关停压缩机，所需时间的数量级为ns级，相对于现有技术中软件保护程序的200ms左右的循环周期，大大缩短了压缩机关停动作的响应时间。

由上述结构及工作原理可知，本申请实施例在压缩机驱动模块的驱动信号输入端和地电位之间设置一开关电路，当压缩机过载时，通过控制该开关电路导通，将输入压缩机驱动模块的压缩机驱动信号接地，使压缩机驱动信号不能输入压缩机驱动模块，从而关停压缩机，实现压缩机过载保护。本申请实施例结构简单，不需要软件程序，省去了程序安全认证时间及认证费用，大大降低了生产成本；同时，本申请实施例完全通过硬件关停压缩机，不存在程序循环周期的问题，保证了压缩机过载保护的及时性。

开关电路和相应的控制电路的具体结构多种多样，本申请实施例二和实施例三分别提供了一种具体结构，分别采用PNP型三极管和NPN三极管作为开关电路的主要元件，详述如下。

参照图2，本申请实施例二提供的压缩机过载保护系统，包括开关电路210和控制电路220。其中，开关电路210采用PNP型三极管Q；控制电路220包括常闭开关K1和限流电阻R。

PNP型三极管Q的发射极作为开关电路210的第一非控制端，接于压缩机驱动模块201的驱动信号输入端；PNP型三极管Q的集电极作为开关电路210的第二非控制端，接于地电位；PNP型三极管Q的基极作为开关电路210的控制端。

常闭开关K1的一端接电源VCC，另一端接于开关电路210的控制端，即PNP型三极管Q的基极；限流电阻R的一端接于开关电路210的控制端，另一端接于开关电路210的第二非控制端，即PNP型三极管Q的集电极。

上述实施例二的工作原理为：压缩机正常工作时，常闭开关K1处于闭合状态，电源VCC使PNP型三极管Q的基极处于高电位，PNP型三极管Q保持在关断状态，压缩机驱动信号可正常输入压缩机驱动模块201；当压缩机过载时，常闭开关K1断开，PNP型三极管Q的基极电位降低，PNP型三极管Q饱和导通，压缩机驱动信号通过PNP型三极管Q接地，不能输入压缩机驱动模块201，使得压缩机202因缺少相应的驱动指令而关停。

由上述结构和工作原理可知，本申请实施例二通过一PNP型三极管、一常闭开关及限流电阻，实现了当压缩机过载时，通过断开该常闭开关，使得该PNP型三极管饱和导通，进而将输入压缩机驱动模块的压缩机驱动信号接地，使压缩机驱动信号不能输入压缩机驱动模块，从而关停压缩机，实现压缩机过载保护。本申请实施例结构简单，不需要软件程序，省去了程序安全认证时间及认证费用，大大降低了生产成本；同时，本申请实施例完全通过硬件关停压缩机，不存在程序循环周期的问题，保证了压缩机过载保护的及时性。

参照图3，本申请实施例二提供的压缩机过载保护系统，包括开关电路310和控制电路320。其中，开关电路310采用第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1和第二三极管Q2，且第一三极管Q1和第二三极管Q2均为NPN型三极管。控制电路320包括常闭开关K1和限流电阻R。

第一三极管Q1的集电极作为开关电路310的第一非控制端，接于压缩机驱动模块301的驱动信号输入端；第一三极管Q1的基极通过第一电阻R1与电源VCC连接，第一三极管Q1的发射极作为开关电路310的第二非控制端，接于地电位。第二三极管Q2的集电极接于第一三极管Q1的基极，第二三极管Q2的发射极接于第一三极管Q1的发射极，第二三极管Q2的基极与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端作为开关电路310的控制端。

常闭开关K1的一端接电源VCC，另一端接于开关电路210的控制端，即PNP型三极管Q的基极；限流电阻R的一端接于开关电路210的控制端，另一端接于开关电路210的第二非控制端，即PNP型三极管Q的集电极。

上述实施例二的工作原理为：压缩机正常工作时，常闭开关K1处于闭合状态，电源VCC和限流电阻R使第二三极管Q2的基极处于高电位，故第二三极管Q2导通；第二三极管Q2导通后，电源VCC和第一电阻R1使第一三极管Q1的基极处于地电位，第一三极管Q1保持在关断状态，压缩机驱动信号可正常输入压缩机驱动模块301。当压缩机过载时，常闭开关K1断开，使第二三极管Q2的基极电位降低，故第二二极管Q2关断；第二二极管Q2关断后，第一三极管Q1的基极电位升高，故第一三极管Q1饱和导通，压缩机驱动信号通过第一三极管Q1接地，不能输入压缩机驱动模块301，使得压缩机302因缺少相应的驱动指令而关停。

由上述结构和工作原理可知，本申请实施例三通过两个NPN型三极管和两个电阻组成开关电路，并通过一常闭开关及限流电阻组成相应的控制电路，实现了当压缩机过载时，通过断开该常闭开关，使得开关电路的第一非控制端和第二非控制端之间导通，进而使压缩机驱动信号被接地，不能输入压缩机驱动模块，从而关停压缩机，实现压缩机过载保护。本申请实施例结构简单，不需要软件程序，省去了程序安全认证时间及认证费用，大大降低了生产成本；同时，本申请实施例完全通过硬件关停压缩机，不存在程序循环周期的问题，保证了压缩机过载保护的及时性。

具体的，上述实施例二和实施例三中的常闭开关K1可采用温控型常闭开关或流控型常闭开关。对于温控型常闭开关，利用压缩机过载时相应部位温度升高的特性，控制温控型常闭开关断开；对于流控型常闭开关，利用压缩机过载时相关部位的电流增大的特性，控制流控型常闭开关断开。

为避免非压缩机驱动信号的高电平信号输入压缩机驱动模块、影响压缩机的正常工作，上述所有实施例均可在所述驱动信号输入端和开关电路之间串接二极管：所述二极管的阳极与所述驱动信号输入端连接，所述二极管的阴极与所述开关电路的第一非控制端连接。

图4示出了本申请实施例四提供的压缩机过载保护系统的结构及应用示意图。

实际应用中，压缩机驱动信号普遍采用三相驱动信号，包括U相上桥驱动信号PWM1A、V相上桥驱动信号PWM2A和W相上桥驱动信号PWM3A，故压缩机驱动模块的驱动信号输入端包括接收PWM1A的U相上桥驱动信号输入端UP、接收PWM2A的V相上桥驱动信号输入端VP和接收PWM3A的W相上桥驱动信号输入端WP；相应的，本申请实施例三提供的压缩机过载保护系统，包括开关电路410、控制电路420、第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3。

其中，第一二极管D1的阳极与U相上桥驱动信号输入端UP连接，第二二极管D2的阳极与V相上桥驱动信号输入端VP连接，第三二极管D3的阳极与W相上桥驱动信号输入端WP连接；第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3的阴极共同接于开关电路410的第一非控制端；开关电路410的第二非控制端接地；开关电路410的控制端与控制电路420连接。

由于第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3的单向导通特性，故只能是压缩机过载时，通过此3个二极管将相应的驱动信号接地，而其他高电平干扰信号不能通过开关电路410和压缩机驱动模块之间的连线输入压缩机驱动模块401，避免了干扰信号对压缩机的影响，提高了系统的可靠性。

另外，上述所有实施例所述的压缩机过载保护系统可与不同类型的压缩机驱动模块配合使用，如图5（a）所示以IPM模块501a（Intelligent Power Module，即智能功率模块）为压缩机驱动模块，或如图5（b）所示以由IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，即绝缘栅双极型晶体管）和MOS管等原件构成的驱动电路501b为压缩机驱动模块。其中，图5（a）和图5（b）中的压缩机过载保护系统均包括开关电路510、控制电路520、第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3，且开关电路510以上文实施例二为例，采用PNP型三极管Q；控制电路520包括常闭开关K1和限流电阻R；该系统中各部分的连接关系可参考上文实施例，在此不再赘述。

参照图6，对于上述所有实施例所述的压缩机过载保护系统，可将开关电路610的控制端与该压缩机所在设备（如空调器）的主控芯片603连接，以及时将压缩机过载信息及压缩机过载保护系统的工作状态反馈至主控芯片。进一步的，还可在主控芯片603和开关电路610的控制端之间增加电阻R’、第一电容C1和第二电容C2，以进行信号滤波。其中，图6中的压缩机驱动模块采用IPM模块601；压缩机过载保护系统均包括开关电路、控制电路620、第一二极管D1、第二二极管D2和第三二极管D3，且开关电路采用PNP型三极管Q；控制电路620包括常闭开关K1和限流电阻R；该系统中各部分的连接关系及工作原理可参考上文实施例，在此不再赘述。

本领域普通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序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，所述程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random AccessMemory，RAM）等。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种压缩机过载保护系统，其特征在于，包括开关电路和控制电路；

所述开关电路的第一非控制端接于压缩机驱动模块的驱动信号输入端，所述开关电路的第二非控制端接地；

所述控制电路与所述开关电路的控制端连接，用于当且仅当压缩机过载时控制所述开关电路导通；

所述开关电路包括第一电阻、第二电阻、第一三极管和第二三极管；所述第一三极管和第二三极管均为NPN型三极管；

所述第一三极管的集电极作为所述第一非控制端，所述第一三极管的基极通过所述第一电阻与电源连接，所述第一三极管的发射极作为所述第二非控制端；

所述第二三极管的集电极接于所述第一三极管的基极，所述第二三极管的发射极接于所述第一三极管的发射极，所述第二三极管的基极与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端作为所述控制端。

2.一种压缩机过载保护系统，其特征在于，包括开关电路和控制电路；

所述开关电路的第一非控制端接于压缩机驱动模块的驱动信号输入端，所述开关电路的第二非控制端接地；

所述控制电路与所述开关电路的控制端连接，用于当且仅当压缩机过载时控制所述开关电路导通；

所述开关电路包括PNP型三极管；

所述PNP型三极管的发射极作为所述第一非控制端，所述PNP型三极管的集电极作为所述第二非控制端，所述PNP型三极管的基极作为所述控制端。

3.根据权利要求1～2任一项所述的压缩机过载保护系统，其特征在于，所述控制电路包括常闭开关和限流电阻；

所述常闭开关的一端接电源，所述常闭开关的另一端接于所述开关电路的控制端；

所述限流电阻的一端接于所述开关电路的控制端，所述限流电阻的另一端接于所述开关电路的第二非控制端。

4.根据权利要求3所述的压缩机过载保护系统，其特征在于，所述常闭开关具体为温控型常闭开关或流控型常闭开关。

5.根据权利要求1～2任一项所述的压缩机过载保护系统，其特征在于，所述开关电路的控制端还与所述压缩机所在设备的主控芯片连接。

6.根据权利要求1～2任一项所述的压缩机过载保护系统，其特征在于，还包括串接于所述驱动信号输入端和开关电路之间的二极管；

所述二极管的阳极与所述驱动信号输入端连接，所述二极管的阴极与所述开关电路的第一非控制端连接。

7.根据权利要求6所述的压缩机过载保护系统，其特征在于，所述驱动信号输入端包括U相上桥驱动信号输入端、V相上桥驱动信号输入端和W相上桥驱动信号输入端；

所述二极管包括第一二极管、第二二极管和第三二极管；

所述第一二极管的阳极与所述U相上桥驱动信号输入端连接，所述第二二极管的阳极与所述V相上桥驱动信号输入端连接，所述第三二极管的阳极与所述W相上桥驱动信号输入端连接；第一二极管、第二二极管和第三二极管的阴极共同接于所述开关电路的第一非控制端。

8.根据权利要求1～2任一项所述的压缩机过载保护系统，其特征在于，所述压缩机驱动模块具体为IPM模块或具有IGBT和MOS管的驱动电路。