CN104638616A - 变频空调器及变频空调器的防电压冲击保护方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变频空调器的防电压冲击保护方法，包括以下步骤：检测整流器的输出端的直流电压和供给IPM模块的直流电流；根据直流电流获取整流器的整流系数；根据直流电压和整流系数获取交流电的当前交流电压，并判断当前交流电压小于等于第一预设电压时，控制可控开关断开以使保护器件串联到交流电的一端与整流器的第一输入端之间，并控制压缩机处于停机状态。该防电压冲击保护方法能够在输入的交流电的电压过低时控制压缩机关闭，避免了因交流电的电压瞬间大幅上升而导致的电容充电电流过大使变频空调器中的电子元件因大电流而损坏。本发明还公开了一种变频空调器的防电压冲击保护装置以及一种变频空调器。

Description

变频空调器及变频空调器的防电压冲击保护方法、装置

技术领域

本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种变频空调器的防电压冲击保护方法、一种变频空调器的防电压冲击保护装置以及一种变频空调器。

背景技术

目前，变频空调器是通过整流滤波电路将交流市电转换成成直流电供给IPM模块，再由IPM模块输出所需频率的交流电供给负载例如压缩机。

但是，由于电网电压的波动会导致变频空调器的交流输入端的电压出现瞬间大幅度上升，从而会产生很大的电容充电电流，电容充电电流过大容易导致变频空调器中电子元件如继电器、整流二极管、电解电容等的损坏。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种变频空调器的防电压冲击保护方法，能够防止因交流电的电压瞬间大幅上升而导致的电容充电电流过大，避免变频空调器中的电子元件因大电流而损坏。

本发明的第二个目的在于提出一种变频空调器的防电压冲击保护装置。本发明的第三个目的在于提出一种变频空调器。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种变频空调器的防电压冲击保护方法，其中，所述变频空调器包括保护器件、可控开关、整流器、IPM模块和压缩机，所述保护器件串联在输入的交流电的一端与所述整流器的第一输入端之间，所述可控开关与所述保护器件并联，所述IPM模块的直流端与所述整流器的输出端相连，所述IPM模块的交流端与所述压缩机相连，所述防电压冲击保护方法包括以下步骤：检测所述整流器的输出端的直流电压和供给所述IPM模块的直流电流；根据所述直流电流获取所述整流器的整流系数；根据所述直流电压和所述整流系数获取所述交流电的当前交流电压，并判断所述当前交流电压是否小于等于第一预设电压；如果判断所述当前交流电压小于等于所述第一预设电压，则控制所述可控开关断开以使所述保护器件 串联到所述交流电的一端与所述整流器的第一输入端之间，并控制所述压缩机处于停机状态；如果判断所述当前交流电压大于所述第一预设电压且处于预设安全电压区间，则进一步判断当前直流电压的上升变化率是否大于第一预设值，如果是，则控制所述可控开关断开以使所述保护器件串联到所述交流电的一端与所述整流器的第一输入端之间，并控制所述压缩机处于停机状态，其中，所述预设安全电压区间的下限大于所述第一预设电压。

根据本发明实施例的变频空调器的防电压冲击保护方法，实时检测整流器输出端的直流电压以及供给IPM模块的直流电流，根据直流电流获取整流器的整流系数，然后根据直流电压和整流系数获取交流电的当前交流电压，并在判断当前交流电压小于等于第一预设电压时，控制可控开关断开以使保护器件串联到交流电的一端与整流器的第一输入端之间，并控制压缩机处于停机状态，在判断当前交流电压大于第一预设电压且处于预设安全电压区间，则进一步判断当前直流电压的上升变化率是否大于第一预设值，如果是，则控制可控开关断开以使保护器件串联到交流电的一端与整流器的第一输入端之间，并控制压缩机处于停机状态。因此，本发明实施例的变频空调器的防电压冲击保护方法能够在输入的交流电的电压过低时将保护器件串联到电路中，并控制压缩机关闭，当输入的交流电的电压瞬间大幅上升时，由于保护器件的限流作用，从而防止因交流电的电压瞬间大幅上升而导致的电容充电电流过大，避免了变频空调器中的电子元件因大电流而损坏的问题，提高了电路的可靠性，保证变频空调器正常稳定运行。

根据本发明的一个实施例，所述变频空调器中预存有工作电流-整流系数表，其中，根据所述直流电流查询所述工作电流-整流系数表以获取所述整流器的整流系数。

根据本发明的一个实施例，变频空调器的防电压冲击保护方法还包括：在控制所述可控开关断开后，如果判断所述当前交流电压大于所述第一预设电压且处于所述预设安全电压区间，以及进一步判断所述当前直流电压的上升变化率小于等于所述第一预设值时，控制所述可控开关闭合，并在所述可控开关闭合后，允许所述压缩机开机。

根据本发明的一个实施例，所述的变频空调器的防电压冲击保护方法还包括：在控制所述可控开关断开后，延长第一预设时间控制所述可控开关闭合。

根据本发明的一个实施例，判断所述当前直流电压的上升变化率大于所述第一预设值，具体包括：获取第二预设时间内所述直流电压的电压上升变化率大于第二预设值的次数；如果所述次数大于预设次数，则判断所述当前直流电压的上升变化率大于所述第一预设值。

为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出的一种变频空调器的防电压冲击保护装置，包括：保护器件，所述保护器件串联在输入的交流电的一端与所述变频空调器中整流器的第一输入端之间；可控开关，所述可控开关与所述保护器件并联；电压检测器，所述电压检测器用于检测所述整流器的输出端的直流电压；电流检测器，所述电流检测器用于检测供给所述变频空调器中IPM模块的直流电流；控制电路，所述控制电路分别与所述可控开关的控制端、所述电压检测器和所述电流检测器相连，所述控制电路根据所述直流电流获取所述整流器的整流系数，并根据所述直流电压和所述整流系数获取所述交流电的当前交流电压，以及判断所述当前交流电压是否小于第一预设电压，其中，在判断所述当前交流电压小于等于所述第一预设电压时，所述控制电路控制所述可控开关断开以使所述保护器件串联到所述交流电的一端与所述整流器的第一输入端之间，并控制所述压缩机处于停机状态；在判断所述当前交流电压大于所述第一预设电压且处于预设安全电压区间时，所述控制电路则进一步判断当前直流电压的上升变化率是否大于第一预设值，如果判断所述当前直流电压的上升变化率大于所述第一预设值，所述控制电路控制所述可控开关断开以使所述保护器件串联到所述交流电的一端与所述整流器的第一输入端之间，并控制所述压缩机处于停机状态，其中，所述预设安全电压区间的下限大于所述第一预设电压。

根据本发明实施例提出的变频空调器的防电压冲击保护装置，控制电路根据电流检测器检测的供给变频空调器中IPM模块的直流电流获取整流器的整流系数，并根据电压检测器检测的整流器的输出端的直流电压和整流系数获取交流电的当前交流电压，以及在判断当前交流电压小于等于第一预设电压时，控制电路控制可控开关断开以使保护器件串联到交流电的一端与整流器的第一输入端之间，并控制压缩机处于停机状态；在判断当前交流电压大于第一预设电压且处于预设安全电压区间时，控制电路则进一步判断当前直流电压的上升变化率是否大于第一预设值，如果判断当前直流电压的上升变化率大于第一预设值，控制电路控制可控开关断开以使保护器件串联到交流电的一端与整流器的第一输入端之间，并控制压缩机处于停机状态。因此，在交流电的电压过低时，控制保护器件串联到电路中，并控制压缩机关闭，这样当输入的交流电的电压瞬间大幅上升时，由于保护器件的限流作用，从而防止因交流电的电压瞬间大幅上升而导致的电容充电电流过大，避免了变频空调器中的电子元件因大电流而损坏的问题，提高了整个变频空调器的控制电路的可靠性，保证变频空调器正常、安全、稳定、可靠运行。

根据本发明的一个实施例，所述保护器件可以为正温度系数PTC热敏电阻，所述 可控开关可以为继电器，所述控制电路包括：控制器，所述控制器与所述电压检测器和所述电流检测器相连；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述控制器相连；第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第三电阻的另一端相连，所述第一三极管的集电极与所述继电器中的线圈的一端相连，所述继电器中的线圈的另一端与第一预设电源相连，所述继电器中的开关的一端和另一端并联在所述PTC热敏电阻的两端；第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第四电阻的另一端接地；第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一三极管的集电极相连，所述第一二极管的阴极与所述第一预设电源相连。

根据本发明的一个实施例，所述控制器中预存有工作电流-整流系数表，其中，所述控制器根据所述直流电流查询所述工作电流-整流系数表以获取所述整流器的整流系数。

根据本发明的一个实施例，在所述控制器输出第一控制信号以控制所述继电器断开后，所述控制器延长第一预设时间输出第二控制信号以控制所述继电器闭合。

根据本发明的一个实施例，在所述控制器输出第一控制信号以控制所述继电器断开后，如果所述控制器判断所述当前交流电压大于所述第一预设电压且处于所述预设安全电压区间，以及进一步判断所述当前直流电压的上升变化率小于等于所述第一预设值时，所述控制器输出第二控制信号以控制所述继电器闭合，其中，在所述继电器闭合后，允许所述压缩机开机。

根据本发明的另一个实施例，所述控制器在判断所述当前直流电压的上升变化率大于所述第一预设值时获取第二预设时间内所述直流电压的电压上升变化率大于第二预设值的次数，以及当所述次数大于预设次数时，所述控制器判断所述当前直流电压的上升变化率大于所述第一预设值。

此外，本发明的实施例还提出了一种变频空调器，其包括上述的变频空调器的防电压冲击保护装置。

根据本发明实施例的变频空调器，在输入的交流电的电压过低时，通过变频空调器的防电压冲击保护装置中的控制电路将保护器件串联到电路中，并控制压缩机关闭，从而在输入的交流电的电压瞬间大幅上升时，由于保护器件的限流作用，能够防止因交流电的电压瞬间大幅上升而导致的电容充电电流过大，避免了变频空调器中的电子元件因大电流而损坏的问题，提高了整个变频空调器的控制电路的可靠性，保证变频空调器正常、安全、稳定、可靠运行。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的变频空调器的防电压冲击保护方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的变频空调器的防电压冲击保护装置的电路框图；以及

图3为根据本发明一个实施例的变频空调器的防电压冲击保护装置的电路框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的变频空调器的防电压冲击保护方法、变频空调器的防电压冲击保护装置以及具有该防电压冲击保护装置的变频空调器。

图1为根据本发明实施例的变频空调器的防电压冲击保护方法的流程图。其中，如图2所示，该变频空调器包括：保护器件、可控开关、整流器、IPM模块(Intelligent Power Module，智能功率模块)和压缩机，保护器件串联在输入的交流电的一端与整 流器的第一输入端之间，可控开关与保护器件并联，IPM模块的直流端与整流器的输出端相连，IPM模块的交流端与压缩机相连。如图1所示，该变频空调器的防电压冲击保护方法包括以下步骤：

S1，检测整流器的输出端的直流电压和供给IPM模块的直流电流。

S2，根据直流电流获取整流器的整流系数。

在本发明的一个实施例中，变频空调器中可预存有工作电流-整流系数表，其中，根据直流电流查询工作电流-整流系数表以获取整流器的整流系数。

为了获取较为准确的整流器的整流系数，可通过前期实验确定变频空调器在不同工作电流情况下的输入的交流电的电压和整流滤波后的直流电压来推算出整流器的整流系数，从而得到工作电流-整流系数表。

具体地，根据整流滤波电路的工作原理，在负载不同即整流滤波电路中负载电流不同的情况下，根据输入的交流电的电压计算的直流电压也会不同，如在空载情况下，整流器的整流系数λ为1.414，则直流电压以下述公式(1)计算：

V＝λV_A＝1.414×V_A             (1) 

其中，V为直流电压，λ为整流系数，V_A为输入的交流电的电压的有效值。

而随着负载的增大，整流器的整流系数将减小，可减小至1.1左右，此时直流电压以下述公式(2)计算：

V＝λV_A＝1.1×V_A             (2) 

对于变频空调器而言，由于压缩机为变频空调器中的最大电流负载，其他负载如风机的工作电流相对于压缩机的工作电流很小，所以当压缩机开启时，由输入的交流电的电压计算的直流电压就会因压缩机工作电流的不同而不同，而压缩机的工作电流又会随着压缩机工作频率的变化而变化。

例如一款1.5P的挂机，当压缩机不开启时，整流器的整流系数一般为1.414左右，即使其他负载如风机开启，但由于工作电流小如在0.4A以下也不会影响整流器的整流系数，而当压缩机开启时，工作电流变化明显，整流器的整流系数会随着压缩机的工作频率的增大即电流的增加而减小，当压缩机处于最大工作频率即工作电流最大时，整流器的整流系数为最小，如当压缩机的工作频率达到120Hz时，其工作电流可达到10A以上，此时整流器的整流系数为1.1左右。

因此需通过前期实验确定变频空调器在不同工作电流情况下的交流输入端的交流电压和整流滤波后的直流电压来推算出不同工作电流所对应的整流器的整流系数，其中，整流器的整流系数以下公式(3)进行计算：

$\mathrm{\λ}=\frac{V}{V_A}---\left(3\right)$

最终得到类似于下表1所示的工作电流-整流系数表。下表1为一款1.5P的变频空调器在220V交流电压下的工作电流-整流系数表。

表1

电流(A)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
											整流系数	1.4	1.36	1.32	1.28	1.26	1.22	1.2	1.17	1.14	1.1

然后将获得的工作电流-整流系数表预存到变频空调器中，变频空调器根据检测到的供给IPM模块的直流电流查询工作电流-整流系数表可以较为准确地获取当前的整流系数。可以理解的是，为了保证工作电流-整流系数表更加准确，可以在当前工作电流-整流系数表的基础上增加更多的实验数据。

S3，根据直流电压和整流系数获取交流电的当前交流电压，并判断当前交流电压是否小于等于第一预设电压。

S4，如果判断当前交流电压小于等于第一预设电压，则控制可控开关断开以使保护器件串联到交流电的一端与整流器的第一输入端之间，并控制压缩机处于停机状态。

其中，第一预设电压可以根据实际情况进行标定。

S5，如果判断当前交流电压大于第一预设电压且处于预设安全电压区间，则进一步判断当前直流电压的上升变化率是否大于第一预设值，如果是，则控制可控开关断开以使保护器件串联到交流电的一端与整流器的第一输入端之间，并控制压缩机处于停机状态，其中，预设安全电压区间的下限大于第一预设电压。

根据本发明的一个实施例，在判断当前直流电压的上升变化率是否大于第一预设值时具体包括：获取第二预设时间内直流电压的电压上升变化率大于第二预设值的次数；如果次数大于预设次数，则判断当前直流电压的上升变化率大于第一预设值。

其中，预设安全电压区间、第一预设值、第二预设值、第二预设时间以及预设次数可以根据实际情况进行标定。

根据本发明的一个实施例，在控制可控开关断开后，如果判断当前交流电压大于第一预设电压且处于预设安全电压区间，以及进一步判断当前直流电压的上升变化率小于等于第一预设值时，控制可控开关闭合，并在可控开关闭合后，允许压缩机开机。

具体地，当变频空调器处于待机状态或者在变频空调器正常工作过程中检测到整流器的输出端的直流电压降低时，首先根据当前检测的整流器的输出端的直流电压V以及查询得到的当前供给IPM模块的直流电流所对应的整流系数λ来计算交流电的电 压V_A，然后判断计算得到的交流电的电压V_A是否小于等于第一预设电压。

例如，假设第一预设电压为165V，检测到整流器的输出端的直流电压V为210V，查询得到的当前供给IPM模块的直流电流所对应的整流系数λ为1.4，则根据下述公式(4)计算得到的交流电的电压V_A为：

$V_A=\frac{V}{\mathrm{\λ}}=\frac{210}{1.4}=150---\left(4\right)$

经计算得到的交流电的电压150V小于第一预设电压165V，此时控制可控开关断开以使保护器件串联到交流电的一端与整流器的第一输入端之间，并控制压缩机处于停机状态。

而当变频空调器正常工作过程中检测到整流器的输出端的直流电压突然上升时，首先根据当前整流器的输出端的直流电压V以及查询得到的当前供给IPM模块的直流电流所对应的整流系数λ来计算交流电的电压V_A，然后判断交流电的电压V_A是否大于第一预设电压，并且判断交流电的电压V_A是否处于预设安全电压区间，当上述两个条件都满足时，获取第二预设时间内直流电压的电压上升变化率大于第二预设值的次数n，如果次数n大于预设次数，则判断当前直流电压的上升变化率大于第一预设值。

例如，假设预设安全电压区间为170-265V，第二预设时间为3分钟，第二预设值为50，预设次数为3次，检测到整流器的输出端的直流电压V为204V以及查询得到的当前供给IPM模块的直流电流所对应的整流系数λ为1.1，则根据下述公式(5)计算得到的交流电的电压V_A为：

$V_A=\frac{V}{\mathrm{\λ}}=\frac{204}{1.1}=185.5---\left(5\right)$

经计算得到的交流电的电压185.5V处于预设的安全电压区间170-265V，说明变频空调器在交流安全工作电压范围内正常工作，然后开始记录3分钟内直流电压上升变化率大于50的次数，如果记录的次数大于预设次数3，即判断直流电压的上升变化率大于第一预设值，此时控制可控开关断开以使保护器件串联到交流电的一端与整流器的第一输入端之间，并控制压缩机处于停机状态。

因此，本发明实施例的变频空调器的防电压冲击保护方法能够防止由于电压频繁上升导致的大电流冲击次数过多对可控开关、桥堆以及滤波电容的损坏。

根据本发明的一个实施例，上述的变频空调器的防电压冲击保护方法还包括：在控制可控开关断开后，延长第一预设时间控制可控开关闭合。其中，第一预设时间可以根据实际情况进行标定。

具体地，第一预设时间可以为3分钟，则在控制可控开关断开后开始计时，当计 时时间达到3分钟时控制可控开关再次闭合。

根据本发明的另一个实施例，上述的变频空调器的防电压冲击保护方法还包括：在控制可控开关断开后，判断交流电的电压是否大于第二预设电压，如果交流电的电压大于第二预设电压，控制可控开关闭合，其中，第二预设电压大于第一预设电压。并且，第二预设电压可以根据实际情况进行标定。具体地，假设交流电的电压的安全工作区间的下限值为一个范围值，如下限值为165-175V。其中165V为第一预设电压，175V为第二预设电压。当交流电的电压小于第一预设电压165V时，控制可控开关断开，在控制可控开关断开后，当交流电的电压大于第二预设电压175V时，控制可控开关闭合。

因此，上述两种方法均可避免可控开关因频繁通断而损坏的问题。

综上所述，根据本发明实施例的变频空调器的防电压冲击保护方法，实时检测整流器输出端的直流电压以及供给IPM模块的直流电流，根据直流电流获取整流器的整流系数，然后根据直流电压和整流系数获取交流电的当前交流电压，并在判断当前交流电压小于等于第一预设电压时，控制可控开关断开以使保护器件串联到交流电的一端与整流器的第一输入端之间，并控制压缩机处于停机状态，在判断当前交流电压大于第一预设电压且处于预设安全电压区间，则进一步判断当前直流电压的上升变化率是否大于第一预设值，如果是，则控制可控开关断开以使保护器件串联到交流电的一端与整流器的第一输入端之间，并控制压缩机处于停机状态。因此，本发明实施例的变频空调器的防电压冲击保护方法能够在输入的交流电的电压过低时将保护器件串联到电路中，并控制压缩机关闭，当输入的交流电的电压瞬间大幅上升时，由于保护器件的限流作用，从而防止因交流电的电压瞬间大幅上升而导致的电容充电电流过大，避免了变频空调器中的电子元件因大电流而损坏的问题，提高了电路的可靠性，保证变频空调器正常稳定运行。

图2为根据本发明实施例的变频空调器的防电压冲击保护装置的电路框图。如图2所示，该变频空调器的防电压冲击保护装置包括：保护器件R、可控开关10、电压检测器20、电流检测器30和控制电路40。

其中，保护器件R串联在输入的交流电的一端与变频空调器中整流器的第一输入端IN1之间，可控开关10与保护器件R并联。电压检测器20用于检测整流器50的输出端即OUT1和OUT2之间的直流电压V，电流检测器30用于检测供给变频空调器中IPM模块60的直流电流I。控制电路40分别与可控开关10的控制端、电压检测器20和电流检测器30相连，控制电路40根据直流电流I获取整流器50的整流系数，并根 据直流电压V和整流系数获取交流电的当前交流电压，以及判断当前交流电压是否小于等于第一预设电压，并且在判断当前交流电压小于等于第一预设电压时，控制电路40控制可控开关10断开以使保护器件R串联到交流电的一端与整流器50的第一输入端IN1之间，并控制压缩机处于停机状态；在判断当前交流电压大于第一预设电压且处于预设安全电压区间时，控制电路40则进一步判断当前直流电压V的上升变化率是否大于第一预设值，如果判断当前直流电压V的上升变化率大于第一预设值，控制电路40控制可控开关10断开以使保护器件R串联到交流电的一端与整流器50的第一输入端IN1之间，并控制压缩机处于停机状态，其中，预设安全电压区间的下限大于第一预设电压。

在本发明的实施例中，如图3所示，保护器件R可以为PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数)热敏电阻，可控开关10可以为继电器PY1。控制电路40包括：控制器401、第三电阻R3、第一三极管Q1、第四电阻R4以及第一二极管D1。其中，控制器401与电压检测器20和电流检测器30相连，第三电阻R3的一端与控制器401相连，第一三极管Q1的基极与第三电阻R3的另一端相连，第一三极管Q1的集电极与继电器PY1中的线圈的一端1相连，继电器PY1中的线圈的另一端2与第一预设电源如+12V相连，继电器PY1中的开关的一端3和另一端4并联在PTC热敏电阻的两端，第四电阻R4的一端与第一三极管Q1的发射极相连，第四电阻R4的另一端接地GND，第一二极管D1的阳极与第一三极管Q1的集电极相连，第一二极管D1的阴极与第一预设电源相连。

根据本发明的一个实施例，上述变频空调器的防电压冲击保护装置中的电压检测器20可以包括：串联的第一电阻R1和第二电阻R2。其中，第一电阻R1的一端与整流器50的第一输出端OUT1相连，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端相连，第二电阻R2的另一端与整流器50的第二输出端OUT2相连，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端之间具有第一节点J1，第一节点J1与控制电路40相连。而电流检测器30的电路为现有的公知技术，在此不再详述。此外，根据本发明的一个实施例，如图3所示，变频空调器的防电压冲击保护装置还包括供电电路70例如开关电源，供电电路70并联在整流器50的第一输出端OUT1与第二输出端OUT2之间，即并联在第一电阻R1的一端与第二电阻R2的另一端，供电电路70为继电器PY1提供+12V的电源，并为控制器401提供+5V的电源。

并且，如图3所示，在整流器50的第一输出端OUT1与第一电阻R1的一端之间还串联有电抗器L1以及与串联的第一电阻R1和第二电阻R2并联的电解电容EC1， 并且，电解电容EC1的一端连接在第一电阻R1的一端与电流检测器30之间。此外，在交流电的输入端还设有EMC(Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容)滤波电路80和熔断器FUSE1。

在本发明的实施例中，控制器401中可以预存有工作电流-整流系数表，其中，控制器401根据直流电流查询工作电流-整流系数表以获取整流器50的整流系数。 

根据本发明的一个实施例，控制器401在判断当前直流电压的上升变化率大于第一预设值时获取第二预设时间内直流电压的电压上升变化率大于第二预设值的次数，以及当次数大于预设次数时，控制器判断当前直流电压的上升变化率大于第一预设值。

具体地，控制器401实时检测整流器50的输出端的直流电压V变化情况，当变频空调器处于待机状态或者在变频空调器正常工作过程中控制器401检测到整流器50的输出端的直流电压V降低时，控制器401根据当前检测的整流器50的输出端的直流电压V和查询得到的当前供给IPM模块60的直流电流I所对应的整流系数来计算交流电的电压，并通过判断当前交流电压是否小于等于第一预设电压，如果判断当前交流电压是否小于等于第一预设电压，则控制器401输出第一控制信号以控制继电器PY1以使保护器件R串联到交流电的一端与整流器50的第一输入端IN1之间，并控制压缩机处于停机状态。而在变频空调器正常工作过程中检测到整流器50的输出端的直流电压V突然上升时，控制器401根据当前整流器50的输出端的直流电压V和查询得到的当前供给IPM模块60的直流电流I所对应的整流系数计算交流电的电压，并在当前交流电压大于第一预设电压且处于预设的安全电压区间时，通过记录第二预设时间内直流电压V的电压上升变化率大于第二预设值的次数来判断当前直流电压V的上升变化率是否大于第一预设值，如果当前直流电压V的上升变化率大于第一预设值，则控制器401输出第一控制信号以控制继电器PY1断开以使保护器件R串联到交流电的一端与整流器50的第一输入端IN1之间，并控制压缩机处于停机状态。

根据本发明的一个实施例，在控制器401输出第一控制信号以控制继电器PY1断开后，如果控制器401判断当前交流电压大于第一预设电压且处于预设安全电压区间，以及进一步判断当前直流电压的上升变化率小于等于第一预设值时，控制器401输出第二控制信号以控制继电器PY1闭合，其中，在继电器PY1闭合后，允许压缩机开机。

根据本发明的一个实施例，在上述变频空调器的防电压冲击保护装置中的控制器401输出第一控制信号以控制继电器PY1断开后，控制器401延长第一预设时间输出第二控制信号以控制继电器PY1闭合。

也就是说，第一预设时间可以为3分钟，则在控制器401输出第一控制信号以控 制继电器PY1断开后开始计时，当计时时间达到3分钟时，控制器401输出第二控制信号以控制继电器PY1再次闭合。 

根据本发明的另一个实施例，在上述变频空调器的防电压冲击保护装置中的控制器401输出第一控制信号以控制继电器PY1断开后，如果控制器401判断当前交流电压大于第二预设电压，控制器401输出第二控制信号以控制继电器PY1闭合，其中，第二预设电压大于第一预设电压，并且第一预设电压、第二预设电压可以根据实际情况进行标定。具体而言，假设交流电的电压的安全工作区间的下限值为一个范围值，如下限值为165-175V。其中165V为第一预设电压，175V为第二预设电压。当交流电的电压小于165V时，控制器401输出第一控制信号以控制继电器PY1断开，在控制器401输出第一控制信号以控制继电器PY1断开后，当交流电的电压大于175V时，控制器401输出第二控制信号以控制继电器PY1闭合。

进一步地，在本发明的实施例中，如图3所示，电压检测器20检测到的直流电压为V，电流检测器30检测到的直流电流为I。当变频空调器上电工作时，控制器401通过P2端输出一高电平信号至第一三极管Q1，第一三极管Q1导通，从而继电器PY1吸合，PTC热敏电阻被短路不起限流作用。控制器401实时获取检测到的直流电压V和直流电流I，并判断变频空调器当前的工作状态，当变频空调器处于待机状态或者在变频空调器正常工作过程中控制器401检测到的直流电压V降低时，控制器401获取当前的直流电压V和直流电流I，并通过所获取的直流电流I查询控制器401预存的工作电流-整流系数表以获得对应的整流系数λ，然后根据查询的整流系数λ以及直流电压V通过上述公式(4)计算交流电的电压，并判断交流电的电压是否小于等于第一预设电压，如果交流电的电压小于等于第一预设电压，则控制器401通过P2输出第一控制信号至第一三极管Q1，第一三极管Q1关断，从而继电器PY1断开，PTC热敏电阻接入到电路中起到限流的作用，同时控制压缩机停止工作。而在变频空调器正常工作过程中检测到整流器的输出端的直流电压突然上升时，同样地，控制器401获取当前的直流电压V和直流电流I，并通过所获取的直流电流I查询控制器401预存的工作电流-整流系数表以获得对应的整流系数λ，然后根据查询的整流系数λ以及直流电压V通过上述公式(4)计算交流电的电压，如果当前交流电压大于第一预设电压且处于预设安全电压区间时，则控制器401获取第二预设时间内直流电压V的电压上升变化率大于第二预设值的次数，如果次数大于预设次数，判断交流电的电压上升变化率大于第一预设值，控制器401通过P2输出第一控制信号至第一三极管Q1，第一三极管Q1关断，从而继电器PY1断开，PTC热敏电阻接入到电路中起到限流的作用，同时控制 压缩机停止工作。在控制器401控制继电器PY1断开后，可以通过两种方法来控制继电器PY1的闭合，一种方法是在继电器PY1断开后，控制器401延长第一预设时间输出第二控制信号以控制继电器PY1闭合，另一种方法是在继电器PY1断开后，判断交流电的电压是否大于第二预设电压，如果交流电的电压大于第二预设电压，控制器401输出第二控制信号以控制继电器PY1闭合。

根据本发明实施例提出的变频空调器的防电压冲击保护装置，控制电路根据电流检测器检测的供给变频空调器中IPM模块的直流电流获取整流器的整流系数，并根据电压检测器检测的整流器的输出端的直流电压和整流系数获取交流电的当前交流电压，以及在判断当前交流电压小于等于第一预设电压时，控制电路控制可控开关断开以使保护器件串联到交流电的一端与整流器的第一输入端之间，并控制压缩机处于停机状态；在判断当前交流电压大于第一预设电压且处于预设安全电压区间时，控制电路则进一步判断当前直流电压的上升变化率是否大于第一预设值，如果判断当前直流电压的上升变化率大于第一预设值，控制电路控制可控开关断开以使保护器件串联到交流电的一端与整流器的第一输入端之间，并控制压缩机处于停机状态。因此，在交流电的电压过低时，控制保护器件串联到电路中，并控制压缩机关闭，这样当输入的交流电的电压瞬间大幅上升时，由于保护器件的限流作用，从而防止因交流电的电压瞬间大幅上升而导致的电容充电电流过大，避免了变频空调器中的电子元件因大电流而损坏的问题，提高了整个变频空调器的控制电路的可靠性，保证变频空调器正常、安全、稳定、可靠运行。

此外，本发明的实施例还提出了一种变频空调器，其包括上述的变频空调器的过电压保护装置。

根据本发明实施例的变频空调器，在输入的交流电的电压过低时，通过变频空调器的防电压冲击保护装置中的控制电路将保护器件串联到电路中，并控制压缩机关闭，从而在输入的交流电的电压瞬间大幅上升时，由于保护器件的限流作用，能够防止因交流电的电压瞬间大幅上升而导致的电容充电电流过大，避免了变频空调器中的电子元件因大电流而损坏的问题，提高了整个变频空调器的控制电路的可靠性，保证变频空调器正常、安全、稳定、可靠运行。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者 特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (12)

1.一种变频空调器的防电压冲击保护方法，其特征在于，所述变频空调器包括保护器件、可控开关、整流器、IPM模块和压缩机，所述保护器件串联在输入的交流电的一端与所述整流器的第一输入端之间，所述可控开关与所述保护器件并联，所述IPM模块的直流端与所述整流器的输出端相连，所述IPM模块的交流端与所述压缩机相连，所述防电压冲击保护方法包括以下步骤：

检测所述整流器的输出端的直流电压和供给所述IPM模块的直流电流；

根据所述直流电流获取所述整流器的整流系数；

根据所述直流电压和所述整流系数获取所述交流电的当前交流电压，并判断所述当前交流电压是否小于等于第一预设电压；

如果判断所述当前交流电压小于等于所述第一预设电压，则控制所述可控开关断开以使所述保护器件串联到所述交流电的一端与所述整流器的第一输入端之间，并控制所述压缩机处于停机状态；

如果判断所述当前交流电压大于所述第一预设电压且处于预设安全电压区间，则进一步判断当前直流电压的上升变化率是否大于第一预设值，如果是，则控制所述可控开关断开以使所述保护器件串联到所述交流电的一端与所述整流器的第一输入端之间，并控制所述压缩机处于停机状态，其中，所述预设安全电压区间的下限大于所述第一预设电压。

2.如权利要求1所述的变频空调器的防电压冲击保护方法，其特征在于，所述变频空调器中预存有工作电流-整流系数表，其中，根据所述直流电流查询所述工作电流-整流系数表以获取所述整流器的整流系数。

3.如权利要求1所述的变频空调器的防电压冲击保护方法，其特征在于，还包括：

在控制所述可控开关断开后，如果判断所述当前交流电压大于所述第一预设电压且处于所述预设安全电压区间，以及进一步判断所述当前直流电压的上升变化率小于等于所述第一预设值时，控制所述可控开关闭合，并在所述可控开关闭合后，允许所述压缩机开机。

4.如权利要求1-3中任一项所述的变频空调器的防电压冲击保护方法，其特征在于，还包括：

在控制所述可控开关断开后，延长第一预设时间控制所述可控开关闭合。

5.如权利要求1所述的变频空调器的防电压冲击保护方法，其特征在于，判断所述当前直流电压的上升变化率大于所述第一预设值，具体包括：

获取第二预设时间内所述直流电压的电压上升变化率大于第二预设值的次数；

如果所述次数大于预设次数，则判断所述当前直流电压的上升变化率大于所述第一预设值。

6.一种变频空调器的防电压冲击保护装置，其特征在于，包括：

保护器件，所述保护器件串联在输入的交流电的一端与所述变频空调器中整流器的第一输入端之间；

可控开关，所述可控开关与所述保护器件并联；

电压检测器，所述电压检测器用于检测所述整流器的输出端的直流电压；

电流检测器，所述电流检测器用于检测供给所述变频空调器中IPM模块的直流电流；

控制电路，所述控制电路分别与所述可控开关的控制端、所述电压检测器和所述电流检测器相连，所述控制电路根据所述直流电流获取所述整流器的整流系数，并根据所述直流电压和所述整流系数获取所述交流电的当前交流电压，以及判断所述当前交流电压是否小于等于第一预设电压，其中，

在判断所述当前交流电压小于等于所述第一预设电压时，所述控制电路控制所述可控开关断开以使所述保护器件串联到所述交流电的一端与所述整流器的第一输入端之间，并控制所述压缩机处于停机状态；

在判断所述当前交流电压大于所述第一预设电压且处于预设安全电压区间时，所述控制电路则进一步判断当前直流电压的上升变化率是否大于第一预设值，如果判断所述当前直流电压的上升变化率大于所述第一预设值，所述控制电路控制所述可控开关断开以使所述保护器件串联到所述交流电的一端与所述整流器的第一输入端之间，并控制所述压缩机处于停机状态，其中，所述预设安全电压区间的下限大于所述第一预设电压。

7.如权利要求6所述的变频空调器的防电压冲击保护装置，其特征在于，所述保护器件为正温度系数PTC热敏电阻，所述可控开关为继电器，所述控制电路包括：

控制器，所述控制器与所述电压检测器和所述电流检测器相连；

第三电阻，所述第三电阻的一端与所述控制器相连；

第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第三电阻的另一端相连，所述第一三极管的集电极与所述继电器中的线圈的一端相连，所述继电器中的线圈的另一端与第一预设电源相连，所述继电器中的开关的一端和另一端并联在所述PTC热敏电阻的两端；

第四电阻，所述第四电阻的一端与所述第一三极管的发射极相连，所述第四电阻的另一端接地；

第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一三极管的集电极相连，所述第一二极管的阴极与所述第一预设电源相连。

8.如权利要求7所述的变频空调器的防电压冲击保护装置，其特征在于，所述控制器中预存有工作电流-整流系数表，其中，所述控制器根据所述直流电流查询所述工作电流-整流系数表以获取所述整流器的整流系数。

9.如权利要求8所述的变频空调器的防电压冲击保护装置，其特征在于，在所述控制器输出第一控制信号以控制所述继电器断开后，所述控制器延长第一预设时间输出第二控制信号以控制所述继电器闭合。

10.如权利要求8所述的变频空调器的防电压冲击保护装置，其特征在于，在所述控制器输出第一控制信号以控制所述继电器断开后，如果所述控制器判断所述当前交流电压大于所述第一预设电压且处于所述预设安全电压区间，以及进一步判断所述当前直流电压的上升变化率小于等于所述第一预设值时，所述控制器输出第二控制信号以控制所述继电器闭合，其中，在所述继电器闭合后，允许所述压缩机开机。

11.如权利要求7所述的变频空调器的防电压冲击保护装置，其特征在于，所述控制器在判断所述当前直流电压的上升变化率大于所述第一预设值时获取第二预设时间内所述直流电压的电压上升变化率大于第二预设值的次数，以及当所述次数大于预设次数时，所述控制器判断所述当前直流电压的上升变化率大于所述第一预设值。

12.一种变频空调器，其特征在于，包括如权利要求6-11中任一项所述的变频空调器的防电压冲击保护装置。