CN106225186A - 变频空调系统及其的功率模块的发热控制方法、装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变频空调系统及其的功率模块的发热控制方法、装置,其中,方法包括以下步骤:检测功率模块的温度;判断功率模块的温度是否大于等于预设的温度保护阈值;如果功率模块的温度大于等于预设的温度保护阈值,则通过控制功率模块以使压缩机停止运行;如果功率模块的温度小于预设的温度保护阈值,则通过改变功率模块的调制算法和/或改变功率模块的载波频率,以调节功率模块的温度。该方法通过改变功率模块的调制算法和载波频率来改变功率模块的开关损耗,从而实现对功率模块的发热控制,进而保证系统安全可靠运行。
Description
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系统中功率模块的发热控制方法、一种变频空调系统中功率模块的发热控制装置、以及一种变频空调系统。
背景技术
变频空调系统的电路拓扑主要由整流桥、功率因数校正电路、电解电容、功率模块和控制模块等组成。交流电源经整流桥整流后,经功率因数校正电路,输出稳定的直流母线电压(电解电容两端的电压),给负载(功率模块驱动的变频压缩机)供电。控制模块通过检测直流母线电压和变频压缩机的电压电流信号,并通过矢量控制算法获得控制电压,然后通过调制算法输出PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)信号给功率模块,进而驱动变频压缩机在预设频率上稳定运行。
其中,功率模块是系统中最主要的发热器件,直接影响系统的可靠性与安全性(特别是在室外环境温度较高且压缩机高频运行时),因而需要将功率模块的温度控制在允许范围内。相关技术中,主要是通过改善功率模块的散热方式来降低功率模块的温度。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此,本发明的一个目的在于提出一种变频空调系统中功率模块的发热控制方法,通过改变功率模块的调制算法和载波频率来改变功率模块的开关损耗,从而实现对功率模块的发热控制,进而保证系统安全可靠运行。
本发明的另一个目的在于提出一种变频空调系统中功率模块的发热控制装置。
本发明的又一个目的在于提出一种变频空调系统。
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系统中功率模块的发热控制方法,包括以下步骤:检测所述功率模块的温度;判断所述功率模块的温度是否大于等于预设的温度保护阈值;如果所述功率模块的温度大于等于所述预设的温度保护阈值,则通过控制所述功率模块以使压缩机停止运行;如果所述功率模块的温度小于所述预设的温度保护阈值,则通过改变所述功率模块的调制算法和/或改变所述功率模块的载波频率,以调节所述功率模块的温度。
根据本发明实施例的变频空调系统中功率模块的发热控制方法,实时检测功率模块的温度,并判断功率模块的温度是否大于等于预设的温度保护阈值。如果功率模块的温度大于等于预设的温度保护阈值,则通过控制功率模块以使压缩机停止运行;如果功率模块的温度小于预设的温度保护阈值,则通过改变功率模块的调制算法和/或改变功率模块的载波频率,以调节功率模块的温度。从而通过改变功率模块的调制算法和载波频率来改变功率模块的开关损耗,实现对功率模块的发热控制,进而保证系统安全可靠运行。
根据本发明的一个实施例,当所述功率模块的温度小于所述预设的温度保护阈值时,还判断所述功率模块的温度是否大于等于第一温度阈值,其中,如果所述功率模块的温度大于等于所述第一温度阈值,则采用两相调制算法对所述功率模块进行控制,同时降低所述功率模块的载波频率至预设的载波频率下限。
根据本发明的一个实施例,当所述功率模块的温度小于所述第一温度阈值时,还判断所述功率模块的温度是否大于等于第二温度阈值,其中,如果所述功率模块的温度大于等于所述第二温度阈值,则采用所述两相调制算法对所述功率模块进行控制,同时开始计时;当计时时间达到第一预设时间时,如果所述功率模块的温度仍然大于等于所述第二温度阈值,则降低所述功率模块的载波频率。
根据本发明的一个实施例,在降低所述功率模块的载波频率的过程中,每隔所述第一预设时间以预设频率步长降低所述功率模块的载波频率,直至所述功率模块的载波频率降低至所述预设的载波频率下限或者所述功率模块的温度小于所述第二温度阈值。
根据本发明的一个实施例,所述两相调制算法可包括最小相两相调制算法、最大相两相调制算法和最大最小相两相调制算法中的任意一种。
根据本发明的一个实施例,所述预设的温度保护阈值>所述第一温度阈值>所述第二温度阈值。
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系统中功率模块的发热控制装置,包括:温度检测模块,用于检测所述功率模块的温度;控制模块,用于判断所述功率模块的温度是否大于等于预设的温度保护阈值,其中,如果所述功率模块的温度大于等于所述预设的温度保护阈值,所述控制模块则通过控制所述功率模块以使压缩机停止运行;如果所述功率模块的温度小于所述预设的温度保护阈值,所述控制模块则通过改变所述功率模块的调制算法和/或改变所述功率模块的载波频率,以调节所述功率模块的温度。
根据本发明实施例的变频空调系统中功率模块的发热控制装置,通过温度检测模块实时检测功率模块的温度,并通过控制模块判断功率模块的温度是否大于等于预设的温度保护阈值。如果功率模块的温度大于等于预设的温度保护阈值,控制模块则通过控制功率模块以使压缩机停止运行;如果功率模块的温度小于预设的温度保护阈值,控制模块则通过改变功率模块的调制算法和/或改变功率模块的载波频率,以调节功率模块的温度。从而通过改变功率模块的调制算法和载波频率来改变功率模块的开关损耗,实现对功率模块的发热控制,进而保证系统安全可靠运行。
根据本发明的一个实施例,当所述功率模块的温度小于所述预设的温度保护阈值时,所述控制模块还判断所述功率模块的温度是否大于等于第一温度阈值,其中,如果所述功率模块的温度大于等于所述第一温度阈值,所述控制模块则采用两相调制算法对所述功率模块进行控制,同时降低所述功率模块的载波频率至预设的载波频率下限。
根据本发明的一个实施例,当所述功率模块的温度小于所述第一温度阈值时,所述控制模块还判断所述功率模块的温度是否大于等于第二温度阈值,其中,如果所述功率模块的温度大于等于所述第二温度阈值,所述控制模块则采用所述两相调制算法对所述功率模块进行控制,同时通过计时器开始计时;当所述计时器的计时时间达到第一预设时间时,如果所述功率模块的温度仍然大于等于所述第二温度阈值,所述控制模块则降低所述功率模块的载波频率。
根据本发明的一个实施例,在降低所述功率模块的载波频率的过程中,所述控制模块每隔所述第一预设时间以预设频率步长降低所述功率模块的载波频率,直至所述功率模块的载波频率降低至所述预设的载波频率下限或者所述功率模块的温度小于所述第二温度阈值。
根据本发明的一个实施例,所述两相调制算法可包括最小相两相调制算法、最大相两相调制算法和最大最小相两相调制算法中的任意一种。
根据本发明的一个实施例,所述预设的温度保护阈值>所述第一温度阈值>所述第二温度阈值。
根据本发明的一个实施例,所述温度检测模块通过设置在所述功率模块表面的温度传感器或者集成在所述功率模块内部的温度检测组件检测所述功率模块的温度。
此外,本发明的实施例还提出了一种变频空调系统,其包括上述的变频空调系统中功率模块的发热控制装置。
本发明实施例的变频空调系统,通过上述的变频空调系统中功率模块的发热控制装置,能够通过改变功率模块的调制算法和载波频率来改变功率模块的开关损耗,从而实现对功率模块的发热控制,进而保证系统安全可靠运行。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的压缩机的控制电路拓扑图;
图2是根据本发明实施例的变频空调系统中功率模块的发热控制方法的流程图;
图3是根据本发明一个实施例的三相调制方式的示意图;
图4是根据本发明一个实施例的最小相两相调制方式的示意图;
图5是根据本发明一个实施例的最大相两相调制方式的示意图;
图6是根据本发明一个实施例的最大最小相两相调制方式的示意图;以及
图7是根据本发明一个实施例的变频空调系统中功率模块的发热控制方法的流程图。
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,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的变频空调系统中功率模块的发热控制方法、变频空调系统中功率模块的发热控制装置以及具有该装置的变频空调系统。
如图1所示,在变频空调系统中,压缩机的驱动控制电路可以包括控制模块、功率模块以及相关检测电路,其中,功率模块可由6个功率开关管如IGBT(Insulated GateBipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)、MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor,金氧半场效晶体管)等组成,且具有反并联二极管,或者直接采用智能功率模块,或者由分立功率开关器件组成的三相逆变桥式电路替代。控制模块通过相关检测电路检测的数据,并通过相应算法输出PWM信号至功率模块,以驱动压缩机运行。
在变频空调系统中,功率模块的发热问题是高温工况下高频运行的瓶颈,直接影响系统的可靠性与安全性,因而需要将功率模块的温度控制在允许范围内。相关技术中,主要是通过改善功率模块的散热方式(如冷媒散热等)来降低功率模块的温度,而本公开是通过相应控制方法来降低功率模块的发热,从而实现对功率模块的发热控制。
图2是根据本发明实施例的变频空调系统中功率模块的发热控制方法的流程图。如图2所示,该变频空调系统中功率模块的发热控制方法可包括以下步骤:
S1,检测功率模块的温度。
具体而言,可以将温度传感器设置在功率模块表面,并与功率模块充分接触(充分接触时的传热性较好),通过该温度传感器实时检测功率模块的温度;或者,直接采用集成有温度检测组件的功率模块,通过集成的温度检测组件实时检测功率模块的温度,例如,温度检测组件可以为NTC(Negative Temperature Coefficient,负温度系数)热敏电阻。
S2,判断功率模块的温度是否大于等于预设的温度保护阈值。其中,温度保护阈值可根据实际情况进行标定,例如,预设的温度保护阈值可以为95℃。
S3,如果功率模块的温度大于等于预设的温度保护阈值,则通过控制功率模块以使压缩机停止运行。
S4,如果功率模块的温度小于预设的温度保护阈值,则通过改变功率模块的调制算法和/或改变功率模块的载波频率,以调节功率模块的温度。
具体而言,在变频空调系统中,一般采用基于空间电压矢量调制的变频控制算法对基于三相交流电机的变频压缩机进行控制,以实现压缩机的运行。常用的空间电压矢量调制算法有三相调制算法和两相调制算法。
如图3所示,三相调制算法是将一个电压周期分成七段来等效期望的电压矢量,每个电压周期进行6次功率开关管的导通与关断;如图4-图6所示,两相调制算法是将一个电压周期分成五段来等效期望的电压矢量,每个电压周期进行4次功率开关管的导通与关断。所以,三相调制算法中功率开关管的开关次数大于两相调制算法中功率开关管的开关次数,因而开关损耗大于两相调制算法,进而发热量高于两相调制算法,因此可以通过改变功率模块的调制算法来改变功率模块的发热。另外,功率模块的开关损耗还与载波频率有关,载波频率越高,开关损耗也就越大,因此也可以通过改变载波频率来改变功率模块的发热。
具体而言,在压缩机运行过程中,控制模块可以通过温度传感器实时检测功率模块的温度,并对其进行判断。当功率模块的温度≥温度保护阈值时,说明当前功率模块的温度已经超过功率模块的最大允许温度,此时需要控制压缩机停止运行,防止因温度过高导致系统发生损坏;当功率模块的温度<温度保护阈值时,可以通过改变功率模块的调制算法、或者改变功率模块的载波频率、或者同时改变功率模块的调制算法和载波频率,以将功率模块的开关损耗控制在一定范围内,从而实现对功率模块的发热控制,进而将功率模块的温度控制在一定范围,保证系统安全可靠运行。
根据本发明的一个实施例,当功率模块的温度小于预设的温度保护阈值时,还判断功率模块的温度是否大于等于第一温度阈值,如果功率模块的温度大于等于第一温度阈值,则采用两相调制算法对功率模块进行控制,同时降低功率模块的载波频率至预设的载波频率下限。其中,第一温度阈值、载波频率下限可根据实际情况进行标定,例如,第一温度阈值可以为85℃,载波频率下限可以为2kHz。
根据本发明的一个实施例,当功率模块的温度小于第一温度阈值时,还判断功率模块的温度是否大于等于第二温度阈值,其中,如果功率模块的温度大于等于第二温度阈值,则采用两相调制算法对功率模块进行控制,同时开始计时;当计时时间达到第一预设时间时,如果功率模块的温度仍然大于等于第二温度阈值,则降低功率模块的载波频率。其中,预设的温度保护阈值>第一温度阈值>第二温度阈值,第一预设时间和第二温度阈值可以根据实际情况进行标定,例如,第一预设时间可以为30s,第二温度阈值可以为75℃。
进一步地,根据本发明的一个实施例,在降低功率模块的载波频率的过程中,每隔第一预设时间以预设频率步长降低功率模块的载波频率,直至功率模块的载波频率降低至预设的载波频率下限或者功率模块的温度小于第二温度阈值。其中,预设频率步长可根据实际情况进行标定,例如,预设频率步长可以为500Hz。
具体而言,当第一温度阈值≤功率模块的温度<温度保护阈值时,采用两相调制算法对功率模块进行控制,并将功率模块的载波频率降低至预设的载波频率下限;当第二温度阈值≤功率模块的温度<第一温度阈值时,先采用两相调制算法对功率模块进行控制,一段时间后,如果功率模块的温度仍然大于或等于第二温度阈值,则再开始降低功率模块的载波频率。例如,从当前载波频率(如6kHz)开始,每隔一定的时间(如30s)按照一定的频率步长(如500Hz)逐步降低载波频率,直至载波频率降低至预设的载波频率下限(如2kHz),或者功率模块的温度小于第二温度阈值。从而根据不同的温度等级,通过改变功率模块的调制算法和载波频率来逐步降低功率模块的开关损耗,实现对功率模块的发热控制,进而将功率模块的温度控制在一定范围,保证系统安全可靠运行。
需要说明的是,在本发明的实施例中,两相调制算法可包括最小相两相调制算法、最大相两相调制算法和最大最小相两相调制算法中的任意一种。
具体而言,在两相调制算法中,不管是最小相两相调制算法、最大相两相调制算法,还是最大最小相两相调制算法,其开关次数均低于三相调制算法,因此在对压缩机进行控制时,当功率模块的温度过高时,可以将三相调制算法切换至两相调制算法中的任意一种以降低开关损耗,进而降低功率模块的发热,实现对功率模块的温度控制。
但是,在两相调制算法中,如图4所示,在一个电压矢量旋转周期内,最小相两相调制算法中有1/3个周期内同一桥臂的上桥臂的功率开关管(简称上管)一直处于关断状态、下桥臂的功率开关管(简称下管)一直处于导通状态,导通损耗使得同一桥臂的下管比上管发热严重。如图5所示,在一个电压矢量旋转周期内,最大相两相调制算法中有1/3个周期内同一桥臂的上管一直处于开通状态、下管一直处于关断状态,导通损耗使得同一桥臂的上管比下管发热严重。如图6所示,在一个电压矢量旋转周期内,最大最小相两相调制算法中有1/6个周期内同一桥臂的上管一直处于开通状态、下管一直处于关断状态,同时有1/6个周期内同一桥臂的上管一直处于关断状态、下管一直处于开通状态,使得同一桥臂的上管与下管的导通损耗相近、发热相似。因而,在本发明的实施例中,优选地,可采用最大最小相两相调制算法来保证功率模块中每个功率开关管发热相同。从而不仅可以实现对功率模块的温度控制,而且可以保证每个功率开关管的发热均衡。
为使本领域技术人员更清楚地了解本发明,图7是根据本发明一个具体示例的变频空调系统中功率模块的发热控制方法的流程图。
如图7所示,该变频空调系统中功率模块的发热控制方法可包括以下步骤:
S101,在每个控制周期检测一次功率模块的温度。
S102,判断功率模块的温度≥温度保护阈值(如95℃,)是否成立。如果是,执行步骤S103;如果否,执行步骤S104。
S103,控制变频压缩机停止运行。
S104,判断功率模块的温度≥第一温度阈值(如85℃,)是否成立。如果是,执行步骤S111;如果否,执行步骤S105。
S105,判断功率模块的温度≥第二温度阈值(如75℃,)是否成立。如果是,执行步骤S106;如果否,在下一个控制周期返回步骤S101。
S106,判断当前是否为两相调制算法。如果是,执行步骤S108;如果否,执行步骤S107。
S107,切换到两相调制算法,计时器清零并开始计时。
S108,计时器是否达到第一预设时间(如30s)。如果是,执行步骤S109;如果否,在下一控制周期返回步骤S101。
S109,以预设频率步长(如500Hz)降低载波频率,计时器清零并开始计时。
S110,判断是否低于预设的载波频率下限(如2kHz)。如果是,执行步骤S111;如果否,在下一控制周期返回步骤S101。
S111,调制算法为两相调制算法,同时载波频率设为载波频率下限。
综上所述,根据本发明实施例的变频空调系统中功率模块的发热控制方法,实时检测功率模块的温度,并判断功率模块的温度是否大于等于预设的温度保护阈值。如果功率模块的温度大于等于预设的温度保护阈值,则通过控制功率模块以使压缩机停止运行;如果功率模块的温度小于预设的温度保护阈值,则通过改变功率模块的调制算法和/或改变功率模块的载波频率,以调节功率模块的温度。从而通过改变功率模块的调制算法和载波频率来改变功率模块的开关损耗,实现对功率模块的发热控制,进而保证系统安全可靠运行。
下面详细描述本发明实施例的变频空调系统中功率模块的发热控制装置。如图1所示,变频空调系统中功率模块的发热控制装置可包括:温度检测模块10和控制模块20。
其中,温度检测模块10用于检测功率模块的温度,控制模块20用于判断功率模块的温度是否大于等于预设的温度保护阈值,如果功率模块的温度大于等于预设的温度保护阈值,控制模块20则通过控制功率模块以使压缩机停止运行;如果功率模块的温度小于预设的温度保护阈值,控制模块20则通过改变功率模块的调制算法和/或改变功率模块的载波频率,以调节功率模块的温度。其中,预设的温度保护阈值可为95℃。
根据本发明的一个实施例,温度检测模块10通过设置在功率模块表面的温度传感器30或者集成在功率模块内部的温度检测组件(图中未具体示出)检测功率模块的温度。
具体而言,可以将温度传感器30设置在功率模块表面,并与功率模块充分接触(充分接触时的传热性较好),通过该温度传感器实时检测功率模块的温度;或者,直接采用集成有温度检测组件的功率模块,通过集成的温度检测组件实时检测功率模块的温度,例如,温度检测组件可以为NTC热敏电阻。
在压缩机运行过程中,控制模块20可以通过温度检测模块10实时检测功率模块的温度,并对其进行判断。当功率模块的温度≥温度保护阈值时,说明当前功率模块的温度已经超过功率模块的最大允许温度,此时需要控制压缩机停止运行,防止因温度过高导致系统发生损坏;当功率模块的温度<温度保护阈值时,可以通过改变功率模块的调制算法、或者改变功率模块的载波频率、或者同时改变功率模块的调制算法和载波频率,以将功率模块的开关损耗控制在一定范围内,从而实现对功率模块的发热控制,进而将功率模块的温度控制在一定范围,保证系统安全可靠运行。
根据本发明的一个实施例,当功率模块的温度小于预设的温度保护阈值时,控制模块20还判断功率模块的温度是否大于等于第一温度阈值,其中,如果功率模块的温度大于等于第一温度阈值,控制模块20则采用两相调制算法对功率模块进行控制,同时降低功率模块的载波频率至预设的载波频率下限。其中,第一温度阈值可以为85℃,载波频率下限可以为2kHz。
根据本发明的一个实施例,当功率模块的温度小于第一温度阈值时,控制模块20还判断功率模块的温度是否大于等于第二温度阈值,其中,如果功率模块的温度大于等于第二温度阈值,控制模块20则采用两相调制算法对功率模块进行控制,同时通过计时器开始计时;当计时器的计时时间达到第一预设时间时,如果功率模块的温度仍然大于等于第二温度阈值,控制模块20则降低功率模块的载波频率。其中,预设的温度保护阈值>第一温度阈值>第二温度阈值,例如,第一预设时间可以为30s,第二温度阈值可以为75℃。
进一步地,根据本发明的一个实施例,在降低功率模块的载波频率的过程中,控制模块20每隔第一预设时间以预设频率步长降低功率模块的载波频率,直至功率模块的载波频率降低至预设的载波频率下限或者功率模块的温度小于第二温度阈值。预设频率步长可以为500Hz。
具体而言,当第一温度阈值≤功率模块的温度<温度保护阈值时,控制模块20将采用两相调制算法对功率模块进行控制,并将功率模块的载波频率降低至预设的载波频率下限;当第二温度阈值≤功率模块的温度<第一温度阈值时,控制模块20先采用两相调制算法对功率模块进行控制,一段时间后,如果功率模块的温度仍然大于或等于第二温度阈值,控制模块20则再开始降低功率模块的载波频率。例如,从当前载波频率(如6kHz)开始,每隔一定的时间(如30s)按照一定的频率步长(如500Hz)逐步降低载波频率,直至载波频率降低至预设的载波频率下限(如2kHz),或者功率模块的温度小于第二温度阈值。从而根据不同的温度等级,通过改变功率模块的调制算法和载波频率来逐步降低功率模块的开关损耗,实现对功率模块的发热控制,进而将功率模块的温度控制在一定范围,保证系统安全可靠运行。
需要说明的是,在本发明的实施例中,两相调制算法可包括最小相两相调制算法、最大相两相调制算法和最大最小相两相调制算法中的任意一种。
具体而言,在两相调制算法中,不管是最小相两相调制算法、最大相两相调制算法,还是最大最小相两相调制算法,其开关次数均低于三相调制算法,因此在对压缩机进行控制时,当功率模块的温度过高时,控制模块20可以将三相调制算法切换至两相调制算法中的任意一种以降低开关损耗,进而降低功率模块的发热,实现对功率模块的温度控制。
但是,在两相调制算法中,如图4所示,在一个电压矢量旋转周期内,最小相两相调制算法中有1/3个周期内同一桥臂的上桥臂的功率开关管(简称上管)一直处于关断状态、下桥臂的功率开关管(简称下管)一直处于导通状态,导通损耗使得同一桥臂的下管比上管发热严重。如图5所示,在一个电压矢量旋转周期内,最大相两相调制算法中有1/3个周期内同一桥臂的上管一直处于开通状态、下管一直处于关断状态,导通损耗使得同一桥臂的上管比下管发热严重。如图6所示,在一个电压矢量旋转周期内,最大最小相两相调制算法中有1/6个周期内同一桥臂的上管一直处于开通状态、下管一直处于关断状态,同时有1/6个周期内同一桥臂的上管一直处于关断状态、下管一直处于开通状态,使得同一桥臂的上管与下管的导通损耗相近、发热相似。因而,在本发明的实施例中,优选地,控制模块20可采用最大最小相两相调制算法来保证功率模块中每个功率开关管发热相同。从而不仅可以实现对功率模块的温度控制,而且可以保证每个功率开关管的发热均衡。
需要说明的是,在本公开的变频空调系统中功率模块的发热控制装置中未披露的细节,可以参考本公开的变频空调系统中功率模块的发热控制方法中所披露的细节,具体这里不再赘述。
根据本发明实施例的变频空调系统中功率模块的发热控制装置,通过温度检测模块实时检测功率模块的温度,并通过控制模块判断功率模块的温度是否大于等于预设的温度保护阈值。如果功率模块的温度大于等于预设的温度保护阈值,控制模块则通过控制功率模块以使压缩机停止运行;如果功率模块的温度小于预设的温度保护阈值,控制模块则通过改变功率模块的调制算法和/或改变功率模块的载波频率,以调节功率模块的温度。从而通过改变功率模块的调制算法和载波频率来改变功率模块的开关损耗,实现对功率模块的发热控制,进而保证系统安全可靠运行。
此外,本发明的实施例还提出了一种变频空调系统,其包括上述的变频空调系统中功率模块的发热控制装置,具体这里不再详述。
本发明实施例的变频空调系统,通过上述的变频空调系统中功率模块的发热控制装置,能够通过改变功率模块的调制算法和载波频率来改变功率模块的开关损耗,从而实现对功率模块的发热控制,进而保证系统安全可靠运行。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。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在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (14)
1.一种变频空调系统中功率模块的发热控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
检测所述功率模块的温度;
判断所述功率模块的温度是否大于等于预设的温度保护阈值;
如果所述功率模块的温度大于等于所述预设的温度保护阈值,则通过控制所述功率模块以使压缩机停止运行;
如果所述功率模块的温度小于所述预设的温度保护阈值,则通过改变所述功率模块的调制算法和/或改变所述功率模块的载波频率,以调节所述功率模块的温度。
2.根据权利要求1所述的变频空调系统中功率模块的发热控制方法,其特征在于,当所述功率模块的温度小于所述预设的温度保护阈值时,还判断所述功率模块的温度是否大于等于第一温度阈值,其中,
如果所述功率模块的温度大于等于所述第一温度阈值,则采用两相调制算法对所述功率模块进行控制,同时降低所述功率模块的载波频率至预设的载波频率下限。
3.根据权利要求2所述的变频空调系统中功率模块的发热控制方法,其特征在于,当所述功率模块的温度小于所述第一温度阈值时,还判断所述功率模块的温度是否大于等于第二温度阈值,其中,
如果所述功率模块的温度大于等于所述第二温度阈值,则采用所述两相调制算法对所述功率模块进行控制,同时开始计时;
当计时时间达到第一预设时间时,如果所述功率模块的温度仍然大于等于所述第二温度阈值,则降低所述功率模块的载波频率。
4.根据权利要求3所述的变频空调系统中功率模块的发热控制方法,其特征在于,在降低所述功率模块的载波频率的过程中,每隔所述第一预设时间以预设频率步长降低所述功率模块的载波频率,直至所述功率模块的载波频率降低至所述预设的载波频率下限或者所述功率模块的温度小于所述第二温度阈值。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的变频空调系统中功率模块的发热控制方法,其特征在于,所述两相调制算法包括最小相两相调制算法、最大相两相调制算法和最大最小相两相调制算法中的任意一种。
6.根据权利要求3所述的变频空调系统中功率模块的发热控制方法,其特征在于,所述预设的温度保护阈值>所述第一温度阈值>所述第二温度阈值。
7.一种变频空调系统中功率模块的发热控制装置,其特征在于,包括:
温度检测模块,用于检测所述功率模块的温度;
控制模块,用于判断所述功率模块的温度是否大于等于预设的温度保护阈值,其中,
如果所述功率模块的温度大于等于所述预设的温度保护阈值,所述控制模块则通过控制所述功率模块以使压缩机停止运行;
如果所述功率模块的温度小于所述预设的温度保护阈值,所述控制模块则通过改变所述功率模块的调制算法和/或改变所述功率模块的载波频率,以调节所述功率模块的温度。
8.根据权利要求7所述的变频空调系统中功率模块的发热控制装置,其特征在于,当所述功率模块的温度小于所述预设的温度保护阈值时,所述控制模块还判断所述功率模块的温度是否大于等于第一温度阈值,其中,
如果所述功率模块的温度大于等于所述第一温度阈值,所述控制模块则采用两相调制算法对所述功率模块进行控制,同时降低所述功率模块的载波频率至预设的载波频率下限。
9.根据权利要求8所述的变频空调系统中功率模块的发热控制装置,其特征在于,当所述功率模块的温度小于所述第一温度阈值时,所述控制模块还判断所述功率模块的温度是否大于等于第二温度阈值,其中,
如果所述功率模块的温度大于等于所述第二温度阈值,所述控制模块则采用所述两相调制算法对所述功率模块进行控制,同时通过计时器开始计时;
当所述计时器的计时时间达到第一预设时间时,如果所述功率模块的温度仍然大于等于所述第二温度阈值,所述控制模块则降低所述功率模块的载波频率。
10.根据权利要求9所述的变频空调系统中功率模块的发热控制装置,其特征在于,在降低所述功率模块的载波频率的过程中,所述控制模块每隔所述第一预设时间以预设频率步长降低所述功率模块的载波频率,直至所述功率模块的载波频率降低至所述预设的载波频率下限或者所述功率模块的温度小于所述第二温度阈值。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的变频空调系统中功率模块的发热控制装置,其特征在于,所述两相调制算法包括最小相两相调制算法、最大相两相调制算法和最大最小相两相调制算法中的任意一种。
12.根据权利要求9所述的变频空调系统中功率模块的发热控制装置,其特征在于,所述预设的温度保护阈值>所述第一温度阈值>所述第二温度阈值。
13.根据权利要求7-12中任一项所述的变频空调系统中功率模块的发热控制装置,其特征在于,所述温度检测模块通过设置在所述功率模块表面的温度传感器或者集成在所述功率模块内部的温度检测组件检测所述功率模块的温度。
14.一种变频空调系统,其特征在于,包括根据权利要求7-13中任一项所述的变频空调系统中功率模块的发热控制装置。
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