CN106655802B - 可检出配线状态的脉幅调制电路和配线状态检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可检出配线状态的脉幅调制电路，包含：整流电路，其输入端电路连接系统电源；电抗器电路，其电路连接整流电路输出端；第一DIP‑IPM智能功率模块，其输入端电路连接电抗器电路；第二DIP‑IPM智能功率模块，其输入端电路连接第一DIP‑IPM智能功率模块，输出端电路连接压缩机马达；电流检出电路，其连接并检测第一DIP‑IPM智能功率模块各相接收驱动信号时，第一DIP‑IPM智能功率模块中各相的电流信号。本发明通过电流检出电路在空调机刚上电或PAM回路工作前检测第一DIP‑IPM智能功率模块每相收到驱动信号时的电流信号，判定脉幅调制电路的配线情况，保证脉幅调制电路所在设备正常工作，避免设备损坏。

Description

可检出配线状态的脉幅调制电路和配线状态检测方法
技术领域
本发明涉及一种空调变频技术，具体涉及一种可检出配线状态的脉幅调制电路和配线状态检测方法。
背景技术
为了满足IEC及GB的谐波电流标准，在变频空调机的变频回路中，都使用有PAM（Pulse Amplitude Modulation，脉幅调制）回路，在变频机PAM回路使用DIP-IPM的情况下，3-5匹（HP）空调使用其2个回路，6-8匹（HP）空调使用其3个回路。
在PAM回路中，每个回路需接一个电抗器。使用2个回路、2个电抗器的，存在未配线及误配线的可能性。使用3个回路、3个电抗器的，存在未配线的可能性。如果出现上述错误情况，却让机器继续运转的话，机器不能正常工作且会损坏机器。
发明内容
本发明提供一种可检出配线状态的脉幅调制电路和配线状态检测方法，能实现判断是否配线正常，保证设备运转正常。
为实现上述目的，本发明提供一种可检出配线状态的脉幅调制电路，其特点是，该电路包含：
整流电路，其输入端电路连接系统电源；
电抗器电路，其电路连接整流电路输出端，改善功率因数并使机组满足谐波电流标准；
第一DIP-IPM智能功率模块，其输入端电路连接电抗器电路；
第二DIP-IPM智能功率模块，其输入端电路连接第一DIP-IPM智能功率模块，输出端电路连接压缩机马达；
上述第一DIP-IPM智能功率模块还电路连接有电流检出电路，检测第一DIP-IPM智能功率模块各相接收驱动信号时，第一DIP-IPM智能功率模块中各相的电流信号。
上述电抗器电路包含若干并联的电抗器。
上述第一DIP-IPM智能功率模块包含三相IGBT组，每相IGBT组含一个下桥臂IGBT与一个上桥臂IGBT；电抗器电路中的每一路电抗器分别对应电路连接到一相IGBT组中下桥臂的IGBT的集电极和上桥臂的IGBT的发射极；每相IGBT组中的下桥臂的IGBT的发射极和上桥臂的IGBT的集电极电路连接第二DIP-IPM智能功率模块。
上述电流检出电路采用直流变流器。
上述第一DIP-IPM智能功率模块与第二DIP-IPM智能功率模块之间电路连接有平滑直流电压的平滑电容。
一种上述脉幅调制电路的配线状态检测方法，其特点是，该检测方法包含：
电流检出电路检测第一DIP-IPM智能功率模块的电流信号；
当第一DIP-IPM智能功率模块接收某一相的驱动信号时，电流检出电路没有检测到电流信号，则判定该相配线有误或未配线。
当第一DIP-IPM智能功率模块接收每一相的驱动信号，电流检出电路都检测到电流信号，则判定脉幅调制电路配线正常。
上述电流检出电路重复检测每相接收驱动信号时的电流信号两次或两次以上。
上述当判定配线有误或未配线，则控制脉幅调制电路所在设备停止工作并告警。
上述电流检出电路在空调机刚上电或PAM回路工作前检测第一DIP-IPM智能功率模块的电流信号。
本发明可检出配线状态的脉幅调制电路和配线状态检测方法和现有技术相比，其优点在于，本发明设有电流检出电路在空调机刚上电或PAM回路工作前检测脉幅调制电路中第一DIP-IPM智能功率模块的电流信号，检测每相收到驱动信号时的电流信号，根据电流信号判定脉幅调制电路的配线情况，保证脉幅调制电路所在设备的正常工作，避免设备损坏。
附图说明
图1为脉幅调制电路的实施例一的电路图；
图2为实施例一配线正常的波形图；
图3为实施例一V相误配线的波形图；
图4为实施例一U相误配线的波形图；
图5为脉幅调制电路的实施例二的电路图；
图6为实施例二配线正常的波形图；
图7为实施例二U相未配线的波形图；
图8为实施例二V相未配线的波形图；
图9为实施例二W相未配线的波形图。
具体实施方式
以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。
如图1所示，为一种可检出配线状态的脉幅调制电路的实施例一，该实施例公开了一种适用3-5匹（HP）空调接两个回路情况的脉幅调制电路。该脉幅调制电路包含：电路连接系统电源110的整流电路（DB）201、电路连接整流电路201输出端的电抗器电路101、电路连接整流电路201输出端的电流检出电路（DCCT）140、电路连接电抗器电路101和电流检出电路140的第一DIP-IPM智能功率模块102、电路连接第一DIP-IPM智能功率模块102的第二DIP-IPM智能功率模块301，第二DIP-IPM智能功率模块301连接至压缩机马达170。
整流电流201用于对系统电源110输出的交流电进行整流，输出直流电源。
电抗器电路101包含两个并联电抗器：第一电抗器L1和第二电抗器L2，用于改善功率因数并使机组满足谐波电流标准。
第一DIP-IPM智能功率模块102包含六个IGBT（绝缘栅双极型晶体管），第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT、第四IGBT、第五IGBT和第六IGBT。第一IGBT和第二IGBT组成一相IGBT组，第一IGBT为上桥臂IGBT，第二IGBT为下桥臂IGBT；第三IGBT和第四IGBT组成一相IGBT组，第三IGBT为上桥臂IGBT，第四IGBT为下桥臂IGBT；第五IGBT和第六IGBT组成一相IGBT组，第五IGBT为上桥臂IGBT，第六IGBT为下桥臂IGBT。
第一IGBT的二极管D1正极连接第二IGBT的三极管Q1集电极，第三IGBT的二极管D2正极连接第四IGBT的三极管Q2集电极，第五IGBT的二极管D3正极连接第六IGBT的三极管Q3集电极。
第一IGBT的二极管D1与第二IGBT的三极管Q1之间设有U端，第三IGBT的二极管D2与第四IGBT的三极管Q2之间设有V端。第五IGBT的二极管D3和第六IGBT的三极管Q3之间设有W端，但本实施例一中W端不电路连接外部。
第一DIP-IPM智能功率模块102中，第一IGBT的二极管D1、第三IGBT的二极管D2和第五IGBT的二极管D3的负极电路连接第二DIP-IPM智能功率模块301。第二IGBT的三极管Q1、第四IGBT的三极管Q2和第六IGBT的三极管Q3的发射极电路连接第二DIP-IPM智能功率模块301。
并且，第二IGBT的三极管Q1、第四IGBT的三极管Q2和第六IGBT的三极管Q3的门极电路连接下桥驱动模块LVIC，下桥驱动模块LVIC电路连接两路驱动信号：a1、a2，分别驱动第二IGBT的三极管Q1和第四IGBT的三极管Q2。
整流电路201的输出端通过电抗器电路101中的第一电抗器L1电路连接至U端（即第二IGBT的三极管Q1的集电极和第一IGBT的三极管D1的正极）；整流电路201的输出端还通过第二电抗器L2电路连接至V端（即第四IGBT的三极管Q2的集电极和第三IGBT的二极管D2的正极）。
整流电路201的输出端还连接电流检出电路140，电流检出电路140采用DCCT，电流检出电路140电路连接第二IGBT的三极管Q1、第四IGBT的三极管Q2和第六IGBT的三极管Q3的发射极。电流检出电路140用于在空调机刚上电或PAM回路工作前监测脉幅调制电路在驱动信号a1和驱动信号a2输出至第一DIP-IPM智能功率模块102产生的电流信号。
第一DIP-IPM智能功率模块102与第二DIP-IPM智能功率模块301之间还连接有平滑电容，用于使直流电压更平滑。
本实施例一的脉幅调制电路检出电抗器的工作原理如下：
S1.1、空调机与电源连接后，系统电源110输出电源电压。
S1.2、在电源电压峰值点时，驱动信号a1通过下桥驱动模块LVIC给予第二IGBT的三极管Q1的门极脉冲信号，使第二IGBT的三极管Q1中的三极管导通，这样，系统电源110、整流电路（DB）201、电抗器电路101中的第一电抗器L1、第二IGBT的三极管Q1、电流检出电路（DCCT）140形成回路，同时电流检出电路140检测第一DIP-IPM智能功率模块102此时PAM-U相的电流信号，根据电流信号判断PAM-U相是否配线正常。
S1.3、在下一个电源电压周期的峰值点时，驱动信号a2通过下桥驱动模块LVIC给予第四IGBT的三极管Q2的门极脉冲信号，使第四IGBT的三极管Q2中的三极管导通，这样，系统电源110、整流电路（DB）201、电抗器电路101中的第二电抗器L2、第四IGBT的三极管Q2、电流检出电路（DCCT）140形成回路，同时电流检出电路140检测第一DIP-IPM智能功率模块102此时PAM-V相的电流信号，根据电流信号判断PAM-V相是否配线正常。
S1.4、重复S1.2和S1.3, 进行2次或以上S1.2和S1.3的检测。
具体实例如图1并结合图2所示，在电源电压峰值点时，通过下桥驱动模块LVIC给予第二IGBT的三极管Q1的门极脉冲信号，使第二IGBT的三极管Q1中的三极管导通，这样，系统电源110、整流电路（DB）201、电抗器电路101中的第一电抗器L1、第二IGBT的三极管Q1、电流检出电路（DCCT）140形成回路，同时电流检出电路140检测到如图2中DCCT检出电流所示的第一个电流信号，该电流信号与驱动信号a1（对应PAM-U相）对应。
在下一个电源周期的峰值点时，通过下桥驱动模块LVIC给予第四IGBT的三极管Q2的门极脉冲信号，使第四IGBT的三极管Q2中的三极管导通，这样，系统电源110、整流电路（DB）201、电抗器电路101中的第二电抗器L2、第四IGBT的三极管Q2、电流检出电路（DCCT）140形成回路，同时电流检出电路140检测到如图2中DCCT检出电流的第二个电流信号，该电流信号与驱动信号a2（对应PAM-V相）对应。
如此进行2次或以上的检测。
如图2所示，驱动信号a1（对应PAM-U相）和驱动信号a2（对应PAM-V相）都在电源电压处于峰值点时输出驱动信号，每两个电源周期的峰值点驱动信号a1输出一个信号，每两个电源周期的峰值点驱动信号a2输出一个信号，驱动信号a1和驱动信号a2输出的驱动信号之间相差一个电源周期，实现在电源电压的峰值点驱动信号a1和驱动信号a2相间隔输出驱动信号。
在系统电源110供电时，若电流检出电路140检测得到的波形为：在驱动信号a1和驱动信号a2输出时，都检测到电流信号，则判断配线正常。
若误配线，如接到U、W端或V、W端，或若未配线，即U、V中只要有一个未接入，电流检出电路140都不能检知得到正常的波形。
如图3所示，在系统电源110供电时，若电流检出电路140检测得到的波形为：在驱动信号a1输出时检测得到电流信号，而驱动信号a2输出时未检测到电流信号，则判断PAM-V相发生误配线，即两路配线连接到U端和W端或者仅连接到U端，导致V端未接入。
如图4所示，在系统电源110供电时，若电流检出电路140检测得到的波形为：在驱动信号a2输出时检测得到电流信号，而驱动信号a1输出时未检测到电流信号，则判断PAM-U相发生误配线，即两路配线连接到V端和W端或者仅连接到V端，导致U端未接入。
上述都检测2次，2次结果正确即判断为配电正常。如出现异常，机器就停止运转并报警，从而保护机器不受到损坏。
如图5所示，为一种可检出配线状态的脉幅调制电路的实施例二，该实施例公开了一种适用5-6匹（HP）空调接三个回路情况的脉幅调制电路。该脉幅调制电路包含：电路连接系统电源110的整流电路（DB）201、电路连接整流电路201输出端的电抗器电路101、电路连接整流电路201输出端的电流检出电路（DCCT）140、电路连接电抗器电路101和电流检出电路140的第一DIP-IPM智能功率模块102、电路连接第一DIP-IPM智能功率模块102的第二DIP-IPM智能功率模块301，第二DIP-IPM智能功率模块301连接至压缩机马达170。
整流电路201用于对系统电源110输出的交流电进行整流，输出直流电源。
电抗器电路101包含三个并联电抗器：第一电抗器L1、第二电抗器L2和第三电抗器L3，用于改善功率因数并使机组满足谐波电流标准。
第一DIP-IPM智能功率模块102包含六个IGBT：第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT、第四IGBT、第五IGBT和第六IGBT。第一IGBT和第二IGBT组成一相IGBT组，第一IGBT为上桥臂IGBT，第二IGBT为下桥臂IGBT；第三IGBT和第四IGBT组成一相IGBT组，第三IGBT为上桥臂IGBT，第四IGBT为下桥臂IGBT；第五IGBT和第六IGBT组成一相IGBT组，第五IGBT为上桥臂IGBT，第六IGBT为下桥臂IGBT。
第一IGBT的二极管D1正极连接第二IGBT的三极管Q1集电极，第三IGBT的二极管D2正极连接第四IGBT的三极管Q2集电极，第五IGBT的二极管D3正极连接第六IGBT的三极管Q3集电极。
第一IGBT的二极管D1与第二IGBT的三极管Q1之间设有U端，第三IGBT的二极管D2与第四IGBT的三极管Q2之间设有V端。第五IGBT的二极管D3和第六IGBT的三极管Q3之间设有W端。
第一DIP-IPM智能功率模块102中，第一IGBT的二极管D1、第三IGBT的二极管D2和第五IGBT的二极管D3的负极电路连接第二DIP-IPM智能功率模块301。第二IGBT的三极管Q1、第四IGBT的三极管Q2和第六IGBT的三极管Q3的发射极电路连接第二DIP-IPM智能功率模块301。
并且，第二IGBT的三极管Q1、第四IGBT的三极管Q2、第六IGBT的三极管Q3的门极电路连接下桥驱动模块LVIC，下桥驱动模块LVIC电路连接三路驱动信号：b1、b2、b3，分别驱动第二IGBT的三极管Q1、第四IGBT的三极管Q2、第六IGBT的三极管Q3。
整流电路201的输出端通过电抗器电路101中的第一电抗器L1电路连接至U端（即第二IGBT的三极管Q1的集电极和第一IGBT的二极管D1的正极）；整流电路201的输出端还通过第二电抗器L2电路连接至V端（即第四IGBT的三极管Q2的集电极和第三IGBT的二极管D2的正极）；整流电路201的输出端还通过第三电抗器L3电路连接至W端（即第六IGBT的三极管Q3的集电极和第五IGBT的二极管D3的正极）。
整流电路201的输出端还连接电流检出电路140（DCCT），电流检出电路140电路连接第二IGBT的三极管Q1、第四IGBT的三极管Q2和第六IGBT的三极管Q3的发射极。电流检出电路140用于在空调机刚上电或PAM回路工作前监测脉幅调制电路在驱动信号b1、驱动信号b2、驱动信号b3输出至第一DIP-IPM智能功率模块102产生的电流信号。
第一DIP-IPM智能功率模块102与第二DIP-IPM智能功率模块301之间还连接有平滑电容C，用于使直流电压更平滑。
本实施例二的脉幅调制电路检出电抗器的工作原理如下：
S2.1、空调机与电源连接后，系统电源110输出交流电源。
S2.2、在电源电压峰值点时，驱动信号b1通过下桥驱动模块LVIC给予第二IGBT的三极管Q1的门极脉冲信号，使第二IGBT的三极管Q1中的三极管导通，这样，系统电源110、整流电路（DB）201、电抗器电路101中的第一电抗器L1、第二IGBT的三极管Q1、电流检出电路（DCCT）140形成回路。同时电流检出电路140检测第一DIP-IPM智能功率模块102此时PAM-U相的电流信号，根据电流信号判断PAM-U相是否配线正常。
S2.3、在下一个电源周期的峰值点时，驱动信号b2通过下桥驱动模块LVIC给予第四IGBT的三极管Q2的门极脉冲信号，使第四IGBT的三极管Q2中的三极管导通，这样，系统电源110、整流电路（DB）201、电抗器电路101中的第二电抗器L2、第四IGBT的三极管Q2、电流检出电路（DCCT）140形成回路，同时电流检出电路140检测到第一DIP-IPM智能功率模块102此时PAM-V相的电流信号，根据电流信号判断PAM-V相是否配线正常。
S2.4、在下一个电源周期的峰值点时，驱动信号b3通过下桥驱动模块LVIC给予第六IGBT的三极管Q3的门极脉冲信号，使第六IGBT的三极管Q3中的三极管导通，这样，系统电源110、整流电路（DB）201、电抗器电路101中的第三电抗器L3、第六IGBT的三极管Q3、电流检出电路（DCCT）140形成回路，同时电流检出电路140检测到第一DIP-IPM智能功率模块102此时PAM-W相的电流信号，根据电流信号判断PAM-W相是否配线正常。
S2.5、如此进行2次或以上的检测。重复S2.2、S2.3和S2.4，循环进行2次或以上S2.2、S2.3和S2.4的检测。
具体实例如图5并结合图6所示，在电源电压峰值点时，通过下桥驱动模块LVIC给予第二IGBT的三极管Q1的门极脉冲信号，使第二IGBTQ1中的三极管导通，这样，系统电源110、整流电路（DB）201、电抗器电路101中的第一电抗器L1、第二IGBT的三极管Q1、电流检出电路（DCCT）140形成回路，同时电流检出电路140检测到如图6中DCCT检出电流所示的第一个电流信号，该电流信号与驱动信号b1（对应PAM-U相）对应。
在下一个电源周期的峰值点时，通过下桥驱动模块LVIC给予第四IGBT的三极管Q2的门极脉冲信号，使第四IGBT的三极管Q2中的三极管导通，这样，系统电源110、整流电路（DB）201、电抗器电路101中的第二电抗器L2、第四IGBT的三极管Q2、电流检出电路（DCCT）140形成回路，同时电流检出电路140检测到如图6中DCCT检出电流的第二个电流信号，该电流信号与驱动信号b2（对应PAM-V相）对应。
在下一个电源周期的峰值点时，通过下桥驱动模块LVIC给予第六IGBT的三极管Q3的门极脉冲信号，使第六IGBT的三极管Q3中的三极管导通，这样，系统电源110、整流电路（DB）201、电抗器电路101中的第三电抗器L3、第六IGBT的三极管Q3、电流检出电路（DCCT）140形成回路，同时电流检出电路140检测到如图6中DCCT检出电流的第三个电流信号，该电流信号与驱动信号b3（对应PAM-V相）对应。
如此进行2次或以上的检测。
如图6所示，在系统电源110供电时，若电流检出电路140检测得到的波形为：在驱动信号b1、驱动信号b2和驱动信号b3分别输出时，都检测到电流信号，则判断配线正常。
若未配线，U、W、V中只要有一个未接入，电流检出电路140都不能检知到正常的波形。
如图7所示，在系统电源110供电时，若电流检出电路140检测得到的波形为：在驱动信号b2和驱动信号b3输出时检测得到电流信号，而驱动信号b1输出时未检测到电流信号，则判断PAM-U相发生未配线，即有一路配线未连接，且为U端未接入。
如图8所示，在系统电源110供电时，若电流检出电路140检测得到的波形为：在驱动信号b1相和驱动信号b3相输出时检测得到电流信号，而驱动信号b2输出时未检测到电流信号，则判断PAM-V相发生未配线，即有一路配线未连接，且为V端未接入。
如图9所示，在系统电源110供电时，若电流检出电路140检测得到的波形为：在驱动信号b2和驱动信号b1输出时检测得到电流信号，而驱动信号b3输出时未检测到电流信号，则判断PAM-W相发生未配线，即有一路配线未连接，且为W端未接入。
上述都检测2次，2次结果正确即判断为配电正常。如出现异常，机器就停止运转并报警，从而保护机器不受到损坏。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种可检出配线状态的脉幅调制电路，其特征在于，该电路包含：
整流电路，其输入端电路连接系统电源；
电抗器电路，其电路连接整流电路输出端，改善功率因数并使机组满足谐波电流标准；
第一DIP-IPM智能功率模块，其输入端电路连接电抗器电路；
第二DIP-IPM智能功率模块，其输入端电路连接第一DIP-IPM智能功率模块，输出端电路连接压缩机马达；
所述第一DIP-IPM智能功率模块还电路连接有电流检出电路，检测第一DIP-IPM智能功率模块各相接收驱动信号时，第一DIP-IPM智能功率模块中各相的电流信号；
当第一DIP-IPM智能功率模块接收某一相的驱动信号时，电流检出电路没有检测到电流信号，则判定该相配线有误或未配线。
2.如权利要求1所述的可检出配线状态的脉幅调制电路，其特征在于，所述第一DIP-IPM智能功率模块包含三相IGBT组，每相IGBT组含一个下桥臂IGBT与一个上桥臂IGBT；电抗器电路中的每一路电抗器分别对应电路连接到一相IGBT组中下桥臂的IGBT的集电极和上桥臂的IGBT的发射极；每相IGBT组中的下桥臂的IGBT的发射极和上桥臂的IGBT的集电极电路连接第二DIP-IPM智能功率模块。
3.如权利要求1所述的可检出配线状态的脉幅调制电路，其特征在于，所述电流检出电路采用直流变流器。
4.如权利要求1所述的可检出配线状态的脉幅调制电路，其特征在于，所述第一DIP-IPM智能功率模块与第二DIP-IPM智能功率模块之间电路连接有平滑直流电压的平滑电容。
5.一种如权利要求1至4中任意一项权利要求所述脉幅调制电路的配线状态检测方法，其特征在于，该检测方法包含：
电流检出电路检测第一DIP-IPM智能功率模块的电流信号；
当第一DIP-IPM智能功率模块接收某一相的驱动信号时，电流检出电路没有检测到电流信号，则判定该相配线有误或未配线。
6.如权利要求5所述配线状态检测方法，其特征在于，当第一DIP-IPM智能功率模块接收每一相的驱动信号，电流检出电路都检测到电流信号，则判定脉幅调制电路配线正常。
7.如权利要求5或6所述配线状态检测方法，其特征在于，所述电流检出电路重复检测每相接收驱动信号时的电流信号两次或两次以上。
8.如权利要求5所述配线状态检测方法，其特征在于，所述当判定配线有误或未配线，则控制脉幅调制电路所在设备停止工作并告警。
9.如权利要求5所述配线状态检测方法，其特征在于，所述电流检出电路在空调机刚上电或PAM回路工作前检测第一DIP-IPM智能功率模块的电流信号。
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