CN106786440A - 过流保护电路、电机和空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种过流保护电路、电机和空调器，其中，过流保护电路包括：温敏电阻，与分压电阻串联设于参考模块中，温敏电阻的阻值随着温度线性变化，以使参考模块输出任一温度对应的一个分压值，其中，任一分压值小于电机的退磁电流对应的电压值。通过本发明的技术方案，可以随温度变化调整过流保护的阈值，提高了整机运行的可靠性。

Description

过流保护电路、电机和空调器

技术领域

本发明涉及电路技术领域，具体而言，涉及一种过流保护电路、一种电机和一种空调器。

背景技术

如压缩机、电机、发动机等三相负载设备在工作过程中，通常需要设置功率模块对其进行驱动和过流保护，功率芯片尤其是智能功率芯片(Intelligent Power Module，简称IPM)以其小体积、负载电流大和响应速度快等优点被广泛应用于大型用电设备的驱动控制电路中，为了保证功率芯片的可靠性，通常在其外围设置保护电路，主要是用于限流保护的作用。其中，过流保护的作用主要在于保护三相负载设备不被过流烧毁，尤其是电机而言，应该避免电流超过退磁电流导致电机永久失效。

相关技术中，过流保护电路如图1所示，功率芯片的过流保护电路包括依次串联连接于负载采样端(采样模块102中的P+端)和过流保护模块(连接至功率芯片内部的过流保护模块)之间的无感电阻R1’和低通滤波模块104(图1中所示的电阻R2’和电容C’)，无感电阻R1’电压经过电阻R2’和电容C’组成的低通滤波模块104输入到模块内部的过流保护模块(过流保护端口)。

如图2所示，退磁电流是随温度升高而近似线性降低的，通常采用微处理器动态设置参考信号来适应退磁电流的变化，但是，当微处理器的内存占用率过高时，无法及时调整参考信号，因此，无法可靠地避免电机退磁。

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过流保护电路。

本发明的另一个目的在于提出了一种电机。

本发明的再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，提出了一种过流保护电路，包括：温敏电阻，与分压电阻串联设于参考模块中，温敏电阻的阻值随着温度线性变化，以使参考模块输出任一温度对应的一个分压值，其中，任一分压值小于电机的退磁电流对应的电压值。

根据本发明的实施例的过流保护电路，适用于被功率模块驱动的电机，过流保护电路包括电连接的采样模块、比较模块和参考模块，比较模块对采样模块的采样信号和参考模块的参考信号进行比较，并将比较结果输出至功率模块的过流保护端，通过将温敏电阻与分压电阻串联设于参考模块中，温敏电阻的阻值随着温度线性变化，以使参考模块输出任一温度对应的一个分压值，由于温敏电阻通常随温度线性变化，因此，温敏电阻与分压电阻的分压值也随温度线性变化。

退磁电流通常是随温度升高而线性降低的，因此，参考模块输出的参考信号也应该是随着温度升高而降低，并且，任一温度下的参考信号均低于退磁电流对应的电压值，避免了占用微处理器的内存资源，即可主动自发地调整参考信号，提高了过流保护方案的可靠性和及时性。

根据本发明的上述实施例的过流保护电路，还可以具有以下技术特征：

根据本发明的一个实施例，温敏电阻为负温度系数温敏电阻时，分压电阻和负温度系数温敏电阻依次串联连接于第一直流源和地线之间，参考模块输出的分压值与负温度系数温敏电阻的阻值正相关。

在该实施例中，通过将分压电阻和负温度系数温敏电阻依次串联连接于第一直流源和地线之间，参考模块输出的分压值与负温度系数温敏电阻的阻值正相关，在温度升高时，退磁电流线性减小，负温度系数温敏电阻的阻值线性减小，因此，参考模块输出的分压值线性减小，也即，随着温度的升高，减小了过流保护的阈值，同理，在温度升高时，提高了过流保护的阈值。

根据本发明的一个实施例，温敏电阻为正温度系数温敏电阻时，正温度系数温敏电阻和分压电阻依次串联连接于第一直流源和地线之间，参考模块输出的分压值与分压电阻的阻值正相关。

在该实施例中，通过将正温度系数温敏电阻和分压电阻依次串联连接于第一直流源和地线之间，参考模块输出的分压值与分压电阻的阻值正相关，在温度升高时，退磁电流线性减小，正温度系数温敏电阻的阻值线性增大，分压电阻的分压值减小，因此，参考模块输出的分压值线性减小，也即，随着温度的升高，减小了过流保护的阈值，同理，在温度升高时，提高了过流保护的阈值。

根据本发明的一个实施例，还包括：开关模块，开关模块的驱动端连接至比较模块的输出端，开关模块串联于第二直流源与过流保护端之间，其中，在比较模块判定采样信号大于或等于参考信号时，输出端的比较结果触发开关模块导通。

在该实施例中，通过将开关模块的驱动端连接至比较模块的输出端，开关模块串联于第二直流源与过流保护端之间，并不直接将比较结果作为过流保护端的驱动信号，而是通过开关模块的导通将固定的参考信号输入过流保护点，避免比较结果的波动影响过流保护的准确性和可靠性。

根据本发明的一个实施例，开关模块为IGBT晶体管时，驱动端为基极，IGBT晶体管的集电极连接至第二直流源，IGBT晶体管的发射极连接至过流保护端。

在该实施例中，通过设置驱动端为IGBT晶体管的基极，IGBT晶体管的集电极连接至第二直流源，IGBT晶体管的发射极连接至过流保护端，基于IGBT晶体管的快速导通特性，提高了开关模块的响应速率。

根据本发明的一个实施例，开关模块为MOS管时，驱动端为栅极，MOS管的漏极连接至第二直流源，MOS管的源极连接至过流保护端。

在该实施例中，通过设置MOS管的驱动端为栅极，MOS管的漏极连接至第二直流源，MOS管的源极连接至过流保护端，MOS管具备优良的反向恢复特性和耐压特性，可靠性高，可以提高开关模块的可靠性。

根据本发明的一个实施例，还包括：滤波模块，设于采样模块中，包括无感电阻和第一滤波电容，无感电阻的第一端连接至电机的采样输出端，无感电阻的第二端连接至比较器的一个输入端之间，第一滤波电容连接至无感电阻的第二端与地线之间。

在该实施例中，通过在采样模块中设置滤波模块，能够有效滤除采样信号中的交流噪声，提升了比较模块的判断的准确性和可靠性。

根据本发明的一个实施例，还包括：第二滤波电容，并联连接至分压电阻或温敏电阻的两侧。

在该实施例中，通过设置第二滤波电容，并联连接至分压电阻或温敏电阻的两侧，可以减少参考信号中的交流噪声，进而提高参考信号的可靠性，更进一步地提高了比较模块的判断的准确性和可靠性。

本发明第二方面实施例所述的电机，包括本发明第一方面的任一实施例所述的过流保护电路，因此该服务器设备具有上述任一实施例所述的过流保护电路的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明第三方面实施例所述的空调器，包括本发明第二方面的任一实施例所述的电机，因此该空调器具有上述任一实施例所述的电机的全部有益效果，在此不再赘述。

本发明的附加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

图1示出了相关技术中的过流保护电路的示意图；

图2示出了相关技术中的电机的退磁电流随时间变化的示意图；

图3示出了根据本发明的过流保护电路的实施例一的示意图；

图4示出了根据本发明的过流保护电路的实施例二的示意图。

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，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

图3示出了根据本发明的过流保护电路的实施例一的示意图。

图4示出了根据本发明的过流保护电路的实施例二的示意图。

下面结合图3和图4对根据本发明的实施例的过流保护电路进行具体说明。

如图3和图4所示，根据本发明的实施例的过流保护电路包括：温敏电阻R0，与分压电阻R1串联设于参考模块204中，温敏电阻R0的阻值随着温度线性变化，以使参考模块204输出任一温度对应的一个分压值，其中，任一分压值小于电机的退磁电流对应的电压值。

根据本发明的实施例的过流保护电路，适用于被功率模块IPM驱动的电机，过流保护电路包括电连接的采样模块202、比较模块206和参考模块204，比较模块206对采样模块202的采样信号和参考模块204的参考信号进行比较，并将比较结果输出至功率模块IPM的过流保护端ITRIP，通过将温敏电阻R0与分压电阻R1串联设于参考模块204中，温敏电阻R0的阻值随着温度线性变化，以使参考模块204输出任一温度对应的一个分压值，由于温敏电阻R0通常随温度线性变化，因此，温敏电阻R0与分压电阻R1的分压值也随温度线性变化。

退磁电流通常是随温度升高而线性降低的，因此，参考模块204输出的参考信号也应该是随着温度升高而降低，并且，任一温度下的参考信号均低于退磁电流对应的电压值，避免了占用微处理器的内存资源，即可主动自发地调整参考信号，提高了过流保护方案的可靠性和及时性。

根据本发明的上述实施例的过流保护电路，还可以具有以下技术特征：

实施例一：

如图3所示，根据本发明的一个实施例，温敏电阻R0为负温度系数温敏电阻R0时，分压电阻R1和负温度系数温敏电阻R0依次串联连接于第一直流源和地线之间，参考模块204输出的分压值与负温度系数温敏电阻R0的阻值正相关。

在该实施例中，通过将分压电阻R1和负温度系数温敏电阻R0依次串联连接于第一直流源和地线之间，参考模块204输出的分压值与负温度系数温敏电阻R0的阻值正相关，在温度升高时，退磁电流线性减小，负温度系数温敏电阻R0的阻值线性减小，因此，参考模块204输出的分压值线性减小，也即，随着温度的升高，减小了过流保护的阈值，同理，在温度升高时，提高了过流保护的阈值。

实施例二：

如图4所示，根据本发明的一个实施例，温敏电阻R0为正温度系数温敏电阻R0时，正温度系数温敏电阻R0和分压电阻R1依次串联连接于第一直流源和地线之间，参考模块204输出的分压值与分压电阻R1的阻值正相关。

在该实施例中，通过将正温度系数温敏电阻R0和分压电阻R1依次串联连接于第一直流源和地线之间，参考模块204输出的分压值与分压电阻R1的阻值正相关，在温度升高时，退磁电流线性减小，正温度系数温敏电阻R0的阻值线性增大，分压电阻R1的分压值减小，因此，参考模块204输出的分压值线性减小，也即，随着温度的升高，减小了过流保护的阈值，同理，在温度升高时，提高了过流保护的阈值。

根据本发明的一个实施例，还包括：开关模块，开关模块的驱动端连接至比较模块206的输出端，开关模块串联于第二直流源与过流保护端ITRIP之间，其中，在比较模块206判定采样信号大于或等于参考信号时，输出端的比较结果触发开关模块导通。

在该实施例中，通过将开关模块的驱动端连接至比较模块206的输出端，开关模块串联于第二直流源与过流保护端ITRIP之间，并不直接将比较结果作为过流保护端ITRIP的驱动信号，而是通过开关模块的导通将固定的参考信号输入过流保护点，避免比较结果的波动影响过流保护的准确性和可靠性。

根据本发明的一个实施例，开关模块为IGBT晶体管T时，驱动端为基极b，IGBT晶体管T的集电极c连接至第二直流源，IGBT晶体管T的发射极e连接至过流保护端ITRIP。

在该实施例中，通过设置驱动端为IGBT晶体管T的基极b，IGBT晶体管T的集电极c连接至第二直流源，IGBT晶体管T的发射极e连接至过流保护端ITRIP，基于IGBT晶体管T的快速导通特性，提高了开关模块的响应速率。

其中，自负载的采样端P+获取的采样信号与参考模块204输出的参考信号输入比较模块206，比较结果可以驱动开关模块导通，在开关模块导通时，直流源经过IGBT晶体管T和电阻R3分压处理，过流保护端ITRIP输入的信号为电阻R3的分压值。

IGBT晶体管即为绝缘栅门极晶体管(Insulated Gate Bipolar Translator)的简称。

根据本发明的一个实施例，开关模块为MOS管时，驱动端为栅极，MOS管的漏极连接至第二直流源，MOS管的源极连接至过流保护端ITRIP。

在该实施例中，通过设置MOS管的驱动端为栅极，MOS管的漏极连接至第二直流源，MOS管的源极连接至过流保护端ITRIP，MOS管具备优良的反向恢复特性和耐压特性，可靠性高，可以提高开关模块的可靠性。

其中，MOS管即为金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField Effect Transistor)的简称。

根据本发明的一个实施例，还包括：滤波模块208，设于采样模块202中，包括无感电阻R2和第一滤波电容C1，无感电阻R2的第一端连接至电机的采样输出端，无感电阻R2的第二端连接至比较器的一个输入端之间，第一滤波电容C1连接至无感电阻R2的第二端与地线之间。

在该实施例中，通过在采样模块202中设置滤波模块208，能够有效滤除采样信号中的交流噪声，提升了比较模块206的判断的准确性和可靠性。

根据本发明的一个实施例，还包括：第二滤波电容C2，并联连接至分压电阻R1或温敏电阻R0的两侧。

在该实施例中，通过设置第二滤波电容C2，并联连接至分压电阻R1或温敏电阻R0的两侧，可以减少参考信号中的交流噪声，进而提高参考信号的可靠性，更进一步地提高了比较模块206的判断的准确性和可靠性。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种新的过流保护电路，适用于被功率模块驱动的电机，过流保护电路包括电连接的采样模块、比较模块和参考模块，比较模块对采样模块的采样信号和参考模块的参考信号进行比较，并将比较结果输出至功率模块的过流保护端，通过将温敏电阻与分压电阻串联设于参考模块中，温敏电阻的阻值随着温度线性变化，以使参考模块输出任一温度对应的一个分压值，由于温敏电阻通常随温度线性变化，因此，温敏电阻与分压电阻的分压值也随温度线性变化。退磁电流通常是随温度升高而线性降低的，因此，参考模块输出的参考信号也应该是随着温度升高而降低，并且，任一温度下的参考信号均低于退磁电流对应的电压值，避免了占用微处理器的内存资源，即可主动自发地调整参考信号，提高了过流保护方案的可靠性和及时性。

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)

1.一种过流保护电路，适用于被功率模块驱动的电机，所述过流保护电路包括电连接的采样模块、比较模块和参考模块，所述比较模块对所述采样模块的采样信号和所述参考模块的参考信号进行比较，并将比较结果输出至功率模块的过流保护端，其特征在于，所述过流保护电路包括：

温敏电阻，与分压电阻串联设于所述参考模块中，所述温敏电阻的阻值随着温度线性变化，以使所述参考模块输出任一温度对应的一个分压值，

其中，任一所述分压值小于所述电机的退磁电流对应的电压值。

2.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，

所述温敏电阻为负温度系数温敏电阻时，所述分压电阻和所述负温度系数温敏电阻依次串联连接于第一直流源和地线之间，

所述参考模块输出的分压值与所述负温度系数温敏电阻的阻值正相关。

3.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，

所述温敏电阻为正温度系数温敏电阻时，所述正温度系数温敏电阻和所述分压电阻依次串联连接于第一直流源和地线之间，

所述参考模块输出的分压值与所述分压电阻的阻值正相关。

4.根据权利要求1所述的过流保护电路，其特征在于，还包括：

开关模块，所述开关模块的驱动端连接至所述比较模块的输出端，所述开关模块串联于第二直流源与所述过流保护端之间，

其中，在所述比较模块判定所述采样信号大于或等于所述参考信号时，所述输出端的比较结果触发所述开关模块导通。

5.根据权利要求4所述的过流保护电路，其特征在于，

所述开关模块为IGBT晶体管时，所述驱动端为基极，所述IGBT晶体管的集电极连接至所述第二直流源，所述IGBT晶体管的发射极连接至所述过流保护端。

6.根据权利要求4所述的过流保护电路，其特征在于，

所述开关模块为MOS管时，所述驱动端为栅极，所述MOS管的漏极连接至所述第二直流源，所述MOS管的源极连接至所述过流保护端。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的过流保护电路，其特征在于，还包括：

滤波模块，设于所述采样模块中，包括无感电阻和第一滤波电容，所述无感电阻的第一端连接至所述电机的采样输出端，所述无感电阻的第二端连接至所述比较器的一个输入端之间，所述第一滤波电容连接至无感电阻的第二端与地线之间。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的过流保护电路，其特征在于，还包括：

第二滤波电容，并联连接至所述分压电阻或温敏电阻的两侧。

9.一种电机，其特征在于，包括：

功率模块；

如权利要求要求1至8中任一项所述的过流保护电路，连接至所述功率模块的过流保护端；

三相负载，连接至所述功率模块的三相输出端。

10.一种空调器，其特征在于，包括：

如权利要求9所述的电机。