CN108336718B - 压缩机过流保护电路、压缩机和空调器 - Google Patents
压缩机过流保护电路、压缩机和空调器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种压缩机过流保护电路、压缩机和空调器。其中，过流保护电路，包括：采样电路，用于采样压缩机的电流并转化为采样电压；调压电路，用于接收压缩机的控制单元发出的PWM信号，并根据PWM信号调节比较电路的参考电压；PWM信号的占空比与压缩机的过流保护阈值相对应；比较电路，用于将采样电压与参考电压进行比较，根据比较结果输出过电流保护信号至控制单元，以使控制单元根据过电流保护信号控制压缩机的运转状态。本发明通过控制参考电压的大小，改变过电流的保护值，实现过电流保护值可调，适应压缩机不同频率下的过流保护阈值的不同要求，有效防止压缩机退磁，且无需更改电控板硬件结构，减少生产、维护成本，以及容错率。
Description
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，具体而言，涉及一种压缩机过流保护电路、一种压缩机，及一种空调器。
背景技术
变频空调具有省电、能效高、噪音小等优点，获得广大用户的认可。变频空调的原理是通过调节压缩机的运行频率来控制室温。当室温与设定温度相差大的时候，需要增大压缩机的运行频率；当室温与设定温度相差小的时候，需要减小压缩机的运行频率这个时候。另外，空调的能效还和压缩机电机的电机转换效率息息相关，电机的转换效率又与电子绕组的接线方式有关。三角形接法的高频能效高，退磁电流大，星形接法的低频能效高，退磁电流小。
目前，星三角接法同时兼具三角形接法和星形接法的优点，是两者的结合体，根据频率的不同进行绕组切换来达到提升能效的目的，但是压缩机过电流保护显得尤为重要。需要在不同的频率下切换过流保护值，防止压缩机退磁。并且不同压缩机的退磁电流不同，通常需要修改电控板硬件来满足不同压缩机的退磁保护，增加维护成本，以及容错率。
因此，如何实现压缩机运行过程中，绕组切换时，通过软件自动更改退磁电流过电流保护值，成为目前亟待解决的技术问题。
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，本发明的一方面在于提出了一种压缩机过流保护电路。
本发明的另一方面在于提出了一种压缩机。
本发明的又一方面在于提出了一种空调器。
有鉴于此，本发明提出了一种压缩机过流保护电路，包括：比较电路及分别与比较电路相连接的采样电路和调压电路；采样电路，用于采样压缩机的电流并转化为采样电压；调压电路，用于接收压缩机的控制单元发出的PWM信号，并根据PWM信号调节比较电路的参考电压；其中，PWM信号的占空比与压缩机的过流保护阈值相对应；比较电路，用于将采样电压与参考电压进行比较，根据比较结果输出过电流保护信号至控制单元，以使控制单元根据过电流保护信号控制压缩机的运转状态。
根据本发明的压缩机过流保护电路，当压缩机的电机需要绕组切换的时候，压缩机的控制单元发出定子绕组接线切换信号，控制接线切换，这时候控制单元可根据压缩机在不同频率下的过流保护阈值，输出不同占空比的PWM信号，利用调压电路实现DC/DC转换调压，得到参考电压(可调)，再经过比较电路，与采样电路处理后的采样电压进行比较，当采样电压高于参考电压时，输出过电流保护信号给控制单元，控制压缩机的停止运转，从而避免压缩机因电流过大而发生退磁现象，达到保护压缩机的目的。本发明通过控制参考电压的大小，从而改变过电流的保护值，实现过电流保护值可调，适应压缩机不同频率下的过电流保护值的不同要求，从而满足星三角形接法切换时所需要的不同过电流保护值，有效防止压缩机退磁，避免压缩机损坏，且无需更改电控板硬件结构，从而减少生产、维护成本，以及容错率。
在上述技术方案中，优选地，调压电路包括开关管，开关管的输入端接收PWM信号。
在该技术方案中，调压电路通过主控输出不同占空比的PWM给开关管斩波，实现DC/DC转换调压，得到连续可调的参考电压，再经比较器，与采样电路处理后的采样电压进行比较，当采样电压高于参考电压时，输出过电流保护信号给控制单元，控制压缩机的停止运转，从而避免压缩机因电流过大而发生退磁现象，达到保护压缩机的目的。本发明提供的压缩机过流保护电路，只需通过主控输出不同占空比的PWM就可以得到不同的过电流保护值，从而满足星三角形接法切换时所需要的不同过电流保护值，而无需更改电控板硬件结构，从而有效减少生产、维护成本，以及容错率。
在上述任一技术方案中，优选地，开关管为三极管或MOS管。
在该技术方案中，三级管价格低廉，然而功耗损耗大，MOS管价格较高，然而功耗损耗相对较小，且驱动能力较强，因此，可根据实际情况综合选择开关管的类型。
在上述任一技术方案中，优选地，采样电路包括：第一电阻，第一电阻连接到功率主回路中，一端连接到功率地；采样信号处理电路，采样信号处理电路的输入端与第一电阻的采样连接点相连。
在上述任一技术方案中，优选地，比较电路包括比较器；采样信号处理电路的输出端连接到比较器的反相端。
在该技术方案中，第一电阻作为电流采样电阻，连接到电路的功率主回路中，一端连接到功率地，以采样压缩机的实际工作电流，采样电流经采样信号处理电路处理后得到采样电压，再经比较器与可调参考电压进行比较，比较器根据比较结果输出过电流保护信号给控制单元，以控制压缩机的运转状态。其中，采样信号处理电路可包含放大、衰减、滤波等信号处理方式，以此增加整个电路的稳定性与可靠性。本发明提供的保护电路，只需通过调节参考电压，便可实现主回路过电流保护点可调，这样，在星三角形接法切换时，主控可根据压缩机的退磁保护点来调节调压电路的PWM输入，从而更改过电流保护值，以适应电机不同频率下的退磁电流的不同要求，实现对压缩机的退磁保护。
本领域技术人员应该理解，采样电路包括第一电阻，但第一电阻的数量不限于一个。
在上述任一技术方案中，优选地，压缩机过流保护电路还包括：第二电阻，第二电阻的一端连接到比较器的输出端，另一端连接到电源VCC。
在该技术方案中，第二电阻作为上拉电阻，从电源VCC引出连接到比较器的输出端，能够增强整个电路的抗干扰性能，提高电路的可靠性与稳定性。
在上述任一技术方案中，优选地，开关管为三极管，调压电路还包括：第三电阻，第三电阻的一端与三极管的集电极相连，另一端与比较器的同相端相连。
在该技术方案中，第三电阻连接在三极管的输出与比较器的同相输入端之间，在电路出现异常情况时限流。
在上述任一技术方案中，优选地，调压电路还包括：第四电阻，第四电阻的一端与三极管的发射极相连，另一端与三极管的基极相连。
在该技术方案中，在三极管的基极与发射极连第四电阻，可以在没有输入电压(或输入端悬空)时，保证三极管的可靠截止。
在上述任一技术方案中，优选地，开关管为三极管，调压电路还包括：第一电感，第一电感的一端与电源VCC相连，另一端与三极管的发射极相连。
在该技术方案中，在电源VCC与三极管的发射极之间连第一电感，能够有效滤除高频干扰信号，增加三极管的寿命。
在上述任一技术方案中，优选地，调压电路还包括：滤波电路，滤波电路的一端连接到地，另一端与三极管的集电极相连。
在该技术方案中，控制单元输出不同占空比的PWM，控制三极管斩波输出，实现DC/DC变换降压，再经滤波电路得到干净的参考电压，以增加整个电路的抗干扰性，从而提供保护电路的稳定性与可靠性。
在上述任一技术方案中，优选地，滤波电路包括并联连接的第一电解电容和第一电容。
在该技术方案中，第一电解电容与第一电容并联作为降压输出滤波，既能滤除高频干扰，又能滤除低频干扰，滤波效果更好，有效提高电路的稳定性。
本发明还提出了一种压缩机，包括：如上述技术方案中任一项的压缩机过流保护电路。
根据本发明的压缩机，采用如上述任一技术方案中的压缩机过流保护电路，因而具有该压缩机过流保护电路的全部有益效果，不再赘述。
本发明还提出了一种空调器，包括：如上述技术方案中任一项的压缩机过流保护电路；或如上述技术方案中的压缩机。
根据本发明的空调器，采用如上述任一技术方案中的压缩机过流保护电路，或如上述技术方案中的压缩机，因而具有该压缩机过流保护电路的全部有益效果，不再赘述。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的压缩机过流保护电路的示意图；
图2示出了根据本发明的另一个实施例的压缩机过流保护电路的示意图。
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。
下面参照图1、图2描述根据本发明一些实施例中的压缩机过流保护电路。
如图1所示，根据本发明的一个实施例，提供了一种压缩机过流保护电路，包括：比较电路及分别与比较电路相连接的采样电路和调压电路；其中，采样电路，用于采样压缩机的电流并相应转化为采样电压；调压电路，用于接收压缩机的控制单元发出的PWM信号，并根据PWM信号调节比较电路的参考电压；其中，PWM信号的占空比与压缩机的过流保护阈值相对应；比较电路，用于将采样电压与参考电压进行比较，根据比较结果输出过电流保护信号至控制单元，以使控制单元根据过电流保护信号控制压缩机的运转状态。
本发明提供的压缩机过流保护电路，当压缩机的电机需要绕组切换的时候，电机控制的控制单元发出定子绕组接线切换信号，控制接线切换，这时候控制单元可根据压缩机在不同频率下的退磁保护点，输出不同占空比的PWM信号，利用调压电路实现DC/DC转换调压，得到参考电压(可调)，再经过比较电路，与采样电路处理后的采样电压进行比较，当采样电压高于参考电压时，输出过电流保护信号给控制单元，控制压缩机的停止运转，从而避免压缩机因电流过大而发生退磁现象，达到保护压缩机的目的。本发明通过控制参考电压的大小，从而改变过电流的保护值，实现过电流保护值可调，适应压缩机不同频率下的退磁电流的不同要求，从而满足星三角形接法切换时所需要的不同过电流保护值，有效防止压缩机退磁，避免压缩机损坏，且无需更改电控板硬件结构，从而减少生产、维护成本，以及容错率。
如图2所示，在本发明的另一个实施例中，优选地，调压电路包括开关管(即三极管D1)，三极管D1的基极接收PWM信号，根据PWM信号控制三极管D1斩波输出。
在该实施例中，调压电路通过主控输出不同占空比的PWM给开关管斩波，实现DC/DC转换调压，得到连续可调的参考电压，再经比较器，与采样电路处理后的采样电压进行比较，当采样电压高于参考电压时，输出过电流保护信号给控制单元，控制压缩机的停止运转，从而避免压缩机因电流过大而发生退磁现象，达到保护压缩机的目的。本发明提供的压缩机过流保护电路，只需通过主控输出不同占空比的PWM就可以得到不同的过电流保护值，从而满足星三角形接法切换时所需要的不同过电流保护值，而无需更改电控板硬件结构，从而有效减少生产、维护成本，以及容错率。
在本发明的又一个实施例中，优选地，开关管为MOS管。
在该实施例中，三级管价格低廉，然而功耗损耗大，MOS管价格较高，然而功耗损耗相对较小，且驱动能力较强，因此，可根据实际情况综合选择开关管的类型。
在本发明的一个实施例中，优选地，采样电路包括：第一电阻R1，第一电阻R1连接到功率主回路中，一端连接到功率地；采样信号处理电路，采样信号处理电路的输入端与第一电阻R1的采样连接点相连。
在本发明的一个实施例中，优选地，比较电路包括比较器IC1；采样信号处理电路的输出端连接到比较器IC1的反相端。
在该实施例中，第一电阻R1作为电流采样电阻，连接到电路的功率主回路中，一端连接到功率地，以采样压缩机的实际工作电流，采样电流经采样信号处理电路处理后得到采样电压，再经比较器IC1与可调参考电压进行比较，比较器IC1根据比较结果输出过电流保护信号给控制单元，以控制压缩机的运转状态。其中，采样信号处理电路可包含放大、衰减、滤波等信号处理方式。本发明提供的保护电路，只需通过调节参考电压，便可实现主回路过电流保护点可调，这样，在星三角形接法切换时，主控可根据压缩机的退磁保护点来调节调压电路的PWM输入，从而更改过电流保护值，以适应电机不同频率下的退磁电流的不同要求，实现对压缩机的退磁保护。
本领域技术人员应该理解，第一电阻的数量不限于一个，在此，仅以一个第一电阻为例进行说明。
在本发明的一个实施例中，优选地，压缩机过流保护电路还包括：第二电阻R2，第二电阻R2的一端连接到比较器IC1的输出端，另一端连接到电源VCC。
在该实施例中，第二电阻R2作为上拉电阻，从电源VCC引出连接到比较器IC1的输出端，能够增强整个电路的抗干扰性能，提高电路的可靠性与稳定性。
在本发明的一个实施例中，优选地，调压电路还包括：第三电阻R3，第三电阻R3的一端与三极管的集电极相连，另一端与比较器IC1的同相端相连。
在该实施例中，第三电阻R3连接在三极管的输出与比较器IC1的同相输入端之间，在电路出现异常情况时限流。
在本发明的一个实施例中，优选地，调压电路还包括：第四电阻R4，第四电阻R4的一端与三极管的发射极相连，另一端与三极管的基极相连。
在该实施例中，在三极管的基极与发射极连第四电阻R4，可以在没有输入电压(或输入端悬空)时，保证三极管的可靠截止。
在本发明的一个实施例中，优选地，调压电路还包括：第一电感L1，第一电感L1的一端与电源VCC相连，另一端与三极管的发射极相连。
在该实施例中，在电源VCC与三极管的发射极之间连第一电感L1，能够有效滤除高频干扰信号，增加三极管的寿命。
在本发明的一个实施例中，优选地，调压电路还包括：滤波电路，滤波电路的一端连接到地，另一端与三极管的集电极相连。
在该实施例中，控制单元输出不同占空比的PWM，控制三极管斩波输出，实现DC/DC变换降压，再经滤波电路得到干净的参考电压，以增加整个电路的抗干扰性，从而提供保护电路的稳定性与可靠性。
在本发明的一个实施例中，优选地，滤波电路包括并联连接的第一电解电容E1和第一电容C1。
在该实施例中，第一电解电容E1与第一电容C1并联作为降压输出滤波，既能滤除高频干扰，又能滤除低频干扰，滤波效果更好，有效提高电路的稳定性。
在本发明的又一个实施例中，优选地，可调偏置电压电路为闭环控制。
本发明还提出了一种压缩机，包括：如上述实施例中任一项的压缩机过流保护电路。
根据本发明的压缩机，采用如上述实施例中任一项的压缩机过流保护电路，因而具有该压缩机过流保护电路的全部有益效果，不再赘述。
本发明还提出了一种空调器，包括：如上述实施例中任一项的压缩机过流保护电路；或如上述实施例中的压缩机。
根据本发明的空调器，采用如上述实施例中任一项的压缩机过流保护电路，或如上述实施例中的压缩机，因而具有该压缩机过流保护电路的全部有益效果，不再赘述。
本发明实施例提供的压缩机过流保护电路、压缩机和空调器，当绕组切换时，可根据退磁保护电流值来通过调节PWM的占空比，控制比较器的参考电压的大小，参考电压为0～VCC连续可调，从而改变过电流保护值，满足星三角形接法切换时所需要的不同过电流保护值，再经过比较器，与采样信号处理后的采样电压进行比较，输出过电流保护信号给主控，实现压缩机在不同频率下自动切换过流保护值，有效防止压缩机退磁，避免压缩机损坏。
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 (13)
1.一种压缩机过流保护电路，其特征在于，包括：比较电路及分别与所述比较电路相连接的采样电路和调压电路；
所述采样电路，用于采样所述压缩机的电流并转化为采样电压；
所述调压电路，用于接收所述压缩机的控制单元发出的PWM信号，并根据所述PWM信号调节所述比较电路的参考电压；其中，
所述PWM信号的占空比与所述压缩机的过流保护阈值相对应；
所述比较电路，用于将所述采样电压与所述参考电压进行比较，根据比较结果输出过电流保护信号至所述控制单元，以使所述控制单元根据所述过电流保护信号控制所述压缩机的运转状态。
2.根据权利要求1所述的压缩机过流保护电路，其特征在于，
所述调压电路包括开关管，所述开关管的输入端接收所述PWM信号。
3.根据权利要求2所述的压缩机过流保护电路，其特征在于，
所述开关管为三极管或MOS管。
4.根据权利要求2所述的压缩机过流保护电路，其特征在于，所述采样电路包括：
第一电阻，所述第一电阻连接到功率主回路中，一端连接到功率地；
采样信号处理电路，所述采样信号处理电路的输入端与所述第一电阻的采样连接点相连。
5.根据权利要求4所述的压缩机过流保护电路，其特征在于，
所述比较电路包括比较器；
所述采样信号处理电路的输出端连接到所述比较器的反相端。
6.根据权利要求5所述的压缩机过流保护电路，其特征在于，所述压缩机过流保护电路还包括：
第二电阻，所述第二电阻的一端连接到所述比较器的输出端，另一端连接到电源VCC。
7.根据权利要求5所述的压缩机过流保护电路，其特征在于，所述开关管为三极管，所述调压电路还包括：
第三电阻，所述第三电阻的一端与所述三极管的集电极相连，另一端与所述比较器的同相端相连。
8.根据权利要求7所述的压缩机过流保护电路，其特征在于，所述调压电路还包括：
第四电阻，所述第四电阻的一端与所述三极管的发射极相连，另一端与所述三极管的基极相连。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的压缩机过流保护电路，其特征在于，所述开关管为三极管，所述调压电路还包括：
第一电感，所述第一电感的一端与电源VCC相连，另一端与所述三极管的发射极相连。
10.根据权利要求9所述的压缩机过流保护电路，其特征在于，所述调压电路还包括：
滤波电路，所述滤波电路的一端连接到地，另一端与所述三极管的集电极相连。
11.根据权利要求10所述的压缩机过流保护电路，其特征在于，
所述滤波电路包括并联连接的第一电解电容和第一电容。
12.一种压缩机，其特征在于，包括：如权利要求1至11中任一项所述的压缩机过流保护电路。
13.一种空调器，其特征在于，包括：
如权利要求1至11中任一项所述的压缩机过流保护电路；或
如权利要求12所述的压缩机。
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