CN109946498A - 直线压缩机电流采样电路和制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直线压缩机电流采样电路和制冷设备，包括控制芯片、驱动芯片、第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT、第四IGBT和直线压缩机；控制芯片输出控制信号至驱动芯片，驱动芯片控制四个IGBT的开通或关断产生U、V电压实现对直线压缩机的驱动；第一IGBT的输入端和第二IGBT的输出端均连接直线压缩机的U相端，第一IGBT的输出端对地串联有第一采样电阻；第三IGBT的输入端和第四IGBT的输出端均连接直线压缩机的V相端，第三IGBT的输出端对地串联有第二采样电阻；采用两个采样电阻对直线压缩机的工作电流做完整采样，解决现有直线压缩机采用采样电阻进行电流采样时对电流采样不完整的技术问题。

Description

直线压缩机电流采样电路和制冷设备

技术领域

本发明属于技术直线压缩机领域，具体地说，是涉及一种直线压缩机电流采样电路和制冷设备。

背景技术

冰箱等制冷设备主要的器件是压缩机，而直线压缩机（简称直线压机）是一种新型超前的压缩机类型，利用电磁及机械振动原理驱动，也被称为电磁式压缩机、振荡压缩机或自由活塞式压缩机。

直线压缩机具有不需要曲柄连杆机构和机械传动系统的优点，活塞的驱动力始终与其运动方向保持一致，因此活塞不受侧向力作用，活塞行程不受机械系统的结构限制，可以通过控制系统对压缩机的排量进行连续的调节。

直线压缩机在应用时，变频控制电路的成本和性能则直接影响方案的成本和性能。现有的直线压缩机变频控制方案中，电流采样一般选用霍尔器件，但霍尔器件的成本太高，也可以如图1所示，采用采样电阻R来对电流进行采样，但这种电阻采样方式中，当电流从直线压缩机的U相出来，流经IC6到R的上端，再经D8到V相回到直线压缩机，或者，当电流从直流压缩机的V相出来，流经IC8到R的上端，再经D6道U相回到直线压缩机，其中，D6和D8为IC6和IC8内部的反相二极管，这两种流通方式中，电流并没有流经R，无法实现电流采样，使得直线压缩机的电流采样不完整。

发明内容

本申请提供了一种直线压缩机电流采样电路和制冷设备，解决现有直线压缩机采用采样电阻进行电流采样时对电流采样不完整的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：

提出一种直线压缩机电流采样电路，包括控制芯片、驱动芯片、第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT、第四IGBT和直线压缩机；所述控制芯片包括第一控制端口、第二控制端口、第三控制端口和第四控制端口；所述第一控制端口连接所述驱动芯片的第一下桥臂控制输入端口，所述第二控制端口连接所述驱动芯片的第一上桥臂控制输入端口，所述第三控制端口连接所述驱动芯片的第二下桥臂控制输入端口，所述第四控制端口连接所述驱动芯片的第二上桥臂控制输入端口；所述驱动芯片的第一下桥臂控制输出端口、第一上桥臂控制输出端口、第二下桥臂控制输出端口和第二上桥臂控制输出端口分别连接所述第一IGBT、所述第二IGBT、所述第三IGBT和所述第四IGBT的控制输入端；所述第一IGBT的输入端连接所述第二IGBT的输出端，所述第一IGBT的输入端和所述第二IGBT的输出端均连接所述直线压缩机的U相端；所述第一IGBT的输出端对地串联有第一采样电阻；所述第三IGBT的输入端连接所述第四IGBT的输出端，所述第三IGBT的输入端和所述第四IGBT的输出端均连接所述直线压缩机的V相端；所述第三IGBT的输出端对地串联有第二采样电阻。

进一步的，所述直线压缩机电流采样电路还包括电流反馈电路；所述电流反馈电路连接所述第一采样电阻和所述第二采样电阻，将从所述第一采样电阻获取的第一电流采样信号和从所述第二采样电阻获取的第二电流采样信号反馈至所述控制芯片。

进一步的，所述直线压缩机电流采样电路还包括过流保护电路；所述过流保护电路连接所述第一采样电阻和所述第二采样电阻，在所述第一电流采样信号和/或所述第二电流采样信号超过阈值时对所述直线压缩机执行过流保护。

提出一种制冷设备，应用有上述的直线压缩机电流采样电路。

与现有技术相比，本申请的优点和积极效果是：本申请提出的直线压缩机电流采样电路和制冷设备中，应用两个采样电阻分别对地串联在两个下桥臂电路中，这样流经直线压缩机的主电流就有三种流通模式，一种是由第一上桥臂的第二IGBT从直线压缩机的U相端进入直线压缩机，从直线压缩机的V相端流出，流经第二下桥臂的第三IGBT经过第二采样电阻到地；第二种是由第二上桥臂的第四IGBT从直线压缩机的V相端进入直线压缩机，从直线压缩机的U相端流出，流经第一下桥臂的第一IGBT经过第一采样电阻到地；第三种是从直线压缩机的U相端经第一下桥臂的第一IGBT到第一采样电阻，流经地和第二采样电阻从直线压缩机的V相端返回直线压缩机，或者，从直线压缩机的V相端经第二下桥臂的第三IGBT到第二采样电阻，流经地和第一采样电阻从直线压缩机的U相端返回直线压缩机；第一种流通方式中电流流经第二采样电阻，第二种流通方式中电流流经第一采样电阻，第三种流通方式中电流流经第一采样电阻和第二采样电阻，且两个采样电阻两端的正负压反向，还可以测出第三种流通方式中电流的流通方向，完成了完整的直线压缩机的电流采样，解决现有直线压缩机采用采样电阻进行电流采样时对电流采样不完整的技术问题。

结合附图阅读本申请实施方式的详细描述后，本申请的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1为现有技术中直线压缩机电流采样电路的等效电路图；

图2为本申请提出的直线压缩机电流采样电路的电路图；

图3为本申请提出的直线压缩机电流采样电路的电流采样等效电路图；

图4为本申请提出的直线压缩机电流采样电路的电流反馈电路的示例图；

图5为本申请提出的直线压缩机电流采样电路的过流保护电路的示例图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步详细地说明。

如图2所示，本申请提出的直线压缩机电流采样电路，包括控制芯片U1、驱动芯片U21、U22、第一IGBT（绝缘栅双极型晶体管） IC1、第二IGBT IC2、第三IGBT IC2、第四IGBTIC4和直线压缩机（图中未示出）；控制芯片U1包括第一控制端口IO1、第二控制端口IO2、第三控制端口IO3和第四控制端口IO4；第一控制端口IO1连接驱动芯片U21的第一下桥臂控制输入端口Lin1，第二控制端口IO2连接驱动芯片U21的第一上桥臂控制输入端口Hin1，第三控制端口IO3连接驱动芯片U22的第二下桥臂控制输入端口Lin2，第四控制端口IO4连接驱动芯片U22的第二上桥臂控制输入端口Hin2；驱动芯片U21、U22的第一下桥臂控制输出端口Lout1、第一上桥臂控制输出端口Hout1、第二下桥臂控制输出端口Lout2和第二上桥臂控制输出端口Hout2分别连接第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT和第四IGBT的控制输入端1。

第一IGBT的输入端2连接第二IGBT的输出端3，第一IGBT的输入端2和第二IGBT的输出端3均连接直线压缩机的U相端；第一IGBT的输出端3对地串联有第一采样电阻R1；第三IGBT的输入端2连接第四IGBT的输出端3，第三IGBT的输入端2和第四IGBT的输出端3均连接直线压缩机的V相端；第三IGBT的输出端3对地串联有第二采样电阻。

第二IGBT的输入端2连接电源+310V，第四IGBT的输入端2连接电源+310V。

控制芯片U1输出4路控制信号到驱动芯片U21、U22，由驱动芯片控制4个IGBT分时开通和关断产生U、V电压来驱动直线压缩机的工作，此过程中通过第一采样电阻R1和第二采样电阻R2采样电流信号反馈到控制芯片。

图2所示的直线压缩机电流采样电路的电流采样示意图如图3所示，流经直线压缩机的主电流有三种流通方式，分别为：1、从+310V由第一上桥臂的第二IGBT从直线压缩机的U相端进入直线压缩机，从直线压缩机的V相端流出，流经第二下桥臂的第三IGBT经过第二采样电阻到地；2、第二种是由第二上桥臂的第四IGBT从直线压缩机的V相端进入直线压缩机，从直线压缩机的U相端流出，流经第一下桥臂的第一IGBT经过第一采样电阻到地；3、第三种是从直线压缩机的U相端经第一下桥臂的第一IGBT到第一采样电阻，流经地和第二采样电阻，经第三IGBT内部的二极管D2，从直线压缩机的V相端返回直线压缩机，或者，从直线压缩机的V相端经第二下桥臂的第三IGBT到第二采样电阻，流经地和第一采样电阻，从第一IGBT内部的二极管D1，从直线压缩机的U相端返回直线压缩机。

第一种流通方式中电流流经第二采样电阻，第二种流通方式中电流流经第一采样电阻，第三种流通方式中电流流经第一采样电阻和第二采样电阻，且两个采样电阻两端的正负压反向，还可以测出第三种流通方式中电流的流通方向，完成了直线压缩机的电流采样，解决现有直线压缩机采用采样电阻进行电流采样时对电流采样不完整的技术问题。

本申请提出的直线压缩机电流采样电路还包括电流反馈电路；电流反馈电路连接第一采样电阻和第二采样电阻，将从第一采样电阻获取的第一电流采样信号和从第二采样电阻获取的第二电流采样信号反馈至控制芯片，控制芯片根据反馈电流对驱动芯片进行控制，使得驱动芯片对输出的第一、第二上下桥臂的控制输出做调整。具体的,如图4所示,从第一采样电阻R1和第二采样电阻R2采样出来的信号CURRENT1和CURRENT2分别以差分走线的方式进入例如具有两通道运放的运算放大器件U3，通过加减运放电路使两个采样信号放大N倍，同时叠加一个电平，最后进入控制芯片进行处理。

本申请提出的直线压缩机电流采样电路还包括过流保护电路；过流保护电路连接第一采样电阻和第二采样电阻，在第一电流采样信号和/或第二电流采样信号超过阈值时对直线压缩机执行过流保护。具体的，如图5所示，从第一采样电阻R1和第二采样电阻R2采样出来的信号CURRENT1和CURRENT2分别发经过限流电阻和整流二极管，进入同一个比较器U4，通过该比较器另一个端口输入电压调整可以设置过流保护的阈值电流，当比较器U4输出低电平时，控制芯片通过控制驱动芯片，使驱动芯片控制IGBT的关闭来切断电流。

基于上述提出的直线压缩机电流采样电路和制冷设备，本申请还提出一种制冷设备，例如冰箱、冷柜等，应用有上述的直线压缩机电流采样电路，采用两个采样电阻对直线压缩机的工作电流做完整采样，解决现有直线压缩机采用采样电阻进行电流采样时对电流采样不完整的技术问题。

应该指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.直线压缩机电流采样电路，包括控制芯片、驱动芯片、第一IGBT、第二IGBT、第三IGBT、第四IGBT和直线压缩机；所述控制芯片包括第一控制端口、第二控制端口、第三控制端口和第四控制端口；所述第一控制端口连接所述驱动芯片的第一下桥臂控制输入端口，所述第二控制端口连接所述驱动芯片的第一上桥臂控制输入端口，所述第三控制端口连接所述驱动芯片的第二下桥臂控制输入端口，所述第四控制端口连接所述驱动芯片的第二上桥臂控制输入端口；所述驱动芯片的第一下桥臂控制输出端口、第一上桥臂控制输出端口、第二下桥臂控制输出端口和第二上桥臂控制输出端口分别连接所述第一IGBT、所述第二IGBT、所述第三IGBT和所述第四IGBT的控制输入端；其特征在于，

所述第一IGBT的输入端连接所述第二IGBT的输出端，所述第一IGBT的输入端和所述第二IGBT的输出端均连接所述直线压缩机的U相端；所述第一IGBT的输出端对地串联有第一采样电阻；

所述第三IGBT的输入端连接所述第四IGBT的输出端，所述第三IGBT的输入端和所述第四IGBT的输出端均连接所述直线压缩机的V相端；所述第三IGBT的输出端对地串联有第二采样电阻。

2.根据权利要求1所述的直线压缩机电流采样电路，其特征在于，所述直线压缩机电流采样电路还包括电流反馈电路；

所述电流反馈电路连接所述第一采样电阻和所述第二采样电阻，将从所述第一采样电阻获取的第一电流采样信号和从所述第二采样电阻获取的第二电流采样信号反馈至所述控制芯片。

3.根据权利要求2所述的直线压缩机电流采样电路，其特征在于，所述直线压缩机电流采样电路还包括过流保护电路；

所述过流保护电路连接所述第一采样电阻和所述第二采样电阻，在所述第一电流采样信号和/或所述第二电流采样信号超过阈值时对所述直线压缩机执行过流保护。

4.制冷设备，其特征在于，应用有如权利要求1-3任一项权利要求所述的直线压缩机电流采样电路。