CN110474622B - 一种自锁保护电路及空调器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的自锁保护电路包括：采样电路、比较器、自锁模块、解锁控制模块和输出模块。其中，采样电路连接比较器的输入端，采样电路用于获取主电路中的电流/电压参数；自锁模块的第一端连接比较器的输入端，自锁模块的第二端连接比较器的输出端，解锁控制模块连接自锁模块的第一端；输出模块连接比较器的输出端和自锁模块的第二端，输出模块输出故障信号，故障信号传输到主电路的软件控制单元和/或硬件控制单元。本发明提供的空调器设置有上述自锁保护电路，在保护电路发生故障时，故障信号发生电平翻转，同时，自锁模块锁定故障信号电平，当故障解除后，解锁控制模块解除锁定的故障信号电平，确保了保护电路的可靠性和空调器的安全性。

Description

一种自锁保护电路及空调器
技术领域
本发明涉及电路保护技术领域，尤其涉及一种自锁保护电路及空调器。
背景技术
在电器产品中，通常需要设置各种保护电路，例如，PFC保护电路、温度保护电路等。图1A、图1B为现有技术的保护电路的结构示意图。图1A、图1B是分别针对正、负两个逻辑，通过采样电路采样，输入到比较器输入端，提前预设阀值Vref，当采样值Vin达到Vref时，比较器输出端的输出电平Vo翻转，故障信号Fo输入到主电路的软件控制单元MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)和/或硬件控制单元，进而实现电路保护功能。但是，现有技术的保护电路普遍存在故障率高、可靠性差的问题。例如，目前的空调变频器中，PFC(Power Factor Correction,功率因数校正)电路中的IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)故障率较高，主要是由过流、过压因素导致的IGBT击穿。
发明内容
针对现有技术的上述缺陷，本发明提供一种自锁保护电路及空调器。
本发明提供一种自锁保护电路，包括：采样电路、比较器、自锁模块、解锁控制模块和输出模块；所述采样电路连接所述比较器的输入端，所述采样电路用于获取主电路中的电流/电压参数；所述自锁模块的第一端连接所述比较器的输入端，所述自锁模块的第二端连接所述比较器的输出端，所述解锁控制模块连接所述自锁模块的第一端；所述输出模块连接所述比较器的输出端和所述自锁模块的第二端，所述输出模块输出故障信号，所述故障信号传输到主电路的软件控制单元和/或硬件控制单元。
如上所述的电路，优选地，所述解锁控制模块包括：电阻R4和三极管V2；三极管V2的基极连接电阻R2，三极管V2的集电极连接自锁模块的第一端,三极管V2的发射极接地；三极管V2为NPN型三极管。
如上所述的电路，可选地，所述自锁模块连接所述比较器的正输入端，所述自锁模块包括：电阻R3和二极管V1；电阻R3的第一端连接比较器的正输入端，电阻R3的第二端连接二极管V1的负极；二极管V1的正极连接比较器的输出端，二极管V1的负极连接电阻R3的第二端。
如上所述的电路，可选地，所述自锁模块连接所述比较器的负输入端，所述自锁模块包括：电阻R3和三极管V3；电阻R3的第一端连接比较器的负输入端，电阻R3的第二端连接三极管V3的集电极；三极管V3的基极连接比较器的输出端，三极管V3的集电极连接电阻R3的第二端，三极管V3的发射极接VDD。优选地，三极管V3为PNP型三极管。
如上所述的电路，优选地，还可以包括：硬件多重锁定模块，所述硬件多重锁定模块设置在输出模块和硬件控制单元之间，所述硬件多重锁定模块用于实现对硬件电路的多重锁定。
本发明提供一种空调器，设置有如上所述的自锁保护电路。
本发明提供的自锁保护电路，通过设置自锁模块和解锁控制模块，在保护电路发生故障时，故障信号发生电平翻转，同时，自锁模块锁定故障信号电平，当故障解除后，解锁控制模块解除锁定的故障信号电平，确保了保护电路的可靠性。本发明提供的空调器，通过设置上述自锁保护电路，也提高了空调器的安全性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1A、图1B为现有技术的保护电路的结构示意图；
图2为本发明提供的自锁保护电路的结构示意图；
图3A为本发明提供的自锁保护电路实施例一的结构示意图；
图3B为本发明提供的自锁保护电路实施例二的结构示意图；
图4为本发明提供的自锁保护电路中硬件的多重锁定原理示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图2为本发明提供的自锁保护电路的结构示意图。参考图2所示，本实施例的自锁保护电路包括：包括：采样电路、比较器、自锁模块、解锁控制模块和输出模块。其中，采样电路连接比较器的输入端，采样电路用于获取主电路中的电流/电压参数；自锁模块的第一端连接比较器的输入端，自锁模块的第二端连接比较器的输出端，解锁控制模块连接自锁模块的第一端；输出模块连接比较器的输出端和自锁模块的第二端，输出模块输出故障信号，故障信号传输到主电路的软件控制单元和/或硬件控制单元。
图3A为本发明提供的自锁保护电路实施例一的结构示意图，图3B为本发明提供的自锁保护电路实施例二的结构示意图。图3A、图3B是分别针对正、负两个逻辑，当采样电路的输出值Vin达到预设阀值Vref值时，故障信号Fo发生电平翻转，传输到软件控制单元MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)和/或硬件控制单元，同时通过自锁模块锁定故障信号Fo电平。当故障解除后，通过解锁控制模块解除锁定故障信号Fo电平，进入正常工作状态。
如上所述的电路，优选地，所述解锁控制模块包括：电阻R4和三极管V2；三极管V2的基极连接电阻R2，三极管V2的集电极连接自锁模块的第一端,三极管V2的发射极接地；三极管V2为NPN型三极管。
如上所述的电路，可选地，所述自锁模块连接所述比较器的正输入端，所述自锁模块包括：电阻R3和二极管V1；电阻R3的第一端连接比较器的正输入端，电阻R3的第二端连接二极管V1的负极；二极管V1的正极连接比较器的输出端，二极管V1的负极连接电阻R3的第二端。
如上所述的电路，可选地，所述自锁模块连接所述比较器的负输入端，所述自锁模块包括：电阻R3和三极管V3；电阻R3的第一端连接比较器的负输入端，电阻R3的第二端连接三极管V3的集电极；三极管V3的基极连接比较器的输出端，三极管V3的集电极连接电阻R3的第二端，三极管V3的发射极接VDD。优选地，三极管V3为PNP型三极管。
如上所述的电路，优选地，还可以包括：硬件多重锁定模块，所述硬件多重锁定模块设置在输出模块和硬件控制单元之间，所述硬件多重锁定模块用于实现对硬件电路的多重锁定。图4为本发明提供的自锁保护电路中硬件的多重锁定原理示意图。参考图4所示，本实施例中，Fo电平转换为低电平有效。为了进一步锁定故障信号有效，硬件控制电路增加图4的电路。当故障信号Fo传输到硬件保护电路时，MOS管V6打开，FO1电平锁定低电平，同时MOS管V7打开，通过调整R8与R9参数，使得FO2锁定低电平。通过该电路可以实现硬件的三重锁定功能，使得电路更加可靠。本实施涉及到的FO2非必须的，即本发明涉及到的自锁电路可以取部分应用。
例如，对于变频器电路所包含的PFC电路，IGBT故障率偏高，通常有两个思路。首先是软件优化PFC算法，尽可能降低PFC电路的过流和过压冲击，从而降低IGBT的不良率，提高可靠性。其次是在IGBT的驱动和吸收电路增加硬件的阻容电路，稍微调节IGBT的开关速度，降低IGBT的不良率，从而提高可靠性。
基于本发明提供的技术方案，就可以在以上措施基础上，增加三路硬件自锁和两重硬件保护，锁定IGBT的状态，降低IGBT的不良率，提高可靠性。其中，三路自锁电路指的是，第一路为IGBT电流采样保护电路中增加自锁功能；第二路自锁指的是在触发保护时，直接拉低IGBT的G极，锁定低电平；最后一路锁定指的是触发保护后，通过IGBT的驱动芯片直接锁定，驱动输出为低电平。这三路自锁定电路均是为了使得IGBT可靠关闭，并防止变频控制器中的干扰导致IGBT误动作，提高可靠性。
基于本发明提供的技术方案，除了三路自锁定功能之外，又为IGBT设置了两重硬件保护：过流保护和短路保护，因此又可以大幅降低PFC的不良率及二次损坏机率，提高控制器与产品的可靠性。
本发明提供的空调器，通过设置如上自锁保护电路，可以提高空调器的安全性和可靠性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种自锁保护电路，其特征在于，包括：
采样电路、比较器、自锁模块、解锁控制模块和输出模块；
所述采样电路连接所述比较器的输入端，所述采样电路用于获取主电路中的电流/电压参数；
所述自锁模块的第一端连接所述比较器的输入端，所述自锁模块的第二端连接所述比较器的输出端，所述自锁模块接收所述比较器的输出信号，所述解锁控制模块连接所述自锁模块的第一端；
所述输出模块连接所述比较器的输出端和所述自锁模块的第二端，所述输出模块输出故障信号，所述故障信号传输到主电路的软件控制单元和/或硬件控制单元；
当所述采样电路的输出值达到预设阈值时，所述故障信号发生电平翻转，并传输至软件控制单元和/或硬件控制单元，同时，通过所述自锁模块锁定故障信号的电平；当故障解除后，通过解锁控制模块解除锁定故障信号的电平，进入正常工作状态。
2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述解锁控制模块包括：电阻R4和三极管V2；三极管V2的基极连接电阻R2，三极管V2的集电极连接自锁模块的第一端，三极管V2的发射极接地。
3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，三极管V2为NPN型三极管。
4.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述自锁模块连接所述比较器的正输入端，所述自锁模块包括：电阻R3和二极管V1；电阻R3的第一端连接比较器的正输入端，电阻R3的第二端连接二极管V1的负极；二极管V1的正极连接比较器的输出端，二极管V1的负极连接电阻R3的第二端。
5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述自锁模块连接所述比较器的负输入端，所述自锁模块包括：电阻R3和三极管V3；电阻R3的第一端连接比较器的负输入端，电阻R3的第二端连接三极管V3的集电极；三极管V3的基极连接比较器的输出端，三极管V3的集电极连接电阻R3的第二端，三极管V3的发射极接VDD。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，三极管V3为PNP型三极管。
7.根据权利要求1－6任一项所述的电路，其特征在于，还包括：硬件多重锁定模块，所述硬件多重锁定模块设置在输出模块和硬件控制单元之间；
所述硬件多重锁定模块包括MOS管V6、电阻R6和电阻R7，其中电阻R6的一端连接故障信号，所述电阻R6的另一端连接MOS管V6的栅极，所述MOS管V6的漏极对应电信号FO1，所述MOS管V6的源极接地，电阻R7的一端接地，所述电阻R7的另一端连接在所述MOS管V6的栅极，当所述输出模块输出的故障信号传输硬件保护电路时，MOS管V6打开，FO1电平锁定低电平，以实现对硬件电路的多重锁定。
8.一种空调器，其特征在于，设置有权利要求1－7任一项所述的自锁保护电路。
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