CN112039026A - 一种pfc电路保护装置及空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种PFC电路保护装置及空调器，所述PFC电路保护装置包括：IGBT驱动模块，其用于控制所述PFC电路的IGBT的连通或关断；电流检测模块，其用于实时检测所述PFC电路的输入电流；PFC保护控制模块，被配置为：当判断所述输入电流大于预设的第一保护阈值时，通过所述IGBT驱动模块关断所述IGBT；当判断所述输入电流大于预设的第二保护阈值时，控制电器的整机停机；其中，所述第一保护阈值小于所述第二保护阈值。本发明通过两级电流保护功能，有效提高了PFC保护的响应速度和提高了长期运行的可靠性，并能够防止不必要的停机而影响用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及电路技术领域，尤其是涉及一种PFC电路保护装置及空调器。
背景技术
在空调的应用中，其室外机安装环境复杂，浪涌、干扰等问题突出，造成其PFC会出现电流异常的情况，因此对空调控制器的可靠性提出了很高的要求。对此，现在行业中广泛使用的方法为在控制器中加入PFC保护电路，但是目前普遍使用的PFC保护电路至少存在以下缺陷：
(1)保护响应时间长、速度慢。PFC保护电路的保护阈值较高，因此电流出现异常时，需要较长的时间达到保护阈值，造成保护的响应时间长、速度慢。
(2)对IGBT损伤大，导致长期运行可靠性低。在保护阈值较高的情况下，当保护响应时，电流已经很大，会对IGBT造成损伤，降低长期运行的可靠性。
(3)用户体验难以保证。在仅有一级电流保护的情况下，为保证整机的可靠性，PFC电流达到保护阈值即整机停机，没有保持不停机状态下的电流限制措施，影响用户体验。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种PFC电路保护装置及空调器，能够提高PFC保护的响应速度和提高长期运行的可靠性，并能够防止不必要的停机而影响用户体验。
本发明的第一实施例提供一种PFC电路保护装置，包括：
IGBT驱动模块，其用于控制所述PFC电路的IGBT的连通或关断；
电流检测模块，其用于实时检测所述PFC电路的输入电流；
PFC保护控制模块，被配置为：
当判断所述输入电流大于预设的第一保护阈值时，通过所述IGBT驱动模块关断所述IGBT；
当判断所述输入电流大于预设的第二保护阈值时，控制电器的整机停机；
其中，所述第一保护阈值小于所述第二保护阈值。
在一些实施例中，所述PFC保护控制模块，还被配置为：
当判断所述输入电流大于所述第一保护阈值的持续时间超过预设的时间阈值时，控制电器的整机停机。
在一些实施例中，所述PFC保护控制模块包括控制芯片和PFC保护电路；
所述PFC保护电路的输入端与所述电流检测模块连接，所述PFC保护电路的第一输出端与所述控制芯片连接，所述PFC保护电路的第二输出端与所述IGBT驱动模块的第一控制端连接，所述控制芯片的输出端与所述IGBT驱动模块的第二控制端连接。
在一些实施例中，所述控制芯片用于：
通过所述PFC保护电路将所述输入电流分别与所述第一保护阈值和所述第二保护阈值进行比较；
当判断所述输入电流大于所述第一保护阈值时，通过所述IGBT驱动模块关断所述IGBT；
当判断所述输入电流大于所述第二保护阈值时，控制电器的整机停机。
在一些实施例中，所述PFC保护电路用于，当所述输入电流大于所述第一保护阈值时，通过所述IGBT驱动模块关断所述IGBT。
在一些实施例中，所述PFC保护电路包括比较器，所述PFC保护电路通过所述比较器将所述输入电流分别与所述第一保护阈值和所述第二保护阈值进行比较。
在一些实施例中，当判断所述输入电流大于预设第一保护阈值时，所述控制芯片为通过关闭PWM信号输出以使所述IGBT驱动模块关断所述IGBT。
本发明的第二实施例提供一种空调器，包括任一项所述的PFC电路保护装置。
与现有技术相比，本发明实施例具有如下有益效果：
本发明实施例提供了一种PFC电路保护装置及空调器，所述PFC电路保护装置包括：IGBT驱动模块，其用于控制所述PFC电路的IGBT的连通或关断；电流检测模块，其用于实时检测所述PFC电路的输入电流；PFC保护控制模块，被配置为：当判断所述输入电流大于预设的第一保护阈值时，通过所述IGBT驱动模块关断所述IGBT；当判断所述输入电流大于预设的第二保护阈值时，控制电器的整机停机；其中，所述第一保护阈值小于所述第二保护阈值。本发明通过两级电流保护功能，有效提高了PFC保护的响应速度和提高了长期运行的可靠性，并能够防止不必要的停机而影响用户体验。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的PFC电路保护装置的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的PFC电路保护装置的另一结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参见图1-2，本发明的第一实施例提供一种PFC电路保护装置，包括：
IGBT驱动模块，其用于控制所述PFC电路的IGBT的连通或关断；
电流检测模块，其用于实时检测所述PFC电路的输入电流；
PFC保护控制模块，被配置为：
当判断所述输入电流大于预设的第一保护阈值时，通过所述IGBT驱动模块关断所述IGBT；
当判断所述输入电流大于预设的第二保护阈值时，控制电器的整机停机；
其中，所述第一保护阈值小于所述第二保护阈值。
本发明第一实施例的PFC电路保护装置通过两级电流保护功能，有效提高了PFC保护的响应速度和提高了长期运行的可靠性，并能够防止不必要的停机而影响用户体验。
在一些实施例中，所述PFC保护控制模块，还被配置为：
当判断所述输入电流大于所述第一保护阈值的持续时间超过预设的时间阈值时，控制电器的整机停机。
需要说明的是，当PFC电路的输入电流大于所述第一保护阈值时，将IGBT关断，在IGBT关断后，记录PFC电路的输入电流保持在第一级与第二级电流保护阈值之间的时间，当此时间超过一定阈值后，对整机进行停机控制。
在一些实施例中，所述PFC保护控制模块包括控制芯片和PFC保护电路；
所述PFC保护电路的输入端与所述电流检测模块连接，所述PFC保护电路的第一输出端与所述控制芯片连接，所述PFC保护电路的第二输出端与所述IGBT驱动模块的第一控制端连接，所述控制芯片的输出端与所述IGBT驱动模块的第二控制端连接。
在一些实施例中，所述控制芯片用于：
通过所述PFC保护电路将所述输入电流分别与所述第一保护阈值和所述第二保护阈值进行比较；
当判断所述输入电流大于所述第一保护阈值时，通过所述IGBT驱动模块关断所述IGBT；
当判断所述输入电流大于所述第二保护阈值时，控制电器的整机停机。
在一些实施例中，所述PFC保护电路用于，当所述输入电流大于所述第一保护阈值时，通过所述IGBT驱动模块关断所述IGBT。
需要说明的是，PFC保护电路的输出对IGBT驱动模块的控制可以通过硬件实现，目的为电流过流时快速关闭IGBT，不需通过控制芯片进行控制。
在一些实施例中，所述PFC保护电路包括比较器，所述PFC保护电路通过所述比较器将所述输入电流分别与所述第一保护阈值和所述第二保护阈值进行比较。
在一些实施例中，当判断所述输入电流大于预设第一保护阈值时，所述控制芯片为通过关闭PWM信号输出以使所述IGBT驱动模块关断所述IGBT。
本发明的第二实施例提供一种空调器，包括任一项所述的PFC电路保护装置。
请参见图2，基于上述方案，下面对本发明实施例提供的PFC电路保护装置进行详细说明：
本发明实施例提供的PFC电路保护装置包含二级电流保护，共同实现对PFC的保护，具体的保护逻辑为：
1)第二级电流保护：
该级保护的保护阈值为整机停机电流值。将PFC电流采样调理信号(PFC电路的输入电流)与保护阈值作为比较器的两个输入，比较器的输出对IGBT驱动模块进行控制，同时反馈至控制芯片。
比较器的输出对IGBT驱动模块的控制通过硬件实现，目的为电流过流时快速关闭IGBT，不需通过控制芯片进行控制。比较器的输出反馈至控制芯片，控制芯片通过检测比较器输出的电平或上升/下降沿信号，来快速获取PFC电路当前的状态，并以此为依据进行下一步的控制。
当PFC正常工作时，PFC电流采样调理信号小于保护阈值，比较器输出正常运行时的电平信号，IGBT的驱动信号不受影响，且控制芯片接收到PFC正常运行的信号。
当PFC运行出现异常时，PFC电流采样调理信号大于保护阈值，此时比较器输出发生翻转，立即使IGBT保持关断状态。同时控制芯片接收到相应的信号，控制整机停机，即关闭PFC、压缩机等设备的控制信号输出，避免PFC及整机其它装置受到损坏。
(2)第一级电流保护：
该级保护的保护阈值小于第二级电流保护的保护阈值，具体的保护阈值需根据实际情况进行设置，如可以设置第一级电流保护的保护阈值为第二级电流保护保护阈值的80％。同样将PFC电流采样调理信号与保护阈值作为比较器的两个输入，比较器的输出对IGBT的驱动信号进行控制，同时反馈至控制芯片。
与第二级电流保护相同，比较器的输出对IGBT驱动模块的控制通过硬件实现，目的为电流过流时快速关闭IGBT，不需通过控制芯片进行控制。比较器的输出反馈至控制芯片，控制芯片通过检测比较器输出的电平或上升/下降沿信号，来快速获取PFC当前的状态，并以此为依据进行下一步的控制。
当PFC正常工作时，PFC电流采样调理信号小于保护阈值，比较器输出正常运行时的电平信号，IGBT的驱动信号不受影响，且控制芯片接收到PFC正常运行的信号。
当PFC运行出现异常时，PFC电流采样调理信号大于保护阈值，此时比较器输出发生翻转，立即使IGBT保持关断状态。此时，不同于第二级电流保护，控制芯片接收到相应的信号后，仅关闭PFC的PWM输出，而不控制整机停机。
需要说明的是，通常情况下，当关闭PFC的PWM信号后，即IGBT关断后，PFC电流会随之下降，当电流值下降至第一级电流保护阈值以下时，比较器输出正常运行时的电平信号，PFC恢复工作。
若IGBT关断后，PFC电流进一步上升，当其上升至第二级电流保护阈值时，触发第二级电流保护，整机停机。
在IGBT关断后，PFC电流保持在第一级与第二级电流保护阈值之间，则后续可有两种处理方式：
1)IGBT保持关断状态，整机继续运行，直至电流降至第一级电流保护阈值以下，或上升至第二级电流保护阈值；
2)记录PFC电流保持在第一级与第二级电流保护阈值之间的时间，当此时间超过一定阈值后，对整机进行停机控制。
因此，通过两级电流保护，在异常电流较小时即可快速关断IGBT，提高了PFC保护的响应速度，并且有效降低PFC的异常电流，降低IGBT的损伤，提升长期运行的可靠性，同时避免不必要的整机停机，提升用户体验。
综上所述，本发明实施例通过两级电流保护，提高了PFC保护的响应速度与提高了长期运行下的可靠性，且可以防止不必要的停机而影响用户体验。
需要说明的是，PFC保护电路可采用多种形式进行实现，如一级比较器，两级或多级比较器，也可采用控制芯片的内部比较器，PFC保护电路的不同并不影响本申请方案所取得的有益效果。此外，比较器输出信号对IGBT驱动信号的控制，可控制IGBT的驱动芯片，也可直接对IGBT的g极进行控制。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种PFC电路保护装置，其特征在于，包括：
IGBT驱动模块，其用于控制所述PFC电路的IGBT的连通或关断；
电流检测模块，其用于实时检测所述PFC电路的输入电流；
PFC保护控制模块，被配置为：
当判断所述输入电流大于预设的第一保护阈值时，通过所述IGBT驱动模块关断所述IGBT；
当判断所述输入电流大于预设的第二保护阈值时，控制电器的整机停机；
其中，所述第一保护阈值小于所述第二保护阈值。
2.如权利要求1所述的PFC电路保护装置，其特征在于，所述PFC保护控制模块，还被配置为：
当判断所述输入电流大于所述第一保护阈值的持续时间超过预设的时间阈值时，控制电器的整机停机。
3.如权利要求1所述的PFC电路保护装置，其特征在于，所述PFC保护控制模块包括控制芯片和PFC保护电路；
所述PFC保护电路的输入端与所述电流检测模块连接，所述PFC保护电路的第一输出端与所述控制芯片连接，所述PFC保护电路的第二输出端与所述IGBT驱动模块的第一控制端连接，所述控制芯片的输出端与所述IGBT驱动模块的第二控制端连接。
4.如权利要求3所述的PFC电路保护装置，其特征在于，所述控制芯片用于：
通过所述PFC保护电路将所述输入电流分别与所述第一保护阈值和所述第二保护阈值进行比较；
当判断所述输入电流大于所述第一保护阈值时，通过所述IGBT驱动模块关断所述IGBT；
当判断所述输入电流大于所述第二保护阈值时，控制电器的整机停机。
5.如权利要求3所述的PFC电路保护装置，其特征在于，所述PFC保护电路用于，当所述输入电流大于所述第一保护阈值时，通过所述IGBT驱动模块关断所述IGBT。
6.如权利要求3所述的PFC电路保护装置，其特征在于，所述PFC保护电路包括比较器，所述PFC保护电路通过所述比较器将所述输入电流分别与所述第一保护阈值和所述第二保护阈值进行比较。
7.如权利要求4所述的PFC电路保护装置，其特征在于，当判断所述输入电流大于预设第一保护阈值时，所述控制芯片为通过关闭PWM信号输出以使所述IGBT驱动模块关断所述IGBT。
8.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的PFC电路保护装置。
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