CN112290783A - 一种空调器和ipm模块自举电路预充电控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调器和IPM模块自举电路预充电控制方法，空调器的控制器被配置为：在对IPM模块自举电路中的自举电容充电时，控制各自举单元中的第二芯片向第二晶体管输出充电控制信号，其中，所述充电控制信号为占空比小于100％的PWM信号，通过采用低PWM占空比的充电方法控制平均充电电流，减小了自举电阻的冲击电应力。

Description

一种空调器和IPM模块自举电路预充电控制方法

技术领域

本申请涉及空调控制领域，更具体地，涉及一种空调器和IPM模块自举电路预充电控制方法。

背景技术

自举电路通常由自举二极管、自举电容等电子元件组成，自举电路的功能为可以使自举电容的自举电压和电源电压叠加，从而使电压升高。通常，将自举电路应用于负载电机的IPM模块时，可以实现IPM模块的单电源供电。在负载电机的启动过程中，自举电路为IPM模块的上桥臂的正常工作提供自举电压。通常，为了保证负载电机的正常运转，自举电压和电源电压叠加产生的驱动电压需要满足上桥臂的正常工作电压。

现有技术中，给IPM模块的自举电路充电时，采用PWM占空比100％的直通式充电，导致流过充电电阻的冲击电流过大，最终导致自举电阻过流损坏。且三路自举电路同时充电，导致总的电流很大，对开关电源造成了很大的冲击，同时在IPM下桥臂的采样电阻处也流过很大的电流，极易触发过流保护，进而误报过流保护故障。

因此，如何提出一种可以减小IPM模块自举电路预充电时自举电阻的冲击电流的空调器，是目前有待解决的技术问题。

发明内容

本发明提出了一种空调器，用以解决现有技术中给IPM模块的自举电路充电时，流过充电电阻的冲击电流过大的技术问题。

所述空调器包括：

冷媒循环回路，使冷媒在压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、四通阀和减压器组成回路中进行循环；

压缩机，用于进行将低温低压冷媒气体压缩成高温高压冷媒气体并排至冷凝器的工作；

室外热交换器和室内热交换器，其中，一个为冷凝器进行工作，另一个为蒸发器进行工作；

IPM模块自举电路，包括三路自举单元，各所述自举单元包括自举电阻、二极管、自举电容、第一芯片、第一晶体管、第二芯片、第二晶体管和采样电阻，其中，所述自举电阻和二极管串联于第一电平端与所述第一芯片的电源引脚之间；所述自举电容串联于所述第一芯片的电源引脚与所述第一晶体管的漏极之间；所述第一晶体管的栅极连接所述第一芯片的输出引脚；所述第一晶体管的源极连接高电平端；所述第一晶体管的漏极连接相电压输出端；所述第二芯片的第一电源引脚连接所述第一电平端，所述第二芯片的第二电源引脚连接第二电平端；所述第二晶体管的栅极连接所述第二芯片的输出引脚；所述第二晶体管的源极连接相电压输出端；所述采样电阻串联于所述第二晶体管的漏极和接地端之间；

控制器被配置为，包括：

在对所述自举电容充电时，控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出充电控制信号，其中，所述充电控制信号为占空比小于100％的PWM信号。

在本申请一些实施例中，所述控制器具体被配置为：

依次单独控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出对应的一路所述充电控制信号。

在本申请一些实施例中，所述控制器还被配置为：

向各所述自举单元中的所述第二芯片发送预置信号，基于所述预置信号使所述第二芯片产生所述充电控制信号，所述预置信号为PWM信号。

相应的，本发明还提出了一种IPM模块自举电路预充电控制方法，所述方法应用于包括冷媒循环回路、压缩机、室外热交换器、室内热交换器、IPM模块自举电路和控制器的空调器中，所述IPM模块自举电路包括三路自举单元，各所述自举单元包括自举电阻、二极管、自举电容、第一芯片、第一晶体管、第二芯片、第二晶体管和采样电阻，其中，所述自举电阻和二极管串联于第一电平端与所述第一芯片的电源引脚之间；所述自举电容串联于所述第一芯片的电源引脚与所述第一晶体管的漏极之间；所述第一晶体管的栅极连接所述第一芯片的输出引脚；所述第一晶体管的源极连接高电平端；所述第一晶体管的漏极连接相电压输出端；所述第二芯片的第一电源引脚连接所述第一电平端，所述第二芯片的第二电源引脚连接第二电平端；所述第二晶体管的栅极连接所述第二芯片的输出引脚；所述第二晶体管的源极连接相电压输出端；所述采样电阻串联于所述第二晶体管的漏极和接地端之间，所述方法包括：

在对所述自举电容充电时，控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出充电控制信号，其中，所述充电控制信号为占空比小于100％的PWM信号。

在本申请一些实施例中，控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出充电控制信号，具体为：

依次单独控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出对应的一路所述充电控制信号。

在本申请一些实施例中，在控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出充电控制信号之前，还包括：

向各所述自举单元中的所述第二芯片发送预置信号，基于所述预置信号使所述第二芯片产生所述充电控制信号，所述预置信号为PWM信号。

通过应用以上技术方案，在对IPM模块自举电路的自举电容充电时，控制各自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出充电控制信号，其中，所述充电控制信号为占空比小于100％的PWM信号，采用低PWM占空比的充电方法，以控制平均充电电流，减小自举电阻的冲击电应力，并且通过对三路自举单元分时充电，同一时刻只给一路自举电路充电，减少总的冲击电流，进而大大减小了对开关电源的冲击，同时IPM下桥臂的采样电阻处流过的电流也大大减小，避免误触发过流保护，提高了产品的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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1示出了实施方式的空调器的结构的概要的电路图。

图2示出了现有技术中自举电容充电原理示意图。

图3示出了现有技术中进行IPM模块自举电路预充电控制时的充电时序波形示意图。

图4示出了本申请实施例进行IPM模块自举电路预充电控制时的充电时序波形示意图。

图5示出了本发明实施例一种IPM模块自举电路预充电控制方法的流程示意图。

标号说明

1：空调器；2：室外机；3：室内机；10：制冷剂回路；11：压缩机；12：四通阀；13：室外热交换器；

14：膨胀阀；16：室内热交换器；21：室外风扇；31：室内风扇；32：室内温度传感器；33：室内热交换器温度传感器；

63：垂直挡板；64，65：水平挡板

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。

本申请中空调器通过使用压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器来执行空调器的制冷循环。制冷循环包括一系列过程，涉及压缩、冷凝、膨胀和蒸发，并向已被调节和热交换的空气供应制冷剂。

压缩机压缩处于高温高压状态的制冷剂气体并排出压缩后的制冷剂气体。所排出的制冷剂气体流入冷凝器。冷凝器将压缩后的制冷剂冷凝成液相，并且热量通过冷凝过程释放到周围环境。

膨胀阀使在冷凝器中冷凝的高温高压状态的液相制冷剂膨胀为低压的液相制冷剂。蒸发器蒸发在膨胀阀中膨胀的制冷剂，并使处于低温低压状态的制冷剂气体返回到压缩机。蒸发器可以通过利用制冷剂的蒸发的潜热与待冷却的材料进行热交换来实现制冷效果。在整个循环中，空调器可以调节室内空间的温度。

空调器的室外单元是指制冷循环的包括压缩机和室外热交换器的部分，空调器的室内单元包括室内热交换器，并且膨胀阀可以提供在室内单元或室外单元中。

室内热交换器和室外热交换器用作冷凝器或蒸发器。当室内热交换器用作冷凝器时，空调器用作制热模式的加热器，当室内热交换器用作蒸发器时，空调器用作制冷模式的冷却器。

图1中示出空调器1电路结构，该空调器1具备制冷剂回路10，通过使制冷剂回路10中的制冷剂循环，能够执行蒸气压缩式制冷循环。使用连接配管4连接于室内机3和室外机2，以形成供制冷剂循环的制冷剂回路10。制冷剂回路10中具备压缩机11、室外热交换器13、膨胀阀14、储液器15和室内热交换器16。其中，室内热交换器16和室外热交换器13，用作冷凝器或蒸发器来工作。压缩机11从吸入口吸入制冷剂，将在内部压缩后的制冷剂从排出口对室内热交换器16排出。压缩机11是进行基于逆变器的转速控制的容量可变的逆变器压缩机，四通阀12，在制热和制冷之间进行切换。

室外热交换器13具有用于使制冷剂经由储液器15在与压缩机11的吸入口之间流通的第一出入口，并且具有用于使制冷剂在与膨胀阀14之间流通的第二出入口。室外热交换器13使在连接于室外热交换器13的第二出入口与第一出入口之间的传热管(未图示)中流动的制冷剂与室外空气之间进行热交换。

膨胀阀14配置在室外热交换器13与室内热交换器16之间。膨胀阀14具有使在室外热交换器13与室内热交换器16之间流动的制冷剂膨胀而减压的功能。膨胀阀14构成为能够变更开度，通过减小开度，使得通过膨胀阀14的制冷剂的流路阻力增加，通过增大开度，使得通过膨胀阀14的制冷剂的流路阻力减。这样的膨胀阀14在制热运转中使从室内热交换器16朝向室外热交换器13流动的制冷剂膨胀而减压。此外，即使安装在制冷剂回路10中的其它器件的状态不变化，当膨胀阀14的开度变化时，在制冷剂回路10中流动的制冷剂的流量也会变化。

室内热交换器16具有用于使液体制冷剂在与膨胀阀14之间流通的第二出入口，并且，具有用于使气体制冷剂在与压缩机11的排出口之间流通的第一出入口。室内热交换器16使在连接于室内热交换器16的第二出入口与第一出入口之间的传热管中流动的制冷剂与室内空气之间进行热交换。

在室外热交换器13与压缩机11的吸入口之间配置有储液器15。在储液器15中，从室外热交换器13流向压缩机11的制冷剂被分离成气体制冷剂和液体制冷剂。并且，从储液器15向压缩机11的吸入口主要供给气体制冷剂。

室外机2还具备室外风扇21，该室外风扇21产生通过室外热交换器13的室外空气的气流，以促使在传热管中流动的制冷剂与室外空气的热交换。该室外风扇21由能够变更转速的室外风扇马达21A驱动。此外，室内机3具备室内风扇31，该室内风扇31产生通过室内热交换器16的室内空气的气流，以促进在传热管中流动的制冷剂与室内空气的热交换。该室内风扇31由能够变更转速的室内风扇马达31A驱动。

IPM模块中的晶体管需要稳定的驱动电压，由于IPM模块的下桥臂的开关器件与低压电源共地，所以低压电源即可为其提供稳定的驱动电压，但上桥臂的开关器件没有与低压电源共地，无法直接由低压电源提供驱动电压，需要自举电路为上桥臂的开关器件提供稳定的驱动电压。

如图2所示为现有技术中自举电容充电原理示意图，包括三路自举单元，各所述自举单元包括自举电阻、二极管、自举电容、第一芯片HVIC、第一晶体管、第二芯片LVIC、第二晶体管和采样电阻，其中，所述自举电阻和二极管串联于第一电平端与所述第一芯片HVIC的电源引脚之间；所述自举电容串联于所述第一芯片HVIC的电源引脚与所述第一晶体管的漏极之间；所述第一晶体管的栅极连接所述第一芯片的输出引脚；所述第一晶体管的源极连接高电平端；所述第一晶体管的漏极连接相电压输出端；所述第二芯片LVIC的第一电源引脚连接所述第一电平端，所述第二芯片LVIC的第二电源引脚连接第二电平端；所述第二晶体管的栅极连接所述第二芯片LVIC的输出引脚；所述第二晶体管的源极连接相电压输出端；所述采样电阻串联于所述第二晶体管的漏极和接地端之间。

如图3所示，现有技术中给IPM模块的自举电路充电时，采用PWM占空比100％的直通式充电，导致流过充电电阻的冲击电流过大，最终导致自举电阻过流损坏。

本发明实施例的空调器在对所述自举电容充电时，控制器向各所述自举单元中的所述第二芯片发送预置信号，基于所述预置信号使所述第二芯片产生所述充电控制信号，所述预置信号为PWM信号。然后控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出充电控制信号，其中，所述充电控制信号为占空比小于100％的PWM信号。

并且，如图4所示，三路自举单元分时充电，依次单独控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出对应的一路所述充电控制信号，同一时刻只给一路自举电路充电。

通过应用以上技术方案，采用低PWM占空比的充电方法，以控制平均充电电流，减小自举电阻的冲击电应力；对三路自举单元分时充电，同一时刻只给一路自举电路充电，减少总的冲击电流，进而大大减小了对开关电源的冲击，同时IPM下桥臂的采样电阻处流过的电流也大大减小，避免误触发过流保护，提高了产品的可靠性。

与本申请实施例中的空调器相对应，本申请实施例还提出了一种IPM模块自举电路预充电控制方法，所述方法应用于包括冷媒循环回路、压缩机、室外热交换器、室内热交换器、IPM模块自举电路和控制器的空调器中，所述IPM模块自举电路包括三路自举单元，各所述自举单元包括自举电阻、二极管、自举电容、第一芯片、第一晶体管、第二芯片、第二晶体管和采样电阻，其中，所述自举电阻和二极管串联于第一电平端与所述第一芯片的电源引脚之间；所述自举电容串联于所述第一芯片的电源引脚与所述第一晶体管的漏极之间；所述第一晶体管的栅极连接所述第一芯片的输出引脚；所述第一晶体管的源极连接高电平端；所述第一晶体管的漏极连接相电压输出端；所述第二芯片的第一电源引脚连接所述第一电平端，所述第二芯片的第二电源引脚连接第二电平端；所述第二晶体管的栅极连接所述第二芯片的输出引脚；所述第二晶体管的源极连接相电压输出端；所述采样电阻串联于所述第二晶体管的漏极和接地端之间，所述方法包括：

步骤S101，在对所述自举电容充电时，控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出充电控制信号，其中，所述充电控制信号为占空比小于100％的PWM信号。

本步骤中，为向IPM模块的上桥臂的正常工作提供自举电压，在IPM模块启动前或启动时，对所述自举电容充电，控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出充电控制信号，所述充电控制信号为占空比小于100％的PWM信号。

为了进一步降低充电时的冲击电流，在本申请优选的实施例中，控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出充电控制信号，具体为：

依次单独控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出对应的一路所述充电控制信号。

具体的，如图4所示，三路自举单元分时充电，依次单独控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出对应的一路所述充电控制信号，同一时刻只给一路自举电路充电。

需要说明的是，本领域技术人员可根据实际情况选择其他的充电控制信号的输出方式，这并不影响本申请的保护范围。

为了使第二芯片产生准确的充电控制信号，在本申请优选的实施例中，在控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出充电控制信号之前，还包括：

向各所述自举单元中的所述第二芯片发送预置信号，基于所述预置信号使所述第二芯片产生所述充电控制信号，所述预置信号为PWM信号。

具体的，通过向第二芯片为PWM信号的预置信号，使第二芯片产生准确的充电控制信号。

通过应用以上技术方案，在应用于包括冷媒循环回路、压缩机、室外热交换器、室内热交换器、IPM模块自举电路和控制器的空调器中，在对IPM模块自举电路中的自举电容充电时，控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出充电控制信号，其中，所述充电控制信号为占空比小于100％的PWM信号，采用低PWM占空比的充电方法，以控制平均充电电流，减小自举电阻的冲击电应力，并且通过对三路自举单元分时充电，同一时刻只给一路自举电路充电，减少总的冲击电流，进而大大减小了对开关电源的冲击，同时IPM下桥臂的采样电阻处流过的电流也大大减小，避免误触发过流保护，提高了产品的可靠性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：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，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括：

冷媒循环回路，使冷媒在压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、四通阀和减压器组成回路中进行循环；

压缩机，用于进行将低温低压冷媒气体压缩成高温高压冷媒气体并排至冷凝器的工作；

室外热交换器和室内热交换器，其中，一个为冷凝器进行工作，另一个为蒸发器进行工作；

IPM模块自举电路，包括三路自举单元，各所述自举单元包括自举电阻、二极管、自举电容、第一芯片、第一晶体管、第二芯片、第二晶体管和采样电阻，其中，所述自举电阻和二极管串联于第一电平端与所述第一芯片的电源引脚之间；所述自举电容串联于所述第一芯片的电源引脚与所述第一晶体管的漏极之间；所述第一晶体管的栅极连接所述第一芯片的输出引脚；所述第一晶体管的源极连接高电平端；所述第一晶体管的漏极连接相电压输出端；所述第二芯片的第一电源引脚连接所述第一电平端，所述第二芯片的第二电源引脚连接第二电平端；所述第二晶体管的栅极连接所述第二芯片的输出引脚；所述第二晶体管的源极连接相电压输出端；所述采样电阻串联于所述第二晶体管的漏极和接地端之间；

控制器被配置为，包括：

在对所述自举电容充电时，控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出充电控制信号，其中，所述充电控制信号为占空比小于100％的PWM信号。

2.如权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述控制器具体被配置为：

依次单独控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出对应的一路所述充电控制信号。

3.如权利要求1所述的空调器，其特征在于，所述控制器还被配置为：

向各所述自举单元中的所述第二芯片发送预置信号，基于所述预置信号使所述第二芯片产生所述充电控制信号，所述预置信号为PWM信号。

4.一种IPM模块自举电路预充电控制方法，其特征在于，所述方法应用于包括冷媒循环回路、压缩机、室外热交换器、室内热交换器、IPM模块自举电路和控制器的空调器中，所述IPM模块自举电路包括三路自举单元，各所述自举单元包括自举电阻、二极管、自举电容、第一芯片、第一晶体管、第二芯片、第二晶体管和采样电阻，其中，所述自举电阻和二极管串联于第一电平端与所述第一芯片的电源引脚之间；所述自举电容串联于所述第一芯片的电源引脚与所述第一晶体管的漏极之间；所述第一晶体管的栅极连接所述第一芯片的输出引脚；所述第一晶体管的源极连接高电平端；所述第一晶体管的漏极连接相电压输出端；所述第二芯片的第一电源引脚连接所述第一电平端，所述第二芯片的第二电源引脚连接第二电平端；所述第二晶体管的栅极连接所述第二芯片的输出引脚；所述第二晶体管的源极连接相电压输出端；所述采样电阻串联于所述第二晶体管的漏极和接地端之间，所述方法包括：

在对所述自举电容充电时，控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出充电控制信号，其中，所述充电控制信号为占空比小于100％的PWM信号。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出充电控制信号，具体为：

依次单独控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出对应的一路所述充电控制信号。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在控制各所述自举单元中的所述第二芯片向所述第二晶体管输出充电控制信号之前，还包括：

向各所述自举单元中的所述第二芯片发送预置信号，基于所述预置信号使所述第二芯片产生所述充电控制信号，所述预置信号为PWM信号。

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