CN112612312A - 一种散热控制电路和空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种散热控制电路和空调器，该散热控制电路包括温度检测单元、迟滞比较单元、驱动单元和供电单元，迟滞比较单元用于根据所述检测信号生成控制信号，并向所述驱动单元发送所述控制信号，所述控制信号包括使所述散热风扇启动的第一信号和使所述散热风扇停止的第二信号，所述第一信号是在所述检测信号的强度大于第一阈值时生成的，所述第二信号是在所述检测信号的强度小于第二阈值时生成的，所述第一阈值大于所述第二阈值，从而避免了散热风扇在温度保护点附近反复启动和停止，提高了散热系统温度控制准确度，并延长了散热风扇的实际使用寿命。

Description

一种散热控制电路和空调器

技术领域

本申请涉及空调控制领域，更具体地，涉及一种散热控制电路和空调器。

背景技术

风扇是大功率电源及变频器行业常用的散热装置，工作时风扇带动冷空气流经散热片，带走功率器件产生的热量，达到避免功率器件温升过高，保证系统安全可靠运行的目的。

现有技术中，一般基于串联温控器控制风扇，温控器由于机械结构的原因，不能根据散热系统要求灵活的调整高温保护和低温恢复的温度点，造成温度调节准确度不高，同时可能导致风扇的实际使用寿命降低。

因此，如何提供一种可以提高散热系统温度控制准确度的散热控制电路，是目前有待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种散热控制电路，用以解决现有技术中散热系统温度控制准确度不高的技术问题。

该电路包括温度检测单元、迟滞比较单元、驱动单元和供电单元，

所述温度检测单元，用于根据温度控制对象的温度生成检测信号，并将所述检测信号发送到所述迟滞比较单元；

所述迟滞比较单元，用于根据所述检测信号生成控制信号，并向所述驱动单元发送所述控制信号；

所述驱动单元，用于根据所述控制信号生成驱动信号，并将所述驱动信号发送到所述供电单元；

所述供电单元，用于根据所述驱动信号控制散热风扇的启停；

其中，所述控制信号包括使所述散热风扇启动的第一信号和使所述散热风扇停止的第二信号，所述第一信号是在所述检测信号的强度大于第一阈值时生成的，所述第二信号是在所述检测信号的强度小于第二阈值时生成的，所述第一阈值大于所述第二阈值。

在本申请一些实施例中，所述供电单元的第一端和所述供电单元的第二端连接所述散热风扇的电机，所述供电单元的第三端连接所述驱动单元的第一端，所述驱动单元的第二端连接所述迟滞比较单元的第一端，所述迟滞比较单元的第二端连接所述温度检测单元的第一端，所述迟滞比较单元的第三端连接所述温度检测单元的第二端。

在本申请一些实施例中，所述电路还包括：

保护单元，用于检测所述电机的电流，并在所述电流超过预设阈值时使所述电机停止；

所述保护单元的第一端连接所述驱动单元的第三端，所述保护单元的第二端连接所述驱动单元的第二端和所述迟滞比较单元的第一端的共接点。

在本申请一些实施例中，所述迟滞比较单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、比较器和第一二极管，其中，

所述第五电阻的第一端为所述迟滞比较单元的第一端，所述第五电阻的第二端连接所述第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极和所述第三电阻的第一端共接于所述比较器的输出端，所述第三电阻的第二端和所述第四电阻的第一端共接于所述比较器的同相输入端，所述比较器的反相输入端连接所述第六电阻的第一端，所述第六电阻的第二端、所述第四电阻的第二端和所述第一电阻的第一端共接于所述第七电阻的第一端，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端的共接点连接输入电压，所述第七电阻的第二端和所述第八电阻的第一端的共接点接地，所述第二电阻的第二端为所述迟滞比较单元的第二端，所述第八电阻的第二端为所述迟滞比较单元的第三端。

在本申请一些实施例中，所述温度检测单元包括第九电阻，其中，

所述第九电阻的第一端为所述温度检测单元的第一端，所述第九电阻的第二端为所述温度检测单元的第二端，所述第九电阻为热敏电阻。

在本申请一些实施例中，所述驱动单元包括开关管、第十电阻和第十一电阻，其中，

所述开关管的漏极为所述驱动单元的第一端，所述开关管的栅极和所述第十电阻的第一端共接于所述第十一电阻的第一端，所述第十电阻的第二端为所述驱动单元的第二端，所述第十一电阻的第二端和所述开关管的源极的共接点连接所述驱动单元的第三端。

在本申请一些实施例中，所述供电单元包括电容和第二二极管，其中，

所述电容的第一端连接所述供电单元的第一端并连接输入电压，所述电容的第二端和所述第二二极管的阳极的共接点连接所述供电单元的第二端，所述第二二极管的阴极为所述供电单元的第三端。

在本申请一些实施例中，所述保护单元包括第十二电阻、第十三电阻和三极管，其中，

所述十二电阻的第一端和所述第十三电阻的第一端的共接点为所述保护单元的第一端，所述第十三电阻的第二端连接所述三极管的基极，所述三极管的集电极为所述保护单元的第二端，所述三极管的发射极和所述第十二电阻的第二端的共接点接地。

在本申请一些实施例中，所述第八电阻为可调电阻。

相应的，本发明还提出了一种空调器，包括：

冷媒循环回路，使冷媒在压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和四通阀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；

四通阀，用于控制所述冷媒回路中冷媒流向，以使室外热交换器和室内热交换器，作为冷凝器和蒸发器之间进行切换；

所述空调器还包括如上所述的散热控制电路。

与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

本发明公开了一种散热控制电路和空调器，该散热控制电路包括温度检测单元、迟滞比较单元、驱动单元和供电单元，迟滞比较单元用于根据所述检测信号生成控制信号，并向所述驱动单元发送所述控制信号，所述控制信号包括使所述散热风扇启动的第一信号和使所述散热风扇停止的第二信号，所述第一信号是在所述检测信号的强度大于第一阈值时生成的，所述第二信号是在所述检测信号的强度小于第二阈值时生成的，所述第一阈值大于所述第二阈值，从而避免了散热风扇在温度保护点附近反复启动和停止，提高了散热系统温度控制准确度，并延长了散热风扇的实际使用寿命。

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示出了本发明实施例提出的一种散热控制电路的结构示意图；

图2示出了本发明实施例中迟滞比较器工作原理图。

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。

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。

空调器中还包括散热控制电路，如图1所示，所述电路包括温度检测单元100、迟滞比较单元200、驱动单元300和供电单元400，

所述温度检测单元100，用于根据温度控制对象的温度生成检测信号，并将所述检测信号发送到所述迟滞比较单元200；

本实施例中，温度控制对象可以为空调器中的发热量较大的功率器件，如压缩机电机、室内风扇电机等，该温度控制对象安装有散热风扇，以将工作时产生的热量进行散发，从而维持安全的工作温度。检测信号可以为由温度值转化的电压信号。

所述迟滞比较单元200，用于根据所述检测信号生成控制信号，并向所述驱动单元300发送所述控制信号；

所述驱动单元300，用于根据所述控制信号生成驱动信号，并将所述驱动信号发送到所述供电单元400；

所述供电单元400，用于根据所述驱动信号控制散热风扇的启停；

其中，所述控制信号包括使所述散热风扇启动的第一信号和使所述散热风扇停止的第二信号，所述第一信号是在所述检测信号的强度大于第一阈值时生成的，所述第二信号是在所述检测信号的强度小于第二阈值时生成的，所述第一阈值大于所述第二阈值。

本实施例中，迟滞比较单元200可以根据检测信号的强度输出两种控制信号，分别为使散热风扇启动的第一信号和使散热风扇停止的第二信号。

在检测信号的强度大于第一阈值时，说明此时温度控制对象的温度较高，需要开启散热风扇进行散热，生成第一信号以使驱动单元生成使散热风扇启动的驱动信号，并使供电单元启动散热风扇；

在检测信号的强度小于第二阈值时，说明温度控制对象的温度较低，不需要通过散热风扇进行散热，生成第二信号以使驱动单元生成使散热风扇停止的驱动信号，并使供电单元停止散热风扇。

由于第一阈值大于第二阈值，避免了散热风扇在温度保护点附近反复启动和停止，提高了散热系统温度控制准确度，并延长了散热风扇的实际使用寿命。

为了提高散热控制的可靠性，在本申请一些实施例中，所述供电单元400的第一端和所述供电单元400的第二端连接所述散热风扇的电机，所述供电单元400的第三端连接所述驱动单元300的第一端，所述驱动单元300的第二端连接所述迟滞比较单元200的第一端，所述迟滞比较单元200的第二端连接所述温度检测单元100的第一端，所述迟滞比较单元200的第三端连接所述温度检测单元100的第二端。

为了提高散热风扇的可靠性，在本申请一些实施例中，如图1所示，所述电路还包括：

保护单元500，用于检测所述电机的电流，并在所述电流超过预设阈值时使所述电机停止；

所述保护单元500的第一端连接所述驱动单元300的第三端，所述保护单元500的第二端连接所述驱动单元300的第二端和所述迟滞比较单元200的第一端的共接点。

为了保证迟滞比较单元的可靠性，在本申请一些实施例中，如图1所示，所述迟滞比较单元200包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻Radj1、比较器IC1B和第一二极管D1，其中，

所述第五电阻R5的第一端为所述迟滞比较单元200的第一端，所述第五电阻R5的第二端连接所述第一二极管D1的阴极，所述第一二极管D1的阳极和所述第三电阻R3的第一端共接于所述比较器IC1B的输出端，所述第三电阻R3的第二端和所述第四电阻R4的第一端共接于所述比较器IC1B的同相输入端，所述比较器IC1B的反相输入端连接所述第六电阻R6的第一端，所述第六电阻R6的第二端、所述第四电阻R4的第二端和所述第一电阻R1的第一端共接于所述第七电阻R7的第一端，所述第一电阻R1的第二端和所述第二电阻R2的第一端的共接点连接输入电压VIN，所述第七电阻R7的第二端和所述第八电阻Radj1的第一端的共接点接地，所述第二电阻R2的第二端为所述迟滞比较单元200的第二端，所述第八电阻Radj1的第二端为所述迟滞比较单元200的第三端。

为进一步提高迟滞比较单元的可靠性，在本申请优选的实施例中，所述第八电阻Radj1为可调电阻。

为了提高温度检测单元的可靠性，在本申请一些实施例中，如图1所示，所述温度检测单元100包括第九电阻Rt，其中，

所述第九电阻Rt的第一端为所述温度检测单元100的第一端，所述第九电阻Rt的第二端为所述温度检测单元100的第二端，所述第九电阻Rt为热敏电阻。

为了提高驱动单元的可靠性，在本申请一些实施例中，如图1所示，所述驱动单元300包括开关管K1、第十电阻R10和第十一电阻R11，其中，

所述开关管K1的漏极为所述驱动单元300的第一端，所述开关管K1的栅极和所述第十电阻R10的第一端共接于所述第十一电阻R11的第一端，所述第十电阻R10的第二端为所述驱动单元300的第二端，所述第十一电阻R11的第二端和所述开关管K1的源极的共接点连接所述驱动单元300的第三端。

为提高驱动单元的可靠性，在本申请优选的实施例中，开关管K1为NMOS。

为了保证供电单元的可靠性，在本申请一些实施例中，如图1所示，所述供电单元400包括电容E1和第二二极管D2，其中，

所述电容E1的第一端连接所述供电单元400的第一端并连接输入电压VIN，所述电容E1的第二端和所述第二二极管D2的阳极的共接点连接所述供电单元400的第二端，所述第二二极管D2的阴极为所述供电单元400的第三端。

为提高供电单元的可靠性，在本申请优选的实施例中，电容E1为电解电容。

为了保证保护单元的可靠性，在本申请一些实施例中，如图1所示，所述保护单元500包括第十二电阻Rs、第十三电阻R13和三极管Q1，其中，

所述十二电阻Rs的第一端和所述第十三电阻R13的第一端的共接点为所述保护单元500的第一端，所述第十三电阻R13的第二端连接所述三极管Q1的基极，所述三极管Q1的集电极为所述保护单元500的第二端，所述三极管Q1的发射极和所述第十二电阻Rs的第二端的共接点接地。

通过应用以上技术方案，散热控制电路包括温度检测单元、迟滞比较单元、驱动单元和供电单元，迟滞比较单元用于根据所述检测信号生成控制信号，并向所述驱动单元发送所述控制信号，所述控制信号包括使所述散热风扇启动的第一信号和使所述散热风扇停止的第二信号，所述第一信号是在所述检测信号的强度大于第一阈值时生成的，所述第二信号是在所述检测信号的强度小于第二阈值时生成的，所述第一阈值大于所述第二阈值，从而避免了散热风扇在温度保护点附近反复启动和停止，提高了散热系统温度控制准确度，并延长了散热风扇的实际使用寿命。

为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合具体的应用场景，对本发明的技术方案进行说明。

本发明实施例提供一种散热控制电路，如图1所示，工作原理如下：

迟滞比较单元200中，比较器IC1B为迟滞比较器，其反相输入电压为V6，同相输入电压为V5，由于Vi＝Radj1/(R2+Rt+Radj1)*Vin，当温度逐渐升高，温度检测单元100中的第九电阻Rt阻值同步的逐渐减小，Vi同步逐渐升高，结合图2，当Vi<UTH时，迟滞比较器IC1B输出V7＝0，当Vi>UTH时，迟滞比较器IC1B输出V7＝VIN，开关管K1的门级电压Vg＝V7＝VIN(忽略二极管D1的正向压降)，开关管K1导通，散热风扇电机得以供电，散热风扇工作，冷风带走温度控制对象的热量。

温度控制对象的温度降低，同时，温度传感器电阻Rt逐渐增大，Vi逐渐降低，当Vi<UTL时，迟滞比较器IC1B输出V7＝0V，开关管K1关断，散热风扇电机电源断开，散热风扇停止工作，该散热风扇可以为直流风扇。

根据系统要求的最佳高温保护温度点和低温恢复温度点，其中，第一阈值UTH＝(R3+R4)/R3*Vref1+R4/R3*Vin，第二阈值UTL＝(R3+R4)/R3*Vref1-R4/R3*Vin，迟滞回差ΔUT＝2*R4/R3*Vin。

驱动单元300中，开关管K1为NMOS，门级信号Vg为高电平则开关管K1导通通，反之则开关管K1关断，门级电阻R10用于调整开关管K1开断的速度。

保护单元500中，散热风扇电机电流流经采样电阻Rs，采样电阻Rs两端采样电压为Vs，当Vs>Vebo(Vebo为三极管Q1开通的门槛电压，一般为0.6V左右)时，三极管Q1开通，集电极C电压为低电平，开关管K1门级电压为低电平，开关管K1关断，散热风扇停止运转。通过选择合适的采样电阻Rs，可以控制散热风扇风机的过载保护点。

供电单元400中，电解电容E1的作用为稳压和滤波的作用，给散热风扇提供相对平滑的直流电，第二二极管D2的作用是防止电源反接。

具体工作过程如下：

确定温度控制对象的最佳高温保护温度点和低温恢复温度点，设计合适的外围电路参数；

采用NTC型温度传感器，温度信号转化为电压信号，该电压信号作为迟滞比较器IC1B的输入；

当温度控制对象的温度较高，迟滞比较器IC1B输出为高电平，则开关管K1开通，散热风扇运转散热。为防止散热风扇在高温保护温度点处反复开关，设置迟滞比较区间，当温度较低时，散热风扇停止工作；

当散热风扇过载或短路，保护单元500断开开关管K1，以保证散热风扇的安全。

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 (10)

1.一种散热控制电路，其特征在于，所述电路包括温度检测单元、迟滞比较单元、驱动单元和供电单元，

所述温度检测单元，用于根据温度控制对象的温度生成检测信号，并将所述检测信号发送到所述迟滞比较单元；

所述迟滞比较单元，用于根据所述检测信号生成控制信号，并向所述驱动单元发送所述控制信号；

所述驱动单元，用于根据所述控制信号生成驱动信号，并将所述驱动信号发送到所述供电单元；

所述供电单元，用于根据所述驱动信号控制散热风扇的启停；

其中，所述控制信号包括使所述散热风扇启动的第一信号和使所述散热风扇停止的第二信号，所述第一信号是在所述检测信号的强度大于第一阈值时生成的，所述第二信号是在所述检测信号的强度小于第二阈值时生成的，所述第一阈值大于所述第二阈值。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述供电单元的第一端和所述供电单元的第二端连接所述散热风扇的电机，所述供电单元的第三端连接所述驱动单元的第一端，所述驱动单元的第二端连接所述迟滞比较单元的第一端，所述迟滞比较单元的第二端连接所述温度检测单元的第一端，所述迟滞比较单元的第三端连接所述温度检测单元的第二端。

3.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电路还包括：

保护单元，用于检测所述电机的电流，并在所述电流超过预设阈值时使所述电机停止；

所述保护单元的第一端连接所述驱动单元的第三端，所述保护单元的第二端连接所述驱动单元的第二端和所述迟滞比较单元的第一端的共接点。

4.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述迟滞比较单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、比较器和第一二极管，其中，

所述第五电阻的第一端为所述迟滞比较单元的第一端，所述第五电阻的第二端连接所述第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极和所述第三电阻的第一端共接于所述比较器的输出端，所述第三电阻的第二端和所述第四电阻的第一端共接于所述比较器的同相输入端，所述比较器的反相输入端连接所述第六电阻的第一端，所述第六电阻的第二端、所述第四电阻的第二端和所述第一电阻的第一端共接于所述第七电阻的第一端，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端的共接点连接输入电压，所述第七电阻的第二端和所述第八电阻的第一端的共接点接地，所述第二电阻的第二端为所述迟滞比较单元的第二端，所述第八电阻的第二端为所述迟滞比较单元的第三端。

5.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述温度检测单元包括第九电阻，其中，

所述第九电阻的第一端为所述温度检测单元的第一端，所述第九电阻的第二端为所述温度检测单元的第二端，所述第九电阻为热敏电阻。

6.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述驱动单元包括开关管、第十电阻和第十一电阻，其中，

所述开关管的漏极为所述驱动单元的第一端，所述开关管的栅极和所述第十电阻的第一端共接于所述第十一电阻的第一端，所述第十电阻的第二端为所述驱动单元的第二端，所述第十一电阻的第二端和所述开关管的源极的共接点连接所述驱动单元的第三端。

7.如权利要求2所述的电路，其特征在于，所述供电单元包括电容和第二二极管，其中，

所述电容的第一端连接所述供电单元的第一端并连接输入电压，所述电容的第二端和所述第二二极管的阳极的共接点连接所述供电单元的第二端，所述第二二极管的阴极为所述供电单元的第三端。

8.如权利要求3所述的电路，其特征在于，所述保护单元包括第十二电阻、第十三电阻和三极管，其中，

所述十二电阻的第一端和所述第十三电阻的第一端的共接点为所述保护单元的第一端，所述第十三电阻的第二端连接所述三极管的基极，所述三极管的集电极为所述保护单元的第二端，所述三极管的发射极和所述第十二电阻的第二端的共接点接地。

9.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第八电阻为可调电阻。

10.一种空调器，包括：

冷媒循环回路，使冷媒在压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器和四通阀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；

四通阀，用于控制所述冷媒回路中冷媒流向，以使室外热交换器和室内热交换器，作为冷凝器和蒸发器之间进行切换；

其特征在于，所述空调器还包括如权利要求1-9任一项所述的散热控制电路。

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