CN112670956A - 空调器的过压保护方法、装置和空调器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调器的过压保护方法、装置和空调器，该方法包括以下步骤：检测空调器中直流负载供电回路的直流母线电压；确定直流母线电压处于预设电压区间时，控制直流负载供电回路中的至少部分直流负载开启，以对直流负载供电回路中的直流母线电容进行保护。由此，对直流母线进行保护，降低运行过程中直流母线电压异常过高而导致电解电容过压损坏的概率。

Description

空调器的过压保护方法、装置和空调器

技术领域

本发明属于家用电器技术领域，具体是一种空调器的过压保护方法、装置和空调器。

背景技术

三相供电电源具有稳定、平衡的优势，整流后的母线电压高且稳定，不需要额外的稳压技术，目前广泛运用于大功率电器如商用空调器上。

现有的三相供电大功率机器，一般采用三相四线制，其中ABC三根火线的整流用于给高压重负载如压缩机供电。而ABC任意一相与N线组合实现单相整流，用于给开关电源、风机等小负载供电。但由于室内机一般采用外机的单相整流电作为供电电源，此时如果外机的火零线接错，接成了火火线，原来的单相整流后母线电压是311V(即220V*1.414＝311V)，而接错后单相整流后母线电压是538V(即220*1.732*1.414＝538V)，会引起电解电容耐压不足导致损坏。且在现有技术中，不仅三相供电存在上述问题，单相供电的机器如果在安装时接线错误，也是存在母线电压异常过高问题的。

为解决上述问题，现有技术中通常是调高室内和室外的单相整流的母线滤波的电解电容耐压值。但上述解决方法会牺牲硬件的成本，且空调器只有在用户安装首次接线的时候会存在接错线问题，正常工作时的电容电压远远达不到耐压保护值，增大电解电容耐压存在设计浪费。外机可以采用相序检测实现对电路防接错线保护，但室内机由于需要与用户沟通显示故障，所以不能直接采用高压断电方式进行保护。

现有技术中采用内置直流风机的方案中，该方案里会通过内置直流风机50s左右后反馈风机故障停止负载，来间接显示过电压故障；也有的采用外置直流风机方案，该方案里通过风机驱动芯片检测母线电压后，反馈故障停止负载，显示过电压故障。但上述方法都是在检测到母线电压过高时就停止负载输出，只能保护直流侧负载，不能有效辅助降低母线电压以实现对直流母线进行保护。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种空调器的过压保护方法，该方法在不增加成本的前提下还可对直流母线进行有效保护，解决了现有技术中过压保护成本高且不能对直流母线进行保护的问题。

本发明的第二个目的在于提出一种实现空调器的过压保护方法的计算机可读存储介质。

本发明的第三个目的在于提出一种实现空调器的过压保护方法的控制器。

本发明的第四个目的在于提出一种空调器的过压保护装置，以在不增加成本的前提下对直流母线进行有效保护。

本发明的第五个目的在于提出一种具有上述过压保护装置的空调器。

为达到上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种空调器的过压保护方法，包括以下步骤：检测所述空调器中直流负载供电回路的直流母线电压；确定所述直流母线电压处于预设电压区间时，控制所述直流负载供电回路中的至少部分直流负载开启，以对所述直流负载供电回路中的直流母线电容进行保护。

根据本发明实施例的空调器的过压保护方法，通过实时检测直流母线电压，并判断直流母线电压是否处于预设电压区间，可以判断出直流母线电压是否异常。当直流母线电压处于预设电压区间时，可以判断出直流母线出现了电压过高的情况，此时控制直流负载供电回路中的至少部分直流负载开启，使直流侧的负载输出增大，这样能降低直流母线电压，降低直流母线电容损坏概率。由此，能够起到保护直流母线电容的作用且不额外增加成本，大大提高了电路的可靠性，保证空调器正常稳定运行。

另外，根据本发明上述实施例的空调器的过压保护方法还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，确定所述直流母线电压处于预设电压区间，包括：判断所述直流母线电压是否大于等于第一预设电压；如果是，则进一步判断所述直流母线电压是否小于等于第二预设电压；如果是，则确定所述直流母线电压处于预设电压区间。

在一些示例中，所述第一预设电压根据所述直流母线电容的耐压值确定，所述第二预设电压根据所述直流负载供电回路中后端逆变的功率器件的耐压值确定。

在一些示例中，在确定所述直流母线电压大于第二预设电压时，控制所述直流负载供电回路停止直流输出，并控制所述空调器发出高压故障信息。

在一些示例中，在确定所述直流母线电压小于第一预设电压时，还判断所述直流母线电压是否小于等于所述第一预设电压与预设回差电压阈值之差，如果是，则将开启的直流负载关闭；如果否，则确定所述直流母线电压处于母线电压保持区，并保持直流负载的状态不变。

在一些示例中，控制所述直流负载供电回路中的至少部分直流负载开启，包括：控制室内机出风角度打开至最大角度，并控制室内直流风机以最大转速运行。这里以室内机通过导风条控制出风角度为例，出风角度为最大角度时指的是整机功率最大时对应的导风条角度。

为了实现上述目的，本发明第二方面的实施例提出了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有空调器的过压保护程序，该空调器的过压保护程序被处理器执行时实现前述的空调器的过压保护方法。

为了实现上述目的，本发明第三方面的实施例提出了一种控制器，所述控制器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的空调器的过压保护程序，所述处理器执行所述过压保护程序时，实现前述的空调器的过压保护方法。

为了实现上述目的，本发明第四方面的实施例提出了一种空调器的过压保护装置，包括：直流母线电压检测模块，用于检测所述空调器中直流负载供电回路的直流母线电压；控制模块，用于在确定所述直流母线电压处于预设电压区间时，控制所述直流负载供电回路中的至少部分直流负载开启，以对所述直流负载供电回路中的直流母线电容进行保护。

根据本发明实施例的空调器的过压保护装置，通过实时检测直流母线电压，并判断直流母线电压是否处于预设电压区间，当直流母线电压处于预设电压区间时，控制直流负载供电回路中的至少部分直流负载开启，使直流侧的负载输出增大，降低直流母线电压，降低直流母线电容损坏概率。由此，能够起到保护直流母线的作用且不额外增加成本，大大提高了电路的可靠性，保证空调器正常稳定运行。

另外，根据本发明上述实施例的空调器的过压保护装置还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述控制模块还用于，判断所述直流母线电压是否大于等于第一预设电压；如果是，则进一步判断所述直流母线电压是否小于等于第二预设电压；如果是，则确定所述直流母线电压处于预设电压区间。

在一些示例中，所述第一预设电压根据所述直流母线电容的耐压值确定，所述第二预设电压根据所述直流负载供电回路中后端逆变的功率器件的耐压值确定。

在一些示例中，所述控制模块还用于，在确定所述直流母线电压大于第二预设电压时，控制所述直流负载供电回路停止直流输出，并控制所述空调器发出高压故障信息。

在一些示例中，所述控制模块还用于，在确定所述直流母线电压小于第一预设电压时，判断所述直流母线电压是否小于等于所述第一预设电压与预设回差电压阈值之差，如果是，则将开启的直流负载关闭；如果否，则确定所述直流母线电压处于母线电压保持区，并保持直流负载的状态不变。

在一些示例中，所述控制模块具体用于，控制室内机出风角度打开至最大角度，并控制室内直流风机以最大转速运行。这里以室内机通过导风条控制出风角度为例，出风角度为最大角度时指的是整机功率最大时对应的导风条角度。

为了实现上述目的，本发明第五方面的实施例提出了一种空调器，包括前述的空调器的过压保护装置。

根据本发明实施例的空调器，通过实时检测直流母线电压，并判断直流母线电压是否处于预设电压区间，当直流母线电压处于预设电压区间时，控制直流负载供电回路中的至少部分直流负载开启，使直流侧的负载输出增大，降低直流母线电压，降低直流母线电容损坏概率。由此，能够起到保护直流母线的作用且不额外增加成本，大大提高了电路的可靠性，保证空调器正常稳定运行。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的空调器的过压保护方法的流程图。

图2为本发明一个实施例的空调器的过压保护装置的电路示意图。

图3为本发明一个实施例的直流负载是否输出与预设电压的关系图。

图4为本发明一个具体实施例的空调器的过压保护方法的流程图。

图5为本发明一个具体实施例中当进入预设电压区间时，直流负载静止状态下直流母线电压Vdc的状态变化图。

图6为本发明一个具体实施例中当进入预设电压区间时，直流负载开启下直流母线电压Vdc的状态变化图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，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，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面参考说明书附图描述本发明实施例的空调器的过压保护方法。

图1是根据本发明实施例的空调器的过压保护方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S1：检测空调器中直流负载供电回路的直流母线电压(这里将直流母线电压记为Vdc)；

步骤S2：确定直流母线电压Vdc处于预设电压区间时，控制直流负载供电回路中的至少部分直流负载10开启，以对直流负载供电回路中的直流母线电容E1进行保护。

根据本发明实施例的空调器的过电压保护方法，通过实时检测空调器中直流负载供电回路的直流母线电压Vdc，并判断直流母线电压Vdc是否处于预设电压区间，当直流母线电压Vdc处于预设电压区间时，控制直流负载供电回路中的至少部分直流负载10开启，使直流侧的负载输出增大，降低直流母线电压Vdc，降低直流母线电容E1损坏概率。由此，能够起到保护直流母线的作用且不额外增加成本，大大提高了电路的可靠性，保证空调器正常稳定运行。

为方便理解，以图2所示的一个具体实施例的空调器电路结构为例，该空调器电路结构可以实施上述过压保护方法。

在图2所示的电路结构中包括：整流器40、直流母线电压检测模块20、电解电容E1和控制模块30。整流器40的第一输入端IN1和第二输入端IN2用于连接交流电，直流母线电压检测模块20连接在整流器40的第一输出端OUT1与第二输出端OUT2之间，直流母线电压检测模块20用于采样整流器40通过其第一输出端OUT1和第二输出端OUT2输出的直流电压。电解电容E1并联在整流器40的第一输出端OUT1与第二输出端OUT2之间，电解电容E1有滤波作用，以及在采样到的直流母线电压Vdc跌落时起到缓冲作用。

如图2和图3所示，控制模块30与直流母线电压检测模块20相连，控制模块30用于控制至少部分直流负载10的开启和关闭。控制模块30可直接或者间接获得直流母线电压检测模块20采样到的直流母线电压Vdc。当直流母线电压检测模块20确定直流母线电压Vdc处于预设电压区间时，可以控制至少部分直流负载10开启，使直流母线得到降压。直流母线电压Vdc下降后，电解电容E1电压也下降，电解电容E1过压损坏概率就可以大大降低。

需要说明的是，由于输入的交流电的电压会出现波动，并且在交流电的电压变大到超过一定值时，整流器40输出的直流电压也会随之变大。因此，可以由直流母线电压检测模块20来检测整流器40输出的直流电压的大小，控制模块30通过判断直流母线电压Vdc的大小，从而可推算出输入的交流电的电压的高低。在直流母线电压检测模块20采样到直流母线电压Vdc处于预设电压区间时，控制模块30控制直流负载10开启，就能避免直流母线承担过高电压，从而避免电路中的电子元件因过电压而受到损坏，例如可降低电解电容E1被击穿的概率。

可以理解的是，图2所示的空调器的电路示意图，是可以实施本申请空调器的过压保护方法的一个示例。在实际产品中，空调器在直流母线处也可以采用其他的电路结构及电压采样方法，但是这些电路结构均可应用图1所示的过压保护的软件算法，即在直流母线电压Vdc处于预设电压区间时，控制至少部分直流负载10开启以降压保护。

总之这种过压保护方法，只通过获取直流母线电压Vdc就能以软件算法进行控制，降低接错线导致的电解电容E1损坏概率，不会额外增加成本，保护方式简单、有效、可靠。

在一个具体实施例中，如图2所示，直流母线电压检测模块20包括：串联的第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1一端与整流器40的第一输出端OUT1相连，第一电阻R1另一端与第二电阻R2的一端相连，第二电阻R2另一端与整流器40的第二输出端OUT2相连。第一电阻R1另一端与第二电阻R2一端之间具有第一节点，第二电阻R2另一端与第二输出端OUT2之间具有第二节点，控制模块30与第一节点、第二节点相连，控制模块30可通过采样第二电阻R2上电压，间接获取直流母线电压Vdc。

图2中还示出了直流母线通过IPM模块50连接电机负载的部分。图2这一方案适用于室外机，也适用于室内机。直流母线通过IPM模块50还可以连接空调器的其他负载，如室内风机、室外风机、四通阀、步进电机等，这些负载的驱动电路未示出，此部分电路为现有的公知技术，在此不再详述。

另外，该电路的负载部分，可以是可调速的直流电机，也可以是大功率直流负载。

在一些实施例中，空调器上电后，不管空调器是否接收到遥控器的开机指令，都不间断地实时检测空调器中直流母线电压Vdc，且为了防止误保护，提高过压保护的准确性，直流母线电压Vdc的滤波会采用较低的截止频率，例如小于10HZ。如果检测到直流母线电压Vdc异常过高，且Vdc处于预设电压区间，则不管用户是否开机，以保护空调器为目标，控制直流负载供电回路中的至少部分直流负载10开启，由此降低母线电压Vdc异常过高时电解电容E1过压损坏概率，减少电子元件因过电压而受到损坏。

当然，本申请的过压保护方法不局限于空调器安装时首次上电，在空调器运行的过程中，也可以使用本申请的过压保护方法，对运行过程中电网异常过压进行保护，降低运行过程中电解电E1过电压损坏的概率。且本申请的过压保护方法不仅适用于室内机，对于室外机有可调的直流负载10也是适用的，比如检测到室外机母线电压异常过高，通过启动压缩机和风机对直流电压进行消耗。

本申请的方案，不局限于电源是否为三相供电，单相供电机器安装时如果接电接线错误，也存在母线电压异常过高问题，因此也可以采用本申请的过压保护方法解决。

有利地，控制直流负载供电回路中的至少部分直流负载10开启的同时，本申请的过压保护方法里还包括步骤：显示电压过高故障，以提醒用户，提高空调器的安全性。

在一些实施例中，当直流母线电压Vdc处于预设电压区间时，该方法会控制直流负载供电回路中的全部直流负载10开启，这样可以最大限度地对直流母线进行降压保护。

有的方案里，当直流母线电压Vdc处于预设电压区间时，会选择控制直流负载供电回路中的部分直流负载10开启，而且会选择降压保护效果明显的直流负载10开启，这样可以减小能耗，也能使控制过程可以得到简化。

在一些实施例中，如图3所示，确定直流母线电压Vdc处于预设电压区间的过程包括：

判断直流母线电压Vdc是否大于等于第一预设电压V1；

如果是，则进一步判断直流母线电压Vdc是否小于等于第二预设电压V2；

如果是，则确定直流母线电压Vdc处于预设电压区间。

这里，先判断直流母线电压Vdc是否大于等于第一预设电压V1，当直流母线电压Vdc大于等于第一预设电压V1时，则初步判断电路需要过压保护。再进一步判断直流母线电压Vdc是否小于等于第二预设电压V2，此时相当于将第二预设电压V2作为分水岭。当直流母线电压Vdc小于等于第二预设电压V2时，确定直流母线电压Vdc处于预设电压区间内，此时可以开启直流负载10来进行降压保护；而当直流母线电压Vdc大于第二预设电压V2时，可能即使开启了直流负载10也无法保护时，需要采取其他保护方式，这里不作限制。当然，如果在初步判断时，直流母线电压Vdc小于第一预设电压V1，此时电路并不需要过压保护，可以选择其他方式来操作。

这一判断直流母线电压Vdc是否处于预设电压区间的过程，可以快速确定直流母线最适合的操作方式，省时、可靠。

具体地，上述的预设电压区间为电压值在第一预设电压V1和第二预设电压V2这一区间。如图3所示，预设电压区间为V1至V2这一电压区间。

其中，第一预设电压V1根据直流母线电容E1的耐压值确定，第二预设电压V2根据直流负载供电回路中后端逆变的功率器件的耐压值确定，例如直流侧所有需要启动运行的负载的耐压值，例如开关电源、IPM模块50(Intelligent Power Module，智能功率模块)、功率器件等。

可以理解的是，由于当直流母线电压Vdc处于预设电压区间时，该方法通过开启直流负载10的方式进行保护，从而将直流母线电压Vdc降压第一预设电压V1以下，因此将第一预设电压V1根据直流母线电容E1的耐压值确定，确定方式非常方便，可以确保直流母线电压Vdc不会超过直流母线的电解电容E1的耐压值，从而确保电解电容E1不会因过压而损坏。

在一些示例中，直流母线电容E1的耐压值是固定的，例如：采用500V80uf的电解电容作为母线的滤波电容，那么直流母线电解电容E1的耐压值就是500V。同时，后端逆变的功率器件的耐压值也是由器件固定的，如果是600V的模块，一般后端逆变的功率器件的耐压值的最大值为600V。由此，可以设定第一预设电压V1为480V，预设回差电压阈值Δ为20V，第二预设电压V2为550V。因此，直流母线电容E1的耐压值、后端逆变的功率器件的耐压值设置预设电压区间，数值选择较容易。

有的实施例中，第一预设电压V1等于电解电容E1的耐压值，也有的实施例中第一预设电压V1会选择比电解电容E1的耐压值略低的电压值。当然第一预设电压V1的设置方式不限于此，还可以通过大数据统计的方式，根据数据库中同规格的电解电容E1损伤时的平均临界值来确定。

另外，将第二预设电压V2根据直流负载供电回路中后端逆变的功率器件的耐压值确定，这样当直流母线电压Vdc超过第二预设电压V2时，需要选择其他方式进行保护。此时不再通过简单地开启直流负载10的方式，可以避免损坏直流负载供电回路中后端逆变的功率器件。

在其他实施例中，第二预设电压V2也可以采用回差的形式，这样可以降低母线波动时的误触发保护。以回差形式设置第二预设电压V2的方法为现有技术，不作赘述。

还有的实施例中，第二预设电压V2可以采用与第一预设电压V1之间的比例来设置，这样设置更加简便。

可选地，在至少部分直流负载10开启的同时，显示板显示高压故障，告知用户出现高压保护。

在一些具体实施例中，如图3所示，在确定直流母线电压Vdc小于等于第二预设电压V2时，控制直流负载供电回路停止直流输出，并控制空调器发出高压故障信息。也就是说，此时直流母线电压Vdc超过系统的耐压程度，例如直流母线电压Vdc超过了后端逆变的功率器件的耐压值，控制模块30判断此时功率器件工作，可能会导致功率器件损坏，出于保护时功率器件的目的，控制模块30控制关闭直流侧输出。可选地，在确定直流母线电压Vdc小于等于第二预设电压V2时的同时，同时在室内机的显示板上显示电压过高故障，以提醒用户，提高空调器的安全性。

也就是说，上述空调器的过压保护方法采用两级电压保护，通过对直流负载供电回路的直流母线电压Vdc可能产生的过压情况进行分类控制，使空调器运行在安全电压范围内，可以减少由于过压导致的电子器件损坏，从而更安全的保障了空调器的安全。

上述实施例中介绍了当直流母线电压Vdc过压时，对电路的保护措施。本申请的过压保护方法里，还提出了当直流母线电压Vdc低于预设电压区间时的控制措施。

例如在一些实施例中，如图3所示，在确定直流母线电压Vdc小于第一预设电压V1时，还判断直流母线电压Vdc是否小于等于第一预设电压V1与预设回差电压阈值Δ之差。

如果是，则将开启的直流负载10关闭；

如果否，则确定直流母线电压Vdc处于母线电压保持区，并保持直流负载10的状态不变，具体的直流负载10是否开启。

也就是说，当判断出直流母线电压Vdc小于等于第一预设电压V1与预设回差电压阈值Δ之差时，也就是直流母线电压Vdc处于安全区，可以保证系统长期安全运行。可选地，当直流母线电压Vdc处于安全区时，根据用户是否需要决定直流负载10如何动作。

当判断出直流母线电压Vdc大于第一预设电压V1与预设回差电压阈值Δ之差时，也就是直流母线电压Vdc处于母线电压保持区，直流负载10的状态保持不变，即此时直流负载10如何动作，取决于上一步骤。这样有利于使系统在一段时间里直流负载10的状态保持不变，当这段时间直流母线电压Vdc下降后，可以做下一步操作。这样可避免频繁操作，减少各器件的频繁操作导致的损失。

进一步，如图2所示，控制直流负载供电回路中的至少部分直流负载10开启，包括：控制室内机出风角度打开至最大角度，并控制室内直流风机以最大转速运行。也就是说，当该方法应用到室内机，而室内机的出风角度可通过器件调节，以室内机通过导风条控制出风角度为例，可以将导风条调整至整机功率最大时对应的导风条角度。这样，可以使相应的驱动电机能够短时间内稳定运行至最大转速，快速降低直流母线的电压。这种方式可以使直流负载供电回路的直流输出快速提升，使直流母线电压能够快速下降。

在本申请的方案中，在向用户警示时，不限于通过显示器警示，也可以采用其他警示方法，例如语音提示，或者通过发热提示等。

下面参照图4-图6，描述根据本发明的空调器过压保护的一种具体实施方法。

图4所示为本发明一个具体实施例的空调器的过压保护方法的流程图：

步骤S101，空调器开启。空调器开启后，进入步骤S102。

步骤S102，根据电解电容耐压值和直流侧功率器件耐压值上限，利用参数表，分设过压保护的第一预设电压V1和第二预设电压V2，以及预设回差电压阈值Δ。参数确定后，进入步骤S103。

步骤S103，控制模块30实时检测，检测到的经过滤波后直流母线电压为Vdc。控制模块30实时获得直流母线电压Vdc之后，进入步骤S104。

步骤S104，判断直流母线电压Vdc是否大于等于V1。如果判断结果为是，进入步骤S105；如果判断结果为否，进入步骤S106。

步骤S105，判断直流母线电压Vdc是否小于等于V2。如果判断结果为是，进入步骤S108；如果判断结果为否，进入步骤S107。

步骤S106，判断直流母线电压Vdc是否小于等于(V1-Δ)。如果判断结果为是，进入步骤S109；如果判断结果为否，进入步骤S110。

步骤S107，判断为过电压，为了保护直流负载10，停止直流侧输出，然后进入步骤S111。

步骤S108，将室内机导风条打开至最大角度，将电机转速调至最大，直流负载10全开输出，然后进入步骤S111。

步骤S109，判断当前直流母线电压正常，不需要对直流母线电容E1及后端负载进行保护，此时由用户的使用决定是否开关直流负载10。如果上一阶段已经开启直流负载10，则关闭直流负载10的输出，然后进入步骤S112。

步骤S110，判断为母线电压保持区，维持上一阶段直流负载10的动作状态不变，然后进入步骤S113。

步骤S111，显示板显示高压故障，告知用户出现高压保护。然后进入步骤S114。

步骤S112，显示板正常工作，不特殊处理。然后进入步骤S114。

步骤S113，示板维持上一阶段显示内容。然后进入步骤S114。

在步骤S114，控制过程结束。

在一个示例中，当采用图2所示结构、图4所示方法时，可以设定第一预设电压V1的值为480V，预设回差电压阈值Δ的值设为20V，第二预设电压V2的值设为550V。

如图2所示，整流后的直流母线的电解电容E1两端电压，通过两个分压电阻R1和R2进行采样，以此获得直流母线的实时电压值Vdc。控制模块30根据获得的直流母线电压，按本方案的方法，对直流负载及直流电机进行控制。

如图4所示，在S104中，判断Vdc的值是否大于等于V1，如果满足条件，则初步判断为过电压保护，具体执行动作跳转至S105；否则，判断为当前直流母线电压正常，具体执行动作跳转至S106。

在步骤S105中，判断Vdc的值是否小于等于V2，如果满足条件，则确定当前直流母线电压过高，控制模块30控制打开所有直流负载10，例如将导风条的角度开至最大，将直流风机以最大转速运行(该最大转速为实际电机能够短时间内稳定运行的最大转速)，同时显示电压过高故障。如果不满足条件，则表明当前母线电压已经严重过高，控制模块3判断此时功率器件工作可能导致功率器件损坏，出于保护直流负载10的目的，控制模块3关闭直流侧输出，同时在室内机的显示板上显示电压过高故障。

在步骤S106中，判断Vdc的值是否小于等于V1-Δ，如果满足条件则认为当前直流母线电压是处于电解电容耐压值安全范围内，即使长时间稳定为该电压也不会对电解电容E1产生影响，因此关闭直流侧输出，根据用户是否开机决定直流负载10如何动作。如果不满足条件，则表明直流母线电压处于母线保持区，此时直流负载10如何动作，取决于上一步骤。

图5显示了上述示例中，当进入预设电压区间时，直流负载10静止状态下的直流母线电压Vdc的状态变化图。

图6显示了上述示例中，当进入预设电压区间时，直流侧直流电机等直流负载10达到最大时，直流母线电压Vdc的实测状态变化图，该图显示了当直流负载10开启时，直流母线电压Vdc有效值减小了21V。

由图5和图6的比对，可以看出在进入预设电压区间后，通过开启直流负载10，可以使直流母线电压Vdc得到降低。

图5和图6的条件：输入电压为240V，如图5所示，在直流负载10都未开启时，直流母线电压Vdc的有效值是334V。在保持输入电压240V不变下，直流负载10开到50W，如图6所示，直流母线电压Vdc的有效值降低至312V，有效值减小了21V。如果直流负载10进一步增大，则直流母线电压Vdc进一步降低。

本发明提出一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有空调器的过压保护程序，该空调器的过压保护程序被处理器执行时实现前述的空调器的过压保护方法。通过执行上述空调器的过压保护方法的计算机程序，能够实现保护直流母线的作用，降低运行过程中直流母线电压Vdc异常过高导致电解电容过压损坏的概率，同时，节约成本，提升用户体验。

上述非临时性计算机可读存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(Read Only Memory；以下简称：ROM)、可擦式可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory；以下简称：EPROM)或闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LocalArea Network；以下简称：LAN)或广域网(Wide Area Network；以下简称：WAN)连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

本发明提出一种控制器，控制器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的空调器的过压保护程序，处理器执行过压保护程序时，实现前述的空调器的过压保护方法。通过执行上述的控制器实现前述的空调器的过压保护方法，降低运行过程中直流母线电压Vdc异常过高导致电解电容过压损坏的概率，同时，节约成本，提升用户体验。

下面参考说明书附图描述本发明实施例的空调器的过压保护装置100。

图2是本发明一个实施例的空调器的过压保护装置100的结构图。如图2所示，该空调器的过压保护装置100包括：直流母线电压检测模块20和控制模块30。

其中，直流母线电压检测模块20用于检测空调器中直流负载供电回路的直流母线电压Vdc。需要说明的是，直流母线电压检测模块20对直流母线电解电容进行实时采样，以此获得直流母线电压Vdc的实时值。

控制模块30用于在确定直流母线电压Vdc处于预设电压区间时，控制直流负载供电回路中的至少部分直流负载10开启，以对直流负载供电回路中的直流母线电容进行保护。

根据本发明实施例的空调器的过电压保护装置100，通过直流母线电压检测模块20实时检测空调器中直流负载供电回路的直流母线电压Vdc，且控制模块30判断直流母线电压Vdc是否处于预设电压区间，当直流母线电压Vdc处于预设电压区间时，控制直流负载供电回路中的至少部分直流负载10开启。由此，能够起到保护直流母线的作用且不额外增加成本，大大提高了电路的可靠性，保证空调器正常稳定运行。

在一些实施例中，如图2所示，该有本申请的过电压保护装置100的结构包括：整流器40、直流母线电压检测模块20、电解电容E1和控制模块30。整流器40的第一输入端IN1和第二输入端IN2用于连接交流电，直流母线电压检测模块20连接在整流器40的第一输出端OUT1与第二输出端OUT2之间，直流母线电压检测模块20用于采样整流器40通过其第一输出端OUT1和第二输出端OUT2输出的直流电压。电解电容E1并联在整流器40的第一输出端OUT1与第二输出端OUT2之间，电解电容E1有滤波作用，以及在采样到的直流母线电压Vdc跌落时起到缓冲作用。

如图2和图3所示，控制模块30与直流母线电压检测模块20相连，控制模块30用于控制至少部分直流负载10的开启和关闭。控制模块30可直接或者间接获得直流母线电压检测模块20采样到的直流母线电压Vdc。当直流母线电压检测模块20确定直流母线电压Vdc处于预设电压区间时，可以控制至少部分直流负载10开启，使直流母线得到降压。直流母线电压Vdc下降后，电解电容E1电压也下降，电解电容E1过压损坏概率就可以大大降低。

需要说明的是，由于输入的交流电的电压会出现波动，并且在交流电的电压变大到超过一定值时，整流器40输出的直流电压也会随之变大。因此，可以由直流母线电压检测模块20来检测整流器40输出的直流电压的大小，控制模块30通过判断直流母线电压Vdc的大小，从而可推算出输入的交流电的电压的高低。在直流母线电压检测模块20采样到直流母线电压Vdc处于预设电压区间时，控制模块30控制直流负载10开启，就能避免直流母线承担过高电压，从而避免电路中的电子元件因过电压而受到损坏，例如可降低电解电容E1被击穿的概率。

可以理解的是，图2是可以设置本申请的空调器的过压保护装置100的一个示例。在实际产品中，空调器在直流母线处也可以采用其他的电路结构及电压采样方法，但是这些电路结构均可设置控制模块30、直流母线电压检测模块20，即在直流母线电压Vdc处于预设电压区间时，控制至少部分直流负载10开启以降压保护。

在一个具体实施例中，如图2所示，直流母线电压检测模块20包括：串联的第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1一端与整流器40的第一输出端OUT1相连，第一电阻R1另一端与第二电阻R2的一端相连，第二电阻R2另一端与整流器40的第二输出端OUT2相连。第一电阻R1另一端与第二电阻R2一端之间具有第一节点，第二电阻R2另一端与第二输出端OUT2之间具有第二节点，控制模块30与第一节点、第二节点相连，控制模块30可通过采样第二电阻R2上电压，间接获取直流母线电压Vdc。

在一些实施例中，空调器上电后，不管空调器是否接收到遥控器的开机指令，控制模块30都不间断地实时检测空调器中直流母线电压Vdc，且为了防止误保护，提高过压保护的准确性，直流母线电压Vdc的滤波会采用较低的截止频率，例如小于10HZ。如果检测到直流母线电压Vdc异常过高，且Vdc处于预设电压区间，则不管用户是否开机，以保护空调器为目标，控制直流负载供电回路中的至少部分直流负载10开启，由此降低母线电压Vdc异常过高时电解电容E1过压损坏概率，减少电子元件因过电压而受到损坏。

在本发明的一个实施例中，控制模块30还用于：判断直流母线电压Vdc是否大于等于第一预设电压V1；如果是，则进一步判断直流母线电压Vdc是否小于等于第二预设电压V2；如果是，则确定直流母线电压Vdc处于预设电压区间。

这里，先判断直流母线电压Vdc是否大于等于第一预设电压V1，当直流母线电压Vdc大于等于第一预设电压V1时，则初步判断电路需要过压保护。再进一步判断直流母线电压Vdc是否小于等于第二预设电压V2，此时相当于将第二预设电压V2作为分水岭。当直流母线电压Vdc小于等于第二预设电压V2时，确定直流母线电压Vdc处于预设电压区间内，此时可以开启直流负载10来进行降压保护；而当直流母线电压Vdc大于第二预设电压V2时，可能即使开启了直流负载10也无法保护时，需要采取其他保护方式，这里不作限制。当然，如果在初步判断时，直流母线电压Vdc小于第一预设电压V1，此时电路并不需要过压保护，可以选择其他方式来操作。

其中，第一预设电压V1根据直流母线电容E1的耐压值确定，第二预设电压V2根据直流负载供电回路中后端逆变的功率器件的耐压值确定，例如直流侧所有需要启动运行的负载的耐压值，例如开关电源、IPM模块50(Intelligent Power Module，智能功率模块)、功率器件等。

可以理解的是，由于当直流母线电压Vdc处于预设电压区间时，该方法通过开启直流负载10的方式进行保护，从而将直流母线电压Vdc降压第一预设电压V1以下，因此将第一预设电压V1根据直流母线电容E1的耐压值确定，确定方式非常方便，可以确保直流母线电压Vdc不会超过直流母线的电解电容E1的耐压值，从而确保电解电容E1不会因过压而损坏。

在一些示例中，直流母线电容E1的耐压值是固定的，例如：采用500V80uf的电解电容作为母线的滤波电容，那么直流母线电解电容E1的耐压值就是500V。同时，后端逆变的功率器件的耐压值也是由器件固定的，如果是600V的模块，一般后端逆变的功率器件的耐压值的最大值为600V。由此，可以设定第一预设电压V1为480V，预设回差电压阈值Δ为20V，第二预设电压V2为550V。因此，直流母线电容E1的耐压值、后端逆变的功率器件的耐压值设置预设电压区间，数值选择较容易。

有的实施例中，第一预设电压V1等于电解电容E1的耐压值，也有的实施例中第一预设电压V1会选择比电解电容E1的耐压值略低的电压值。当然第一预设电压V1的设置方式不限于此，还可以通过大数据统计的方式，根据数据库中同规格的电解电容E1损伤时的平均临界值来确定。

另外，将第二预设电压V2根据直流负载供电回路中后端逆变的功率器件的耐压值确定，这样当直流母线电压Vdc超过第二预设电压V2时，需要选择其他方式进行保护。此时不再通过简单地开启直流负载10的方式，可以避免损坏直流负载供电回路中后端逆变的功率器件。

在其他实施例中，第二预设电压V2也可以采用回差的形式，这样可以降低母线波动时的误触发保护。以回差形式设置第二预设电压V2的方法为现有技术，不作赘述。

还有的实施例中，第二预设电压V2可以采用与第一预设电压V1之间的比例来设置，这样设置更加简便。

可选地，在至少部分直流负载10开启的同时，显示板显示高压故障，告知用户出现高压保护。

在一些具体实施例中，如图3所示，控制模块30还用于，在确定直流母线电压Vdc小于等于第二预设电压V2时，控制直流负载供电回路停止直流输出，并控制空调器发出高压故障信息。也就是说，此时直流母线电压Vdc超过系统的耐压程度，例如直流母线电压Vdc超过了后端逆变的功率器件的耐压值，控制模块30判断此时功率器件工作，可能会导致功率器件损坏，出于保护时功率器件的目的，控制模块30控制关闭直流侧输出。可选地，在确定直流母线电压Vdc小于等于第二预设电压V2时的同时，同时在室内机的显示板上显示电压过高故障，以提醒用户，提高空调器的安全性。

也就是说，上述空调器的过压保护方法采用两级电压保护，通过对直流负载供电回路的直流母线电压Vdc可能产生的过压情况进行分类控制，使空调器运行在安全电压范围内，可以减少由于过压导致的电子器件损坏，从而更安全的保障了空调器的安全。

在本发明的一个实施例中，控制模块30还用于在确定直流母线电压Vdc小于第一预设电压V1时，判断直流母线电压Vdc是否小于等于第一预设电压V1与预设回差电压阈值Δ之差，如果是，则将开启的直流负载10关闭；如果否，则确定直流母线电压Vdc处于母线电压保持区，并保持直流负载10的状态不变。

也就是说，当判断出直流母线电压Vdc小于等于第一预设电压V1与预设回差电压阈值Δ之差时，也就是直流母线电压Vdc处于安全区，可以保证系统长期安全运行。可选地，当直流母线电压Vdc处于安全区时，根据用户是否需要决定直流负载10如何动作。

当判断出直流母线电压Vdc大于第一预设电压V1与预设回差电压阈值Δ之差时，也就是直流母线电压Vdc处于母线电压保持区，直流负载10的状态保持不变，即此时直流负载10如何动作，取决于上一步骤。这样有利于使系统在一段时间里直流负载10的状态保持不变，当这段时间直流母线电压Vdc下降后，可以做下一步操作。这样可避免频繁操作，减少各器件的频繁操作导致的损失。

在本发明的一个实施例中，控制模块30具体用于，控制室内机出风角度打开至最大角度，并控制室内直流风机以最大转速运行。具体而言，室内机的出风角度可通过器件调节，以室内机通过导风条控制出风角度为例，可以将导风条调整至整机功率最大时对应的导风条角度。这样，可以使相应的驱动电机能够短时间内稳定运行至最大转速，快速降低直流母线的电压。这种方式可以使直流负载供电回路的直流输出快速提升，使直流母线电压能够快速下降。

图4-图6为一个具体示例中电压保护装置100的控制流程，该过程已在上文中说明，这里不再赘述。由图5和图6的比对，可以看出在进入预设电压区间后，通过开启直流负载10，可以使直流母线电压Vdc得到降低。

本发明的进一步实施例还提出了一种空调器，包括前述的空调器的过压保护装置100。

根据本发明实施例提出的空调器，通过采用上述实施例的过压保护装置100，能够起到保护直流母线的作用且不额外增加成本，大大提高了电路的可靠性，保证空调器正常稳定运行。

本申请的空调器还包括换热器、节流装置等结构，这些结构的原理均为现有技术，这里不再赘述。

在本发明的描述中，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发明中的具体含义。

根据本发明实施例的空调器的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。

在本发明的描述中，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发明中的具体含义。

根据本发明实施例的空调器的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (15)

1.一种空调器的过压保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

检测所述空调器中直流负载供电回路的直流母线电压；

确定所述直流母线电压处于预设电压区间时，控制所述直流负载供电回路中的至少部分直流负载开启，以对所述直流负载供电回路中的直流母线电容进行保护。

2.如权利要求1所述的空调器的过压保护方法，其特征在于，确定所述直流母线电压处于预设电压区间，包括：

判断所述直流母线电压是否大于等于第一预设电压；

如果是，则进一步判断所述直流母线电压是否小于等于第二预设电压；

如果是，则确定所述直流母线电压处于预设电压区间。

3.如权利要求2所述的空调器的过压保护方法，其特征在于，所述第一预设电压根据所述直流母线电容的耐压值确定，所述第二预设电压根据所述直流负载供电回路中后端逆变的功率器件的耐压值确定。

4.如权利要求2所述的空调器的过压保护方法，其特征在于，在确定所述直流母线电压大于所述第二预设电压时，控制所述直流负载供电回路停止直流输出，并控制所述空调器发出高压故障信息。

5.如权利要求2所述的空调器的过压保护方法，其特征在于，在确定所述直流母线电压小于第一预设电压时，还判断所述直流母线电压是否小于等于所述第一预设电压与预设回差电压阈值之差，

如果是，则将开启的直流负载关闭；

如果否，则确定所述直流母线电压处于母线电压保持区，并保持直流负载的状态不变。

6.如权利要求1-5中任一项所述的空调器的过压保护方法，其特征在于，控制所述直流负载供电回路中的至少部分直流负载开启，包括：

控制室内机出风角度打开至最大角度，并控制室内直流风机以最大转速运行。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有空调器的过压保护程序，该空调器的过压保护程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的空调器的过压保护方法。

8.一种控制器，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的空调器的过压保护程序，所述处理器执行所述过压保护程序时，实现如权利要求1-6中任一项所述的空调器的过压保护方法。

9.一种空调器的过压保护装置，其特征在于，包括：

直流母线电压检测模块，用于检测所述空调器中直流负载供电回路的直流母线电压；

控制模块，用于在确定所述直流母线电压处于预设电压区间时，控制所述直流负载供电回路中的至少部分直流负载开启，以对所述直流负载供电回路中的直流母线电容进行保护。

10.如权利要求9所述的空调器的过压保护装置，其特征在于，所述控制模块还用于，

判断所述直流母线电压是否大于等于第一预设电压；

如果是，则进一步判断所述直流母线电压是否小于等于第二预设电压；

如果是，则确定所述直流母线电压处于预设电压区间。

11.如权利要求10所述的空调器的过压保护装置，其特征在于，所述第一预设电压根据所述直流母线电容的耐压值确定，所述第二预设电压根据所述直流负载供电回路中后端逆变的功率器件的耐压值确定。

12.如权利要求10所述的空调器的过压保护装置，其特征在于，所述控制模块还用于，在确定所述直流母线电压大于所述第二预设电压时，控制所述直流负载供电回路停止直流输出，并控制所述空调器发出高压故障信息。

13.如权利要求10所述的空调器的过压保护装置，其特征在于，所述控制模块还用于，在确定所述直流母线电压小于第一预设电压时，判断所述直流母线电压是否小于等于所述第一预设电压与预设回差电压阈值之差，

如果是，则将开启的直流负载关闭；

如果否，则确定所述直流母线电压处于母线电压保持区，并保持直流负载的状态不变。

14.如权利要求9-13中任一项所述的空调器的过压保护装置，其特征在于，所述控制模块具体用于，控制室内机出风角度打开至最大角度，并控制室内直流风机以最大转速运行。

15.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求9-14中任一项所述的空调器的过压保护装置。

Images