CN112821350A - 电压异常保护电路、控制方法及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明属于变频空调技术领域，公开了一种电压异常保护电路、控制方法及空调器。所述电路包括：所述电路包括：电压采样电路、开关控制模块、微控制单元；其中，所述开关控制模块包括多个开关控制器；所述电压采样电路，用于采样所述负载电路接收的当前电压，并将当前电压信号输出到所述微控制单元；所述微控制单元，用于在当前电压值处于预设电压区间时，控制所述开关控制模块中对应的开关控制器断开所述负载电路与电压输入端的之间的通路，并触发母线电压保护。本发明通过在当前电压值处于预设电压区间时触发母线电压保护，避免电路中的器件过压损坏或低压故障，避免电压保护误触发，提升产品质量，降低售后故障风险，提升用户体验。

Description

电压异常保护电路、控制方法及空调器

技术领域

本发明涉及变频空调技术领域，尤其涉及一种电压异常保护电路、控制方法及空调器。

背景技术

目前，变频空调常用电路拓扑为市电经EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)滤波电路单元后经由PFC(Power Factor Correction，功率校正因数)电路将输入的220V市电升压至需求的母线电压VDC。开关电源电路、压缩机第二驱动模块电路、直流风机第二驱动模块电路的电源部分都从PFC电路的母线引入，而开关电源电路又为主芯片MCU及其外围电路和负载电路如四通阀、电子膨胀阀等供电。其中PFC电路输出的母线电压可以按需自由控制，甚至可以不开启PFC电路，即，此时母线电压完全靠电解电容的整流所得，其母线电压VDC同输入AC电压(Alternating current，交流电)VAC的关系如下：VDC＝1.414VAC。这种情况下，在一些电压不稳地区，由于输入AC电压的急剧上升，可能导致母线电压升至极高，从而烧坏后级电路中的器件。

另一方面，考虑到空调系统热量交换的稳定性，通常会在压缩机停机一段时间后才控制风机停机，即压缩机停止后风机仍会运转一段时间以便给外机冷凝器散热，如此达到系统平衡的目的。目前的常用控制逻辑中，在外机主板掉电过程时，会触发母线电压低压保护，而母线低电压保护后充电继电器断开(母线电压低压保护后再给电容充电时充电电流比较大，需重新通过PTC充电，充满电后开通继电器)，但此时外风机因需继续运转来给冷凝器散热导致电流全部经过PTC，而PTC通电过热(本体温度能够达到130℃以上)。PTC自身的本有特性，当温度超过一定值时，阻值无穷大(相当开路)且一直通电造成不能自行恢复到正常工作范围，从而导致主板电源工作异常，约2min后，内机检测不到外机的信号，显示板报内外机通讯故障(程序设置为2min内收不到一包正确的数据则报内外机通讯故障)，影响使用，用户体验不好。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电压异常保护电路、控制方法及空调器，旨在解决空调器中电压异常导致的器件故障的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种电压异常保护电路，所述电路包括：电压采样电路、开关控制模块、微控制单元；其中，所述开关控制模块包括多个开关控制器；所述电压采样电路的采样端与负载电路的输入端连接，所述电压采样电路的输出端与微控制单元连接，所述开关控制模块的一端与所述负载电路的输入端连接，所述开关控制模块的受控端与所述微控制单元的控制端连接，所述负载电路的一端与所述微控制单元连接；其中，

所述电压采样电路，用于采样所述负载电路接收的当前电压，并将当前电压信号输出到所述微控制单元；

所述微控制单元，用于在当前电压值处于预设电压区间时，控制所述开关控制模块中对应的开关控制器断开所述负载电路与电压输入端的之间的通路，并触发母线电压保护。

可选地，所述电压采样电路包括母线电压采样电路；所述开关控制模块包括第一开关控制器；所述第一开关控制器的一端与负载电路中的PTC连接，所述第一开关控制器的另一端与电压输入端连接，所述第一开关控制器的受控端与所述微控制单元连接；所述微控制单元的一端与所述母线电压采样电路的输出端连接，所述母线电压采样电路的采样端与所述负载电路的电压母线连接；

所述母线电压采样电路，用于采样所述负载电路接收的当前母线电压，并将当前母线电压信号输出到所述微控制单元；

所述微控制单元，用于在当前母线电压值小于等于预设低压阈值时，触发母线电压过低保护，并控制所述第一开关控制器断开。

可选地，所述电压采样电路包括AC电压采样电路；所述开关控制模块包括第二开关控制器；所述负载电路包括第二驱动模块；所述微控制单元的一端与所述AC电压采样电路的输出端连接，所述AC电压采样电路的采样端与负载电路的AC电压输入端连接，所述第二开关控制器的一端与母线电压端连接，所述第二开关控制器的一端与所述第二驱动模块的输入端连接，所述第二开关控制器的受控端与所述微控制单元的控制端连接；

所述AC电压采样电路，用于采样所述负载电路接收的当前AC电压，并将当前AC电压信号输出到所述微控制单元；

所述微控制单元，还用于在所述当前AC电压值大于预设AC电压阈值且所述当前母线电压大于预设母线高压阈值时，触发母线电压过压保护。

可选地，所述微控制单元，还用于统计第一预设时间内的母线电压过压保护的保护次数，在所述保护次数大于保护次数阈值时，向所述第二开关控制器发送控制电信号；

所述第二开关控制器，用于接收所述控制电信号，并根据所述控制电信号断开所述母线电压端与所述第二驱动模块之间的通路。

可选地，所述负载电路还包括：风机电路，所述风机电路的受控端与所述第二驱动模块连接，所述第二驱动模块的受控端与所述微控制单元的一控制端连接；其中，

所述微控制单元，用于在所述开关控制模块中对应的开关控制器断开时，检测所述风机电路的当前状态；

所述微控制单元，还用于在所述当前状态为工作状态时，控制所述第二驱动模块停止对所述风机电路输出脉宽调制波。

可选地，所述开关控制模块还包括第三开关控制器；所述负载电路还包括：第一驱动模块与压缩机电路；所述压缩机电路的受控端与所述第一驱动模块连接，所述第一驱动模块的受控端与所述微控制单元的一控制端连接，所述第三开关控制器的一端与电压母线连接，所述第三开关控制器的一端与所述第一驱动模块的输入端连接；其中，

所述微控制单元，还用于统计第二预设时间内的母线电压过压保护的保护次数，在所述保护次数大于保护次数阈值时，向所述第三开关控制器发送控制电信号；

所述第三开关控制器，用于接收所述控制电信号，并根据所述控制电信号断开所述电压母线与所述第一驱动模块之间的通路。

可选地，所述负载电路还包括整流桥，所述AC电压采样电路包括第一电阻及第二电阻；其中，所述整流桥的输入端与AC电压端连接，所述整流桥的输出端与所述第二电阻的第二端连接，所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第一电阻的第一端接地，所述第二电阻的第一端与所述微控制单元的信号端连接；

所述整流桥，用于将接收AC电压端输出的交流电，并对所述交流电进行整流；

所述第一电阻与所述第二电阻，用于采样整流后的交流电，以获取所述当前AC电压采样信号，并将所述当前AC电压采样信号输出至所述微控制单元。

可选地，所述母线电压采样电路包括第三电阻及第四电阻；其中，所述第三电阻的第一端接地，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与电压母线连接，所述第四电阻的第一端与所述微控制单元的信号端连接；

所述第三电阻及所述第四电阻，用于采样电压母线的当前母线电压，以获取当前母线电压采样信号，并将所述当前母线电压采样信号输出至所述微控制单元。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种电压异常保护电路控制方法，所述方法基于如上所述的电压异常保护电路，所述方法包括：

所述电压采样电路采样所述负载电路接收的当前电压，并将当前电压信号输出到所述微控制单元；

所述微控制单元在当前电压值处于预设电压区间时，控制所述开关控制模块中对应的开关控制器断开所述负载电路与电压输入端的之间的通路，并触发母线电压保护。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种空调器，所述空调器包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电压异常保护电路控制程序，所述电压异常保护电路控制程序配置为实现如上所述的电压异常保护电路控制方法的步骤。

本发明通过设置电压异常保护电路，所述电路包括：电压采样电路、开关控制模块、微控制单元；其中，所述开关控制模块包括多个开关控制器；所述电压采样电路的采样端与负载电路的输入端连接，所述电压采样电路的输出端与微控制单元连接，所述开关控制模块的一端与所述负载电路的输入端连接，所述开关控制模块的受控端与所述微控制单元的控制端连接，所述负载电路的一端与所述微控制单元连接；其中，所述电压采样电路，用于采样所述负载电路接收的当前电压，并将当前电压信号输出到所述微控制单元；所述微控制单元，用于在当前电压值处于预设电压区间时，控制所述开关控制模块中对应的开关控制器断开所述负载电路与电压输入端的之间的通路，并触发母线电压保护。本发明通过在当前电压值处于预设电压区间时触发母线电压保护，避免电路中的器件过压损坏或低压故障，避免电压保护误触发，提升产品质量，降低售后故障风险，提升用户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的空调器的结构示意图；

图2为本发明电压异常保护电路一实施例的结构示意图；

图3为本发明电压异常保护电路一实施例的电路示意图；

图4为本发明电压异常保护电路第三实施例的电路示意图；

图5为本发明电压异常保护电路控制方法第一实施例的流程示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的空调器结构示意图。

如图1所示，该空调器可以包括：处理器1001，例如中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对空调器的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及电压异常保护电路控制程序。

在图1所示的空调器中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明空调器中的处理器1001、存储器1005可以设置在空调器中，所述空调器通过处理器1001调用存储器1005中存储的电压异常保护电路控制程序，并执行本发明实施例提供的电压异常保护电路控制方法。

本发明实施例提供了一种电压异常保护电路，参考图2、图3，图2为本发明电压异常保护电路一实施例的结构示意图；图3为本发明电压异常保护电路一实施例的电路示意图。

所述电路包括：电压采样电路100、开关控制模块200、微控制单元MCU；其中，所述开关控制模块200包括多个开关控制器；所述电压采样电路100的采样端与负载电路300的输入端连接，所述电压采样电路100的输出端与微控制单元MCU连接，所述开关控制模块200的一端与所述负载电路300的输入端连接，所述开关控制模块200的受控端与所述微控制单元MCU的控制端连接，所述负载电路300的一端与所述微控制单元MCU连接。

需要说明的是，所述开关控制模块200中各开关控制器设置在不同的位置，所述开关控制模块200至少包括第一开关控制器、第二开关控制器(图2并未示出，但并不影响本实施例中解释说明)，所述第一开关控制器设置在所述负载电路300中的PTC的两端，所述第二开关控制器设置在所述负载电路中第二驱动模块的输入端。各开关控制器的受控端均连接到所述微控制单元MCU，使得所述微控制单元MCU可以控制各开关控制器的断开与闭合。

所述电压采样电路100，用于采样所述负载电路300接收的当前电压，并将当前电压信号输出到所述微控制单元MCU。

需要说明的是，所述电压采样电路100包括母线电压采样电路与AC电压采样电路，分别用于采样当前母线电压与当前AC电压，并将对应的电压信号发送至微控制单元MCU中，使得所述微控制单元MCU根据预先储存的预设电压区间判断是否触发母线电压保护。

所述微控制单元MCU，用于在当前电压值处于预设电压区间时，控制所述开关控制模块200中对应的开关控制器断开所述负载电路300与电压输入端的之间的通路，并触发母线电压保护。

需要说明的是，所述预设电压区间包括过压保护的区间、低压保护的区间。在所述当前电压值处于对应的区间时，触发对应的电压保护。

参考图3，所述电压采样电路100包括：AC电压采样电路101、母线电压采样电路102；所述开关控制模块200包括：第一开关控制器S1、第二开关控制器S2；所述负载电路300还包括第二驱动模块IPM2；其中，所述微控制单元MCU的信号端与所述AC电压采样电路101的输出端连接，所述AC电压采样电路101的采样端与AC电压输入端连接，所述微控制单元MCU的信号端与所述母线电压采样电路102的输出端连接，所述母线电压采样电路102的采样端与电压母线连接，所述第二开关控制器S2的一端与母线电压端VDC连接，所述第二开关控制器S2的一端与所述第二驱动模块IPM2的输入端连接，所述第二开关控制器S2的受控端与所述微控制单元MCU的控制端连接。

需要说明的是，参考图3，所述电压异常保护电路基于现有技术的变频空调常用电路进行改进，在第二驱动模块IPM2的供电回路中增设第二开关控制器S2，所述第二开关控制器S2可以为继电器。在PTC的供电回路中使用第一开关控制器S1进行开关控制，使得负载电路300停机或进入工作，所述第一开关控制器S1也可以为继电器。

所述母线电压采样电路101，用于采样所述负载电路300接收的当前母线电压，并将当前母线电压信号输出到所述微控制单元MCU。

所述微控制单元MCU，用于在当前母线电压值小于等于预设低压阈值时，触发母线电压过低保护，并控制所述第一开关控制器S1断开。

易于理解的是，所述母线电压采样电路101实时监测母线电压，若母线电压低于预设低压阈值时，触发母线电压过低保护，微控制单元MCU控制负载电路300中的压缩机停机，并控制继电器关断，使得负载电路300失去供电输入进入停机状态，同时不再输出控制直流风机运行的PWM信号，控制风机立即停止。

需要说明的是，在空调器关机的其他情况下，若未触发母线电压过低保护，压缩机停机后仍控制风机运转预设时间T后再关闭风机，不再输出控制直流风机运行的PWM信号。所述预设低压阈值根据实际测试而定，可以设定为160V(220V交流电供电情况下)。如此，在母线电压过低保护时，不会在关闭了继电器后，风机继续运转而引起PTC过热使后级电源异常导致通讯故障等问题，从而提高用户体验。

所述AC电压采样电路102，用于采样所述负载电路300接收的当前AC电压，并将当前AC电压信号输出到所述微控制单元MCU。

易于理解的是，所述电压异常保护电路还包括整流器DB，所述整流器接收交流电，并将所述交流电转换为直流电，所述整流器DB的输出端与所述AC电压采样电路101的采样端连接，所述AC电压采样电路101在所述整流器DB的输出端采样得到当前AC电压，经过分压作用生成所述当前AC电压对应的电信号，即当前AC电压采样信号，并将所述电信号输出至所述微控制单元MCU。

需要说明的是，所述负载电路300还包括第二电感L2及负载电阻RS、绝缘栅双极型晶体管IGBT、二极管D、电解电容E，所述第二电感L2的一端与所述整流器DB的输出端连接，所述第二电感L2的另一端与所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极连接，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的栅极与微控制单元MCU的一控制端连接，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的发射极与所述负载电阻RS的第二端连接，所述负载电阻RS的第一端与所述整流器DB的一端连接。所述二极管D的阳极与所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极连接，所述二极管D的阴极与所述电解电容E的一端连接，所述电解电容E的另一端与所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的源极连接，所述母线电压采样电路102的采样端与所述电解电容E的一端连接。

易于理解的是，所述整流器DB将交流电转换为直流电，直流电经过负载电阻RS的限流作用，防止对后方器件造成过大的冲击电流，直流电再经过受到微控制单元MCU控制的绝缘栅双极型晶体管IGBT进行调节，生成交流的母线电压。所述交流的母线电压经过二极管D与电解电容E的整流，得到直流的母线电压，所述母线电压采样电路102采样电解电容E的一端的当前母线电压，经过分压作用生成所述当前母线电压对应的电信号，即当前母线电压采样信号，将所述电信号输出至所述微控制单元MCU。

所述微控制单元MCU，还用于在所述当前AC电压值大于预设AC电压阈值且所述当前母线电压大于预设母线高压阈值时，触发母线电压过压保护。

易于理解的是，所述微控制单元MCU接收上述两采样信号，并对所述采样信号进行转换以获取到对应的当前AC电压值、当前母线电压值，再将上述数值与预设的电压阈值进行比较。

具体实施中，所述预设母线电压阈值及所述预设AC电压阈值根据根据实际电路中的器件耐压规格而定的。

易于理解的是，母线电压完全靠电解电容E的整流所得，其母线电压VDC同输入AC电压VAC的关系如下：VDC＝1.414VAC。由于电流的瞬时变化，在所述当前AC电压小于所述预设AC电压阈值或者所述当前母线电压小于所述预设母线电压阈值时，即，两者中仅有一个大于预设电压阈值、两者均小于预设电压阈值时，可以判定电源正常。这种设置方式哭可以防止在二者之一异常时进行过压保护，造成误保护，从而增加了保护次数导致提前关闭驱动模块的供电回路。当二者均大于预设电源阈值，则存在故障，触发母线电压过压保护，防止母线电压过压烧坏器件。

所述微控制单元MCU，还用于统计第一预设时间内的母线电压过压保护的保护次数，在所述保护次数大于保护次数阈值时，向所述第二开关控制器S2发送控制电信号。

应当理解的是，由于母线过压保护是在母线过压后才进行的，因此器件在母线过压保护启动前或多或少会受到过压的影响，而器件承受过压的能力是有限的。具体实施中，预设时间和保护次数阈值是由实际所用第二驱动模块IPM2在短时内能够承受过压冲击的次数而定的。

需要说明的是，所述第二驱动模块IPM2用于接收微控制单元MCU的控制信号，对风机电路FAN进行驱动控制，在具体应用中相较于前级、后级的其他器件，第二驱动模块IPM2承受异常母线电压的能力较弱；在多数母线电压异常的场合中，经常是只有第二驱动模块IPM2损毁，因此本实施例优先保护第二驱动模块IPM2。

所述第二开关控制器S2，用于接收所述控制电信号，并根据所述控制电信号断开所述母线电压端VDC与所述第二驱动模块IPM2之间的通路。

易于理解的是，所述第二开关控制器S2可以为继电器，所述继电器的一端与系统电压端VCC连接，在接收到微控制单元MCU的控制信号时，所述继电器的电磁感应线圈吸附衔铁，使得所述母线电压端VDC与所述第二驱动模块IPM2之间的通路断开，为所述第二驱动模块IPM2断电，保护所述第二驱动模块IPM2免受异常母线电压损害。

本实施例中，在用于驱动风机电路的第二驱动模块IPM2的供电电压回路中增加开关控制器件如继电器，正常运转时控制继电器导通，当检测到输入AC电压高于预设阈值且母线电压VDC高于设定阈值而触发母线电压过高保护，在预设时间内达到预设次数时断开第二驱动模块IPM2的供电电压回路，避免电路中的器件过压损坏，避免过压保护误触发，提升产品质量，降低售后故障风险，提升用户体验。

基于本发明电压异常保护电路第一实施例，提出本发明电压异常保护电路第二实施例。

所述负载电路300还包括风机电路FAN，所述风机电路FAN的受控端与所述第二驱动模块IPM2连接，所述第二驱动模块IPM2的受控端与所述微控制单元MCU的一控制端连接。

所述微控制单元MCU，用于在所述第二开关控制器S2断开时，检测所述风机电路FAN的当前状态。

易于理解的是，由于所述微控制单元MCU通过第二驱动模块IPM2对风机电路FAN进行了间接控制，因此，所述微控制单元MCU可以通过第二驱动模块IPM2检测所述风机电路FAN的当前状态。

所述微控制单元MCU，还用于在所述当前状态为工作状态时，控制所述第二驱动模块IPM2停止对所述风机电路FAN输出脉宽调制波。

易于理解的是，由于断电瞬间第二驱动模块IPM2的工作不会立刻停止，即，第二驱动模块IPM2的脉宽调制波输出会经过一定的缓冲时间再停止，而风机电路FAN此时若还在接收脉宽调制波，由于所述风机电路FAN为所述第二驱动模块IPM2的后级器件，在母线电压异常时风机电路FAN工作也可能导致第二驱动模块IPM2的损坏。因此，若风机电路FAN还在进行工作，则立即切断第二驱动模块IPM2的脉宽调制波输出，使得风机电路FAN停机，防止第二驱动模块IPM2损坏。

所述负载电路300还包括整流桥DB，所述AC电压采样电路101包括第一电阻R1及第二电阻R2；其中，所述整流桥DB的输入端与AC电压端连接，所述整流桥DB的输出端与所述第二电阻R2的第二端连接，所述第二电阻R2的第一端与所述第一电阻R1的第二端连接，所述第一电阻R1的第一端接地，所述第二电阻R2的第一端与所述微控制单元MCU的信号端连接。

所述整流桥DB，用于将接收AC电压端输出的交流电，并对所述交流电进行整流；所述第一电阻R1与所述第二电阻R2，用于采样整流后的交流电，以获取所述当前AC电压采样信号，并将所述当前AC电压采样信号输出至所述微控制单元MCU。

易于理解的是，所述第一电阻R1接地，所述第二电阻R2与所述第一电阻R1的连接点为所述AC电压采样电路101的输出端，由于第一电阻R1和第二电阻R2的分压作用，所述连接点的电平在当前AC电压固定时，也是稳定的，若当前AC电压发生变化，所述连接点的电平也会变化，达到了实时获取AC电压变化的作用，实现了当前AC电压的采样。

所述母线电压采样电路102包括第三电阻R3及第四电阻R4；其中，所述第三电阻R3的第一端接地，所述第三电阻R3的第二端与所述第四电阻R4的第一端连接，所述第四电阻R4的第二端与电压母线连接，所述第四电阻R4的第一端与所述微控制单元MCU的信号端连接。

所述第三电阻R3及所述第四电阻R4，用于采样电压母线的当前母线电压，以获取当前母线电压采样信号，并将所述当前母线电压采样信号输出至所述微控制单元MCU。

易于理解的是，所述第三电阻R3接地，所述第四电阻R4与所述第三电阻R3的连接点为所述母线电压采样电路102的输出端，由于第三电阻R3和第四电阻R4的分压作用，所述连接点的电平在当前母线电压固定时，也是稳定的，若当前母线电压发生变化，所述连接点的电平也会变化，达到了实时获取母线电压变化的作用，实现了当前母线电压的采样。

本实施例通过上述电路实时获取了当前母线电压及当前AC电压，提升系统反应速度；同时，在继电器断开第二驱动模块供电回路的情况下，检测风机电路的工作状态，及时切断风机电路的脉冲调制波，防止第二驱动模块损毁。

参考图4，图4为本发明电压异常保护电路第三实施例的电路示意图；基于本发明电压异常保护电路第二实施例，提出本发明电压异常保护电路第三实施例。

所述电路还包括第三开关控制器S3、第一驱动模块IPM1与压缩机电路COMP；所述压缩机电路COMP的受控端与所述第一驱动模块IPM1连接，所述第一驱动模块IPM2的受控端与所述微控制单元MCU的一控制端连接，所述第三开关控制器S3的一端与电压母线连接，所述第三开关控制器S3的一端与所述第一驱动模块IPM1的输入端连接；其中，

所述微控制单元MCU，还用于统计第二预设时间内的母线电压过压保护的保护次数，在所述保护次数大于保护次数阈值时，向所述第三开关控制器发送控制电信号。

易于理解的是，所述第二预设时间与所述保护次数阈值由第一驱动模块IPM1实际在短时内能够承受过压冲击的次数而定的。所述第一驱动模块IPM1用于驱动空调器的压缩机电路COMP。在具体实施中，所述第三开关控制器S3可以为继电器，所述继电器的一端与系统电源端VCC连接，所述继电器的受控端与微控制单元MCU的一控制端连接。

所述第三开关控制器S3，用于接收所述控制电信号，并根据所述控制电信号断开所述电压母线与所述第一驱动模块IPM1之间的通路。

易于理解的是，基于第二实施例与第一实施例，所述第三开关控制器S3断开所述电压母线与所述第一驱动模块IPM1之间的通路，可以有效保护所述第一驱动模块IPM1免受母线电压异常带来的伤害。

本方面实施例中，通过在供电电压回路中加设继电器，避免电路中的器件过压损坏，避免过压保护误触发，提升产品质量，降低售后故障风险，提升用户体验。

参考图5，图5为本发明电压异常保护电路控制方法第一实施例的流程示意图。基于本发明如上所述的电压异常保护电路，提出一种电压异常保护电路控制方法。

所述电路包括：电压采样电路100、开关控制模块200、微控制单元MCU；其中，所述开关控制模块200包括多个开关控制器；所述电压采样电路100的采样端与负载电路300的输入端连接，所述电压采样电路100的输出端与微控制单元MCU连接，所述开关控制模块200的一端与所述负载电路300的输入端连接，所述开关控制模块200的受控端与所述微控制单元MCU的控制端连接，所述负载电路300的一端与所述微控制单元MCU连接。

需要说明的是，所述开关控制模块200中各开关控制器设置在不同的位置，所述开关控制模块200至少包括第一开关控制器、第二开关控制器(图2并未示出，但并不影响本实施例中解释说明)，所述第一开关控制器设置在所述负载电路300中的PTC的两端，所述第二开关控制器设置在所述负载电路中第二驱动模块的输入端。各开关控制器的受控端均连接到所述微控制单元MCU，使得所述微控制单元MCU可以控制各开关控制器的断开与闭合。

所述方法包括：

步骤S10：所述电压采样电路100采样所述负载电路300接收的当前电压，并将当前电压信号输出到所述微控制单元MCU。

需要说明的是，所述电压采样电路100包括母线电压采样电路与AC电压采样电路，分别用于采样当前母线电压与当前AC电压，并将对应的电压信号发送至微控制单元MCU中，使得所述微控制单元MCU根据预先储存的预设电压区间判断是否触发母线电压保护。

步骤S20：微控制单元MCU在当前电压值处于预设电压区间时，控制所述开关控制模块200中对应的开关控制器断开所述负载电路300与电压输入端的之间的通路，并触发母线电压保护。

需要说明的是，所述预设电压区间包括过压保护的区间、低压保护的区间。在所述当前电压值处于对应的区间时，触发对应的电压保护。

参考图3，所述电压采样电路100包括：AC电压采样电路101、母线电压采样电路102；所述开关控制模块200包括：第一开关控制器S1、第二开关控制器S2；所述负载电路300还包括第二驱动模块IPM2；其中，所述微控制单元MCU的信号端与所述AC电压采样电路101的输出端连接，所述AC电压采样电路101的采样端与AC电压输入端连接，所述微控制单元MCU的信号端与所述母线电压采样电路102的输出端连接，所述母线电压采样电路102的采样端与电压母线连接，所述第二开关控制器S2的一端与母线电压端VDC连接，所述第二开关控制器S2的一端与所述第二驱动模块IPM2的输入端连接，所述第二开关控制器S2的受控端与所述微控制单元MCU的控制端连接。

需要说明的是，参考图3，所述电压异常保护电路基于现有技术的变频空调常用电路进行改进，在第二驱动模块IPM2的供电回路中增设第二开关控制器S2，所述第二开关控制器S2可以为继电器。在PTC的供电回路中使用第一开关控制器S1进行开关控制，使得负载电路300停机或进入工作，所述第一开关控制器S1也可以为继电器。

所述母线电压采样电路101，用于采样所述负载电路300接收的当前母线电压，并将当前母线电压信号输出到所述微控制单元MCU。

所述微控制单元MCU，用于在当前母线电压值小于等于预设低压阈值时，触发母线电压过低保护，并控制所述第一开关控制器S1断开。

易于理解的是，所述母线电压采样电路101实时监测母线电压，若母线电压低于预设低压阈值时，触发母线电压过低保护，微控制单元MCU控制负载电路300中的压缩机停机，并控制继电器关断，使得负载电路300失去供电输入进入停机状态，同时不再输出控制直流风机运行的PWM信号，控制风机立即停止。

需要说明的是，在空调器关机的其他情况下，若未触发母线电压过低保护，压缩机停机后仍控制风机运转预设时间T后再关闭风机，不再输出控制直流风机运行的PWM信号。所述预设低压阈值根据实际测试而定，可以设定为160V(220V交流电供电情况下)。如此，在母线电压过低保护时，不会在关闭了继电器后，风机继续运转而引起PTC过热使后级电源异常导致通讯故障等问题，从而提高用户体验。

所述AC电压采样电路102，用于采样所述负载电路300接收的当前AC电压，并将当前AC电压信号输出到所述微控制单元MCU。

易于理解的是，所述电压异常保护电路还包括整流器DB，所述整流器接收交流电，并将所述交流电转换为直流电，所述整流器DB的输出端与所述AC电压采样电路101的采样端连接，所述AC电压采样电路101在所述整流器DB的输出端采样得到当前AC电压，经过分压作用生成所述当前AC电压对应的电信号，即当前AC电压采样信号，并将所述电信号输出至所述微控制单元MCU。

需要说明的是，所述负载电路300还包括第二电感L2及负载电阻RS、绝缘栅双极型晶体管IGBT、二极管D、电解电容E，所述第二电感L2的一端与所述整流器DB的输出端连接，所述第二电感L2的另一端与所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极连接，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的栅极与微控制单元MCU的一控制端连接，所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的发射极与所述负载电阻RS的第二端连接，所述负载电阻RS的第一端与所述整流器DB的一端连接。所述二极管D的阳极与所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的漏极连接，所述二极管D的阴极与所述电解电容E的一端连接，所述电解电容E的另一端与所述绝缘栅双极型晶体管IGBT的源极连接，所述母线电压采样电路102的采样端与所述电解电容E的一端连接。

易于理解的是，所述整流器DB将交流电转换为直流电，直流电经过负载电阻RS的限流作用，防止对后方器件造成过大的冲击电流，直流电再经过受到微控制单元MCU控制的绝缘栅双极型晶体管IGBT进行调节，生成交流的母线电压。所述交流的母线电压经过二极管D与电解电容E的整流，得到直流的母线电压，所述母线电压采样电路102采样电解电容E的一端的当前母线电压，经过分压作用生成所述当前母线电压对应的电信号，即当前母线电压采样信号，将所述电信号输出至所述微控制单元MCU。

所述微控制单元MCU，还用于在所述当前AC电压值大于预设AC电压阈值且所述当前母线电压大于预设母线高压阈值时，触发母线电压过压保护。

易于理解的是，所述微控制单元MCU接收上述两采样信号，并对所述采样信号进行转换以获取到对应的当前AC电压值、当前母线电压值，再将上述数值与预设的电压阈值进行比较。

具体实施中，所述预设母线电压阈值及所述预设AC电压阈值根据根据实际电路中的器件耐压规格而定的。

易于理解的是，母线电压完全靠电解电容E的整流所得，其母线电压VDC同输入AC电压VAC的关系如下：VDC＝1.414VAC。由于电流的瞬时变化，在所述当前AC电压小于所述预设AC电压阈值或者所述当前母线电压小于所述预设母线电压阈值时，即，两者中仅有一个大于预设电压阈值、两者均小于预设电压阈值时，可以判定电源正常。这种设置方式哭可以防止在二者之一异常时进行过压保护，造成误保护，从而增加了保护次数导致提前关闭驱动模块的供电回路。当二者均大于预设电源阈值，则存在故障，触发母线电压过压保护，防止母线电压过压烧坏器件。

所述微控制单元MCU，还用于统计第一预设时间内的母线电压过压保护的保护次数，在所述保护次数大于保护次数阈值时，向所述第二开关控制器S2发送控制电信号。

应当理解的是，由于母线过压保护是在母线过压后才进行的，因此器件在母线过压保护启动前或多或少会受到过压的影响，而器件承受过压的能力是有限的。具体实施中，预设时间和保护次数阈值是由实际所用第二驱动模块IPM2在短时内能够承受过压冲击的次数而定的。

需要说明的是，所述第二驱动模块IPM2用于接收微控制单元MCU的控制信号，对风机电路FAN进行驱动控制，在具体应用中相较于前级、后级的其他器件，第二驱动模块IPM2承受异常母线电压的能力较弱；在多数母线电压异常的场合中，经常是只有第二驱动模块IPM2损毁，因此本实施例优先保护第二驱动模块IPM2。

所述第二开关控制器S2，用于接收所述控制电信号，并根据所述控制电信号断开所述母线电压端VDC与所述第二驱动模块IPM2之间的通路。

易于理解的是，所述第二开关控制器S2可以为继电器，所述继电器的一端与系统电压端VCC连接，在接收到微控制单元MCU的控制信号时，所述继电器的电磁感应线圈吸附衔铁，使得所述母线电压端VDC与所述第二驱动模块IPM2之间的通路断开，为所述第二驱动模块IPM2断电，保护所述第二驱动模块IPM2免受异常母线电压损害。

本实施例中，在用于驱动风机电路的第二驱动模块IPM2的供电电压回路中增加开关控制器件如继电器，正常运转时控制继电器导通，当检测到输入AC电压高于预设阈值且母线电压VDC高于设定阈值而触发母线电压过高保护，在预设时间内达到预设次数时断开第二驱动模块IPM2的供电电压回路，避免电路中的器件过压损坏，避免过压保护误触发，提升产品质量，降低售后故障风险，提升用户体验。

此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有电压异常保护电路控制程序，所述电压异常保护电路控制程序被处理器执行如上文所述的电压异常保护电路控制方法的步骤。

由于本存储介质采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。

需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。

另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的电压异常保护电路控制方法，此处不再赘述。

此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电压异常保护电路，其特征在于，所述电路包括：电压采样电路、开关控制模块、微控制单元；其中，所述开关控制模块包括多个开关控制器；所述电压采样电路的采样端与负载电路的输入端连接，所述电压采样电路的输出端与微控制单元连接，所述开关控制模块的一端与所述负载电路的输入端连接，所述开关控制模块的受控端与所述微控制单元的控制端连接，所述负载电路的一端与所述微控制单元连接；其中，

所述电压采样电路，用于采样所述负载电路接收的当前电压，并将当前电压信号输出到所述微控制单元；

所述微控制单元，用于在当前电压值处于预设电压区间时，控制所述开关控制模块中对应的开关控制器断开所述负载电路与电压输入端的之间的通路，并触发母线电压保护。

2.如权利要求1所述的电压异常保护电路，其特征在于，所述电压采样电路包括母线电压采样电路；所述开关控制模块包括第一开关控制器；所述第一开关控制器的一端与负载电路中的PTC连接，所述第一开关控制器的另一端与电压输入端连接，所述第一开关控制器的受控端与所述微控制单元连接；所述微控制单元的一端与所述母线电压采样电路的输出端连接，所述母线电压采样电路的采样端与所述负载电路的电压母线连接；

所述母线电压采样电路，用于采样所述负载电路接收的当前母线电压，并将当前母线电压信号输出到所述微控制单元；

所述微控制单元，用于在当前母线电压值小于等于预设低压阈值时，触发母线电压过低保护，并控制所述第一开关控制器断开。

3.如权利要求2所述的电压异常保护电路，其特征在于，所述电压采样电路包括AC电压采样电路；所述开关控制模块包括第二开关控制器；所述负载电路包括第二驱动模块；所述微控制单元的一端与所述AC电压采样电路的输出端连接，所述AC电压采样电路的采样端与负载电路的AC电压输入端连接，所述第二开关控制器的一端与母线电压端连接，所述第二开关控制器的一端与所述第二驱动模块的输入端连接，所述第二开关控制器的受控端与所述微控制单元的控制端连接；

所述AC电压采样电路，用于采样所述负载电路接收的当前AC电压，并将当前AC电压信号输出到所述微控制单元；

所述微控制单元，还用于在所述当前AC电压值大于预设AC电压阈值且所述当前母线电压大于预设母线高压阈值时，触发母线电压过压保护。

4.如权利要求3所述的电压异常保护电路，其特征在于，所述微控制单元，还用于统计第一预设时间内的母线电压过压保护的保护次数，在所述保护次数大于保护次数阈值时，向所述第二开关控制器发送控制电信号；

所述第二开关控制器，用于接收所述控制电信号，并根据所述控制电信号断开所述母线电压端与所述第二驱动模块之间的通路。

5.如权利要求3所述的电压异常保护电路，其特征在于，所述负载电路还包括：风机电路，所述风机电路的受控端与所述第二驱动模块连接，所述第二驱动模块的受控端与所述微控制单元的一控制端连接；其中，

所述微控制单元，用于在所述开关控制模块中对应的开关控制器断开时，检测所述风机电路的当前状态；

所述微控制单元，还用于在所述当前状态为工作状态时，控制所述第二驱动模块停止对所述风机电路输出脉宽调制波。

6.如权利要求3所述的电压异常保护电路，其特征在于，所述开关控制模块还包括第三开关控制器；所述负载电路还包括：第一驱动模块与压缩机电路；所述压缩机电路的受控端与所述第一驱动模块连接，所述第一驱动模块的受控端与所述微控制单元的一控制端连接，所述第三开关控制器的一端与电压母线连接，所述第三开关控制器的一端与所述第一驱动模块的输入端连接；其中，

所述微控制单元，还用于统计第二预设时间内的母线电压过压保护的保护次数，在所述保护次数大于保护次数阈值时，向所述第三开关控制器发送控制电信号；

所述第三开关控制器，用于接收所述控制电信号，并根据所述控制电信号断开所述电压母线与所述第一驱动模块之间的通路。

7.如权利要求3所述的电压异常保护电路，其特征在于，所述负载电路还包括整流桥，所述AC电压采样电路包括第一电阻及第二电阻；其中，所述整流桥的输入端与AC电压端连接，所述整流桥的输出端与所述第二电阻的第二端连接，所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端连接，所述第一电阻的第一端接地，所述第二电阻的第一端与所述微控制单元的信号端连接；

所述整流桥，用于将接收AC电压端输出的交流电，并对所述交流电进行整流；

所述第一电阻与所述第二电阻，用于采样整流后的交流电，以获取所述当前AC电压采样信号，并将所述当前AC电压采样信号输出至所述微控制单元。

8.如权利要求6所述的电压异常保护电路，其特征在于，所述母线电压采样电路包括第三电阻及第四电阻；其中，所述第三电阻的第一端接地，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与电压母线连接，所述第四电阻的第一端与所述微控制单元的信号端连接；

所述第三电阻及所述第四电阻，用于采样电压母线的当前母线电压，以获取当前母线电压采样信号，并将所述当前母线电压采样信号输出至所述微控制单元。

9.一种电压异常保护电路控制方法，其特征在于，所述方法基于如权利要求1至8任一项所述的电压异常保护电路，所述方法包括：

所述电压采样电路采样所述负载电路接收的当前电压，并将当前电压信号输出到所述微控制单元；

所述微控制单元在当前电压值处于预设电压区间时，控制所述开关控制模块中对应的开关控制器断开所述负载电路与电压输入端的之间的通路，并触发母线电压保护。

10.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的电压异常保护电路控制程序，所述电压异常保护电路控制程序配置为实现如权利要求7或8所述的电压异常保护电路控制方法的步骤。

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