CN113224728A - 空调室外机板防击穿电路 - Google Patents

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姜陈宁
王冠军
佐井阳
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Anhui Zhongjia Zhikang Technology Co ltd
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H—ELECTRICITY
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Abstract

本发明公开了一种空调室外机板防击穿电路，主要包括MCU、首尾连接的IGBT、过电流检出电路、硬件保护电路、IGBT驱动器，MCU的输出端连接硬件保护电路、IGBT驱动器，MCU的输入端连接过电流检出电路。本发明通过过电流检出电路检出IGBT持续开通的短路电流值超过设定值，则过电流检出电路输出低电平信号至硬件保护电路，此时硬件保护电路输出低电平并锁定，给到IGBT驱动器使能端，IGBT驱动器因此被关断，输出低电平给IGBT使其关断，避免了持续短路大电流造成空调室外机板的击穿。

Description

空调室外机板防击穿电路
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别是涉及一种空调室外机板防击穿电路。
背景技术
目前，国内空调多为变频空调，变频空调相比于传统的定频空调有静音、省电、节能的优势，但是变频空调的室外机板设计更复杂，且所使用的逆变电路，存在因IGBT驱动器输入信号受到干扰或MCU控制失效，导致IGBT驱动器输入信号持续为高电平，使IGBT误动作持续开通导致短路电流，使得空调室外机板被击穿。空调室外机板被击穿后，整机空调将报故障，不能正常制冷或制热运行，造成用户使用不便和财产损失。
现有常见处理方式是仅依靠MCU控制的软件保护，当MCU失效时将无法提供保护，因此亟需提供一种新型的防止空调室外机板击穿的电路来解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种空调室外机板防击穿电路，能够通过硬件保护电路避免干扰信号导致的空调室外机板的击穿问题。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种空调室外机板防击穿电路，主要包括MCU、首尾连接的IGBT、过电流检出电路、硬件保护电路、IGBT驱动器，MCU的输出端连接硬件保护电路、IGBT驱动器，MCU的输入端连接过电流检出电路；
所述IGBT用来对室外机板整流后的直流电压进行逆变开关；
所述IGBT驱动器用来发出控制信号对IGBT实现开关控制；
所述过电流检出电路用来检测母线电流，当母线电流大于设定值时，过电流检出信号由高电平转为低电平；
所述硬件保护电路用来根据得到的过电流检出信号的低电平信号拉低IGBT驱动器的驱动信号并锁定；
所述MCU用来发出IGBT驱动器所需的PWM信号和硬件保护电路所需的初始信号。
在本发明一个较佳实施例中，所述过电流检出电路包括比较器IC3B、电流采样电阻RS1、电阻R133、R40、R41、R44、R45、R48、R49、R50、电容C20—C22，电流采样电阻RS1的一端通过电阻R45与比较器IC3B的反向输入端连接，电流采样电阻RS1的另一端依次通过R50、R49、R48后与比较器IC3B的同向输入端连接。
在本发明一个较佳实施例中，所述硬件保护电路包括芯片U702、电阻R715—R722、R724、电容C718、C719、C756，芯片U702的2A端口通过电阻R714与MCU连接，芯片U702的1Y端口、2Y端口分别通过电阻R719、R716输出使能信号至IGBT驱动器。
进一步的，所述IGBT驱动器采用IR44273/2。
在本发明一个较佳实施例中，所述MCU采用微控制器R5F524TAADFP。
本发明的有益效果是：
(1)本发明具有通用性强、电路结构简单、可靠性高及成本低的优点，通过硬件保护电路有效解决用户在使用变频空调时因干扰信号或MCU失效导致的空调室外机板的击穿问题；
(2)本发明通过过电流检出电路检出IGBT持续开通的短路电流值超过设定值，则过电流检出电路输出低电平信号至硬件保护电路，此时硬件保护电路输出低电平并锁定，给到IGBT驱动器使能端，IGBT驱动器因此被关断，输出低电平给IGBT使其关断，避免了持续短路大电流造成空调室外机板的击穿。
附图说明
图1是本发明空调室外机板防击穿电路的原理框图；
图2是所述IGBT及IGBT驱动器的电路图；
图3是所述过电流检出电路图；
图4是所述硬件保护电路图；
图5是所述MCU的工作框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
一种空调室外机板防击穿电路，主要包括MCU、首尾连接的IGBT、过电流检出电路、硬件保护电路、IGBT驱动器，MCU的输出端连接硬件保护电路、IGBT驱动器，MCU的输入端连接过电流检出电路。该空调室外机板防击穿电路需连接变频空调室外机板以及对应的压缩机。
结合图2，所述IGBT用来对室外机板整流后的直流电压进行逆变开关。IGBT的发射极通过电流采样电阻RS1与整流桥的第4引脚连接，整流桥设置于基板上；IGBT的集电极通过电感与整流桥的第1引脚连接；IGBT的门极通过电阻R11与IGBT驱动器U2的第4引脚(OUT)连接。所述IGBT驱动器U2用来发出控制信号对IGBT实现开关控制。优选的，所述IGBT驱动器U2采用IR44273/2，其第1引脚(IN)通过电阻R51与MCU连接，第5引脚(VCC)连接+15V电压，第3引脚(OUT/EN)输出使能信号，各电路元器件及其连接关系如图2所示。PWM_IN信号为MCU发出的、IGBT驱动器的输入信号，PFC_LOCK为IGBT驱动器的使能信号，当PFC_LOCK为高电平时，IGBT驱动器的输出信号可以正常输出PWM波形，IGBT可以正常工作，当PFC_LOCK为低电平时，IGBT驱动器的输出信号被拉低，IGBT持续关断。
结合图3，所述过电流检出电路包括比较器IC3B、电流采样电阻RS1、电阻R133、R40、R41、R44、R45、R48、R49、R50、电容C20—C22，电流采样电阻RS1的一端通过电阻R45与比较器IC3B的反向输入端连接，电流采样电阻RS1的另一端依次通过R50、R49、R48后与比较器IC3B的同向输入端连接。比较器IC3B的输出端经过RC滤波电路后输出过电流检出信号IsOC_SH，各电路元器件及其连接关系如图3所示。
所述过电流检出电路用来检测母线电流(从大电解电容负极到整流桥“-”极的电流)，母线电流流过电流采样电阻形成比较器反向输入端电压，经过与固定电压(R41与R45的分压值)的比较器同向输入端电压比较后，当电流小于设定值即比较器反向输入端电压小于比较器同相输入端电压时，比较器输出信号IsOC_SH为高电平。当IGBT控制器因干扰信号或MCU失效造成IGBT误动作持续开通，电流大于设定值即比较器反向输入端电压大于比较器同相输入端电压时，比较器输出信号IsOC_SH为低电平。
所述硬件保护电路用来根据得到的过电流检出信号的低电平信号拉低IGBT驱动器的驱动信号并锁定，参阅图4，所述硬件保护电路包括芯片U702、电阻R715—R722、R724、电容C718、C719、C756。优选的，所述芯片为74HC00与非门芯片，芯片U702的2A端口通过电阻R714与MCU连接，芯片U702的1Y端口、2Y端口分别通过电阻R719、R716输出使能信号至IGBT驱动器。各电路元器件及其连接关系如图4所示。过电流检出电路的过电流检出信号IsOC_SH通过电阻R718输入至芯片U702的3A、3B端口，同时经过R721分压后输出信号PFC_FO至MCU。室外机板上电后，MCU发给硬件保护电路的信号PFC_R_EN持续1mS的低电平，使硬件保护电路的输出信号PFC_LOCK为高电平。当发生过电流时，硬件保护电路得到IsOC_SH的低电平信号，使硬件保护电路的输出信号PFC_LOCK持续锁定低电平直至基板重新上电或MCU重新发出PFC_R_EN信号。
所述硬件保护电路为采用与非门芯片搭建的逻辑电路，简单、效果显著且增加的成本极少，基板增加了硬件过电流保护功能，使空调室外机板强电击穿的可能性大大降低，空调的安全性能也得到了加强。
结合图5，所述MCU用来发出IGBT驱动器所需的PWM信号和硬件保护电路所需的初始信号。优选的，所述MCU采用微控制器瑞萨R5F524TAADFP。
该空调室外机板防击穿电路通过过电流检出电路检出IGBT持续开通的短路电流值超过设定值，则过电流检出电路输出低电平信号至硬件保护电路，此时硬件保护电路输出低电平并锁定，给到IGBT驱动器使能端，IGBT驱动器因此被关断，输出低电平给IGBT使其关断，避免了持续短路大电流造成空调室外机板的击穿。本发明具有通用性强、电路结构简单、可靠性高及成本低的优点。
以上所述仅为本发明的实施例，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 (5)

1.一种空调室外机板防击穿电路，其特征在于，主要包括MCU、首尾连接的IGBT、过电流检出电路、硬件保护电路、IGBT驱动器，MCU的输出端连接硬件保护电路、IGBT驱动器，MCU的输入端连接过电流检出电路；
所述IGBT用来对室外机板整流后的直流电压进行逆变开关；
所述IGBT驱动器用来发出控制信号对IGBT实现开关控制；
所述过电流检出电路用来检测母线电流，当母线电流大于设定值时，过电流检出信号由高电平转为低电平；
所述硬件保护电路用来根据得到的过电流检出信号的低电平信号拉低IGBT驱动器的驱动信号并锁定；
所述MCU用来发出IGBT驱动器所需的PWM信号和硬件保护电路所需的初始信号。
2.根据权利要求1所述的空调室外机板防击穿电路，其特征在于，所述过电流检出电路包括比较器IC3B、电流采样电阻RS1、电阻R133、R40、R41、R44、R45、R48、R49、R50、电容C20—C22，电流采样电阻RS1的一端通过电阻R45与比较器IC3B的反向输入端连接，电流采样电阻RS1的另一端依次通过R50、R49、R48后与比较器IC3B的同向输入端连接。
3.根据权利要求1所述的空调室外机板防击穿电路，其特征在于，所述硬件保护电路包括芯片U702、电阻R715—R722、R724、电容C718、C719、C756，芯片U702的2A端口通过电阻R714与MCU连接，芯片U702的1Y端口、2Y端口分别通过电阻R719、R716输出使能信号至IGBT驱动器。
4.根据权利要求1或3任一项所述的空调室外机板防击穿电路，其特征在于，所述IGBT驱动器采用IR44273/2。
5.根据权利要求1所述的空调室外机板防击穿电路，其特征在于，所述MCU采用微控制器R5F524TAADFP。
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