CN113346731A - 压缩机停机电路、方法及空调器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种压缩机停机电路、方法及空调器,该电路包括相互电性连接的母线电压输出模块和微控制器,母线电压输出模块用于提供交流电压,并将交流电压转换为母线电压;微控制器用于侦测压缩机的停机指令,并在侦测到停机指令时,获取压缩机的运行频率以及母线电压,当运行频率和母线电压满足预设条件时,调节直流电压以调节母线电压,进而在母线电压满足预设停机条件时,控制压缩机停机。本申请可以避免压缩机在高频且母线电压较高时停机导致的报母线电压过高保护故障,确保压缩机安全停机,并确保空调器其他功能的正常使用。
Description
技术领域
本申请涉及空调技术领域,具体涉及一种压缩机停机电路、方法及空调器。
背景技术
随着国家新能效标准的颁布,各空调厂家纷纷推出了采用高能效压缩机的高能效空调,以此来提高空调器的效率。但高能效压缩机由于需要达到比普通压缩机更高的能效,其所使用的永磁铁材料和线圈通常情况下与普通的压缩机是不同的。为了保护空调器控制板上的器件不受高压冲击而损坏,在空调器控制系统中往往设置有母线电压过高保护逻辑,即当检测到母线电压大于预设的母线保护电压时控制系统会报保护故障。
在空调器工作时,母线电压波形并不是一条一直维持在预设母线电压上的直线,而是一条叠加有纹波电压的波浪线,假设预设母线电压为380V,纹波电压为20V,则母线电压在370V-390V之间波动。而在空调器外机电控设计时,考虑到后级功率因数校正(PowerFactor Correction,PFC)模块中,用于储能的电解电容的最高耐压为450V,并且为了确保电解电容的有效工作,通常会对其进行降额使用,因此,一般情况下,母线保护电压被设定为420V。在这种情况下,假设压缩机在高频100Hz停机时其反电动势为38V,则在母线电压波峰时压缩机高频100Hz直接停机,其母线电压可达390V+38V=428V,这就导致在压缩机高频100Hz停机时极可能触发母线电压过高保护故障。
如此一来,若压缩机每次高频停机时都报母线电压过高保护故障,则容易影响空调器其他功能的正常使用。
发明内容
本申请提供一种压缩机停机电路、方法及空调器,旨在解决现有技术中压缩机频繁高频停机报母线电压过高保护故障,影响空调器其他功能的正常使用的问题。
第一方面,本申请提供一种压缩机停机电路,包括相互电性连接的母线电压输出模块和微控制器;
母线电压输出模块,用于提供交流电压,并将交流电压转换成母线电压;
微控制器,用于侦测压缩机的停机指令,并在侦测到停机指令时,获取压缩机的运行频率以及母线电压,当运行频率和母线电压满足预设条件时,调节母线电压,进而在母线电压满足预设停机条件时,控制压缩机停机。
在本申请一种可能的实现方式中,母线电压输出模块包括相互电性连接的整流供电模块和升压斩波模块;
整流供电模块,用于提供交流电压,并将交流电压转变为直流电压输出至升压斩波模块;
升压斩波模块,用于调节直流电压得到母线电压,并将母线电压输出至微控制器。
在本申请一种可能的实现方式中,母线电压输出模块还包括分别与升压斩波模块和微控制器电连接的选择接入模块,选择接入模块配置有闭合状态;
当选择接入模块处于闭合状态时,升压斩波模块用于将母线电压输出至微控制器。
在本申请一种可能的实现方式中,选择接入模块还配置有断开状态,母线电压输出模块还包括振荡模块,振荡模块与升压斩波模块电连接;
升压斩波模块还用于在选择接入模块处于断开状态时,输出母线电压至振荡模块;
微控制器还用于在压缩机停机的同时,控制选择接入模块由闭合状态切换为断开状态;
振荡模块用于在压缩机停机时,与闭合状态的选择接入模块构成闭合回路,以存储并消耗母线电压。
在本申请一种可能的实现方式中,振荡模块包括串联连接的自感电感、储能电容和耗能电阻。
在本申请一种可能的实现方式中,选择接入模块包括第二继电器,第二继电器配置有常闭触点,常闭触点连接在振荡模块的两端之间,常闭触点在闭合状态时闭合,在断开状态时断开。
在本申请一种可能的实现方式中,升压斩波模块包括开关器件,微控制器还用于通过调节开关器件的开关占空比以调节母线电压。
在本申请一种可能的实现方式中,母线电压输出模块还包括母线电压采样模块,母线电压采样模块用于获取升压斩波模块输出的母线电压,母线电压采样模块包括第三电阻和第四电阻,第四电阻的一端与升压斩波模块的输出端电连接,另一端分别与微控制器和第三电阻的一端电连接,第三电阻的另一端接地。
在本申请一种可能的实现方式中,整流供电模块包括供电模块和整流模块,供电模块用于提供交流电压,整流模块用于将交流电压转变为直流电压输出至升压斩波模块。
在本申请一种可能的实现方式中,母线电压输出模块还包括电源变换模块,微控制器通过电源变换模块与选择接入模块电连接,电源变换模块用于在选择接入模块处于闭合状态时,对母线电压进行电压变换,得到工作电压输出至微控制器。
在本申请一种可能的实现方式中,预设条件包括与运行频率相对应的第一预设条件,以及与母线电压相对应的第二预设条件,第一预设条件为运行频率大于预设的压缩机高频停机频率阈值,第二预设条件为母线电压大于预设的母线电压阈值,预设停机条件为母线电压小于预设的安全停机电压阈值。
第二方面,本申请还提供一种压缩机停机方法,该方法基于第一方面的压缩机停机电路,方法包括:
侦测到压缩机的停机指令时,获取运行频率以及母线电压,并判断运行频率和母线电压是否满足预设条件;
当运行频率和母线电压满足预设条件时,调节母线电压,在母线电压满足预设停机条件时,控制压缩机停机。
在本申请一种可能的实现方式中,方法还包括:
在压缩机停机的同时,控制选择接入模块由闭合状态切换为断开状态;
控制振荡模块与闭合状态的选择接入模块构成闭合回路,以存储并消耗母线电压。
第三方面,本申请还提供一种空调器,该空调器中集成有第一方面的压缩机停机电路。
1、本申请中,通过微控制器侦测压缩机的停机指令,并且在侦测到停机指令时,微控制器获取压缩机的运行频率以及母线电压,当运行频率和母线电压满足预设条件时,通过微控制器调节母线电压,进而在母线电压满足预设停机条件时,微控制器控制压缩机停机,可以避免压缩机在高频且母线电压较高时停机导致的报母线电压过高保护故障,确保压缩机安全停机,并确保空调器其他功能的正常使用。
2、本申请中,通过与整流供电模块电连接的升压斩波模块对直流电压进行调节后,得到母线电压输出,在选择接入模块为闭合状态时,母线电压输出至选择接入模块;通过微控制器侦测压缩机的停机指令,且当侦测到停机指令时,首先通过微控制器判断压缩机的运行频率以及母线电压是否满足预设条件,在运行频率和母线电压满足预设条件的情况下,通过微控制器控制升压斩波模块调节直流电压进而调节母线电压,并在母线电压满足预设停机条件时,通过微控制器控制压缩机停机,这样便可以避免压缩机在高频且母线电压较高时停机导致的报母线电压过高保护故障,确保压缩机安全停机,并确保空调器其他功能的正常使用。
3、本申请中,在选择接入模块为断开状态时,通过升压斩波模块输出母线电压至振荡模块,并且在压缩机停机的同时,还通过微控制器控制选择接入模块进行状态切换,即由闭合状态切换为断开状态,使得母线电压输出至振荡模块,再由振荡模块与闭合状态的选择接入模块构成闭合回路,来存储并消耗母线电压,可以进一步确保压缩机安全停机,从而可以保护电路中的电子器件不被高压冲击,进而延长电子器件的使用寿命。
4、本申请中,振荡模块包括串联连接的自感电感、储能电容和耗能电阻,因此,在压缩机停机时,振荡模块与选择接入模块构成的闭合回路,在刚闭合的瞬间,母线电压全部存储至储能电容,此时储能电容两极板上的电荷最多,板间的电场也最强,电场的能量全部集中在储能电容的两极板间;当储能电容放电时,因自感电感的存在,闭合回路中的电流将逐渐增大到最大值,储能电容两极板上的电荷也相应地逐渐减小到零,在此过程中,电流在自感电感中激起磁场,到储能电容放电结束时,储能电容两极板间的电场能量全部转化成自感线圈中的磁场能量,在储能电容放电完毕时,闭合回路中的电流达到最大值,这时,就会对储能电容作反方向的充电;又由于自感电感的自感作用,随着电流的逐渐减弱到零,储能电容两极板上的电荷又相应地逐渐增加到最大值,同时,磁场能量又全部转化成电场能量;然后,储能电容又通过自感线圈放电,闭合回路中的电流逐渐增大,不过这时电流的方向与前一次放电时相反,电场能量又转化成磁场能量,此后,储能电容又被充电,恢复到原状态,如此便完成了一个完全的振荡过程。由上述可知,在闭合回路中,电荷和电流都随时间做周期性的变化,相应的储能电容中的电场强度和自感线圈中的磁感应强度以及电场能量和磁场能量也都随时间作周期性变化,而且不断地相互转化着,又由于闭合回路中还存在耗能电阻,因此在上述的转化过程中,耗能电阻会逐渐消耗闭合回路中的能量,因此,本申请可以通过该闭合回路在压缩机停机瞬间存储母线电压,并在停机后的一段时间内通过耗能电阻将其消耗掉,实现了压缩机高频停机时不再报母线电压过高保护故障,进一步确保了电子器件的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请中的技术方案,下面将对本申请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是本申请实施例中提供的压缩机停机电路的一个结构示意图;
图2是本申请实施例中提供的压缩机停机电路的一个电路原理示意图;
图3是本申请实施例中提供的压缩机停机方法的一个流程示意图;
图4是本申请实施例中提供的空调器的一个结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请中的附图,对本申请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,本领域技术人员在没有作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”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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。此外,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特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请,给出了以下描述。在以下描述中,为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是,本领域普通技术人员可以认识到,在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实例中,不会对公知的结构和过程进行详细阐述,以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此,本申请并非旨在限于所示的实施例,而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。
本申请提供一种压缩机停机电路、方法及空调器,以下分别进行详细说明。
请参阅图1,图1为本申请实施例中提供的压缩机停机电路的一个结构示意图,该压缩机停机电路可以包括相互电性连接的母线电压输出模块100和微控制器105,微控制器105电连接有压缩机106,其中,母线电压输出模块100可以用于提供交流电压,并将交流电压转换成母线电压;微控制器105可以用于侦测压缩机106的停机指令,并在侦测到停机指令时,获取压缩机106的运行频率以及母线电压,当运行频率和母线电压满足预设条件时,调节母线电压,进而在母线电压满足预设停机条件时,控制压缩机106停机。
由于压缩机106在高频且母线电压较高的情况下停机时,会由于停机瞬间电压过高而报母线电压过高保护故障,因此,本申请实施例中,微控制器105在侦测到压缩机106的停机指令时,首先可以获取压缩机106的运行频率和母线电压,当运行频率和母线电压满足预设条件时,微控制器105调节母线电压,并在母线电压满足预设停机条件,即母线电压降低到一定值时,微控制器105再控制压缩机106停机,这样便可以避免报母线电压过高保护故障。
具体的,本申请实施例中,预设条件可以包括与运行频率相对应的第一预设条件,以及与母线电压相对应的第二预设条件,其中,第一预设条件为运行频率大于预设的压缩机高频停机频率阈值,第二预设条件为母线电压大于预设的母线电压阈值,预设停机条件为母线电压小于预设的安全停机电压阈值。例如,设定压缩机高频停机频率阈值为80Hz,母线电压阈值为400V,假设压缩机106当前的运行频率为100Hz,母线电压为410V,则运行频率100Hz大于压缩机高频停机频率阈值80Hz,母线电压410V大于母线电压阈值400V,此时,运行频率和母线电压满足预设条件;设定安全停机电压阈值为380V,则母线电压小于380V时,即满足预设停机条件。
另外,如果运行频率和母线电压没有满足预设条件,则微控制器105可以控制压缩机106响应停机指令立即停机,这里的运行频率和母线电压没有满足预设条件,可以是其中一者没有满足,即运行频率满足第一预设条件,而母线电压不满足第二预设条件时,微控制器105可以控制压缩机106立即停机,或者母线电压满足第二预设条件,而运行频率不满足第一预设条件时,微控制器105也可以控制压缩机106立即停机,也可以是两者均没有满足对应的预设条件,即母线电压不满足第一预设条件,而运行频率也不满足第二预设条件时,微控制器105同样也可以控制压缩机106立即停机。
本申请实施例中,通过微控制器105侦测压缩机106的停机指令,并且在侦测到停机指令时,微控制器105获取压缩机106的运行频率以及母线电压,当运行频率和母线电压满足预设条件时,通过微控制器105调节母线电压,进而在母线电压满足预设停机条件时,微控制器105控制压缩机106停机,可以避免压缩机106在高频且母线电压较高时停机导致的报母线电压过高保护故障,确保压缩机106安全停机,并确保空调器其他功能的正常使用。
请继续参阅图1,在本申请一些实施例中,母线电压输出模块100可以包括相互电性连接的整流供电模块101和升压斩波模块102,其中,整流供电模块101可以用于提供交流电压,并将交流电压转变为直流电压输出至升压斩波模块102;升压斩波模块102可以用于调节直流电压得到母线电压,并将母线电压输出至微控制器105。另外,在本申请一些实施例中,母线电压输出模块100还可以包括分别与升压斩波模块102和微控制器105电性连接的选择接入模块103,选择接入模块103配置有闭合状态,当选择接入模块103处于闭合状态时,升压斩波模块102可以用于将母线电压输出至微控制器105。
本申请实施例中,整流供电模块101可以用于提供交流电压,并将该交流电压转变为直流电压输出至升压斩波模块102。具体的,交流电压可以是由交流(AlternatingCurrent,AC)电源提供的电压,本申请实施例中,整流供电模块101还可以为微控制器105提供工作电压,由于通常情况下,微控制器105的工作电压为5V或3.3V,因此,整流供电模块101还可以对交流电源提供的交流电压进行整流,将其转变为直流电压输出。如图1所示,本申请实施例中,该整流供电模块101可以包括供电模块1011和整流模块1012,其中,供电模块1011可以用于提供交流电压,整流模块1012可以用于将交流电压转变为直流电压输出至升压斩波模块102。
本申请实施例中,升压斩波模块102可以用于调节直流电压得到母线电压,并在选择接入模块103为闭合状态时,输出母线电压至选择接入模块103。具体的,该升压斩波模块102输出的母线电压可以是大于直流电压的电压,升压斩波模块102可以是一种开关直流升压电路,通过其可以将经过整流的交流电压即直流电压变为另一固定电压或可调电压的直流电压,而本实施例中,由于后续需要对母线电压进行调节,因此,本申请实施例中的母线电压为可调电压的直流电压。
本申请实施例中,选择接入模块103可以用于在闭合状态时,接收母线电压并将母线电压传输至微控制器105,以为微控制器105提供工作电压。具体的,在选择接入模块103处于闭合状态时升压斩波模块102输出的母线电压经由选择接入模块103传输至微控制器105。如图1所示,本申请实施例的母线电压输出模块100还可以包括电源变换模块107,微控制器105可以通过该电源变换模块107与选择接入模块103电连接,电源变换模块107可以用于在选择接入模块103处于闭合状态时,对母线电压进行电压变换,得到工作电压输出至微控制器105。该电源变换模块107可以是一种开关电路,由于母线电压的电压值较高,而微控制器105的工作电压通常为5V或3.3V,因此,电源变换模块107可以对接收到的母线电压进行降压后,得到适配于微控制器105的工作电压,进而使微控制器105可以基于该工作电压稳定工作。
进一步的,本申请实施例中,当运行频率和母线电压满足预设条件时,微控制器105可以用于控制升压斩波模块102调节直流电压以调节母线电压,在母线电压满足预设停机条件时,控制压缩机106停机。由于压缩机在高频且母线电压较高的情况下停机时,会由于停机瞬间电压过高而报母线电压过高保护故障因此,本申请实施例中,微控制器105在侦测到压缩机106的停机指令时,首先可以获取压缩机106的运行频率和母线电压,当运行频率和母线电压满足预设条件时,微控制器105控制升压斩波模块102调节直流电压来降低母线电压,并在母线电压满足预设停机条件,即母线电压降低到一定值时,微控制器105再控制压缩机106停机,这样便可以避免报母线电压过高保护故障。
本申请实施例中,通过与整流供电模块101电连接的升压斩波模块102对直流电压进行调节后,得到母线电压输出,在选择接入模块103为闭合状态时,母线电压输出至选择接入模块103;通过微控制器105侦测压缩机106的停机指令,且当侦测到停机指令时,首先通过微控制器105判断压缩机106的运行频率以及母线电压是否满足预设条件,在运行频率和母线电压满足预设条件的情况下,通过微控制器105控制升压斩波模块102调节直流电压进而调节母线电压,并在母线电压满足预设停机条件时,通过微控制器105控制压缩机106停机,这样便可以避免压缩机106在高频且母线电压较高时停机导致的报母线电压过高保护故障,确保压缩机106安全停机,并确保空调器其他功能的正常使用。
请继续参阅图1,在本申请一些实施例中,母线电压输出模块100还可以包括振荡模块104,振荡模块104与升压斩波模块102电连接,选择接入模块103还配置有断开状态,升压斩波模块102还可以用于在选择接入模块103处于断开状态时,输出母线电压至振荡模块104;微控制器105还可以用于在压缩机106停机的同时,控制选择接入模块103由闭合状态切换为断开状态;振荡模块104可以用于在压缩机106停机时,与闭合状态的选择接入模块103构成闭合回路,以存储并消耗母线电压。
本申请实施例中,在选择接入模块103处于闭合状态时,振荡模块104由于被短路而没有电流流入,因此,振荡模块104在此时相当于未接入回路中;而在压缩机106停机的同时,由于微控制器105控制选择接入模块103由闭合状态切换为断开状态,此时,选择接入模块103从回路断开,振荡模块104不再被选择接入模块103短路,因此,振荡模块104被接入回路中,此时,升压斩波模块102输出母线电压到振荡模块104,而振荡模块104可以在压缩机106停机时,与闭合状态的选择接入模块103构成闭合回路,以存储并消耗母线电压,在选择接入模块103由闭合状态切换为断开状态后,母线电压输出到振荡模块104,而在选择接入模块103再由断开状态切换回闭合状态后,由于压缩机106已经停机,没有外部能量输入,因此,振荡模块104和选择接入模块103可以在此时构成一个闭合回路,便可以通过该闭合回路来存储并消耗母线电压。
本申请实施例中,在选择接入模块103为断开状态时,通过升压斩波模块102输出母线电压至振荡模块104,并且在压缩机106停机的同时,还通过微控制器105控制选择接入模块103进行状态切换,即由闭合状态切换为断开状态,使得母线电压输出至振荡模块104,再由振荡模块104与闭合状态的选择接入模块103构成闭合回路,来存储并消耗母线电压,可以进一步确保压缩机106安全停机,从而可以保护电路中的电子器件不被高压冲击,进而延长电子器件的使用寿命。
如图2所示,为本申请实施例中提供的压缩机停机电路的一个电路原理示意图,具体的,在本申请一些实施例中,振荡模块104可以包括串联连接的自感电感L、储能电容C和耗能电阻R,选择接入模块103可以包括第二继电器S2,第二继电器S2配置有常闭触点,常闭触点连接在振荡模块104的两端之间,常闭触点在闭合状态时闭合,在断开状态时断开。
本申请实施例中,自感电感L、储能电容C和耗能电阻R可以依次串联,具体的电路结构可以是:第二继电器S2的常闭触点的一端连接自感电感L的一端,自感电感L的另一端连接储能电容C的一端,储能电容C的另一端连接耗能电阻R的一端,耗能电阻R的另一端连接第二继电器S2的常闭触点的另一端,如此,在压缩机106停机,且第二继电器S2处于闭合状态时,自感电感L、储能电容C、耗能电阻R和第二继电器S2可以构成一个闭合回路。
该闭合回路具体的工作原理为:在刚闭合的瞬间,母线电压全部存储至储能电容C,此时储能电容C两极板上的电荷最多,板间的电场也最强,电场的能量全部集中在储能电容C的两极板间;当储能电容C放电时,因自感电感L的存在,闭合回路中的电流将逐渐增大到最大值,储能电容C两极板上的电荷也相应地逐渐减小到零,在此过程中,电流在自感电感L中激起磁场,到储能电容C放电结束时,储能电容C两极板间的电场能量全部转化成自感电感L的自感线圈中的磁场能量,在储能电容C放电完毕时,闭合回路中的电流达到最大值,这时,就会对储能电容C作反方向的充电;又由于自感电感L的自感作用,随着电流的逐渐减弱到零,储能电容C两极板上的电荷又相应地逐渐增加到最大值,同时,磁场能量又全部转化成电场能量;然后,储能电容C又通过自感线圈放电,闭合回路中的电流逐渐增大,不过这时电流的方向与前一次放电时相反,电场能量又转化成磁场能量,此后,储能电容C又被充电,恢复到原状态,如此便完成了一个完全的振荡过程。由上述可知,在闭合回路中,电荷和电流都随时间做周期性的变化,相应的储能电容C中的电场强度和自感线圈中的磁感应强度以及电场能量和磁场能量也都随时间作周期性变化,而且不断地相互转化着,如果回路中没有任何能量损耗(如电阻的焦耳热、电磁辐射等),那么这种变化将在闭合回路中一直持续下去,这种电磁振荡也被称为无阻尼自由振荡,但由于闭合回路中还存在耗能电阻R,因此在上述的转化过程中,耗能电阻R会逐渐消耗闭合回路中的能量,因此,本申请实施例可以通过该闭合回路在压缩机106停机瞬间存储母线电压,并在停机后的一段时间内通过耗能电阻R将其消耗掉,实现了压缩机106高频停机时不再报母线电压过高保护故障,进一步确保了电子器件的安全性。
请继续参阅图2,在本申请一些实施例中,升压斩波模块102可以包括开关器件IGBT,微控制器105还用于通过调节开关器件IGBT的开关占空比调节直流电压,以调节母线电压。本申请实施例中,升压斩波模块102可以是升压斩波(the Boost Converter)-功率因数校正(Power Factor Correction,PFC)模块,简称为Boost-PFC模块,通过Boost-PFC模块可以满足压缩机106更高的频率需求,如图2所示,升压斩波模块102除了包括开关器件IGBT以外,还可以包括电感L2、二极管D和电解电容E,具体的电路连接结构为:电感L2的一端连接整流供电模块101,电感L2的另一端连接开关器件IGBT的集电极,以及连接二极管D的阳极,二极管D的阴极连接电解电容E的正极,开关器件IGBT的发射级连接电解电容E的负极,开关器件IGBT的栅极连接微控制器(Microcontroller Unit,MCU)105。
本申请实施例中,首先假设电感L2的电感值很大,电解电容E的电容值也很大,当开关器件IGBT处于通态时,整流供电模块101向电感L2充电,同时电解电容E上的电压向选择接入模块103供电;当开关器件IGBT处于断态时整流供电模块101和电感L2共同向电解电容E充电,并向选择接入模块103提供能量。当电路工作于稳态时,一个周期T中电感L2积蓄的能量与释放的能量相等。
升压斩波模块102具体的工作原理为:在充电过程中,开关器件IGBT闭合导通,开关器件IGBT相当于一根导线,电解电容E被短路。这时,直流电压流过电感L2,二极管D用于防止电解电容E对地放电。由于输入是直流电,所以电感L2上的电流以一定的比率线性增加,这个比率跟电感L2的电感值大小有关。随着电感L2电流增加,电感L2里储存了一些能量。而放电过程中,开关器件IGBT截止断开,由于电感L2的电流保持特性,流经电感L2的电流不会马上变为0,而是缓慢的由充电完毕时的值变为0。而由于开关器件IGBT断开,电解电容E不再被短路,于是电感L2开始给电解电容E充电,电解电容E两端电压升高,并且此时电压已经高于输入的直流电压,于是便完成了一次升压过程,即升压斩波模块得到的母线电压大于整流供电模块101输入的直流电压。并且,通过调节开关器件IGBT的开关占空比,可以调节电解电容E的充电时间,充电时间越长,母线电压越大,相反的,充电之间越短,则母线电压越小,因此,在本申请实施例的场景中,可以通过减小开关器件IGBT的开关占空比来减短电解电容E的充电时间,进而减小母线电压。
基于相似的原理,在本申请一些实施例中,电源变换模块107可以包括开关器件V和变压器T,其中,变压器T可以用于将母线电压降压为与MCU的工作电压适配的电压值,开关器件V可以用于放大回路中的电流,以加强变压器T对母线电压的调节。
请继续参阅图1,在本申请一些实施例中,母线电压输出模块100还可以包括母线电压采样模块108,母线电压采样模块108可以用于获取升压斩波模块102输出的母线电压,如图2所示,母线电压采样模块108可以包括第三电阻R3和第四电阻R4,第四电阻R4的一端与升压斩波模块102的输出端电连接,另一端分别与MCU和第三电阻R3的一端电连接,第三电阻R3的另一端接地,本申请实施例中,通过第三电阻R3和第四电阻R4分压,便可以使微控制器105获取到母线电压的值。
同样的,本申请实施例中,母线电压输出模块100还可以包括直流电压采样电路,直流电压采样电路可以用于获取整流模块1012输出的直流电压,如图2所示,直流电压采样电路可以包括第一电阻R1和第二电阻R2,第二电阻R2的一端与整流模块1012的输出端电连接,另一端分别与MCU和第一电阻R1的一端电连接,第一电阻R1的另一端接,通过第一电阻R1和第二电阻R2分压,便可以使微控制器105获取到直流电压的值。
另外,如图2所示,在本申请一些实施例中,整流模块1012为整流桥DB,且整流桥DB连接有电阻RS,该电阻RS的另一端连接MCU,通过电阻RS可以测得回路电流值。供电模块1011可以进一步包括熔断器FU、电感L1、热敏电阻PTC、与MCU连接的第一继电器S1、以及电容C1和C2,其中,熔断器FU、电感L1和热敏电阻PTC串联在火线L上,第一继电器S1与热敏电阻PTC并联,用于在电路启动时,对热敏电阻PTC进行保护,电容C1一端连接在零线N上,另一端接地,电容C2一端连接在火线L上,另一端同样接地,用于滤波。另外,如图2所示,本实施例中MCU还可以连接有用于控制第一继电器S1和第二继电器S2的第二控制芯片IC2,以及用于调节输入MCU的工作电压的第一控制芯片IC1,其中,第一控制芯片IC1可以是直流-直流(Direct current-Direct current,DC-DC)转换器,第二控制芯片IC2和第一控制芯片IC1的选型可以根据实际应用场景选择,具体此处不做限定。
如图2所示,本申请实施例中,微控制器105即MCU可以通过第一智能功率模块IPM1连接压缩机106即COMP,同时,MCU可以通过第一智能功率模块IPM1来获取压缩机106的工作电流,进而通过MCU中内置的现有算法计算压缩机的运行频率,另外,微控制器105即MCU还可以通过第二智能功率模块IPM2连接风机即FAN,以实现对风机的控制,但由于本申请实施例的重点在于压缩机,因此,对风机的控制此处不进行详细介绍。
如图3所示,为本申请实施例中提供的压缩机停机方法的一个流程示意图。需要说明的是,虽然在流程示意图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。在上述实施例的基础之上,本申请还提供一种压缩机停机方法,该方法基于上述任一实施例中描述的压缩机停机电路,方法包括:
S301、侦测到压缩机的停机指令时,获取运行频率以及母线电压,并判断运行频率和母线电压是否满足预设条件。
S302、当运行频率和母线电压满足预设条件时,调节母线电压,在母线电压满足预设停机条件时,控制压缩机停机。
请继续参阅图3,在本申请一些实施例中,在上述方法的基础之上,方法还可以进一步包括:
S303、在压缩机停机的同时,控制选择接入模块由闭合状态切换为断开状态。
S304、控制振荡模块与闭合状态的选择接入模块构成闭合回路,以存储并消耗母线电压。
本申请实施例中,通过微控制器侦测压缩机的停机指令,且当侦测到停机指令时,首先判断压缩机的运行频率以及母线电压是否满足预设条件,在运行频率和母线电压满足预设条件的情况下,调节母线电压,并在母线电压满足预设停机条件时,控制压缩机停机,确保压缩机安全停机,并确保空调器其他功能的正常使用。
同时,本申请实施例通过选择接入模块的状态切换,即由闭合状态切换为断开状态,使得母线电压输出至振荡模块,再由振荡模块与闭合状态的选择接入模块构成闭合回路,来存储并消耗母线电压,这样便可以避免压缩机在高频且母线电压较高时停机导致的报母线电压过高保护故障,从而可以保护电路中的电子器件不被高压冲击,进而延长电子器件的使用寿命。
如图4所示,为本申请实施例中提供的空调器的一个结构示意图。在上述实施例的基础之上,本申请还提供一种空调器400,该空调器400中集成有第一方面的压缩机停机电路,通过该压缩机停机电路可以避免压缩机在高频且母线电压较高时停机导致的报母线电压过高保护故障,确保空调器其他功能的正常使用,并且还可以保护电路中的电子器件不被高压冲击,进而延长电子器件的使用寿命,提高用户的良好体验。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见上文针对其他实施例的详细描述,此处不再赘述。
具体实施时,以上各个单元或结构可以作为独立的实体来实现,也可以进行任意组合,作为同一或若干个实体来实现,以上各个单元或结构的具体实施可参见前面的实施例,在此不再赘述。
以上对本申请所提供的一种压缩机停机电路、方法及空调器进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上说明只是用于帮助理解本申请的电路及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种压缩机停机电路,其特征在于,包括相互电性连接的母线电压输出模块和微控制器;
所述母线电压输出模块,用于提供交流电压,并将所述交流电压转换成母线电压;
所述微控制器,用于侦测压缩机的停机指令,并在侦测到所述停机指令时,获取所述压缩机的运行频率以及所述母线电压,当所述运行频率和所述母线电压满足预设条件时,调节所述母线电压,进而在所述母线电压满足预设停机条件时,控制所述压缩机停机。
2.根据权利要求1所述的压缩机停机电路,其特征在于,所述母线电压输出模块包括相互电性连接的整流供电模块和升压斩波模块;
所述整流供电模块,用于提供所述交流电压,并将所述交流电压转变为直流电压输出至所述升压斩波模块;
所述升压斩波模块,用于调节所述直流电压得到所述母线电压,并将所述母线电压输出至所述微控制器。
3.根据权利要求2所述的压缩机停机电路,其特征在于,所述母线电压输出模块还包括分别与所述升压斩波模块和所述微控制器电连接的选择接入模块,所述选择接入模块配置有闭合状态;
当所述选择接入模块处于所述闭合状态时,所述升压斩波模块用于将所述母线电压输出至所述微控制器。
4.根据权利要求3所述的压缩机停机电路,其特征在于,所述选择接入模块还配置有断开状态,所述母线电压输出模块还包括振荡模块,所述振荡模块与所述升压斩波模块电连接;
所述升压斩波模块还用于在所述选择接入模块处于所述断开状态时,输出所述母线电压至所述振荡模块;
所述微控制器还用于在所述压缩机停机的同时,控制所述选择接入模块由所述闭合状态切换为所述断开状态;
所述振荡模块用于在所述压缩机停机时,与所述闭合状态的所述选择接入模块构成闭合回路,以存储并消耗所述母线电压。
5.根据权利要求4所述的压缩机停机电路,其特征在于,所述振荡模块包括串联连接的自感电感、储能电容和耗能电阻。
6.根据权利要求4所述的压缩机停机电路,其特征在于,所述选择接入模块包括第二继电器,所述第二继电器配置有常闭触点,所述常闭触点连接在所述振荡模块的两端之间,所述常闭触点在所述闭合状态时闭合,在所述断开状态时断开。
7.根据权利要求3所述的压缩机停机电路,其特征在于,所述升压斩波模块包括开关器件,所述微控制器还用于通过调节所述开关器件的开关占空比以调节所述母线电压。
8.根据权利要求1所述的压缩机停机电路,其特征在于,所述预设条件包括与所述运行频率相对应的第一预设条件,以及与所述母线电压相对应的第二预设条件,所述第一预设条件为所述运行频率大于预设的压缩机高频停机频率阈值,所述第二预设条件为所述母线电压大于预设的母线电压阈值,所述预设停机条件为所述母线电压小于预设的安全停机电压阈值。
9.一种压缩机停机方法,其特征在于,基于权利要求1-8任一项所述的压缩机停机电路,所述方法包括:
侦测到所述停机指令时,获取所述运行频率以及所述母线电压,并判断所述运行频率和所述母线电压是否满足所述预设条件;
当所述运行频率和所述母线电压满足所述预设条件时,调节所述母线电压,在所述母线电压满足所述预设停机条件时,控制所述压缩机停机。
10.一种空调器,其特征在于,所述空调器中集成有权利要求1-8任一项所述的压缩机停机电路。
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GR01 | Patent grant | ||
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