CN204030577U - 一种用于直流电机的浪涌冲击防护电路和空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电机保护技术领域，提供了一种用于直流电机的浪涌冲击防护电路和空调器，浪涌冲击防护电路的电路结构简单且成本低；当外部的电源向电源直流母线灌入尖峰浪涌时，浪涌吸收模块对尖峰浪涌进行吸收处理，而在直流电机通过电机主控电路反灌冲击电流至电机直流母线时，浪涌吸收模块切断电源直流母线与电机直流母线之间的通路；当直流电机通过电机主控电路向外部的控制电路反灌冲击电流时，冲击隔离器件阻断冲击电流向该控制电路的输出通路，从而能够在实现浪涌吸收并对直流电机实现浪涌防护的同时，还能对直流电机因故障烧毁而反灌至电机直流母线或控制电路的冲击电流进行阻断，以达到保护外部的电源和控制电路的目的。

Description

一种用于直流电机的浪涌冲击防护电路和空调器

技术领域

本实用新型属于电机保护技术领域，尤其涉及一种用于直流电机的浪涌冲击防护电路和空调器。

背景技术

目前，直流电机以其效率高和负载特性优良而广泛应用于各种家用电器中，但由于直流电机的控制电路相对复杂，容易出现不少电子产品所存在的常见问题，具体表现为：

1、直流电机的多个信号端口的通断电顺序不稳定而导致电机主控电路烧毁；

2、直流电机应对恶劣电网的能力差；

3、直流电机在出现故障时容易导致外部电源及其他控制电路一并烧毁。

针对上述问题，现有技术提出了多种解决方案，例如通过提升电机主控电路中的元器件的耐压能力或者在直流电机的前级增加平波电路，虽然都能够解决上述问题，但对于进入到直流母线的尖峰浪涌的吸收能力较差，而且在直流电机出现故障烧毁时，无法对直流电机通过电机主控电路反灌至直流母线回路或者其他回路的冲击电流实现良好的阻断作用；另外，现有技术所提供的方案还存在成本高的问题，不利于家电产品的产业化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于直流电机的浪涌冲击防护电路，旨在解决现有技术所存在的尖峰浪涌吸收能力差、对直流电机在故障烧毁时所反灌出来的冲击电流的阻断能力差且成本高的问题，以达到对直流电机实现浪涌防护和冲击电流隔离的作用。

本实用新型是这样实现的，一种用于直流电机的浪涌冲击防护电路，设置于外部的电源及控制电路与电机主控电路之间；

所述浪涌冲击防护电路包括浪涌吸收模块和冲击隔离器件；

所述浪涌吸收模块的电源连接端通过电源直流母线与所述电源连接，所述浪涌吸收模块的电机连接端通过电机直流母线连接所述电机主控电路的直流输入端，所述浪涌吸收模块连通所述电源直流母线与所述电机直流母线，所述浪涌吸收模块的接地端连接电源地，所述冲击隔离器件连接于所述控制电路与所述电机主控电路之间；

当所述电源向所述电源直流母线灌入尖峰浪涌时，所述浪涌吸收模块对所述尖峰浪涌进行吸收处理，而在所述直流电机通过所述电机主控电路反向输出冲击电流至所述电机直流母线时，所述浪涌吸收模块切断所述电源直流母线与所述电机直流母线之间的通路；

当所述直流电机通过所述电机主控电路向所述控制电路输出冲击电流时，所述冲击隔离器件阻断冲击电流向所述控制电路的输出通路。

本实用新型的另一目的还在于提供一种空调器，其包括电源、控制电路、电机主控电路、直流电机以及上述浪涌冲击防护电路。

本实用新型通过采用包括浪涌吸收模块和冲击隔离器件的用于直流电机的浪涌冲击防护电路，其电路结构简单且成本低；当外部的电源向电源直流母线灌入尖峰浪涌时，浪涌吸收模块对尖峰浪涌进行吸收处理，而在直流电机通过电机主控电路反灌冲击电流至电机直流母线时，浪涌吸收模块切断电源直流母线与电机直流母线之间的通路；当直流电机通过电机主控电路向外部的控制电路反灌冲击电流时，冲击隔离器件阻断冲击电流向该控制电路的输出通路，从而能够在实现浪涌吸收并对直流电机实现浪涌防护的同时，还能对直流电机因故障烧毁而反灌至电机直流母线或控制电路的冲击电流进行阻断，以达到保护外部的电源和控制电路的目的，解决了现有技术所存在的尖峰浪涌吸收能力差、对直流电机在故障烧毁时所反灌出来的冲击电流的阻断能力差且成本高的问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的用于直流电机的浪涌冲击防护电路的结构图；

图2是本实用新型第一实施例提供的浪涌冲击防护电路的电路结构图；

图3至图10是图2所示的浪涌冲击防护电路的示例电路结构图；

图11是本实用新型第二实施例提供的浪涌冲击防护电路的另一电路结构图；

图12至图15是图11所示的浪涌冲击防护电路的示例电路结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以下以在空调器中的应用为例，对本实用新型实施例提供的用于直流电机的浪涌冲击防护电路进行详细说明：

空调器包括电源200、控制电路300、电机主控电路400、直流电机500以及用于直流电机的浪涌冲击防护电路100。电源200为控制电路300供电，并向直流电机500提供高压直流电。

图1示出了浪涌冲击防护电路100的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型相关的部分，详述如下：

浪涌冲击防护电路100设置于外部的电源200及控制电路300与电机主控电路400之间，浪涌冲击防护电路100包括浪涌吸收模块101和冲击隔离器件102。

在正常情况下，电源200所输出的高压直流电经过电源直流母线Lv、浪涌吸收模块101及电机直流母线Ld至电机主控电路400，控制电路300通过冲击隔离器件102与电机主控电路400进行信号互通，此处所指的信号互通包括：控制电路300向电机主控电路400输出芯片电源信号(图1中的芯片电源回路)、控制电路300向电机主控电路400输出控制指令信号(图1中的指令输出回路)以及电机主控电路400向控制电路300输出反馈信号(图1中的信号反馈回路)；电机主控电路400根据控制电路300发出的控制指令信号控制直流电机500工作。

浪涌吸收模块101的电源连接端通过电源直流母线Lv与电源200连接，浪涌吸收模块101的电机连接端通过电机直流母线Ld连接电机主控电路400的直流输入端Vm，浪涌吸收模块101连通电源直流母线Lv与电机直流母线Ld，浪涌吸收模块101的接地端连接电源地，冲击隔离器件102连接于控制电路300与电机主控电路400之间。

当电源200向电源直流母线Lv灌入尖峰浪涌时，浪涌吸收模块101对尖峰浪涌进行吸收处理，而在直流电机500通过电机主控电路400反向输出冲击电流至电机直流母线Ld时，浪涌吸收模块101切断电源直流母线Lv与电机直流母线Ld之间的通路。

当直流电机500通过电机主控电路400向控制电路300输出冲击电流时，冲击隔离器件102阻断冲击电流向控制电路300的输出通路。

另外，电源200所输出的高压直流电经过电源直流母线Lv、浪涌吸收模块101及电机直流母线Ld至电机主控电路400，为了滤除电机主控电路400所接收到的高压直流电中的干扰信号，以使直流电机500能够获得更加纯净且无干扰的直流电并更加安全可靠地工作，浪涌冲击防护电路100还包括滤波模块103，滤波模块103的输入端连接浪涌吸收模块101的电机连接端，滤波模块103的接地端连接电源地。

以下结合具体实施例对上述的用于直流电机的浪涌冲击防护电路进行详细说明：

实施例一：

在本实用新型第一实施例中，如图2所示，浪涌吸收模块101包括：

第一浪涌吸收元件1011、第一过流保护元件1012及第一电阻R1；

第一浪涌吸收元件1011的第一端与第一过流保护元件1012的第一端的共接点为浪涌吸收模块101的电源连接端，第一过流保护元件1012的第二端为浪涌吸收模块101的电机连接端，第一电阻R1的第一端连接第一浪涌吸收元件1011的第二端，第一电阻R1的第二端为浪涌吸收模块101的接地端。

当电源200向电源直流母线Lv灌入尖峰浪涌时，第一浪涌吸收元件1011会先对尖峰浪涌进行吸收处理，并将电源直流母线Lv的电压钳位在安全电压范围内，从而保证直流电机50能够安全可靠地运行。而在第一浪涌吸收元件1011因吸收较大的尖峰浪涌时受到巨大冲击而被击穿短路的情况下，第一电阻R1会熔断以断开电源直流母线Lv与电源地之间的连接，从而避免电源直流母线Lv因直接连通至地而造成短路，进而避免了火灾的发生。因此，即使第一浪涌吸收元件1011和第一电阻R1均被熔断，但直流电机500本身的性能参数不会受到任何影响。另外，此时第一过流保护元件1012依旧完好，当电源直流母线Lv再次出现尖峰浪涌时，第一过流保护元件1012会快速熔断以切断电源直流母线Lv与电机直流母线Ld之间的通路，从而防止尖峰浪涌通过电机主控电路400导致直流电机500出现故障而烧毁；而当直流电机500因故障而通过电机主控电路400反灌冲击电流至电机直流母线Ld时，第一过流保护元件1012也会快速熔断以切断电源直流母线Lv与电机直流母线Ld之间的通路，从而防止冲击电流回流电源直流母线Lv而损坏电源200。

当直流电机500因故障而通过电机主控电路400反灌冲击电流通过芯片电源回路、指令输出回路、信号反馈回路至控制电路300时，冲击隔离器件102会阻隔冲击电流，以防止其反灌回控制电路300。

进一步的，第一浪涌吸收元件1011、第一过流保护元件1012及冲击隔离器件102是可以采用不同的元件以实现相应的功能的，具体分为以下八种情况：

(1)如图3所示，第一浪涌吸收元件1011为第一TVS管T1，第一TVS管T1的阴极和阳极分别为第一浪涌吸收元件1011的第一端和第二端；第一过流保护元件1012为第二电阻R2，第二电阻R2的第一端和第二端分别为第一过流保护元件1012的第一端和第二端；冲击隔离器件102为二极管D1，二极管D1的阳极和阴极分别连接控制电路300和电机主控电路400。

(2)如图4所示，第一浪涌吸收元件1011为放电管G1，放电管G1的第一端和第二端分别为第一浪涌吸收元件1011的第一端和第二端。第一过流保护元件1012和冲击隔离器件102分别为图3所示的第二电阻R2和二极管D1。

(3)如图5所示，第一过流保护元件1012为第一熔断器F1，第一熔断器F1的第一端和第二端分别为第一过流保护元件1012的第一端和第二端。第一浪涌吸收元件1011和冲击隔离器件102分别为图3所示的第一TVS管T1和二极管D1。

(4)如图6所示，第一浪涌吸收元件1011为图4所示的放电管G1，第一过流保护元件1012为图5所示的第一熔断器F1，冲击隔离器件102为图3所示的二极管D1。

(5)如图7所示，第一浪涌吸收元件1011和第一过流保护元件1012分别为图3所示的第一TVS管T1和第二电阻R2；冲击隔离器件102为第二TVS管T2，第二TVS管T2的阳极和阴极分别连接控制电路300和电机主控电路400。

(6)如图8所示，第一浪涌吸收元件1011为图4所示的放电管G1，第一过流保护元件1012为图3所示的第二电阻R2，冲击隔离器件102为图7所示的第二TVS管T2。

(7)如图9所示，第一浪涌吸收元件1011为图3所示的第一TVS管T1，第一过流保护元件1012为图5所示的第一熔断器F1，冲击隔离器件102为图7所示的第二TVS管T2。

(8)如图10所示，第一浪涌吸收元件1011为图4所示的放电管G1，第一过流保护元件1012为图5所示的第一熔断器F1，冲击隔离器件102为图7所示的第二TVS管T2。

在图2至图10中，滤波模块103包括第一电容C1和第二电容C2，第一电容C1的第一端与第二电容C2的第一端的共接点为滤波模块103的输入端，第一电容C1的第二端与第二电容C2的第二端的共接点为滤波模块103的接地端。

实施例二：

在本实用新型第二实施例中，如图11所示，浪涌吸收模块101包括第二过流保护元件1013和第二浪涌吸收元件1014，第二过流保护元件1013的第一端为浪涌吸收模块101的电源连接端，第二过流保护元件1013的第二端与第二浪涌吸收元件1014的第一端的共接点为浪涌吸收模块101的电机连接端，第二浪涌吸收元件1014的第二端为浪涌吸收模块101的接地端。

当电源200向电源直流母线Lv灌入尖峰浪涌时，第二浪涌吸收元件1014会快速吸收尖峰浪涌以保证输入至电机主控电路400的直流电不夹杂浪涌干扰，从而保证直流电机500能够安全可靠地运行。

当电源200向电源直流母线Lv灌入较大的尖峰浪涌时，第二过流保护元件1013会熔断以断开电源直流母线Lv与电机直流母线Ld之间的通路，从而防止尖峰浪涌通过电机主控电路400导致直流电机500出现故障而烧毁。

当直流电机500因故障而通过电机主控电路400反灌冲击电流至电机直流母线Ld时，第二过流保护元件1013也会快速熔断以切断电源直流母线Lv与电机直流母线Ld之间的通路，从而防止冲击电流回流电源直流母线Lv而损坏电源200。

当直流电机500因故障而通过电机主控电路400反灌冲击电流通过芯片电源回路、指令输出回路、信号反馈回路至控制电路300时，冲击隔离器件102会阻隔冲击电流，以防止其反灌回控制电路300。

进一步的，第二过流保护元件1013、第二浪涌吸收元件1014及冲击隔离器件102是可以采用不同的元件以实现相应的功能的，具体分为以下四种情况：

(1)如图12所示，第二过流保护元件1013为第三电阻R3，第三电阻R3的第一端和第二端分别为第二过流保护元件1013的第一端和第二端。第二浪涌吸收元件1014为薄膜电容C3，薄膜电容C3的第一端和第二端分别为第二浪涌吸收元件1014的第一端和第二端。冲击隔离器件102为图3所示的二极管D1。

(2)如图13所示，第二过流保护元件1013为第二熔断器F2，第二熔断器F2的第一端和第二端分别为第二过流保护元件1013的第一端和第二端。第二浪涌吸收元件1014为图12所示的薄膜电容C3，冲击隔离器件102为图3所示的二极管D1。

(3)如图14所示，第二过流保护元件1013和第二浪涌吸收元件1014分别为第三电阻R3和薄膜电容C3，冲击隔离器件102为图7所示的第二TVS管T2。

(4)如图15所示，第二过流保护元件1013为图13所示的第二熔断器F2，第二浪涌吸收元件1014为图12所示的薄膜电容C3，冲击隔离器件102为图7所示的第二TVS管T2。

在图12至图15中，滤波模块103包括第一电容C1和第二电容C2，第一电容C1的第一端与第二电容C2的第一端的共接点为滤波模块103的输入端，第一电容C1的第二端与第二电容C2的第二端的共接点为滤波模块103的接地端。

本实用新型实施例通过采用包括浪涌吸收模块101和冲击隔离器件102的用于直流电机的浪涌冲击防护电路100，其电路结构简单且成本低；当外部的电源200向电源直流母线Lv灌入尖峰浪涌时，浪涌吸收模块101对尖峰浪涌进行吸收处理，而在直流电机500通过电机主控电路400反灌冲击电流至电机直流母线Ld时，浪涌吸收模块101切断电源直流母线Lv与电机直流母线Ld之间的通路；当直流电机500通过电机主控电路向外部的控制电路300反灌冲击电流时，冲击隔离器件102阻断冲击电流向控制电路300的输出通路，从而能够在实现浪涌吸收并对直流电机500实现浪涌防护的同时，还能对直流电机因故障烧毁而反灌至电机直流母线或控制电路的冲击电流进行阻断，以达到保护外部的电源和控制电路的目的，解决了现有技术所存在的尖峰浪涌吸收能力差、对直流电机在故障烧毁时所反灌出来的冲击电流的阻断能力差且成本高的问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种用于直流电机的浪涌冲击防护电路，设置于外部的电源及控制电路与电机主控电路之间；其特征在于，所述浪涌冲击防护电路包括浪涌吸收模块和冲击隔离器件；

所述浪涌吸收模块的电源连接端通过电源直流母线与所述电源连接，所述浪涌吸收模块的电机连接端通过电机直流母线连接所述电机主控电路的直流输入端，所述浪涌吸收模块连通所述电源直流母线与所述电机直流母线，所述浪涌吸收模块的接地端连接电源地，所述冲击隔离器件连接于所述控制电路与所述电机主控电路之间；

当所述电源向所述电源直流母线灌入尖峰浪涌时，所述浪涌吸收模块对所述尖峰浪涌进行吸收处理，而在所述直流电机通过所述电机主控电路反向输出冲击电流至所述电机直流母线时，所述浪涌吸收模块切断所述电源直流母线与所述电机直流母线之间的通路；

当所述直流电机通过所述电机主控电路向所述控制电路输出冲击电流时，所述冲击隔离器件阻断冲击电流向所述控制电路的输出通路。

2.如权利要求1所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述浪涌冲击防护电路还包括滤波模块，所述滤波模块的输入端连接所述浪涌吸收模块的电机连接端，所述滤波模块的接地端连接电源地。

3.如权利要求1所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述浪涌吸收模块包括：

第一浪涌吸收元件、第一过流保护元件及第一电阻；

所述第一浪涌吸收元件的第一端与所述第一过流保护元件的第一端的共接点为所述浪涌吸收模块的电源连接端，所述第一过流保护元件的第二端为所述浪涌吸收模块的电机连接端，所述第一电阻的第一端连接所述第一浪涌吸收元件的第二端，所述第一电阻的第二端为所述浪涌吸收模块的接地端。

4.如权利要求3所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述第一浪涌吸收元件为第一TVS管，所述第一TVS管的阴极和阳极分别为所述第一浪涌吸收元件的第一端和第二端。

5.如权利要求3所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述第一浪涌吸收元件为放电管，所述放电管的第一端和第二端分别为所述第一浪涌吸收元件的第一端和第二端。

6.如权利要求3所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述第一过流保护元件为第二电阻，所述第二电阻的第一端和第二端分别为所述第一过流保护元件的第一端和第二端。

7.如权利要求3所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述第一过流保护元件为第一熔断器，所述第一熔断器的第一端和第二端分别为所述第一过流保护元件的第一端和第二端。

8.如权利要求1所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述浪涌吸收模块包括第二过流保护元件和第二浪涌吸收元件，所述第二过流保护元件的第一端为所述浪涌吸收模块的电源连接端，所述第二过流保护元件的第二端与所述第二浪涌吸收元件的第一端的共接点为所述浪涌吸收模块的电机连接端，所述第二浪涌吸收元件的第二端为所述浪涌吸收模块的接地端。

9.如权利要求8所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述第二过流保护元件为第三电阻，所述第三电阻的第一端和第二端分别为所述第二过流保护元件的第一端和第二端。

10.如权利要求8所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述第二过流保护元件为第二熔断器，所述第二熔断器的第一端和第二端分别为所述第二过流保护元件的第一端和第二端。

11.如权利要求8所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述第二浪涌吸收元件为薄膜电容，所述薄膜电容的第一端和第二端分别为所述第二浪涌吸收元件的第一端和第二端。

12.如权利要求1所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述冲击隔离器件为二极管，所述二极管的阳极和阴极分别连接所述控制电路和所述电机主控电路。

13.如权利要求1所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述冲击隔离器件为第二TVS管，所述第二TVS管的阳极和阴极分别连接所述控制电路和所述电机主控电路。

14.如权利要求2所述的浪涌冲击防护电路，其特征在于，所述滤波模块包括第一电容和第二电容，所述第一电容的第一端与所述第二电容的第一端的共接点为所述滤波模块的输入端，所述第一电容的第二端与所述第二电容的第二端的共接点为所述滤波模块的接地端。

15.一种空调器，包括电源、控制电路、电机主控电路及直流电机，其特征在于，所述空调器还包括如权利要求1至14任一项所述的浪涌冲击防护电路。