CN204877897U - 一种变频压缩机的功率转换增效装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种变频压缩机的功率转换增效装置，包括：供电电源、检测电路、保护电路、单片机、驱动控制电路和三相逆变电路，所述检测电路连接三相逆变电路并对三相逆变电路的电流和电压进行采集，通过保护电路与所述单片机连接，所述单片机的输出端连接驱动控制电路，所述驱动控制电路的输出端连接三相逆变电路，所述三相逆变电路的输出端连接负载。本实用新型采用智能功率模块，集成度高，成本低，直接集成在主控制板上；大大提升能耗控制效率达30%，符合当今功率器件的发展方向。
Description
技术领域
本发明涉及变频压缩机领域，具体涉及到一种变频压缩机的功率转换增效装置。
背景技术
压缩机是空调、冰箱等家电设备的关键部件，也是最消耗能源的部件，压缩机的功率转换效率，直接决定了耗电量。变频压缩机已经实现了对定频压缩机效率的一次重大超越，但是，能耗问题仍然居高不下，如何继续突破，从技术上实现节能减排，是一项重要的课题。变频压缩机的功率转换模块，是实现能好控制的关键点，如何提升功率转换模块的处理能力，业内对此的研究一直停滞不前。
现有的压缩机功率转换模块，因为主控板过热，导致变频器异常，使压缩机功率损失达到10%-20%，最终导致控制电路故障高发，功率转换效率低下，结构复杂，故障率高，而且现有的压缩机功率转换模块一般采用PWM控制方式，使得压缩机转速受到上限转速的限制，一般不超过7000转/分，能耗控制精度不够。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明提供一种变频压缩机的功率转换增效装置，对现有功率模块进行补充，控制方式的压缩机转速可提高1.5倍左右，这样大大提高了制冷和低温下的制冷能力，能够极大地提升功率转换模块的转换效率30%，达到控制能耗，节能减排的效果。
本发明的技术方案是：一种变频压缩机的功率转换增效装置，包括：供电电源、检测电路、保护电路、单片机、驱动控制电路和三相逆变电路，所述检测电路设置在三相逆变电路上并对三相逆变电路的电流和电压进行采集，通过保护电路与所述单片机连接，所述单片机的输出端连接驱动控制电路，所述驱动控制电路的输出端连接三相逆变电路，所述三相逆变电路的输出端连接负载。
进一步地，所述驱动控制电路采用智能功率模块以及与智能功率模块连接的外部驱动电路；所述的外部驱动电路包括PWM隔离光耦和F0输出光耦，所述的PWM隔离光耦采用高速光耦HCPL4504，F0输出光耦采用低速光耦PC817；高速光耦HCPL4504的2脚通过电阻R1接收来自单片机的PWM信号，高速光耦HCPL4504的3、5脚接地，高速光耦HCPL4504的5脚同时连接智能功率模块内部的VNC/VPC脚，高速光耦HCPL4504的6脚连接智能功率模块内部的CN1/CP1脚，高速光耦HCPL4504的6脚通过电阻R2连接智能功率模块内部的SNR/SPR脚，同时通过一滤波电容器C1接地，高速光耦HCPL4504的8脚连接智能功率模块内部的SNR/SPR脚,低速光耦PC817连接智能功率模块内部的FN0/FP0脚，智能功率模块内部的VN1/VP1脚接15V电源。
进一步地，智能功率模块的输出端设置隔离保护电路，所述隔离保护电路包括限流电路和隔离电路，智能功率模块的输出端通过限流电路和隔离电路与所述三相逆变电路的电控元件连接。
进一步地，所述隔离电路采用光耦隔离器。
进一步地，所述电控元件与稳压电源连接。
进一步地，所述电控元件为开关管，每个开关管对应连接一个稳压电源。
进一步地，所述稳压电源上设置退耦电容器。
本发明的有益效果为：
本发明通过检测电路对三相逆变电路上的电压电流参数进行检测，向单片机发送检测信号，通过单片机对检测信号进行分析处理后传送到驱动控制电路中，驱动控制电路对三相逆变电路进行控制，根据负载状态调整三相逆变电路的输出功率，提高功率转换效率，降低能耗；
驱动控制电路采用智能功率模块，智能功率模块内部集成驱动器和保护电路，具有欠压锁定保护、过热保护、过流保护和短路保护，集成度高，电路设计使用方便；
在电控元件上通过稳压电源进行供电，保证电控元件的供电电压，防止电压过低发生欠压保护或电压过高对智能功率模块中元件的损坏，开关管的控制电源端采用独立隔离的稳压电源，保证每个开关管的供电电压处于正常电压范围内，避免一个稳压电源对多个开关管供电时电压不平衡产生欠压或过压，影响系统的稳定性，通过在稳压电源上设置退耦电容器对稳压电源之间产生的共模噪声进行抑制；
本发明采用智能功率模块，集成度高，成本低，直接集成在主控制板上；大大提升能耗控制效率达30%，符合当今功率器件的发展方向。
附图说明
图1为本发明原理框图；
图2为本发驱动控制电路的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行详细的说明。
如图1所示，一种变频压缩机的功率转换增效装置，包括：供电电源、检测电路、保护电路、单片机、驱动控制电路和三相逆变电路，所述检测电路连接三相逆变电路并对三相逆变电路的电流和电压进行采集，通过保护电路与所述单片机连接，所述单片机的输出端连接驱动控制电路，所述驱动控制电路的输出端连接三相逆变电路，所述三相逆变电路的输出端连接负载。
本发明实施例中，通过检测电路对三相逆变电路上的电压电流参数进行检测，向单片机发送检测信号，通过单片机对检测信号进行分析处理后传送到驱动控制电路中，驱动控制电路对三相逆变电路进行控制，根据负载状态调整三相逆变电路的输出功率，提高功率转换效率，降低能耗。
本发明实施例中，所述驱动控制电路采用智能功率模块以及与智能功率模块连接的外部驱动电路；智能功率模块内部集成驱动器和保护电路，具有欠压锁定保护、过热保护、过流保护和短路保护，集成度高，电路设计使用方便。
如图2所示，外部驱动电路包括PWM隔离光耦和F0输出光耦，所述的PWM隔离光耦采用高速光耦HCPL4504，F0输出光耦采用低速光耦PC817；高速光耦HCPL4504的2脚通过电阻R1接收来自单片机的PWM信号，高速光耦HCPL4504的3、5脚接地，高速光耦HCPL4504的5脚同时连接智能功率模块内部的VNC/VPC脚，高速光耦HCPL4504的6脚连接智能功率模块内部的CN1/CP1脚，高速光耦HCPL4504的6脚通过电阻R2连接智能功率模块内部的SNR/SPR脚，同时通过一滤波电容器C1接地，高速光耦HCPL4504的8脚连接智能功率模块内部的SNR/SPR脚,低速光耦PC817连接智能功率模块内部的FN0/FP0脚，智能功率模块内部的VN1/VP1脚接15V电源。
进一步地，智能功率模块的输出端设置隔离保护电路，所述隔离保护电路包括限流电路和隔离电路，智能功率模块的输出端通过限流电路和隔离电路与所述三相逆变电路的电控元件连接。
进一步地，所述隔离电路采用光耦隔离器。
进一步地，所述电控元件与稳压电源连接。
本发明实施例中，在电控元件上通过稳压电源进行供电，保证电控元件的供电电压，放置电压过低发生欠压保护或电压过高对智能功率模块中元件的损坏。
进一步地，所述电控元件为开关管，每个开关管对应连接一个稳压电源。
进一步地，所述稳压电源上设置退耦电容器。
本发明实施例中，开关管的控制电源端采用独立隔离的稳压电源，保证每个开关管的供电电压处于正常电压范围内，避免一个稳压电源对多个开关管供电时电压不平衡产生欠压或过压，影响系统的稳定性，通过在稳压电源上设置退耦电容器对稳压电源之间产生的共模噪声进行抑制。
本发明实施例中，智能功率模块提供的保护电路不具备自保护功能，需要通过外围硬件电路进行自保护，通过在图2中的F0信号转换为封锁智能功率模块的控制信号，关断智能功率模块，实现保护。
如图2所示，来自单片机的PWM信号经电阻R1限流，再经过高速光耦HCPL4504隔离并放大后接IPM内部驱动电路并控制三相逆变电路中的开关管工作，F0信号也经过低速光耦PC817隔离输出。其中，每个开关管的控制电源采用独立隔离的稳压15V电源，且接1只10μF的退耦电容器以滤去共模噪声。其中，高速光耦HCPL4504为PWM隔离光耦，其要求是tPLHμ＜0.8μF,trm＜0.8μF，CMR＞10KV/μS,还可选择HCPIA503型、HCPIA504型、PS2041型（NEC）等高速光耦，且在高速光耦输入端接1只0.1μ的退耦电容。
在智能功率模块（IPM）出现故障时，F0输出低电平，通过高速光耦达到硬件电路，关断智能功率模块对其进行保护，具体电路为：PWM接口电路前置带控制的3态收发器，PWM信号经过3态收发器后送入IPM接口电路，IPM的故障输出信号F0经光耦隔离输出送入与非门，再送到3态收发器使能端OE，IPM正常工作时，与非门输出为低电平，3态收发器选通，IPM有故障时，与非门输出为高电平，3态收发器所有输出置为高组态，封锁各个IPM的控制信号，关断IPM，实现保护。
本发明采用智能功率模块，集成度高，成本低，直接集成在主控制板上；大大提升能耗控制效率达30%，符合当今功率器件的发展方向。
以上对本发明进行了详细介绍，但是本发明不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。
Claims (7)
1.一种变频压缩机的功率转换增效装置，其特征在于，包括：供电电源、检测电路、保护电路、单片机、驱动控制电路和三相逆变电路，所述检测电路连接三相逆变电路并对三相逆变电路的电流和电压进行采集，通过保护电路与所述单片机连接，所述单片机的输出端连接驱动控制电路，所述驱动控制电路的输出端连接三相逆变电路，所述三相逆变电路的输出端连接负载。
2.根据权利要求1所述的一种变频压缩机的功率转换增效装置，其特征在于：所述驱动控制电路采用智能功率模块以及与智能功率模块连接的外部驱动电路；所述的外部驱动电路包括PWM隔离光耦和F0输出光耦，所述的PWM隔离光耦采用高速光耦HCPL4504，F0输出光耦采用低速光耦PC817；高速光耦HCPL4504的2脚通过电阻R1接收来自单片机的PWM信号，高速光耦HCPL4504的3、5脚接地，高速光耦HCPL4504的5脚同时连接智能功率模块内部的VNC/VPC脚，高速光耦HCPL4504的6脚连接智能功率模块内部的CN1/CP1脚，高速光耦HCPL4504的6脚通过电阻R2连接智能功率模块内部的SNR/SPR脚，同时通过一滤波电容器C1接地，高速光耦HCPL4504的8脚连接智能功率模块内部的SNR/SPR脚,低速光耦PC817连接智能功率模块内部的FN0/FP0脚，智能功率模块内部的VN1/VP1脚接15V电源。
3.根据权利要求2所述的一种变频压缩机的功率转换增效装置，其特征在于：智能功率模块的输出端设置隔离保护电路，所述隔离保护电路包括限流电路和隔离电路，智能功率模块的输出端通过限流电路和隔离电路与所述三相逆变电路的电控元件连接。
4.根据权利要求3所述的一种变频压缩机的功率转换增效装置，其特征在于，所述隔离电路采用光耦隔离器。
5.根据权利要求3所述的一种变频压缩机的功率转换增效装置，其特征在于，所述电控元件与稳压电源连接。
6.根据权利要求5所述的一种变频压缩机的功率转换增效装置，其特征在于，所述电控元件为开关管，每个开关管对应连接一个稳压电源。
7.根据权利要求6所述的一种变频压缩机的功率转换增效装置，其特征在于，所述稳压电源上设置退耦电容器。
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| CN201520630705.1U CN204877897U (zh) | 2015-08-20 | 2015-08-20 | 一种变频压缩机的功率转换增效装置 |
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| CN105089999A (zh) * | 2015-08-20 | 2015-11-25 | 深圳市建滔科技有限公司 | 一种变频压缩机的功率转换增效装置 |
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