CN206517049U - 可调式ipm模块的过流保护电路和空调器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可调式IPM模块的过流保护电路和空调器，其中，IPM模块包括分流输出端和过流保护引脚，电路包括：包括采样电阻R1的采样电路，采样电阻R1连接在分流输出端和地之间，并与分流输出端形成第一节点；用于根据压缩机的类型、环境温度和IPM模块的温度调整IPM模块的过流保护值，并根据过流保护值调整参考电压信号的调整电路；包括比较器IC1和执行电路的比较执行电路，用于根据来自采样电路的实时电压信号与来自调整电路的参考电压信号生成对应的控制信号，并将控制信号输出至IPM模块。由此，能够充分发挥压缩机的低温环境下的制热能力或高温环境下制冷能力。

Description

可调式IPM模块的过流保护电路和空调器

技术领域

本实用新型涉及空调器技术领域，具体涉及一种可调式IPM模块的过流保护电路和一种空调器。

背景技术

目前，IPM(Intelligent Power Module，智能功率模块)过流保护均采用固定电阻分压设计参考电压，不论什么条件，保护电流点已经被设定。

实际应用时，铁氧体压缩机在低温环境下容易退磁，需要重点关注低温条件下的过流保护值设置，不能大于其退磁电流值；而稀土压缩机在高温环境下容易退磁，需要重点关注高温环境下的过流保护值设置。以铁氧体压缩机为例，为了保证低温下的退磁电流，就必须要牺牲高温下的特性，所以在高温情况下会以非常低的频率运行，这样就直接牺牲了空调的高温制冷能力。

另外，为了保证IPM模块的可靠性，IPM模块的温度已经作为一个条件来控制空调的运行频率，但现有的控制更多的是直接高温环境下参与限频。而实际使用中，IPM模块温度过高的限频很少出现，这样IPM模块使用的降额就过大，系统并未发挥到极限。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种可调式IPM模块的过流保护电路。该电路能够充分发挥压缩机的低温环境下的制热能力或高温环境下制冷能力。

本实用新型的第二个目的在于提出一种空调器器。

为达到上述目的，本实用新型第一方面提出了一种可调式IPM模块的过流保护电路，其特征在于，所述IPM模块包括分流输出端和过流保护引脚，所述电路包括：采样电路，所述采样电路包括采样电阻R1，所述采样电阻R1连接在所述分流输出端和地之间，并与所述分流输出端形成第一节点；调整电路，用于根据压缩机的类型、环境温度和所述IPM模块的温度调整所述IPM模块的过流保护值，并根据所述过流保护值调整参考电压信号；比较执行电路，所述比较执行电路包括比较器IC1和执行电路，所述比较器IC1的负输入端与所述第一节点相连，所述比较器IC1的正输入端与所述调整电路相连，所述比较器IC1的输出端通过所述执行电路与所述过流保护引脚相连，所述比较执行电路用于根据来自所述采样电路的实时电压信号与来自所述调整电路的参考电压信号生成对应的控制信号，并将所述控制信号输出至所述IPM模块。

本实用新型的可调式IPM模块的过流保护电路，通过调整电路根据压缩机的类型、环境温度和IPM模块的温度调整IPM模块的过流保护值，并根据过流保护值获取对应的参考电压信号，进而通过比较执行电路中的比较器根据参考电压信号和实时电压信号生成对应的控制信号，并通过比较执行电路中的执行模块根据该控制信号判断是否对IPM模块进行过流保护。由此，能够充分发挥压缩机的低温环境下的制热能力或高温环境下制冷能力。

另外，根据本实用新型上述的可调式IPM模块的过流保护电路还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述调整电路，包括：分压电阻R2，所述分压电阻R2的一端与预设电源相连，所述分压电阻R2的另一端与所述比较器IC1的正输入端相连，并形成第二节点；分压电阻R3，所述分压电阻R3的一端与所述第二节点相连；分压电阻R4，所述分压电阻R4的一端分别与所述开关管Q1的高电位端和所述分压电阻R3的另一端相连；开关管Q1及其控制器，所述开关管Q1的低电位端与所述分压电阻R4的另一端相连，并接地，所述开关管Q1的控制端与所述控制器相连。

在一些示例中，所述采样电路，还包括：滤波电阻R5，所述滤波电阻R5的一端与所述第一节点相连，所述滤波电阻R5的另一端与所述比较器IC1的正输入端相连；滤波电容C1，所述滤波电容C1的一端与所述比较器IC1的正输入端相连，所述滤波电容C1的另一端接地。

在一些示例中，所述执行电路，包括：电阻R6和电阻R7，所述电阻R6的一端与所述比较器IC1的输出端相连，所述电阻R6的另一端与所述电阻R7的一端相连，并形成第三节点，所述电阻R7的另一端与预设电源相连；开关管Q2，所述开关管Q2的控制端与所述第三节点相连，所述开关管Q2的高电位端与所述预设电源相连；电阻R8、电阻R9和电容C2，所述电阻R8的一端分别与所述电阻R9的一端和所述开关管Q2的低电位端相连，所述电阻R9的另一端分别与所述过流保护引脚和所述电容C2的一端相连，所述电容C2的另一端接地。

在一些示例中，所述开关管Q1为MOS管，所述MOS管的漏极为所述开关管Q1的高电位端，所述MOS管的源极为所述开关管Q1的低电位端，所述MOS管的栅极为所述开关管Q1的控制端。

在一些示例中，所述开关管Q2为三级管或MOS管。

在一些示例中，所述调整电路，还包括：电阻R10和电阻R11，所述电阻R10连接在所述开关管Q1的控制端与所述控制器之间，所述电阻R11连接在所述开关管Q1的控制端与地之间。

进一步地，本实用新型提出了一种空调器，其包括上述的可调式IPM模块的过流保护电路。

本实用新型的空调器，通过上述可调式IPM模块的过流保护电路，能够充分发挥低温环境下的制热能力或高温环境下的制冷能力。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的可调式IPM模块的过流保护电路的结构示意图；

图2是根据本实用新型一个具体实施例的可调式IPM模块的过流保护电路的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型实施例的可调式IPM模块的过流保护电路以及空调器。

图1是根据本实用新型一个实施例的可调式IPM模块的过流保护电路的结构示意图。如图1所示，IPM模块包括分流输出端和过流保护引脚，该电路包括：采样电路10、调整电路20和比较执行电路30。

其中，采样电路10包括采样电阻R1，采样电阻R1连接在分流输出端和地之间，并与分流输出端形成第一节点a(图1中未示出)。调整电路20用于根据压缩机的类型、环境温度和IPM模块的温度获取IPM模块的过流保护值，并根据该过流保护值调整参考电压信号。比较执行电路30包括比较器IC1和执行电路31，比较器IC1的负输入端与第一节点a相连，比较器IC1的正输入端与调整电路20相连，比较器IC1的输出端通过执行电路31与过流保护引脚相连，比较执行电路30用于根据来自采样电路10的实时电压信号与来自调整电路的参考电压信号生成对应的控制信号，并将控制信号输出至IPM模块。

可选地，比较器IC1可以选用LM2903或者LM393等。

在本实用新型的实施例中，压缩机类型可以包括铁氧体压缩机和稀土压缩机。其中，铁氧体压缩机在低温环境下容易退磁，稀土压缩机在高温环境下容易退磁，且在低温环境下，IPM模块的温度较低，在高温环境下，IPM模块的温度可能较高，进而可以根据压缩机的类型、环境温度和IPM模块的温度调整IPM模块的过流保护值，以充分发挥压缩机高温制冷或低温制热的能力。

具体地，调整电路20根据压缩机的类型、环境温度和IPM模块的温度获取相应的IPM模块的过流保护值，并可以根据该过流保护值调整参考电压信号。比较器IC1则可以根据该参考电压信号和采样电路输入的实时电压信号，输出对应的控制信号，进而通过执行模块执行该控制信号，即在参考电压信号大于等于实时电压信号时，不对IPM模块执行过流保护操作；在参考电压信号小于实时电压信号时，对IPM模块执行过流保护操作。由此，能够使空调器充分发挥高温环境下的制冷能力，或是低温环境下的制热能力。

具体地，如图2所示，调整电路20包括分压电阻R2、分压电阻R3、分压电阻R4和开关管Q1及其控制器21。

其中，分压电阻R2的一端与预设电源VCC相连，分压电阻R2的另一端与比较器IC1的正输入端相连，并形成第二节点b。分压电阻R3的一端与第二节点b相连。分压电阻R4的一端分别与开关管Q1的高电位端和分压电阻R3的另一端相连。开关管Q1的低电位端与分压电阻R4的另一端相连，并接地，开关管Q1的控制端与控制器21相连。

在本实用新型的一个实施例中，开关管Q1为MOS管，MOS管的漏极为开关管Q1的高电位端，MOS管的源极为开关管Q1的低电位端，MOS管的栅极为开关管Q1的控制端。

其中，预设电源VCC的电压可以是+5V。

具体地，控制器21根据压缩机的类型、环境温度和IPM模块的温度获取相应的IPM模块的过流保护值，并通过控制开关管Q1(如MOS管)的导通和关断调节与过流保护值对应的参考电压信号。分压电阻R2、R3和R4的分压直接决定了过流保护值的大小，开关管Q1的开通和关断决定了分压电阻R4是否被短路，通过控制器21来控制MOS管的导通和关断。当开关管Q1导通时，R4被短路，参考电压信号是5V电源电压减去开关管Q1的导通电压后被R2和R3分压而来，当开关管Q1断开时，参考电压是5V电源电压被R2、R3和R4分压而来，通过设定合适的分压电阻值即可以得到所需要的电流保护值。

在本实用新型的一个示例中，在压缩机为铁氧体压缩机时，控制器21获取铁氧体压缩机的退磁电流值和当前环境温度；并在当前环境温度大于等于第一预设温度时，获取IPM模块的温度；在IPM模块的温度小于第二预设温度时，增大IPM模块的过流保护值，此时可以控制开关管Q1导通，以使分压电阻R4短路，如果开关管Q1的导通电压为U，则与增大后的过流保护值对应的参考电压信号为分压电阻R2和R3对(5V-U)的分压；如果IPM模块的温度大于等于第二预设温度，则减小IPM模块的过流保护值，此时，可以控制开关管Q1关断，分压电阻R4未被短路，与减小后的过流保护值对应的参考电压信号为分压电阻R2、R3和R4对5V的分压。

其中，第一预设温度的取值范围可以是30℃～40℃，如可以是35℃；第二预设温度的取值范围可以是60℃～75℃，如可以是70℃。

可以理解，环境温度大于等于第一预设温度(如35℃)时，可以认为是高温环境，此时需要空调器运行于制冷模式，压缩机制冷运行。

在本实用新型的实施例中，IPM模块的温度小于第二预设温度(如70℃)时，对应的IPM模块的最大允许输出电流值较大，且此时铁氧体压缩机不容易退磁，则可以增大IPM模块的过流保护值，例如，可以将IPM模块的过流保护值由15A增大到20A。在矢量控制中，过流保护值增大时，还可以对应的增加压缩机的给定转速，由此，可以扩展空调器的功率输出能力，提高制冷效果。

可以理解，IPM模块的温度大于等于第二预设温度(如70℃)时，对应的IPM模块的最大允许输出电流值降低，则需要减小IPM模块的过流保护值，例如，可以将IPM模块的过流保护值由20A减小至到16A。

如果压缩机为铁氧体压缩机，且当前环境温度小于第一预设温度，则进一步判断当前环境温度是否小于等于第三预设温度；如果当前环境温度小于等于第三预设温度，则将铁氧体压缩机的退磁电流值设置为IPM模块的过流保护值。对应的参考电压获取方法参见上述说明，此处不做赘述。

其中，第三预设温度的取值范围可以是-10℃～10℃，如可以是0℃。

可以理解，环境温度小于等于第三预设温度(如0℃)时，可以认为是低温环境，此时需要空调器运行于制热模式，压缩机热运行。由于铁氧体压缩机在低温环境下容易退磁，则可以将铁氧体压缩机的退磁电流值设置为IPM模块的过流保护值，以保证IPM模块正常运行。

在本实用新型的另一个实施例中，压缩机为稀土压缩机，控制器21获取稀土压缩机的退磁电流值和当前环境温度；在当前环境温度大于等于第一预设温度时，获取IPM模块的温度；在IPM模块的温度小于第二预设温度时，增大IPM模块的过流保护值，且增大后的IPM模块的过流保护值小于等于稀土压缩机的退磁电流值；在IPM模块的温度大于等于第二预设温度时，减小IPM模块的过流保护值。对应的参考电压信号的获取方法参见上述实施例，此处不做赘述。

在本实用新型的实施例中，IPM模块的温度小于第二预设温度(如70℃)时，对应的IPM模块的最大允许输出电流值较大，此时可以增大IPM模块的过流保护值，且增大后的IPM模块的过流保护值小于等于稀土压缩机的退磁电流值。例如，可以将IPM模块的过流保护值由15A增大到稀土压缩机的退磁电流值23A。在矢量控制中，过流保护值增大时，还可以对应的增加压缩机的给定转速，由此，可以扩展空调器的功率输出能力，提高制冷效果。

可以理解，IPM模块的温度大于等于第二预设温度(如70℃)时，对应的IPM模块的最大允许输出电流值降低，则需要减小IPM模块的过流保护值，例如，可以将IPM模块的过流保护值由20A减小至到16A，以保证IPM模块不被热损坏。

如果压缩机为稀土压缩机，且当前环境温度小于第一预设温度，则进一步判断当前环境温度是否小于等于第三预设温度；如果当前环境温度小于等于第三预设温度，则增大IPM模块的过流保护值。对应的参考电压信号的获取方法参见上述实施例，此处不做赘述。

可以理解，环境温度小于等于第三预设温度(如0℃)时，可以认为是低温环境，此时需要空调器运行于制热模式，压缩机热运行。由于稀土压缩机在低温环境下不容易退磁，则可以增大IPM模块的过流保护值。过流保护值增大时，还可以对应的增加压缩机的给定转速，由此，可以扩展空调器的功率输出能力，提高制热效果。

如图2所示，采样电路10还包括滤波电阻R5和滤波电容C1，以过滤采样电阻R1采样得到的实时电压信号中的干扰信号

其中，滤波电阻R5的一端与第一节点a相连，滤波电阻R5的另一端与比较器IC1的正输入端相连。滤波电容C1的一端与比较器IC1的正输入端相连，滤波电容C1的另一端接地。

具体地，滤波电阻R5、滤波电容C1组成RC滤波电路，压缩机的相电流通过采样电阻R1转化为电压信号，然后通过RC滤波电路输入到比较器IC1的负输入端。

可选地，在比较器IC1的正输入端和负输入端之间还可以连接以滤波电容C3，以过滤实时电压信号和参考电压信号中的干扰信号。

如图2所示，执行电路31包括电阻R6、电阻R7、开关管Q2、电阻R8、电阻R9和电容C2。

其中，电阻R6的一端与比较器IC1的输出端相连，电阻R6的另一端与电阻R7的一端相连，并形成第三节点c，电阻R7的另一端与预设电源VCC相连。开关管Q2的控制端与第三节点c相连，开关管Q2的高电位端与预设电源VCC相连。电阻R8的一端分别与电阻R9的一端和开关管Q2的低电位端相连，电阻R9的另一端分别与过流保护引脚和电容C2的一端相连，电容C2的另一端接地。

在本实用新型的一个实施中，开关管Q2可以为三级管或MOS管，若开关管为三级管，则其型号可以选择8550或9014。

具体地，比较器IC1比较实时电压信号和参考电压信号，当实时电压信号大于参考电压信号时，需要对IPM模块进行过流保护，比较器IC1输出的控制信号为高电平信号，驱动开关管Q2输出高电平到IPM模块的过流保护引脚。

可选地，调整电路20还可以包括电阻R10和电阻R11。

其中，电阻R10连接在开关管Q1的控制端与控制器31之间，电阻R11连接在开关管Q1的控制端与地之间，以提高参考电压信号的调整精度。

本实用新型实施例的可调式IPM模块的过流保护电路，通过调整电路中的控制器根据压缩机的类型、环境温度和IPM模块的温度调整IPM模块的过流保护值，并通过多个分压电阻获取对应的参考电压信号，进而通过比较执行电路中的比较器根据参考电压信号和实时电压信号生成对应的控制信号，并通过比较执行电路中的执行模块根据该控制信号判断是否对IPM模块进行过流保护。由此，能够充分发挥压缩机的低温环境下的制热能力或高温环境下制冷能力。

进一步地，本实用新型提出了一种空调器，其包括本实用新型上述实施例的可调式IPM模块的过流保护电路。

其中，空调器的压缩机可以是铁氧体压缩机，也可以是稀土压缩机。

本实用新型实施例的空调器，通过上述可调式IPM模块的过流保护电路，能够充分发挥低温环境下的制热能力或高温环境下的制冷能力。

另外，根据本实用新型实施例的空调器的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本实用新型的描述中，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”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种可调式IPM模块的过流保护电路，其特征在于，所述IPM模块包括分流输出端和过流保护引脚，所述电路包括：

采样电路，所述采样电路包括采样电阻R1，所述采样电阻R1连接在所述分流输出端和地之间，并与所述分流输出端形成第一节点；

调整电路，用于根据压缩机的类型、环境温度和所述IPM模块的温度调整所述IPM模块的过流保护值，并根据所述过流保护值调整参考电压信号；

比较执行电路，所述比较执行电路包括比较器IC1和执行电路，所述比较器IC1的负输入端与所述第一节点相连，所述比较器IC1的正输入端与所述调整电路相连，所述比较器IC1的输出端通过所述执行电路与所述过流保护引脚相连，所述比较执行电路用于根据来自所述采样电路的实时电压信号与来自所述调整电路的参考电压信号生成对应的控制信号，并将所述控制信号输出至所述IPM模块。

2.如权利要求1所述的可调式IPM模块的过流保护电路，其特征在于，所述调整电路，包括：

分压电阻R2，所述分压电阻R2的一端与预设电源相连，所述分压电阻R2的另一端与所述比较器IC1的正输入端相连，并形成第二节点；

分压电阻R3，所述分压电阻R3的一端与所述第二节点相连；

分压电阻R4，所述分压电阻R4的一端分别与开关管Q1的高电位端和所述分压电阻R3的另一端相连；

所述开关管Q1及其控制器，所述开关管Q1的低电位端与所述分压电阻R4的另一端相连，并接地，所述开关管Q1的控制端与所述控制器相连。

3.如权利要求1所述的可调式IPM模块的过流保护电路，其特征在于，所述采样电路，还包括：

滤波电阻R5，所述滤波电阻R5的一端与所述第一节点相连，所述滤波电阻R5的另一端与所述比较器IC1的正输入端相连；

滤波电容C1，所述滤波电容C1的一端与所述比较器IC1的正输入端相连，所述滤波电容C1的另一端接地。

4.如权利要求1所述的可调式IPM模块的过流保护电路，其特征在于，所述执行电路，包括：

电阻R6和电阻R7，所述电阻R6的一端与所述比较器IC1的输出端相连，所述电阻R6的另一端与所述电阻R7的一端相连，并形成第三节点，所述电阻R7的另一端与预设电源 相连；

开关管Q2，所述开关管Q2的控制端与所述第三节点相连，所述开关管Q2的高电位端与所述预设电源相连；

电阻R8、电阻R9和电容C2，所述电阻R8的一端分别与所述电阻R9的一端和所述开关管Q2的低电位端相连，所述电阻R9的另一端分别与所述过流保护引脚和所述电容C2的一端相连，所述电容C2的另一端接地。

5.如权利要求2所述的可调式IPM模块的过流保护电路，其特征在于，所述开关管Q1为MOS管，所述MOS管的漏极为所述开关管Q1的高电位端，所述MOS管的源极为所述开关管Q1的低电位端，所述MOS管的栅极为所述开关管Q1的控制端。

6.如权利要求4所述的可调式IPM模块的过流保护电路，其特征在于，所述开关管Q2为三级管或MOS管。

7.如权利要求5所述的可调式IPM模块的过流保护电路，其特征在于，所述调整电路，还包括：

电阻R10和电阻R11，所述电阻R10连接在所述开关管Q1的控制端与所述控制器之间，所述电阻R11连接在所述开关管Q1的控制端与地之间。

8.一种空调器，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的可调式IPM模块的过流保护电路。