CN207853796U - 一种温度保护装置及功率模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温度保护装置及功率模块，该装置包括：检测模块(10)和控制模块(20)；其中，所述检测模块(10)，用于检测电机内部和/或电机的功率模块的当前温度；所述控制模块(20)，用于当所述当前温度升高至设定的过温保护点后，使所述电机降转速运行；以及，当所述电机降转速运行后的当前温度降低后，使所述电机升转速运行。本实用新型的方案，可以克服现有技术中灵活性差、使用不方便和成本高等缺陷，实现灵活性好、使用方便和成本低的有益效果。

Description

一种温度保护装置及功率模块

技术领域

本实用新型属于温度保护技术领域，具体涉及一种温度保护装置及功率模块，尤其涉及一种过热保护电路、具有该过热保护电路的电机、以及该温度保护方法。

背景技术

功率模块是功率电力电子器件按一定的功能组合再灌封成一个模块。集成功率模块是很多直流无刷电机控制方案的重要元器件之一。在电机运行过程中，受其开关频率、环境温度和散热条件等多方面因素的影响，集成功率模块的温度通常会较高。如果没有适当的保护电路，可能会导致模块因温度过高而烧坏，导致电机故障，甚至引发火灾。

市场上集成功率模块的型号较多，有些集成功率模块自带过温保护功能，但过温保护点固定，不能调节，无法满足设计需求。针对这种情况，就需要设计专门的外围电路，通过外部控制达到过温保护点的设置和过温保护功能。

目前很多电机的过温保护方案采用的是直接停机的保护机制，即当功率模块的温度达到保护点的时候，电机停止运行；功率模块温度下降后，电机恢复运行。但是在有些产品中，并不希望当功率模块的温度达到保护点时电机立刻关断。有些方案采用了运算放大器等元件构成信号转换电路，当电机温度达到保护点时，通过调节给定转速信号的大小来改变电机转速，从而达到保护作用，但是这种方案成本较高。

现有技术中，存在灵活性差、使用不方便和成本高等缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述缺陷，提供一种温度保护装置及功率模块，以解决现有技术中当功率模块的温度达到保护点时电机停止运行导致用户使用不方便的问题，达到使用方便的效果。

本实用新型提供一种温度保护装置，包括：检测模块和控制模块；其中，所述检测模块，用于检测电机内部和/或电机的功率模块的当前温度；所述控制模块，用于当所述当前温度升高至设定的过温保护点后，使所述电机降转速运行；以及，当所述电机降转速运行后的当前温度降低后，使所述电机升转速运行。

可选地，还包括：所述控制模块，还用于当所述电机降转速运行后的当前温度继续升高后，使所述电机停止运行；以及，当所述电机停机后的当前温度降低后，使所述电机恢复运行。

可选地，其中，使所述电机降转速运行，包括：使所述电机在按给定的正常转速运行的基础上，按设定降幅逐渐降转速运行；和/或，使所述电机升转速运行，包括：当所述电机降转速运行后的当前温度降低至第一设定温度后，使所述电机按设定升幅逐渐升转速运行，并逐渐升转速至所述正常转速运行；其中，所述第一设定温度，低于所述过温保护点；和/或，使所述电机停止运行，包括：当所述电机降转速运行后的当前温度继续升高至第二设定温度后，才使所述电机停止运行；其中，所述第二设定温度，高于所述过温保护点；和/或，使所述电机恢复运行，包括：当所述电机停机后的当前温度降低至第三设定温度后，重新启动所述电机，以使所述电机恢复至按所述正常转速运行；其中，所述第三设定温度，低于所述过温保护点。

可选地，还包括：给定模块、显示模块中的至少之一；其中，所述检测模块，还用于检测所述电机降转速运行和/或升转速运行后的当前转速；和/或，所述给定模块，用于向所述电机提供能够使所述电机按正常转速运行的给定信号；和/或，所述显示模块，用于对当前温度、过温保护点、当前转速、给定信号、以及电机的当前运行状态中的至少之一进行显示。

可选地，所述检测模块，包括：温度传感器；和/或，当所述检测模块还用于检测所述电机降转速运行和/或升转速运行后的当前转速时，所述检测模块，还包括：转速传感器；和/或，所述控制模块，包括：分压件和开关件；其中，所述分压件，用于当所述当前温度升高至所述过温保护点后，自给定电源信号中分取能够使所述开关件导通的启动电源信号，并将所述启动电源信号提供至所述开关件；所述开关件，用于基于所述启动电源信号导通并进入放大状态，并向所述电机输出低于所述正常转速的当前转速的控制信号，以使所述电机降转速运行；和/或，所述分压件，还用于当所述电机降转速运行后的当前温度降低后，减小所述启动电源信号；所述开关件，还用于基于所述减小后的启动电源信号关断，以使所述电机升转速运行。

可选地，所述控制模块，还包括：滤波件；其中，所述滤波件，用于对所述开关件向所述电机输出的控制信号进行滤波处理；和/或，当所述控制模块还用于使所述电机停止运行时，所述分压件，还用于当所述电机降转速运行后的当前温度继续升高后，增大所述启动电源信号至能够使所述开关件达到饱和状态的饱和电源信号；所述开关件，还用于基于所述饱和电源信号进入饱和状态，并向所述电机输出能够使所述电机停止运行的控制信号，以使所述电机停止运行；和/或，当所述控制模块还用于使所述电机恢复运行时，所述分压件，还用于当所述电机停止运行后的当前温度降低后，减小能够使所述开关件进入饱和状态的饱和电源信号；所述开关件，还用于基于减小后的所述饱和电源信号，退出饱和状态并关断，以使所述电机恢复运行。

可选地，其中，所述温度传感器，包括：热敏电阻；和/或，所述分压件，包括：滑线变阻器，或者，第一分压电阻和第二分压电阻；和/或，所述开关件，包括：三极管或MOS管；和/或，所述滤波件，包括：滤波电容；和/或，当该装置还包括给定模块时，所述给定模块，包括：第一电阻。

可选地，其中，所述热敏电阻包括NTC热敏电阻，所述NTC热敏电阻，还能用作所述第一分压电阻；所述NTC热敏电阻的第一连接端，作为给定电源信号的输入端；所述NTC热敏电阻的第二连接端，分别与所述三极管的基极、所述第二分压电阻的第一连接端连接；所述三极管的集电极，作为用于控制电机转速的控制信号的输出端，还分别与所述第一电阻的第二连接端、所述滤波电容的第一连接端连接；所述第一电阻的第一连接端，作为用于向所述电机提供能够使所述电机按正常转速运行的给定信号的输入端；所述第二分压电阻的第二连接端、所述三极管的发射极、以及所述滤波电容的第二连接端，均接地；或者，当所述分压件包括滑线变阻器时，所述三极管的基极与所述滑线变阻器的控制端连接；所述滑线变阻器的控制端，被配置为：随着所述温度传感器检测到的当前温度的升高，自给定电源信号中分取的用于提供至所述开关件的信号增大；其中，用于提供至所述开关件的信号，包括：能够使所述开关件导通的启动电源信号、能够使所述开关件达到饱和状态的饱和电源信号中的至少之一。

可选地，其中，所述过温保护点，包括：所述电机内部和/或所述功率模块能够承受的安全温度范围的上限；和/或，所述控制信号，包括：大于1V的电压信号；和/或，所述给定电源信号，包括：3-8V的直流电压信号。

与上述装置相匹配，本实用新型再一方面提供一种功率模块，包括：以上所述的温度保护装置。

可选地，所述功率模块，包括：电机本体、和/或电机的功率模块。

本实用新型的方案，通过当温度达到设置的过温保护点时，电机先降转速运行，待温度降下来后，转速再逐渐升高，使用方便，可以解决电机温度达到过热保护点时电机马上停机导致用户使用不方便的问题；还可以解决功率模块自带过温保护功能，无法更改过温保护点，局限性较大，使产品开发受到限制的问题。

进一步，本实用新型的方案，通过若降转速后温度仍然升高，电机才会停止运行，温度下降后，电机恢复运行，使得电机运行的可靠性和安全性均较好；可以解决电机发生过热保护时频繁的启动与停机，进而会对电机元器件造成一定的热冲击和大电流冲击的问题。

进一步，本实用新型的方案，通过设计的电路实现的过热保护机制是当温度达到设置的过温保护点时，电机先降转速运行，待温度降下来后，转速再逐渐升高；若降转速后温度仍然升高，电机才会停止运行，温度下降后，电机恢复运行；并且电路结构简单，成本较低。

进一步，本实用新型的方案，通过在直流无刷电机的控制电路中，设计简单的外围电路，从而达到可自行设置电机过温保护点的功能；当电机温度达到保护点时，可根据当前温度值自动调节转速，从而达到电机运行状态与温度状态的一种平衡关系，且电机绕组电流波形正弦度不受影响；若电机在调节转速后温度仍持续上升，则直接停止电机运行，从而达到有效保护。

由此，本实用新型的方案，通过当电机温度达到保护点时根据当前温度值调节电机转速，使电机运行状态与温度状态平衡，解决现有技术中当功率模块的温度达到保护点时电机停止运行导致用户使用不方便的问题，从而，克服现有技术中灵活性差、使用不方便和成本高的缺陷，实现灵活性好、使用方便和成本低的有益效果。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的温度保护装置的一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的温度保护装置的另一实施例的结构示意图；

图3为本实用新型的温度保护装置的再一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型的温度保护方法的一实施例的流程示意图；

图5为本实用新型的温度保护方法的另一实施例的流程示意图。

结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下：

10-检测模块；20-控制模块；21-分压件；22-开关件；23-滤波件；30-给定模块；40-显示模块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型的实施例，提供了一种温度保护装置，如图1所示本实用新型的装置的一实施例的结构示意图。该温度保护装置可以包括：检测模块10 和控制模块20。

在一个可选例子中，所述检测模块10，可以用于检测电机内部和/或电机的功率模块的当前温度。

可选地，所述检测模块10，可以包括：温度传感器。

由此，通过温度传感器检测得到当前温度，检测便捷性好，可靠性高。

更可选地，所述温度传感器，可以包括：热敏电阻。

由此，通过热敏电阻进行温度检测，检测灵敏度高。

在一个可选例子中，所述控制模块20，可以用于确定所述当前温度是否升高至设定的过温保护点，并当所述当前温度升高至设定的过温保护点后，使所述电机降转速运行；以及，确定所述电机降转速运行后的当前温度是否降低，并当所述电机降转速运行后的当前温度降低后，使所述电机升转速运行。

例如：电机不会马上停机，在产品应用中不会影响用户的体验效果。例如：空调内的风扇电机在运行过程中，功率模块温度逐渐升高，当达到设置的过温保护点时，电机转速控制信号会降低，电机转速会随之降低，功率模块温度也会逐渐下降。

例如：当电机温度达到保护点时，可根据当前温度值自动调节转速，从而达到电机运行状态与温度状态的一种平衡关系，且电机绕组电流波形正弦度不受影响。

由此，通过当温度达到保护点时，电机根据温度值可自动调整转速，使得电机的运行与电机温度达到一种热平衡状态。

其中，所述过温保护点，可以包括：所述电机内部和/或所述功率模块能够承受的安全温度范围的上限。

例如：在直流无刷电机的控制电路中，设计简单的外围电路，从而达到可自行设置电机过温保护点的功能。

例如：空调中的风扇电机，当空调设计的散热条件较差时，为了达到较高转速，可在功率模块可承受的安全温度范围内尽量将过温保护点设置高些，避免电机频繁发生过热保护。

由此，通过外围电路的设计，可根据实际应用情况对过温保护点进行设置，并能实现有效保护，提高了产品开发的灵活性。

可选地，所述控制模块20，可以包括：分压件21和开关件22。

由此，通过分压件和开关件的适配设置，可以使分压件根据温度检测结果调整分压值，进而基于分压值控制开关件的状态，使开关件输出相应状态的控制信号，控制方式简便，控制结果可靠性高。

更可选地，所述分压件21，可以包括：滑线变阻器，或者，第一分压电阻和第二分压电阻(例如：图3所示的第二分压电阻R2)。

由此，通过多种形式的分压结构，使得分压方式多样且灵活，有利于提升使用便捷性和扩大适用范围。

更可选地，所述开关件22，可以包括：三极管(例如：图3所示的NPN 型三极管Q1)或MOS管。

例如：三极管Q1可以选择相同工作原理的其它开关器件代替，并重新设计外围器件的选值，以实现相同的开关作用。

由此，通过多种形式的开关件，可以提升控制的灵活性和便捷性。

可选地，所述控制模块20，还可以包括：滤波件23。

更可选地，所述滤波件23，可以包括：滤波电容(例如：图3所示的滤波电容C1)。

由此，通过滤波电容进行滤波，滤波效率高，滤波可靠性好。

在一个可选具体例子中，所述滤波件23，可以用于对所述开关件22向所述电机输出的控制信号进行滤波处理，以滤除所述开关件22向所述电机输出的所述控制信号中的杂质信号，有利于提升所述控制信号的纯度，进而提升所述开关件22对所述电机控制的精准性和可靠性。

由此，通过滤波件的适配设置，可以滤除杂质信号，有利于提升所述控制信号的纯度，进而提升对所述电机控制的精准性和可靠性。

其中，所述控制信号，可以包括：大于1V的电压信号。

例如：VSP为转速控制信号，输出电压模拟信号，传输给主控芯片，可控制电机转速，通常VSP的值大于1V。VSP较小时，电机转速较低；VSP升高，电机转速上升。当给定一定值的V1电压模拟信号时，电机以一定的转速稳定运行。

由此，通过以大于1V的电压信号作为控制信号，对转速调节的灵活性好、可靠性高。

可选地，所述控制模块20使所述电机降转速运行，可以包括：使所述电机在按给定的正常转速运行的基础上，按设定降幅逐渐降转速运行。

由此，通过逐渐降速，有利于提升降转速运行的稳定性与可靠性。

在一个可选具体例子中，所述分压件21，可以用于当所述当前温度升高至所述过温保护点后，自给定电源信号中分取能够使所述开关件22导通的启动电源信号，并将所述启动电源信号提供至所述开关件22。

由此，通过分压件分压的方式分取开关件的启动电源信号，分取方式简便，分取结果可靠性高。

其中，所述给定电源信号，可以包括：3-8V的直流电压信号。优选地，所述给定电源信号，可以包括：5V的直流电压信号。例如：当给定电源信号改变后，与给定电源信号适配的其它参数适配调整即可。

由此，通过以直流电压信号作为给定电源信号，使得分压控制便捷性好、可靠性高。

在一个可选具体例子中，所述开关件22，可以用于基于所述启动电源信号导通并进入放大状态，并向所述电机输出低于所述正常转速的当前转速的控制信号，以使所述电机降转速运行。

例如：参见图3所示的例子，随着电机运行时间加长，电机内部温度和功率模块的温度逐渐升高，TH1的温度也随之升高，TH1阻值减小。当温度升高到一定程度，TH1的阻值减小到一定值后，R2上的分压增大，当达到Q1的起始电压后，Q1导通并进入放大状态，VSP的值开始逐渐降低，电机转速下降，对电机内部温度和功率模块温度起到温度控制作用。

由此，通过开关件基于分压件的分压结果输出相应的转速控制信号，控制可靠性高、灵活性好。

可选地，所述控制模块20使所述电机升转速运行，可以包括：确定所述电机降转速运行后的当前温度是否降低至第一设定温度，并当所述电机降转速运行后的当前温度降低至第一设定温度后，使所述电机按设定升幅逐渐升转速运行，并逐渐升转速至所述正常转速运行。其中，所述第一设定温度，低于所述过温保护点。

在一个可选具体例子中，所述分压件21，还可以用于当所述电机降转速运行后的当前温度降低后，减小所述启动电源信号。

在一个可选具体例子中，所述开关件22，还可以用于基于所述减小后的启动电源信号关断，以使所述电机升转速运行。

例如：参见图3所示的例子，当电机内部温度下降到一定值时，R2两端的分压小于Q1的起始电压，Q1关断，VSP恢复到V1值，电机转速又升高。

由此，通过在降转速运行且温度下降至一定值时再退出降转速运行转至升转速运行，可以在温度下降效果明显时再进行升转速运行，使得降温效果明显，且可避免频繁降转速升转速影响电机运行稳定性，也可避免由于频繁转速切换而带来的损耗。

在一个可选实施方式中，还可以包括：使电机降转速运行后当前温度继续升高时的温度保护过程。

在一个可选例子中，所述控制模块20，还可以用于确定所述电机降转速运行后的当前温度是否继续升高，并当所述电机降转速运行后的当前温度继续升高后，使所述电机停止运行；以及，当所述电机停机后的当前温度降低后，使所述电机恢复运行。

由此，通过若电机在调节转速后温度仍持续上升，则直接停止电机运行，从而达到有效保护。

可选地，所述控制模块20使所述电机停止运行，可以包括：确定所述电机降转速运行后的当前温度是否升高至第二设定温度，并当所述电机降转速运行后的当前温度继续升高至第二设定温度后，才使所述电机停止运行。其中，所述第二设定温度，高于所述过温保护点。

在一个可选具体例子中，当所述控制模块20还可以用于使所述电机停止运行时，所述分压件21，还可以用于当所述电机降转速运行后的当前温度继续升高后，增大所述启动电源信号至能够使所述开关件22达到饱和状态的饱和电源信号。

在一个可选具体例子中，所述开关件22，还可以用于基于所述饱和电源信号进入饱和状态，并向所述电机输出能够使所述电机停止运行的控制信号，以使所述电机停止运行。

例如：参见图3所示的例子，若VSP减小，电机转速降低后，温度仍然上升，则TH1的阻值会继续减小，R2的分压逐渐增大至大于VSP的值，Q1 进入饱和状态，Q1导通，VSP的值被拉低至0V，电机停止运行。

由此，通过在降转速后温度继续升高至一定值时才使电机停止运行，可以避免因降转速后温度未能在很短时间内下降、或因为运行不稳定导致温度偶尔升高而使电机停止运行带来的误控制和使用不便。

可选地，所述控制模块20使所述电机恢复运行，可以包括：当所述电机停机后的当前温度降低至第三设定温度后，重新启动所述电机，以使所述电机恢复至按所述正常转速运行。其中，所述第三设定温度，低于所述过温保护点。

在一个可选具体例子中，当所述控制模块20还可以用于使所述电机恢复运行时，所述分压件21，还可以用于当所述电机停止运行后的当前温度降低后，减小能够使所述开关件22进入饱和状态的饱和电源信号。

在一个可选具体例子中，所述开关件22，还可以用于基于减小后的所述饱和电源信号，退出饱和状态并关断，以使所述电机恢复运行。

例如：参见图3所示的例子，待电机内部温度下降，TH1温度随之下降后， Q1关断，电机重新启动。

由此，通过电机停机后温度下降到一定值时再使电机恢复运行，一方面可以避免温度一下降但未降低很多时使电机恢复运行导致电机运行性能差或温升速度加快，另一方面可以确定电机处于安全状态以能够可靠运行时再使电机恢复运行进而提升电机恢复运行后的可靠性和安全性。

在一个可选实施方式中，还可以包括：给定模块30、显示模块40中的至少之一。其中，可以结合图2所示本实用新型的温度保护装置的另一实施例的结构示意图，进一步说明转速给定过程、转速检测过程、显示过程等。

在一个可选例子中，所述检测模块10，还可以用于检测所述电机降转速运行和/或升转速运行后的当前转速。

可选地，当所述检测模块10还可以用于检测所述电机降转速运行和/或升转速运行后的当前转速时，所述检测模块10，还可以包括：转速传感器。

由此，通过转速传感器检测当前转速，检测方式简便，检测结果可靠性高。

在一个可选例子中，所述给定模块30，可以用于向所述电机提供能够使所述电机按正常转速运行的给定信号。

由此，通过向电机输送给定信号，有利于提升对电机控制的可靠性；还可以根据需要对给定信号进行调整，灵活性好。

可选地，当该装置还可以包括给定模块30时，所述给定模块30，可以包括：第一电阻(例如：图3所示的第一电阻R1)。

由此，通过第一电阻基于给定信号向电机输送转速的控制信号，输送可靠性高，对电机控制的安全性好。

更可选地，可以结合图3所示本实用新型的温度保护装置的再一实施例的结构示意图，进一步说明检测模块、控制模块和给定模块的一个具体实现结构。

例如：参见图3所示的例子，该过热保护电路可以包括：给定电压模拟信号V1输入端、给定电源信号VREG输入端、输出电压模拟信号VSP输出端，电阻R1、R2，滤波电容C1，三极管Q1，具有负温度系数的感温件TH1。

其中，所述热敏电阻可以包括NTC热敏电阻，所述NTC热敏电阻，还能用作所述第一分压电阻(例如：图3所示的第一感温及分压电阻TH1)。例如：所述温度传感器和所述第一分压电阻的作用，能够通过NTC热敏电阻实现。

在一个更可选具体例子中，所述NTC热敏电阻的第一连接端，作为给定电源信号的输入端。当所述开关件22可以包括三极管时，所述NTC热敏电阻的第二连接端，分别与所述三极管的基极、所述第二分压电阻的第一连接端连接。所述三极管的集电极，作为可以用于控制电机转速的控制信号的输出端，还分别与所述第一电阻的第二连接端、所述滤波电容的第一连接端连接。所述第一电阻的第一连接端，作为可以用于向所述电机提供能够使所述电机按正常转速运行的给定信号的输入端。所述第二分压电阻的第二连接端、所述三极管的发射极、以及所述滤波电容的第二连接端，均接地。

由此，通过NTC热敏电阻、三极管、第二分压电阻、第一电阻、滤波电容的适配设置，可以实现对电机的温度保护，处理过程简单，温度保护可靠性高，且结构简单、成本低。

在一个更可选具体例子中，当所述开关件22可以包括MOS管时，所述MOS管的栅极与所述NTC热敏电阻的第二连接端连接。所述MOS管的源极接地。所述MOS管的漏极，作为可以用于控制电机转速的控制信号的输出端，还分别与所述第一电阻的第二连接端、所述滤波电容的第一连接端连接。

由此，通过MOS管，可以提升控制灵敏性和可靠性。

更可选地，当所述分压件21可以包括滑线变阻器时，所述三极管的基极与所述滑线变阻器的控制端连接。所述滑线变阻器的控制端，被配置为：随着所述温度传感器检测到的当前温度的升高，自给定电源信号中分取的可以用于提供至所述开关件22的信号增大。

其中，可以用于提供至所述开关件22的信号，可以包括：能够使所述开关件22导通的启动电源信号、能够使所述开关件22达到饱和状态的饱和电源信号中的至少之一。

由此，通过滑线变阻器，可以提升分压控制的灵敏性和可靠性。

在一个可选例子中，所述显示模块40，可以用于对当前温度、过温保护点、当前转速、给定信号、以及电机的当前运行状态中的至少之一进行显示。

由此，通过对相应参数进行显示，可以使用户随时查看相应参数，直观性强，人性化好。

经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过当温度达到设置的过温保护点时，电机先降转速运行，待温度降下来后，转速再逐渐升高，使用方便，可以解决电机温度达到过热保护点时电机马上停机导致用户使用不方便的问题。还可以解决功率模块自带过温保护功能，无法更改过温保护点，局限性较大，使产品开发受到限制的问题。

根据本实用新型的实施例，还提供了对应于温度保护装置的一种温度保护方法。参见图4所示本实用新型的流程的一实施例的流程示意图。该温度保护方法可以包括：

在步骤S110处，检测电机内部和/或电机的功率模块的当前温度。该步骤 S110具体可以参见检测模块10的具体功能及处理。

例如：可以通过检测模块10检测当前温度。检测模块10可以包括：温度传感器。

由此，通过温度传感器检测得到当前温度，检测便捷性好，可靠性高。

例如：所述温度传感器，可以包括：热敏电阻。

由此，通过热敏电阻进行温度检测，检测灵敏度高。

在步骤S120处，确定所述当前温度是否升高至设定的过温保护点，并当所述当前温度升高至设定的过温保护点后，使所述电机降转速运行。该步骤 S120具体可以参见控制模块20的具体功能及处理。以及，

可选地，步骤S120中使所述电机降转速运行，可以包括：使所述电机在按给定的正常转速运行的基础上，按设定降幅逐渐降转速运行。

由此，通过逐渐降速，有利于提升降转速运行的稳定性与可靠性。

在步骤S130处，确定所述电机降转速运行后的当前温度是否降低，并当所述电机降转速运行后的当前温度降低后，使所述电机升转速运行。该步骤 S130具体还可以参见控制模块20的具体功能及处理。

例如：电机不会马上停机，在产品应用中不会影响用户的体验效果。例如：空调内的风扇电机在运行过程中，功率模块温度逐渐升高，当达到设置的过温保护点时，电机转速控制信号会降低，电机转速会随之降低，功率模块温度也会逐渐下降。

例如：当电机温度达到保护点时，可根据当前温度值自动调节转速，从而达到电机运行状态与温度状态的一种平衡关系，且电机绕组电流波形正弦度不受影响。

由此，通过当温度达到保护点时，电机根据温度值可自动调整转速，使得电机的运行与电机温度达到一种热平衡状态。

可选地，步骤S130中使所述电机升转速运行，可以包括：确定所述电机降转速运行后的当前温度是否降低至第一设定温度，并当所述电机降转速运行后的当前温度降低至第一设定温度后，使所述电机按设定升幅逐渐升转速运行，并逐渐升转速至所述正常转速运行。其中，所述第一设定温度，低于所述过温保护点。

例如：参见图3所示的例子，当电机内部温度下降到一定值时，R2两端的分压小于Q1的起始电压，Q1关断，VSP恢复到V1值，电机转速又升高。

由此，通过在降转速运行且温度下降至一定值时再退出降转速运行转至升转速运行，可以在温度下降效果明显时再进行升转速运行，使得降温效果明显，且可避免频繁降转速升转速影响电机运行稳定性，也可避免由于频繁转速切换而带来的损耗。

在一个可选实施方式中，还可以包括：使电机降转速运行后当前温度继续升高时的温度保护过程。

具体地，可以结合图5所示本实用新型的温度保护方法的另一实施例的流程示意图，进一步说明使电机降转速运行后当前温度继续升高时的温度保护过程。

步骤S210，确定所述电机降转速运行后的当前温度是否继续升高，并当所述电机降转速运行后的当前温度继续升高后，使所述电机停止运行。该步骤 S210具体还可以参见控制模块20的具体功能及处理。以及，

可选地，步骤S210中使所述电机停止运行，可以包括：确定所述电机降转速运行后的当前温度是否升高至第二设定温度，并当所述电机降转速运行后的当前温度继续升高至第二设定温度后，才使所述电机停止运行。其中，所述第二设定温度，高于所述过温保护点。

例如：参见图3所示的例子，若VSP减小，电机转速降低后，温度仍然上升，则TH1的阻值会继续减小，R2的分压逐渐增大至大于VSP的值，Q1 进入饱和状态，Q1导通，VSP的值被拉低至0V，电机停止运行。

由此，通过在降转速后温度继续升高至一定值时才使电机停止运行，可以避免因降转速后温度未能在很短时间内下降、或因为运行不稳定导致温度偶尔升高而使电机停止运行带来的误控制和使用不便。

步骤S220，当所述电机停机后的当前温度降低后，使所述电机恢复运行。该步骤S220具体还可以参见控制模块20的具体功能及处理。

由此，通过若电机在调节转速后温度仍持续上升，则直接停止电机运行，从而达到有效保护。

可选地，步骤S220中使所述电机恢复运行，可以包括：当所述电机停机后的当前温度降低至第三设定温度后，重新启动所述电机，以使所述电机恢复至按所述正常转速运行。其中，所述第三设定温度，低于所述过温保护点。

例如：参见图3所示的例子，待电机内部温度下降，TH1温度随之下降后， Q1关断，电机重新启动。

由此，通过电机停机后温度下降到一定值时再使电机恢复运行，一方面可以避免温度一下降但未降低很多时使电机恢复运行导致电机运行性能差或温升速度加快，另一方面可以确定电机处于安全状态以能够可靠运行时再使电机恢复运行进而提升电机恢复运行后的可靠性和安全性。

在一个可选实施方式中，还可以包括：检测所述电机降转速运行和/或升转速运行后的当前转速。

由此，通过检测当前转速，可以为控制模块提供精准而可靠的转速控制依据，有利于提升对转速控制的精准性和可靠性。

在一个可选实施方式中，还可以包括：向所述电机提供能够使所述电机按正常转速运行的给定信号。

由此，通过向电机输送给定信号，有利于提升对电机控制的可靠性；还可以根据需要对给定信号进行调整，灵活性好。

在一个可选实施方式中，还可以包括：对当前温度、过温保护点、当前转速、给定信号、以及电机的当前运行状态中的至少之一进行显示。

由此，通过对相应参数进行显示，可以使用户随时查看相应参数，直观性强，人性化好。

由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图3所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本实用新型的技术方案，通过若降转速后温度仍然升高，电机才会停止运行，温度下降后，电机恢复运行，使得电机运行的可靠性和安全性均较好；可以解决电机发生过热保护时频繁的启动与停机，进而会对电机元器件造成一定的热冲击和大电流冲击的问题。

根据本实用新型的实施例，还提供了对应于温度保护方法的一种存储介质。该存储介质，可以包括：所述存储介质中存储有多条指令；所述多条指令，用于由处理器加载并执行以上所述的温度保护方法。

由于本实施例的存储介质所实现的处理及功能基本相应于前述图4至图5 所示的方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本实用新型的技术方案，通过设计的电路实现的过热保护机制是当温度达到设置的过温保护点时，电机先降转速运行，待温度降下来后，转速再逐渐升高；若降转速后温度仍然升高，电机才会停止运行，温度下降后，电机恢复运行；并且电路结构简单，成本较低。

根据本实用新型的实施例，还提供了对应于温度保护方法或温度保护方法的一种功率模块。该功率模块，可以包括：以上所述的温度保护装置。或者，该功率模块，可以包括：处理器，用于执行多条指令；存储器，用于存储多条指令；其中，所述多条指令，用于由所述存储器存储，并由所述处理器加载并执行以上所述的温度保护方法。

可选地，该功率模块，可以包括：电机本体、和/或电机的功率模块。

在一个可选实施方式中，在图3中，V1为给定电压模拟信号；R1、R2为电阻；C1为滤波电容；Q1为NPN三极管；TH1为NTC热敏电阻；VREG为给定电源信号；VSP为输出电压模拟信号(即转速的控制信号)。可以参见图 3所示的例子，该过热保护电路可以包括：给定电压模拟信号V1输入端、给定电源信号VREG输入端、输出电压模拟信号VSP输出端，电阻R1、R2，滤波电容C1，三极管Q1，具有负温度系数的感温件TH1。

其中，通过使用滤波电容C1就可以进行VSP下降或上升速度的缓冲，不需再附加其它电阻，结构简单，可靠性高。

在一个可选例子中，TH1为具有负温度系数的NTC热敏电阻，其阻值随着温度的升高而减小，用于进行电机内部温度检测，TH1的实时温度受电机内部温度和功率模块温度影响。

可选地，TH1除了进行温度感应以外，同时还需要与R2进行分压，以此控制三极管Q1的基极与发射极间的电压，从而控制三极管Q1的导通与关断。基于此需求，选择使用了NTC热敏电阻。其它传感器可检测温度，但无法改变自身阻值，实现与R2分压，改变三极管的工作状态。

在一个可选例子中，VSP为转速控制信号，输出电压模拟信号，传输给主控芯片，可控制电机转速，通常VSP的值大于1V。VSP较小时，电机转速较低；VSP升高，电机转速上升。当给定一定值的V1电压模拟信号时，电机以一定的转速稳定运行。开始时，电机内部温度和功率模块温度较低，此时，TH1 的温度也低，TH1的阻值很大。经过TH1和R2对VREG分压后，加到Q1基极上的电压很小，Q1不导通。此时VSP的值与V1的值基本相等。

可选地，V1可以通过电阻R1后给到VSP，VSP接的是电机控制器的主控芯片，主控芯片根据VSP的值调整电机转速，VSP值大时，转速大；VSP 小时，转速小。

其中，电阻R1能够起到限流作用，此值的大小会影响三极管的工作状态。

可选地，V1的给定值与控制方案和控制芯片的引脚功能关系较大，通常可以给定的是0V-6.5V，也可改变。该给定值与VREG没有关系。VREG通常是5V，用于TH1与R1的分压计算。

在一个可选例子中，随着电机运行时间加长，电机内部温度和功率模块的温度逐渐升高，TH1的温度也随之升高，TH1阻值减小。

可选地，当温度升高到一定程度，TH1的阻值减小到一定值后，R2上的分压增大，当达到Q1的起始电压后，Q1导通并进入放大状态，VSP的值开始逐渐降低，电机转速下降，对电机内部温度和功率模块温度起到温度控制作用。

可选地，当电机内部温度下降到一定值时，R2两端的分压小于Q1的起始电压，Q1关断，VSP恢复到V1值，电机转速又升高。

可选地，若VSP减小，电机转速降低后，温度仍然上升，则TH1的阻值会继续减小，R2的分压逐渐增大至大于VSP的值，Q1进入饱和状态，Q1导通，VSP的值被拉低至0V，电机停止运行。待电机内部温度下降，TH1温度随之下降后，Q1关断，电机重新启动。

例如：当电机温度达到过温保护点时，三极管由截止状态进入放大状态，电机转速下降；电机转速下降，电机温度会逐渐下降，当温度降到一定值时，电机转速会逐渐恢复上升，此时，三极管仍处于放大状态；若转速下降后，温度持续增大，增大到一定值时，三极管由放大状态进入饱和导通状态，电机停机。

可见，本申请是针对电机的过热保护电路。在电路拓扑上由一个三极管、负温度系数的热敏电阻和外围电阻电容组成。通过热敏电阻将电机内部温度转换成电压信号，控制三极管的导通状态(关断、放大或截止)，进而改变电机转速控制信号，实现当电机温度较低时，电机以给定转速运行；当电机温度较高且达到过温保护点时，电机降转速运行。

其中，本申请的电路拓扑结构，只包括一个三极管、负温度系数热敏电阻和外围电阻电容，电路结构要简单的多。

另外，本申请实现的功能是当电机内部温度较低时，电机以给定转速正常运行；当电机内部温度较高且达到过温保护点时，电机并不会停机，而是降转速运行，待电机温度下降后，转速再回升。

另外，本申请所实现的保护对象、保护机制和电路结构，均与现有技术不同。其中，本申请的保护机制可以包括：当温度达到设置的过温保护点时，电机先降转速运行，待温度降下来后，转速再逐渐升高；若降转速后温度仍然升高，电机才会停止运行，温度下降后，电机恢复运行。

在一个可选实施方式中，Q1可以选择相同工作原理的其它开关器件代替，并重新设计外围器件的选值，以实现相同的开关作用。

由于本实施例的功率模块所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图3 所示的装置、或前述图4至图5所示的方法的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本实用新型的技术方案，通过在直流无刷电机的控制电路中，设计简单的外围电路，从而达到可自行设置电机过温保护点的功能；当电机温度达到保护点时，可根据当前温度值自动调节转速，从而达到电机运行状态与温度状态的一种平衡关系，且电机绕组电流波形正弦度不受影响；若电机在调节转速后温度仍持续上升，则直接停止电机运行，从而达到有效保护。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (18)

1.一种温度保护装置，其特征在于，包括：检测模块(10)和控制模块(20)；其中，

所述检测模块(10)，用于检测电机内部和/或电机的功率模块的当前温度；

所述控制模块(20)，用于当所述当前温度升高至设定的过温保护点后，使所述电机降转速运行；以及，

当所述电机降转速运行后的当前温度降低后，使所述电机升转速运行。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

所述控制模块(20)，还用于当所述电机降转速运行后的当前温度继续升高后，使所述电机停止运行；以及，

当所述电机停机后的当前温度降低后，使所述电机恢复运行。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，使所述电机降转速运行，包括：

使所述电机在按给定的正常转速运行的基础上，按设定降幅逐渐降转速运行。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，使所述电机升转速运行，包括：

当所述电机降转速运行后的当前温度降低至第一设定温度后，使所述电机按设定升幅逐渐升转速运行，并逐渐升转速至给定的正常转速运行；其中，所述第一设定温度，低于所述过温保护点。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，使所述电机停止运行，包括：

当所述电机降转速运行后的当前温度继续升高至第二设定温度后，才使所述电机停止运行；其中，所述第二设定温度，高于所述过温保护点。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，使所述电机恢复运行，包括：

当所述电机停机后的当前温度降低至第三设定温度后，重新启动所述电机，以使所述电机恢复至按给定的正常转速运行；其中，所述第三设定温度，低于所述过温保护点。

7.根据权利要求1、2、5、6之一所述的装置，其特征在于，还包括：给定模块(30)、显示模块(40)中的至少之一；其中，

所述检测模块(10)，还用于检测所述电机降转速运行和/或升转速运行后的当前转速；

所述给定模块(30)，用于向所述电机提供能够使所述电机按正常转速运行的给定信号；

所述显示模块(40)，用于对当前温度、过温保护点、当前转速、给定信号、以及电机的当前运行状态中的至少之一进行显示。

8.根据权利要求2、5、6之一所述的装置，其特征在于，

所述检测模块(10)，包括：温度传感器；

当所述检测模块(10)还用于检测所述电机降转速运行和/或升转速运行后的当前转速时，所述检测模块(10)，还包括：转速传感器；

所述控制模块(20)，包括：分压件(21)和开关件(22)；其中，

所述分压件(21)，用于当所述当前温度升高至所述过温保护点后，自给定电源信号中分取能够使所述开关件(22)导通的启动电源信号，并将所述启动电源信号提供至所述开关件(22)；

所述开关件(22)，用于基于所述启动电源信号导通并进入放大状态，并向所述电机输出低于给定的正常转速的当前转速的控制信号，以使所述电机降转速运行。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述控制模块(20)，还包括：滤波件(23)；其中，

所述滤波件(23)，用于对所述开关件(22)向所述电机输出的控制信号进行滤波处理。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述分压件(21)，还用于当所述电机降转速运行后的当前温度降低后，减小所述启动电源信号；

所述开关件(22)，还用于基于所述减小后的启动电源信号关断，以使所述电机升转速运行。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

当所述控制模块(20)还用于使所述电机停止运行时，

所述分压件(21)，还用于当所述电机降转速运行后的当前温度继续升高后，增大所述启动电源信号至能够使所述开关件(22)达到饱和状态的饱和电源信号；

所述开关件(22)，还用于基于所述饱和电源信号进入饱和状态，并向所述电机输出能够使所述电机停止运行的控制信号，以使所述电机停止运行。

12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

当所述控制模块(20)还用于使所述电机恢复运行时，

所述分压件(21)，还用于当所述电机停止运行后的当前温度降低后，减小能够使所述开关件(22)进入饱和状态的饱和电源信号；

所述开关件(22)，还用于基于减小后的所述饱和电源信号，退出饱和状态并关断，以使所述电机恢复运行。

13.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，其中，

所述温度传感器，包括：热敏电阻；

和/或，

所述分压件(21)，包括：滑线变阻器，或者，第一分压电阻和第二分压电阻；

和/或，

所述开关件(22)，包括：三极管或MOS管；

和/或，

所述滤波件(23)，包括：滤波电容；

和/或，

当该装置还包括给定模块(30)时，所述给定模块(30)，包括：第一电阻。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，其中，

所述热敏电阻包括NTC热敏电阻，所述NTC热敏电阻，还能用作所述第一分压电阻；

所述NTC热敏电阻的第一连接端，作为给定电源信号的输入端；所述NTC热敏电阻的第二连接端，分别与所述三极管的基极、所述第二分压电阻的第一连接端连接；

所述三极管的集电极，作为用于控制电机转速的控制信号的输出端，还分别与所述第一电阻的第二连接端、所述滤波电容的第一连接端连接；

所述第一电阻的第一连接端，作为用于向所述电机提供能够使所述电机按正常转速运行的给定信号的输入端；

所述第二分压电阻的第二连接端、所述三极管的发射极、以及所述滤波电容的第二连接端，均接地。

15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，

当所述分压件(21)包括滑线变阻器时，所述三极管的基极与所述滑线变阻器的控制端连接；所述滑线变阻器的控制端，被配置为：随着所述温度传感器检测到的当前温度的升高，自给定电源信号中分取的用于提供至所述开关件(22)的信号增大；

其中，用于提供至所述开关件(22)的信号，包括：能够使所述开关件(22)导通的启动电源信号、能够使所述开关件(22)达到饱和状态的饱和电源信号中的至少之一。

16.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，其中，

所述过温保护点，包括：所述电机内部和/或所述功率模块能够承受的安全温度范围的上限；

所述控制信号，包括：大于1V的电压信号；

所述给定电源信号，包括：3-8V的直流电压信号。

17.一种功率模块，其特征在于，包括：如权利要求1-16任一所述的温度保护装置。

18.根据权利要求17所述的功率模块，其特征在于，所述功率模块，包括：电机本体、和/或电机的功率模块。