CN210129829U - 驱动控制集成器件及空调器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种驱动控制集成器件及空调器,其中,驱动控制集成器件包括:基板;至少两个电机驱动组件,集成于所述基板设置,所述电机驱动组件包括:驱动器,所述驱动器被配置为接收所述处理器发送的驱动控制信号,并根据所述驱动控制信号生成脉冲调制信号;逆变器,所述逆变器的输入端连接至所述驱动器的输出端,所述逆变器的输出端连接至电机的输入端,所述逆变器被配置为根据所述脉冲调制信号驱动所述电机运行,其中,所述逆变器跨接于高压母线与低压母线之间。通过本实用新型提供的驱动控制集成器件,提高了驱动控制集成器件的集成度、电磁干扰及抗干扰能力、功率密度和散热性能,综合提升了驱动控制集成器件的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及驱动控制技术领域,更具体而言,涉及一种驱动控制集成器件和一种空调器。
背景技术
家用变频空调通常具备室外机和室内机,室外机的驱动控制器与室内机的驱动控制器分别设置于室外和室内,基本采用“整流器、功率因数校正器、压缩机逆变器和风机逆变器等”分立组合方案,此方案存在成本高、电控板面积大、电装工序繁多、可靠性低、人工成本高和组装效率低等缺点。
相关技术中,家用变频空调器的驱动器件不断朝着集成化的方向发展,但是,集成化的驱动控制器件存在的主要技术问题包括电磁干扰大、封装难度大和布线复杂等。
另外,整个说明书对背景技术的任何讨论,并不代表该背景技术一定是所属领域技术人员所知晓的现有技术,整个说明书中的对现有技术的任何讨论并不代表认为该现有技术一定是广泛公知的或一定构成本领域的公知常识。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此,本实用新型的第一个方面的目的在于提供一种驱动控制集成器件。
本实用新型的另一个方面的目的在于提供一种空调器。
为实现上述目的,本实用新型的一个方面的技术方案,提供了一种驱动控制集成器件,驱动控制集成器件外接有处理器,驱动控制集成器件包括:基板;至少两个电机驱动组件,集成于基板设置,电机驱动组件包括:驱动器,驱动器被配置为接收处理器发送的驱动控制信号,并根据驱动控制信号生成脉冲调制信号;逆变器,逆变器的输入端连接至驱动器的输出端,逆变器的输出端连接至电机的输入端,逆变器被配置为根据脉冲调制信号驱动电机运行,其中,逆变器跨接于高压母线与低压母线之间。
本实用新型上述技术方案提供的驱动控制集成器件,基板上集成有至少两个电机驱动组件,其中,每个电机驱动组件包括驱动器和逆变器等,不仅实现了驱动控制集成器件的高度集成,而且提高了功率密度和可靠性,另外,有利于提高驱动控制集成器件的小型化和生产成本。
可选地,基板上集成的一个电机驱动组件用于驱动室内机,基板上集成的另一个电机驱动组件用于驱动室外机。
另外,本实用新型上述技术方案提供的驱动控制集成器件,还具有如下附加技术特征:
其中一实施例,基板的边缘设有外接引脚,电机驱动组件通过外接引脚连接至处理器,电机驱动组件的引脚插接和/或焊接于基板上,逆变器的控制引脚连接至驱动器的输出引脚。
在上述实施例中,基板的边缘设有外接引脚,外接引脚可以是单排引脚或双排引脚,通过将电机驱动组件的引脚插接和/或焊接于基板上,能够进一步地降低电磁干扰信号,其中,逆变器受控于驱动器,脉冲调制信号为指定占空比的高电平信号和低电平信号组成,指定占空比为一个固定占空比,也可以根据电机驱动组件的运行参数进行调整。
其中一实施例,驱动控制集成器件还包括:整流器,整流器包括四个开关桥臂,任一开关桥臂设有一个开关管,供电信号通过外接引脚输入至整流器,其中,整流器被配置为将供电信号转换为母线信号,并将母线信号加载至高压母线和低压母线。
在上述实施例中,供电信号经整流器处理后转换为母线信号,整流器可以为桥式二极管电路,即桥臂中设置有二极管,或整流器可以为图腾柱型整流器,即桥臂中设置有功率管,能够进一步地降低图腾柱型整流器的功耗和电磁干扰信号,整流器被配置为将交流信号AC转换为直流信号。
其中一实施例,整流器的引脚直径范围为0.5毫米~2毫米。
其中一实施例,驱动控制集成器件通过外接引脚连接至感性元件,感性元件的第一端连接于高压母线,驱动控制集成器件还包括:功率因数校正器,受控于驱动器,功率因数校正器包括:功率管,功率管的控制端连接至驱动器的输出引脚,功率管的第一端连接至地线,功率管的第二端连接至感性元件的第二端,脉冲调制信号被配置为控制功率管导通或截止;第一单向导通元件,连接于功率管的第二端与逆变器的输入端之间。
在上述实施例中,通过设置功率因数校正器包括功率管、第一单向导通元件和感性元件,一方面,功率因数校正器为逆变器提供所需可调节的直流母线电压,另一方面,功率因数校正器对整机运行的功率因数进行调整。
其中,由于感性元件的体积较大,且感性元件产生的波动信号较大,因此,通过将感性元件设于基板之外,一方面,有利于优化基板的体积、布局和集成度,另一方面,有利于降低基板上的电磁干扰信号,再一方面,如果感性元件发生故障,也便于进行检修和更换。
其中一实施例,所述电机的输入端连接至所述基板的第一侧引脚,所述处理器连接至所述基板的第二侧引脚,所述第一侧引脚与所述第二侧引脚设于所述基板的对侧,所述感性元件与所述外部引脚形成回路中不包括电子元件和/或电子线路。
在上述实施例中,电机接入强电信号,处理器接入弱电信号,将电机的引脚和处理器的引脚连接至基板的两侧,有利于降低强电信号对弱电信号的干扰,极大程度地提升了电磁干扰能力。
其中,由于设置感性元件与所述外部引脚形成回路中不包括电子元件和/或电子线路,能够最大程度降低感性元件对电子元件和/或电子线路的电磁干扰。
其中一实施例,功率因数校正器的引脚直径范围为0.5毫米~2毫米。
其中一实施例,驱动控制集成器件还包括:第二单向导通元件,连接于功率管的第一端和功率管的第二端之间。
其中一实施例,驱动控制集成器件通过外接引脚连接至容性元件,容性元件的第一端连接至地线,容性元件的第二端连接至逆变器的输入端之间,容性元件被配置为滤除流经高压母线的纹波信号和/或浪涌信号。
在上述实施例中,容性元件被配置为滤除纹波信号和/或浪涌信号,并将滤波后的母线信号加载至逆变器和负载,同样地,由于容性元件的体积和波动信号较大,因此,驱动控制集成器件通过外接引脚连接至容性元件,以降低驱动控制集成器件的体积和电磁干扰信号。
其中一实施例,逆变器包括:至少两路并联的半桥电路,半桥电路跨接于高压母线与低压母线之间,半桥电路包括:串联的两个开关管,开关管的控制端连接至驱动器的输出引脚,脉冲调制信号被配置为控制串联的两个开关管交替导通。
在上述实施例中,通过设置逆变器包括至少两路并联的半桥电路,并且将开关管的控制端连接至驱动器的输出引脚,即开关管也受控于驱动器,将母线信号转换为交流信号AC并加载至负载,进一步地提高了驱动控制集成器件的可靠性和集成度。
其中一实施例,开关管为金属氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管,其中,金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极为控制端,金属氧化物半导体场效应晶体管的源极和漏极之间接入反向续流二极管,绝缘栅双极型晶体管的基极为控制端,绝缘栅双极型晶体管的发射极和集电极之间接入反向续流二极管。
其中一实施例,金属氧化物半导体场效应晶体管为包括硅型金属氧化物半导体场效应晶体管、碳化硅型金属氧化物半导体场效应晶体管和氮化镓型金属氧化物半导体场效应晶体管中的至少一种。
其中一实施例,驱动控制集成器件通过外接引脚连接至检测电阻,检测电阻的第一引脚连接至逆变器的接地端,检测电阻的第二引脚经外接引脚连接至驱动器的过流检测引脚,驱动器经外接引脚将过流信号反馈至处理器,第一引脚与第二引脚为相邻设置,其中,处理器响应于过流信号,输出驱动控制信号以截止逆变器和/或功率因数校正器。
在上述实施例中,通过在基板外侧设置检测电阻,并通过外接引脚连接至处理器,一方面,检测电阻将过流信号发送至处理器,以供处理器控制开关管截止,进而提升整流器、功率因数校正器和逆变器的可靠性,另一方面,检测电阻是热敏电阻且发热量变化明显,将检测电阻设于基板外侧,能够降低基板上的散热量,进一步地提升驱动控制集成器件的热稳定性、可靠性和电磁干扰及抗干扰性能。
其中一实施例,至少两个电机驱动组件中的一个电机驱动组件为空调器内机的风机驱动组件,至少两个电机驱动组件中的另一个电机驱动组件为空调器外机的压缩机驱动组件。
其中一实施例,风机驱动组件的驱动器与压缩机驱动组件的驱动器集成于同一个驱动器芯片,或风机驱动组件的驱动器与压缩机驱动组件的驱动器设于两个分离的驱动器芯片中。
其中一实施例,风机驱动组件的驱动器的引脚直径范围为0.3毫米~1.5毫米,或压缩机驱动组件的驱动器的引脚直径范围为0.5毫米~2毫米。
其中一实施例,驱动控制集成器件还包括:温度检测电阻,设于基板上,温度检测电阻的第一端连接至驱动器,温度检测电阻的第二端通过外接引脚连接至处理器,其中,温度检测电阻的阻值与基板的温度正相关或负相关。
在上述实施例中,通过在基板上设置温度检测电阻,温度检测电阻将基板的温度发送至处理器,尤其是,在检测到基板上的温度偏高时,触发处理器控制整流器、功率因数校正器和逆变器中的任一发热组件停止工作,以避免电子器件烧毁,进而进一步地提升驱动控制集成器件的可靠性和热稳定性。
其中一实施例,基板的长边小于100毫米,或基板的短边小于50毫米,或基板的厚度小于10毫米。
本实用新型第二个方面的技术方案,提供了一种空调器,包括:室内机,室内机设有内机风机;室外机,室外机设有压缩机和/或外机风机;如上述任一项技术方案的驱动控制集成器件,驱动控制集成器件的外接引脚连接至室内机和/或室外机,驱动控制集成器件被配置控制内机风机、压缩机和外机风机中的至少一个负载运行。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,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是本实用新型的一个实施例公开的驱动控制集成器件的示意图;
图2是本实用新型的另一个实施例公开的驱动控制集成器件的示意图;
图3是本实用新型的另一个实施例公开的驱动控制集成器件的示意图;
图4是本实用新型的另一个实施例公开的驱动控制集成器件的示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,但是,本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施,因此,本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照附图描述根据本实用新型的实施例的驱动控制集成器件及空调器进行具体说明。
如图1、图2、图3和图4所示,根据本实用新型一些实施例提供的一种驱动控制集成器件,包括:基板;至少两个电机驱动组件,集成于基板设置,电机驱动组件包括:驱动器,驱动器被配置为接收处理器MCU发送的驱动控制信号,并根据驱动控制信号生成脉冲调制信号;逆变器,逆变器的输入端连接至驱动器的输出端,逆变器的输出端连接至电机的输入端,逆变器被配置为根据脉冲调制信号驱动电机运行,其中,逆变器跨接于高压母线与低压母线之间。
本实用新型上述技术方案提供的驱动控制集成器件,包括基板上集成有至少两个电机驱动组件,其中,每个电机驱动组件包括驱动器和逆变器等,电机接入强电信号,处理器MCU接入弱电信号,将电机的引脚和处理器MCU的引脚连接至基板的两侧,有利于降低强电信号对弱电信号的干扰,极大程度地提升了电磁干扰能力,不仅实现了驱动控制集成器件的高度集成,而且提高了功率密度和可靠性,另外,有利于提高驱动控制集成器件的小型化和生产成本。
可选地,基板上集成的一个电机驱动组件用于驱动室内机,基板上集成的另一个电机驱动组件用于驱动室外机。
另外,本实用新型上述技术方案提供的驱动控制集成器件,还具有如下附加技术特征:
其中一实施例,基板的边缘设有外接引脚,电机驱动组件通过外接引脚连接至处理器MCU,电机驱动组件的引脚插接和/或焊接于基板上,逆变器的控制引脚连接至驱动器的输出引脚。
在上述实施例中,基板的边缘设有外接引脚,外接引脚可以是单排引脚或双排引脚,通过将电机驱动组件的引脚插接和/或焊接于基板上,能够进一步地降低电磁干扰信号,其中,逆变器受控于驱动器,脉冲调制信号为指定占空比的高电平信号和低电平信号组成,指定占空比为一个固定占空比,也可以根据电机驱动组件的运行参数进行调整。
其中一实施例,驱动控制集成器件还包括:整流器,整流器包括四个开关桥臂,任一开关桥臂设有一个开关管,供电信号通过外接引脚输入至整流器,其中,整流器被配置为将供电信号转换为母线信号,并将母线信号加载至高压母线和低压母线。
在上述实施例中,供电信号经整流器处理后转换为母线信号,整流器可以为桥式二极管电路,即桥臂中设置有二极管,或整流器可以为图腾柱型整流器,即桥臂中设置有功率管,能够进一步地降低图腾柱型整流器的功耗和电磁干扰信号,整流器被配置为将交流信号AC转换为直流信号。
其中一实施例,整流器的引脚直径范围为0.5毫米~2毫米。
其中一实施例,驱动控制集成器件通过外接引脚连接至感性元件L,感性元件L的第一端连接于高压母线,驱动控制集成器件还包括:功率因数校正器(后文简称PFC),受控于驱动器,功率因数校正器包括:功率管,功率管的控制端连接至驱动器的输出引脚,功率管的第一端连接至地线,功率管的第二端连接至感性元件L的第二端,脉冲调制信号被配置为控制功率管导通或截止;第一单向导通元件,连接于功率管的第二端与逆变器的输入端之间。
在上述实施例中,通过设置功率因数校正器包括功率管、第一单向导通元件和感性元件L,一方面,功率因数校正器为逆变器提供所需可调节的直流母线电压,另一方面,功率因数校正器对整机运行的功率因数进行调整。
其中,由于感性元件L的体积较大,且感性元件L产生的波动信号较大,因此,通过将感性元件L设于基板之外,一方面,有利于优化基板的体积、布局和集成度,另一方面,有利于降低基板上的电磁干扰信号,再一方面,如果感性元件L发生故障,也便于进行检修和更换。
其中一实施例,所述电机的输入端连接至所述基板的第一侧引脚,所述处理器MCU连接至所述基板的第二侧引脚,所述第一侧引脚与所述第二侧引脚设于所述基板的对侧,所述感性元件L与所述外部引脚形成回路中不包括电子元件和/或电子线路。
在上述实施例中,电机接入强电信号,处理器MCU接入弱电信号,将电机的引脚和处理器MCU的引脚连接至基板的两侧,有利于降低强电信号对弱电信号的干扰,极大程度地提升了电磁干扰能力。
其中,由于设置感性元件L与所述外部引脚形成回路中不包括电子元件和/或电子线路,能够最大程度降低感性元件L对电子元件和/或电子线路的电磁干扰。
其中一实施例,功率因数校正器的引脚直径范围为0.5毫米~2毫米。
其中一实施例,驱动控制集成器件还包括:第二单向导通元件,连接于功率管的第一端和功率管的第二端之间。
其中一实施例,驱动控制集成器件通过外接引脚连接至容性元件C1,容性元件C1的第一端连接至地线,容性元件C1的第二端连接至逆变器的输入端之间,容性元件C1被配置为滤除流经高压母线的纹波信号和/或浪涌信号。
在上述实施例中,容性元件C1被配置为滤除纹波信号和/或浪涌信号,并将滤波后的母线信号加载至逆变器和负载,同样地,由于容性元件C1的体积和波动信号较大,因此,驱动控制集成器件通过外接引脚连接至容性元件C1,以降低驱动控制集成器件的体积和电磁干扰信号。
其中一实施例,逆变器包括:至少两路并联的半桥电路,半桥电路跨接于高压母线与低压母线之间,半桥电路包括:串联的两个开关管,开关管的控制端连接至驱动器的输出引脚,脉冲调制信号被配置为控制串联的两个开关管交替导通。
在上述实施例中,通过设置逆变器包括至少两路并联的半桥电路,并且将开关管的控制端连接至驱动器的输出引脚,即开关管也受控于驱动器,将母线信号转换为交流信号AC并加载至负载,进一步地提高了驱动控制集成器件的可靠性和集成度。
其中一实施例,开关管为金属氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管,其中,金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极为控制端,金属氧化物半导体场效应晶体管的源极和漏极之间接入反向续流二极管,绝缘栅双极型晶体管的基极为控制端,绝缘栅双极型晶体管的发射极和集电极之间接入反向续流二极管。
其中一实施例,金属氧化物半导体场效应晶体管为包括硅型金属氧化物半导体场效应晶体管、碳化硅型金属氧化物半导体场效应晶体管和氮化镓型金属氧化物半导体场效应晶体管中的至少一种。
其中一实施例,驱动控制集成器件通过外接引脚连接至检测电阻,检测电阻的第一引脚连接至逆变器的接地端,检测电阻的第二引脚经外接引脚连接至驱动器的过流检测引脚,驱动器经外接引脚将过流信号反馈至处理器MCU,第一引脚与第二引脚为相邻设置,其中,处理器MCU响应于过流信号,输出驱动控制信号以截止逆变器和/或功率因数校正器。
在上述实施例中,通过在基板外侧设置检测电阻,并通过外接引脚连接至处理器MCU,一方面,检测电阻将过流信号发送至处理器MCU,以供处理器MCU控制开关管截止,进而提升整流器、功率因数校正器和逆变器的可靠性,另一方面,检测电阻是热敏电阻且发热量变化明显,将检测电阻设于基板外侧,能够降低基板上的散热量,进一步地提升驱动控制集成器件的热稳定性、可靠性和电磁干扰及抗干扰性能。
其中一实施例,至少两个电机驱动组件中的一个电机驱动组件为空调器内机的风机驱动组件,至少两个电机驱动组件中的另一个电机驱动组件为空调器外机的压缩机驱动组件。
其中一实施例,如图3所示,风机驱动组件的驱动器与压缩机驱动组件的驱动器集成于同一个驱动器芯片,或如图4所示,风机驱动组件的驱动器与压缩机驱动组件的驱动器设于两个分离的驱动器芯片中。
其中一实施例,风机驱动组件的驱动器的引脚直径范围为0.3毫米~1.5毫米,或压缩机驱动组件的驱动器的引脚直径范围为0.5毫米~2毫米。
其中一实施例,驱动控制集成器件还包括:温度检测电阻,设于基板上,温度检测电阻的第一端连接至驱动器,温度检测电阻的第二端通过外接引脚连接至处理器MCU,其中,温度检测电阻的阻值与基板的温度正相关或负相关。
在上述实施例中,通过在基板上设置温度检测电阻,温度检测电阻将基板的温度发送至处理器MCU,尤其是,在检测到基板上的温度偏高时,触发处理器MCU控制整流器、功率因数校正器和逆变器中的任一发热组件停止工作,以避免电子器件烧毁,进而进一步地提升驱动控制集成器件的可靠性和热稳定性,温度检测电阻通常为NTC或PTC。
其中一实施例,基板的长边小于100毫米,或基板的短边小于50毫米,或基板的厚度小于10毫米。
结合图1、图2、图3、图4和表1可知,本实用新型的驱动控制集成器件的基板上承载有整流器、功率因数校正器、第一电机M1驱动器和第二电机M2驱动器,具体实施方式如下:
整流器的输出接至功率因数校正器,功率因数校正器的输出接至第一电机M1驱动器和第二电机M2驱动器,第一电机M1驱动器和第二电机M2驱动器为并联关系。
整流器为四个二极管组成的全桥整流器。
功率因数校正器包括绝缘栅双极型晶体管、与绝缘栅双极型晶体管反并联的续流二极管、以及一个快恢复二极管组成的BOOST升压型PFC电路。
第一电机M1驱动器包括逆变器1和驱动器1,逆变器1包括六个绝缘栅双极型晶体管,与功率管并联的快速恢复二极管。
第二电机M2驱动器包括逆变器2和驱动器2,逆变器2包括六个绝缘栅双极型晶体管,与功率管并联的快速恢复二极管。
表1
序号 | 定义 | 序号 | 定义 |
1 | 整流器输出正端 | 24 | 第二电机驱动IC供电正端 |
2 | 交流输入1 | 25 | 第二电机驱动IC供电负端 |
3 | 交流输入2 | 26 | 第二电机母线电压P |
4 | NTC温度检测输出 | 27 | 第二电机U相浮动供电 |
5 | 第一电机驱动IC供电负端 | 28 | 第二电机U相输出 |
6 | 第一电机驱动IC供电正端 | 29 | 第二电机V相浮动供电 |
7 | 第一电机故障输出端口 | 30 | 第二电机V相输出 |
8 | PFC的IGBT驱动信号 | 31 | 第二电机W相浮动供电 |
9 | 第一电机WL驱动信号 | 32 | 第二电机W相输出 |
10 | 第一电机VL驱动信号 | 33 | 第二电机母线电压N |
11 | 第一电机UL驱动信号 | 34 | 驱动IC供电负端2 |
12 | 第一电机WH驱动信号 | 35 | 第一电机母线电压N |
13 | 第一电机VH驱动信号 | 36 | 第一电机U相输出 |
14 | 第一电机UH驱动信号 | 37 | 第一电机U相浮动供电 |
15 | 第一电机过流保护 | 38 | 第一电机V相输出 |
16 | 第二电机过流保护 | 39 | 第一电机V相浮动供电 |
17 | 第二电机故障输出端口 | 40 | 第一电机W相输出 |
18 | 第二电机WL驱动信号 | 41 | 第一电机W相浮动供电 |
19 | 第二电机VL驱动信号 | 42 | 第一电机母线电压P |
20 | 第二电机UL驱动信号 | 43 | PFC正端 |
21 | 第二电机WH驱动信号 | 44 | PFC负端 |
22 | 第二电机VH驱动信号 | 45 | 整流器输出负端 |
23 | 第二电机UH驱动信号 |
如图1、图2、图3和图4所示,基板引脚排列定义的外部接线信号流为:
交流电源AC从2脚和3脚输入,经内部整流器的正端从1脚输出半波正电压,串联基板外接的电感L后从43脚输入,第一路经基板内部的功率因数校正器后从42脚输出,连接至外部大电解电容C1进行充电平滑得到直流母线电压后,其分支一路从42脚给第一电机M1的驱动回路供电,其分支二路从26脚给第二电机M2的驱动回路供电。
第一电机M1的驱动回路的U、V和W引脚分别为36脚、38脚和40脚,对应地,其自举电压充电引脚分别为37脚(接有自举电容C4)、39脚(接有旁路滤波电容C3)和41脚(接有旁路滤波电容C2),第二电机M2的驱动回路的U、V和W引脚分别为27脚、29脚和31脚,对应地,其自举电压充电引脚分别为28脚(接有自举电容C7)、30脚(接有自举电容C6)和32脚(接有自举电容C5)。
第一电机M1从42脚供电P后,电流由矢量运算控制从基板内部的三个上桥晶体管→U/V/W→基板内部的三个下桥晶体管→35脚N输出,经第一电机M1采样电阻R1后流回大电解电容C1的负极。
第二电机M2从26脚供电P后,电流由矢量运算控制从基板内部的三个上桥晶体管→U/V/W→基板内部的三个下桥晶体管→33脚N输出,经第二电机M2采样电阻R2后流回大电解电容C1的负极。
第二路经基板内部的功率因数校正器从44脚输出,与大电解电容C1的负极汇集后,经直流侧的电流采样电阻R3后,从45脚进入回到整流器的负端,再回流至交流电源AC。
此引脚排列定义利于外部元器件布局、及相应布局和走线有利于电磁干扰性能提升。
本申请限定的驱动控制集成器件具备过流保护功能,至少采用以下两种方式实现:
(1)如图1所示,在第二边缘设置15引脚和16引脚,基板内部对第一电机M1和第二电机M2的电流检测路径:将第一电机M1的过流保护端口ITRIP设置在基板的上排引脚的15脚,第一电机M1的电流经采样电阻R1后,通过过电流检测回路的R4后,从15脚进入基板内部的驱动器1的过流保护端口进行过电流保护。
将第二电机M2的过流保护端口FITRIP设置在基板上排引脚的16脚,第二电机M2的电流经采样电阻R2后,通过过电流检测回路的R5后,从16脚进入基板内部的驱动器2的过流保护端口进行过电流保护。
(2)如图2所示,在第一边缘设置15引脚和16引脚,基板内部对第一电机M1和第二电机M2的电流检测路径:将第一电机M1的过流保护端口ITRIP设置在基板的下排引脚的15脚,第一电机M1的电流经采样电阻R1后,通过过电流检测回路的R4后,从15脚进入基板内部的驱动器1的过流保护端口进行过电流保护。
将第二电机M2的过流保护端口FITRIP设置在基板下排引脚的16脚,第二电机M2的电流经采样电阻R2后,通过过电流检测回路的R5后,从16脚进入基板内部的驱动器2的过流保护端口进行过电流保护。
(3)如图1和图2所示,在基板边缘设置15引脚和16引脚,若将15引脚和16引脚设于第二边缘,有利于减小基板内部对第一电机M1和第二电机M2的电流检测路径,15引脚和16引脚之间与处理器的过流保护段连接,以直接触发处理器进行过流保护,其中,过流保护端可以是普通的数据端口或中断端口。
可选地,基板为长方形结构,其尺寸为长边50mm~100mm,短边10mm~50mm,厚度3mm~10mm。
可选地,强电引脚圆心之间的间距为2.5mm~6.0mm,弱电引脚圆心之间的间距为0.3mm~3.0mm。
可选地,强电引脚直径为0.3mm~2mm,具体地,整流器、功率因数校正器、第一电机M1驱动器的引脚直径为0.5mm~2.0mm,第二电机M2驱动器的引脚直径为0.3mm~1.5mm。
可选地,弱电引脚直径为0.1mm~1mm。
基板的第一边缘设置有上述1脚~25脚,基板的第二边缘设置有上述26脚~45脚,从两个长边出引脚,采用“一边单列、一边双列”、或“两边均单列”、或“两边均双列”的排列方式。
可选地,引脚为直插封装形式或为贴片封装形式。
另外,基板内置有温度检测电阻,能对基板内部温度进行检测和输出,有利于外部处理器MCU及时执行限压和降频等保护措施。
根据本实用新型的实施例限定的一种空调器,包括:室内机,室内机设有内机风机;室外机,室外机设有压缩机和/或外机风机;如上述任一项技术方案的驱动控制集成器件,驱动控制集成器件的外接引脚连接至室内机和/或室外机,驱动控制集成器件被配置控制内机风机、压缩机和外机风机中的至少一个负载运行。
针对现有技术中提出的技术问题,本实用新型提出了一种驱动控制集成器件和空调器,基板上集成有至少两个电机驱动组件,其中,每个电机驱动组件包括驱动器和逆变器等,不仅实现了驱动控制集成器件的高度集成,而且提高了功率密度和可靠性,另外,有利于提高驱动控制集成器件的小型化和生产成本。
应当注意的是,在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。
单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。
位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本实用新型可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本实用新型的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“多个”是指两个或两个以上;除非另有规定或说明,术语“连接”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接,或电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。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。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或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。
显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (19)
1.一种驱动控制集成器件,其特征在于,所述驱动控制集成器件外接有处理器,所述驱动控制集成器件包括:
基板;
至少两个电机驱动组件,集成于所述基板设置,所述电机驱动组件包括:
驱动器,所述驱动器被配置为接收所述处理器发送的驱动控制信号,并根据所述驱动控制信号生成脉冲调制信号;
逆变器,所述逆变器的输入端连接至所述驱动器的输出端,所述逆变器的输出端连接至电机的输入端,所述逆变器被配置为根据所述脉冲调制信号驱动所述电机运行,
其中,所述逆变器跨接于高压母线与低压母线之间。
2.根据权利要求1所述的驱动控制集成器件,其特征在于,
所述基板的边缘设有外接引脚,所述电机驱动组件通过所述外接引脚连接至所述处理器,所述电机驱动组件的引脚插接和/或焊接于所述基板上,
所述逆变器的控制引脚连接至所述驱动器的输出引脚。
3.根据权利要求2所述的驱动控制集成器件,其特征在于,还包括:
整流器,所述整流器包括四个开关桥臂,任一所述开关桥臂设有一个开关管,供电信号通过所述外接引脚输入至所述整流器,
其中,所述整流器被配置为将所述供电信号转换为母线信号,并将所述母线信号加载至所述高压母线和所述低压母线。
4.根据权利要求3所述的驱动控制集成器件,其特征在于,
所述整流器的引脚直径范围为0.5毫米~2毫米。
5.根据权利要求2所述的驱动控制集成器件,其特征在于,所述驱动控制集成器件通过所述外接引脚连接至感性元件,所述感性元件的第一端连接于所述高压母线,所述驱动控制集成器件还包括:
功率因数校正器,受控于所述驱动器,所述功率因数校正器包括:
功率管,所述功率管的控制端连接至所驱动器的输出引脚,所述功率管的第一端连接至地线,所述功率管的第二端连接至所述感性元件的第二端,所述脉冲调制信号被配置为控制所述功率管导通或截止;
第一单向导通元件,连接于所述功率管的第二端与所述逆变器的输入端之间。
6.根据权利要求5所述的驱动控制集成器件,其特征在于,
所述电机的输入端连接至所述基板的第一侧引脚,所述处理器连接至所述基板的第二侧引脚,所述第一侧引脚与所述第二侧引脚设于所述基板的对侧,所述感性元件与外部引脚形成回路中不包括电子元件和/或电子线路。
7.根据权利要求5所述的驱动控制集成器件,其特征在于,
所述功率因数校正器的引脚直径范围为0.5毫米~2毫米。
8.根据权利要求5所述的驱动控制集成器件,其特征在于,还包括:
第二单向导通元件,连接于所述功率管的第一端和所述功率管的第二端之间。
9.根据权利要求5所述的驱动控制集成器件,其特征在于,
所述驱动控制集成器件通过所述外接引脚连接至容性元件,所述容性元件的第一端连接至地线,所述容性元件的第二端连接至所述逆变器的输入端之间,所述容性元件被配置为滤除流经所述高压母线的纹波信号和/或浪涌信号。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的驱动控制集成器件,其特征在于,所述逆变器包括:
至少两路并联的半桥电路,所述半桥电路跨接于所述高压母线与所述低压母线之间,所述半桥电路包括:
串联的两个开关管,所述开关管的控制端连接至所驱动器的输出引脚,所述脉冲调制信号被配置为控制串联的两个开关管交替导通。
11.根据权利要求10所述的驱动控制集成器件,其特征在于,
所述开关管为金属氧化物半导体场效应晶体管或绝缘栅双极型晶体管,
其中,所述金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极为所述控制端,所述金属氧化物半导体场效应晶体管的源极和漏极之间接入反向续流二极管,
所述绝缘栅双极型晶体管的基极为所述控制端,所述绝缘栅双极型晶体管的发射极和集电极之间接入反向续流二极管。
12.根据权利要求11所述的驱动控制集成器件,其特征在于,
所述金属氧化物半导体场效应晶体管为包括硅型金属氧化物半导体场效应晶体管、碳化硅型金属氧化物半导体场效应晶体管和氮化镓型金属氧化物半导体场效应晶体管中的至少一种。
13.根据权利要求5至9中任一项所述的驱动控制集成器件,其特征在于,
驱动控制集成器件通过所述外接引脚连接至检测电阻,所述检测电阻的第一引脚连接至所述逆变器的接地端,所述检测电阻的第二引脚经所述外接引脚连接至所述驱动器的过流检测引脚,所述驱动器经所述外接引脚将过流信号反馈至所述处理器,所述第一引脚与所述第二引脚为相邻设置,
其中,处理器响应于所述过流信号,输出驱动控制信号以截止所述逆变器和/或所述功率因数校正器。
14.根据权利要求1至9、11、12中任一项所述的驱动控制集成器件,其特征在于,
所述至少两个电机驱动组件中的一个电机驱动组件为空调器内机的风机驱动组件,所述至少两个电机驱动组件中的另一个电机驱动组件为空调器外机的压缩机驱动组件。
15.根据权利要求14所述的驱动控制集成器件,其特征在于,
所述风机驱动组件的驱动器与所述压缩机驱动组件的驱动器集成于同一个驱动器芯片,或所述风机驱动组件的驱动器与所述压缩机驱动组件的驱动器设于两个分离的驱动器芯片中。
16.根据权利要求15所述的驱动控制集成器件,其特征在于,
所述风机驱动组件的驱动器的引脚直径范围为0.3毫米~1.5毫米,或所述压缩机驱动组件的驱动器的引脚直径范围为0.5毫米~2毫米。
17.根据权利要求2至9中任一项所述的驱动控制集成器件,其特征在于,还包括:
温度检测电阻,设于所述基板上,所述温度检测电阻的第一端连接至所述驱动器,所述温度检测电阻的第二端通过所述外接引脚连接至所述处理器,
其中,所述温度检测电阻的阻值与所述基板的温度正相关或负相关。
18.根据权利要求1至9、11、12、15、16中任一项所述的驱动控制集成器件,其特征在于,
所述基板的长边小于100毫米,或所述基板的短边小于50毫米,或所述基板的厚度小于10毫米。
19.一种空调器,其特征在于,包括:
室内机,所述室内机设有风机;
室外机,所述室外机设有压缩机、及设有风机;
如权利要求1至18中任一项所述的驱动控制集成器件,所述驱动控制集成器件的外接引脚连接至所述风机和/或所述压缩机,所述驱动控制集成器件被配置控制所述风机和/或所述压缩机运行。
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