CN210404727U - 一种直流母线保护电路、电路系统及空调外机 - Google Patents

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贺小林
刘文斌
张煜文
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Abstract

本实用新型涉及一种直流母线保护电路、电路系统及空调外机，所述直流母线保护电路包括：检测模块和保护模块；其中，所述检测模块通过母线与负载连接，用于检测流经母线的电信号；所述保护模块分别通过母线与输入电源和所述检测模块连接，用于根据所述电信号控制所述输入电源与所述负载的接通和断开。本实用新型所述的直流母线保护电路能够在小容值母线电容被击穿时，以及，在特殊的工作环境中母线正负极两端发生短路时，快速断开输入电源与负载，从而保护空调驱动板不被损坏，可靠性高；此外，该保护电路无需额外的电压或电流检测电路即可实现对母线电流的检测，大幅降低了电路的成本。

Description

一种直流母线保护电路、电路系统及空调外机
技术领域
本实用新型涉及电子电路技术领域，具体涉及一种直流母线保护电路、电路系统及空调外机。
背景技术
对于无储能电容的逆变技术驱动方案，将容值较大的电解电容换成容值较小的薄膜电容后，母线电压会存在纹波，如果电网波动较大，会产生瞬时冲击，该瞬时冲击很可能导致母线电容被击穿，从而使得直流母线正负极短路。此外，空调外机通常工作在户外等环境恶劣的场所，特别是在纤维厂、石墨厂等特殊工况的场所，散布在空气中的纤维、粉尘、石墨分子等导电物质可能会落到空调外机驱动板上，特别是落到母线正负极两端后会造成短路，从而导致炸板，引发事故。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种直流母线保护电路、电路系统及空调外机。
为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：一种直流母线保护电路，包括：
检测模块和保护模块；
其中，所述检测模块通过母线与负载连接，用于检测流经母线的电信号；
所述保护模块分别通过母线与输入电源和所述检测模块连接，用于根据所述电信号控制所述输入电源与所述负载的接通和断开。
可选的，所述保护模块包括：
第一开关管和第二开关管；
所述第一开关管的发射极通过母线与所述输入电源的正极相连，所述第一开关管的基极与所述第二开关管的集电极相连，所述第一开关管的集电极与所述第二开关管的基极并联后与第一驱动信号端连接，所述第二开关管的发射极分别与第二驱动信号端和所述检测模块相连。
可选的，所述第一开关管为PNP型三极管或PNP型场效应管；
所述第二开关管为NPN型三极管或NPN型场效应管。
可选的，所述检测模块包括：
变压器和第一电容；
所述变压器的一次侧绕组的一端与所述第二开关管的发射极相连，另一端与第一电容的负极相连；所述变压器的二次侧绕组的一端与所述第一电容的负极相连，另一端与通过母线与所述负载相连；
所述变压器的一次侧绕组的一端与二次侧绕组的一端为同相端；
所述第一电容的正极分别通过母线与所述输入电源的负极和所述负载相连。
可选的，在所述变压器的一次侧绕组的两端还反并联一个二极管。
可选的，所述保护电路还包括：
限流电阻；
所述限流电阻设置在所述第一电容的负极与所述变压器的一次侧绕组的另一端之间。
本实用新型还提供了一种电路系统，包括：
如前面任一项所述的保护电路；以及，
与所述保护电路连接的负载和输入电源。
可选的，所述电路系统还包括：
第二电容；
所述第二电容与所述负载并联。
可选的，所述电路系统为空调驱动系统。
本实用新型还提供了一种空调外机，包括：如任一项所述的电路系统。
本实用新型采用以上技术方案，所述直流母线保护电路包括：检测模块和保护模块；其中，所述检测模块通过母线与负载连接，用于检测流经母线的电信号；所述保护模块分别通过母线与输入电源和所述检测模块连接，用于根据所述电信号控制所述输入电源与所述负载的接通和断开。本实用新型所述的直流母线保护电路能够在小容值母线电容被击穿时，以及，在特殊的工作环境中母线正负极两端发生短路时，快速断开输入电源与负载，从而保护空调驱动板不被损坏，可靠性高；此外，该保护电路无需额外的电压或电流检测电路即可实现对母线电流的检测，大幅降低了电路的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型直流母线保护电路实施例一提供的结构示意图；
图2是本实用新型直流母线保护电路实施例二提供的结构示意图；
图3是本实用新型电路系统实施例一提供的结构示意图。
图中：1、检测模块；2、保护模块；3、第一开关管；4、第二开关管；5、负载；6、输入电源；7、保护电路。
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，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
图1是本实用新型直流母线保护电路实施例一提供的结构示意图。
如图1所示，本实施例所述的直流母线保护电路，包括：
检测模块1和保护模块2；
其中，所述检测模块1通过母线与负载5连接，用于检测流经母线的电信号；
所述保护模块2分别通过母线与输入电源6和所述检测模块1连接，用于根据所述电信号控制所述输入电源6与所述负载5的接通和断开。
本实施例所述的保护电路通过所述检测模块1检测流经母线的电流，所述电流输入所述保护模块2中，在正常情况下，即母线正负极不发生短路时，所述电流按照预定的方向流入所述保护模块2，所述保护模块2根据所述电流控制所述输入电源6与所述负载5的接通，使所述输入电源6为所述负载5供电；当母线正负极两端发生短路时，所述电流的流向与预定方向相反，所述电流流入所述保护模块2后，所述保护模块2控制所述输入电源6与所述负载5断开，停止为负载5供电，以保护负载5。
本实施例所述的直流母线保护电路能够在特殊的工作环境中母线正负极两端发生短路时，快速断开输入电源6与负载5，从而保护空调驱动板不被损坏，可靠性高；此外，该保护电路无需额外的电压或电流检测电路即可实现对母线电流的检测，大幅降低了电路的成本。
图2是本实用新型直流母线保护电路实施例二提供的结构示意图。
如图2所示，本实施例所述的直流母线保护电路，包括：
检测模块1和保护模块2；
其中，所述检测模块1通过母线与负载5连接，用于检测流经母线的电信号；
所述保护模块2分别通过母线与输入电源6和所述检测模块1连接，用于根据所述电信号控制所述输入电源6与所述负载5的接通和断开。
进一步的，所述保护模块2包括：
第一开关管3和第二开关管4；
所述第一开关管3的发射极通过母线与所述输入电源6的正极相连，所述第一开关管3的基极与所述第二开关管4的集电极相连，所述第一开关管3的集电极与所述第二开关管4的基极并联后与第一驱动信号端(图2中的门极(G))连接，所述第二开关管4的发射极分别与第二驱动信号端(图2中的阴极(C))和所述检测模块1相连。
进一步的，所述第一开关管3为PNP型三极管或PNP型场效应管；
所述第二开关管4为NPN型三极管或NPN型场效应管。
进一步的，所述检测模块1包括：
变压器和第一电容；
所述变压器的一次侧绕组的一端与所述第二开关管4的发射极相连，另一端与第一电容的负极相连；所述变压器的二次侧绕组的一端与所述第一电容的负极相连，另一端与通过母线与所述负载5相连；
所述变压器的一次侧绕组的一端与二次侧绕组的一端为同相端；
所述第一电容的正极分别通过母线与所述输入电源6的负极和所述负载5相连。
进一步的，在所述变压器的一次侧绕组的两端还反并联一个二极管。
进一步的，该保护电路还包括：
限流电阻；
所述限流电阻设置在所述第一电容的负极与所述变压器的一次侧绕组的另一端之间。
图2中，第一开关管3和第二开关管4串联在母线正极，D是在变压器一次侧绕组的反并联二极管，起续流作用；N1/N2是变压器一次侧、二次侧的闸数比；R是限流电阻，用于防止短路电流if过大损坏电第一容器C；iS是电源输入电流，iO是直流母线输出电流。本实施例所述的直流母线保护电路的目的就是在母线正负两端发生短路时，快速断开输入电源6与负载5，从而保护驱动板不被损坏。
本实施例所述保护电路的工作原理如下：
1、在正常工作时，通过给驱动信号端G极和C极提供一个正的电压脉冲信号，使得第二开关管4持续导通，与此同时第一开关管3也随之导通。输入电流通过第一开关管3和第二开关管4以及变压器一次侧后，以电流iO输出给外界的负载5，如压缩机。由于输入电流iS是直流电，因此不会在变压器二次侧出现感应电流，即使存在一些交流分量进入二次侧，也能通过第一电容C进行滤波处理。
2、当出现母线正负极两端短路时，此故障会在包含第一电容C和变压器二次侧级绕组的支路上产生冲击电流ic，冲击电流ic会随短路时间增加而增大，此电流会在变压器一侧产生感应电流，其方向与正常工作电流相反。
3、当从变压器一次侧感应出的电流逐渐上升时，会将流过第二开关管4的电流减小到零，从而使第一开关管3和第二开关管4都关断，进而实现快速断开输入电源6与负载5，从而保护驱动板不被损坏。
需要说明的是，在第一开关管3和第二开关管4截止后如果没有驱动信号会一直保持截止状态；在母线正负极两端正常情况下，当第一开关管3和第二开关管4一旦导通后即使没有驱动信号也能一直处于导通状态。
4、通过设置变压器闸数比N1/N2，就能改变一次侧感应电流的大小，从而使得该保护电路不会将负载5较大的变化而导致的瞬时冲击识别为短路故障。
本实施例所述的直流母线保护电路能够在小容值母线电容被击穿时，以及，在特殊的工作环境中母线正负极两端发生短路时，快速断开输入电源6与负载5，从而保护空调驱动板不被损坏，保护速度快，可靠性高；此外，该保护电路为硬件级保护，无需额外的电压或电流检测电路即可实现对母线电流的检测，大幅降低了电路的成本。
图3是本实用新型电路系统实施例一提供的结构示意图。
如图3所示，本实施例所述的电路系统，包括：
如前面任一项所述的保护电路7；以及，
与所述保护电路连接的负载5和输入电源6。
进一步的，所述电路系统还包括：
第二电容Cdc；
所述第二电容与所述负载5并联。
进一步的，所述电路系统为空调驱动系统。
图3中，第二电容Cdc是容值较小的直流母线电容。
本实施例所述的电路系统通过所述保护电路7能够实现在正常情况下，即母线正负极不发生短路时，控制所述输入电源6与所述负载5的接通，使所述输入电源6为所述负载5供电；在异常情况下，即母线正负极两端发生短路时，控制所述输入电源6与所述负载5断开，停止为负载5供电，以保护负载5。本实施例所述的电路系统在小容值母线电容被击穿时，或，在特殊的工作环境中母线正负极两端发生短路时，都能快速的将输入电源6与负载5断开，从而防止炸板。
本实施例所述的电路系统由于采用了该保护电路7，安全性和可靠性更强。
此外，本实用新型还提供了一种空调外机的实施方式，该实施方式中所述的空调外机，包括：
如图3所述的电路系统。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
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。
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)

1.一种直流母线保护电路，其特征在于，包括：
检测模块和保护模块；
其中，所述检测模块通过母线与负载连接，用于检测流经母线的电信号；
所述保护模块分别通过母线与输入电源和所述检测模块连接，用于根据所述电信号控制所述输入电源与所述负载的接通和断开；
所述保护模块包括：
第一开关管和第二开关管；
所述第一开关管的发射极通过母线与所述输入电源的正极相连，所述第一开关管的基极与所述第二开关管的集电极相连，所述第一开关管的集电极与所述第二开关管的基极并联后与第一驱动信号端连接，所述第二开关管的发射极分别与第二驱动信号端和所述检测模块相连；
所述检测模块包括：
变压器和第一电容；
所述变压器的一次侧绕组的一端与所述第二开关管的发射极相连，另一端与第一电容的负极相连；所述变压器的二次侧绕组的一端与所述第一电容的负极相连，另一端与通过母线与所述负载相连；
所述变压器的一次侧绕组的一端与二次侧绕组的一端为同相端；
所述第一电容的正极分别通过母线与所述输入电源的负极和所述负载相连。
2.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述第一开关管为PNP型三极管或PNP型场效应管；
所述第二开关管为NPN型三极管或NPN型场效应管。
3.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，在所述变压器的一次侧绕组的两端还反并联一个二极管。
4.根据权利要求1所述的保护电路，其特征在于，还包括：
限流电阻；
所述限流电阻设置在所述第一电容的负极与所述变压器的一次侧绕组的另一端之间。
5.一种电路系统，其特征在于，包括：
如权利要求1-4任一项所述的保护电路；以及，
与所述保护电路连接的负载和输入电源。
6.根据权利要求5所述的电路系统，其特征在于，还包括：
第二电容；
所述第二电容与所述负载并联。
7.根据权利要求5或6所述的电路系统，其特征在于，所述电路系统为空调驱动系统。
8.一种空调外机，其特征在于，包括：权利要求5-7任一项所述的电路系统。
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