專利名稱：壓縮機退磁保護電路及退磁保護方法和空調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，具體而言，涉及一種壓縮機退磁保護電路及退磁保護方法和空調(diào)器。
背景技術(shù)：
由于稀土價格的提升，造成變頻空調(diào)稀土永磁電機成本的大幅上升，為了盡量降低成本，在變頻空調(diào)器中，越來越多的使用采用鐵氧體磁鐵材料的電機，即鐵氧體永磁電機，相比于稀土永磁電機，鐵氧體永磁電機的退磁電流相對較小，如果防護措施不完善，可
能導(dǎo)致壓縮機在大電流情況下退磁，進而造成壓縮機性能下降，退磁嚴(yán)重時甚至?xí)p壞壓縮機。在現(xiàn)有技術(shù)中雖然提出了一些壓縮機退磁保護方案。目前所采用的壓縮機退磁保護電路大多是基于軟件中斷的處理方式或采用常規(guī)的智能功率模塊IPM(IntelligentPower Module,簡稱IPM)過流保護硬件電路的解決方案(如圖I所示)，但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)基于軟件中斷的處理方式退磁保護響應(yīng)速度慢；常規(guī)的智能功率模塊的保護方案采用的電器元件多，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、進而造成壓縮機退磁保護的保護點精度低。針對現(xiàn)有技術(shù)中的壓縮機退磁保護方案響應(yīng)速度慢、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種壓縮機退磁保護電路及退磁保護方法和空調(diào)器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的壓縮機退磁保護方案響應(yīng)速度慢、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種壓縮機退磁保護電路，包括電流采樣模塊，用于采集壓縮機的相電流；退磁保護模塊，與電流采樣模塊相連接，用于判斷電流采樣模塊采集到的相電流是否大于設(shè)定的電流值，并輸判斷信號；以及控制模塊，與退磁保護模塊相連接，用于接收判斷信號，并輸出與判斷信號相對應(yīng)的控制信號至壓縮機，以控制壓縮機運行或者停機。進一步地，退磁保護模塊包括比較器；第一濾波子模塊，連接于電流采樣模塊和比較器的輸入端之間；以及第二濾波子模塊，連接于比較器的輸出端和控制模塊之間。進一步地，電流采樣模塊包括第一電阻，第一端連接于三相繞組的第一電流端，第二端連接于第一濾波子模塊的輸入端；第二電阻，第一端連接于三相繞組的第二電流端，第二端連接于第一濾波子模塊的輸入端；以及第三電阻，第一端同時連接于三相繞組的第三電流端和第一濾波子模塊的輸入端，第二端接地。進一步地，第一濾波子模塊包括第一電容；以及第四電阻，第一端作為第一濾波子模塊的輸入端與電流采樣模塊連接，第二端連接于比較器的正相輸入端，并且第四電阻的第二端還經(jīng)由第一電容連接于地。進一步地，退磁保護模塊還包括第五電阻和第二電容，第五電阻的第一端和第二電容的第一端均連接于比較器的反相輸入端，第五電阻的第二端和第二電容的第二端均接地；第六電阻，第一端連接于比較器的反相輸入端，第二端連接于第一電源；以及第一二極管和第二二極管，其中，第一二極管的陽極端接地，第一二極管的陰極端和第二二極管的陽極端均連接至第一節(jié)點，第二二極管的陰極端連接至第二節(jié)點，其中，第一節(jié)點為第四電阻的第二端和比較器的正相輸入端之間的節(jié)點，第二節(jié)點為第六電阻的第二端和第一電源之間的節(jié)點。進一步地，控制模塊為智能功率模塊。進一步地，第二濾波子模塊包括第七電阻，第一端連接于比較器的輸出端，第二端連接于智能功率模塊的信號輸入端；以及第三電容，第一端連接于智能功率模塊的信號輸入端,第二端接地。進一步地，退磁保護模塊還包括第八電阻，第一端連接于比較器的輸出端，第二端連接于第二電源。進一步地，壓縮機退磁保護電路還包括溫度補償模塊，連接在第一電源與比較器 的反向輸入端之間，用于檢測壓縮機的溫度。進一步地，溫度補償模塊包括熱敏電阻，第一端與第一電源相連接；以及第九電阻，第一端與熱敏電阻的第二端相連接，第二端連接于比較器的反向輸入端。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種壓縮機退磁保護方法，包括電流采樣模塊采集壓縮機的相電流；退磁保護模塊判斷電流采樣模塊采集到的相電流是否大于設(shè)定的電流值，并輸出判斷信號；以及控制模塊接收判斷信號，并輸出與判斷信號相對應(yīng)的控制信號至壓縮機，以控制壓縮機運行或者停機，其中，若電流采樣模塊采集到的相電流大于設(shè)定的電流值，則退磁保護模塊輸出高電平信號，控制模塊接收高電平信號，并輸出與高電平信號相對應(yīng)的控制信號至壓縮機，以控制壓縮機停機，若電流采樣模塊采集到的相電流小于或等于設(shè)定的電流值，則退磁保護模塊輸出低電平信號，控制模塊接收低電平信號，并輸出與低電平信號相對應(yīng)的控制信號至壓縮機，以控制壓縮機運行。進一步地，通過以下公式確定設(shè)定的電流值
v R3j ccX R2 + R3
p ~ RS3 ，其中，Ip為設(shè)定的電流值，Vcc為退磁保護模塊中的第一電源的電壓，R2為退磁保護模塊中的第六電阻的阻值，R3為退磁保護模塊中的第五電阻的阻值，RS3為電流采樣模塊中的第三電阻的阻值。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種空調(diào)器，包括本發(fā)明上述內(nèi)容所提供的任一種壓縮機退磁保護電路。 通過本發(fā)明，采用包括以下結(jié)構(gòu)的壓縮機退磁保護電路電流采樣模塊，用于采集壓縮機的相電流；退磁保護模塊，與電流采樣模塊相連接，用于判斷電流采樣模塊采集到的相電流是否大于設(shè)定的電流值，并輸判斷信號；以及控制模塊，與退磁保護模塊相連接，用于接收判斷信號，并輸出控制信號至壓縮機，以控制壓縮機運行或者停機，通過采樣模塊對壓縮機的相電流進行采集，在壓縮機的相電流大于設(shè)定的電流值時，與采樣模塊相連接的退磁保護模塊及時輸出相應(yīng)的判斷信號至控制模塊，以使控制模塊控制壓縮機停轉(zhuǎn)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的壓縮機退磁保護方案響應(yīng)速度慢、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，進而達到了提高壓縮機退磁保護的響應(yīng)速度、簡化退磁保護電路結(jié)構(gòu)的效果。


構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的壓縮機退磁保護電路的具體電路原理圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的壓縮機退磁 保護電路的電路結(jié)構(gòu)框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的壓縮機退磁保護電路的具體電路原理圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的壓縮機退磁保護電路的具體電路原理圖；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的壓縮機退磁保護方法的流程圖。
具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的壓縮機退磁保護電路的電路結(jié)構(gòu)框圖，如圖2所示，該實施例的壓縮機退磁保護電路包括電流采樣模塊10、退磁保護模塊20和控制模塊30。電流采樣模塊10，用于采集壓縮機的相電流。退磁保護模塊20，與電流采樣模塊10相連接，用于判斷電流采樣模塊10采集到的相電流是否大于設(shè)定的電流值，并輸出判斷信號。具體地，若電流采樣模塊10采集到的相電流大于設(shè)定的電流值，則退磁保護模塊20輸出高電平信號；若電流采樣模塊10采集到的相電流小于或等于設(shè)定的電流值，則退磁保護模塊20輸出低電平信號?？刂颇K30，與退磁保護模塊20相連接，用于接收判斷信號，并輸出控制信號至壓縮機，以控制壓縮機運行或者停機。具體地，若退磁保護模塊20輸出高電平信號，則控制模塊30接收高電平信號，并輸出與高電平信號相對應(yīng)的控制信號至壓縮機，以控制壓縮機停機；若退磁保護模塊20輸出低電平信號，則控制模塊30接收低電平信號，并輸出與低電平信號相對應(yīng)的控制信號至壓縮機，以控制壓縮機運行。在該壓縮機退磁保護電路中，通過電流采樣模塊10對壓縮機的相電流進行采集，能夠及時判斷出壓縮機的相電流是否大于壓縮機的退磁保護電流(即，設(shè)定的電流值)，提高了壓縮機退磁保護的精度，在壓縮機的相電流大于設(shè)定的電流值時，與電流采樣模塊10相連接的退磁保護模塊20及時輸出相應(yīng)的判斷信號至控制模塊30，以使控制模塊30控制壓縮機停轉(zhuǎn)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的壓縮機退磁保護方案響應(yīng)速度慢、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，進而達到了提高壓縮機退磁保護的響應(yīng)速度、簡化退磁保護電路結(jié)構(gòu)和提高壓縮機退磁保護精度的效果。圖3是根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的壓縮機退磁保護電路的接線圖，如圖3所示，本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的壓縮機退磁保護電路包括電流采樣模塊10、退磁保護模塊20和控制模塊30。其中，控制模塊30為智能功率模塊IPM。電流采樣模塊10由三個電阻通過一定的連接關(guān)系構(gòu)成，其中，第一電阻RSl的第一端連接于三相繞組的第一電流端Iu，第二端與退磁保護模塊20中的第四電阻Rl相連接；第二電阻RS2的第一端連接于三相繞組的第二電流端Iv，第二端與退磁保護模塊20中的第四電阻Rl相連接；第三電阻RS3的第一端同時連接于三相繞組的第三電流端Iw和退磁保護模塊20中的第四電阻Rl的一端，第二端接地。采用此種結(jié)構(gòu)的采樣電路，由第三電阻RS3作為控制模塊30的總電流分流電阻，在第三電阻RS3上能夠采樣到任意時刻通過壓縮機三相繞組電流Iu、IV、Iw的合成電流I(t)，則通過第三電阻RS3兩端的電壓值U(t)=I (t) X RS3，此電壓信號通過差分信號線送往下一級電路。退磁保護模塊20中的第四電阻Rl作為退磁保護模塊20的輸入端與電流采樣模塊10相連接，在退磁保護模塊20中，第四電阻Rl和第一電容Cl構(gòu)成第一濾波子模塊(即，比較器前級濾波電路)，避免信號線上引入的高頻干擾使比較器發(fā)生誤翻轉(zhuǎn)，發(fā)生誤保護。第三電阻RS3上采樣的電壓信號U(t)通過此電路濾除高頻毛刺干擾后送到電壓比較器的同相輸入端。退磁保護模塊20中的第一二極管Dl的陽極端接地，第一二極管Dl的陰極端和第二二極管D2的陽極端均連接至第一節(jié)點，第二二極管D2的陰極端連接至第二節(jié)點，其中，第一節(jié)點為第四電阻Rl的第二端和比較器的正相輸入端之間的節(jié)點，第二節(jié)點為第六電 阻R2的第二端和第一電源Vcc之間的節(jié)點，通過第一二極管Dl和第二二極管D2可以濾除信號線上引入的脈沖噪聲，保護比較器。退磁保護參考電路由第六電阻R2、第五電阻R3和第二電容C2構(gòu)成，第六電阻R2連接第一電源Vcc，比較器反相輸入端由第六電阻R2和第五電阻R3分壓來輸入翻轉(zhuǎn)電壓Ul,比較器的電源輸入端連接電源Vccl，其中Ul = Vccxf ~~I ,
[R2 + R3 J第二電容C2用于濾除干擾，穩(wěn)定翻轉(zhuǎn)電壓。設(shè)電機發(fā)生退磁的電流為某一固定值I，壓縮機工作過程中檢測到的壓縮機相電流的最大峰值電流為Imax，退磁保護電流為IP，為避免退磁保護電路產(chǎn)生誤保護，則需滿足Ip > Imax，而為避免發(fā)生退磁，則需滿足Ip
<I,即，當(dāng)Imax、Ip和I三者滿足Imax < Ip < I時,退磁保護電路才能起到正常退磁保護的作用。則第一電源Vcc、第六電阻R2、第五電阻R3以及第三電阻RS3應(yīng)滿足的關(guān)系可以通過以下推導(dǎo)得出因為，比較器的翻轉(zhuǎn)電壓Ul滿足Ul = Vcc* I ~~I①
{R2 + R3 J又因為I > Ip > Imax，公式兩邊同乘以RS3，得到Imax*RS3 < IP*RS3 < I*RS3 ②根據(jù)電路原理，可設(shè)定退磁保護電流Ip為Ip =③
P RS3將①、③代入②，得Imax * RS3 < Vcc * |—————I < / * RS3
{R2 + R3 J由于，Imax可實驗得出，I為已知值，Vcc在實際電路中也是已知值，因此在進行壓縮機退磁保護時或者設(shè)計壓縮機退磁保護電路時，可通過對RS3、R2、R3的選型確定設(shè)定電流(即，退磁保護電流)的大小。第七電阻R6和第三電容C3構(gòu)成第二濾波子模塊(S卩，Cin濾波電路)，對由比較器輸出的高電平信號進行濾波，避免信號線上引入的高頻干擾使IPM模塊的Cin引腳誤檢測到高電平，從而發(fā)生誤保護。在第七電阻R6和比較器之間的節(jié)點連接有與第二電源Vcc2相連接的第八電阻R5。當(dāng)通過第三電阻RS3的相電流峰值超過設(shè)定的電流保護點時，比較器同相輸入端電壓高于反向輸入端的參考電壓，比較器輸出高電平信號，此信號經(jīng)過Cin濾波電路后置高IPM模塊的保護引腳Cin，IPM模塊立即關(guān)斷PWM脈寬調(diào)制(Pulse-Width Modulation,簡稱PWM)驅(qū)動信號抑制電流繼續(xù)升高，同時在Fo引腳輸出低電平到壓縮機驅(qū)動芯片，讓其停止對IPM模塊的PWM驅(qū)動信號輸出并進行保護停機。其中，IPM模塊即智能功率模塊，連接電機驅(qū)動元器件，自帶多種保護功能；Cin·引腳為IPM模塊上的一個保護功能引腳，當(dāng)它接收到高電平時候，IPM模塊自動關(guān)斷驅(qū)動信號，使電機停轉(zhuǎn)；Fo引腳為IPM模塊上的一個功能引腳，當(dāng)模塊檢測到過流以及欠壓時，此引腳自動輸出一段低電平。本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的壓縮機退磁保護電路可以根據(jù)鐵氧體壓縮機退磁電流I以及壓縮機的最大工作電流Imax值的大小，對各元器件參數(shù)進行選型，以調(diào)節(jié)保護電流的大小，實現(xiàn)精確保護。本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的壓縮機退磁保護電路解決了現(xiàn)有技術(shù)中的壓縮機退磁保護方案響應(yīng)速度慢、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，進而達到了提高壓縮機退磁保護的響應(yīng)速度、簡化電路結(jié)構(gòu)的效果。圖4是根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的壓縮機退磁保護電路的接線圖，如圖4所示，與本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的壓縮機退磁保護電路相比，二者區(qū)別在于，本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的壓縮機退磁保護電路還包括溫度補償模塊40，由熱敏電阻Rntc和第九電阻R4構(gòu)成，熱敏電阻Rntc和第九電阻R4二者串聯(lián)后，一端連接于第一電源Vcc，一端連接于比較器的反向輸入端。熱敏電阻Rntc為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻，S卩，該類型電阻的阻值隨溫度的升高而下降，本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的壓縮機退磁保護電路，通過熱敏電阻Rntc和第九電阻R4構(gòu)成退磁保護電路的溫度補償網(wǎng)絡(luò)。此時，由比較器反向輸入?yún)⒖键c電壓以及退磁保護電流計算公式知
fA
尺3
「00561 Ul = Vccx -，
L °」Rl X (Rntc + R4)
--1- R3
y R2-\- Rntc + 穴4 j因為，
「I rUlIp =-
RS3所以，
權(quán)利要求
1.一種壓縮機退磁保護電路，其特征在于，包括 電流采樣模塊，用于采集壓縮機的相電流； 退磁保護模塊，與所述電流采樣模塊相連接，用于判斷所述電流采樣模塊采集到的相電流是否大于設(shè)定的電流值，并輸出判斷信號；以及 控制模塊，與所述退磁保護模塊相連接，用于接收所述判斷信號，并輸出與所述判斷信號相對應(yīng)的控制信號至所述壓縮機，以控制所述壓縮機運行或者停機。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述退磁保護模塊包括 比較器； 第一濾波子模塊，連接于所述電流采樣模塊和所述比較器的輸入端之間；以及 第二濾波子模塊，連接于所述比較器的輸出端和所述控制模塊之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述電流采樣模塊包括 第一電阻，第一端連接于三相繞組的第一電流端，第二端連接于所述第一濾波子模塊的輸入端； 第二電阻，第一端連接于所述三相繞組的第二電流端，第二端連接于所述第一濾波子模塊的輸入端；以及 第三電阻，第一端同時連接于所述三相繞組的第三電流端和所述第一濾波子模塊的輸入端，弟~■端接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述第一濾波子模塊包括 第一電容；以及 第四電阻，第一端作為所述第一濾波子模塊的輸入端與所述電流采樣模塊連接，第二端連接于所述比較器的正相輸入端，并且所述第四電阻的第二端還經(jīng)由所述第一電容連接于地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述退磁保護模塊還包括 第五電阻和第二電容，所述第五電阻的第一端和所述第二電容的第一端均連接于所述比較器的反相輸入端，所述第五電阻的第二端和所述第二電容的第二端均接地；第六電阻，第一端連接于所述比較器的反相輸入端，第二端連接于第一電源；以及第一二極管和第二二極管，其中，所述第一二極管的陽極端接地，所述第一二極管的陰極端和所述第二二極管的陽極端均連接至第一節(jié)點，第二二極管的陰極端連接至第二節(jié)點，其中，所述第一節(jié)點為所述第四電阻的第二端和所述比較器的正相輸入端之間的節(jié)點，所述第二節(jié)點為所述第六電阻的第二端和所述第一電源之間的節(jié)點。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述控制模塊為智能功率模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述第二濾波子模塊包括 第七電阻，第一端連接于所述比較器的輸出端，第二端連接于所述智能功率模塊的信號輸入端；以及 第三電容，第一端連接于所述智能功率模塊的信號輸入端，第二端接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述退磁保護模塊還包括 第八電阻，第一端連接于所述比較器的輸出端，第二端連接于第二電源。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，還包括 溫度補償模塊，連接在所述第一電源與所述比較器的反向輸入端之間，用于檢測所述壓縮機的溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述溫度補償模塊包括 熱敏電阻，第一端與所述第一電源相連接；以及 第九電阻，第一端與所述熱敏電阻的第二端相連接，第二端連接于所述比較器的反向輸入端。
11.一種空調(diào)器，其特征在于，包括權(quán)利要求I至10中任一項所述的壓縮機退磁保護電路。
12.—種壓縮機退磁保護方法，其特征在于，包括 電流采樣模塊采集壓縮機的相電流； 退磁保護模塊判斷所述電流采樣模塊采集到的相電流是否大于設(shè)定的電流值，并輸出判斷信號；以及 控制模塊接收所述判斷信號，并輸出與所述判斷信號相對應(yīng)的控制信號至所述壓縮機，以控制所述壓縮機運行或者停機。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于， 退磁保護模塊判斷所述電流采樣模塊采集到的相電流是否大于設(shè)定的電流值，并輸出判斷信號包括若所述退磁保護模塊判定所述電流采樣模塊采集到的相電流大于設(shè)定的電流值，則所述退磁保護模塊輸出高電平信號；以及若所述退磁保護模塊判定所述電流采樣模塊采集到的相電流小于或等于設(shè)定的電流值，則所述退磁保護模塊輸出低電平信號，控制模塊接收所述判斷信號，并輸出與所述判斷信號相對應(yīng)的控制信號至所述壓縮機，以控制所述壓縮機運行或者停機包括若所述退磁保護模塊輸出所述高電平信號，則所述控制模塊接收所述高電平信號，并輸出與所述高電平信號相對應(yīng)的控制信號至所述壓縮機，以控制所述壓縮機停機；以及若所述退磁保護模塊輸出所述低電平信號，則所述控制模塊接收所述低電平信號，并輸出與所述低電平信號相對應(yīng)的控制信號至所述壓縮機，以控制所述壓縮機運行。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，通過以下公式確定設(shè)定的電流值
全文摘要
本發(fā)明公開了一種壓縮機退磁保護電路及退磁保護方法和空調(diào)器。其中，壓縮機退磁保護電路包括電流采樣模塊，用于采集壓縮機的相電流；退磁保護模塊，與電流采樣模塊相連接，用于判斷電流采樣模塊采集到的相電流是否大于設(shè)定的電流值，并輸出判斷信號；以及控制模塊，與退磁保護模塊相連接，用于接收判斷信號，并輸出與所述判斷信號相對應(yīng)的控制信號至壓縮機，以控制壓縮機運行或者停機。通過本發(fā)明，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的壓縮機退磁保護方案響應(yīng)速度慢、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，進而達到了提高壓縮機退磁保護的響應(yīng)速度、簡化退磁保護電路結(jié)構(gòu)的效果。
文檔編號H02H7/08GK102761103SQ201210045068
公開日2012年10月31日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月24日
發(fā)明者卓森慶, 游劍波, 鄭長春, 黃滔 申請人:珠海格力電器股份有限公司