一種空調器及其壓縮機退磁保護電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種空調器及其壓縮機退磁保護電路。本實用新型由參考電壓生成模塊根據室外環(huán)境溫度輸出相應的參考電壓信號至電壓比較模塊，電壓比較模塊將電流采樣模塊輸出的采樣電壓信號與參考電壓信號進行比較，并根據比較結果輸出相應的保護電平信號以驅動智能功率模塊相應地控制壓縮機運行或停機，從而在兼容不同壓縮機型號的情況下，當壓縮機在某個室外環(huán)境溫度時的相電流不小于退磁電流，則會控制壓縮機停機，以對壓縮機實現有效的退磁保護。
【專利說明】一種空調器及其壓縮機退磁保護電路
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電路領域，尤其涉及一種空調器及其壓縮機退磁保護電路。
【背景技術】
[0002]空調器所用的壓縮機在工作于高溫、低溫或者大電流環(huán)境下會出現退磁現象，SP壓縮機的電機轉子的永久磁鐵的磁通量降低，而由于壓縮機的工作電流在此時會升高，所以退磁現象會使壓縮機因過流而運轉異常，則空調器因此而不能正常工作。
[0003]因此，現有的空調驅動電路都有壓縮機電流保護功能，如壓縮機中常用的智能功率模塊(IPM, Intelligent Power Module)就具有驅動電流保護功能,其通過設定壓縮機的工作電流保護值，在壓縮機出現過流時，由智能功率模塊停止對壓縮機驅動以避免因壓縮機退磁而造成的故障。壓縮機的工作電流保護值是與工作的環(huán)境溫度相關的，壓縮機在高溫條件下的工作電流保護值要比低溫條件下的工作電流保護值高。在傳統(tǒng)的壓縮機電流保護電路中，壓縮機的工作電流保護值是固定的，通常設定為低溫條件下的工作電流保護值，以保證壓縮機工作在低溫條件下不發(fā)生退磁現象，在正常溫度且尚未達到高溫條件時，會導致壓縮機的工作電流保護值過低，從而致使智能功率模塊不能輸出更大的電流驅動壓縮機，則會使壓縮機在正常溫度條件下的性能得不到有效的提升。針對該問題，現有技術提出了一種壓縮機過流保護方案，其壓縮機的工作電流保護值可隨著溫度的變化而變化，其具體通過采用具有熱敏電阻的溫度補償模塊實現，然而，具有熱敏電阻的溫度補償模塊在實際工作時，由于其對參考電壓的補償有限和精度不高，并且由于不同類型的壓縮機的退磁電流變化規(guī)律不一樣，該方案無法兼容不同類型的壓縮機退磁電流變化規(guī)律，則有可能會造成無法對壓縮機實現有效的退磁保護的問題。
實用新型內容
[0004]本實用新型的目的在于提供一種壓縮機退磁保護電路，旨在解決現有技術所存在的對不同類型的壓縮機的兼容性差而導致無法對壓縮機實現有效的退磁保護的問題。
[0005]本實用新型是這樣實現的，一種壓縮機退磁保護電路，包括電流采樣模塊、電壓比較模塊及智能功率模塊，所述電流采樣模塊對壓縮機的相電流進行采樣并輸出相應的采樣電壓信號至所述電壓比較模塊的第一輸入端，所述智能功率模塊對所述壓縮機的工作狀態(tài)進行控制；
[0006]所述壓縮機退磁保護電路還包括參考電壓生成模塊；
[0007]所述參考電壓生成模塊的輸出端連接所述電壓比較模塊的第二輸入端，所述電壓比較模塊的輸出端連接所述智能功率模塊的保護觸發(fā)電壓檢測端口；
[0008]所述參考電壓生成模塊根據室外環(huán)境溫度輸出相應的參考電壓信號至所述電壓比較模塊，所述電壓比較模塊將所述采樣電壓信號與所述參考電壓信號進行比較，并根據比較結果輸出相應的保護電平信號驅動所述智能功率模塊相應地控制壓縮機運行或停機。
[0009]本實用新型的另一目的還在于提供一種空調器，其包括壓縮機以及上述的壓縮機退磁保護電路。
[0010]本實用新型通過在具有電流采樣模塊、電壓比較模塊及智能功率模塊的壓縮機退磁保護電路中采用參考電壓生成模塊，由參考電壓生成模塊根據室外環(huán)境溫度輸出相應的參考電壓信號至電壓比較模塊，電壓比較模塊將電流采樣模塊輸出的采樣電壓信號與參考電壓信號進行比較，并根據比較結果輸出相應的保護電平信號以驅動智能功率模塊相應地控制壓縮機運行或停機，從而在兼容不同壓縮機型號的情況下，當壓縮機在某個室外環(huán)境溫度時的相電流不小于退磁電流，則會控制壓縮機停機，以對壓縮機實現有效的退磁保護。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型實施例提供的壓縮機退磁保護電路的模塊結構圖；
[0012]圖2是本實用新型實施例所涉及的鐵氧體壓縮機的溫度-退磁電流對應關系曲線圖；
[0013]圖3是本實用新型實施例所涉及的稀土壓縮機的溫度-退磁電流對應關系曲線圖；
[0014]圖4是本實用新型實施例提供的壓縮機退磁保護方法的實現流程圖；
[0015]圖5是本實用新型實施例提供的壓縮機退磁保護電路的示例電路結構圖；
[0016]圖6是本實用新型實施例提供的壓縮機退磁保護電路的另一示例電路結構圖；
[0017]圖7是本實用新型另一實施例提供的壓縮機退磁保護電路的示例電路結構圖；
[0018]圖8是本實用新型另一實施例提供的壓縮機退磁保護電路的示例電路結構圖；
[0019]圖9是本實用新型另一實施例提供的壓縮機退磁保護電路的示例電路結構圖；
[0020]圖10是本實用新型另一實施例提供的與圖7對應的壓縮機退磁保護電路的示例電路結構圖；
[0021]圖11是本實用新型另一實施例提供的與圖8對應的壓縮機退磁保護電路的示例電路結構圖；
[0022]圖12是本實用新型另一實施例提供的與圖9對應的壓縮機退磁保護電路的示例電路結構圖；
[0023]圖13是圖7至圖12所示的壓縮機退磁保護電路所涉及的脈寬調制信號與參考電壓信號的波形圖。
[0024]圖14是本實用新型其他實施例提供的壓縮機退磁保護電路的模塊結構圖；
[0025]圖15是本實用新型其他實施例提供的壓縮機退磁保護方法的實現流程圖；
[0026]圖16是圖14所示的壓縮機退磁保護電路的示例電路結構圖；
[0027]圖17是圖14所示的壓縮機退磁保護電路的示例電路結構圖；
[0028]圖18是圖14所示的壓縮機退磁保護電路的另一示例電路結構圖；
[0029]圖19是圖18所示的壓縮機退磁保護電路的具體示例電路結構圖；
[0030]圖20是圖18所示的壓縮機退磁保護電路的具體示例電路結構圖；
[0031]圖21是與圖18對應的壓縮機退磁保護電路的另一示例電路結構圖；
[0032]圖22是與圖19對應的壓縮機退磁保護電路的具體示例電路結構圖；
[0033]圖23是與圖20對應的壓縮機退磁保護電路的具體示例電路結構圖。
【具體實施方式】
[0034]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0035]圖1示出了本實用新型實施例提供的壓縮機退磁保護電路的模塊結構，為了便于說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分，詳述如下:
[0036]本實用新型實施例提供的壓縮機退磁保護電路100包括電流采樣模塊101、電壓比較模塊102及智能功率模塊103，電流采樣模塊101對壓縮機200的相電流進行采樣并輸出相應的米樣電壓信號至電壓比較模塊102的第一輸入端,智能功率模塊103對壓縮機200的工作狀態(tài)進行控制。
[0037]壓縮機退磁保護電路100還包括參考電壓生成模塊104。
[0038]參考電壓生成模塊104的輸出端連接電壓比較模塊102的第二輸入端，電壓比較模塊102的輸出端連接智能功率模塊103的保護觸發(fā)電壓檢測端口 CIN。
[0039]參考電壓生成模塊104根據室外環(huán)境溫度輸出相應的參考電壓信號至電壓比較模塊102，電壓比較模塊102將上述的采樣電壓信號與上述的參考電壓信號進行比較，并根據比較結果輸出相應的保護電平信號驅動智能功率模塊103相應地控制壓縮機200運行或停機。
[0040]其中，參考電壓生成模塊104具體是對室外環(huán)境溫度進行檢測，并根據預設壓縮機型號信息所對應的溫度-退磁電流對應關系獲取與當前室外環(huán)境溫度相對應的退磁電流值，再根據該退磁電流值生成參考電壓信號。此處所涉及的預設壓縮機型號信息是壓縮機出廠前已預先設定的，或者是用戶在使用空調器時，根據說明書的指示通過遙控器或空調器控制面板從預先設定的壓縮機型號數據庫中進行選擇；溫度-退磁電流對應關系是與預設壓縮機型號信息相匹配且預先存儲在參考電壓生成模塊104中的溫度與退磁電流相關聯的數據庫；退磁電流是指壓縮機在某個室外環(huán)境溫度下出現退磁現象時的工作電流。
[0041]不同類型的壓縮機的退磁電流跟隨溫度變化的規(guī)律是不同的，以鐵氧體為磁性材料的壓縮機(簡稱鐵氧體壓縮機)的溫度-退磁電流對應關系曲線和以稀土為磁性材料的壓縮機(簡稱稀土壓縮機)的溫度-退磁電流對應關系曲線是完全相反的。圖2所示的是鐵氧體壓縮機的溫度-退磁電流對應關系曲線，圖3所示的是稀土壓縮機的溫度-退磁電流對應關系曲線，從圖2可知，鐵氧體壓縮機的退磁電流與室外環(huán)境溫度是呈正比關系，而從圖3可知，稀土壓縮機的退磁電流與室外環(huán)境溫度是呈反比關系，而且從圖2和圖3可知，采用同一種磁性材料的不同型號的壓縮機(如圖2中的壓縮機I和壓縮機2，圖3中的壓縮機3和壓縮機4)的溫度-退磁電流對應關系曲線也會有所區(qū)別。所以，為了能夠兼容對不同型號的壓縮機實現退磁保護，本實用新型實施例通過參考電壓生成模塊104根據室外環(huán)境溫度和預設壓縮機型號信息確定所要輸出的參考電壓信號，從而能夠準確地對不同型號的壓縮機實現退磁保護，保證壓縮機工作時的相電流維持在當前室外環(huán)境溫度對應的退磁電流范圍之內。
[0042]基于上述的壓縮機退磁保護電路，本實用新型實施例還提供了一種壓縮機退磁保護方法，如圖4所示，其包括以下步驟:
[0043]S1.參考電壓生成模塊104根據室外環(huán)境溫度輸出相應的參考電壓信號至電壓比較模塊102 ；
[0044]S2.電壓比較模塊102將電流米樣模塊101輸出的米樣電壓信號與參考電壓生成模塊104輸出的參考電壓信號進行比較，并根據比較結果輸出相應的保護電平信號驅動智能功率模塊103相應地控制壓縮機200運行或停機。
[0045]其中，步驟SI具體為:
[0046]參考電壓生成模塊104對室外環(huán)境溫度進行檢測，并根據預設壓縮機型號信息所對應的溫度-退磁電流對應關系獲取與當前室外環(huán)境溫度相對應的退磁電流值，再根據退磁電流值生成相應的參考電壓信號。此處根據退磁電流值生成相應的參考電壓信號具體是根據參考電壓生成模塊104內部預先設定的退磁電流-參考電壓對應關系或者電流電壓對應算法生成與退磁電流值對應的參考電壓信號。
[0047]步驟S2中根據比較結果輸出相應的電平信號的步驟具體為:
[0048]當電流米樣模塊101輸出的米樣電壓信號不小于參考電壓生成模塊104輸出的參考電壓信號時，電壓比較模塊102輸出高電平；
[0049]當電流米樣模塊101輸出的米樣電壓信號小于參考電壓生成模塊104輸出的參考電壓信號時，電壓比較模塊102輸出低電平。
[0050]對于上述的智能功率模塊103控制壓縮機200運行或停機，具體是指:當壓縮機的相電流不小于當前室外環(huán)境溫度所對應的退磁電流時，電壓比較模塊102會輸出高電平，則此時保護電平信號為高電平，智能功率模塊103根據該高電平控制壓縮機200停機以達到對壓縮機200實現退磁保護的目的；當壓縮機的相電流小于當前室外環(huán)境溫度所對應的退磁電流時，電壓比較模塊102會輸出低電平，則此時保護電平信號為低電平，智能功率模塊103根據該低電平控制壓縮機200正常運行，則壓縮機200工作時的相電流可以處于不超過退磁電流的最大值，進而使壓縮機200可以按照最大功率運行以達到輸出能力最大化。圖5示出了本實用新型實施例提供的壓縮機退磁保護電路的示例電路結構，為了便于說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分，詳述如下:
[0051]電流采樣模塊101包括第一電阻Rl，第一電阻Rl的第一端接入壓縮機200的三相電流(Iu、Iv及Iw)，并連接電壓比較模塊102的第一輸入端，第一電阻Rl的第二端接等電勢地。由第一電阻Rl對壓縮機200的三相電流進行采樣并生成相應的采樣電壓信號。
[0052]電壓比較模塊102包括:
[0053]第二電阻R2、第一比較器ICl及第三電阻R3 ；
[0054]第二電阻R2的第一端為電壓比較模塊102的第一輸入端，第二電阻R2的第二端連接第一比較器ICl的同相輸入端，第一比較器ICl的反相輸入端為電壓比較模塊102的第二輸入端，第一比較器ICl的正電源端和負電源端分別連接第一直流電源VCCl(如+3.3V直流電源)和地，第一比較器ICl的輸出端連接第三電阻R3的第一端，第三電阻R3的第二端為電壓比較模塊102的輸出端。
[0055]智能功率模塊103為現有的包含控制器和上下橋臂開關管的智能功率模塊(即IPM)。
[0056]參考電壓生成模塊104包括:
[0057]第一溫度傳感器S1、第一微控制器IC2、數模轉換芯片IC3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一基準電壓源芯片IC4以及第六電阻R6 ；
[0058]第一溫度傳感器SI的輸出端連接第一微控制器IC2的輸入輸出端I/O,第一微控制器IC2的數據信號端SDA和時鐘信號端SCL分別連接數模轉換芯片IC3的數據信號端SDA和時鐘信號端SCL，數模轉換芯片IC3的地址端ADRO和接地端GND共接于地，數模轉換芯片IC3的輸出端Vout為參考電壓生成模塊104的輸出端，數模轉換芯片IC3的參考電壓端VA與第一基準電壓源芯片IC4的陰極、第四電阻R4的第一端及第五電阻R5的第一端共接于第二直流電源VCC2 (如+3V直流電源)，第四電阻R4的第二端連接第一直流電源VCCl(如+3.3V直流電源),第五電阻R5的第二端與第六電阻R6的第一端共接于第一基準電壓源芯片IC4的調整極，第六電阻R6的第二端連接第一基準電壓源芯片IC4的陽極。其中，第一微控制器IC2具體可以是單片機、ARM處理器或者其他具備數據邏輯處理能力的可編程控制器；數模轉換芯片IC3具體可以是型號為DAC081C081的8位DAC轉換芯片；第一基準電壓源芯片IC4具體可以是型號為TL431的基準電壓源。
[0059]此外，在圖5所示的基礎上，電壓比較模塊102還可以進一步包括第一電容Cl和第二電容C2,如圖6所不,第一電容Cl連接于第一比較器ICl的同相輸入端與地之間,第二電容C2連接于第一比較器ICl的反相輸入端與地之間；由第一電容Cl和第二電容C2分別對第一比較器ICl的同相輸入端和反相輸入端所輸入的信號進行延時和濾波處理。
[0060]以下結合具體實例對上述的壓縮機退磁電路的工作原理進行說明:
[0061]假設第一電阻Rl的阻值為ΙΟπιΩ，第一直流電源VCCl的輸出電壓為3.3V，則第一比較器ICl的工作電壓和第一基準電壓源芯片IC4的工作電壓均為3.3V，第二直流電源VCC2的輸出電壓為3V，則數模轉換芯片IC3(此處采用型號為DAC081C081的8位DAC轉換芯片)的參考電壓為3V ;壓縮機200的型號為圖3所示的壓縮機3。
[0062]當壓縮機200開始工作時，第一微控制器IC2通過第一溫度傳感器SI對室外環(huán)境溫度進行檢測，同時，第一微控制器IC2根據預設壓縮機信號信息確定溫度-退磁電流對應關系曲線，如果壓縮機200的工作在A點，則此時的室外環(huán)境溫度為70°C，對應的退磁電流為24A，當壓縮機200的相電流不小于24A時，就需要對壓縮機200實現退磁保護，在壓縮機200以24A的相電流工作時，則第一電阻Rl上產生的電壓為24ΑΧ10πιΩ=0.24V，由于數模轉換芯片IC3的參考電壓為3V，根據該芯片的內部工作原理，其輸出電壓可以是O?3V中的任意電壓值，且最小單位電壓為3V/28=0.0117V，根據上述24A在第一電阻Rl上所形成的電壓0.24V，則在第一微控制器IC2中預先設定的退磁電流-參考電壓對應關系中，退磁電流24A對應20個最小單位電壓，即0.0117VX20=0.234V，其是小于0.24V且最接近0.24V的電壓值，所以在實際情況下，0.234V就是根據圖3所示的壓縮機3所設定的參考電壓信號，第一微控制器IC2將發(fā)送數據(即20)至數模轉換芯片IC3，從而使數模轉換芯片IC3輸出0.234V的參考電壓信號至第一比較器ICl的反相輸入端。因此，在壓縮機200的運行過程中，如果第一電阻Rl的電壓不小于0.234V(即壓縮機200工作時的相電流不小于退磁電流24A)，則第一比較器ICl會輸出高電平信號，該高電平信號進入智能功率模塊103的保護觸發(fā)電壓檢測端口 CIN，從而使智能功率模塊103關閉壓縮機，從而使壓縮機200不出現退磁現象，實現了退磁保護，同時使壓縮機200工作時的相電流可以處于不超過退磁電流的最大值，進而使壓縮機200可以按照最大功率運行以達到輸出能力最大化。
[0063]圖7示出了本實用新型另一實施例提供的壓縮機退磁保護電路的示例電路結構，其中，電流采樣模塊101、電壓比較模塊102及智能功率模塊103均與圖5所示的相同，因此不再贅述。
[0064]對于參考電壓生成模塊104，其包括:
[0065]第二溫度傳感器S2、第二微控制器IC5、第七電阻R7、第八電阻R8、開關管1041、第二基準電壓源芯片IC6、第九電阻R9、第十電阻RlO以及第三電容C3 ；
[0066]第二溫度傳感器S2的輸出端連接第二微控制器IC5的輸入輸出端I/O,第二微控制器IC5的數據信號端SDA連接第七電阻R7的第一端，第七電阻R7的第二端與第八電阻R8的第一端共接于開關管1041的輸入端，開關管1041的接地端與第八電阻R8的第二端及第二基準電壓源芯片IC6的陽極共接于地，開關管1041的輸出端與第九電阻R9的第一端、第十電阻RlO的第一端、第二基準電壓源芯片IC6的陰極和調整極共接于第二直流電源VCC2 (如+2.5V直流電源)，第九電阻R9的第二端連接第一直流電源VCCl (如+3.3V直流電源)，第十電阻RlO的第二端與第三電容C3的第一端的共接點為參考電壓生成模塊104的輸出端，第三電容C3的第二端接地。
[0067]其中，第二微控制器IC5具體可以是單片機、ARM處理器或者其他具備數據邏輯處理能力的可編程控制器；第二基準電壓源芯片IC6具體可以是型號為TL431的基準電壓源；開關管1041具體可以是NMOS管或NPN型三極管，當開關管1041為NMOS管NI，如圖8所示，NMOS管NI的柵極、漏極及源極分別為開關管1041的輸入端、輸出端及接地端；當開關管1041為NPN型三極管Ql時，如圖9所示，NPN型三極管Ql的基極、集電極及發(fā)射極分別為開關管1041的輸入端、輸出端及接地端。
[0068]另外，基于圖7、圖8及圖9所示的壓縮機退磁保護電路，電壓比較模塊102還包括第四電容C4，分別如圖10、圖11及圖12所示(分別對應圖7、圖8及圖9)，第四電容C4連接于第一比較器ICl的同相輸入端與地之間，由第四電容C4對第一比較器ICl的同相輸入端所輸入的信號進行延時和濾波處理。
[0069]以下結合具體實例對上述的壓縮機退磁電路的工作原理進行說明:
[0070]假設第一電阻Rl的阻值為20πιΩ，第一直流電源VCCl的輸出電壓為3.3V，第二直流電源VCC2的輸出電壓為2.5V，壓縮機200的型號為圖2所示的壓縮機I。當壓縮機200開始工作時，第二微控制器IC5通過第二溫度傳感器S2對室外環(huán)境溫度進行檢測，同時，第二微控制器IC5根據預設壓縮機信號信息確定溫度-退磁電流對應關系曲線，如圖2所示，如果室外環(huán)境溫度為-10°C，則退磁電流為10A，第一電阻Rl上產生的電壓為1AX 20mΩ =0.2V，所以，在出廠前，第二微控制器IC5中就會內置有I (退磁電流)XRl的電流電壓對應算法以得到參考電壓信號的電壓值。那么，在室外環(huán)境溫度為-1o°c時，退磁電流1A對應0.2V的參考電壓信號，則第二微控制器IC5根據0.2V從預設的電壓-PWM對應關系中得到需要輸出的脈寬調制信號的周期和脈寬值分別為ImS和50us，并以此輸出該脈寬調制信號以驅動開關管1041 (圖8和圖11中的NMOS管NI，圖9和圖12中的NPN型三極管Ql)按照50us的脈寬值實現開關動作，從而得以輸出相應的脈沖信號，最后由第十電阻RlO和第三電容C3組成的積分電路對該脈沖信號進行整形后得到0.2V的參考電壓信號(脈寬調制信號與參考電壓信號的波形如圖13所示)，并輸出至第一比較器ICl的反相輸入端。因此，在壓縮機200的運行過程中，如果第一電阻Rl的電壓不小于0.2V (即壓縮機200工作時的相電流不小于退磁電流10A)，則第一比較器ICl會輸出高電平信號，該高電平信號進入智能功率模塊103的保護觸發(fā)電壓檢測端口 CIN，從而使智能功率模塊103關閉壓縮機，從而使壓縮機200不出現退磁現象，實現了退磁保護，同時使壓縮機200工作時的相電流可以處于不超過退磁電流的最大值，進而使壓縮機200可以按照最大功率運行以達到輸出能力最大化。
[0071]另外，在本實用新型其他實施例中，如圖14所示，壓縮機退磁保護電路還包括信號整形模塊105,信號整形模塊105的輸入端和輸出端分別連接電壓比較模塊102的輸出端和智能功率模塊103的的保護觸發(fā)電壓檢測端口 CIN，信號整形模塊105對電壓比較模塊102輸出的保護電平信號進行信號整形處理后輸出至智能功率模塊103。
[0072]具體地，信號整形模塊105是對電壓比較模塊102輸出的保護電平信號進行放大、隔離及反相處理后輸出至智能功率模塊103。
[0073]基于圖14所示的壓縮機退磁保護電路，本實用新型其他實施例還提供了一種壓縮機退磁保護方法，如圖15所示，其包括以下步驟:
[0074]Sll.參考電壓生成模塊104根據室外環(huán)境溫度輸出相應的參考電壓信號至電壓比較模塊102 ；
[0075]S12.電壓比較模塊102將電流采樣模塊101輸出的采樣電壓信號與參考電壓生成模塊104輸出的參考電壓信號進行比較，并根據比較結果輸出相應的保護電平信號至信號整形模塊105 ；
[0076]S13.信號整形模塊105對電壓比較模塊102所輸出的保護電平信號進行信號整形處理后輸出以驅動智能功率模塊103相應地控制壓縮機200運行或停機。
[0077]其中，步驟Sll具體為:
[0078]參考電壓生成模塊104對室外環(huán)境溫度進行檢測，并根據預設壓縮機型號信息所對應的溫度-退磁電流對應關系獲取與當前室外環(huán)境溫度相對應的退磁電流值，再根據退磁電流值生成相應的參考電壓信號。此處根據退磁電流值生成相應的參考電壓信號具體是根據參考電壓生成模塊104內部預先設定的退磁電流-參考電壓對應關系或者電流電壓對應算法生成與退磁電流值對應的參考電壓信號。
[0079]步驟S12中根據比較結果輸出相應的保護電平信號的步驟具體為:
[0080]當電流米樣模塊101輸出的米樣電壓信號不小于參考電壓生成模塊104輸出的參考電壓信號時，電壓比較模塊102輸出低電平；
[0081]當電流米樣模塊101輸出的米樣電壓信號小于參考電壓生成模塊104輸出的參考電壓信號時，電壓比較模塊102輸出高電平。
[0082]步驟S13具體為:
[0083]如果電壓比較模塊102輸出低電平，則信號整形模塊105對該低電平進行放大、隔離及反相處理后輸出高電平以驅動智能功率模塊103相應地控制壓縮機200停機；
[0084]如果電壓比較模塊102輸出高電平，則信號整形模塊105對該高電平進行放大、隔離及反相處理后輸出低電平以驅動智能功率模塊103相應地控制壓縮機200運行。
[0085]圖16示出了圖14所示的壓縮機退磁保護電路的示例電路結構，其中，電流采樣模塊101、智能功率模塊103及參考電壓生成模塊104均與圖5所示的相同，因此不再贅述。
[0086]對于電壓比較模塊102，其包括:
[0087]第^^一電阻R11、第二比較器ICll及第十二電阻R12 ；
[0088]第H 電阻Rll的第一端為電壓比較模塊102的第一輸入端,第^ 電阻Rll的第二端連接第二比較器ICll的反相輸入端，第二比較器ICll的同相輸入端為電壓比較模塊102的第二輸入端，第二比較器ICll的正電源端和負電源端分別連接第一直流電源VCCl(如+3.3V直流電源)和地，第二比較器ICll的輸出端連接第十二電阻R12的第一端，第十二電阻R12的第二端為電壓比較模塊102的輸出端。
[0089]對于信號整形模塊105，其包括:
[0090]第十三電阻R13、PNP型三極管Q2及第十四電阻R14 ；
[0091]第十三電阻R13的第一端與PNP型三極管Q2的基極的共接點為信號整形模塊105的輸入端，第十三電阻R13的第二端與PNP型三極管Q2的發(fā)射極共接于第一直流電源VCCl(如+3.3V直流電源)，PNP型三極管Q2的集電極與第十四電阻R14的第一端的共接點為信號整形模塊105的輸出端，第十四電阻R14的第二端接地。
[0092]此外，在圖16所示的基礎上，電壓比較模塊102還可以進一步包括第五電容C5和第六電容C6,如圖17所不,第五電容C5連接于第二比較器ICll的反相輸入端與地之間,第六電容C6連接于第二比較器ICll的同相輸入端與地之間；由第五電容C5和第六電容C6分別對第二比較器ICll的反相輸入端和同相輸入端所輸入的信號進行延時和濾波處理。
[0093]以下結合具體實例對上述的壓縮機退磁電路的工作原理進行說明:
[0094]假設第一電阻Rl的阻值為ΙΟπιΩ，第一直流電源VCCl的輸出電壓為3.3V，則第一比較器ICl的工作電壓和第一基準電壓源芯片IC4的工作電壓均為3.3V，第二直流電源VCC2的輸出電壓為3V，則數模轉換芯片IC3(此處采用型號為DAC081C081的8位DAC轉換芯片)的參考電壓為3V ;壓縮機200的型號為圖3所示的壓縮機3。
[0095]當壓縮機200開始工作時，第一微控制器IC2通過第一溫度傳感器SI對室外環(huán)境溫度進行檢測，同時，第一微控制器IC2根據預設壓縮機信號信息確定溫度-退磁電流對應關系曲線，如果壓縮機200的工作在A點，則此時的室外環(huán)境溫度為70°C，對應的退磁電流為24A，當壓縮機200的相電流不小于24A時，就需要對壓縮機200實現退磁保護，在壓縮機200以24A的相電流工作時，則第一電阻Rl上產生的電壓為24ΑΧ10πιΩ=0.24V，由于數模轉換芯片IC3的參考電壓為3V，根據該芯片的內部工作原理，其輸出電壓可以是O?3V中的任意電壓值，且最小單位電壓為3V/28=0.0117V，根據上述24A在第一電阻Rl上所形成的電壓0.24V，則在第一微控制器IC2中預先設定的退磁電流-參考電壓對應關系中，退磁電流24A對應20個最小單位電壓，即0.0117VX20=0.234V，其是小于0.24V且最接近0.24V的電壓值，所以在實際情況下，0.234V就是根據圖3所示的壓縮機3所設定的參考電壓信號，第一微控制器IC2將發(fā)送數據(即20)至數模轉換芯片IC3，從而使數模轉換芯片IC3輸出0.234V的參考電壓信號至第二比較器ICll的同相輸入端。因此，在壓縮機200的運行過程中，如果第一電阻Rl的電壓不小于0.234V(即壓縮機200工作時的相電流不小于退磁電流24A)，則第二比較器ICll會輸出低電平信號至信號整形模塊105，經過信號整形模塊105進行放大、隔離及反相處理后得到高電平信號，該高電平信號進入智能功率模塊103的保護觸發(fā)電壓檢測端口 CIN，從而使智能功率模塊103關閉壓縮機，從而使壓縮機200不出現退磁現象，實現了退磁保護，同時使壓縮機200工作時的相電流可以處于不超過退磁電流的最大值，進而使壓縮機200可以按照最大功率運行以達到輸出能力最大化。
[0096]圖18示出了圖14所示的壓縮機退磁保護電路的另一示例電路結構，其中，電流采樣模塊101、電壓比較模塊102、智能功率模塊103均與圖16所示的相同，因此不再贅述。
[0097]對于參考電壓生成模塊104，其與圖7所示的相同，其中，第二微控制器IC5具體可以是單片機、ARM處理器或者其他具備數據邏輯處理能力的可編程控制器；第二基準電壓源芯片IC6具體可以是型號為TL431的基準電壓源；開關管1041具體可以是NMOS管或NPN型三極管，當開關管1041為NMOS管NI，如圖19所示，NMOS管NI的柵極、漏極及源極分別為開關管1041的輸入端、輸出端及接地端；當開關管1041為NPN型三極管Ql時，如圖20所示，NPN型三極管Ql的基極、集電極及發(fā)射極分別為開關管1041的輸入端、輸出端及接地端。
[0098]另外，基于圖18、圖19及圖20所示的壓縮機退磁保護電路，電壓比較模塊102還包括第七電容C7，分別如圖21、圖22及圖23所示(分別對應圖18、圖19及圖20)，第七電容C7連接于第二比較器ICll的反相輸入端與地之間，由第七電容C7對第二比較器ICll的反相輸入端所輸入的信號進行延時和濾波處理。
[0099]以下結合具體實例對上述的壓縮機退磁電路的工作原理進行說明:
[0100]假設第一電阻Rl的阻值為20πιΩ，第一直流電源VCCl的輸出電壓為3.3V，第二直流電源VCC2的輸出電壓為2.5V，壓縮機200的型號為圖2所示的壓縮機I。當壓縮機200開始工作時，第二微控制器IC5通過第二溫度傳感器S2對室外環(huán)境溫度進行檢測，同時，第二微控制器IC5根據預設壓縮機信號信息確定溫度-退磁電流對應關系曲線，如圖2所示，如果室外環(huán)境溫度為-10°C，則退磁電流為10A，第一電阻Rl上產生的電壓為1AX 20mΩ =0.2V，所以，在出廠前，第二微控制器IC5中就會內置有I (退磁電流)XRl的電流電壓對應算法以得到參考電壓信號的電壓值。那么，在室外環(huán)境溫度為-1o°c時，退磁電流1A對應0.2V的參考電壓信號，則第二微控制器IC5根據0.2V從預設的電壓-PWM對應關系中得到需要輸出的脈寬調制信號的周期和脈寬值分別為ImS和50us，并以此輸出該脈寬調制信號以驅動開關管1041(圖19和圖22中的NMOS管NI，圖20和圖23中的NPN型三極管Ql)按照50us的脈寬值實現開關動作，從而得以輸出相應的脈沖信號，最后由第十電阻RlO和第三電容C3組成的積分電路對該脈沖信號進行整形后得到0.2V的參考電壓信號(脈寬調制信號與參考電壓信號的波形如圖13所示)，并輸出至第二比較器ICll的同相輸入端。因此，在壓縮機200的運行過程中，如果第一電阻Rl的電壓不小于0.2V (即壓縮機200工作時的相電流不小于退磁電流10A)，則第二比較器ICll會輸出低電平信號至信號整形模塊105，經過信號整形模塊105進行放大、隔離及反相處理后得到高電平信號，該高電平信號進入智能功率模塊103的保護觸發(fā)電壓檢測端口 CIN，從而使智能功率模塊103關閉壓縮機，從而使壓縮機200不出現退磁現象，實現了退磁保護，同時使壓縮機200工作時的相電流可以處于不超過退磁電流的最大值，進而使壓縮機200可以按照最大功率運行以達到輸出能力最大化。
[0101]基于上述的壓縮機退磁保護電路對壓縮機能夠實現退磁保護的作用，本實用新型實施例還提供了一種空調器，其包括壓縮機以及上述的壓縮機退磁保護電路。
[0102]綜上所述，本實用新型實施例通過在具有電流采樣模塊101、電壓比較模塊102及智能功率模塊103的壓縮機退磁保護電路100中采用參考電壓生成模塊104，由參考電壓生成模塊104根據室外環(huán)境溫度輸出相應的參考電壓信號至電壓比較模塊102,電壓比較模塊102將電流采樣模塊101輸出的采樣電壓信號與參考電壓信號進行比較，并根據比較結果輸出相應的保護電平信號以驅動智能功率模塊103相應地控制壓縮機運行或停機，從而在兼容不同壓縮機型號的情況下，當壓縮機在某個室外環(huán)境溫度時的相電流不小于退磁電流，則會控制壓縮機停機，以對壓縮機實現有效的退磁保護。
[0103]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種壓縮機退磁保護電路，包括電流采樣模塊、電壓比較模塊及智能功率模塊，所述電流采樣模塊對壓縮機的相電流進行采樣并輸出相應的采樣電壓信號至所述電壓比較模塊的第一輸入端，所述智能功率模塊對所述壓縮機的工作狀態(tài)進行控制；其特征在于，所述壓縮機退磁保護電路還包括參考電壓生成模塊； 所述參考電壓生成模塊的輸出端連接所述電壓比較模塊的第二輸入端，所述電壓比較模塊的輸出端連接所述智能功率模塊的保護觸發(fā)電壓檢測端口； 所述參考電壓生成模塊根據室外環(huán)境溫度輸出相應的參考電壓信號至所述電壓比較模塊，所述電壓比較模塊將所述采樣電壓信號與所述參考電壓信號進行比較，并根據比較結果輸出相應的保護電平信號驅動所述智能功率模塊相應地控制壓縮機運行或停機。
2.如權利要求1所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述壓縮機退磁保護電路還包括信號整形模塊，所述信號整形模塊的輸入端和輸出端分別連接所述電壓比較模塊的輸出端和所述智能功率模塊的的保護觸發(fā)電壓檢測端口，所述信號整形模塊對所述電壓比較模塊輸出的保護電平信號進行信號整形處理后輸出至所述智能功率模塊。
3.如權利要求1或2所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述參考電壓生成模塊包括: 第一溫度傳感器、第一微控制器、數模轉換芯片、第四電阻、第五電阻、第一基準電壓源芯片以及第六電阻； 所述第一溫度傳感器的輸出端連接所述第一微控制器的輸入輸出端，所述第一微控制器的數據信號端和時 鐘信號端分別連接所述數模轉換芯片的數據信號端和時鐘信號端，所述數模轉換芯片的地址端和接地端共接于地，所述數模轉換芯片的輸出端為所述參考電壓生成模塊的輸出端，所述數模轉換芯片的參考電壓端與所述第一基準電壓源芯片的陰極、所述第四電阻的第一端及所述第五電阻的第一端共接于第二直流電源，所述第四電阻的第二端連接第一直流電源，所述第五電阻的第二端與所述第六電阻的第一端共接于所述第一基準電壓源芯片的調整極，所述第六電阻的第二端連接所述第一基準電壓源芯片的陽極。
4.如權利要求1或2所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述參考電壓生成模塊包括: 第二溫度傳感器、第二微控制器、第七電阻、第八電阻、開關管、第二基準電壓源芯片、第九電阻、第十電阻以及第三電容； 所述第二溫度傳感器的輸出端連接所述第二微控制器的輸入輸出端，所述第二微控制器的數據信號端連接所述第七電阻的第一端，所述第七電阻的第二端與所述第八電阻的第一端共接于所述開關管的輸入端，所述開關管的接地端與所述第八電阻的第二端及所述第二基準電壓源芯片的陽極共接于地，所述開關管的輸出端與所述第九電阻的第一端、所述第十電阻的第一端、所述第二基準電壓源芯片的陰極和調整極共接于第二直流電源，所述第九電阻的第二端連接第一直流電源，所述第十電阻的第二端與所述第三電容的第一端的共接點為所述參考電壓生成模塊的輸出端，所述第三電容的第二端接地。
5.如權利要求1或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，所述第一電阻的第一端接入所述壓縮機的三相電流，并連接所述電壓比較模塊的第一輸入端，所述第一電阻的第二端接等電勢地。
6.如權利要求1所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述電壓比較模塊包括第二電阻、第一比較器及第三電阻，所述第二電阻的第一端為所述電壓比較模塊的第一輸入端，所述第二電阻的第二端連接所述第一比較器的同相輸入端，所述第一比較器的反相輸入端為所述電壓比較模塊的第二輸入端，所述第一比較器的正電源端和負電源端分別連接第一直流電源和地，所述第一比較器的輸出端連接所述第三電阻的第一端，所述第三電阻的第二端為所述電壓比較模塊的輸出端。
7.如權利要求2所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述電壓比較模塊包括: 第十一電阻、第二比較器及第十二電阻； 所述第十一電阻的第一端為所述電壓比較模塊的第一輸入端，所述第十一電阻的第二端連接所述第二比較器的反相輸入端，所述第二比較器的同相輸入端為所述電壓比較模塊的第二輸入端，所述第二比較器的正電源端和負電源端分別連接第一直流電源和地，所述第二比較器的輸出端連接所述第十二電阻的第一端，所述第十二電阻的第二端為所述電壓比較模塊的輸出端。
8.如權利要求2所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述信號整形模塊包括: 第十三電阻、PNP型三極管及第十四電阻； 所述第十三電阻的第一端與所述PNP型三極管的基極的共接點為所述信號整形模塊的輸入端，所述第十三電阻的第二端與所述PNP型三極管的發(fā)射極共接于第一直流電源，所述PNP型三極管的集電極與所述第十四電阻的第一端的共接點為所述信號整形模塊的輸出端，所述第十四電阻的第二端接地。
9.一種空調器，包括壓縮機，其特征在于，所述空調器還包括如權利要求1至8任一項所述的壓縮機退磁保護電路。
【文檔編號】H02H7/08GK203859495SQ201420159227
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權日:2014年4月2日
【發(fā)明者】鮑殿生, 陳建昌, 黃國超 申請人:美的集團股份有限公司, 美的集團武漢制冷設備有限公司