一種汽車電動壓縮機控制器電流保護電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種汽車電動壓縮機控制器電流保護電路。
【背景技術】
[0002]目前，汽車空調壓縮機主要實現冷媒的壓縮，和空調系統的蒸發器、冷凝器、膨脹閥等零件組合在一起即可實現車內空氣的冷卻，已經作為汽車的主要部件。燃油汽車使用發動機驅動汽車，壓縮機通過發動機、皮帶來旋轉；電動壓縮機作為一種汽車新能源產品，在沒有發動機的情況下，使用專用的控制器將電能用來驅動電機，再通過電機直接帶動壓縮機旋轉。電動壓縮機控制器是控制汽車空調電動壓縮機的關鍵部件，其功能主要是采集用戶的開關及調速信號，控制壓縮機電機啟停及調速變頻。
[0003]電動壓縮機控制器由于功率很大、負載波動范圍廣，工作時負載不確定因素多。為了滿足高負荷下的啟動性能，控制器容易在啟動時損壞功率器件。普通控制器過流檢測方法有:
[0004]⑴通過軟件配合模擬開關依次檢測功率器件的導通壓降，和設定的保護值比較，當超過設定值時產生過流中斷。由于軟件處理需要一定的時間，在很多惡劣情況下功率器件因保護不夠及時仍然損壞。
[0005](2)使用軟件檢測相電流來控制啟動電流，由于軟件處理需要一定的時間，在很多惡劣情況下功率器件因保護不夠及時仍然損壞。
[0006]⑶使用母線電流檢測電阻，通過三項驅動的電流檢測引腳檢測電阻上的電壓，當超過0.46V產生過流中斷。因存在接地點差異，容易產生尖峰電壓引起誤過流。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型的主要發明目的在于提供一種汽車電動壓縮機控制器電流保護電路，用以解決以上技術問題。
[0008]本實用新型解決上述技術問題所采取的技術方案如下:
[0009]—種汽車電動壓縮機控制器電流保護電路，包括:相互連接在一起的差分放大電路、RC積分電路、參考分壓電路、濾波電路和比較器，其中，所述差分放大電路，連接母線，并用于采集母線上的瞬時電流，再分為兩路處理，其中，一路通過所述RC積分電路送入至處理器，所述處理器采集母線的平均電流，當超過設定值通過降速處理以降低負載；另一路直接進入到比較器，所述比較器用于將其和設定電流保護電比較，當超過保護點時產生過流中斷。
[0010]進一步優選的結構是，所述差分放大電路具體包括:R213、R214、R215、R216、R217、R218、U201采集并放大母線電流檢測電阻RS上的電壓，一路通過R232、C234、C235積分送入DSP的AD采集口，通過軟件處理計算為母線平均電流，當檢測的平均電流超過設定的平均電流時，另一路R233、C233濾波進入比較器U202反相端，和預先設定好的正相端R234A、R235、C232進行比較，當發生過流時反相端的電壓超過正相端，比較器U202輸出低電平，通過快速二極管D201將電平輸出給DSP的中斷引腳，DSP接到中斷電平后立即關斷所有輸出，達到保護功能。
[0011]進一步優選的結構是，所述電流檢測電阻RS，最大工作電流下電阻的功率不得超過電阻額定功率的一半，且選擇無感大功率高精度電阻。
[0012]進一步優選的結構是，差分放大電路的參數要滿足R213 = R215、R214 = R216、R217 = R218，其放大倍數β = R217/(R213+R214)，放大倍數要滿足最大電流Imax下放大器輸出腳，不得超過其電源電壓的90% ;R232、C234、C235組成的RC積分電路要確保輸出的波形平滑，紋波電壓小于5mV，通常時間常數大于80mS ;R233、C233組成的RC濾波電路要確保輸出的波形不要失真，且波形的失真C233通常低于330pF以下。
[0013]本實用新型采取了以上方案以后，通過先限流保護再過流中斷，雙重保護控制器的電流限值，確保功率器件工作在安全區間，具有非常好的電流保護效果。
[0014]本實用新型的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本實用新型而了解。本實用新型的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書、以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
【附圖說明】
[0015]下面結合附圖對本實用新型進行詳細的描述，以使得本實用新型的上述優點更加明確。
[0016]圖1是本實用新型汽車電動壓縮機控制器電流保護電路的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合具體實施例對本實用新型進行詳細地說明。
[0018]具體來說，如圖1所示，該新型電流保護電路使用母線電流檢測電阻，通過軟硬件方式先限流保護再過流中斷，雙重保護控制器的電流限值，確保功率器件工作在安全區間。
[0019]其中，一種汽車電動壓縮機控制器電流保護電路，包括:相互連接在一起的差分放大電路、RC積分電路、參考分壓電路、濾波電路和比較器，其中，所述差分放大電路，連接母線，并用于采集母線上的瞬時電流，再分為兩路處理，其中，一路通過所述RC積分電路送入至處理器，所述處理器采集母線的平均電流，當超過設定值通過降速處理以降低負載；另一路直接進入到比較器，所述比較器用于將其和設定電流保護電比較，當超過保護點時產生過流中斷。
[0020]優選地是，該實用新型通過差分放大電路R213、R214、R215、R216、R217、R218、U201采集并放大母線電流檢測電阻RS上的電壓，一路通過R232、C234、C235積分送入DSP的AD采集口，通過軟件處理計算為母線平均電流，當檢測的平均電流超過設定的平均電流時，另一路R233、C233濾波進入比較器U202反相端，和預先設定好的正相端R234A、R235、C232進行比較，當發生過流時反相端的電壓超過正相端，比較器U202輸出低電平，通過快速二極管D201將電平輸出給DSP的中斷引腳，DSP接到中斷電平后立即關斷所有輸出，達到保護功能。
[0021]電流檢測電阻RS的選型根據產品的實際電壓及功率來確定，最大工作電流下電阻的功率不得超過電阻額定功率的一半，通常選擇無感大功率高精度電阻。
[0022]差分放大電路的參數要滿足R213 = R215、R214 = R216、R217 = R218，其放大倍數
[0023]β = R217/(R213+R214)，本實例為17.8倍。放大倍數要滿足最大電流Imax下放大器輸出腳(，不得超過其電源電壓的90%，本實例約3.0V。
[0024]為了確保輸出匹配R233 = R232，為了不影響波形的失真C233通常低于330pF以下。
[0025]U202為高速比較器，為了確保快速響應，其輸出延時要小于100nS。
[0026]D201為快回復二極管，為了確保快速響應，其反向恢復時間要小于100nS。
[0027]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案如下:
[0028]通過差分放大電路放大，精確采集母線上的瞬時電流，再分為兩路處理，雙重保護:(1)1路通過RC積分送入處理器，采集母線的平均電流，當超過軟件設定值時通過降速處理來降低負載。⑵另I路直接進入高速比較器，和設定電流保護點比較，當超過保護點時產生過流中斷。
[0029]本實用新型的有益效果是:
[0030]通過雙重保護，先軟件限流降低負荷，通常情況下即可避免過流的發生。若工況非常惡劣或負載出現異常，再觸發硬件電流保護直接關閉功率器件，能有效的保護負載及控制器功率器件。
[0031]最后應說明的是:以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。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、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種汽車電動壓縮機控制器電流保護電路，其特征在于，包括:相互連接在一起的差分放大電路、Re積分電路、參考分壓電路、濾波電路和比較器，其中，所述差分放大電路，連接母線，并用于采集母線上的瞬時電流，再分為兩路處理，其中，一路通過所述RC積分電路送入至處理器，所述處理器采集母線的平均電流，當超過設定值通過降速處理以降低負載；另一路直接進入到比較器，所述比較器用于將其和設定電流保護電比較，當超過保護點時產生過流中斷。2.根據權利要求1所述的汽車電動壓縮機控制器電流保護電路，其特征在于，所述差分放大電路具體包括:電阻R213、電阻R214、電阻R215、電阻R216、電阻R217、電阻R218、比較器U201采集并放大母線電流檢測電阻RS上的電壓，一路通過電阻R232、電容C234、電容C235積分送入DSP的AD采集口，通過軟件處理計算為母線平均電流，當檢測的平均電流超過設定的平均電流時，另一路電阻R233、電容C233濾波進入比較器U202反相端，和預先設定好的正相端電阻R234A、電阻R235、電容C232進行比較，當發生過流時反相端的電壓超過正相端，比較器U202輸出低電平，通過快速二極管D201將電平輸出給DSP的中斷引腳，DSP接到中斷電平后立即關斷所有輸出，達到保護功能。3.根據權利要求2所述的汽車電動壓縮機控制器電流保護電路，其特征在于，所述電流檢測電阻RS，最大工作電流下電阻的功率不得超過電阻額定功率的一半，且選擇無感大功率高精度電阻。4.根據權利要求2或3所述的汽車電動壓縮機控制器電流保護電路，其特征在于，差分放大電路的參數要滿足R213 = R215、R214 = R216、R217 = R218，其放大倍數β =R217/(R213+R214)，放大倍數要滿足最大電流Imax下放大器輸出腳，不得超過其電源電壓的90% ;R232、C234、C235組成的RC積分電路要確保輸出的波形平滑，紋波電壓小于5mV，時間常數大于80mS ;R233、C233組成的RC濾波電路要確保輸出的波形不要失真，且波形的失真C233通常低于330pF以下。
【專利摘要】本實用新型公開了一種汽車電動壓縮機控制器電流保護電路，包括：相互連接在一起的差分放大電路、RC積分電路、參考分壓電路、濾波電路和比較器，其中，所述差分放大電路，連接母線，并用于采集母線上的瞬時電流，再分為兩路處理，其中，一路通過所述RC積分電路送入至處理器，所述處理器采集母線的平均電流，當超過設定值通過降速處理以降低負載；另一路直接進入到比較器，所述比較器用于將其和設定電流保護電比較，當超過保護點時產生過流中斷。可以避免過流的發生，若工況非常惡劣或負載出現異常，則觸發硬件過流保護直接關閉功率器件，能有效地保護負載及控制器功率器件。
【IPC分類】H02H9/02, H02H3/08
【公開號】CN204835517
【申請號】CN201520431495
【發明人】丁汝平, 周健, 寧貴平
【申請人】南京飛洋汽車電子有限責任公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年6月20日