壓縮機退磁保護電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種壓縮機退磁保護電路，其涉及電路領域，該壓縮機退磁保護電路包括：電流采樣模塊，其用于采集壓縮機的相電流并生成采樣電壓；運算模塊，其與所述電流采樣模塊電連接，所述運算模塊用于接收所述采樣電壓，并對接收到的所述采樣電壓進行放大處理生成輸出電壓；比較模塊，其與所述運算模塊電連接，所述比較模塊用于接收所述運算模塊的輸出電壓，并將接收到的所述輸出電壓與預設的參考電壓進行比較生成第一控制信號；第一控制模塊，其與所述比較模塊電連接，所述第一控制模塊用于接收所述第一控制信號，并控制所述壓縮機。本壓縮機退磁保護電路能夠更為精確及時的對壓縮機觸發退磁保護功能。
【專利說明】
壓縮機退磁保護電路
技術領域
[0001]本實用新型涉及電路領域，特別涉及一種壓縮機退磁保護電路。
【背景技術】
[0002]在空調、熱栗等制冷、制熱裝置中都會使用到壓縮機部件，通過壓縮機從而對制冷劑進行壓縮。在壓縮機的電機轉子中需要具有永久磁鐵，但是由于稀土價格的提升，造成稀土永磁電機成本的大幅上升，為了盡量降低成本，壓縮機在制作的過程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，如果不能實現保護點電流的精確及時觸發，可能導致壓縮機在大電流情況下出現退磁現象，進而造成壓縮機性能下降，退磁嚴重時甚至會損壞壓縮機。所以說，無論是稀土永磁電機還是鐵氧體永磁電機，都需要更為精確及時的觸發保護點電流以更好的實現對壓縮機的保護。
【實用新型內容】
[0003]為了克服現有技術的上述缺陷，本實用新型實施例所要解決的技術問題是提供了一種壓縮機退磁保護電路，其能夠更為精確及時的對壓縮機觸發退磁保護功能。
[0004]本實用新型實施例的具體技術方案是:
[0005]—種壓縮機退磁保護電路，它包括:
[0006]電流采樣模塊，其用于采集壓縮機的相電流并生成采樣電壓；
[0007]運算模塊，其與所述電流采樣模塊電連接，所述運算模塊用于接收所述采樣電壓，并對接收到的所述采樣電壓進行放大處理生成輸出電壓；
[0008]比較模塊，其與所述運算模塊電連接，所述比較模塊用于接收所述運算模塊的輸出電壓，并將接收到的所述輸出電壓與預設的參考電壓進行比較生成第一控制信號；
[0009]第一控制模塊，其與所述比較模塊電連接，所述第一控制模塊用于接收所述第一控制信號，并控制所述壓縮機。
[0010]優選地，對接收到的所述采樣電壓進行累加和放大處理以生成所述輸出電壓。
[0011]優選地，壓縮機退磁保護電路還包括:參考電壓生成模塊，其與所述比較模塊電連接。
[0012]優選地，所述參考電壓生成模塊用于生成與所述壓縮機的退磁點相適配的預設的參考電壓。
[0013]優選地，所述運算模塊與所述比較模塊之間連接有第一濾波模塊。
[0014]優選地，壓縮機退磁保護電路還包括:第二控制模塊，其分別與所述第一控制模塊和所述運算模塊電連接，其用于向所述第一控制模塊發出第二控制信號，并能夠采集和存儲所述壓縮機的工作電流值和所述壓縮機的運行頻率。
[0015]優選地，在所述第一控制模塊控制所述壓縮機停機時，所述第一控制模塊向所述第二控制模塊發送中斷保護信號，所述第二控制模塊用于接收所述中斷保護信號并對此時所述壓縮機的運行頻率和所述比較模塊和所述運算模塊之間的電流值進行采集和存儲。
[0016]優選地，所述第二控制模塊接收所述中斷信號后，關斷向所述第一控制模塊發出的第二控制信號。
[0017]優選地，當所述壓縮機運行時，所述第二控制模塊控制所述壓縮機運行在所述第二控制模塊存儲的保護頻率以下。
[0018]優選地，所述第二控制模塊用于在所述壓縮機停機時根據所述壓縮機的運行頻率對保護頻率進行更新。
[0019]優選地，所述第二控制模塊為DSP控制單元。
[0020]優選地，所述第一控制模塊為IPM驅動模塊。
[0021 ]優選地，所述運算模塊包括相電連接的第一計算模塊和第二計算模塊，
[0022]所述第一計算模塊用于接收采樣電壓，并對采樣電壓進行累加處理；
[0023]所述第二計算模塊用于接收所述第一計算模塊處理后的數據，并對所述第一計算模塊處理后的數據進行放大處理;或，
[0024]所述第一計算模塊用于接收采樣電壓，并對采樣電壓進行放大處理；
[0025]所述第二計算模塊用于接收所述第一計算模塊處理后的數據，并對所述第一計算模塊處理后的數據進行累加處理。
[0026]本實用新型的技術方案具有以下顯著有益效果:
[0027]1、本壓縮機退磁保護電路中將采樣電壓進行放大生成輸出電壓，輸出電壓的線性區間在原來的基礎上得到變寬，再與預設的參考電壓相比較，可以更為準確及時的根據比較的結果生成第一控制信號，根據該第一控制信號進而能夠更為精確及時的對壓縮機觸發退磁保護功能。
[0028]2、本壓縮機退磁保護電路中的第二控制模塊能夠控制壓縮機運行在第二控制模塊存儲的保護頻率以下，以對壓縮機進行保護。同時，當觸發退磁保護功能時，第二控制模塊會存儲下當時壓縮機的運行頻率，并根據此運行頻率對保護頻率進行更新，如此使得保護頻率的數值更為合理或與實際情況更相配，進而最大限度的避免壓縮機功率過大而導致觸發壓縮機的退磁保護，達到保護壓縮機的目的。
【附圖說明】
[0029]在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本實用新型公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對本實用新型的理解，并不是具體限定本實用新型各部件的形狀和比例尺寸。本領域的技術人員在本實用新型的教導下，可以根據具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實施本實用新型。
[0030]圖1為本實用新型壓縮機退磁保護電路實施例中結構的示意圖。
[0031]圖2為本實用新型壓縮機退磁保護電路中運算模塊的另一個結構示意圖。
[0032]以上附圖的附圖標記:100、電流采樣模塊;200、運算模塊;300、比較模塊;301、參考電壓生成模塊;400、第一控制模塊;500、第二控制模塊;600、第一濾波模塊;700、第二濾波模塊。
【具體實施方式】
[0033]結合附圖和本實用新型【具體實施方式】的描述，能夠更加清楚地了解本實用新型的細節。但是，在此描述的本實用新型的【具體實施方式】，僅用于解釋本實用新型的目的，而不能以任何方式理解成是對本實用新型的限制。在本實用新型的教導下，技術人員可以構想基于本實用新型的任意可能的變形，這些都應被視為屬于本實用新型的范圍。
[0034]現有的空調、熱栗等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。本
【申請人】發現，智能功率模塊IPM該原器件在生產制造時具有一定合理允許的誤差，通常IPM的內部觸發硬保護電平的允許范圍為0.45V-0.55V之間，所以不同的空調、熱栗中具有的IPM的內部觸發硬保護電平可能是不一樣的。這樣以后，在普通現有的壓縮機退磁保護電路中，先對三相電流進行采樣，對應轉化為三種采樣電壓，邏輯運算模塊對該三種采樣電壓進行邏輯加運算，然后輸出總電壓至IPM驅動模塊，若輸出至IPM驅動模塊的總電壓大于預設保護電壓值(即IPM的內部觸發硬保護電平)，則控制壓縮機停止運轉，以達到保護壓縮機的目的。由于IPM的內部觸發硬保護電平的數值范圍為0.45V-
0.55V，所以會導致存在+/-10%的誤差，這就有可能使得IPM驅動模塊不能精確及時的關閉壓縮機。如果當通過大電流時，例如50A，其對應的觸發硬保護電平的數值為0.5V，但是某一IPM的內部觸發硬保護電平實際為0.55V，那么10%該電流下的誤差為5A，也就是說當電流達到55A時才會觸發硬保護，壓縮機的電流在50A-55A之間時無法觸發IPM的內部的硬保護電平，如此，偏大的電流極可能會致使壓縮機退磁現象的發生，進而造成壓縮機性能下降，退磁嚴重時甚至會損壞壓縮機。
[0035]于是，本
【申請人】提出了一種壓縮機退磁保護電路，圖1為本實用新型壓縮機退磁保護電路實施例中結構的示意圖，如圖1所示，該壓縮機退磁保護電路包括:電流采樣模塊100，其用于采集壓縮機的相電流并生成采樣電壓;運算模塊200，其與電流采樣模塊100電連接，運算模塊200用于接收采樣電壓，并對接收到的采樣電壓進行放大處理生成輸出電壓；比較模塊300，其與運算模塊200電連接，比較模塊300用于接收運算模塊的輸出電壓，并將接收到的輸出電壓與預設的參考電壓進行比較生成第一控制信號;第一控制模塊400，其與比較模塊300電連接，第一控制模塊400用于接收第一控制信號，并控制壓縮機。
[0036]在本壓縮機退磁保護電路中，通過電流采樣模塊100采集壓縮機的相電流并生成采樣電壓，經過運算模塊200將采樣電壓進行放大處理生成輸出電壓。放大處理以后生成的輸出電壓的線性區間變寬，其可以與預設的參考電壓進行較為精確的比較，如此可以及時得到第一控制信號，第一控制模塊400接收該第一控制信號后，進而準確控制壓縮機的停止或運行，最終達到保護壓縮機的目的。
[0037]下面將對本實用新型做進一步的解釋和說明。如圖1所示，電流采樣模塊100用于采集壓縮機的相電流并生成采樣電壓，它與壓縮機的相線回路相連接，在每一相線回路上分別連接有采樣電阻(R1、R2、R3)。電流采樣模塊100分別采集每一條相線回路上的電流(Iu、Iv、Iw)通過采樣電阻進而生成采樣電壓(Vu、Vv、Iw)。
[0038]與電流采樣模塊100電連接的運算模塊200，運算模塊200用于接收采樣電壓，并對接收到的采樣電壓進行放大處理生成輸出電壓。當然的，在上述步驟中，也可以對接收到的采樣電壓進行累加和放大處理以生成輸出電壓。在一個實施方式中，如圖1所示，運算模塊200接收電流采樣模塊中三路線上的采樣電壓(Vu、Vv、Iw)，進入運算模塊200中的運算放大器通過累加和放大生成輸出電壓Vcomp，其中，Vcomp= (R4+R5)*(Vu+Vv+Iw)/(3*R5)。在上述實施方式中，通過調節R4和R5的大小可以直接對收到的采樣電壓同時進行了累加和放大處理。該運算模塊200包括:第一運算放大器，其同相輸入端分別與電流米樣模塊100中的三條線路相連接;第四電阻，其第一端與第一運算放大器的反相輸入端相連接，其第二端接地;第五電阻，其第一端與第一運算放大器的反相輸入端相連接，其第二端與第一運算放大器的輸出端相連接。
[0039]在另一個實施方式中，圖2為本實用新型壓縮機退磁保護電路中運算模塊200的另一個結構示意圖，如圖2所示，運算模塊200可以包括電連接的第一計算模塊和第二計算模塊，第一計算模塊用于接收采樣電壓，并對采樣電壓進行累加處理;第二計算模塊用于接收第一計算模塊處理后的數據，并對第一計算模塊處理后的數據進行放大處理。在該實施方式中，第一計算模塊包括第三運算放大器，其同相輸入端分別與電流采樣模塊100中的三條線路相連接;第十二電阻，其第一端與第三運算放大器的反相輸入端相連接，其第二端接地;第十三電阻，其第一端與第三運算放大器的反相輸入端相連接，其第二端與第一運算放大器的輸出端相連接，第十二電阻和第十三電阻的比值為1:2，該第一計算模塊對采樣電壓進行累加處理。第二計算模塊包括:第十七電阻，其第一端與第一計算模塊中第三運算放大器的輸出端相連接;第四運算放大器，其第三端與第十七電阻的第二端相連接，其第八端與供電電源相連接;第三電容，其第一端與第十七電阻的第一端相連接，其第二端與第四運算放大器的第四端相連接;第十四電阻，其第一端與第四運算放大器的第二端相連接，其第二端接地;并聯相連接的第五電容和第十五電阻，其第一端與第四運算放大器的第二端相連接，其第二端與第四運算放大器的第一端相連接;第六電容，其第一端與第四運算放大器的第八端相連接，其第二端接地;第十六電容，其第一端與第四運算放大器的第一端相連接，其第二端與比較模塊300或第一濾波模塊600的輸入端相連接。當然的，在其它可行的實施方式中，第一計算模塊也可以為用于接收采樣電壓，并對采樣電壓進行放大處理的計算模塊;第二計算模塊可以為用于接收第一計算模塊處理后的數據，并對第一計算模塊處理后的數據進行累加處理的計算模塊。也就是說，可以先對收到的采樣電壓進行累加，再進行放大處理;或先對收到的采樣電壓進行放大處理，再進行累加處理。
[0040]在運算模塊200之后可以連接有第一濾波模塊600，該第一濾波模塊600用于將高頻的毛刺干擾進行濾除。由于在壓縮機高頻運行期間，在內部IBGT、M0S等功率開關管頻繁通斷情況下，信號線上會存在很多的毛刺干擾信號。此處，在輸出電壓Vcomp之后可以設置有一組RC濾波(R6/C3)，進而達到抑制高頻毛刺干擾的目的。第一濾波模塊600包括:第六電阻，其第一端與運算模塊200的輸出端相連接，其第二端與比較模塊300的輸入端相連接;第三電容，其第一端與第六電阻的第二端相連接，其第二端接地。
[0041 ]比較模塊300，該比較模塊300可以直接與運算模塊200電連接，也可以連接在第一濾波模塊600之后。當比較模塊300連接在第一濾波模塊600之后時，輸出電壓Vcomp經過RC濾波后進入比較模塊300;當比較模塊300連接在運算模塊200之后時，輸出電壓Vcomp直接進入比較模塊300。在比較模塊300中，其將接收到的輸出電壓與預設的參考電壓進行比較生成第一控制信號Vcsc。在比較模塊300上連接有參考電壓生成模塊301，參考電壓生成模塊301用于生成與壓縮機的退磁點相適配的預設的參考電壓Vref，其中，Vref = R10*VCC/(R8+R10)。其中輸出電壓Vcomp與預設的參考電壓Vref可以根據下述規則進行比較，當Vcomp>Vref情況下，輸出第一控制信號Vcsc，其可以為輸出電壓VCC，此時即檢測到壓縮機電流達到退磁保護點；當Vcomp〈Vref情況下，輸出第一控制信號Vcsc，其可以為輸出電壓GND;此時壓縮機電流在正常運行范圍之內。
[0042]例如，當相電流為16A時，其對應的輸出電壓￥(30111? = 1.6￥，1?8、1?10分別為9.11(、101(。￥0:設定為+3.3￥，￥^€=1.57￥，此時，￥(30111?>￥代€，觸發退磁保護信號，輸出第一控制信號Vcsc為+3.3V進入第一控制模塊400，第一控制模塊400即立即關閉壓縮機。當相電流15八時，其對應的輸出電壓￥(:01^ = 1.5￥;1?8、1?10分別為9.11(、101(。￥0:設定為+3.3￥，￥代€ =1.57V，此時，VCOmp〈Vref，不觸發退磁保護信號，輸出第一控制信號Vcsc為OV至第一控制模塊400，第一控制模塊400控制壓縮機繼續正常運行。
[0043]上述比較模塊300包括:第二運算放大器，其同相輸入端與運算模塊200的輸出端相連接或與濾波模塊的輸出端相連接，其輸出端與第一控制模塊400相連接;第七電阻，其第一端與第二運算放大器的反相輸入端相連接，其第二端與第二運算放大器的輸出端相連接;第八電阻，其第一端與第二運算放大器的反相輸入端相連接，其第二端與供電電源相連接;第九電阻，其第一端與第二運算放大器的輸出端相連接，其第二端與供電電源相連接；相并聯連接的第十電阻和第一電容，其第一端接地，其第二端與比較模塊300中的第二運算放大器的反相輸入端相連接。在上述比較模塊300中包括參考電壓生成模塊301，參考電壓生成模塊301包括:相并聯連接的第十電阻和第一電容，其第一端接地，其第二端與比較模塊300中的第二運算放大器的反相輸入端相連接;第八電阻，其第一端與相并聯連接的第十電阻和第一電容的第二端相連接，其第二端與供電電源相連接。
[0044]第一控制模塊400，其與比較模塊300相電連接，第一控制模塊400用于接收第一控制信號，并控制壓縮機。具體而言，第一控制模塊400可以為IPM驅動模塊。在一個實施方式中，在第一控制模塊400與比較模塊300之間還可以連接有第二濾波模塊700。第二濾波模塊700包括:第十一電阻，其第一端與比較模塊300的輸出端相連接，其第二端與第一控制模塊400相連接;第四電容，其第一端與第十一電阻的第二端相連接，其第二端接地。
[0045]在一個優選的實施方式中，本壓縮機退磁保護電路還可以包括第二控制模塊500，其分別與第一控制模塊400和運算模塊200相電連接，其用于向第一控制模塊400發出第二控制信號，并能夠采集和存儲壓縮機的工作電流值和/或壓縮機的運行頻率。
[0046]第二控制模塊500具體可以為DSP控制單元，其可以決定壓縮機的運行頻率，具體為通過向第一控制模塊400發出第二控制信號，使得第一控制模塊400控制壓縮機在第二控制模塊500設定的運行頻率下運行。同時，在第一控制模塊400控制壓縮機停機時，第一控制模塊400向第二控制模塊500發送中斷保護信號，第二控制模塊500用于接收中斷保護信號并對此時壓縮機的運行頻率和/或比較模塊300和運算模塊200之間的電流值進行采集和存儲，如此，能夠在觸發退磁保護時準確的獲得此時壓縮機的運行頻率以及壓縮機的電流值。當第二控制模塊500接收中斷信號后，第二控制模塊500還可以關斷向第一控制模塊400發出的第二控制信號，這樣以后，第一控制模塊400無法收到第二控制信號，從而使得壓縮機不再開啟運行。
[0047]在第二控制模塊500內部可以存儲有保護頻率，當壓縮機運行時，第二控制模塊500控制壓縮機運行在第二控制模塊500存儲的保護頻率以下。通過上述方式控制壓縮機的運行頻率在安全范圍之內，從而達到保護壓縮機的目的。當觸發退磁保護時，第二控制模塊500對此時其控制的壓縮機的運行頻率進行存儲，根據此時存儲的壓縮機的運行頻率對保護頻率進行更新。當觸發退磁保護以后再次開啟壓縮機時，第二控制模塊500將會控制壓縮機運行在更新后的保護頻率以下。如此，可以根據實際運行情況不斷對保護頻率進行更新，通過第二控制模塊500控制壓縮機的運行頻率始終在保護頻率以下，這樣最大限度的避免觸發壓縮機的退磁保護，達到保護壓縮機的目的。
[0048]第二控制模塊500中存儲有觸發退磁保護時比較模塊300和運算模塊200之間的電流值，后期可以根據該電流值更為靈活合理的調節參考電壓生成模塊301生成的預設的參考電壓，進而可以使得壓縮機退磁保護電路更加精確及時的對壓縮機觸發退磁保護功能。
[0049]在本申請的描述中，需要說明的是，除非另有規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。
[0050]本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。
[0051]上述實施例只為說明本實用新型的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能夠了解本實用新型的內容并據以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據本實用新型精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種壓縮機退磁保護電路，其特征在于，它包括: 電流采樣模塊，其用于采集壓縮機的相電流并生成采樣電壓； 運算模塊，其與所述電流采樣模塊電連接，所述運算模塊用于接收所述采樣電壓，并對接收到的所述采樣電壓進行放大處理生成輸出電壓； 比較模塊，其與所述運算模塊電連接，所述比較模塊用于接收所述運算模塊的輸出電壓，并將接收到的所述輸出電壓與預設的參考電壓進行比較生成第一控制信號； 第一控制模塊，其與所述比較模塊電連接，所述第一控制模塊用于接收所述第一控制信號，并控制所述壓縮機。2.根據權利要求1所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，對接收到的所述采樣電壓進行累加和放大處理以生成所述輸出電壓。3.根據權利要求1所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，它還包括:參考電壓生成模塊，其與所述比較模塊電連接。4.根據權利要求3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用于生成與所述壓縮機的退磁點相適配的預設的參考電壓。5.根據權利要求1所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述運算模塊與所述比較模塊之間連接有第一濾波模塊。6.根據權利要求1所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，它還包括:第二控制模塊，其分別與所述第一控制模塊和所述運算模塊電連接，其用于向所述第一控制模塊發出第二控制信號，并能夠采集和存儲所述壓縮機的工作電流值和所述壓縮機的運行頻率。7.根據權利要求6所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，在所述第一控制模塊控制所述壓縮機停機時，所述第一控制模塊向所述第二控制模塊發送中斷保護信號，所述第二控制模塊用于接收所述中斷保護信號并對此時所述壓縮機的運行頻率和所述比較模塊和所述運算模塊之間的電流值進行采集和存儲。8.根據權利要求7所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述第二控制模塊接收所述中斷信號后，關斷向所述第一控制模塊發出的第二控制信號。9.根據權利要求8所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，當所述壓縮機運行時，所述第二控制模塊控制所述壓縮機運行在所述第二控制模塊存儲的保護頻率以下。10.根據權利要求9所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述第二控制模塊用于在所述壓縮機停機時根據所述壓縮機的運行頻率對保護頻率進行更新。11.根據權利要求6所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述第二控制模塊為DSP控制單元。12.根據權利要求1所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述第一控制模塊為IPM驅動t吳塊。13.根據權利要求2所述的壓縮機退磁保護電路，其特征在于，所述運算模塊包括相電連接的第一計算模塊和第二計算模塊， 所述第一計算模塊用于接收采樣電壓，并對采樣電壓進行累加處理； 所述第二計算模塊用于接收所述第一計算模塊處理后的數據，并對所述第一計算模塊處理后的數據進行放大處理;或， 所述第一計算模塊用于接收采樣電壓，并對采樣電壓進行放大處理； 所述第二計算模塊用于接收所述第一計算模塊處理后的數據，并對所述第一計算模塊處理后的數據進行累加處理。
【文檔編號】H02H7/08GK205565694SQ201620413942
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月9日
【發明人】宋慨, 夏義海, 高文文
【申請人】艾歐史密斯(中國)熱水器有限公司