CN102075124A - 低功耗冰箱压缩机电机起动器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的低功耗冰箱压缩机电机起动器包括双向可控硅、由二极管组成的整流桥、MOS管以及阻容元件，压缩机电机起动时，交流电源给电容充电，MOS管门极有驱动触发信号，使其导通，从而形成双向可控硅门极通路，触发双向可控硅导通，压缩机电机的副绕组回路导通。电机起动后，电容逐渐被冲满，MOS管门极信号消失，双向可控硅不被触发，电机副绕组回路被断开。该起动电路具有起动结束以后的整机稳态功耗小（可小于10毫瓦），起动时间可调，不需要PTC热敏电阻元件，成本低，采用MOS管开关器件，电路工作稳定可靠，性能一致性好，抗干扰能力强等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种制冷压缩机起动装置，尤其是低功耗冰箱压缩机电机起动器。
背景技术
一般的制冷压缩机电机，包含有一个主绕组和一个起动用的副绕组。起动时，主绕组和副绕组上都有大电流通过，当电机转速增大到同步转速后，起动副绕组就应该要被关闭。否则副绕组上持续通过较大电流，会使副绕组发热过大而烧掉。因此，需要在电机正常起动后，将电机副绕组通路断开。可以实现在电机起动时给副绕组提供较大电流，起动结束后，将副绕组回路断开的电路，可以称为起动电路，实现这种功能的器件通常称为起动器。
目前，比较常见的是采用PCT热敏电阻的起动器。正温度系数的PCT热敏电阻两个，分别串连在副绕组回路和可控硅门极回路，在常温下，电阻值很小，只有几十到几百欧姆。当压缩机电机接上电源后，开始时，PTC阻值较小，双向可控硅门极有足够的触发电流，双向可控硅导通，副绕组回路导通，但随着电流在PTC上发热，PTC的阻值急剧升高，双向可控硅门极电流减到很小，无法触发双向可控硅导通，从而使副绕组回路断开。但是，从交流电源，PTC，双向可控硅门极回路电流一直都存在，所以PTC上还在消耗能量，一般消耗达到0.5W左右，虽然绝对数值上看起来比较小，但是对于长时间使用的冰箱而已，总的消耗还是很可观的。
ZL200520068558.X公开了一种用于起动单相交流电机的互感式无触点起动器。通过一个电流互感器，采样相关的电流信号，控制双向可控硅的导通，可以控制电流采样***的发热功耗。但是其需要选择适当的电流互感器的参数，达到在电机起动时保证触发双向可控硅，而在电机正常运行时不触发双向可控硅。这个参数的选择就比较困难，需要多次的试凑。而且，真正投入生产时，由于元器件参数的分离性，很难保证上述要求一定能满足。在具体的实践引用中，该电路经常产生误动作，即在电机已经起动之后，双向可控硅还会开通，电路工作不够稳定，导致不必要的损耗。即使电流互感器参数一旦选择好以后，对于不同的电机负载，不具有普遍的适用性，对于不同电机，电流互感器的参数要求不同，所以很难投入到实际的生产应用中去。
ZL 200710030846.X公开了一种与交流电机起动绕组串联使用的起动器。包含了双向开关电路和计时电路。由整流桥和MOS管组成双向开关电路，由电容和三极管，电阻组成计时电路，控制双向开关电路。虽然该电路可以实现交流电机的起动，但是该电路在起动后，三极管两端承受的电压接近于电源电压，所以，必须采用耐压较高的三极管，增加了成本。电机起动完成后，三极管处于导通状态，该电流通过电机副绕组、电阻和三极管，会消耗不少的能量，虽然该发明称可以把稳态功耗降到0.5瓦以下，但是根据新的标准，该稳态功耗还是远远没有达到要求。该电路在MOS管的栅极和源极之间没有加稳压管，很容易造成MOS管栅极的损坏。
发明内容
针对现有冰箱压缩机电机起动器存在的上述问题，本发明的目的是提供一种超低功耗，结构简单，可靠、无需PTC元件的低功耗冰箱压缩机电机起动器。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
低功耗冰箱压缩机电机起动器包括双向可控硅，由四个二极管组成的整流桥，双向可控硅的一端与交流电机的副绕组相连，双向可控硅的另一端与交流电源、交流电机的主绕组以及整流桥的一个桥臂相连，双向可控硅的门极与整流桥的另一个桥臂相连， 整流桥的一个直流输出端与第一电阻的一端及第四电阻的一端相连，第一电阻的另一端与第一电容的一端相连，第一电容的两端并联第五电阻和第六电阻的串联电路，第一电容的另一端与稳压二极管、第二电容和第二电阻的并联电路的一端及第三电阻的一端相连，稳压二极管、第二电容和第二电阻并联电路的另一端与MOS管的源极及整流桥的另一个直流输出端相连，第三电阻的另一端与MOS管的门极相连，第四电阻的另一端与MOS管的漏极相连。
上述的MOS管可以采用增强型场效应管或绝缘栅晶体管。
本发明的冰箱压缩机电机起动器，无需PTC热敏元件，元器件少，电路简单，成本低，运行可靠，整个电路的功耗低。
附图说明
图1为本发明的一种具体实施电路图；
图2为本发明的另一种具体实施电路图；
图中MC为冰箱压缩机电机起动器，E为交流电源，M为冰箱压缩机电机，La为电机主绕组，Lb为电机副绕组。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参照图1，低功耗冰箱压缩机电机起动器，包括双向可控硅T1，由四个二极管D1，D2，D3，D4组成的整流桥BR，双向可控硅T1的一端与交流电机的副绕组Lb相连，双向可控硅T1的另一端与交流电源E、交流电机的主绕组La以及整流桥BR的一个桥臂相连，双向可控硅T1的门极G与整流桥BR的另一个桥臂相连， 整流桥的一个直流输出端与第一电阻R1的一端及第四电阻R4的一端相连，第一电阻R1的另一端与第一电容C1的一端相连，第一电容C1的两端并联第五电阻R5和第六电阻R6的串联电路，第一电容C1的另一端与稳压二极管DZ、第二电容C2和第二电阻R2的并联电路的一端及第三电阻R3的一端相连，稳压二极管DZ、第二电容C2和第二电阻R2并联电路的另一端与MOS管Q1的源极S及整流桥的另一个直流输出端相连，第三电阻R3的另一端与MOS管Q1的门极G相连，第四电阻R4的另一端与MOS管Q1的漏极D相连，本例中，MOS管Q1采用N沟道增强型场效应管，即NMOS管。
工作原理如下：
开始起动时，第一电容C1上的电压为零，刚上电时，电流通过交流电源、电机副绕组、双向可控硅门极、整流桥BR的一条桥臂、第一电阻R1、第一电容C1、稳压管DZ和整流桥BR的另一条桥臂，回到交流电源，这条通路给第一电容C1充电，此时，稳压管DZ工作在稳压状态，MOS管Q1的门极有驱动电压，这个电压高于MOS管的开通电压，MOS管开通。电流又通过电源、电机副绕组、双向可控硅门极、整流桥BR一条桥臂、第四电阻R4、MOS管源极D端，再从漏极S端回到整流桥BR另一桥臂，再回到交流电源。这个电流比较大，可以驱动双向可控硅T1，使之导通。双向可控硅T1导通之后，电源通过电机副绕组，双向可控硅T1的一端，双向可控硅T1的另一端，回到电源。电机副绕组流过很大电流，可以带动电机起动。一段时间以后，当第一电容C1上的电荷慢慢增多，电压慢慢上升，上升到和交流电源电压相等时，就无法继续充电了，此时，MOS管门极触发信号也没有了，MOS管无法导通，双向可控硅T1也就关断了，电机副绕组回路就被开路了。此时，电机已经起动完成，起动电路基本处于零功率消耗的状态，唯一的消耗是并在第一电容C1两端的第五电阻R5,第六电阻R6产生的。因为第一电容C1上的电压很高，第一电容C1通过第五电阻R5,第六电阻R6放电，会在上面消耗功率，但第五电阻R5,第六电阻R6的阻值很大，一般达到几十兆欧，所以，整个电路在起动后的功率消耗很小，小于10毫瓦。断电之后，第一电容C1上的电荷通过第五电阻R5,第六电阻R6放掉，在一分钟以内，又可以重新上电，起动电机了。
图2所示具体实例，与图1的唯一区别是采用绝缘栅晶体管，即IGBT，电路工作过程和图1完全一样。
本发明的最大特点是超低功耗。当电机起动完成之后，整个电路的功耗只有电容C1通过电阻R5, R6放电产生的功耗。当电机起动完毕之后，电容C1上的电压为交流电源有效值220V，由于R5,R6的阻值很大，所以，在R5, R6上消耗的功率很小，小于10毫瓦，基本上是零功耗。
本发明起动时间可以由第一电阻R1控制，增大R1，可以延长起动时间，减小R1可以减少起动时间，故起动时间调节方便。
本发明的低功耗冰箱压缩机电机起动器，采用MOS管触发元件，触发稳定，且可以避免常用三极管放大倍数的大分散性，具有滤波，抗干扰作用，并联在MOS管Q1之间的第二电容C2和第二电阻R2，可以有效地滤除对MOS管的门极的干扰，在起动完毕之后，可以使MOS管有效地关闭，使它不至于产生误动作。在MOS管的门极和漏极之间连接稳压二极管DZ，可以钳位住门极电压，使之不至于过压而损坏。
Claims (2)
1.低功耗冰箱压缩机电机起动器，其特征在于：包括双向可控硅（T1），由四个二极管（D1，D2，D3，D4）组成的整流桥（BR），双向可控硅（T1）的一端与交流电机的副绕组（Lb）相连，双向可控硅（T1）的另一端与交流电源（E）、交流电机的主绕组（La）以及整流桥（BR）的一个桥臂相连，双向可控硅（T1）的门极（G）与整流桥（BR）的另一个桥臂相连， 整流桥的一个直流输出端与第一电阻（R1）的一端及第四电阻（R4）的一端相连，第一电阻（R1）的另一端与第一电容（C1）的一端相连，第一电容（C1）的两端并联第五电阻（R5）和第六电阻（R6）的串联电路，第一电容（C1）的另一端与稳压二极管（DZ）、第二电容（C2）和第二电阻（R2）的并联电路的一端及第三电阻（R3）的一端相连，稳压二极管（DZ）、第二电容（C2）和第二电阻（R2）并联电路的另一端与MOS管（Q1）的源极（S）及整流桥的另一个直流输出端相连，第三电阻（R3）的另一端与MOS管（Q1）的门极（G）相连，第四电阻（R4）的另一端与MOS管（Q1）的漏极（D）相连。
2.根据权利要求1所述的低功耗冰箱压缩机电机起动器，其特征在于：所说的MOS管（Q1）是增强型场效应管或绝缘栅晶体管。
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| C04 | Withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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