CN203233140U - 一种压缩机的退磁保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种压缩机的退磁保护电路，其包括：检测压缩机电路中直流母线电流的检测模块，检测模块连接在压缩机电路中直流母线上；比较模块，比较模块与检测模块相连，比较模块根据直流母线电流生成比较电压，并根据比较电压与电压阈值进行比较以生成比较信号；IPM模块，IPM模块与比较模块相连，IPM模块包括控制器和驱动桥，控制器根据比较信号输出控制信号控制驱动桥。该压缩机的退磁保护电路克服了现有的压缩机退磁保护的不足，利用检测直流母线电流来实现对压缩机的退磁保护，降低了保护电路的成本，并且该压缩机的退磁保护电路结构简单、可靠性高。

Description

一种压缩机的退磁保护电路

技术领域

本实用新型涉及变频压缩机技术领域，特别涉及一种压缩机的退磁保护电路。

背景技术

近年来，随着变频控制技术的快速发展和高效节能概念的推广，变频空调得到迅速的推广和应用。变频空调通过改变压缩机供电频率，调节压缩机转速的快慢达到控制室温的目的，室温波动小、电能消耗少，其舒适度大大提高。因此，在空调中采用高效率的DC（Direct Current，直流）变频压缩机成为趋势。但是由于变频控制的失步、负载状态的异常、商用场所电源不稳定、安装不规范以及***中有杂质等原因导致压缩机电流急剧增加，很容易达到压缩机规定的退磁保护的设定值，进而损坏压缩机。

目前，一般变频电路的IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管）短路保护为目的的搭载过电流保护电路为人所熟知，在此保护电路中，设定IGBT的额定的2倍左右的电流的情况比较多，但是，在电路中存在出现相比DC变频压缩机的退磁电流值高的值导致无法实现退磁保护的缺点。同时，变频模块的IGBT模块中内置此短路保护电路的情况比较多，根据使用的压缩机调节过电流保护动作电流值比较困难。

现有的可以实现DC变频压缩机退磁保护功能的方法，包括：（1）直接检出压缩机的相电流保护的方法；（2）通过检出变频IGBT的下桥的电流间接检出压缩机电流保护的方法。上述方法均需要检测3相电流内至少2相的电流，需要最低2个检测电路，使用的元器件较多，电路结构比较复杂、成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本实用新型的目的在于提出一种的压缩机的退磁保护电路，该压缩机的退磁保护电路克服了现有的压缩机退磁保护的不足，利用检测直流母线电流来实现对压缩机的退磁保护，降低了保护电路的成本，并且该压缩机的退磁保护电路结构简单、可靠性高。

为达到上述目的，本实用新型提出的压缩机的退磁保护电路包括：检测模块，所述检测模块检测压缩机电路中直流母线电流，所述检测模块连接在所述压缩机电路中直流母线上；比较模块，所述比较模块与所述检测模块相连，所述比较模块根据所述直流母线电流生成比较电压，并根据所述比较电压与电压阈值进行比较以生成比较信号；IPM模块，所述IPM模块与所述比较模块相连，所述IPM模块包括控制器和驱动桥，所述控制器根据所述比较信号输出控制信号控制所述驱动桥。

根据本实用新型提出的压缩机的退磁保护电路，克服了现有的压缩机退磁保护的不足，利用检测模块检测直流母线电流来实现压缩机的退磁保护，因此该压缩机的退磁保护电路可以沿用现有的变频控制设置的检测电路的参数，且只需要在原有的变频控制中已有部分电路稍微增加些元器件就可以构成保护电路，降低了保护电路的成本，达到降低压缩机损坏的频率和提高压缩机的稳定性的目的。此外，该压缩机的退磁保护电路结构简单、可靠性高。

其中，所述比较模块进一步包括：第一电阻，所述第一电阻的一端与所述检测模块的输出端相连；生成所述比较信号的比较单元，所述比较单元与所述第一电阻的另一端相连；产生所述电压阈值的分压单元，所述分压单元与所述比较单元相连；放大单元，所述放大单元分别与所述比较单元和所述IPM模块相连。

进一步地，所述分压单元包括：相互串联的第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的一端与第一预设电源相连，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端相连，所述第三电阻的另一端与所述比较单元相连；相互并联的第四电阻和第一电容，所述第四电阻的一端和第一电容的一端分别与所述第三电阻的另一端相连，所述第四电阻的另一端和第一电容的另一端分别接地。

进一步地，所述比较单元包括：比较器，所述比较器的第一负输入端与所述第一电阻的另一端相连，所述比较器的第一电源端与第二预设电源相连，所述比较器的第二电源端与第三预设电源相连，所述比较器的第二正输入端与所述第一预设电源相连，所述比较器的第二输出端与所述放大单元相连，其中，所述第二预设电源与所述第三预设电源互为反相；第五电阻，所述第五电阻的一端与所述比较器的第一输出端相连，所述第五电阻的另一端与所述比较器的第二正输入端相连；第二电容，所述第二电容的一端与所述比较器的第一电源端相连，所述第二电容的另一端与所述比较器的第二电源端相连；相互串联的第六电阻和第三电容，所述第六电阻的一端与第四预设电源相连，所述第六电阻的另一端与所述第三电容的一端相连，所述第三电容的另一端接地，所述第六电阻和第三电容之间的节点与所述比较器的第二正输入端相连。

进一步地，所述放大单元包括：第七电阻，所述第七电阻的一端与所述比较器的第二输出端相连；相互并联的第八电阻和第四电容，所述第八电阻的一端和第四电容的一端分别与所述第七电阻的另一端相连，所述第八电阻的另一端和第四电容的另一端分别与所述第四预设电源相连；第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第七电阻的另一端相连，所述第一三极管的发射极与所述第四预设电源相连；第九电阻，所述第九电阻的一端与所述第一三极管的集电极相连；相互并联的第十电阻和第五电容，所述第十电阻的一端和第五电容的一端分别与所述第九电阻的另一端相连，所述第十电阻的另一端和第五电容的另一端分别接地；第二三极管，所述第二三极管的基极与所述第九电阻的另一端相连，所述第二三极管的发射极接地；第十一电阻，所述第十一电阻的一端与所述第二三极管的集电极相连，所述第十一电阻的另一端与所述IPM模块的F0管脚相连。

优选地，所述检测模块可以为电流互感器。

另外，所述驱动桥包括构成三相桥臂的6个IGBT。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型一个实施例提出的压缩机的退磁保护电路的方框示意图；

图2为根据本实用新型一个实施例提出的压缩机的退磁保护电路的结构示意图；以及

图3为本实用新型提出的退磁保护电路的一种具体实施方式的结构示意图。

附图说明：

检测模块110、比较模块120、IPM模块130、控制器131和驱动桥132，第一预设电源至第四预设电源100~400，第一电阻至第十一电阻R1~R11、比较单元121、分压单元122和放大单元123，第一电容至第五电容C1~C5，比较器211、第一输出端1、第一负输入端2、第一正输入端3、第一电源端4、第二正输入端5、第二负输入端6、第二输出端7和第二电源端8，第一三极管Q1、第二三极管Q2，基极b、集电极c和发射极e，F0管脚。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照下面的描述和附图，将清楚本实用新型的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本实用新型的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本实用新型的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本实用新型的实施例的范围不受此限制。相反，本实用新型的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

下面参照附图对本实用新型实施例提出的压缩机的退磁保护电路进行描述。

如图1所示，本实用新型一个实施例提出的压缩机的退磁保护电路包括：检测模块110、比较模块120和IPM（Intelligent Power Module，智能功率模块）模块130。

如图2所示，检测模块110连接在压缩机电路中直流母线上，检测模块110检测压缩机电路中直流母线电流。优选地，在本实用新型的一个示例中，检测模块110可以为电流互感器。比较模块120与检测模块110相连，比较模块120根据直流母线电流生成比较电压，并根据比较电压与电压阈值进行比较以生成比较信号。IPM模块130与比较模块120相连，IPM模块130包括控制器31和驱动桥32，控制器31根据比较信号输出控制信号控制驱动桥32。其中，控制器31可以为MCU（Micro Control Unit，微控制单元）。在本实用新型的一个示例中，如图2所示，驱动桥32包括构成三相桥臂的6个IGBT。即言控制器31例如为MCU根据比较信号输出控制信号控制构成三相桥臂的6个IGBT。在本示例中，控制信号可以为PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）信号。

在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，比较模块120进一步包括：比较模块120进一步包括：第一电阻R1、生成比较信号的比较单元121、产生电压阈值的分压单元122和放大单元123。具体地，第一电阻R1的一端与检测模块110的输出端相连，比较单元121与第一电阻R1的另一端相连，分压单元122与比较单元121相连，放大单元123分别与比较单元121和IPM模块130相连。

进一步地，在本实用新型的一个示例中，如图3所示，分压单元122包括：相互串联的第二电阻R2和第三电阻R3、相互并联的第四电阻R4和第一电容C1。具体地，第二电阻R2的一端与第一预设电源100相连，第二电阻R2的另一端与第三电阻R3的一端相连，第三电阻R3的另一端与比较单元121相连，第四电阻R4的一端和第一电容C1的一端分别与第三电阻R3的另一端相连，第四电阻R4的另一端和第一电容C1的另一端分别接地。其中，第一预设电源100可以为+2.5V。

进一步地，在本实用新型的一个示例中，如图3所示，比较单元121包括：比较器211、第五电阻R5、第二电容C2以及相互串联的第六电阻R6和第三电容C3。具体地，比较器211的第一负输入端2与第一电阻R1的另一端相连，比较器211的第一电源端4与第二预设电源200相连，比较器211的第二电源端8与第三预设电源300相连，比较器211的第二正输入端5与第一预设电源100相连，比较器211的第二输出端7与放大单元123相连，第五电阻R5的一端与比较器211的第一输出端1相连，第五电阻R5的另一端与比较器211的第二正输入端5相连，第二电容C2的一端与比较器211的第一电源端4相连，第二电容C2的另一端与比较器211的第二电源端8相连，第六电阻R6的一端与第四预设电源400相连，第六电阻R6的另一端与第三电容C3的一端相连，第三电容C3的另一端接地，第六电阻R6和第三电容C3之间的节点与比较器211的第二正输入端5相连。其中，第二预设电源200与第三预设电源300互为反相，例如第二预设电源200可以为-15V，第三预设电源300可以为+15V。在本示例中第四预设电源400可以为+3.3V。

优选地，在本实用新型的一个示例中，比较器211可以选用LM293。

进一步地，在本实用新型的一个示例中，如图3所示，放大单元123包括：第七电阻R7、相互并联的第八电阻R8和第四电容C4、第一三极管Q1、第九电阻R9、相互并联的第十电阻R10和第五电容C5、第二三极管Q2以及第十一电阻R11。具体地，第七电阻R7的一端与比较器211的第二输出端7相连，第八电阻R8的一端和第四电容C4的一端分别与第七电阻R7的另一端相连，第八电阻R8的另一端和第四电容C4的另一端分别与第四预设电源400相连，第一三极管Q1的基极b与第七电阻R7的另一端相连，第一三极管Q1的发射极e与第四预设电源400相连，第九电阻R9的一端与第一三极管Q1的集电极c相连，第十电阻R10的一端和第五电容C5的一端分别与第九电阻R9的另一端相连，第十电阻R10的另一端和第五电容C5的另一端分别接地，第二三极管Q2的基极b与第九电阻R9的另一端相连，第二三极管Q2的发射极e接地，第十一电阻R11的一端与第二三极管Q2的集电极c相连，第十一电阻R11的另一端与IPM模块130的F0管脚相连。

下面结合图2和图3对本实用新型实施例提出的压缩机的退磁保护电路的工作原理进行描述。

压缩机电流是在正常工作状态下为连续的正弦波电流，直流母线的电流是不连续的波形，压缩机的3相内2相的电流一般作为瞬时值出现，因此在本实用新型中不直接检测压缩机的电流值，而是通过检测直流母线电流间接地检测压缩机电流以实现退磁保护。如图2所示，输入的交流电源经整流桥整流并经滤波电容滤波之后流经连接在直流母线上的检测模块110，检测模块110例如为电流互感器检测到直流母线的电流，比较模块120根据直流母线电流生成比较电压，并根据比较电压与电压阈值进行比较以生成比较信号，比较信号经放大单元123放大后输出至与比较模块120相连的IPM模块130的F0管脚，控制器31例如为MCU根据比较信号输出控制信号控制驱动桥32，使其在压缩机的电流增加的情况保护停止，实现退磁保护动作。

具体地，检测模块110连接在压缩机电路中直流母线上以便检测压缩机电路中直流母线电流，比较模块120与检测模块110的输出端相连，第一电阻R1采样检测模块110检测到的直流母线电流，然后经过电阻和电容组成的低通滤波电路滤波，比较器211根据低通滤波后直流母线电流生成比较电压，并且滤波后的直流母线电流进入到分压单元122以通过分压电阻进行分压，具体地，通过第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4进行分压，得到第四电阻R4上面的电压后再通过一个电阻从而产生电压阈值，比较器211根据比较电压与电压阈值进行比较以生成比较信号，比较信号经放大单元123放大后输出至与比较模块120相连的IPM模块130的F0管脚，可以理解的是，该比较信号可以设定在IPM模块130的其他管脚，该比较信号的连接管脚可以由IPM模块130的控制器31例如为MCU的主程序来设定，具体地，IPM模块130的控制器31例如为MCU根据比较信号输出控制信号控制驱动桥32，驱动桥32包括构成三相桥臂的6个IGBT。控制器31例如为MCU根据比较信号输出控制信号例如为PWM（PulseWidth Modulation，脉冲宽度调制）信号控制三相桥臂的6个IGBT在压缩机的电流增加的情况下停止驱动压缩机以实现压缩机的退磁保护。

根据本实用新型提出的压缩机的退磁保护电路，克服了现有的压缩机退磁保护的不足，利用检测模块检测直流母线电流来实现压缩机的退磁保护，因此该压缩机的退磁保护电路可以沿用现有的变频控制设置的检测电路的参数，且只需要在原有的变频控制中已有部分电路稍微增加些元器件就可以构成保护电路，降低了保护电路的成本，达到降低压缩机损坏的频率和提高压缩机的稳定性的目的。此外，该压缩机的退磁保护电路结构简单、可靠性高。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (7)

1.一种压缩机的退磁保护电路，其特征在于，包括：

检测模块，所述检测模块检测压缩机电路中直流母线电流，所述检测模块连接在所述压缩机电路中直流母线上；

比较模块，所述比较模块与所述检测模块相连，所述比较模块根据所述直流母线电流生成比较电压，并根据所述比较电压与电压阈值进行比较以生成比较信号；

IPM模块，所述IPM模块与所述比较模块相连，所述IPM模块包括控制器和驱动桥，所述控制器根据所述比较信号输出控制信号控制所述驱动桥。

2.如权利要求1所述的压缩机的退磁保护电路，其特征在于，所述比较模块进一步包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端与所述检测模块的输出端相连；

生成所述比较信号的比较单元，所述比较单元与所述第一电阻的另一端相连；

产生所述电压阈值的分压单元，所述分压单元与所述比较单元相连；

放大单元，所述放大单元分别与所述比较单元和所述IPM模块相连。

3.如权利要求2所述的压缩机的退磁保护电路，其特征在于，所述分压单元包括：

相互串联的第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的一端与第一预设电源相连，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端相连，所述第三电阻的另一端与所述比较单元相连；

相互并联的第四电阻和第一电容，所述第四电阻的一端和第一电容的一端分别与所述第三电阻的另一端相连，所述第四电阻的另一端和第一电容的另一端分别接地。

4.如权利要求3所述的压缩机的退磁保护电路，其特征在于，所述比较单元包括：

比较器，所述比较器的第一负输入端与所述第一电阻的另一端相连，所述比较器的第一电源端与第二预设电源相连，所述比较器的第二电源端与第三预设电源相连，所述比较器的第二正输入端与所述第一预设电源相连，所述比较器的第二输出端与所述放大单元相连，其中，所述第二预设电源与所述第三预设电源互为反相；

第五电阻，所述第五电阻的一端与所述比较器的第一输出端相连，所述第五电阻的另一端与所述比较器的第二正输入端相连；

第二电容，所述第二电容的一端与所述比较器的第一电源端相连，所述第二电容的另一端与所述比较器的第二电源端相连；

相互串联的第六电阻和第三电容，所述第六电阻的一端与第四预设电源相连，所述第六电阻的另一端与所述第三电容的一端相连，所述第三电容的另一端接地，所述第六电阻和第三电容之间的节点与所述比较器的第二正输入端相连。

5.如权利要求4所述的压缩机的退磁保护电路，其特征在于，所述放大单元包括：

第七电阻，所述第七电阻的一端与所述比较器的第二输出端相连；

相互并联的第八电阻和第四电容，所述第八电阻的一端和第四电容的一端分别与所述第七电阻的另一端相连，所述第八电阻的另一端和第四电容的另一端分别与所述第四预设电源相连；

第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第七电阻的另一端相连，所述第一三极管的发射极与所述第四预设电源相连；

第九电阻，所述第九电阻的一端与所述第一三极管的集电极相连；

相互并联的第十电阻和第五电容，所述第十电阻的一端和第五电容的一端分别与所述第九电阻的另一端相连，所述第十电阻的另一端和第五电容的另一端分别接地；

第二三极管，所述第二三极管的基极与所述第九电阻的另一端相连，所述第二三极管的发射极接地；

第十一电阻，所述第十一电阻的一端与所述第二三极管的集电极相连，所述第十一电阻的另一端与所述IPM模块的F0管脚相连。

6.如权利要求1所述的压缩机的退磁保护电路，其特征在于，所述检测模块为电流互感器。

7.如权利要求1所述的压缩机的退磁保护电路，其特征在于，所述驱动桥包括构成三相桥臂的6个IGBT。

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