變頻空調(diào)及其ipm模塊保護(hù)電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型屬于保護(hù)電路領(lǐng)域，尤其涉及一種變頻空調(diào)IPM模塊保護(hù)電路。本實(shí)用新型提供的IPM模塊保護(hù)電路及具有該電路的變頻空調(diào)，包括有兩級(jí)過(guò)流保護(hù)的模塊，能夠?yàn)樽冾l空調(diào)等提供一種及時(shí)有效的硬件、軟件模塊保護(hù)，使其具有一級(jí)保護(hù)自動(dòng)鎖死跟自動(dòng)解鎖的功能，并在電機(jī)的負(fù)載電流達(dá)到第一級(jí)保護(hù)門(mén)檻值的時(shí)候，就及時(shí)給芯片輸出保護(hù)信號(hào)，達(dá)到軟、硬件雙重保護(hù)的效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】變頻空調(diào)及其I PM模塊保護(hù)電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于保護(hù)電路領(lǐng)域，尤其涉及一種變頻空調(diào)IPM模塊保護(hù)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)階段,大多數(shù)IPM (Intelligent Power Module,即智能功率模塊)產(chǎn)品，都采用二級(jí)電流保護(hù)，以其中一款模塊為例，其模塊內(nèi)部框圖如圖1所示，W、v和U為電機(jī)的三相，F(xiàn)O為故障輸出腳，OCL為第一級(jí)保護(hù)信號(hào)輸出腳，SD為上橋控制腳，LS1、LS2、LS3A和LS3B為模塊中對(duì)應(yīng)功率器件的下橋臂S級(jí)，模塊保護(hù)電路主要為采集的電機(jī)相電流提供過(guò)流保護(hù)。
[0003]通常使用的模塊保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)如圖2所示，該應(yīng)用僅將第一級(jí)保護(hù)信號(hào)輸出腳OCL與上橋控制腳SD相連，當(dāng)電流過(guò)大、第一級(jí)保護(hù)觸發(fā)的時(shí)候，能關(guān)斷上橋驅(qū)動(dòng)，但故障輸出腳FO并無(wú)信號(hào)輸出；當(dāng)且僅當(dāng)過(guò)流保護(hù)端口 OCP的電壓達(dá)到第二級(jí)保護(hù)門(mén)限時(shí)，故障輸出腳FO才有對(duì)應(yīng)的信號(hào)輸出。
[0004]在實(shí)際應(yīng)用中，IPM功率模塊的第一級(jí)保護(hù)容易達(dá)到，而第二級(jí)保護(hù)的門(mén)限值比第一級(jí)保護(hù)門(mén)限值高，這樣就會(huì)造成在電機(jī)實(shí)際電流過(guò)大時(shí)、不能及時(shí)輸出相應(yīng)的故障信號(hào)，亟需對(duì)保護(hù)電路進(jìn)行改善。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的首先在于提供一種IPM模塊保護(hù)電路，適用于變頻空調(diào)等的風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)，使其具有一級(jí)保護(hù)自動(dòng)鎖死和解鎖的功能；并在負(fù)載電流達(dá)到第一保護(hù)門(mén)限值時(shí)就及時(shí)輸出保護(hù)信號(hào)；有效解決當(dāng)前模塊保護(hù)電路達(dá)到第一電流保護(hù)門(mén)檻值時(shí)，硬件保護(hù)只切斷其中一部分橋臂，且并無(wú)保護(hù)信號(hào)輸出給芯片，無(wú)法同時(shí)達(dá)到軟、硬件雙重保護(hù)的效果。
[0006]本實(shí)用新型提供的IPM模塊保護(hù)電路，包括:
[0007]與IPM模塊下橋臂的S極相連、對(duì)電機(jī)的負(fù)載電流進(jìn)行采樣的采樣單元；
[0008]與所述采樣單元相連、對(duì)采集的負(fù)載電流進(jìn)行分壓的分壓?jiǎn)卧?br>
[0009]連接在所述分壓?jiǎn)卧c所述IPM模塊的第一級(jí)保護(hù)信號(hào)輸出腳0CL、故障輸出腳F0、上橋控制腳SD之間的單向?qū)▎卧灰约?br>
[0010]第一端接工作電壓、第二端同時(shí)接所述故障輸出腳FO與單向?qū)▎卧纳侠娮鑂2。
[0011]進(jìn)一步地，所述采樣單元包括采樣電阻RS ;所述采樣電阻RS接在所述IPM模塊下橋臂的S極與地之間。
[0012]進(jìn)一步地，所述分壓?jiǎn)卧ǚ謮弘娮鑂O和分壓電阻Rl ;所述分壓電阻RO的第一端接所述采樣電阻RS與所述IPM模塊下橋臂S極的共接點(diǎn)，所述分壓電阻RO的第二端接所述分壓電阻Rl的第一端，所述分壓電阻Rl的第二端接所述單向?qū)▎卧?；所述分壓電阻RO和分壓電阻Rl的共接點(diǎn)接IPM模塊的過(guò)流故障檢測(cè)腳0CP。[0013]進(jìn)一步地，所述電路還包括一電容CO ;所述電容CO接在所述分壓電阻RO和分壓電阻Rl的共接點(diǎn)與地之間。
[0014]進(jìn)一步地，所述單向?qū)▎卧ǘO管Dl和二極管D2 ;所述二極管Dl的陽(yáng)極接所述IPM模塊的第一級(jí)保護(hù)信號(hào)輸出腳OCL與上橋控制腳SD的共接端，所述二極管Dl的陰極接分壓電阻Rl ;所述二極管D2的陽(yáng)極接所述分壓電阻RO和分壓電阻Rl的共接點(diǎn)，所述二極管D2的陰極接所述IPM模塊的故障輸出腳FO與上拉電阻R2的共接點(diǎn)。
[0015]另一方面，本實(shí)用新型的目的還在于提供一種變頻空調(diào)，所述空調(diào)就包括了上述的IPM模塊保護(hù)電路。
[0016]本實(shí)用新型提供的IPM模塊保護(hù)電路及具有該電路的變頻空調(diào)，包括有兩級(jí)過(guò)流保護(hù)的模塊，能夠?yàn)樽冾l空調(diào)等提供一種及時(shí)有效的硬件、軟件模塊保護(hù)，使其具有一級(jí)保護(hù)自動(dòng)鎖死跟自動(dòng)解鎖的功能，并在電機(jī)的負(fù)載電流達(dá)到第一級(jí)保護(hù)門(mén)檻值的時(shí)候，就及時(shí)給芯片輸出保護(hù)信號(hào)，達(dá)到軟、硬件雙重保護(hù)的效果。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是現(xiàn)有IPM模塊的內(nèi)部框圖；
[0018]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中IPM模塊保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
[0019]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的IPM模塊保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0021]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的IPM模塊保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)施例相關(guān)的部分，如圖所示:
[0022]一種IPM模塊保護(hù)電路，包括:
[0023]與IPM模塊下橋臂的S極(分別對(duì)應(yīng)模塊芯片中的LS1、LS2、LS3A和LS3B管腳)相連、對(duì)電機(jī)的負(fù)載電流進(jìn)行采樣的采樣單元10 ；
[0024]與所述采樣單元相連、對(duì)采集的負(fù)載電流進(jìn)行分壓的分壓?jiǎn)卧?0 ；
[0025]連接在所述分壓?jiǎn)卧c所述IPM模塊芯片的第一級(jí)保護(hù)信號(hào)輸出腳0CL、故障輸出腳F0、上橋控制腳SD之間的單向?qū)▎卧?0 ;以及
[0026]第一端接工作電壓VCC、第二端同時(shí)接所述故障輸出腳FO與單向?qū)▎卧纳侠娮鑂2。
[0027]作為一優(yōu)選實(shí)施例，采樣單元10包括采樣電阻RS ;采樣電阻RS接在IPM模塊下橋臂的S極與地之間。
[0028]作為一優(yōu)選實(shí)施例，分壓?jiǎn)卧?0包括分壓電阻RO和分壓電阻Rl ;分壓電阻RO的第一端接采樣電阻RS與IPM模塊下橋臂S極的共接點(diǎn)，分壓電阻RO的第二端接分壓電阻Rl的第一端，分壓電阻Rl的第二端接單向?qū)▎卧?0 ;分壓電阻RO和分壓電阻Rl的共接點(diǎn)接IPM模塊芯片的過(guò)流故障檢測(cè)腳0CP。
[0029]作為一優(yōu)選實(shí)施例，IPM模塊保護(hù)電路還包括一電容CO ;電容CO接在分壓電阻RO和分壓電阻Rl的共接點(diǎn)與地之間。
[0030]作為一優(yōu)選實(shí)施例，單向?qū)▎卧?0包括二極管Dl和二極管D2 ;二極管Dl的陽(yáng)極接IPM模塊芯片的第一級(jí)保護(hù)信號(hào)輸出腳OCL與上橋控制腳SD的共接端，二極管Dl的陰極接分壓電阻Rl ;二極管D2的陽(yáng)極接分壓電阻RO和分壓電阻Rl的共接點(diǎn)，二極管D2的陰極接IPM模塊芯片的故障輸出腳FO與上拉電阻R2的共接點(diǎn)。
[0031]本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種變頻空調(diào)，該變頻空調(diào)就包括了上述的IPM模塊保護(hù)電路。
[0032]在具體工作過(guò)程中，該電路的工作原理如下:
[0033]當(dāng)電機(jī)的負(fù)載電流從LS1、LS2、LS3A和LS3B管腳經(jīng)過(guò)采樣電阻RS到GND時(shí)，采樣電阻RS與GND之間產(chǎn)生一個(gè)電壓差，當(dāng)電流上升到預(yù)設(shè)保護(hù)值時(shí)，例如電壓差達(dá)到預(yù)設(shè)的
0.65V時(shí)，模塊的過(guò)流故障檢測(cè)腳OCP達(dá)到模塊的第一個(gè)保護(hù)門(mén)檻電壓。
[0034]當(dāng)模塊的過(guò)流故障檢測(cè)腳OCP達(dá)到第一個(gè)保護(hù)門(mén)檻電壓值后，模塊的第一級(jí)保護(hù)信號(hào)輸出腳OCL輸出5V信號(hào)。因?yàn)榈谝患?jí)保護(hù)信號(hào)輸出腳OCL同時(shí)與模塊上橋控制端SD連接，SD接收到5V信號(hào)時(shí)，立即關(guān)閉上橋臂的IGBT。
[0035]在模塊關(guān)閉上橋臂IGBT的同時(shí)，第一級(jí)保護(hù)信號(hào)輸出腳OCL的5V信號(hào),經(jīng)過(guò)電阻分壓，使得過(guò)流故障檢測(cè)腳OCP的電壓值V=[ (R0+RS)/R1+R0+RS]* (5V_VD1)，假如預(yù)設(shè)的第二個(gè)保護(hù)門(mén)檻電壓為IV，觸發(fā)模塊第二個(gè)保護(hù)門(mén)檻電壓。
[0036]當(dāng)模塊的過(guò)流故障檢測(cè)腳OCP達(dá)到第二個(gè)保護(hù)門(mén)檻電壓值時(shí)，模塊內(nèi)部立即關(guān)閉下橋臂IGBT,同時(shí)模塊的故障輸出腳FO輸出一個(gè)低電平故障信息給芯片。
[0037]當(dāng)模塊的故障輸出腳FO輸出低電平信號(hào)時(shí)，此時(shí)模塊上、下橋臂的IGBT都已切斷了，達(dá)到有效保護(hù)了。此時(shí)，過(guò)流故障檢測(cè)腳OCP的電壓通過(guò)二極管D2進(jìn)行釋放。
[0038]以上，完成了一次電流保護(hù)的完整動(dòng)作，從而達(dá)到有效保護(hù)負(fù)載及電機(jī)的目的。
[0039]綜上所述，根據(jù)本實(shí)用新型提供的IPM模塊保護(hù)電路及具有該電路的變頻空調(diào)，當(dāng)電機(jī)的負(fù)載電流在采樣電阻Rs上產(chǎn)生的壓降輸入到IPM模塊芯片的過(guò)流故障檢測(cè)腳(以管腳OCP為例)達(dá)到IPM模塊的第一級(jí)保護(hù)門(mén)限時(shí)，IPM模塊觸發(fā)第一級(jí)保護(hù)，IPM模塊的上橋關(guān)閉輸出，IPM模塊內(nèi)部產(chǎn)生高電平從第一級(jí)保護(hù)信號(hào)輸出腳OCL輸出。由于,此時(shí)二極管Dl的陽(yáng)極電壓高于陰極電壓，二極管Dl導(dǎo)通，高電平經(jīng)過(guò)分壓電阻Rl、RO和采樣電阻Rs的分壓，使得此時(shí)過(guò)流故障檢測(cè)腳OCP輸入的電壓強(qiáng)制達(dá)到IPM模塊的第二級(jí)保護(hù)門(mén)限，此時(shí)觸發(fā)IPM模塊第二級(jí)保護(hù)，IPM模塊故障輸出腳FO輸出低電平，實(shí)現(xiàn)一級(jí)保護(hù)自動(dòng)鎖死功能，并且將故障輸出腳FO拉低并持續(xù)特定時(shí)間。此時(shí)，由于二極管D2的陰極電平被拉低，二極管D2也導(dǎo)通，過(guò)流故障檢測(cè)腳OCP的電平也被拉低，接著故障被清除，實(shí)現(xiàn)故障自動(dòng)清除功能。當(dāng)然，若采樣電阻Rs上的電壓依然很高，則繼續(xù)上述動(dòng)作，觸發(fā)故障輸出腳FO輸出低電平信號(hào)，若采樣電阻Rs上的電壓回落，則故障清除，不再觸發(fā)故障輸出腳FO輸出過(guò)流保護(hù)故障信號(hào)。
[0040]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了較詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改、或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種IPM模塊保護(hù)電路，其特征在于，所述電路包括: 與IPM模塊下橋臂的S極相連、對(duì)電機(jī)的負(fù)載電流進(jìn)行采樣的采樣單元； 與所述采樣單元相連、對(duì)采集的負(fù)載電流進(jìn)行分壓的分壓?jiǎn)卧? 連接在所述分壓?jiǎn)卧c所述IPM模塊的第一級(jí)保護(hù)信號(hào)輸出腳OCL、故障輸出腳F0、上橋控制腳SD之間的單向?qū)▎卧?；以? 第一端接工作電壓、第二端同時(shí)接所述故障輸出腳FO與單向?qū)▎卧纳侠娮鑂2。
2.如權(quán)利要求1所述的IPM模塊保護(hù)電路，其特征在于，所述采樣單元包括采樣電阻RS ； 所述采樣電阻RS接在所述IPM模塊下橋臂的S極與地之間。
3.如權(quán)利要求2所述的IPM模塊保護(hù)電路，其特征在于，所述分壓?jiǎn)卧ǚ謮弘娮鑂O和分壓電阻Rl ； 所述分壓電阻RO的第一端接所述采樣電阻RS與所述IPM模塊下橋臂S極的共接點(diǎn)，所述分壓電阻RO的第二端接所述分壓電阻Rl的第一端，所述分壓電阻Rl的第二端接所述單向?qū)▎卧?；所述分壓電阻RO和分壓電阻Rl的共接點(diǎn)接IPM模塊的過(guò)流故障檢測(cè)腳。
4.如權(quán)利要求3所述的IPM模塊保護(hù)電路，其特征在于，所述電路還包括一電容CO； 所述電容CO接在所述分壓電阻RO和分壓電阻Rl的共接點(diǎn)與地之間。
5.如權(quán)利要求3所述的IPM模塊保護(hù)電路，其特征在于，所述單向?qū)▎卧ǘO管Dl和二極管D2 ； 所述二極管Dl的陽(yáng)極接所述IPM模塊的第一級(jí)保護(hù)信號(hào)輸出腳OCL與上橋控制腳SD的共接端，所述二極管Dl的陰極接分壓電阻Rl ;所述二極管D2的陽(yáng)極接所述分壓電阻RO和分壓電阻Rl的共接點(diǎn)，所述二極管D2的陰極接所述IPM模塊的故障輸出腳FO與上拉電阻R2的共接點(diǎn)。
6.一種變頻空調(diào)，包括變頻風(fēng)機(jī)和變頻壓縮機(jī)，其特征在于，所述空調(diào)還包括一 IPM模塊保護(hù)電路，所述電路包括: 與IPM模塊下橋臂的S極相連、對(duì)電機(jī)的負(fù)載電流進(jìn)行采樣的采樣單元； 與所述采樣單元相連、對(duì)采集的負(fù)載電流進(jìn)行分壓的分壓?jiǎn)卧? 連接在所述分壓?jiǎn)卧c所述IPM模塊的第一級(jí)保護(hù)信號(hào)輸出腳0CL、故障輸出腳F0、上橋控制腳SD之間的單向?qū)▎卧?；以? 第一端接工作電壓、第二端同時(shí)接所述故障輸出腳FO與單向?qū)▎卧纳侠娮鑂2。
7.如權(quán)利要求6所述的變頻空調(diào)，其特征在于，所述采樣單元包括采樣電阻RS； 所述采樣電阻RS接在所述IPM模塊下橋臂的S極與地之間。
8.如權(quán)利要求7所述的變頻空調(diào)，其特征在于，所述分壓?jiǎn)卧ǚ謮弘娮鑂O和分壓電阻Rl ； 所述分壓電阻RO的第一端接所述采樣電阻RS與所述IPM模塊下橋臂S極的共接點(diǎn)，所述分壓電阻RO的第二端接所述分壓電阻Rl的第一端，所述分壓電阻Rl的第二端接所述單向?qū)▎卧凰龇謮弘娮鑂O和分壓電阻Rl的共接點(diǎn)接IPM模塊的過(guò)流故障檢測(cè)腳0CP。
9.如權(quán)利要求8所述的變頻空調(diào)，其特征在于，所述電路還包括一電容CO； 所述電容CO接在所述分壓電阻RO和分壓電阻Rl的共接點(diǎn)與地之間。
10.如權(quán)利要求8所述的變頻空調(diào)，其特征在于，所述單向?qū)▎卧ǘO管Dl和二極管D2 ； 所述二極管Dl的陽(yáng)極接所述IPM模塊的第一級(jí)保護(hù)信號(hào)輸出腳OCL與上橋控制腳SD的共接端，所述二極管Dl的陰極接分壓電阻Rl ;所述二極管D2的陽(yáng)極接所述分壓電阻RO和分壓電阻Rl的共接點(diǎn)，所述二極管D2的陰極接所述IPM模塊的故障輸出腳FO與上拉電阻R2的共接點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】H02H7/12GK203377589SQ201320444217
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月24日
【發(fā)明者】向陽(yáng), 鄭緒成, 沈志聰 申請(qǐng)人:廣東美的制冷設(shè)備有限公司