集成壓縮機(jī)控制變頻裝置的智能控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及壓縮機(jī)變頻控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種集成壓縮機(jī)控制變頻裝置的智能控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前傳統(tǒng)的定頻式壓縮機(jī)不能進(jìn)行無極調(diào)速，壓縮機(jī)制冷效率低，不能根據(jù)用戶使用規(guī)律、環(huán)境變化而選擇進(jìn)行對(duì)應(yīng)的工作狀態(tài)，這種缺點(diǎn)造成了能源的巨大浪費(fèi)。不符合目前國(guó)家環(huán)保節(jié)能要求。
[0003]交流變頻空調(diào)，電機(jī)都采用交流電機(jī)，并且只有壓縮機(jī)電機(jī)可以調(diào)控速度。原理是通過采用“變頻器”來改變交流電的頻率，從而達(dá)到調(diào)節(jié)速度的目的。
[0004]現(xiàn)有的直流變頻空調(diào)控制系統(tǒng)，室內(nèi)風(fēng)機(jī)為內(nèi)置驅(qū)動(dòng)的直流風(fēng)機(jī)，室外壓縮機(jī)為PMSM壓縮機(jī)，室外風(fēng)機(jī)為PMSM電機(jī)。室內(nèi)機(jī)接收空調(diào)遙控器控制信息或應(yīng)急按鍵信息，控制空調(diào)器運(yùn)行于相應(yīng)的模式(自動(dòng)、制冷、除濕、送風(fēng)或制熱)，
[0005]室外機(jī)從與室內(nèi)機(jī)的通訊信息中確定室外機(jī)運(yùn)行狀態(tài)(待機(jī)、制冷或制熱)。同
[0006]時(shí)控制壓縮機(jī)、室外風(fēng)機(jī)、電子膨脹閥、四通閥的運(yùn)行狀態(tài)。
[0007]變頻控制技術(shù)更加的省電，并且中間沒有過多的勵(lì)磁聲音，直流電機(jī)運(yùn)行更加的穩(wěn)定安靜。
[0008]現(xiàn)有的直流變頻空調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，開關(guān)功率管的損耗大，目前采用的單電阻電流采樣技術(shù)，無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)電流控制和保護(hù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種集成壓縮機(jī)控制變頻裝置的智能控制器，降低了開關(guān)功率管的損耗，較大的提高了系統(tǒng)的效率，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)電流控制和保護(hù)。
[0010]本實(shí)用新型是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種集成壓縮機(jī)控制變頻裝置的智能控制器，包括外機(jī)控制板，外部交流電源通過EMI濾波器連接外機(jī)控制板，外機(jī)控制板連接有RV閥、壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)；所述的外機(jī)控制板包括主控芯片、驅(qū)動(dòng)芯片、開關(guān)電源、整流橋、BOOST PFC開關(guān)電路以及IPM模塊;主控芯片與驅(qū)動(dòng)芯片之間通過隔離通訊連接;外部交流電源通過EMI濾波器連接整流橋，EMI濾波器和整流橋之間依次連接有保險(xiǎn)絲和PTC，整流器連接BOOST PFC開關(guān)電路，BOOST開關(guān)電路連接IPM模塊，IPM模塊連接壓縮機(jī)；主控芯片分別通過繼電器控制RV閥、風(fēng)機(jī)以及PTC;所述的驅(qū)動(dòng)芯片分別連接BOOSTPFC開關(guān)電路和IPM模塊;整流橋和BOOST PFC開關(guān)電路連接一外置的PFC電抗器，在BOOST PFC開關(guān)電路的輸出端并聯(lián)有內(nèi)置的PFC電容器;IPM模塊中驅(qū)動(dòng)下橋臂IGBT N極接線端子NU/NV/NW通過電阻進(jìn)行電流采樣，并通過放大器進(jìn)行放大后，反饋給主控芯片；IPM模塊中的IGBT集成于驅(qū)動(dòng)芯片中，主控芯片輸出PWM控制信號(hào)控制IGBT導(dǎo)通和截止。
[0011]其進(jìn)一步是:所述的主控芯片采用微型控制器TMP86FH09NG。
[0012]所述的驅(qū)動(dòng)芯片采用FAN4056。
[0013]所述的壓縮機(jī)采用直流無刷電機(jī);風(fēng)機(jī)采用1檔交流風(fēng)機(jī)，同時(shí)需要1.5uF的啟動(dòng)電容。
[0014]開關(guān)電源由PFC輸出直流母線供電，開關(guān)電源的功率為15W，具有兩路輸出繞組;一路繞組為隔離繞組，提供隔離12V電壓給PTC、RV閥、風(fēng)機(jī)的繼電器，同時(shí)提供隔離5V電壓給主控芯片，另一路繞組為不隔離繞組，提供15V電壓給BOOST PFC開關(guān)電路、IPM模塊，同時(shí)提供3.3V電壓給驅(qū)動(dòng)芯片。
[0015]所述的隔離通訊采用隔離的I/O通訊。
[0016]所述的放大器采用1630D放大器。
[0017]主控芯片通過16A繼電器控制PTC的通斷。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0019]1、在之前采用單電阻電流采樣的基礎(chǔ)上，選用采樣速度最快可達(dá)2.5uS，內(nèi)部含高速運(yùn)算放大器的主控芯片，采用兩路或多路同步定時(shí)觸發(fā)AD采樣技術(shù)，實(shí)時(shí)檢測(cè)相電流的大小，從而實(shí)現(xiàn)電流控制和保護(hù)。
[0020]2、主控芯片輸出P麗控制信號(hào)控制IGBT導(dǎo)通和截止，采用空間電壓矢量調(diào)制技術(shù)中的兩項(xiàng)PWM調(diào)制，從而大大的降低了開關(guān)功率管的損耗，較大的提高了系統(tǒng)的效率。
[0021]3、控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩大小恒定，從而降低轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)，因此降低了噪音。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實(shí)用新型原理框圖；
[0023]圖2是IPM模塊內(nèi)部邏輯電路圖；
[0024]圖3是電流采樣電路圖；
[0025]圖4是電機(jī)磁場(chǎng)剖析圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1和圖2所示，一種集成壓縮機(jī)控制變頻裝置的智能控制器有一外機(jī)控制板，外部交流電源通過EMI濾波器連接外機(jī)控制板，外機(jī)控制板連接有RV
[0027]閥、壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)。本實(shí)用新型整機(jī)室內(nèi)機(jī)供電，外機(jī)主控和驅(qū)動(dòng)合成一體;采
[0028]用獨(dú)立的濾波控制，可以更有效的抑制因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓和電路網(wǎng)絡(luò)中的干擾源。
[0029]外機(jī)控制板包括主控芯片、驅(qū)動(dòng)芯片、開關(guān)電源、整流橋、BOOSTPFC開關(guān)
[0030]電路以及IPM模塊;主控芯片與驅(qū)動(dòng)芯片之間通過隔離通訊連接;外部交流電源通過EMI濾波器連接整流橋，EMI濾波器和整流橋之間依次連接有保險(xiǎn)絲和PTC(熱敏電阻)，整流器連接BOOST PFC開關(guān)電路，BOOST開關(guān)電路連接IPM模塊，IPM模塊連接壓縮機(jī)；主控芯片分別通過繼電器控制RV閥(四通閥)、風(fēng)機(jī)以及PTC;驅(qū)動(dòng)芯片分別連接BOOST PFC開關(guān)電路和IPM模塊;整流橋和BOOST PFC開關(guān)電路連接一外置的PFC電抗器，在BOOST PFC開關(guān)電路的輸出端并聯(lián)有內(nèi)置的PFC電容器;PFC電容內(nèi)置和電抗器外置，更有利于產(chǎn)品的裝配，因?yàn)镻FC電抗器體積相對(duì)較大，外置裝配可以增強(qiáng)產(chǎn)品的可靠性。IPM模塊中驅(qū)動(dòng)下橋臂IGBT N極接線端子NU/NV/NW通過電阻進(jìn)行電流采樣，并通過放大器進(jìn)行放大后，反饋給主控芯片；IPM模塊中的IGBT集成于驅(qū)動(dòng)芯片中，主控芯片輸出PWM控制信號(hào)控制IGBT導(dǎo)通和截止。
[0031]主控芯片采用微型控制器TMP86FH09NG，連接有EEPR0M。微型控制器TMP86FH09NG內(nèi)部含高速運(yùn)算放大器，采用兩路或多路同步定時(shí)觸發(fā)AD采樣技術(shù)，實(shí)時(shí)檢測(cè)相電流的大小，從而實(shí)現(xiàn)電流控制和保護(hù)。驅(qū)動(dòng)芯片采用FAN4056，連接有EEPR0M。微型控制器TMP86FH09NG和FAN4056之間采用隔離的I/O通訊進(jìn)行通訊。
[0032]壓縮機(jī)采用直流無刷電機(jī);風(fēng)機(jī)采用1檔交流風(fēng)機(jī)，同時(shí)需要1.5uF的啟動(dòng)電容。主控芯片通過16A繼電器控制PTC的通斷。
[0033]開關(guān)電源由PFC輸出直流母線供電，開關(guān)電源有15W兩路輸出繞組；一路繞組為隔離繞組，提供隔離12V電壓給PTC、RV閥、風(fēng)機(jī)的繼電器，同時(shí)提供隔離5V電壓給主控芯片，另一路繞組為不隔離繞組，提供15V電壓給BOOST PFC開關(guān)電路、IPM模塊，同時(shí)提供3.3V電壓給驅(qū)動(dòng)芯片。
[0034]如圖3所示，IPM模塊中驅(qū)動(dòng)下橋臂IGBT N極接線端NU/NV/NW通過電阻進(jìn)行電流采樣，并通過1630D放大器進(jìn)行放大后，反饋給主控芯片。
[0035]電樞磁動(dòng)勢(shì)的直軸分量Fad對(duì)轉(zhuǎn)子主磁極產(chǎn)生最大增磁作用如圖4，在一個(gè)磁狀態(tài)范圍，電樞磁動(dòng)勢(shì)在剛開始為最大去磁，然后去磁磁動(dòng)勢(shì)逐漸減小;在1、Π磁狀態(tài)時(shí)既不去磁也不增磁;在后半個(gè)磁狀態(tài)內(nèi)增磁逐漸增大，最后達(dá)到最大值。增磁和去磁磁動(dòng)勢(shì)的大小等于電樞合成磁動(dòng)勢(shì)Fa在轉(zhuǎn)子磁極軸線上的投影。相對(duì)與120度驅(qū)動(dòng)方式下沒有增磁和去磁反應(yīng)，降低了電機(jī)發(fā)熱，提高了電機(jī)壽命。
[0036]本實(shí)用新型軟件上支持:直流母線過壓/欠壓保護(hù)、PFC過流保護(hù)、壓縮機(jī)過流保護(hù)、溫度保護(hù)等;硬件上支持:PFC過流保護(hù)、壓縮機(jī)過流保護(hù)。
[0037]本實(shí)用新型在目前采用單電阻電流采樣的基礎(chǔ)上，選用采樣速度最快可達(dá)2.5uS，內(nèi)部含高速運(yùn)算放大器的控制芯片，采用兩路或多路同步定時(shí)觸發(fā)AD采樣技術(shù)，實(shí)時(shí)檢測(cè)相電流的大小，從而實(shí)現(xiàn)電流控制和保護(hù)。主控芯片輸出pmi控制信號(hào)控制IGBT導(dǎo)通和截止，采用空間電壓矢量調(diào)制技術(shù)中的兩項(xiàng)PWM調(diào)制，從而大大的降低了開關(guān)功率管的損耗，較大的提高了系統(tǒng)的效率?？刂齐姍C(jī)轉(zhuǎn)矩大小恒定，從而降低轉(zhuǎn)矩的脈動(dòng)，因此降低了噪音。電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式一一從交流變頻到直流調(diào)速;制冷熱速度快，較好的舒適性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)變頻空調(diào)啟動(dòng)時(shí)對(duì)電路沒有大的電流沖擊。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種集成壓縮機(jī)控制變頻裝置的智能控制器，包括外機(jī)控制板，外部交流電源通過EMI濾波器連接外機(jī)控制板，外機(jī)控制板連接有RV閥、壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī);所述的外機(jī)控制板包括主控芯片、驅(qū)動(dòng)芯片、開關(guān)電源、整流橋、BOOST PFC開關(guān)電路以及IPM模塊;主控芯片與驅(qū)動(dòng)芯片之間通過隔離通訊連接;外部交流電源通過EMI濾波器連接整流橋，EMI濾波器和整流橋之間依次連接有保險(xiǎn)絲和PTC，整流器連接BOOST PFC開關(guān)電路，BOOST開關(guān)電路連接IPM模塊，IPM模塊連接壓縮機(jī);主控芯片分別通過繼電器控制RV閥、風(fēng)機(jī)以及PTC;所述的驅(qū)動(dòng)芯片分別連接BOOST PFC開關(guān)電路和IPM模塊;其特征在于:整流橋和BOOST PFC開關(guān)電路連接一外置的PFC電抗器，在BOOST PFC開關(guān)電路的輸出端并聯(lián)有內(nèi)置的PFC電容器；IPM模塊中驅(qū)動(dòng)下橋臂IGBT N極接線端子NU/NV/NW通過電阻進(jìn)行電流采樣，并通過放大器進(jìn)行放大后，反饋給主控芯片；IPM模塊中的IGBT集成于驅(qū)動(dòng)芯片中，主控芯片輸出PWM控制信號(hào)控制IGBT的導(dǎo)通和截止。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成壓縮機(jī)控制變頻裝置的智能控制器;其特征在于:所述的主控芯片采用微型控制器TMP86FH09NG。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成壓縮機(jī)控制變頻裝置的智能控制器;其特征在于:所述的驅(qū)動(dòng)芯片采用FAN4056。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成壓縮機(jī)控制變頻裝置的智能控制器;其特征在于:所述的壓縮機(jī)采用直流無刷電機(jī);風(fēng)機(jī)采用1檔交流風(fēng)機(jī)，同時(shí)需要1.5uF的啟動(dòng)電容。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成壓縮機(jī)控制變頻裝置的智能控制器;其特征在于:開關(guān)電源由PFC輸出直流母線供電，開關(guān)電源的功率為15W，具有兩路輸出繞組;一路繞組為隔離繞組，提供隔離12V電壓給PTC、RV閥、風(fēng)機(jī)的繼電器，同時(shí)提供隔離5V電壓給主控芯片，另一路繞組為不隔離繞組，提供15V電壓給BOOST PFC開關(guān)電路、IPM模塊，同時(shí)提供3.3V電壓給驅(qū)動(dòng)芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成壓縮機(jī)控制變頻裝置的智能控制器;其特征在于:所述的隔離通訊采用隔離的I/O通訊。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成壓縮機(jī)控制變頻裝置的智能控制器;其特征在于:所述的放大器采用1630D放大器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成壓縮機(jī)控制變頻裝置的智能控制器;其特征在于:主控芯片通過16A繼電器控制PTC的通斷。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及壓縮機(jī)變頻控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種集成壓縮機(jī)控制變頻裝置的智能控制器。本實(shí)用新型有一外機(jī)控制板，外機(jī)控制板包括主控芯片、驅(qū)動(dòng)芯片、開關(guān)電源、整流橋、BOOSTPFC開關(guān)電路以及IPM模塊；外部交流電源通過EMI濾波器連接整流橋，EMI濾波器和整流橋之間依次連接有保險(xiǎn)絲和PTC，整流器連接BOOSTPFC開關(guān)電路，BOOST開關(guān)電路連接IPM模塊，IPM模塊連接壓縮機(jī)；主控芯片分別通過繼電器控制RV閥、風(fēng)機(jī)以及PTC；驅(qū)動(dòng)芯片分別連接BOOSTPFC開關(guān)電路和IPM模塊；采用外置的PFC電抗器和內(nèi)置的PFC電容器；通過對(duì)IPM模塊中驅(qū)動(dòng)下橋臂IGBTN極接線端子NU/NV/NW進(jìn)行電流采樣，放大后反饋給主控芯片；IPM模塊中的IGBT集成于驅(qū)動(dòng)芯片中，主控芯片輸出PWM控制信號(hào)控制IGBT導(dǎo)通和截止。
【IPC分類】F24F13/24, F24F11/00
【公開號(hào)】CN205137791
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520852843
【發(fā)明人】涂春光
【申請(qǐng)人】深圳市建滔科技有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年10月30日