一種智能功率模塊的溫度控制方法及變頻設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能功率模塊的溫度控制方法及變頻設(shè)備，檢測智能功率模塊的內(nèi)部溫度Tc，并在所述溫度Tc接近設(shè)定的安全閾值Tmax時，控制智能功率模塊的輸出頻率降低或者維持當(dāng)前頻率，以限制智能功率模塊的溫升。本發(fā)明通過控制智能功率模塊在其內(nèi)部溫度達(dá)到保護(hù)檢出溫度前進(jìn)行禁升頻或者降頻動作，從而可以將智能功率模塊的溫度始終控制在安全范圍內(nèi)而不進(jìn)行保護(hù)檢出，在保證智能功率模塊在安全可靠的溫度下穩(wěn)定運行的同時，也確保了系統(tǒng)運行的連貫性，提高了變頻家電用戶使用的舒適性。
【專利說明】一種智能功率模塊的溫度控制方法及變頻設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于變頻系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，是涉及一種用于控制智能功率模塊溫升的方法以及采用該溫度控制方法設(shè)計的變頻設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前的變頻空調(diào)或者其他變頻類的家電產(chǎn)品中，經(jīng)常會用到智能功率模塊IPM，其作用是在輸入控制信號的作用下將直流電源轉(zhuǎn)換成交流電源加載到壓縮機(jī)或者電機(jī)等被控對象上，驅(qū)動壓縮機(jī)或者電機(jī)運轉(zhuǎn)，并通過改變施加到壓縮機(jī)或者電機(jī)上的交流電源的頻率，實現(xiàn)對壓縮機(jī)或者電機(jī)轉(zhuǎn)速的自動控制。由于這種智能功率模塊往往工作在大電流和高溫下，從而使得其在長時間的運行過程中容易發(fā)生過熱損壞等故障。
[0003]目前，解決智能功率模塊過熱損壞最常見的方法是:在智能功率模塊內(nèi)部植入熱敏電阻，根據(jù)熱敏電阻的阻值變化定時檢測出智能功率模塊的內(nèi)部溫度Tc，然后將檢測到的溫度Tc發(fā)送給控制芯片或者控制電路等控制端，控制端根據(jù)接收到的溫度Tc的大小判斷是否執(zhí)行保護(hù)檢出動作，并在溫度Tc超過安全溫度值時，通過控制系統(tǒng)停止運轉(zhuǎn)來限制溫度Tc的升高，達(dá)到對智能功率模塊過熱保護(hù)的目的。
[0004]采用這種保護(hù)措施，一旦智能功率模塊的內(nèi)部溫度Tc過高導(dǎo)致系統(tǒng)執(zhí)行保護(hù)檢出動作時，往往造成系統(tǒng)運轉(zhuǎn)的不連貫，從而給家電產(chǎn)品的使用者造成使用上的困擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種智能功率模塊的溫度控制方法，通過控制智能功率模塊在其內(nèi)部溫度到達(dá)保護(hù)檢出前，對被控對象進(jìn)行禁升頻或者降頻處理，從而確保了智能功率模塊的內(nèi)部溫度能夠盡量地控制在安全范圍內(nèi)，避免了系統(tǒng)由于執(zhí)行保護(hù)檢出動作而造成的運轉(zhuǎn)不連貫的問題發(fā)生。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
一種智能功率模塊的溫度控制方法，檢測智能功率模塊的內(nèi)部溫度Tc，并在所述溫度Tc接近設(shè)定的安全閾值Tmax時，控制智能功率模塊的輸出頻率降低或者維持當(dāng)前頻率，以限制智能功率模塊的溫升。
[0007]為了最大程度地發(fā)揮被控對象的輸出能力，所述安全閾值Tmax優(yōu)選設(shè)定為智能功率模塊執(zhí)行過熱保護(hù)動作所對應(yīng)的安全溫度值。
[0008]優(yōu)選的,所述智能功率模塊在其內(nèi)部溫度Tc到達(dá)Tmax- Λ T至Tmax區(qū)間內(nèi)時,執(zhí)行降頻或者維持當(dāng)前頻率的動作；其中，Λ T在3°C?10°C之間取值。
[0009]進(jìn)一步的，所述溫度Tc通過設(shè)置于智能功率模塊內(nèi)部或者外部的熱敏電阻檢測獲得，根據(jù)熱敏電阻的溫阻曲線獲得溫阻曲線在溫度點為Tmax處的曲線斜率；根據(jù)所述曲線斜率確定Λ T的取值，并遵循曲線斜率的絕對值越大，Δ T的取值越大的原則。
[0010]優(yōu)選的,所述智能功率模塊在其內(nèi)部溫度Tc到達(dá)Tmax- Λ Tl至Tmax區(qū)間內(nèi)時，執(zhí)行降頻動作，所述Λ Tl在3°C飛。C之間取值。[0011]優(yōu)選的，所述智能功率模塊在其內(nèi)部溫度Tc到達(dá)Tmax- Λ Tl - Λ T2至Tmax- Δ Tl區(qū)間內(nèi)時，若溫度Tc呈上升趨勢，則對智能功率模塊的輸出頻率不進(jìn)行限制；若溫度Tc呈下降趨勢，則維持智能功率模塊當(dāng)前的輸出頻率；其中，所述Λ Τ2在3°C飛。C之間取值。
[0012]進(jìn)一步的，所述智能功率模塊在其內(nèi)部溫度Tc低于Tmax- Δ Tl- Δ T2時，對智能功率模塊的輸出頻率不進(jìn)行限制。
[0013]優(yōu)選的，所述ΛΤ1、ΛΤ2的取值原則遵循AT的取值原則，即根據(jù)熱敏電阻的溫阻曲線確定Λ Τ1、Λ Τ2的取值，并遵循曲線斜率的絕對值越大，Λ Τ1、Λ Τ2的取值越大的原則。
[0014]再進(jìn)一步的，所述智能功率模塊在執(zhí)行降頻動作時，按照設(shè)定的降頻速率Λ H降頻；所述降頻速率Λ H在0.05、.5Hz/s的范圍內(nèi)取值，且遵循熱敏電阻的溫阻曲線在溫度點為Tmax處的曲線斜率的絕對值越大，Δ H的取值越大的原則。
[0015]為了避免智能功率模塊過熱損壞，所述智能功率模塊在其內(nèi)部溫度Tc高于Tmax時，停止其交流電源的輸出。
[0016]基于上述溫度控制方法，本發(fā)明還提出了一種采用所述溫度控制方法設(shè)計的變頻設(shè)備，包括智能功率模塊和控制芯片，所述控制芯片連接智能功率模塊，采集智能功率模塊的內(nèi)部溫度Tc，并在所述溫度Tc接近設(shè)定的安全閾值Tmax時，控制智能功率模塊的輸出頻率降低或者維持當(dāng)前頻率，以限制智能功率模塊的溫升。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:本發(fā)明通過控制智能功率模塊在其內(nèi)部溫度達(dá)到保護(hù)檢出溫度前進(jìn)行禁升頻或者降頻動作，從而可以將智能功率模塊的溫度始終控制在安全范圍內(nèi)而不進(jìn)行保護(hù)檢出，在保證智能功率模塊在安全可靠的溫度下穩(wěn)定運行的同時，也確保了系統(tǒng)運行的連貫性，提高了變頻家電用戶使用的舒適性。
[0018]結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實施方式的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明所提出的智能功率模塊的溫度控制方法的一種實施例的控制邏輯圖；
圖2是智能功率模塊的溫度采樣電路的一種實施例的電路原理圖；
圖3是負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的溫阻曲線圖；
圖4是基于正溫度系數(shù)熱敏電阻的智能功率模塊的溫度保護(hù)控制邏輯圖；
圖5是基于負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的智能功率模塊的溫度保護(hù)控制邏輯圖；
圖6是本發(fā)明所提出的變頻設(shè)備中變頻控制器的一種實施例的電路設(shè)計原理框圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)地描述。
[0021]本實施例為了限制智能功率模塊的內(nèi)部溫升，使其能夠始終工作在安全的溫度范圍內(nèi)，以保證系統(tǒng)運行的連貫性，提出了一種通過限制智能功率模塊的輸出頻率來降低智能功率模塊溫升的控制策略，即通過定時地檢測智能功率模塊的內(nèi)部溫度Tc，并在其內(nèi)部溫度Tc接近設(shè)定的安全閾值Tmax時，采用控制智能功率模塊的輸出頻率降低或者維持當(dāng)前頻率的方式，來達(dá)到限制智能功率模塊溫升的目的。
[0022]具體來講，可以針對智能功率模塊的溫度響應(yīng)特點，設(shè)計一種溫度保護(hù)控制邏輯，根據(jù)溫度的上升趨勢和下降趨勢劃分控制區(qū)域，當(dāng)智能功率模塊的內(nèi)部溫度Tc和溫度變化趨勢處于不同的控制區(qū)域時，對被控對象(比如壓縮機(jī)、電機(jī)等)的運行頻率進(jìn)行相應(yīng)地控制，從而在確保智能功率模塊的內(nèi)部溫度Tc始終處于安全閾值Tmax以下的同時，也能最大程度地發(fā)揮被控對象的輸出能力。
[0023]為了最大程度地提高智能功率模塊的輸出頻率，以盡可能地發(fā)揮被控對象的最大運行能力，所述安全閾值Tmax優(yōu)選設(shè)定為智能功率模塊執(zhí)行過熱保護(hù)檢出動作時所對應(yīng)的安全溫度值。結(jié)合該安全溫度值，確定出控制區(qū)域的劃分界限，即在智能功率模塊的內(nèi)部溫度Tc到達(dá)Tmax- Λ T至Tmax區(qū)間內(nèi)時，執(zhí)行溫升控制策略，對智能功率模塊輸出的頻率進(jìn)行限制，例如執(zhí)行降頻或者維持當(dāng)前頻率等禁升頻處理，以避免智能功率模塊的內(nèi)部溫度Tc持續(xù)上升，超出安全閾值Tmax而導(dǎo)致保護(hù)檢出情況的發(fā)生。而當(dāng)智能功率模塊的內(nèi)部溫度Tc低于Tmax- Δ T以下時，則不對智能功率模塊的輸出頻率進(jìn)行限制，保持自由狀態(tài)，輸出合適頻率的交流電源，以滿足被控對象的運行要求。
[0024]在本實施例中，所述Λ T為正數(shù)，其取值針對不同型號的智能功率模塊會略有不同，優(yōu)選設(shè)定在3°C?10°C之間，應(yīng)主要考慮其溫度變化趨勢，溫度變化越快，Λ T的取值越大；相反，溫度變化越慢，Λ T的取值則可以適當(dāng)?shù)販p小。
[0025]作為本實施例的一種優(yōu)選設(shè)計方案，本實施例將控制區(qū)域劃分成7個部分，每個部分的控制方式各不相同，具體參見圖1所示。首先，確定三個溫度點Tl、Τ2、Τ3，其中，Tl=Tmax,即智能功率模塊的最大安全溫度值；T2=Tmax- Λ Tl，Λ Tl優(yōu)選在3°C飛。C之間取值；Τ3=Τ2-ΛΤ2= 1'111&1-厶1'1-厶了2，厶了2優(yōu)選在31:?51:之間取值。然后，根據(jù)不同溫度區(qū)間內(nèi)溫度的不同變化趨勢確定7個控制區(qū)域內(nèi)的控制狀態(tài)，具體列表如下:
【權(quán)利要求】
1.一種智能功率模塊的溫度控制方法，其特征在于:檢測智能功率模塊的內(nèi)部溫度Tc，并在所述溫度Tc接近設(shè)定的安全閾值Tmax時，控制智能功率模塊的輸出頻率降低或者維持當(dāng)前頻率，以限制智能功率模塊的溫升。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率模塊的溫度控制方法，其特征在于:所述安全閾值Tmax為智能功率模塊執(zhí)行過熱保護(hù)動作所對應(yīng)的安全溫度值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能功率模塊的溫度控制方法，其特征在于:所述智能功率模塊在其內(nèi)部溫度Tc到達(dá)Tmax- Λ T至Tmax區(qū)間內(nèi)時，執(zhí)行降頻或者維持當(dāng)前頻率的動作；其中，Λ T在:TC?10°C之間取值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能功率模塊的溫度控制方法，其特征在于:所述溫度Tc通過設(shè)置于智能功率模塊內(nèi)部或者外部的熱敏電阻檢測獲得，根據(jù)熱敏電阻的溫阻曲線獲得溫阻曲線在溫度點為Tmax處的曲線斜率；根據(jù)所述曲線斜率確定Λ T的取值，并遵循曲線斜率的絕對值越大，Δ T的取值越大的原則。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能功率模塊的溫度控制方法，其特征在于:所述智能功率模塊在其內(nèi)部溫度Tc到達(dá)Tmax- Λ Tl至Tmax區(qū)間內(nèi)時，執(zhí)行降頻動作，所述Λ Tl在3 0C?5 °C之間取值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能功率模塊的溫度控制方法，其特征在于:所述智能功率模塊在其內(nèi)部溫度Tc到達(dá)Tmax- Δ Tl- Λ T2至Tmax- Δ Tl區(qū)間內(nèi)時，若溫度Tc呈上升趨勢，則對智能功率模塊的輸出頻率不進(jìn)行限制；若溫度Tc呈下降趨勢，則維持智能功率模塊當(dāng)前的輸出頻率；其中，所述Λ Τ2在3°C飛。C之間取值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能功率模塊的溫度控制方法，其特征在于:所述智能功率模塊在其內(nèi)部溫度Tc低于Tmax- Δ Tl- Δ T2時，對智能功率模塊的輸出頻率不進(jìn)行限制。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能功率模塊的溫度控制方法，其特征在于:所述ΛTl、Δ Τ2的取值遵循熱敏電阻的溫阻曲線在溫度點為Tmax處的曲線斜率的絕對值越大，Δ Tl、Δ Τ2的取值越大的原則。
9.根據(jù)權(quán)利要求4至8中任一項所述的智能功率模塊的溫度控制方法，其特征在于:所述智能功率模塊在執(zhí)行降頻動作時，按照設(shè)定的降頻速率Λ H降頻；所述降頻速率Λ H在0.05、.5Hz/s的范圍內(nèi)取值，且遵循熱敏電阻的溫阻曲線在溫度點為Tmax處的曲線斜率的絕對值越大，Δ H的取值越大的原則。
10.一種變頻設(shè)備，包括智能功率模塊和控制芯片，其特征在于:所述控制芯片連接智能功率模塊，采集智能功率模塊的內(nèi)部溫度Tc，并在所述溫度Tc接近設(shè)定的安全閾值Tmax時，控制智能功率模塊的輸出頻率降低或者維持當(dāng)前頻率，以限制智能功率模塊的溫升。
【文檔編號】H02M7/00GK103427670SQ201310404618
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】張永良, 殷顯鑫, 王宗良, 孫德偉 申請人:海信（山東）空調(diào)有限公司