用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置、過電壓保護(hù)方法及空調(diào)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置，其包括：保護(hù)器件，所述保護(hù)器件串聯(lián)在輸入的交流電的一端與所述空調(diào)器中的整流器的第一輸入端之間；可控開關(guān)，可控開關(guān)與保護(hù)器件并聯(lián)；采樣整流器輸出的直流電壓的電壓采樣器，電壓采樣器連接在整流器的第一輸出端與第二輸出端之間；電解電容，電解電容并聯(lián)在整流器的第一輸出端與第二輸出端之間；控制電路，控制電路在直流電壓大于預(yù)設(shè)安全電壓時控制可控開關(guān)斷開以使保護(hù)器件串聯(lián)到交流電的一端與整流器的第一輸入端之間。該過電壓保護(hù)裝置能夠在輸入的交流電的電壓過高時進(jìn)行過電壓保護(hù)，避免空調(diào)器中的電子元件因過電壓而損壞。本發(fā)明還公開了一種空調(diào)器和一種空調(diào)器的過電壓保護(hù)方法。
【專利說明】用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置、過電壓保護(hù)方法及空調(diào)器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空調(diào)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置以及一種具有該過電壓保護(hù)裝置的空調(diào)器和一種空調(diào)器的過電壓保護(hù)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，在變頻空調(diào)器通過交流市電供電時，交流市電經(jīng)過整流濾波電路轉(zhuǎn)換成直流電后供給IPM模塊。
[0003]然而，由于交流電網(wǎng)存在電壓波動，會導(dǎo)致輸入到整流電路的交流市電的電壓變高，從而整流電路輸出的直流電的電壓也會相應(yīng)變高，由于高壓濾波電容、IPM模塊等器件其承受的耐壓安全值是一定的，當(dāng)這些器件的工作電壓超過其最高承受的耐壓值時便會引起這些器件的工作性能降低甚至損壞。例如高壓濾波電容的參數(shù)為400UF/400V，在交流電網(wǎng)不穩(wěn)定的時候，如交流市電的電壓發(fā)生大的升高導(dǎo)致加載在此電容上的電壓超過400V后一段時間會引起其電容量下降甚至擊穿短路而損壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷。
[0005]為此，本發(fā)明的第一個目的在于提出一種用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置，能夠在輸入的交流電的電壓過高時進(jìn)行過電壓保護(hù)，避免空調(diào)器中的電子元件因過電壓而損壞。
[0006]本發(fā)明的第二個目的在于提出一種空調(diào)器。本發(fā)明的第三個目的在于提出一種空調(diào)器的過電壓保護(hù)方法。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面實(shí)施例提出的一種用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置，包括:保護(hù)器件，所述保護(hù)器件串聯(lián)在輸入的交流電的一端與所述空調(diào)器中的整流器的第一輸入端之間；可控開關(guān)，所述可控開關(guān)與所述保護(hù)器件并聯(lián)；采樣所述整流器輸出的直流電壓的電壓采樣器，所述電壓采樣器連接在所述整流器的第一輸出端與第二輸出端之間；電解電容，所述電解電容并聯(lián)在所述整流器的第一輸出端與第二輸出端之間；以及控制電路，所述控制電路分別與所述可控開關(guān)的控制端和所述電壓采樣器相連，所述控制電路在所述電壓采樣器采樣到的所述直流電壓大于預(yù)設(shè)安全電壓時控制所述可控開關(guān)斷開以使所述保護(hù)器件串聯(lián)到所述交流電的一端與所述整流器的第一輸入端之間。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置，在電壓采樣器采樣到整流器輸出的直流電壓大于預(yù)設(shè)安全電壓時，控制電路控制可控開關(guān)斷開，這樣保護(hù)器件接入交流電的供電回路，從而使得輸入的交流電過高的電壓被保護(hù)器件承擔(dān)，避免因輸入的交流電的電壓過高而導(dǎo)致空調(diào)器中電子元件的損壞，提高了電路的可靠性，保證空調(diào)器正常穩(wěn)定運(yùn)行。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述保護(hù)器件可以為正溫度系數(shù)PTC熱敏電阻或水泥電阻。
[0010]其中，所述可控開關(guān)可以為繼電器。[0011 ] 根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述控制電路包括:控制器，所述控制器與所述電壓采樣器相連；第三電阻，所述第三電阻的一端與所述控制器相連；第一三極管，所述第一三極管的基極與所述第三電阻的另一端相連，所述第一三極管的集電極與所述繼電器中的線圈的一端相連，所述繼電器中的線圈的另一端與第一預(yù)設(shè)電壓的電源相連，所述繼電器中的開關(guān)的一端和另一端并聯(lián)在所述保護(hù)器件的兩端；第四電阻，所述第四電阻的一端與所述第一三極管的發(fā)射極相連，所述第四電阻的另一端接地；第一二極管，所述第一二極管的陽極與所述第一三極管的集電極相連，所述第一二極管的陰極與所述第一預(yù)設(shè)電壓的電源相連。
[0012]并且，所述的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置，還包括:供電電路，所述供電電路并聯(lián)所述整流器的第一輸出端與第二輸出端之間，所述供電電路為所述繼電器提供所述第一預(yù)設(shè)電壓的電源，并為所述控制器提供第二預(yù)設(shè)電壓的電源，其中，所述第二預(yù)設(shè)電壓小于所述第一預(yù)設(shè)電壓。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，當(dāng)所述可控開關(guān)斷開時，其中，如果所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率小于等于第一預(yù)設(shè)頻率，所述控制電路通過控制所述空調(diào)器中的IPM模塊以提高所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率，直至所述直流電壓小于等于所述預(yù)設(shè)安全電壓；如果所述直流電壓小于所述預(yù)設(shè)安全電壓，所述控制電路通過控制所述空調(diào)器中的IPM模塊以降低所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率，直至所述直流電壓等于所述預(yù)設(shè)安全電壓。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，當(dāng)所述壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率小于等于所述第一預(yù)設(shè)頻率且所述電壓采樣器采樣到的所述直流電壓小于等于所述預(yù)設(shè)安全電壓，所述控制電路控制所述可控開關(guān)閉合以使所述保護(hù)器件短路。
[0015]此外，本發(fā)明的實(shí)施例還提出了一種空調(diào)器，其包括上述的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置。
[0016]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的空調(diào)器，在輸入的交流電的電壓過高時，通過過電壓保護(hù)裝置使得輸入的交流電過高的電壓被保護(hù)器件承擔(dān)，避免因輸入的交流電的電壓過高而導(dǎo)致空調(diào)器中電子元件的損壞，可靠性得到了大大提高，并且能夠正常穩(wěn)定地運(yùn)行。
[0017]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明另一方面實(shí)施例還提出了一種空調(diào)器的過電壓保護(hù)方法，其中，該空調(diào)器包括上述的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置，該空調(diào)器的過電壓保護(hù)方法包括以下步驟:采樣所述整流器輸出的直流電壓；在所述直流電壓大于預(yù)設(shè)安全電壓時控制所述可控開關(guān)斷開以使所述保護(hù)器件串聯(lián)到所述交流電的一端與所述整流器的第一輸入端之間。
[0018]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的空調(diào)器的過電壓保護(hù)方法，實(shí)時采樣整流器輸出的直流電壓的大小，在采樣到的直流電壓大于預(yù)設(shè)安全電壓時，控制可控開關(guān)斷開，這樣保護(hù)器件接入交流電的供電回路，從而使得輸入的交流電過高的電壓被保護(hù)器件承擔(dān)，避免因輸入的交流電的電壓過高而導(dǎo)致空調(diào)器中電子元件的損壞，大大提高了電路的可靠性，保證空調(diào)器正常穩(wěn)定運(yùn)行。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，當(dāng)所述可控開關(guān)斷開時，其中，如果所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率小于等于第一預(yù)設(shè)頻率，通過控制所述空調(diào)器中的IPM模塊以提高所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率，直至所述直流電壓小于等于所述預(yù)設(shè)安全電壓；如果所述直流電壓小于所述預(yù)設(shè)安全電壓，通過控制所述空調(diào)器中的IPM模塊以降低所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率，直至所述直流電壓等于所述預(yù)設(shè)安全電壓。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，當(dāng)所述壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率小于等于所述第一預(yù)設(shè)頻率且所述直流電壓小于等于所述預(yù)設(shè)安全電壓，控制所述可控開關(guān)閉合以使所述保護(hù)器件短路。
[0021]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0023]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置的電路示意圖；以及
[0024]圖2為根據(jù)本發(fā)明一個具體實(shí)施例的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置的電路示意圖；
[0025]圖3為根據(jù)本發(fā)明另一個具體實(shí)施例的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置的電路示意圖；
[0026]圖4為根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的PTC熱敏電阻的阻值-溫度特性曲線示意圖；以及
[0027]圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的空調(diào)器的過電壓保護(hù)方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0029]下文的公開提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此夕卜，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到其他工藝的可應(yīng)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”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實(shí)施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實(shí)施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0030]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0031]下面參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置以及具有該過電壓保護(hù)裝置的空調(diào)器和該空調(diào)器的過電壓保護(hù)方法。
[0032]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置的電路示意圖。如圖1所示，該用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置包括:保護(hù)器件R0、可控開關(guān)10、電壓采樣器20、電解電容ECl和控制電路30。
[0033]其中，保護(hù)器件RO串聯(lián)在輸入的交流電的一端與空調(diào)器中的整流器的第一輸入端INl之間，例如如圖1所示，保護(hù)器件RO的一端與輸入的交流電的一端相連，保護(hù)器件RO的另一端與空調(diào)器中的整流器40的第一輸入端INl相連，整流器40的第二輸入端IN2與交流電的另一端相連?？煽亻_關(guān)10與保護(hù)器件RO并聯(lián)連接，電壓采樣器20連接在整流器40的第一輸出端OUTl與第二輸出端0UT2之間，電壓采樣器20用于采樣整流器40通過其第一輸出端OUTl和第二輸出端0UT2輸出的直流電壓。電解電容ECl并聯(lián)在整流器的第一輸出端OUTl與第二輸出端0UT2之間，電解電容ECl起到濾波作用，以及在采樣到的直流電壓跌落時起到緩沖作用。
[0034]如圖1所示，控制電路30分別與可控開關(guān)10的控制端和電壓采樣器20相連，控制電路30在電壓采樣器20采樣到的直流電壓大于預(yù)設(shè)安全電壓時控制可控開關(guān)10斷開，這樣使得保護(hù)器件RO串聯(lián)接入到交流電的一端與整流器40的第一輸入端INl之間。
[0035]其中，需要說明的是，由于輸入的交流電的電壓會出現(xiàn)波動，并且在交流電的電壓變大到超過一定值時，整流器40輸出的直流電壓也會隨之變大。因此，可以由電壓采樣器20來檢測整流器40輸出的直流電壓的大小，控制電路30通過判斷直流電壓的大小從而可推算出輸入的交流電的電壓的高低。在電壓采樣器20采樣到直流電壓大于預(yù)設(shè)安全電壓時控制可控開關(guān)10斷開，這樣使得保護(hù)器件RO串入交流電的供電回路來承擔(dān)輸入的交流電高出的電壓，從而避免電路中的電子元件因過電壓而受到損壞。
[0036]在本發(fā)明的實(shí)施例中，保護(hù)器件RO可以為PTC (Positive TemperatureCoefficient，正溫度系數(shù))熱敏電阻或水泥電阻。當(dāng)然，這里的保護(hù)器件RO也可以是其他分壓電阻例如陶瓷電阻等，能夠起到分壓的作用即可。
[0037]并且，根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，如圖2或圖3所示，電壓采樣器20可以包括:串聯(lián)的第一電阻Rl和第二電阻R2，第一電阻Rl的一端與整流器40的第一輸出端OUTl相連，第一電阻Rl的另一端與第二電阻R2的一端相連，第二電阻R2的另一端與整流器40的第二輸出端0UT2相連,第一電阻Rl的另一端與第二電阻R2的一端之間具有第一節(jié)點(diǎn)Jl,第一節(jié)點(diǎn)Jl與控制電路30相連。
[0038]其中，如圖2或圖3所示，可控開關(guān)10可以為繼電器。并且，控制電路30可包括:控制器301、第三電阻R3、第一三極管Q1、第四電阻R4和第一二極管D1。
[0039]如圖2或圖3所示，控制器301例如MCU的Pl端與電壓采樣器相連例如與電壓采樣器中的第一節(jié)點(diǎn)Jl相連，第三電阻R3的一端與控制器301例如MCU的P2端相連，第一三極管Ql的基極與第三電阻R3的另一端相連，第一三極管Ql的集電極與所述繼電器中的線圈的一端I相連，所述繼電器中的線圈的另一端2與第一預(yù)設(shè)電壓例如12V的電源相連，繼電器中的開關(guān)的一端3和另一端4并聯(lián)在保護(hù)器件RO例如PTC熱敏電阻或水泥電阻的兩端，第四電阻R4的一端與第一三極管Ql的發(fā)射極相連，第四電阻R4的另一端接地，第一二極管Dl的陽極與第一三極管Ql的集電極相連，第一二極管Dl的陰極與第一預(yù)設(shè)電壓例如12V的電源相連。
[0040]具體地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖2或圖3所示，上述的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置還包括供電電路60例如開關(guān)電源，供電電路60并聯(lián)在所述整流器的第一輸出端與第二輸出端之間，即并聯(lián)在第一電阻Rl的一端與第二電阻R2的另一端，供電電路60為繼電器提供第一預(yù)設(shè)電壓例如12V的電源，并為控制器301例如MCU提供第二預(yù)設(shè)電壓例如5V的電源，其中，所述第二預(yù)設(shè)電壓小于所述第一預(yù)設(shè)電壓。
[0041]并且，根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，如圖2或圖3所示，在整流器40的第一輸出端OUTl與第一電阻Rl的一端之間還可串聯(lián)有電抗器LI。此外，如圖2或圖3所示，在交流電的輸入端還設(shè)有EMC濾波電路70和熔斷器FUSEl。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，如圖2所示，保護(hù)器件為PTC熱敏電阻，并且，圖2中僅示出與壓縮機(jī)M驅(qū)動相關(guān)的電路部分，對空調(diào)器的其他負(fù)載如室內(nèi)風(fēng)機(jī)、室外風(fēng)機(jī)、四通閥、步進(jìn)電機(jī)等負(fù)載的驅(qū)動電路未示出，此部分電路為現(xiàn)有的公知技術(shù)，在此不再詳述。
[0043]在本實(shí)施例中，如圖2所示，可認(rèn)為回路中電解電容ECl上的直流電壓即電壓采樣器采樣到的直流電壓為V，回路中的直流電流為I。當(dāng)空調(diào)器上電開機(jī)工作時，控制電路中的MCU通過P2端輸出一高電平信號至第一三極管Q1，第一三極管Ql導(dǎo)通，從而繼電器吸合，PTC熱敏電阻被短路不起限流作用。MCU通過電壓采樣器20檢測整流器40輸出的直流電壓處于正常例如小于等于預(yù)設(shè)安全電壓時，一直控制繼電器為吸合狀態(tài)。例如正常的交流電壓為220V，根據(jù)整流器40的工作原理，此時MCU通過電壓采樣器20檢測到整流器40
輸出的直流電壓為220*萬=31IV，此電壓在直流后級器件如電解電容ECUIPM模塊50的最高工作電壓內(nèi)，此時MCU控制繼電器保持吸合狀態(tài)，IPM模塊50驅(qū)動壓縮機(jī)M按正常的運(yùn)行頻率運(yùn)行，空調(diào)器的整個變頻控制電路工作正常。
[0044]當(dāng)輸入的交流電的電壓升高，例如交流電網(wǎng)的電壓升高了 20%即為264V，此時
MCU通過電壓采樣器20檢測到整流器40輸出的直流電壓為264* W =373V，此直流電壓接近或超過了電解電容ECl的最高工作耐壓值，例如電解電容ECl的參數(shù)為200UF/375V，此直流電壓已經(jīng)很接近其耐壓值，如果電路繼續(xù)工作，電解電容ECl會由于工作電壓過高而引起電容性能下降，如果長期工作會有擊穿損壞的危險。為了保護(hù)電解電容EC1，此時MCU控制繼電器斷開，PTC熱敏電阻串聯(lián)接入，進(jìn)行分壓。因此，在電壓采樣器20采樣到直流電壓大于預(yù)設(shè)安全電壓時控制電路中的MCU控制繼電器斷開，這樣使得PTC熱敏電阻串入供電回路來承擔(dān)輸入的交流電高出的電壓，從而避免電路中的電子元件例如電解電容ECl因過電壓工作而受到損壞。在本發(fā)明的一個示例中，預(yù)設(shè)安全電壓可以為電解電容ECl最高耐壓值的80% -90%。
[0045]其中，由于PTC熱敏電阻的工作特性，具體如圖4所示，當(dāng)PTC熱敏電阻接入供電回路時，其電阻值在常溫下不到100歐姆，如果此時壓縮機(jī)M工作在一個相對較高的頻率，其工作電流I會比較高。例如一個IP的空調(diào)器的壓縮機(jī)工作在40HZ頻率時其工作電流超過2A，于是PTC熱敏電阻的通過電流約為2A，大的工作電流使得PTC熱敏電阻的溫度迅速升高，其阻值也隨之變化，但在達(dá)到居里溫度點(diǎn)以前其阻值隨溫度變化緩慢，如圖4所示，在80°C時PTC熱敏電阻的阻值為45歐姆，仍在100歐姆以內(nèi)，這段時間內(nèi)PTC熱敏電阻上的分壓由于電阻阻值變化不大其承擔(dān)的電壓不高，如PTC熱敏電阻的阻值為45歐姆時可計(jì)算出其承擔(dān)的電壓約為90V，這時整流器40輸出的直流電壓已經(jīng)可降到安全電壓范圍內(nèi)。
[0046]但當(dāng)PTC熱敏電阻的溫度達(dá)到居里溫度點(diǎn)(125±5°C )如圖4所示的125°C以后，PTC熱敏電阻的阻值隨溫度會發(fā)生躍升，其阻值迅速升高。通常情況下PTC熱敏電阻從開始工作至達(dá)到居里溫度點(diǎn)的時間一般為幾秒(不超過10秒)，如果工作電流I越大，達(dá)到居里溫度點(diǎn)的時間越短。例如工作電流為2A時，達(dá)到居里溫度點(diǎn)的時間一般在3秒以內(nèi)。當(dāng)PTC熱敏電阻的溫度達(dá)到居里溫度點(diǎn)以后，由于其阻值迅速增高，其承擔(dān)的電壓也迅速升高，使整流器40輸出的直流電壓迅速下降，這時如果MCU仍然控制IPM模塊50驅(qū)動壓縮機(jī)M保持運(yùn)行頻率不變，就會由于整流器40輸出的直流電壓迅速降低使得壓縮機(jī)M和IPM模塊50的工作電壓降低到其允許的工作電壓以下，從而導(dǎo)致壓縮機(jī)M和IPM模塊50無法正常工作。
[0047]因此，MCU在控制繼電器斷開使得PTC熱敏電阻串聯(lián)接入供電回路后，如果MCU通過電壓采樣器20檢測到直流電壓V降低，具體為電壓采樣器20采樣到的直流電壓小于預(yù)設(shè)安全電壓，則MCU通過控制IPM模塊50使得壓縮機(jī)M的運(yùn)行頻率迅速降低，甚至壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率降低到為零而停止工作，以使得工作電流I降低，從而使得PTC熱敏電阻上的分壓降低，這樣整流器40輸出的直流電壓就會升高，以防止PTC熱敏電阻上的分壓由于達(dá)到居里溫度點(diǎn)以后過大而引起IPM模塊、MCU、壓縮機(jī)等無法正常工作。并且，MCU同時還會關(guān)閉空調(diào)器的其他工作負(fù)載例如室內(nèi)、室外風(fēng)機(jī)等工作電流比較大的負(fù)載，以使得整個電路的工作電流I能得到降低，使得流過PTC熱敏電阻的電流不致過高而引起其阻值變高，從而使得PTC熱敏電阻的分壓不致過高。其中，需要說明的是，由于PTC熱敏電阻到達(dá)居里點(diǎn)溫度后引起直流電壓的降低，此時電解電容ECl進(jìn)行放電，使得直流電壓的降低是呈曲線下降的，不會在極短時間內(nèi)迅速跌落，此時MCU通過電壓采樣器在檢測到直流電壓小于預(yù)設(shè)安全電壓時，迅速控制空調(diào)器中的IPM模塊以降低空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率，工作電流I降低，使得PTC熱敏電阻上的分壓減小，使得直流電壓能在下降到負(fù)載和器件如壓縮機(jī)和IPM模塊允許的工作電壓之前得到上升，直到等于預(yù)設(shè)安全電壓。
[0048]需要說明的是，如果在這段期間內(nèi)，輸入的交流電的電壓進(jìn)一步升高，使得整流器40輸出的直流電壓又大于預(yù)設(shè)安全電壓，此時MCU可通過控制IPM模塊50使得壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率升高，使得工作電流I升高，進(jìn)而流過PTC熱敏電阻的電流跟著升高，PTC熱敏電阻的溫度升高，其阻值會由于溫度的升高而變大，PTC熱敏電阻的分壓變大而使整流器40輸出的直流電壓降低，降低到預(yù)設(shè)安全電壓以下。
[0049]在PTC熱敏電阻串聯(lián)接入供電回路時，如果此時壓縮機(jī)M的運(yùn)行頻率很低甚至處于停機(jī)狀態(tài)，這時由于工作電流I很小例如在mA級，則PTC熱敏電阻上的分壓會很小，例如如果工作電流I為lmA，PTC熱敏電阻剛接入時電阻為50歐姆，則PTC熱敏電阻的分壓大概為50*0.001 = 0.05V，基本起不到分壓限流的作用，此時MCU需通過控制IPM模塊50來驅(qū)動壓縮機(jī)M的運(yùn)行頻率升高，由于壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率升高，工作電流I會隨之升高，PTC熱敏電阻的溫度也會逐漸升高，當(dāng)工作電流I達(dá)到某一個值例如幾安培時，PTC熱敏電阻由于溫度的升高達(dá)到居里溫度點(diǎn)后，其阻值迅速升高，PTC熱敏電阻的分壓也迅速增大，則直流電壓V會迅速降低，MCU在通過電壓采樣器20檢測到整流器40輸出的直流電壓小于預(yù)設(shè)安全電壓時，通過控制IPM模塊60來驅(qū)動壓縮機(jī)M的運(yùn)行頻率再迅速降低，使得整流器40輸出的直流電壓等于預(yù)設(shè)安全電壓。
[0050]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，當(dāng)可控開關(guān)例如繼電器斷開即保護(hù)器件例如PTC熱敏電阻接入供電回路時，其中，如果空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率小于等于第一預(yù)設(shè)頻率例如幾赫茲，控制電路通過控制空調(diào)器中的IPM模塊以提高所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率，直至所述直流電壓小于等于所述預(yù)設(shè)安全電壓；如果所述直流電壓小于所述預(yù)設(shè)安全電壓，所述控制電路通過控制所述空調(diào)器中的IPM模塊以降低所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率，直至所述直流電壓等于所述預(yù)設(shè)安全電壓。因此說，在此期間壓縮機(jī)M的運(yùn)行頻率可隨著直流電壓的變化而動態(tài)調(diào)整，保證電解電容ECl等器件的工作電壓在其承受的最大耐壓以下。
[0051 ] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，在電壓采樣器20采樣到的直流電壓大于預(yù)設(shè)安全電壓時，MCU還可控制空調(diào)器的提示模塊輸出報警或者提示信息例如聲音和/或燈光提示，以提示當(dāng)前輸入的交流電的電壓過高，提醒用戶注意此時的交流電源處于異常高的狀態(tài)。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，當(dāng)壓縮機(jī)M的運(yùn)行頻率小于等于第一預(yù)設(shè)頻率例如10HZ,如果電壓采樣器20采樣到的所述直流電壓小于等于預(yù)設(shè)安全電壓，控制電路30控制可控開關(guān)10例如繼電器閉合以使保護(hù)器件例如PTC熱敏電阻短路。也就是說，當(dāng)MCU通過控制IPM模塊50使得壓縮機(jī)M的運(yùn)行頻率很低例如小于1HZ甚至為零的情況下，如果此時電壓采樣器采樣到的直流電壓小于預(yù)設(shè)安全電壓，即表明輸入的交流電的電壓降低，此時MCU控制繼電器吸合，保護(hù)器件例如PTC熱敏電阻短路出供電回路，限流作用失效，整個電路的電壓恢復(fù)正常，MCU通過控制IPM模塊50以驅(qū)動壓縮機(jī)M的運(yùn)行頻率恢復(fù)到正常工作頻率。其中，如果之前關(guān)閉了其他負(fù)載如室內(nèi)、外風(fēng)機(jī)，則重新恢復(fù)正常，如果輸出了保護(hù)提示信息則關(guān)閉提示信息的輸出，使得空調(diào)器恢復(fù)正常工作。
[0053]可以理解的是，在壓縮機(jī)M的運(yùn)行頻率很低或者為零時，由于工作電流I很小，例如在mA級，則通過PTC熱敏電阻的電流也很低。由于通過PTC熱敏電阻的電流變低，其阻值會回落降低，例如只有幾十歐姆，那么PTC熱敏電阻的分壓很小，其分壓限流效果幾乎可以忽略，則電壓采樣器20采樣到的直流電壓可真實(shí)對應(yīng)輸入的交流電的電壓，如果電壓采樣器20采樣到的直流電壓小于等于預(yù)設(shè)安全電壓，就可以判斷輸入的交流電的電壓回落到了安全范圍內(nèi)。其中，在本發(fā)明的一個示例中，預(yù)設(shè)安全電壓可以為電解電容ECl最高耐壓值的80% _90%，從而可保證電解電容ECl等器件的工作電壓一直都小于其最大耐壓值，有利于延長電解電容ECl等器件的工作壽命。
[0054]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，如圖3所示，當(dāng)保護(hù)器件為水泥電阻，且可控開關(guān)例如繼電器斷開時，其中，如果空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率小于等于第一預(yù)設(shè)頻率例如幾赫茲，控制電路通過控制空調(diào)器中的IPM模塊以提高所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率，直至所述直流電壓小于等于所述預(yù)設(shè)安全電壓；如果所述直流電壓小于所述預(yù)設(shè)安全電壓，所述控制電路通過控制所述空調(diào)器中的IPM模塊以降低所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率，直至所述直流電壓等于所述預(yù)設(shè)安全電壓。
[0055]與PTC熱敏電阻相比，由于水泥電阻的阻值是恒定的，不存在阻值變化的情況，當(dāng)電壓采樣器20采樣到直流電壓大于預(yù)設(shè)安全電壓時，MCU控制繼電器斷開，使得水泥電阻串聯(lián)接入到供電回路，由于水泥電阻的分壓作用，直流電壓V會迅速降低，如果電壓采樣器20采樣到直流電壓小于預(yù)設(shè)安全電壓，MCU則通過控制IPM模塊50使得壓縮機(jī)M的運(yùn)行頻率迅速降低，并進(jìn)一步可關(guān)閉空調(diào)器的其他負(fù)載如室內(nèi)、外風(fēng)機(jī)等，使得工作電流I降低，這樣水泥電阻的分壓會變小，從而不會導(dǎo)致整流器40輸出的直流電壓過低而影響壓縮機(jī)M和IPM模塊50正常工作，保證空調(diào)器運(yùn)行穩(wěn)定。
[0056]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置，在電壓采樣器采樣到整流器輸出的直流電壓大于預(yù)設(shè)安全電壓時，控制電路控制可控開關(guān)斷開，這樣保護(hù)器件接入交流電的供電回路，從而使得輸入的交流電過高的電壓被保護(hù)器件承擔(dān)，避免因輸入的交流電的電壓過高而導(dǎo)致空調(diào)器中電子元件的損壞，提高了電路的可靠性，保證空調(diào)器正常穩(wěn)定運(yùn)行。
[0057]此外，本發(fā)明的實(shí)施例還提出了一種空調(diào)器，其包括上述的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置。
[0058]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的空調(diào)器，在輸入的交流電的電壓過高時，通過過電壓保護(hù)裝置使得輸入的交流電過高的電壓被保護(hù)器件承擔(dān)，避免因輸入的交流電的電壓過高而導(dǎo)致空調(diào)器中電子元件的損壞，可靠性得到了大大提高，并且能夠正常穩(wěn)定地運(yùn)行。
[0059]圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的空調(diào)器的過電壓保護(hù)方法的流程圖。其中，該空調(diào)器包括上述的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置。如圖5所示，該空調(diào)器的過電壓保護(hù)方法包括以下步驟:
[0060]SI，采樣整流器輸出的直流電壓。
[0061]S2，在直流電壓大于預(yù)設(shè)安全電壓時控制可控開關(guān)斷開以使保護(hù)器件串聯(lián)到交流電的一端與整流器的第一輸入端之間。這樣使得保護(hù)器件串入供電回路來承擔(dān)輸入的交流電高出的電壓，從而避免電路中的電子元件因過電壓而受到損壞。
[0062]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，當(dāng)所述可控開關(guān)斷開時，其中，如果所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率小于等于第一預(yù)設(shè)頻率，通過控制所述空調(diào)器中的IPM模塊以提高所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率，直至所述直流電壓小于等于所述預(yù)設(shè)安全電壓；如果所述直流電壓小于所述預(yù)設(shè)安全電壓，通過控制所述空調(diào)器中的IPM模塊以降低所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率，直至所述直流電壓等于所述預(yù)設(shè)安全電壓。
[0063]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，當(dāng)所述壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率小于等于所述第一預(yù)設(shè)頻率且所述直流電壓小于等于所述預(yù)設(shè)安全電壓，控制所述可控開關(guān)閉合以使所述保護(hù)器件例如PTC熱敏電阻短路。
[0064]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的空調(diào)器的過電壓保護(hù)方法，實(shí)時采樣整流器輸出的直流電壓的大小，在采樣到的直流電壓大于預(yù)設(shè)安全電壓時，控制可控開關(guān)斷開，這樣保護(hù)器件接入交流電的供電回路，從而使得輸入的交流電過高的電壓被保護(hù)器件承擔(dān)，避免因輸入的交流電的電壓過高而導(dǎo)致空調(diào)器中電子元件的損壞，大大提高了電路的可靠性，保證空調(diào)器正常穩(wěn)定運(yùn)行。
[0065]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0066]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于，包括: 保護(hù)器件，所述保護(hù)器件串聯(lián)在輸入的交流電的一端與所述空調(diào)器中的整流器的第一輸入端之間； 可控開關(guān)，所述可控開關(guān)與所述保護(hù)器件并聯(lián)； 采樣所述整流器輸出的直流電壓的電壓采樣器，所述電壓采樣器連接在所述整流器的第一輸出端與第二輸出端之間； 電解電容，所述電解電容并聯(lián)在所述整流器的第一輸出端與第二輸出端之間；以及 控制電路，所述控制電路分別與所述可控開關(guān)的控制端和所述電壓采樣器相連，所述控制電路在所述電壓采樣器采樣到的所述直流電壓大于預(yù)設(shè)安全電壓時控制所述可控開關(guān)斷開以使所述保護(hù)器件串聯(lián)到所述交流電的一端與所述整流器的第一輸入端之間。
2.如權(quán)利要求1所述的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于，所述保護(hù)器件為正溫度系數(shù)PTC熱敏電阻或水泥電阻。
3.如權(quán)利要求1所述的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于，所述可控開關(guān)為繼電器。
4.如權(quán)利要求3所述的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于，所述控制電路包括: 控制器，所述控制器與所述電壓采樣器相連； 第三電阻，所述第三電阻的一端與所述控制器相連； 第一三極管，所述第一三極管的基極與所述第三電阻的另一端相連，所述第一三極管的集電極與所述繼電器中的線圈的一端相連，所述繼電器中的線圈的另一端與第一預(yù)設(shè)電壓的電源相連，所述繼電器中的開關(guān)的一端和另一端并聯(lián)在所述保護(hù)器件的兩端； 第四電阻，所述第四電阻的一端與所述第一三極管的發(fā)射極相連，所述第四電阻的另一端接地； 第一二極管，所述第一二極管的陽極與所述第一三極管的集電極相連，所述第一二極管的陰極與所述第一預(yù)設(shè)電壓的電源相連。
5.如權(quán)利要求4所述的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于，還包括: 供電電路，所述供電電路并聯(lián)所述整流器的第一輸出端與第二輸出端之間，所述供電電路為所述繼電器提供所述第一預(yù)設(shè)電壓的電源，并為所述控制器提供第二預(yù)設(shè)電壓的電源，其中，所述第二預(yù)設(shè)電壓小于所述第一預(yù)設(shè)電壓。
6.如權(quán)利要求1所述的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于，當(dāng)所述可控開關(guān)斷開時，其中， 如果所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率小于等于第一預(yù)設(shè)頻率，所述控制電路通過控制所述空調(diào)器中的IPM模塊以提高所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率，直至所述直流電壓小于等于所述預(yù)設(shè)安全電壓； 如果所述直流電壓小于所述預(yù)設(shè)安全電壓，所述控制電路通過控制所述空調(diào)器中的IPM模塊以降低所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率，直至所述直流電壓等于所述預(yù)設(shè)安全電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置，其特征在于，當(dāng)所述壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率小于等于所述第一預(yù)設(shè)頻率且所述電壓采樣器采樣到的所述直流電壓小于等于所述預(yù)設(shè)安全電壓，所述控制電路控制所述可控開關(guān)閉合以使所述保護(hù)器件短路。
8.—種空調(diào)器，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的用于空調(diào)器的過電壓保護(hù)裝置。
9.一種如權(quán)利要求8所述的空調(diào)器的過電壓保護(hù)方法，其特征在于，包括以下步驟: 采樣所述整流器輸出的直流電壓； 在所述直流電壓大于預(yù)設(shè)安全電壓時控制所述可控開關(guān)斷開以使所述保護(hù)器件串聯(lián)到所述交流電的一端與所述整流器的第一輸入端之間。
10.如權(quán)利要求9所述的空調(diào)器的過電壓保護(hù)方法，其特征在于，當(dāng)所述可控開關(guān)斷開時，其中， 如果所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率小于等于第一預(yù)設(shè)頻率，通過控制所述空調(diào)器中的IPM模塊以提高所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率，直至所述直流電壓小于等于所述預(yù)設(shè)安全電壓； 如果所述直流電壓小于所述預(yù)設(shè)安全電壓，通過控制所述空調(diào)器中的IPM模塊以降低所述空調(diào)器中的壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率，直至所述直流電壓等于所述預(yù)設(shè)安全電壓。
11.如權(quán)利要求10所述的空調(diào)器的過電壓保護(hù)方法，其特征在于，當(dāng)所述壓縮機(jī)的運(yùn)行頻率小于等于所述第一預(yù)設(shè)頻率且所述直流電壓小于等于所述預(yù)設(shè)安全電壓，控制所述可控開關(guān)閉合以使所述保護(hù)器件短路。
【文檔編號】H02H9/04GK104134982SQ201410313469
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】李洪濤, 蘇立志, 王伍平, 陳建昌 申請人:邯鄲美的制冷設(shè)備有限公司, 美的集團(tuán)武漢制冷設(shè)備有限公司