一种过流保护电路与电子设备的制作方法

1.本技术涉及过流保护技术领域，具体而言，涉及一种过流保护电路与电子设备。


背景技术：

2.目前，家用及商用空调常用的压缩机相电流均需要采用过流保护策略，以达到保护压缩机的目的。
3.现有的过流保护策略中，一般采用的方式为当检测到过流信号时，控制压缩机停止运转，而当电流信号正常时，控制压缩机重新工作。
4.然而，目前的过流信号可能并非是持续的信号，而可能是断续的信号，此时压缩机可能会出现重复启动的情况，进而导致压缩机损坏。
5.综上，现有技术中当出现非连续的过流信号时，会出现压缩机重复启动，导致压缩机损坏的问题。


技术实现要素：

6.本技术的目的在于提供一种过流保护电路与电子设备，以解决现有技术中存在的当出现非连续的过流信号时，压缩机重复启动导致损坏的问题。
7.为解决上述问题，一方面，本技术实施例提供了一种过流保护电路，所述过流保护电路包括整流模块、逆变模块、控制器、电流检测模块以及过流锁存模块，所述控制器分别与所述逆变模块、所述电流检测模块、所述锁存模块电连接，所述整流模块分别与所述逆变模块、所述电流检测模块电连接，所述过流锁存模块还分别与所述电流检测模块、所述逆变模块电连接；其中，
8.所述电流检测模块用于对所述逆变模块的电流进行检测，并输出检测电流；
9.所述控制器用于依据所述检测电流控制所述逆变模块的工作；
10.当所述检测电流大于阈值时，所述过流锁存模块用于对过流信号进行锁存，并将过流信号传输至控制器与逆变模块，以控制所述逆变模块停止工作。
11.由于本技术提供的过流保护电路中设置了过流锁存模块，因此当出现过流信号时，过流锁存模块会将过流信号进行锁存，此时即使过流信号是非连续的信号，逆变模块也会持续断开，压缩机始终不工作，直至将其解锁。因此避免了压缩机重复启动，压缩机不易损坏。
12.可选地，所述过流锁存模块包括过流锁存单元与信号反馈单元，所述过流锁存单元分别与所述电流检测模块、所述信号反馈单元以及所述逆变模块电连接，所述信号反馈单元还与所述控制器电连接；其中，
13.所述过流锁存单元用于当所述检测电流大于阈值时，对过流信号进行锁存，并控制所述逆变模块停止工作；
14.所述信号反馈单元用于将过流信号反馈至所述控制器。
15.可选地，所述过流锁存单元包括第一比较器、第一基准电压输入组件、输入电阻以
及锁存组件，所述第一比较器的同相输入端与所述第一基准电压输入组件电连接，所述第一比较器的反相输入端通过所述输入电阻与所述电流检测模块电连接，所述第一比较器的输出端分别与所述锁存组件、所述信号反馈单元以及所述逆变模块电连接，所述锁存组件还与所述第一比较器的同相输入端电连接。
16.可选地，所述锁存组件包括第一电阻与第一二极管，所述第一电阻的一端连接电源，另一端与所述第一比较器的输出端电连接，所述第一二极管的阳极与所述第一比较器的输出端电连接，阴极与所述第一比较器的同相输入端电连接。
17.可选地，所述过流锁存单元还包括第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第一比较器的输出端电连接，阴极与所述控制器电连接；其中，
18.在所述过流锁存单元对过流信号进行锁存后，所述控制器用于通过所述第二二极管对所述过流锁存单元进行解锁。
19.可选地，所述信号反馈单元包括第二比较器与第二基准电压输入组件，所述第二比较器的同相输入端与所述第二基准电压输入组件电连接，所述第二比较器的反相输入端与所述过流锁存单元的输出端电连接，所述第二比较器的输出端与所述控制器电连接。
20.可选地，所述电流检测模块包括运算放大器、采样电阻、反馈电阻以及第三基准电压输入组件，所述运算放大器的同相输入端通过所述采样电阻与所述逆变模块电连接，所述运算放大器的反相输入端与所述第三基准电压输入组件电连接，所述运算放大器的输入分别与所述控制器、所述过流锁存模块电连接，所述反馈电阻的两端分别连接于所述运算放大器的同相输入端与输出端。
21.可选地，所述整流模块包括整流桥。
22.可选地，所述逆变模块包括多个驱动器与开关管，每个所述驱动器均与所述控制器、所述过流锁存模块以及所述开关管的控制端电连接，多个开关管组成逆变桥。
23.另一方面，本技术实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述的过流保护电路。
附图说明
24.图1为现有技术中过流保护电路的电路示意图。
25.图2为本技术实施例提供的过流保护电路的模块示意图。
26.图3为本技术实施例提供的过流保护电路的另一种模块示意图。
27.图4为本技术实施例提供的过流保护电路的电路示意图。
28.附图标记说明：100-过流保护电路；110-整流模块；120-逆变模块；130-控制器；140-电流检测模块；150-过流锁存模块；151-过流锁存单元；152-信号反馈单元；d12-第一二极管；d15-第二二极管；ic3b-运算放大器；r1-采样电阻；re0-反馈电阻；rf1-输入电阻；rf6-第一电阻；u9a-第二比较器；u9b-第一比较器。
具体实施方式
29.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施例做详细的说明。
30.正如背景技术中所述，目前的过流信号可能并非是持续的信号，而可能是断续的
信号，因此在进行压缩机的过流保护时，压缩机可能会出现重复启动的情况，进而导致压缩机损坏。
31.例如，请参阅图1，图1示出了现有技术中压缩机相电流的过流保护电路的示意图，图1中，采样电阻r1通过对压缩机电流采样，将其采样电压(v1)送到运算放大器的同相输入端(5脚)，而运算放大器的反相输入端(6脚)与一分压电路相连，通过分压电阻r3与r4向运算放大器的反相输入端输出相应的电压，同时，运算放大器的反相输入端通过电阻r2接地。运算放大器(u1b)的输出端(7脚)接单片机的某个端口，当单片机此端口接收到运算放大器(u1b)输出信号后，单片机输出相应的pwm脉冲，对逆变桥中的igbt进行相应的控制，以输出相应的交流电，实现对压缩机(m)的变频调速。
32.当通过压缩机的电流过大(例如出现退磁保护情景)时，运算放大器(u1b)的输出接比较器(u2b)的反相输入(6脚)，比较器(u2b)的同相输入端连接一分压电路，该分压电路包括分压电阻r7与r8，分压电路为运算放大器的同相输入端提供基准电压，当出现过流场景时，比较器的反相输入端的电压升高，此时反相输入端的电压大于同相输入端的电压，比较器输出低电平至单片机对应引脚，然后单片机停止输出pwm脉冲，关断逆变桥中的igbt，压缩机停止运转。
33.通过图1所示的电路能够实现过流保护，但在该电路中，当过电流信号突然消失时，比较器会误操作，输出电平信号与压缩机正常运行时相同，造成压缩机重复启动。例如当过流信号为一离散信号，而并非为一连续信号，如在第1s时，出现过流情况，而在第2s时，恢复正常；但在第3s时，又出现过流情况
…
。则在上述示例的情况中，图1所示的比较会不断输出低电平与高电平，导致压缩机反复启动与关闭，严重时则会造成压缩机损坏。
34.有鉴于此，本技术提供了一种过流保护电路，通过设置过流锁存模块的方式，保证了在出现过流信号后，压缩机不会反复开启与关闭，进而达到保护压缩机的目的。
35.下面对本技术提供的过流保护电路进行示例性说明：
36.请参阅图2，作为一种可选的实现方式，该过流保护电路100包括整流模块110、逆变模块120、控制器130、电流检测模块140以及过流锁存模块150，控制器130分别与逆变模块120、电流检测模块140、锁存模块电连接，整流模块110分别与逆变模块120、电流检测模块140电连接，过流锁存模块150还分别与电流检测模块140、逆变模块120电连接。其中，整流模块110用于将交流电转变为直流电，电流检测模块140用于对逆变模块120的电流进行检测，并输出检测电流，控制器130用于依据检测电流控制逆变模块120的工作，逆变模块120的输出可以连接压缩机，进而实现对压缩机的变频控制。当检测电流大于阈值时，过流锁存模块用于对过流信号进行锁存，并将过流信号传输至控制器130与逆变模块120，以控制逆变模块120停止工作。
37.通过本技术提供的过流保护电路100，使得一旦出现过流情况，过流锁存模块150均能够对过流状态进行锁存，此时压缩机会保持不工作的状态，即使出现非连续的过流信号，也不会出现压缩机重复启动的情况，而只有当对其进行解锁后，压缩机才会重新工作，避免了压缩机因反复启动导致损坏的问题。
38.作为一种可选的实现方式，请参阅图3，过流锁存模块150包括过流锁存单元151与信号反馈单元152，过流锁存单元151分别与电流检测模块140、信号反馈单元152以及逆变模块120电连接，信号反馈单元152还与控制器130电连接；其中，过流锁存单元151用于当检
测电流大于阈值时，对过流信号进行锁存，并控制逆变模块120停止工作；信号反馈单元152用于将过流信号反馈至控制器130。
39.在一种实现方式中，请参阅图4，过流锁存单元151包括第一比较器u9b、第一基准电压输入组件、输入电阻rf1以及锁存组件，第一比较器u9b的同相输入端与第一基准电压输入组件电连接，第一比较器u9b的反相输入端通过输入电阻rf1与电流检测模块140电连接，第一比较器u9b的输出端分别与锁存组件、信号反馈单元152以及逆变模块120电连接，锁存组件还与第一比较器u9b的同相输入端电连接。
40.其中，锁存组件包括第一电阻rf6与第一二极管d12，第一电阻rf6的一端连接电源，另一端与第一比较器u9b的输出端电连接，第一二极管d12的阳极与第一比较器u9b的输出端电连接，阴极与第一比较器u9b的同相输入端电连接。第一基准电压输入组件用于提供第一基准电压，且第一基准电压输入组件包括第二电阻rh7与第三电阻rh9，通过第二电阻rh7与第三电阻rh9可以组成分压电路，并且，通过设置第二电阻rh7与第三电阻rh9之间的阻值比例，可以确定输入第一比较器u9b的同相输入端的电压。此外，为了保证输入同相输入端的电压的稳定性，第一基准电压输入组件还包括电容c97，电容c97的一端与第一比较器u9b的同相输入端电连接，另一端接地。
41.可以理解地，过流锁存单元151的工作原理为：
42.当压缩机正常工作时，此时第一比较器u9b的同相输入端的电压大于反相输入端的电压，第一比较器u9b输出底电平。而一旦出现过流情况，第一比较器u9b翻转，此时当第一比较器u9b的输出高电平，并驱动逆变模块120关闭，同时，由于第一比较器u9b的输出端与同相输入端之间通过第一二极管d12连接，因此，第一比较器u9b输出的高电平会加载与第一比较器u9b的同相输入端，使得第一比较器u9b的同相输入端的电压进一步提升。此时，即使过流信号消失，第一比较器u9b的反相输入端的电压升高，但此时第一比较器u9b的同相输入端仍然高于反相输入端，因此第一比较器u9b会持续输出高电平，过流信号被锁存。在此期间，即使过流信号为非连续信号，但也不会影响比较器输出高电平，进而保证了压缩机不会重复启动。
43.此外，为了在锁存之后能够解锁，过流锁存单元151还包括第二二极管d15，第二二极管d15的阳极与第一比较器u9b的输出端电连接，阴极与控制器130电连接；其中，在过流锁存单元151对过流信号进行锁存后，控制器130用于通过第二二极管d15对过流锁存单元151进行解锁。
44.其中，由于第一比较器u9b的输出端持续输出高电平，而输入端的高电平又通过第一二极管d12作用于第一比较器u9b的同相输入端，因此，当需要解锁时，只需要控制器130与第二二极管d15对应连接的端口输出低电平，则第一比较器u9b的输出端的电压作用与第二二极管d15的回路上，而不再作用于第一比较器u9b的同相输入端上，进而重新恢复了反相输入端的电压大于同相输入端的状态，实现解锁。
45.需要说明的是，本技术提供的控制器130可以为单片机等控制器130，对此不作限定。此外，在出现过流情况后，用户可在确认电流稳定后再通过控制器130进行解锁，能够有效的防止压缩机损坏。
46.作为一种实现方式，信号反馈单元152包括第二比较器u9a与第二基准电压输入组件，第二比较器u9a的同相输入端与第二基准电压输入组件电连接，第二比较器u9a的反相
输入端与过流锁存单元151的输出端电连接，第二比较器u9a的输出端与控制器130电连接。
47.请继续参阅图4，第二基准电压输入组件包括第四电阻rh6与第五电阻rh3组成的分压电路，通过调节第四电阻rh6与第五电阻rh3的阻值比例，可以调节第二比较器u9a的同相输入端的输入电压，同时，为了使输入信号更加稳定，增设了电容c77进行滤波。
48.当压缩机正常工作，第一比较器u9b输出低电平时，此时第二比较器u9a的同相输入端的电压大于第二比较器u9a的反相输入端的电压，因此第二比较器u9a输出高电平，并反馈至控制器130。当出现过流情况时，第一比较器u9b输出高电平，此时第二比较器u9a的同相输入端的电压小于第二比较器u9a的反相输入端的电压，因此第二比较器u9a输出低电平，并反馈至控制器130，控制器130在接收到该过流信号后，控制逆变模块120完全关断。
49.作为一种实现方式，整流模块110包括整流桥，整流桥中包括6个整流二极管，在此不做赘述。逆变模块120包括多个驱动器与开关管，每个驱动器均与控制器130、过流锁存模块150以及开关管的控制端电连接，多个开关管组成逆变桥。其中，本技术提供的开关管与驱动器均为6个，且本技术并不对开关管的类型进行限定，例如，开关管可以为igbt、三极管或者场效应管等。
50.可选地，电流检测模块140包括运算放大器ic3b、采样电阻r1、反馈电阻re0以及第三基准电压输入组件，运算放大器ic3b的同相输入端通过采样电阻r1与逆变模块120电连接，运算放大器ic3b的反相输入端与第三基准电压输入组件电连接，运算放大器ic3b的输入分别与控制器130、过流锁存模块150电连接，反馈电阻re0的两端分别连接于运算放大器ic3b的同相输入端与输出端。
51.其中，本技术并不对电阻的数量进行限定，例如，采样电阻r1可以为多个并联的电阻，以提升采样精度，反馈电阻re0也可以为多个并联的电阻，进而可以调节运算放大器ic3b的放大的倍数，在此不做赘述。
52.下面对过流保护电路100的电压进行具体分析：
53.令运算放大器ic3b的同相输入端电压(5端)为u1,反相输入端(6端)电压为u2,输出端(7端)电压为u3，压缩机过流点为i,第一比较器u9b的输出为u4,同相输入侧电压为u5。而电压
54.u2＝3.3*(re2//re8/(re2//re8 re7))＝(re2*re8)/(re2*re8 re7*re2 re7*re8)*3.3v
55.根据运算放大器ic3b虚短的概念，则有:
56.u1＝u2＝(re2*re8)/(re2*re8 re7*re2 re7*re8)*3.3v
57.而根据运算放大器ic3b虚断的概念，则有：
58.(u3-u1)/re0＝(u1-i*r1)/re5
59.即：输出u3＝(re5 re0)/re5*u1-(re0*r1)/re5*i
60.＝(re5 re0)*re2*re8/(re5*(re2*re8 re7*re2 re7*re8))-(re0*r1)/re5*i
61.当第一二极管d12不导通时，第一比较器u9b的同相输入端(5脚)的电压为
62.u5＝3.3*rh7/(rh7 rh9)
63.当压缩机电流太大，即发生过磁保护时，此时第一比较器u9b的反相输入端(6端的电压u3小于u5,第一比较器u9b输出高电压，此时第一二极管d12导通，u5电压增加，此时令其电压为u51，则有：
64.(3.3-u51)/rh9 (5-0.7)/rf6＝u51/rh7
65.u51＝(4.3*rh9*rh7 3.3*rf6*rh7)/(rh9*rf6 rf6*rh7)》(re5 re0)*
66.re2*re8/(re5*(re2*re8 re7*re2 re7*re8)-(re0*r1)/re5*i实现了锁存功能。
67.基于上述，本技术提供的过流保护电路100的工作原理为：
68.当三相电从r、s、t端输入时，整流桥(包括d1、d2、d3、d4、d5、d6)将其转换为直流电，其输出通过电解电容e1稳压后接逆变桥(包括igbt1、igbt2、igbt3、igbt4、igbt5、igbt6)，逆变桥输出接压缩机m，采样电阻r1接逆变桥下桥的发射极。当压缩机正常运转时，采样电阻r1将采集到的电流信号通过电阻re5送入运算放大器ic3b的同相输入端(5脚)，运算放大器ic3b的反相输入侧由电阻re2、re7、re8组成，电容c92的作用为滤除高频干扰，运算放大器ic3b的输出端通过反馈电阻re0与输入侧同相端相连(电阻re5与电容c92组成rc滤波电路)，其输出接控制器130，控制器130输出相应的pwm脉冲送入驱动器1、驱动器2、驱动器3、驱动器4、驱动器5、驱动器6，逆变桥动作，实现对压缩机的变频调速。
69.当通过压缩机的电流较大(发生退磁保护时)，运算放大器ic3b的输出接第一比较器u9b的输入端(6脚)，此时第一比较器u9b的同相输入端(5脚)的电压大于反相输入端(6)脚的电压，其输出信号(en-pwm)变为1-高电平，6个驱动器执行动作，压缩机停止运行，实现压缩机的快速保护。同时，第一比较器u9b的输出接第二比较器u9a的反相输入端(2脚)，此时第二比较器u9a的同相端(3脚)的电压小于反相端(2脚)的电压，第二比较器u9a脚输出0-低电平信号(fo)，送入控制器130，控制器130停止输出pwm脉冲，实现逆变桥的完全关断。同时，第一比较器u9b通过第一二极管d12与第二二极管d15可实现锁存与解锁功能。当第一比较器u9b反相端电压小于同相端电压时，第一比较器u9b输出1，通过第一二极管d12送入5端，5端电压开始升高，进一步加大与6端电压的差距，输出更加稳定。当过电流信号突然消失时，由于第一比较器u9b的输出通过第一二极管d12接5端电压，5端电压最小值一直大于6端电压最大值，第一比较器u9b一直输出1，实现自锁。只有当控制器130给出低电平信号clr时，自锁高电平信号才会清除。
70.基于上述实现方式，本技术实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述的过流保护电路100，其中，本技术并不对电子设备的种类进行限定，例如，电子设备可以为空调器。
71.综上，本技术提供了一种过流保护电路与电子设备，该过流保护电路包括整流模块、逆变模块、控制器、电流检测模块以及过流锁存模块，控制器分别与逆变模块、电流检测模块、锁存模块电连接，整流模块分别与逆变模块、电流检测模块电连接，过流锁存模块还分别与电流检测模块、逆变模块电连接；其中，电流检测模块用于对逆变模块的电流进行检测，并输出检测电流；控制器用于依据检测电流控制逆变模块的工作；当检测电流大于阈值时，过流锁存模块用于对过流信号进行锁存，并将过流信号传输至控制器与逆变模块，以控制逆变模块停止工作。由于本技术提供的过流保护电路中设置了过流锁存模块，因此当出现过流信号时，过流锁存模块会将过流信号进行锁存，此时即使过流信号是非连续的信号，逆变模块也会持续断开，压缩机始终不工作，直至将其解锁。因此避免了压缩机重复启动，压缩机不易损坏。
72.虽然本技术披露如上，但本技术并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本技术的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本技术的保护范围应当以权利要求所
限定的范围为准。