集成壓縮機控制變頻裝置的智能控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及壓縮機變頻控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種集成壓縮機控制變頻裝置的智能控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前傳統(tǒng)的定頻式壓縮機不能進行無極調(diào)速，壓縮機制冷效率低，不能根據(jù)用戶使用規(guī)律、環(huán)境變化而選擇進行對應(yīng)的工作狀態(tài)，這種缺點造成了能源的巨大浪費。不符合目前國家環(huán)保節(jié)能要求。
[0003]交流變頻空調(diào)，電機都采用交流電機，并且只有壓縮機電機可以調(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)機為內(nèi)置驅(qū)動的直流風(fēng)機，室外壓縮機為PMSM壓縮機，室外風(fēng)機為PMSM電機。室內(nèi)機接收空調(diào)遙控器控制信息或應(yīng)急按鍵信息，控制空調(diào)器運行于相應(yīng)的模式(自動、制冷、除濕、送風(fēng)或制熱)，
[0005]室外機從與室內(nèi)機的通訊信息中確定室外機運行狀態(tài)(待機、制冷或制熱)。同
[0006]時控制壓縮機、室外風(fēng)機、電子膨脹閥、四通閥的運行狀態(tài)。
[0007]變頻控制技術(shù)更加的省電，并且中間沒有過多的勵磁聲音，直流電機運行更加的穩(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)，無法實現(xiàn)實時電流控制和保護。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本實用新型提供一種集成壓縮機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，實現(xiàn)實時電流控制和保護。
[0010]本實用新型是以如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種集成壓縮機控制變頻裝置的智能控制器，包括外機控制板，外部交流電源通過EMI濾波器連接外機控制板，外機控制板連接有RV閥、壓縮機和風(fēng)機；所述的外機控制板包括主控芯片、驅(qū)動芯片、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；主控芯片分別通過繼電器控制RV閥、風(fēng)機以及PTC;所述的驅(qū)動芯片分別連接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)動下橋臂IGBT N極接線端子NU/NV/NW通過電阻進行電流采樣，并通過放大器進行放大后，反饋給主控芯片；IPM模塊中的IGBT集成于驅(qū)動芯片中，主控芯片輸出PWM控制信號控制IGBT導(dǎo)通和截止。
[0011]其進一步是:所述的主控芯片采用微型控制器TMP86FH09NG。
[0012]所述的驅(qū)動芯片采用FAN4056。
[0013]所述的壓縮機采用直流無刷電機;風(fēng)機采用1檔交流風(fēng)機，同時需要1.5uF的啟動電容。
[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)機的繼電器，同時提供隔離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，同時提供3.3V電壓給驅(qū)動芯片。
[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2.5uS，內(nèi)部含高速運算放大器的主控芯片，采用兩路或多路同步定時觸發(fā)AD采樣技術(shù)，實時檢測相電流的大小，從而實現(xiàn)電流控制和保護。
[0020]2、主控芯片輸出P麗控制信號控制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、控制電機轉(zhuǎn)矩大小恒定，從而降低轉(zhuǎn)矩的脈動，因此降低了噪音。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型原理框圖；
[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是電機磁場剖析圖。
【具體實施方式】
[0026]如圖1和圖2所示，一種集成壓縮機控制變頻裝置的智能控制器有一外機控制板，外部交流電源通過EMI濾波器連接外機控制板，外機控制板連接有RV
[0027]閥、壓縮機和風(fēng)機。本實用新型整機室內(nèi)機供電，外機主控和驅(qū)動合成一體;采
[0028]用獨立的濾波控制，可以更有效的抑制因為電網(wǎng)電壓和電路網(wǎng)絡(luò)中的干擾源。
[0029]外機控制板包括主控芯片、驅(qū)動芯片、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；主控芯片分別通過繼電器控制RV閥(四通閥)、風(fēng)機以及PTC;驅(qū)動芯片分別連接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，因為PFC電抗器體積相對較大，外置裝配可以增強產(chǎn)品的可靠性。IPM模塊中驅(qū)動下橋臂IGBT N極接線端子NU/NV/NW通過電阻進行電流采樣，并通過放大器進行放大后，反饋給主控芯片；IPM模塊中的IGBT集成于驅(qū)動芯片中，主控芯片輸出PWM控制信號控制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)部含高速運算放大器，采用兩路或多路同步定時觸發(fā)AD采樣技術(shù)，實時檢測相電流的大小，從而實現(xiàn)電流控制和保護。驅(qū)動芯片采用FAN4056，連接有EEPR0M。微型控制器TMP86FH09NG和FAN4056之間采用隔離的I/O通訊進行通訊。
[0032]壓縮機采用直流無刷電機;風(fēng)機采用1檔交流風(fēng)機，同時需要1.5uF的啟動電容。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)機的繼電器，同時提供隔離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，同時提供3.3V電壓給驅(qū)動芯片。
[0034]如圖3所示，IPM模塊中驅(qū)動下橋臂IGBT N極接線端NU/NV/NW通過電阻進行電流采樣，并通過1630D放大器進行放大后，反饋給主控芯片。
[0035]電樞磁動勢的直軸分量Fad對轉(zhuǎn)子主磁極產(chǎn)生最大增磁作用如圖4，在一個磁狀態(tài)范圍，電樞磁動勢在剛開始為最大去磁，然后去磁磁動勢逐漸減小;在1、Π磁狀態(tài)時既不去磁也不增磁;在后半個磁狀態(tài)內(nèi)增磁逐漸增大，最后達到最大值。增磁和去磁磁動勢的大小等于電樞合成磁動勢Fa在轉(zhuǎn)子磁極軸線上的投影。相對與120度驅(qū)動方式下沒有增磁和去磁反應(yīng)，降低了電機發(fā)熱，提高了電機壽命。
[0036]本實用新型軟件上支持:直流母線過壓/欠壓保護、PFC過流保護、壓縮機過流保護、溫度保護等;硬件上支持:PFC過流保護、壓縮機過流保護。
[0037]本實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2.5uS，內(nèi)部含高速運算放大器的控制芯片，采用兩路或多路同步定時觸發(fā)AD采樣技術(shù)，實時檢測相電流的大小，從而實現(xiàn)電流控制和保護。主控芯片輸出pmi控制信號控制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轉(zhuǎn)矩大小恒定，從而降低轉(zhuǎn)矩的脈動，因此降低了噪音。電機的驅(qū)動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)上實現(xiàn)變頻空調(diào)啟動時對電路沒有大的電流沖擊。
【主權(quán)項】
1.一種集成壓縮機控制變頻裝置的智能控制器，包括外機控制板，外部交流電源通過EMI濾波器連接外機控制板，外機控制板連接有RV閥、壓縮機和風(fēng)機;所述的外機控制板包括主控芯片、驅(qū)動芯片、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;主控芯片分別通過繼電器控制RV閥、風(fēng)機以及PTC;所述的驅(qū)動芯片分別連接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)動下橋臂IGBT N極接線端子NU/NV/NW通過電阻進行電流采樣，并通過放大器進行放大后，反饋給主控芯片；IPM模塊中的IGBT集成于驅(qū)動芯片中，主控芯片輸出PWM控制信號控制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所述的集成壓縮機控制變頻裝置的智能控制器;其特征在于:所述的驅(qū)動芯片采用FAN4056。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成壓縮機控制變頻裝置的智能控制器;其特征在于:所述的壓縮機采用直流無刷電機;風(fēng)機采用1檔交流風(fēng)機，同時需要1.5uF的啟動電容。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成壓縮機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)機的繼電器，同時提供隔離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，同時提供3.3V電壓給驅(qū)動芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成壓縮機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】本實用新型涉及壓縮機變頻控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種集成壓縮機控制變頻裝置的智能控制器。本實用新型有一外機控制板，外機控制板包括主控芯片、驅(qū)動芯片、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；主控芯片分別通過繼電器控制RV閥、風(fēng)機以及PTC；驅(qū)動芯片分別連接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IPM模塊中驅(qū)動下橋臂IGBTN極接線端子NU/NV/NW進行電流采樣，放大后反饋給主控芯片；IPM模塊中的IGBT集成于驅(qū)動芯片中，主控芯片輸出PWM控制信號控制IGBT導(dǎo)通和截止。
【IPC分類】F24F13/24, F24F11/00
【公開號】CN205137791
【申請?zhí)枴緾N201520852843
【發(fā)明人】涂春光
【申請人】深圳市建滔科技有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年10月30日