一种控制器、空调及高压保护电路的制作方法

1.本实用新型涉及电路控制领域，特别涉及一种有关高压保护的控制器、空调及高压保护电路。


背景技术：

2.在空调运行过程中，压缩机的压力过大会造成空调损坏，冷媒管中的制冷剂泄露，对环境造成污染，更严重会造成安全事故，因此，空调的制冷系统的冷媒管上通常设置有高压保护装置，高压保护装置通常包括为设置在冷媒管上的压力开关。


技术实现要素：

3.基于此，本技术实施例提供了一种控制器、空调及高压保护电路，能够实现高压保护。
4.为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：
5.一种控制器，用于控制空调，包括第一整流单元、电源转换单元、hps接线端子、低压控制单元和高压工作单元；
6.所述第一整流单元输入侧第一端与所述hps接线端子第一端电连接，所述hps接线端子第二端能够与输入电源第一端电连接；所述第一整流单元输入侧第二端能够与所述输入电源第二端电连接；所述hps接线端子能够与压力开关电连接；所述第一整流单元输出端与所述电源转换单元输入端电连接，将交流电转换为直流高压电、输出至所述电源转换单元；所述电源转换单元输出端与所述低压控制单元输入端电连接，将所述直流高压电转换为直流低压电、输出至所述低压控制单元的供电端，为所述低压控制单元进行供电；所述低压控制单元输出端连接到所述高压工作单元控制端，控制所述高压工作单元工作。
7.在一个实施例中，所述低压控制单元包括mcu子单元和/或ipm驱动子单元和/或pfc驱动子单元，所述高压工作单元包括pfc子单元和逆变子单元；所述pfc子单元输入端与所述第一整流单元输出端电连接，所述pfc子单元输出端与所述逆变子单元输入端电连接；
8.所述mcu子单元的第一信号输出端与所述pfc驱动子单元电连接，发送第一控制信号至所述pfc驱动子单元；所述pfc驱动子单元与所述pfc子单元的控制端电连接，根据所述第一控制信号控制所述pfc子单元工作；和/或，
9.所述mcu子单元的第二信号输出端与所述ipm驱动子单元电连接，发送第二控制信号至所述ipm驱动子单元；所述ipm驱动子单元与所述逆变子单元的控制端电连接，根据所述第二控制信号控制所述逆变子单元工作。
10.在一个实施例中，还包括第二整流单元；所述低压控制单元包括mcu子单元和/或ipm驱动子单元和/或pfc驱动子单元，所述高压工作单元包括pfc 子单元和逆变子单元；所述pfc子单元输入端与所述第二整流单元输出端电连接，所述pfc子单元输出端与所述逆变子单元输入端电连接；
11.所述mcu子单元的第一信号输出端与所述pfc驱动子单元电连接，发送第一控制信
号至所述pfc驱动子单元；所述pfc驱动子单元与所述pfc子单元的控制端电连接，根据所述第一控制信号控制所述pfc子单元工作；和/或，
12.所述mcu子单元的第二信号输出端与所述ipm驱动子单元电连接，发送第二控制信号至所述ipm驱动子单元；所述ipm驱动子单元与所述逆变子单元的控制端电连接，根据所述第二控制信号控制所述逆变子单元工作。
13.在一个实施例中，所述电源转换单元包括反激式变换电路。
14.在一个实施例中，还包括dc/dc转换单元，所述反激式变换电路输出端电连接所述dc/dc转换单元输入端，所述dc/dc转换单元输出端电连接所述低压控制单元的供电端。
15.在一个实施例中，所述pfc子单元包括boost电路。
16.本技术实施例还提供了一种空调，包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器和上述的控制器，所述控制器的高压工作单元与所述压缩机电连接，用于控制所述压缩机；所述压力开关设置在所述压缩机和所述冷凝器之间的冷媒管上。
17.本技术实施例还提供了一种高压保护电路，包括第一整流单元、电源转换单元、压力开关、低压控制单元和高压工作单元；
18.所述第一整流单元输入侧第一端与所述压力开关第一端电连接，所述压力开关第二端能够与输入电源第一端电连接；所述第一整流单元输入侧第二端能够与所述输入电源第二端电连接；所述第一整流单元输出端与所述电源转换单元输入端电连接，将交流电转换为直流高压电、输出至所述电源转换单元；所述电源转换单元输出端与所述低压控制单元输入端电连接，将所述直流高压电转换为直流低压电、输出至所述低压控制单元的供电端，为所述低压控制单元进行供电；所述低压控制单元输出端连接到所述高压工作单元控制端，控制所述高压工作单元工作。
19.在一个实施例中，所述低压控制单元包括mcu子单元和/或ipm驱动子单元和/或pfc驱动子单元，所述高压工作单元包括pfc子单元和逆变子单元；所述pfc子单元输入端与所述第一整流单元输出端电连接，所述pfc子单元输出端与所述逆变子单元输入端电连接；
20.所述mcu子单元的第一信号输出端与所述pfc驱动子单元电连接，发送第一控制信号至所述pfc驱动子单元；所述pfc驱动子单元与所述pfc子单元的控制端电连接，根据所述第一控制信号控制所述pfc子单元工作；和/或，
21.所述mcu子单元的第二信号输出端与所述ipm驱动子单元电连接，发送第二控制信号至所述ipm驱动子单元；所述ipm驱动子单元与所述逆变子单元的控制端电连接，根据所述第二控制信号控制所述逆变子单元工作。
22.在一个实施例中，还包括第二整流单元；所述低压控制单元包括mcu子单元和/或ipm驱动子单元和/或pfc驱动子单元，所述高压工作单元包括pfc 子单元和逆变子单元；所述pfc子单元输入端与所述第二整流单元输出端电连接，所述pfc子单元输出端与所述逆变子单元输入端电连接；
23.所述mcu子单元的第一信号输出端与所述pfc驱动子单元电连接，发送第一控制信号至所述pfc驱动子单元；所述pfc驱动子单元与所述pfc子单元的控制端电连接，根据所述第一控制信号控制所述pfc子单元工作；和/或，
24.所述mcu子单元的第二信号输出端与所述ipm驱动子单元电连接，发送第二控制信号至所述ipm驱动子单元；所述ipm驱动子单元与所述逆变子单元的控制端电连接，根据所
述第二控制信号控制所述逆变子单元工作。
25.本技术实施例提供的控制器，包括第一整流单元、电源转换单元、hps接线端子、低压控制单元和高压工作单元；将hps接线端子接入输入电源和第一整流单元之间，当系统发生高压时，hps接线端子两端断路，第一整流单元输入端没有电压输入，第一整流单元输出端后的电源转换单元、低压控制单元电路均失去工作电源，低压控制单元则无法继续为高压工作单元提供控制信号，从而使得整个控制器停止工作，实现高压保护。
26.本技术实施例提供的空调，包括上述的控制器，能够实现高压保护功能。
27.本技术实施例提供的高压保护电路，将压力开关接入输入电源和第一整流单元之间，当系统发生高压时，压力开关断路断开，第一整流单元输入端没有电压输入，第一整流单元输出端后的电源转换单元、低压控制单元电路均失去工作电源，低压控制单元则无法继续为高压工作单元提供控制信号，从而使得整个控制器停止工作，也能实现高压保护功能。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例或背景技术中的技术方案，下面将对实施例或背景技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
29.图1为本技术公开的一种控制器的电路框图；
30.图2为本技术一实施例提供的控制器的电路原理示意图；
31.图3为本技术另一实施例提供的控制器的电路原理示意图；
32.图4为本技术另一实施例提供的控制器的电路原理示意图；
33.图5为一种空调系统示意图；
34.图6为本技术一实施例提供的高压保护电路示意图。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.在本技术中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
37.如图5所示，一个制冷设备，比如空调系统，一般包括压缩机m1、气液分离器m2、冷凝器m3、节流装置m4、蒸发器m5。压缩机m1出口端通过冷媒管连接到冷凝器m3进口端，冷凝器m3出口端通过冷媒管连接到节流装置m4 进口端，节流装置m4出口端连接蒸发器m5进口端，蒸发器m5出口端连接到气液分离器m2进口端，气液分离器m2出口端连接到压缩机m1进
口端，形成一个制冷回路，冷媒在该制冷回路中流通。其中，气液分离器m2可以是压缩机m1自带的，也可以为储液罐。如果压缩机压力过大，可能造成空调损坏、冷媒管中的制冷剂泄露，从而导致环境造成污染，更严重可能会造成安全事故。因此，往往会在压缩机出口位置设置压力开关，进行压缩机压力监测，当压力过高时，停止空调运行，从而防止高压危害。可选的，压力开关设置在压缩机m1出口端至冷凝器m3进口端的冷媒管上。
38.为了实现高压保护，本技术实施例提供了一种控制器，用于控制空调，如图1所示，包括第一整流单元11、电源转换单元12、hps(highpressureswitch:高压开关)接线端子10、低压控制单元13和高压工作单元14；
39.其中，第一整流单元11输入侧第一端与hps接线端子10第一端电连接，hps接线端子10第二端能够与输入电源ac第一端电连接；hps接线端子10能够与压力开关电连接，即hps接线端子10接收设置在空调系统中的压力开关的开关信息，根据该压力开关的闭合而闭合、断开而断开；第一整流单元11输入侧第二端能够与输入电源ac第二端电连接；第一整流单元11输出端与电源转换单元12输入端电连接，将交流电转换为直流高压电、输出至电源转换单元12；电源转换单元12输出端与低压控制单元13输入端电连接，将直流高压电转换为直流低压电、输出至低压控制单元13的供电端，为低压控制单元13进行供电；低压控制单元13输出端连接到高压工作单元14控制端，控制高压工作单元14工作；具体的，高压工作单元14的工作电压由所述输入电源ac提供，具体的，可以由输入电源经过整流后的直流高压电直接供电，高压工作单元14的供电电压高于低压控制单元13的供电电压；高压工作单元14至少用于控制压缩机，其输出端连接到空调压缩机输入端；高压工作单元14由直流高压供电、由低压控制单元13输出控制信号进行控制，高压工作单元14在失去供电的直流高压或者失去低压控制单元13输出的控制信号时将无法进行工作，进一步的，压缩机停止运行，空调不再工作。
40.本实施例中，hps接线端子10串接在输入电源ac和第一整流单元11之间，压力开关的开关信号通过hps接线端子10接入控制器中。当空调系统压力过高时，压力开关断开，则hps接线端子10两端相当于断路，此时输入电源ac的供电回路断开，第一整流单元11、电源转换单元12和低压控制单元13失去电源后，停止工作，低压控制单元13无法再为高压工作单元14提供控制信号供高压工作单元14工作，高压工作单元14停止工作，由高压工作单元14驱动控制的压缩机停止工作，整个空调系统也因此停止工作，实现空调系统的高压保护。当压力恢复或者空调正常工作时，压力开关闭合，则hps接线端子10两端相当于短路，此时输入电源ac的供电回路闭合，第一整流单元11、电源转换单元12和低压控制单元13得电工作，低压控制单元13为高压工作单元14提供控制信号，高压工作单元14正常工作，驱动压缩机运行，整个空调系统也正常工作，实现空调系统的控制。
41.在某些场合，为了实现高压保护，利用压力开关产生开关信号，并将开关信号输出至一个可控开关，比如继电器等；当系统压力过高时，压力开关产生一个断开的开关信号，该可控开关再根据压力开关产生的断开的开关信号控制低压控制单元停止输出控制信号，从而阻止低压控制单元向高压工作单元输出控制信号；相较于这种高压保护方式，本技术实施例提供的控制器直接通过hps接线端子将压力开关产生的开关信号引入到低压控制单元的电源侧，利用该开关信号可以控制输入电源的接入和断开，从而使得控制低压控制单元的上电供电与失电，进一步控制低压控制单元是否向高压工作单元输出控制信号，最终
控制系统是否正常运行。具体的，系统高压时，hps接线端子两端断开，低压控制单元失去电源，停止向高压工作单元输出控制信号，系统停止运行；系统压力正常时，hps接线端子两端接通，低压控制单元得电工作，向高压工作单元输出控制信号，系统正常运行。
42.在一个实施例中，如图2所示，高压工作单元14包括pfc(power factorcorrection：功率因素校正)子单元141和逆变子单元142；pfc子单元141 输入端与第一整流单元11输出端电连接，pfc子单元141输出端与逆变子单元142输入端电连接；本实施例中，高压工作单元14和低压控制单元13的供电电源均由第一整流单元输出的直流高压提供，当系统发生高压时，hps接线端子10断开，高压工作单元14和低压控制单元13均失去供电电压停止工作，从而防止发生高压危险。
43.进一步的，为了实现对pfc子单元和逆变子单元的控制，如图4所示，设置低压控制单元13包括mcu(microcontroller unit)子单元131、ipm (intelligent power module：智能功率模块)驱动子单元133和pfc驱动子单元132，mcu子单元131的第一信号输出端与pfc驱动子单元132电连接，发送第一控制信号至所述pfc驱动子单元132；pfc驱动子单元132与pfc子单元141的控制端电连接，根据所述第一控制信号控制所述pfc子单元141 工作；mcu子单元131的第二信号输出端与ipm驱动子单元133电连接，发送第二控制信号至ipm驱动子单元133；ipm驱动子单元133与逆变子单元142 的控制端电连接，根据所述第二控制信号控制所述逆变子单元142工作；具体的，pfc和ipm的控制方法可以保存在mcu子单元131中，本技术对此不作限定。本实施例中，当系统发生高压时，hps接线端子断开，mcu (microcontroller unit)子单元131、ipm(intelligent power module：智能功率模块)驱动子单元133和pfc驱动子单元132均失去供电电源，进而无法为pfc子单元141和逆变子单元142提供控制信号，pfc子单元141 和逆变子单元142停止工作，系统停止运行，直至压力恢复或者系统重启。
44.进一步的，在一个实施例中，高压工作单元和低压控制单元的取电来自不同的整流单元，本实施例中，如图3或4所示，控制器还包括第二整流单元21；低压控制单元13包括mcu子单元131和/或ipm驱动子单元133和/ 或pfc驱动子单元132，高压工作单元14包括pfc子单元141和逆变子单元 142；pfc子单元141输入端与第二整流单元21输出端电连接，所述pfc子单元141输出端与所述逆变子单元142输入端电连接；本实施例中，低压控制单元由第一整流单元11提供电压，而高压工作单元由第二整流单元21提供电压。当系统发生高压时，连接在输入电源ac与第一整流单元11的hps接线端子相当于断路，低压控制单元失电，停止为高压工作单元提供控制信号，高压工作单元停止工作；但是因为高压工作单元的供电电压由第二整流单元 21提供，该电源回路依旧为通路，因此高压工作单元只是失去了控制信号、并没有失去电源，当系统压力恢复正常时，有利于及时恢复正常工作。
45.在上述实施例中，低压控制单元的供电电压往往包括3.3v、5v、12v、15v 和24v中的一种或多种，为了将第一整流单元11输出的直流高压转换为直流低压，可以设置电源转换单元包括反激式变换电路，如图4所示；进一步的，控制器中还可以设置dc/dc转换单元15，反激式变换电路输出端电连接dc/dc 转换单元15输入端，dc/dc转换单元15输出端电连接低压控制单元13的供电端；通过dc/dc转换单元15可以按需对反激式变换电路的输出电压进行稳压或者调压到合适的低压电，为mcu子单元131和/或ipm驱动子单元133和 /或pfc驱动子单元132进行供电。
46.进一步的，在上述实施例中，pfc子单元141可以设置为boost电路。
47.基于上述具有高压保护功能的控制器，本技术实施例还提供了一种空调，如图5所示，包括压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器和上述的控制器，控制器的高压工作单元14与所述压缩机电连接，用于控制压缩机；系统的压力开关设置在压缩机m1和所述冷凝器m3之间的冷媒管上。正常情况下，压力开关闭合；当系统高压时，压力开关断开，通过控制器的hps接线端子传导到控制器内，控制器因为hps接线端子两端断路失去供电电源或者失去控制，从而使得系统停止运行，实现高压保护。当压力恢复正常时，压力开关闭合，通过控制器的hps接线端子传导到控制器内，控制器因为hps接线端子两端通路得到供电电源和控制信号正常工作，系统正常运行。
48.基于上述控制器，本技术实施例还提供了一种高压保护电路，适用于制冷系统，比如空调，制冷系统中设置有压力开关，具体可以设置在压缩机m1 和所述冷凝器m3之间的冷媒管上，也可以设置在压缩机m1的出口端处；该压力开关在系统压力正常时闭合，若系统压力过高，则断开。
49.如图6所示，该高压保护电路包括第一整流单元11、电源转换单元12、压力开关100、低压控制单元13和高压工作单元14；
50.第一整流单元11输入侧第一端与压力开关100第一端电连接，压力开关 100第二端能够与输入电源ac第一端电连接；第一整流单元11输入侧第二端能够与输入电源ac第二端电连接；第一整流单元11输出端与电源转换单元 12输入端电连接，将交流电转换为直流高压电、输出至电源转换单元12；电源转换单元12输出端与低压控制单元13输入端电连接，将直流高压电转换为直流低压电、输出至低压控制单元13的供电端，为低压控制单元13进行供电；低压控制单元13输出端连接到高压工作单元14控制端，控制所述高压工作单元14工作；所述高压工作单元14的工作电压由所述输入电源提供。本实施例中，若系统压力过高，压力开关断开，低压控制单元13失电，停止为高压工作单元提供控制信号，系统停止运行。
51.在一个实施例中，低压控制单元13包括mcu子单元131和/或ipm驱动子单元133和/或pfc驱动子单元132，所述高压工作单元14包括pfc子单元 141和逆变子单元142，逆变子单元142连接到制冷系统的压缩机、控制压缩机工作；pfc子单元141输入端与第一整流单元11输出端电连接，pfc子单元141输出端与逆变子单元142输入端电连接；mcu子单元131的第一信号输出端与所述pfc驱动子单元132电连接，发送第一控制信号至所述pfc驱动子单元132；所述pfc驱动子单元132与所述pfc子单元141的控制端电连接，根据所述第一控制信号控制所述pfc子单元141工作；mcu子单元131的第二信号输出端与所述ipm驱动子单元133电连接，发送第二控制信号至所述ipm驱动子单元133；所述ipm驱动子单元133与所述逆变子单元142的控制端电连接，根据所述第二控制信号控制所述逆变子单元142工作。
52.进一步的，在一个实施例中，还包括第二整流单元21；所述低压控制单元13包括mcu子单元131和/或ipm驱动子单元133和/或pfc驱动子单元132，所述高压工作单元14包括pfc子单元141和逆变子单元142；所述pfc子单元141输入端与所述第二整流单元21输出端电连接，所述pfc子单元141输出端与所述逆变子单元142输入端电连接；
53.mcu子单元131的第一信号输出端与所述pfc驱动子单元132电连接，发送第一控制信号至所述pfc驱动子单元132；所述pfc驱动子单元132与所述pfc子单元141的控制端电连
接，根据所述第一控制信号控制所述pfc子单元 141工作；和/或，mcu子单元131的第二信号输出端与所述ipm驱动子单元 133电连接，发送第二控制信号至所述ipm驱动子单元133；所述ipm驱动子单元133与所述逆变子单元142的控制端电连接，根据所述第二控制信号控制所述逆变子单元142工作。
54.本技术实施例提供的一种高压保护电路具有上述控制器提供的优点，能够实现制系统的高压保护。
55.本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
56.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。