本发明涉及过流保护电路技术领域,特别涉及过流保护电路及空调器。
背景技术:
现有技术中,为了排除打雷等自然现象以及周围强电磁设备对被保护电路的电磁干扰,会在被保护电路中设置有过流保护电路,过流保护电路在检测到被保护电路中的电流异常时,会上传误报信号,关停被保护电路,从而实现对被保护电路的保护。
为了检测过流保护电路工作的有效性,在电器生产过程中,会对相应的被保护电路进行浪涌测试,浪涌测试为模拟被保护电路处于打雷、浪涌电流信号、电磁干扰等环境中,在被保护电路产生的浪涌电压的情况下,测试被保护电路的稳定性。而在现有过流保护电路中,经过浪涌测试的过流保护电路仅能保证被保护电路的稳定性以及安全性,而忽视了浪涌测试对过流保护电路本身的影响,使得在浪涌测试中,由于浪涌电压存在的过流保护电路经常产生误报故障,从而影响被保护电路的正常工作。
技术实现要素:
本发明的主要目的是提出一种过流保护电路,旨在解决过流保护电路产生误报故障的问题。
为实现上述目的,本发明提出一种过流保护电路,所述过流保护电路包括:
过流保护电路总线;以及
过流保护单元,所述过流保护单元包括采样电路及上报电路,其中,
所述采样电路,用于采集被保护电路的电流信号;
所述上报电路,用于根据所述采样电路采集的电流信号确定被保护电路是否过流,并在被保护电路过流时输出保护动作信号至所述过流保护电路总线,以通过所述过流保护电路总线将所述保护动作信号输出至被保护电路,以对被保护电路进行过流保护;以及,
解耦电路,用于对所述过流保护电路总线中的浪涌电流信号进行滤除,以维持所述过流保护电路总线的电压稳定。
在一实施例中,所述采样电路的输入端与所述被保护电路的采样端连接,所述采样电路的输出端与所述上报电路的输入端连接,所述上报电路的输出端、所述解耦电路的输入端、所述被保护电路的保护信号输入端分别与所述过流保护电路总线连接。
在一实施例中,所述过流保护电路总线、所述解耦电路及所述过流保护单元设于一电路板上,所述解耦电路在所述电路板上与所述过流保护电路总线的连接端,位于所述过流保护单元在所述电路板上与所述过流保护电路总线的连接端以及过流保护电路总线与被保护电路的保护信号输入端的连接端之间。
在一实施例中,所述解耦电路为多个,多个所述解耦电路与所述过流保护电路总线的连接端在所述电路板上沿所述过流保护电路总线依次排布,相邻两所述解耦电路间隔预设距离设置。
在一实施例中,所述过流保护单元为三个,所述解耦电路的数量为三个,三个所述过流保护单元在所述电路板上与所述过流保护电路总线的连接端与三个所述解耦电路在所述电路板上与所述过流保护电路总线的连接端依次交错排布。
在一实施例中,所述解耦电路包括第一电容,所述第一电容的第一端为所述解耦电路的输入端,所述第一电容的第二端接地或者接电源。
在一实施例中,所述上报电路包括分压电路和比较电路,所述分压电路的输出端与所述比较电路的第一采样信号输入端连接,所述分压电路的输入端为所述上报电路的输入端;所述比较电路的输出端为所述上报电路的输出端;
所述分压电路,用于将所述采样电路采集的电流信号转化为电压信号并进行分压;
所述比较电路,用于在所述分压后电压信号对应的电压值大于预设参考电压值时输出所述保护动作信号。
在一实施例中,所述比较电路包括第一芯片、第二电源、第三电源、第四电源、第六电源、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第三电容和第四电容,所述比较电路的第一采样信号输入端包括第一端和第二端,所述第一芯片包括第二反相输入脚、第二同相输入脚、第一同相输入脚、基准电压输入脚、第二输出脚、第一输出脚、电源脚和接地脚,所述第一芯片的第二反相输入脚与所述第三电容的第一端连接,所述第一芯片的第二反相输入脚与所述第三电容的第一端的连接节点为所述比较电路的第一采样信号输入端的第一端,所述第一芯片的第二同相输入脚与所述第三电容的第二端连接,所述第一芯片的第二同相输入脚与所述第三电容的第二端的连接节点为所述比较电路的第一采样信号输入端的第二端,所述第一芯片的第二输出脚、所述第一芯片的第一同相输入脚、所述第三电阻的第一端及所述第四电容的第一端互连,所述第一芯片的基准电压输入脚、所述第四电阻的第一端及所述第五电阻的第一端互连,所述第一芯片的第一输出脚与所述第六电阻的第一端连接,所述第一芯片与所述第六电阻的连接节点为所述比较电路的输出端;所述第三电阻的第二端与所述第六电源连接,所述第五电阻的第二端与所述第二电源连接,所述第六电阻的第二端与所述第三电源连接,所述第一芯片的电源脚均与所述第四电源连接;所述第四电阻的第二端及所述第一芯片的接地脚均接地;
或者,所述比较电路包括第二芯片、第十一电源、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一二极管和第二二极管,所述比较电路的第一采样信号输入端包括第一端和第二端,所述第二芯片包括第二反相输入脚、第二同相输入脚、第一同相输入脚、基准电压输入脚、第二输出脚、第一输出脚、电源脚和接地脚,所述第二芯片的第二反相输入脚与所述第五电容的第一端连接,所述第二芯片的第二反相输入脚与所述第五电容的第一端的连接节点为所述比较电路的第一采样信号输入端的第一端,所述第二芯片的第二同相输入脚与所述第五电容的第二端连接,所述第二芯片的第二同相输入脚与所述第五电容的第二端的连接节点为所述比较电路的第一采样信号输入端的第二端,所述第二芯片的第二输出脚、所述第二芯片的第一同相输入脚、所述第七电阻的第一端、第一二极管的阴极、及所述第六电容的第一端互连,所述第二芯片的基准电压输入脚、所述第八电阻的第一端及所述第九电阻的第一端互连,所述第二芯片的第一输出脚与所述第十电阻的第一端连接,所述第二芯片与所述第十电阻的连接节点为所述比较电路的输出端;所述第七电阻的第二端、所述第八电阻的第二端、第一二极管的阳极、所述第十电阻的第二端、所述第七电容的第一端及所述第八电容的第一端互连;所述第七电容的第二端、所述第八电容的第二端、所述第九电阻的第二端及所述第二芯片的接地脚均接地;所述第二芯片的电源脚与所述第十一电源连接;所述第二二极管的第一端与所述第六电容的第二端连接,所述第二二极管的第二端为所述比较电路的输出端。
在一实施例中,所述分压电路包括第五电源、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻和第十五电阻;所述分压电路的输入端包括第一端和第二端,所述分压电路的输出端包括第一端和第二端;所述第十一电阻的第一端与所述第十二电阻的第一端连接,所述第十一电阻与所述第十二电阻的连接节点为所述分压电路的输出端,所述第十一电阻的第二端、所述第十三电阻的第一端及第十四电阻的第一端连接;所述第十三电阻的第二端与所述第十五电阻的第一端连接,所述第十三电阻与所述第十五电阻的连接节点为所述分压电路的基准电压输出端;所述第十二电阻的第二端为所述分压电路的输入端,所述第十五电阻的第二端为所述分压电路的接地端,所述第十五电阻的第二端连接参考地,所述第十四电阻的第二端与所述第五电源连接;
或者,
所述分压电路包括第十二电源、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻及第二十一电阻,所述分压电路的输入端包括第一端和第二端,所述分压电路的输出端包括第一端和第二端;所述第十六电阻的第一端与所述第十七电阻的第一端连接,所述第十六电阻与所述第十七电阻的连接节点为所述分压电路的输出端,所述第十六电阻的第二端、所述第十八电阻的第一端及第十九电阻的第一端连接;所述第十八电阻的第二端与所述第二十电阻的第一端连接,所述第十八电阻与所述第二十电阻的连接节点为所述分压电路的基准电压输出端;所述第十七电阻的第二端为所述分压电路的输入端,所述第二十电阻的第二端与所述第二十一电阻连接;所述二十一电阻的第二端为所述分压电路的接地端,所述二十一电阻的第二端接地,所述第十九电阻的第二端与所述第十二电源连接。
在一实施例中,所述上报电路还包括吸收电路,所述分压电路的输出端与所述比较电路的第一采样信号输入端连接,所述分压电路的输入端为所述上报电路的输入端;所述比较电路的输出端与所述吸收电路的输入端连接,所述比较电路与所述吸收电路的连接节点为所述上报电路的输出端;
所述吸收电路,用于吸收所述过流保护电路总线中的浪涌电流信号。
在一实施例中,所述过流保护电路还包括隔离输出电路,所述隔离输出电路包括第七电源、第一三极管、光耦器件、第四十二电阻、第四十三电阻、第四十四电阻、第四十五电阻和第四十六电阻,所述第四十五电阻的第一端与所述过流保护电路总线连接,所述第四十五电阻的第二端分别与所述第四十六电阻的第一端及所述第一三极管的基极连接;所述述第一三极管的发射极与所述第四十六电阻的第二端均与所述第七电源连接,所述第一三极管的集电极、所述第四十四电阻的第一端及所述第四十二电阻的第一端互连;所述第四十四电阻的第二端、所述第四十二电阻的第二端、所述第四十三电阻的第一端及所述光耦器件的第一脚互连;所述光耦器件的第二脚与所述第四十三电阻的第二端连接,所述光耦器件的第三脚及所述光耦器件的第四脚与所述被保护电路连接。
在一实施例中,所述吸收电路包括第二电阻和第二电容,所述第二电阻的第一端为所述吸收电路的输入端,所述第二电阻的第一端与所述第二电容的第一端连接,所述第二电容的第二端接地。
为实现上述目的,本发明还提出一种空调器,包括空调器主板、机壳如权利要求上所述的过流保护电路,所述过流保护电路集成于空调器主板上,并设置于所述机壳内部。
在一实施例中,所述空调器的机壳与电路板之间设置有绝缘层,所述绝缘层的材料为高介电材料,所述空调器的机壳为刚性材料。
本发明通过在过流保护电路中设置过流保护电路总线、过流保护单元以及解耦电路,所述过流保护单元包括采样电路和上报电路,其中,过流保护电路利用采样电路采集被保护电路的电流信号,从而可以实现被保护电路的电流信号的采样。上报电路根据所述采样电路采集的电流信号确定被保护电路是否过流,并在被保护电路过流时输出保护动作信号至所述过流保护电路总线,以通过所述过流保护电路总线将所述保护动作信号输出至被保护电路,以对被保护电路进行过流保护。最后在上述过流保护电路中进一步设置解耦电路,从而可以对所述过流保护电路总线中的浪涌电流信号进行滤除,以维持所述过流保护电路总线的电压稳定,使得所述过流保护电路总线的电压稳定工作,避免因为过流保护电路有浪涌电流信号的存在而发生的误报故障。因此,解决了现有技术中过流保护电路产生误报故障的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有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发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明过流保护电路的模块示意图;
图2为本发明过流保护电路的的上报电路的模块示意图;
图3为本发明过流保护电路的上报电路的模块示意图;
图4为本发明过流保护电路一实施例的电路示意图;
图5为本发明过流保护电路一实施例的电路示意图;
图6为本发明过流保护电路的改进前的pe等效电路及改进后的pe等效电路的电路示意图;
图7为一示例性技术三相交错pfc电路的电路示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
本发明提出一种过流保护电路,用于解决现有技术中过流保护电路产生误报故障的技术问题。
在本发明的一实施例中,如图1所示,本发明提出的过流保护电路包括过流保护电路总线10、解耦电路20及过流保护单元30。
本实施例中,所述过流保护单元30包括采样电路301及上报电路302,采样电路301采集被保护电路40的电流信号,发送至上报电路302,上报电路302根据采样电路301采集的电流信号确定被保护电路40是否过流,过流即超出被保护电路40的电流正常承受范围,并在被保护电路40过流时输出保护动作信号至所述过流保护电路总线10,过流保护电路总线10将保护动作信号输出至被保护电路40,当此时的保护动作信号输出至被保护电路40时,就控制被保护电路40进入过流保护状态,从而实现了对被保护电路40的过流保护。被保护电路40进入过流保护状态可以是控制被保护电路40停止工作或者降额运行等,此处不做限定。
本实施例中,在过流保护电路中设置解耦电路20,可以对过流保护电路总线10中的浪涌电流信号进行滤除,以维持所述过流保护电路总线10的电压稳定,一方面避免浪涌电流信号影响被保护电路40,另一方面避免浪涌电流信号回馈到过流保护单元30,使过流保护单元30受到浪涌电流信号的影响而产生误报过流保护故障的问题。
需要说明的是,任何实现上述各功能电路之间信号传递的连接关系均可,并不限定,本实施例中,采用如下连接关系实现上述各功能电路之间信号传递,具体地,采样电路301的输入端与被保护电路40的采样端连接,采样电路301的输出端与上报电路302的输入端连接,上报电路302的输出端、解耦电路20的输入端、被保护电路40的保护信号输入端分别与过流保护电路总线10连接。
上述实施例中,当总线较长时,解耦电路20吸收可能较慢而导致总线上的杂波信号影响过流保护单元30和被保护电路40的问题,为解决这一问题,在一实施例中,所述过流保护电路总线10、所述解耦电路20及所述过流保护单元30设于一电路板上,所述解耦电路20在所述电路板上与所述过流保护电路总线10的连接端,位于所述过流保护单元30在所述电路板上与所述过流保护电路总线10的连接端以及过流保护电路总线10与被保护电路40的保护信号输入端的连接端之间。该实施例中,由于设置解耦电路20在所述电路板上与所述过流保护电路总线10的连接端位于所述过流保护单元30在所述电路板上,且解耦电路20与所述过流保护电路总线10的连接端在过流保护电路总线10的连接端以及过流保护电路总线10与被保护电路40的保护信号输入端的连接端之间,从而解耦电路20能够将两者之间的信号均能及时的吸收,从而避免解耦电路20吸收较慢而导致总线上的杂波信号影响过流保护单元30和被保护电路40的问题。
并且,当总线较长时,解耦电路20吸收的能量有限,该实施例中,进一步地,所述解耦电路20可以设置为多个,如图5中第一解耦电路50、第二解耦电路60所示,多个所述解耦电路20与所述过流保护电路总线10的连接端在所述电路板上沿所述过流保护电路总线10依次排布,相邻两所述解耦电路20间隔预设距离设置。这样增加了解耦电路20吸收的能力,同时还使得浪涌电流信号的吸收也更能及时,避免浪涌电流信号因为吸收不及时导致的电路问题。
需要说的是,上述过流保护单元30的数量不限定,可以是一个或者多个,根据具体应用的电路进行相应匹配,应用于三相交错并联pfc电路中时,所述过流保护单元30为三个,即对应每一路pfc电路设置一路过流保护单元30,三个所述过流保护单元30通过各自的所述上报电路302的输出端分别连接于所述过流保护电路总线10上。对应地,所述解耦电路20的数量为三个,三个所述过流保护单元30在所述电路板上与所述过流保护电路总线10的连接端与三个所述解耦电路20在所述电路板上与所述过流保护电路总线10的连接端依次交错排布。如此布置,可以对每一路pfc电路进行及时保护以及避免每一路pfc电路对应的过流保护单元30被影响,提高整个电路的稳定性和安全性。
在一实施例中,如图4所示,解耦电路20包括第一电容c1,所述第一电容c1的第一端为所述解耦电路20的输入端,所述第一电容c2的第二端接地。
其中,第一电容c1为解耦电容,解耦电容的第一端为解耦电路20的输入端,解耦电容的第二端可以就近(此处的就近是指电路安置在电路板之后第一电容c1到相应的电源或者接地端的距离)连接至电源或者接地端,旁路掉干扰,从而达到维持电压差,并吸收过流保护电路中的浪涌电流信号的目的。此处,将解耦电路20设置为解耦电容,可以进一步缩小过流保护电路的面积,简化过流保护电路。过流保护电路之所以产生误报故障是因为浪涌电流信号的存在进而影响上报电路302的判断,从而过流保护电路总线10输出保护动作信号,使得过流保护电路产生误报故障,在本实施例中,通过设置第一电容c1,并就近连接电源或者接地端,并可以选择与第一电容c1的第一端的电压最接近的电源连接,使得第一电容c1可以吸收浪涌电流信号的同时还能使得过流保护电路总线10的电压稳定。此时,在浪涌电流信号涌入的瞬间,即使是此时的浪涌电流已经使得过流保护电路总线10输入的电压变化,但是由于第一电容c1的存在,可以加快此时过流保护电路总线10的电压恢复至正常值的速度,超过被保护电路40的误报反应速度,使得被保护电路40还没有检测到过流保护电路总线10的电压变化,过流保护电路总线10的电压就已经恢复至正常值,从而规避了浪涌电流信号造成的误报故障,此外,第一电容c1还能进一步吸收过流保护电路总线10的浪涌电流信号,使得过流保护电路总线10的电压稳定。
在一实施例中,过流保护电路总线10设于一电路板上,解耦电容的数量为多个,且在电路板上沿过流保护电路总线10依次排布,相邻两解耦电容间隔预设距离设置。
其中,由于电路板面积大,电器封装机壳对电路板寄生参数很大,浪涌电流信号可以轻易注入电路板造成误动作。当过流保护电路总线10设于一电路板上时,过流保护电路总线10实质上为导线,此时解耦电容的数量为多个时,将多个解耦电容沿过流保护电路总线10依次排布,相邻两解耦电容间隔预设距离设置,此时的预设距离可以视具体情况而改变。多个解耦电容的一端与过流保护电路总线10连接,多个解耦电容的另一端与就近的电源或者就近的接地端连接,具体解耦电容的大小可参考解耦电容连接至过流保护电路总线10的位置的电压选用。此时,因为多个解耦电容沿过流保护电路总线10依次排布,相邻两解耦电容间隔预设距离设置,可以进一步加快此时过流保护电路总线10的电压恢复至正常值的速度,使其超过被保护电路40的误报反应速度,在被保护电路40还没有检测到过流保护电路总线10的电压变化,过流保护电路总线10的电压就已经恢复至正常值,从而规避了浪涌电流信号造成的误报故障,此外,多个解耦电容还能进一步吸收过流保护电路总线10的浪涌电流信号,使得过流保护电路总线10的电压稳定。从而逐段增加过流保护电路抗扰性。
在一实施例中,解耦电容均匀分布。
其中,多个解耦电容均匀分布在过流保护电路总线10上,也可以进一步加快此时过流保护电路总线10的电压恢复至正常值的速度,还能吸收浪涌电流信号,从而规避了浪涌电流信号造成的误报故障。
在一实施例中,解耦电容为三个。
其中,在第一种情况中,如图5所示,当过流保护电路为三路交错并联过流保护电路时,即过流保护单元30为三个,也可视为三路过流保护电路,每一路过流保护电路的输出端均与解耦电容的第一端连接,解耦电容的另一端与就近的电源或者接地端连接。其中,解耦电容为三个(c17、c18、c19),分别对每一路过流保护电路进行过流保护,第十七电容c17保护第一过流保护单元,此时第一过流保护单元包括比较电路3012和分压电路3011,比较电路3012包括第二芯片u2、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第一二极管d1、第二二极管d2、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7及第八电容c8组成,具体连接方式及工作原理可参照比较电路3012。分压电路3011包括第十六电阻r16、第十七电阻r17、第十八电阻r18、第十九电阻r19、第二十电阻r20和第二十一电阻r21,具体连接方式及工作原理可参照比较电路3012。pfc_c1与被保护三路交错并联电路的第一支路连接,用于检测被保护三路交错并联电路的第一支路的工作信号电流,用于保证被保护三路交错并联电路的第一支路处于正常的工作电流范围。第十八电容c18保护的第二过流保护单元,过流保护单元包括第一比较电路3014和第一分压电路3015,第一比较电路3014包括第三芯片u3、第二十二电阻r22、第二十三电阻r23、第二十四电阻r24、第二十五电阻r25、第三二极管d3、第四二极管d4、第九电容c9、第十电容c10、第十一电容c11及第十二电容c12组成,具体连接方式及工作原理可参照比较电路3012。第一分压电路3015包括第二十六电阻r26、第二十七电阻r27、第二十八电阻r28、第二十九电阻r29、第三十电阻r30和第三十一电阻r31,具体连接方式及工作原理可参照比较电路3012。pfc_c2与被保护三路交错并联电路的第二支路连接,用于检测被保护三路交错并联电路的第二支路的工作信号电流。c19保护第三过流保护单元,过流保护单元包括第二比较电路3016和第二分压电路3017,第二比较电路3016包括第四芯片u4、第三十二电阻r32、第三十三电阻r33、第三十四电阻r34、第三十五电阻r35、第五二极管d5、第六二极管d6、第十三电容c13、第十四电容c14、第十五电容c15及第十六电容c16组成,具体连接方式及工作原理可参照比较电路3012。第二分压电路3017包括第三十六电阻r36、第三十七电阻r37、第三十八电阻r38、第三十九电阻r39、第四十电阻r40和第四十一电阻r41,具体连接方式及工作原理可参照比较电路3012。pfc_c3与被保护三路交错并联电路的第三支路连接,用于检测被保护三路交错并联电路的第三支路的工作信号电流。在第二种情况中,当过流保护电路为单路保护电路时,解耦电容为三个可以合理排布,在不影响电路本身的布局的情况下,加快过流保护电路总线10的电压恢复至正常值的速度,还将三路过流保护单元分别用一个解耦电容保护起来,保证任一过流保护单元若是出现浪涌电流信号,均能有对应的解耦电容旁路掉浪涌电流信号的干扰。值得注意的是,此时的三路交错并联pfc电路可以为通用的各种电路,并不局限于某一种电路,相应的检测工作信号电流仅需要根据实际选用的电路选择连接相应的控制三路交错并联pfc电路输出控制信号的任一端口即可,当电路为三路交错并联pfc电路时,三路交错并联pfc电路pfc_c1、pfc_c2及pfc_c3连接到如图7中所示的pfc_c1、pfc_c2及pfc_c3端口。此时可以从保证工作电流值、检测被保护电路40电流值以及滤除浪涌电流信号三方面出发,进一步保证被保护电路40的正常工作以及过流保护电路的正常运行。或者,此时的pfc_c1、pfc_c2及pfc_c3也可以处于空置状态,此时的过流保护电路的工作原理仅涉及检测被保护电路40电流值以及滤除浪涌电流信号,也能从两个方面同时保证被保护电路40以及过流保护电路的正常运行。在现行的各种电路中,本申请的过流保护电路均能起到过滤浪涌电流信号的效果,保证过流保护电路的正常工作。第三芯片u3及第三芯片u4的型号可为ic-lm2903-sop8-t。
在一实施例中,若过流保护电路为多路交错并联过流保护电路,解耦电容的数量与多路交错并联过流保护电路的过流保护单元30数量相同,此时的多个解耦电容也与多个过流保护单元30间隔设置,或者也可说是多个解耦电路20与多个过流保护单元30间隔设置,依次交错排布。从而可以实现多个过流保护电路的情况下,实现解耦电路20对过流保护单元30的一对一保护,从每个节点上加快过流保护电路总线10的电压恢复至正常值的速度,起到更好的保护效果。另外,还可以根据支路的数量合理增加解耦电容的数量,进一步加快过流保护电路总线10的电压恢复至正常值的速度。
在一实施例中,所述过流保护单元30为三个,所述解耦电路20的数量为三个,三个所述过流保护单元30与所述过流保护电路总线10的连接端与三个所述解耦电路20在所述电路板上与所述过流保护电路总线10的连接端依次交错排布。
其中,如图5所示,此时的过流保护电路为三路交错并联pfc过流保护电路(n路pfc电路交流输入和直流输出连接,n=3时,即为三路交错并联pfc过流保护电路,这种电路可以降低输入和输出的电流纹波),此时,过流保护单元30的数量也为三个,最少设置有三个解耦电路20,即三个解耦电容,解耦电容的位置位于两个相邻排布的过流保护单元30,可以保证每个过流保护单元30均有对应的解耦电容进行旁路掉浪涌电流信号的干扰,避免误报。值得注意的是,此时,解耦电路20的数量并不局限于三个,可以在上述过流保护电路的基础上合理增加解耦电路20或者解耦电容的数量,进一步提高旁路浪涌电流信号干扰的效果。
在一实施例中,采样电路301包括第一电阻r1,所述第一电阻r1的第一端为所述采样电路301的输入端,所述第一电阻r1的第二端为所述采样电路301的输出端。
其中,第一电阻r1为采样电阻,采样电阻可以较快将被保护的电路的参数变化转换为电流及电压变化,加快检测速度。采样电路301为第一电阻r1时,极大简化了过流保护电路的电路。此时采样电路301的电阻的数量可以为如图4所示的采样电路301,由四个电阻并联组成,也可为如图5所示的采样电路301、第一采样电路303及第二采样电路304,由2个电阻并联组成,。此时,采样电路301的电阻数可以根据实际需要设置,由多个电阻并联组成采样电路301。以此实现采样以及简化电路的目的。
在一实施例中,如图2所示,在一实施例中,上报电路302包括分压电路121和比较电路122,分压电路121的输出端与比较电路122的输入端连接,分压电路121的输入端为上报电路302的输入端,比较电路122的输出端c为上报电路302的输出端。
其中,分压电路121用于将采样电路301采集到电流信号转化为电压信号进行分压,使得流出至比较电路122的电压控制在一个合理的范围内,并能清晰的反映出被保护电路40的参数的变化。比较电路122在分压电路121分压后的电压信号对应的电压值大于预设参考电压值时输出保护动作信号,电压值的预设值并不局限于某一个限定值,可以根据实际被保护电路40的工作电压值和最大承受范围值确定以及设置。
在一实施例中,如图3所示,在一实施例中,上报电路302包括分压电路121、比较电路122和吸收电路123,分压电路121的输出端与比较电路122的输入端连接,分压电路121的输入端为上报电路302的输入端。比较电路122的输出端c与吸收电路123的输入端连接,比较电路122与吸收电路123的连接节点为上报电路302的输出端ipm-fo。
其中,分压电路121用于将采样电路301采集到的参数进行分压,使得流出至比较电路122的电压控制在一个合理的范围内,并能清晰的反映出被保护电路40的参数的变化。比较电路122在分压电路121输出的电压值超出预设值时输出保护动作信号,电压值的预设值并不局限于某一个限定值,可以根据实际被保护电路40的工作电压值和最大承受范围值确定以及设置。吸收电路123可以滤除电路中存在的交流信号。
在一实施例中,如图4所示,吸收电路123包括第二电阻r2和第二电容c2,第二电阻r2的第一端为吸收电路123的输入端,第二电阻r2的第一端与第二电容c2的第一端连接,第二电容c2的第二端接地。
其中,第二电阻r2和第二电容c2形成了长吸收环路,可以滤除过流保护电路中的交流信号,此时,长吸收环路虽然可以滤除交流信号,但是所耗费的时间较长,不足以消除交流信号对输出的保护动作信号的干扰。
在一实施例中,如图4所示,比较电路122包括第一芯片u1、第二电源v2、第三电源v3、第四电源v4、第六电源v6、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第三电容c3、第四电容c4和基准信号输入端,第一芯片u1包括电源脚vcc、接地脚gnd、第一同相输入脚+in1、基准电压输入脚-in1、第二反相输入脚-in2、第二同相输入脚+in2、第二输出脚out2及第一输出脚out1,第一芯片u1的第二反相输入脚-in2与第三电容c3的第一端连接,并构成比较电路122的第一采样信号输入端,第一芯片u1的第二同相输入脚+in2与第三电容c3的第二端连接,并构成比较电路122的基准信号输入端,第一芯片u1的第二输出脚out2、第一芯片u1的第一同相输入脚+in1、第三电阻r3的第一端及第四电容c4的第一端互连,第一芯片u1的基准电压输入脚-in1、第四电阻r4的第一端及第五电阻r5的第一端互连,第一芯片u1的第一输出脚out1与第六电阻r6的第一端连接,第一芯片u1与第六电阻r6的连接节点为比较电路122的输出端。第三电阻r3的第二端与所述第六电源v6连接,第五电阻r5的第二端与所述第二电源v2连接,第六电阻r6的第二端与所述第三电源v3连接,第一芯片u1的电源脚vcc与第四电源v4连接,第四电阻r4的第二端及第一芯片u1的接地脚gnd均接地。
其中,第一芯片u1的第二反相输入脚-in2输入采样信号,第一芯片u1的第二同相输入脚+in2输入基准电压信号,在第一种情况中,当第一芯片u1的第二反相输入脚-in2未检测到浪涌电流信号,采样信号和基准电压信号的电流均很小,此时基准电压信号大于采样信号,若此时第一芯片u1的第一同相输入脚+in1接入的过流保护电路总线10有浪涌电流信号,第一芯片u1的第一输出脚out1输出携带浪涌电流信号的低电平信号,即可被被保护电路视为保护动作信号,触发过流保护。若此时第一芯片u1的第一同相输入脚+in1接入的过流保护电路总线10无浪涌电流信号,第一芯片u1的第一输出脚out1不输出保护动作信号。此时,第二电源v2、第三电源v3、第四电源v4及第六电源v6可以为同一电压电源,也可为不同电压电源。第一芯片u1的型号可为ic-lm2903-sop8-t。
在第二种情况中,当第一芯片u1的第二反相输入脚-in2检测到浪涌电流信号,采样信号和基准电压信号的电流变大,此时基准电压信号小于于采样信号,若此时第一芯片u1的第一同相输入脚+in1接入的过流保护电路总线10有浪涌电流信号,第一芯片u1的第一输出脚out1输出携带浪涌电流信号的高电平信号,此时高电平信号为保护动作信号,触发过流保护。若此时第一芯片u1的第一同相输入脚+in1接入的过流保护电路总线10无浪涌电流信号,第一芯片u1的第一输出脚out1仍然输出保护动作信号。因此,在采样电路301未将测到浪涌电流信号时,浪涌电流信号均能使得第一输出脚out1输出的保护动作信号的电压变化。
在一实施例中,如图5所示,比较电路122包括第二芯片u2、第十一电源v11、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第十电阻r10、第一二极管d1、第二二极管d2、第二采样信号输入端和基准信号输入端,第二芯片u2包括电源脚vcc、接地脚gnd、第一同相输入脚+in1、基准电压输入脚-in1、第二反相输入脚-in2、第二同相输入脚+in2、第二输出脚out2和第一输出脚out1,第二芯片u2的第二反相输入脚-in2与第五电容c5的第一端连接,并构成比较电路122的第一采样信号输入端,第二芯片u2的第二同相输入脚+in2与第五电容c5的第二端连接,并构成比较电路122的基准信号输入端,第二芯片u2的第二输出脚out2、第二芯片u2的第一同相输入脚+in1、第七电阻r7的第一端、第一二极管d1的阴极、及第六电容c6的第一端互连,第二芯片u2的基准电压输入脚-in1、第八电阻r8的第一端及第九电阻r9的第一端互连,第二芯片u2的第一输出脚out1与第十电阻r10的第一端连接,第二芯片u2与第十电阻r10的连接节点为比较电路122的输出端。第七电阻r7的第二端、第八电阻r8的第二端、第一二极管d1的阳极、第十电阻r10的第二端、第七电容c7的第一端及第八电容c8的第一端互连。第七电容c7的第二端、第八电容c8的第二端、第九电阻r9的第二端及第二芯片u2的接地脚gnd均接地,第二芯片u2的电源脚vcc与第十一电源v11连接。第二二极管d2的阴极与第六电容c6的第二端连接,第二二极管d2的阳极为所述比较电路的第二采样信号输入端。
其中,第二芯片u2的第二反相输入脚-in2输入采样信号,第二芯片u2的第二同相输入脚+in2输入基准电压信号,在第一种情况中,当未检测到浪涌电流信号,采样信号和基准电压信号的电流均很小,此时基准电压信号大于采样信号,若此时第二芯片u2的第一同相输入脚+in1接入的过流保护电路总线10有浪涌电流信号,第二芯片u2的第一输出脚out1输出携带浪涌电流信号的低电平信号,即可被被保护电路视为保护动作信号,触发过流保护。若此时第二芯片u2的第一同相输入脚+in1接入的过流保护电路总线10无浪涌电流信号,第二芯片u2的第一输出脚out1不输出保护动作信号。
在第二种情况中,当检测到浪涌电流信号,采样信号和基准电压信号的电流变大,此时基准电压信号小于于采样信号,若此时第二芯片u2的第一同相输入脚+in1接入的过流保护电路总线10有浪涌电流信号,第二芯片u2的第一输出脚out1输出携带浪涌电流信号的高电平信号,此时高电平信号为保护动作信号,触发过流保护。若此时第二芯片u2的第一同相输入脚+in1接入的过流保护电路总线10浪涌电流信号,第二芯片u2的第一输出脚out1仍然输出保护动作信号。因此,在采样电路301未将测到浪涌电流信号,浪涌电流信号均能使得第一输出脚out1输出的保护动作信号的电压变化。第二芯片u2的型号可为ic-lm2903-sop8-t。
在一实施例中,如图4所示,分压电路121包括第五电源v5、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第十三电阻r13、第十四电阻r14和第十五电阻r15,第十一电阻r11的第一端与第十二电阻r12的第一端连接,第十一电阻r11与第十二电阻r12的连接节点为分压电路121的输出端,第十一电阻r11的第二端、第十三电阻r13的第一端及第十四电阻r14的第一端连接。第十三电阻r13的第二端与第十五电阻r15的第一端连接,第十三电阻r13与第十五电阻r15的连接节点为分压电路121的基准电压输出端,第十二电阻r12的第二端为分压电路121的输入端的第一端,第十五电阻r15的第二端为分压电路121的输入端,第十五电阻r15的第二端连接参考地,第十四电阻r14的第二端与第五电源v5连接。
其中,当第十五电阻r15的第二端输入的信号未检测到浪涌电流信号时,分压电路121的输出端的电压小于分压电路121的基准电压输出端的电压。当第十五电阻r15的第二端输入的信号检测到浪涌电流信号时,此时,第十一电阻r11与第十二电阻r12的电压变大,相应的,第十三电阻r13与第十五电阻r15的电压变小,即最后分压电路121的输出端的电压大于分压电路121的基准电压输出端的电压。
在一实施例中,如图5所示,分压电路121包括第十二电源v12、第十六电阻r16、第十七电阻r17、第十八电阻r18、第十九电阻r19、第二十电阻r20及第二十一电阻r21,第十六电阻r16的第一端与第十七电阻r17的第一端连接,第十六电阻r16与第十七电阻r17的连接节点为分压电路121的输出端,第十六电阻r16的第二端、第十八电阻r18的第一端及第十九电阻r19的第一端连接。第十八电阻r18的第二端与第二十电阻r20的第一端连接,第十八电阻r18与第二十电阻r20的连接节点为分压电路121的基准电压输出端。第十七电阻r17的第二端为分压电路121的输入端,第二十电阻r20的第二端与第二十一电阻r21连接,二十一电阻的第二端连接参考地,所述二十一电阻的第二端接地,第十九电阻r19的第二端与第十二电源v12连接。
其中,当第十七电阻r17的第二端输入的信号未检测到浪涌电流信号时,分压电路121的输出端的电压大于分压电路121的基准电压输出端的电压。当第十七电阻r17的第二端输入的信号检测到浪涌电流信号时,此时,第十六电阻r16与第十七电阻r17的电压变大,相应的,第十八电阻r18、第二十电阻r20与第二十一电阻r21的电压变小,即最后分压电路121的输出端的电压小于分压电路121的基准电压输出端的电压。
在一实施例中,过流保护电路还包括隔离输出电路16。
所述隔离输出电路16由第七电源v7、第一三极管q1、光耦器件ic318、第四十二电阻r42、第四十三电阻r43、第四十四电阻r44、第四十五电阻r45和第四十六电阻r46,
所述第四十五电阻r45的第一端与所述过流保护电路总线连接,所述第四十五电阻r45的第二端分别与所述第四十六电阻r46的第一端及所述第一三极管q1的基极连接,所述述第一三极管q1的发射极与所述第四十六电阻r46的第二端均与所述第七电源连接,所述第一三极管q1的集电极、所述第四十四电阻r44的第一端及所述第四十二电阻r42的第一端互连;所述第四十四电阻r44的第二端、所述第四十二电阻r42的第二端、所述第四十三电阻r43的第一端及所述光耦器件的第一脚互连;所述光耦器件ic318的第二脚与所述第四十三电阻r43的第二端连接,所述光耦器件ic318的第三脚及所述光耦器件ic318的第四脚与所述被保护电路连接。
其中,保护动作信号或者浪涌电路可以使得第一三极管q1导通,光耦器件ic318可以将过流保护电路与被保护电路40隔离开来,从而使得两者之间不会因为浪涌电压而互相产生影响。
结合图1、3、5、6对本发明的原理进行说明:
图5的电路等效为图6改进后的pe等效电路,图6部分为为改进前的pe等效电路,当pe对于信号地有共模电压(浪涌电流信号)时,电流会通过寄生电容流过信号电阻r43,从而使三极管q1误动作。当增加图5所示三个电容第十七电容c17、第十八电容c18、第十九电容c19时,相当于给共模信号增加了短路通道,使电流不再经过三极管q1驱动电阻r43,则误动作消除。从而消除过流保护电路的误报故障。
为了实现上述目的,本发明还提出一种空调器,包括空调器主板、机壳被保护电路以及过流保护电路,所述过流保护电路设于空调器主板上,并设置于所述机壳内部。
值得注意的是,因为本发明空调器包含了上述过流保护电路的全部实施例,因此本发明空调器具有上述过流保护电路的所有有益效果,此处不再赘述。
在一实施例中,如图7所示,被保护电路可为三路交错并联pfc电路,此时,过流保护电路的保护单元设置有三个,如图5所示,其中采样电路设置的位置如图7中采样电路301、第一采样电路303、第二采样电路304所示,sense1、sense2及sense3为采样电路与上报电路连接的节点连接。
在一实施例中,空调器的机壳与电路板之间设置有绝缘层,所述绝缘层的材料为高介电材料。
其中,高介电材料可为铁电陶瓷材料、聚合无材料或者以高介电陶瓷粒或金属导体离子填充的聚合物基复合材料。
采用高介电材料作绝缘,可以降低被保护电路40的耦合效应,进一步减少浪涌电流的产生。
在一实施例中,空调器的机壳为刚性材料。
其中,空调器的机壳为刚性材料,,例如可由钣金制成,此处的刚性材料指不易发生形变的材料,可以减少空调器的机壳变形引入寄生参数。