一种交流电机的控制电路及空调器的制作方法

1.本技术涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种交流电机的控制电路及空调器。


背景技术：

2.电机是空调器中必不可少的关键部件，在内机和外机中，对应的风机需要利用自身电机来实现送风功能；或者，在内机中，对应的扫风装置也需要利用自身的电机来实现扫风功能。目前的家用空调器主流使用直流电机和交流电机两种，而相对于直流电机，交流电机因其较高的性价比更受各大厂商的青睐；针对于交流电机，在现有技术中，已经存在多种驱动电路，从而能够在控制器的控制下实现对交流电机的全面控制。
3.现有技术中的各种方案都只能进行被动式驱动(即控制器按照固定的驱动方式来驱动交流电机)，而无法根据交流电机的工作状态进行动态调整，如此导致方案的可靠性很低；比如当交流电机的工作状态发生变化时(比如出现异常时)，若仍按照原有方式进行驱动，可能增大故障发生的风险。


技术实现要素：

4.针对现有技术中所存在的不足，本实用新型提供一种交流电机的控制电路及空调器。
5.第一方面，在一个实施例中，本实用新型提供一种交流电机的控制电路，包括：
6.驱动模块、反馈模块以及控制模块；
7.反馈模块分别与控制模块和交流电机电连接，反馈模块用于将交流电机输出的反馈信号发送至控制模块；
8.控制模块用于根据反馈模块发送的反馈信号，向驱动模块输出对应的控制信号；
9.驱动模块分别与控制模块和交流电机连接，驱动模块用于根据控制模块输出的控制信号控制与交流电机的连接状态。
10.在一个实施例中，反馈模块包括第一开关组件，第一开关组件分别与交流电机和控制模块电连接；
11.第一开关组件用于将交流电机输出的反馈信号发送至控制模块。
12.在一个实施例中，第一开关组件包括第一三极管、第二三极管和电阻；
13.第一三极管的发射极和第二三极管的发射极电连接并通过电阻接地，第一三极管的基极与交流电机电连接，第一三极管的集电极接入高电平；
14.第二三极管的基极和集电极分别接入高电平，第二三极管的集电极与控制模块电连接。
15.在一个实施例中，反馈模块还包括限压组件；
16.限压组件与第一开关组件的输入端电连接，限压组件用于当交流电机输出的反馈信号的电压大于预设电压时将第一开关组件短路。
17.在一个实施例中，限压组件包括二极管；
18.二极管的阳极与第一开关组件的输入端电连接，二极管的阴极接入高电平。
19.在一个实施例中，驱动模块包括供电回路、第二开关组件和第三开关组件；
20.供电回路接入交流电源，第二开关组件通过供电回路与交流电机电连接，第三开关组件分别与第二开关组件和控制模块电连接；
21.第三开关组件用于根据控制模块输出的控制信号控制第二开关组件的连接状态，以控制供电回路和交流电机之间的连接状态。
22.在一个实施例中，第二开关组件包括继电器；
23.继电器的驱动部与供电回路电连接，继电器的控制部与第三开关组件电连接；
24.第三开关组件用于根据控制模块输出的控制信号控制继电器的控制部的工作状态，以控制继电器的驱动部的连接状态。
25.在一个实施例中，第三开关组件包括第三三极管；
26.第三三极管的集电极与继电器的控制部的一极电连接，第三三极管的基极与控制模块电连接并用于接收控制模块输出的控制信号，第三三极管的发射极接地；
27.继电器的控制部的另一极接入高电平。
28.在一个实施例中，供电回路包括保护组件，保护组件包括阻断单元和扼流单元；
29.扼流单元分别与交流电机和第二开关组件电连接，阻断单元与扼流单元和第二开关组件并联。
30.第二方面，在一个实施例中，本实用新型提供一种空调器，包括交流电机，还包括：
31.上述任一个实施例中的交流电机的控制电路。
32.通过上述交流电机的控制电路及空调器，分别设置对应的驱动模块、反馈模块和控制模块，反馈模块用于将交流电机输出的反馈信号发送至控制模块，控制模块能够根据反馈信号判断交流电机当前的工作状态，从而通过驱动模块采用与交流电机当前的工作状态对应的驱动方式对交流电机进行驱动，利用反馈调节，极大的提高了控制交流电机的可靠性。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.图1为本实用新型一个实施例中交流电机的控制电路的结构示意图；
35.图2为本实用新型一个实施例中反馈电路的具体电路结构示意图；
36.图3为本实用新型一个实施例中驱动电路的具体电路结构示意图；
37.图4为本实用新型一个实施例中空调器的内部结构示意图。
具体实施方式
38.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施
例，都属于本技术保护的范围。
39.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个所述特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
40.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
41.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
42.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
43.第一方面，如图1所示，在一个实施例中，本实用新型提供一种交流电机的控制电路，包括：
44.驱动模块、反馈模块以及控制模块；
45.反馈模块分别与控制模块和交流电机电连接，反馈模块用于将交流电机输出的反馈信号发送至控制模块；
46.控制模块用于根据反馈模块发送的反馈信号，向驱动模块输出对应的控制信号；
47.驱动模块分别与控制模块和交流电机连接，驱动模块用于根据控制模块输出的控制信号控制与交流电机的连接状态。
48.其中，在实际应用场景中，驱动电路与交流电机的驱动口连接，反馈电路与交流电机的反馈口连接；对于反馈信号，是由交流电机通过内部的相关检测模块对自身的工作状态进行检测，包括电流检测、电压检测、转速检测、温度检测等，根据检测结果得到对应的反馈信号，然后将反馈信号通过反馈模块发送至控制模块，具体的，交流电机可以根据每个检测结果(比如电流检测结果、电压检测结果、转速检测结果或温度检测结果)都生成对应的
反馈信号，也可以同时根据多个检测结果(比如电流检测结果、电压检测结果、转速检测结果和温度检测结果中至少两种)来生成综合的反馈信号；
49.其中，控制模块可以通过人工智能的方式对反馈信号进行智能分析，从而确定交流电机当前的工作状态；控制模块还可以通过数据匹配的方式将反馈信号输入到模板库中进行匹配，从而匹配到对应的模板反馈信号，如此可根据模板反馈信号的工作状态确定交流电机当前的工作状态；
50.比如当前正在进行驱动，但检测到交流电机当前的工作状态为停止转动时，说明交流电机被异物卡住，此时需要停止驱动，则发出停止驱动的控制信号；比如当前未进行驱动，且检测到交流电机当前的待启动时，说明交流电机可以正常驱动，则可以发出正常驱动的控制信号；比如当前正在进行驱动，但检测到交流电机当前的工作状态为高温工作，说明交流电机存在损坏的风险，此时需要停止驱动，使其冷却，则发出停止驱动的控制信号；比如因高温工作而停止驱动后，但检测到交流电机当前的工作状态为常温待启动，说明交流电机已经完成冷却，可以正常驱动，则可以发出正常驱动的控制信号；比如当前正在进行驱动，但检测到交流电机的工作状态为异常工作，包括电流过大和/或电压过大等情况，说明交流电机存在损坏的风险，此时需要停止驱动，使其冷却，则发出停止驱动的控制信号。
51.需要注意的是，无论是上述交流电机如何根据检测结果生成反馈信号还是控制模块如何根据反馈信号确定交流电机当前的工作状态，都为现有技术，在此提出仅仅是为了对本实施例的原理进行解释说明，而非使本市实施例构成方法上的改进。
52.其中，本实施例是用于对交流电机的驱动，所需要的交流电源通常为220vac，属于大电流，而控制模块输出的控制信号属于小电流，因此对应的驱动模块可以是“小电流控制大电流”的各种典型驱动电路，比如达林顿管驱动电路、mos管驱动电路、igbt驱动电路等。
53.其中，反馈模块只要是需要将交流电机输出的初始反馈信号转化为控制模块能够处理的目标反馈信号，因为交流电机内部的相关检测模块的工作电压和控制模块的工作电压不一定相同，因此，在该转化过程中，又主要是对于信号的电压幅值进行转化；则反馈模块可以采用各种典型的变压电路，由于反馈信号多是高低电平形式的数字信号，因此对应的变压电路可具体为数字变压电路，包括mos管反馈电路、igbt反馈电路、光耦反馈电路、固态继电器反馈电路等。
54.其中，控制模块由于需要进行数据计算和处理，因此可以采用mcu芯片(单片微型计算机，也称单片机，例如stm32系列等)，其性能强大；还可以采用cpu(中央处理器)，或者dsp(数字信号处理器)等。
55.通过上述交流电机的控制电路，分别设置对应的驱动模块、反馈模块和控制模块，反馈模块用于将交流电机输出的反馈信号发送至控制模块，控制模块能够根据反馈信号判断交流电机当前的工作状态，从而通过驱动模块采用与交流电机当前的工作状态对应的驱动方式对交流电机进行驱动，利用反馈调节，极大的提高了控制交流电机的可靠性。
56.在一个实施例中，反馈模块包括第一开关组件，第一开关组件分别与交流电机和控制模块电连接；
57.第一开关组件用于将交流电机输出的反馈信号发送至控制模块。
58.其中，第一开关组件还需要接入相应的高电平，接入的高电平对应的电压幅值为控制模块所需要的电压幅值；第一开关组件以开关的方式，将交流电机输出的初始反馈信
号作为驱动，控制接入的高电平和控制模块之间的连接状态，接入的高电平按照初始反馈信号的电平变化输出至控制模块，从而实现电压幅值的转化，完成目标反馈信号的输出；
59.其中，第一开关组件可以采用三极管组成。
60.通过开关的方式来实现电压幅值的转化，相对采用其他方式，电路结构更加简单，成本更低。
61.如图2所示，在一个实施例中，第一开关组件包括第一三极管q5、第二三极管q6和电阻r75；
62.第一三极管q5的发射极和第二三极管q6的发射极电连接并通过电阻r75接地，第一三极管q5的基极与交流电机电连接，第一三极管q5的集电极接入+5v的高电平；
63.第二三极管q6的基极和集电极分别接入+5v的高电平和+3.3v的高电平，第二三极管q6的集电极与控制模块电连接。
64.其中，当高电平的初始反馈信号从端子cn4输入到第一三极管q5的基极时，第一三极管q5导通，由于第一三极管q5的发射极和第二三极管q6的发射极都通过第一电阻r75接地，第一电阻r75对第一三极管q5进行分压，第一三极管q5的集电极和发射极之间只有较小的压差，因此第一三极管q5的发射极和第二三极管q6的发射极都为接近+5v的高电平，从而导致第二三极管q6截止，原本从第二三极管q6的集电极输入的+3.3v的高电平从输出接口fan-fg输出至控制模块，完成目标反馈信号的输出；
65.需要注意的是，本实施例提供的三极管数量及连接关系只是第一开关组件中的一种，在其他实施例中，还可以包括不同数据和/或不同连接关系的三极管。
66.在一个实施例中，反馈模块还包括限压组件；
67.限压组件与第一开关组件的输入端电连接，限压组件用于当交流电机输出的反馈信号的电压大于预设电压时将第一开关组件短路。
68.其中，在上述实施例中已经提到，第一开关组件是将交流电机输出的初始反馈信号作为驱动控制接入的高电平和控制模块之间的连接状态，而第一开关组件通过所需要的驱动信号的电压幅值都比较小，比如三极管为例，只需基极的电压比发射极的电压大0.7v即可，通常只需0.5v，而作为开关元件时，三极管的发射极通常是接地的，因此输入到三极管的基极的电压只需0.5v即可，若输入的电压过大，会导致三极管被击穿，从而损坏；而限压组件则能够对交流电机输出的初始反馈信号的电压进行限制，将其限制到不大于预设电压，若大于预设电压则限压组件则导通作为导线，将第一开关元件短路，防止电压过大的初始反馈信号输出至第一开关元件。
69.其中，限压组件可以采用稳压二极管等。
70.通过限压组件，能够防止电压过大的初始反馈信号输出至第一开关元件，对第一开关元件起到保护作用，提高了电路的可靠性及使用寿命。
71.如图2所示，在一个实施例中，限压组件包括开关二极管d11；
72.开关二极管d11的阳极与第一开关组件的输入端电连接(即开关二极管d11的阳极与第一三极管q5的基极电连接)，开关二极管d11的阴极接入+5v的高电平。
73.其中，开关二极管d11的阴极接入的+5v的高电平即为预设电压，当从端子cn4输入的初始反馈信号的电压大于+5v时，开关二极管d11形成正向压差，开关二极管d11导通，其作为导线将第一三极管q5短路。
74.通过一个接入高电平的开关二极管d11就能够实现限压功能，结构更简单，成本更低。
75.其中，需要说明的是，图2中所示出的其他未在上述实施例中提及的元器件皆是用于实现电路的基本功能，在此就不再一一赘述每个元器件的作用和原理，比如电阻r18、电容c23、电阻r74、电阻r66、电阻r67。
76.在一个实施例中，驱动模块包括供电回路、第二开关组件和第三开关组件；
77.供电回路接入交流电源，第二开关组件通过供电回路与交流电机电连接，第三开关组件分别与第二开关组件和控制模块电连接；
78.第三开关组件用于根据控制模块输出的控制信号控制第二开关组件的连接状态，以控制供电回路和交流电机之间的连接状态。
79.其中，供电回路包括基本的两条导线，两条导线的一端用于与交流电源并联，另一端用于与交流电机并联，当供电回路处于导通状态时，交流电源输出的电流能够通过供电回路传输至交流电机，从而使交流电机进行工作。
80.其中，第二开关元件用于控制供电回路的连接状态，从而控制交流电源和交流电机之间的连接状态；当控制模块输出的控制信号表示为“正常驱动”时，第三开关组件则根据该控制信号控制第二开关组件导通，从而使供电回路导通，进而使交流电源和交流电机导通。
81.其中，第二开关组件可以采用电磁继电器等。
82.其中，第三开关组件可以采用三极管等。
83.如图3所示，在一个实施例中，第二开关组件包括固态继电器ic9；第三开关组件包括第三三极管q14；
84.固态继电器ic9的驱动部与供电回路电连接，固态继电器ic9的控制部的负极与第三三极管q14的集电极电连接，固态继电器ic9的控制部的正极接入+11v的高电平；
85.第三三极管q14的基极与控制模块电连接并用于接收控制模块输出的控制信号，第三三极管q14的发射极接地；
86.第三三极管q14用于根据控制模块输出的控制信号控制固态继电器ic9的控制部的工作状态，以控制固态继电器ic9的驱动部的连接状态。
87.其中，固态继电器ic9的控制部主要包括发光二极管，固态继电器ic9的驱动部主要包括光敏三极管；当从输入接口fan-pwm输入的高电平的控制信号输出至第三三极管q14时，第三三极管q14导通，+11v的高电平流经固态继电器ic9的发光二极管，发光二极管进行发光，对应的固态继电器ic9的光敏三极管导通，供电回路导通，交流电源从火线接口ac-l流出，经过固态继电器ic9及供电回路从端子cn3输出至交流电机，又从交流电机流出，然后再从端子cn3输入，最后经过供电回路从零线接口ac-n流出，完成驱动。
88.通过固态继电器ic9来控制供电回路的导通，具有强弱隔离的功能，防止大电流的交流电源干扰控制模块的工作性能，并且固态继电器ic9本身也具有较为优越的性能，不易损坏。
89.在一个实施例中，供电回路包括保护组件；
90.保护组件用于对接入的交流电源进行保护性限制。
91.其中，交流电源是以一定频率进行周期性变化的正弦波，在有些时候交流电源会
存在异常波动，导致其频率增大，而交流电机能够承受的交流电源的频率是有一定限制的，若交流电源的频率过大，会导致交流电机损坏，因此需要通过保护组件来限制交流电源中频率过高的部分，阻止其通过。
92.其中，保护组件可以采用各种典型的低通滤波器。
93.通过保护组件，限制交流电源中频率过高的部分，阻止其通过，对交流电机起到保护作用，提高了电机的使用寿命。
94.如图3所示，在一个实施例中，保护组件包括阻断单元和扼流单元；
95.阻断单元包括串联的电容c24和电阻r72，扼流单元包括电感l2，串联的电容c24和电阻r72与电感l2和固态继电器ic9并联。
96.其中，当固态继电器ic9导通时，并联的电容c24和电感l2构成lc谐振电路，只有当交流电源的频率与lc谐振电路的谐振频率一致时才能通过(可以通过设置lc谐振电路的各项参数，使其谐振频率为交流电机所需要的目标频率，具体的，电容c24的参数为0.03uf/275vac，电感l2的参数为200uf/1a)，从而实现了低通滤波的功能，保护了交流电机。
97.其中，当固态继电器ic9断开时，单独与火线接口ac-l串联的电容c24起到通交流阻直流的作用，虽然交流电源是交流，但其频率较低，频率越小，电容c24的阻断作用越强，因此当固态继电器ic9断开时，电容c24也能够对交流电源进行阻断，防止对交流电机的异常驱动；此外，当固态继电器ic9断开而交流电源的频率异常增大时，电容c24的阻断作用减弱，电阻r72也能够对交流电源进行限流，防止对交流电机的异常驱动。
98.通过电容c24和电感l2构成的lc谐振电路，利用其选频功能，能够更为可靠的限制交流电源的频率。
99.其中，需要说明的是，图3中所示出的其他未在上述实施例中提及的元器件皆是用于实现电路的基本功能，在此就不再一一赘述每个元器件的作用和原理，比如电容cp、电阻r13、电阻rj28、电阻r37、电阻r57。
100.第二方面，如图4所示，在一个实施例中，本实用新型提供一种空调器，包括交流电机，还包括：
101.上述任一个实施例中的交流电机的控制电路。
102.通过上述空调器，分别设置对应的驱动模块、反馈模块和控制模块，反馈模块用于将交流电机输出的反馈信号发送至控制模块，控制模块能够根据反馈信号判断交流电机当前的工作状态，从而通过驱动模块采用与交流电机当前的工作状态对应的驱动方式对交流电机进行驱动，利用反馈调节，极大的提高了控制交流电机的可靠性。
103.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
104.以上对本技术实施例所提供的一种交流电机的控制电路及空调器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例的技术方案的范围。
105.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例
中各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。