交流电源断电检测电路及直流变频空调器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种交流电源断电检测电路及直流变频空调器，包括交流电源接入端子、运算放大电路和处理器，所述运算放大电路连接所述交流电源接入端子，接收交流电源的电压波形并进行同步等比例缩小后，输出缩小后的交流电压至所述的处理器进行交流电源的断电检测。本实用新型专利技术的交流电源断电检测电路结构简单，成本低，可以对输入的交流电压实现同步采集和快速检测。在所述硬件平台上运行交流电源的断电检测程序，可以在极短的时间内检测出电源的瞬时断电情况，并对被控对象的控制迅速做出反应，实施快速保护。将所述交流电源断电检测技术应用在直流变频空调器中，可以有效保护空调器中的电源逆变器件和直流变频压缩机，提高产品的可靠性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电源电力检测
，具体地说，是涉及一种用于检测交流电源是否断电的检测电路以及采用这种交流电源断电检测电路设计的直流变频空调器。
技术介绍
交流市电或者三相电源断电检测不是一项新的技术，目前已经在工业、农业等各项领域得到广泛应用。例如在水产养殖领域，若长时间断电，水体供氧不足，会造成鱼虾大量死亡的损失；在物品冷藏领域，一旦冷库断电，会对存储的产品的保存期产生影响；在机房管理领域，一旦机房断电，要求UPS电源立即启动，以满足机房的连续用电需求，等等。因此，在需要电源供应的各项领域，如何及时地获知断电信息，就显得尤为重要。但是，目前的断电检测方法，实时性不高，一般采用鉴幅电路或者开关电路等进行断电检测，如图1所示。这种断电检测电路采用光电耦合器隔离技术或者采用变压器降压后，直接利用三极管开关电路检测交流电源的过零点，由此来判断交流电源是否断电。其工作原理是当50Hz的交流输入电压经过光耦PC2隔离后，输出图2所示的周期为20ms的方波。如果将此方波输入到主控MCU，MCU采用边沿变化触发方式，最小检测间隔时间将是电源周期的一半，也就是t=10ms。这个检测时间t对于普通的交流电源检测应用场合是足够了，但对于像直流变频空调器这种采用逆变电源的应用场合是不够的。因为在交流电源断电的瞬间，如果不能够及时检出并执行相应的保护措施，会造成直流变频压缩机内部的永磁体退磁或者损坏逆变电源中智能电源模块IPM (Intelligent Power Module)内的逆变器件，从而造成整机产品的失效。
技术实现思路
本技术的目的在于提供了一种交流电源断电检测电路，采用对待检测的交流电源的交流电压波形进行同步等比例缩小的技术，来实现系统对交流电压波形的实时检测，进而为交流电源断电情况的瞬时检测提供硬件上的支持。为解决上述技术问题，本技术采用以下技术方案予以实现一种交流电源断电检测电路，包括交流电源接入端子、运算放大电路和处理器，所述运算放大电路连接所述交流电源接入端子，接收交流电源的电压波形并进行同步等比例缩小后，输出缩小后的交流电压至所述的处理器进行交流电源的断电检测。进一步的，所述交流电源为单相交流电源，在所述运算放大电路中包括一个运算放大器，在所述运算放大器的同相输入引脚和反相输入引脚中，其中一个输入引脚通过第一电阻连接交流电源接入端子的火线端，并通过第四电阻连接运算放大器的输出端；另外一个输入引脚通过第二电阻连接交流电源接入端子的零线端，并通过第三电阻连接偏置电压；并且，所述第一电阻和第二电阻的阻值相等，第三电阻和第四电阻的阻值相等。为了满足处理器对交流电压波形的接收要求，所述偏置电压的幅值优选设置为处理器的接口电压的一半；配置所述第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻的阻值，使通过运算放大器输出的交流电压的幅值在整个周期内均为正值，且电压峰值小于处理器所允许的接口电压。优选的，所述处理器的接口电压为5V ;所述偏置电压的幅值为2. 5V ;所述第一电阻和第二电阻的阻值为1410KQ ;所述第三电阻和第四电阻的阻值为7. 5KQ。再进一步的，所述处理器通过其模数转换接口(即AD接口 )接收运算放大电路输出的交流电压。基于上述交流电源断电检测电路，本技术还提供了一种采用所述交流电源断电检测电路设计的直流变频空调器，包括整流电路、逆变电路、处理器和直流变频压缩机，所述整流电路连接交流电源接入端子，将交流电源整流成直流电源为逆变电路提供直流母线电压，所述逆变电路将直流母线电压逆变成三相交流电源为直流变频压缩机供电；为了实现对逆变电路以及直流变频压缩机的断电保护，将所述交流电源接入端子连接一运算放大电路，输出交流电压至所述运算放大电路进行同步等比例缩小后，生成缩小后的交流电压输出至处理器进行交流电源的断电检测，所述处理器根据检测结果生成相应的PWM触发信号输出至所述的逆变电路。具体来讲，所述处理器可以在检测到交流电源断电时，通过关断其PWM触发信号的输出来控制逆变电路停止运行，进而使得直流变频压缩机进入断电关机的保护状态。与现有技术相比，本技术的优点和积极效果是本技术的交流电源断电检测电路结构简单，成本低，可以对输入的交流电压实现同步采集和快速检测。在所述硬件平台上运行交流电源的断电检测程序，可以在极短的时间内检测出电源的瞬时断电情况，并对被控对象的控制迅速做出反应，实施快速保护。将所述交流电源断电检测技术应用在直流变频空调器中，对空调器中的直流变频压缩机进行断电保护，可以有效保护电源逆变器件和直流压缩机，减小由于电网断电造成直流变频压缩机的永磁体在断电瞬间退磁或者逆变器件损坏等问题发生的几率，提高了产品的可靠性，延长了产品的使用寿命。结合附图阅读本技术实施方式的详细描述后，本技术的其他特点和优点将变得更加清楚。附图说明图1是现有交流电源过零检测电路的原理图；图2是采用图1所示交流电源过零检测电路所产生的检测信号波形图；图3是逆变电源的电路原理图；图4是交流电源断电检测及保护方法的一种实施例的检测流程图；图5是瞬时断电检测和保护时序图；图6是本技术所提出的交流电源断电检测电路的一种实施例的电路原理图；图7是图6所示交流电源断电检测电路的输入和输出波形图；图8是未使用的交流电源断电检测和保护技术所捕捉到的断电瞬间波形图；图9是使用交流电源断电检测和保护技术以后捕捉到的断电瞬间波形图。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式进行详细地描述。本实施例首先以直流变频空调器为例，对直流变频压缩机所需的逆变电源的产生原理进行简要介绍。参见图3所示，直流变频压缩机都是采用交流一直流一交流的电源逆变原理，即，将输入的交流电源通过整流电路整流成直流电源后，输出至由电解电容C1 C3并联组成的滤波电路进行滤波处理，产生直流母线电压输入到逆变电路。所述逆变电路接收处理器MCU输出的PWM触发信号，进而将直流母线电压逆变成三相频率可变、电压幅值可调的三相交流电压，输出至直流变频压缩机，控制压缩机运行。直流变频压缩机采用永磁无刷电机，目前的驱动控制大都采用磁场定向控制FOC (F0C即Field-Oriented Control的英文缩写)，MCU根据压缩机反馈的相电流信号在每个PWM周期估算压缩机的转子位置，根据当前的位置计算下一步的输出力矩，如果转子位置估算不准确，就会导致永磁无刷电机失步。交流输入电源的瞬时断电会对这种逆变电源以及控制部件产生极大的危害，究其原因是在交流输入电源瞬时断电时，整流电路前端的电源消失，通过整流电路输出的直流母线电压急剧下降，导致压缩机驱动控制失步。驱动控制失步后，由于MCU不能准确的估算转子位置，因为无法正常控制压缩机转子换向。此时，滤波电路中的电解电容CfC3中存储的大量能量便会全部施加到压缩机电机的两相绕组上，如图8所示，流过两相绕组的瞬间大电流会造成压缩机中的永磁体退磁。另一方面，由于直流变频空调器都是采用开关电源热地设计技术，即弱电源和强电源采用共地设计，共用直流母线电压供电。在交流输入电源断电后，逆变电路的工作电压迅速下降到15V以下，逆变电路内部的驱动器的工作电压也随之下降到15V以下。由于电压过低，造成驱动器工作不稳定，不能正常驱动逆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交流电源断电检测电路，其特征在于：包括交流电源接入端子、运算放大电路和处理器，所述运算放大电路连接所述交流电源接入端子，接收交流电源的电压波形并进行同步等比例缩小后，输出缩小后的交流电压至所述的处理器进行交流电源的断电检测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹发展，王志刚，陈建兵，
申请(专利权)人：海信山东空调有限公司，
类型：实用新型
国别省市：