一种直流变频冰箱驱动模块制造技术

本实用新型专利技术涉及一种直流变频冰箱驱动模块，用于驱动变频冰箱的压缩机电机，包括逆变单元、位置检测单元和中央控制单元，其中：逆变单元，包括六个ＩＧＢＴ，用于将输入的直流电压转换成交流电压，向所述的压缩机电机的三相绕组供电；位置检测单元，用于接收所述压缩机电机的三相反电动势，输出用于过零检测的三相相位信号；中央控制单元，分别与所述的逆变单元、位置检测单元连接。本实用新型专利技术旨在提供一种集成度高，低成本、可靠稳定的直流变频冰箱驱动模块，用以针对变频冰箱压缩机电机为直流无刷电机时控制的需要，另外本实用新型专利技术还具有电流保护、温度保护、过欠电压保护等功能。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及变频冰箱，尤其涉及一种用于变频冰箱压縮机电机的直流 变频冰箱驱动模块。
技术介绍
现有的冰箱压縮机一般为定速压縮机，即把交流220V输入压縮机线圈，频率 为50HZ。压縮机在以略低于3000RPM的转速运转，因此冰箱系统的冷量控制粗糙， 温度波动大，造成能源的浪费。另外，由于异步电机在转子中感应电流，因此转子 上有铜损、铁损、涡流损等损耗，冰箱效率低。直流无刷电机的出现，为以上问题提供了可能。直流无刷电机作为变频冰箱 压縮机电机，其转子为永磁体，没有感应电流，因此电机损耗小；然而只有通过针 对此种压縮机电机的驱动模块的控制，直流无刷电机才可在很宽的转速范围内实现 较为精确的转速控制。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术旨在提供一种集成度高，低成本、可靠稳 定的直流变频冰箱驱动模块，用以针对变频冰箱压縮机电机为直流无刷电机时 的控制需要，另外本技术还具有电流保护、温度保护、过欠电压保护等功 能。本技术所述的一种直流变频冰箱驱动模块，用于驱动变频冰箱的压縮 机电机，其特征在于它包括逆变单元、位置检测单元和中央控制单元，其中逆变单元，包括六个IGBT (Insulated-gate bipolar transistor,绝缘栅双极 晶体管)，用于将输入的直流电压转换成交流电压，向所述的压缩机电机的三 相绕组供电；位置检测单元，用于接收所述压縮机电机的三相反电动势，输出用于过零检测的三相相位信号；中央控制单元，分别与所述的逆变单元、位置检测单元连接，包括设置在 该中央控制单元内部的反电动势电压比较器、电流运放器、与该电流运放器连 接的电流比较器以及寄存器， 一方面用于接收从所述位置检测单元输出的三相 相位信号，通过所述的反电动势电压比较器，检测所述压縮机电机的三相反电动势过零点；同时用于向所述逆变单元输出驱动信号，控制所述六个IGBT的 通断；另一方面通过所述的电流运放器将从所述逆变单元接收到的电流测量信 号放大，并输送到所述电流比较器，用于与设定的电流保护值比较，实现所述 压縮机电机的电流保护功能。在上述直流变频冰箱驱动模块中，在所述逆变单元的下述引脚，即第一引 脚和第二引脚之间、第四引脚和第五引脚之间、第七引脚和第八引脚之间各连 接一电容；第十四引脚与一电源连接，用于为所述的三个电容充电。在上述直流变频冰箱驱动模块中，所述压縮机电机的三相反电动势各相分 别通过所述位置检测单元的接口与一电阻的一端连接，且所述的每个电阻的另 一端分别与参考零电位间反向接入一二极管。在上述直流变频冰箱驱动模块中，在所述中央控制单元的第十四引脚和第 十五引脚之间、第十四引脚和参考零电位之间分别连接一电阻，用于确定所述 电流运放器的放大倍数。在上述直流变频冰箱驱动模块中，通过所述中央控制单元的第二十四引脚 输入方波信号作为所述压縮机电机的转速，第二十二引脚用于输出一PWM脉 冲(Pulse-widthmodulation,脉宽调制脉冲)，且该第二十二引脚与一电阻以 及与该电阻串联连接的电容连接，用于对所述PWM脉冲进行滤波，且该电容 的另一端与参考零电位连接，并向第十六引脚输送所述电阻与电容之间的电位信号，用于决定所述的电流保护值。在上述直流变频冰箱驱动模块中，所述逆变单元的第二十一引脚与所述中 央控制单元的第四引脚连接，当所述第四引脚为低电平时，触发所述中央控制单元中断，中断服务程序做相应处理。 .在上述直流变频冰箱驱动模块中，所述的逆变单元的第十引脚与直流母线 电压连接，第二十三引脚和第十二引脚与参考零电位连接。由于采用了上述的技术解决方案，本技术为变频冰箱提供了一种高效、低 成本、高集成度的驱动模块，利用该驱动模块，可以可靠检测到过零位信号，实现变频冰箱压縮机电机的较精确的转速控制(误差小于3%)，以及实现宽电压范围 (170V-250V)，宽调速范围(1200RPM-4500RPM)的可靠驱动，并提供电流保护、 过欠电压保护、防抖动、强制切换等功能。附图说明图1是本技术一种直流变频冰箱驱动模块的最佳实施例框图； 图2是本技术一种直流变频冰箱驱动模块的逆变单元的最佳实施例示 意图3是本技术一种直流变频冰箱驱动模块的位置检测单元的最佳实施 例示意图4是本技术一种直流变频冰箱驱动模块的中央控制单元的最佳实施 例示意图。具体实施方式请参阅图l，并结合图2.、图3、图4所示，本技术，即一种直流变 频冰箱驱动模块，用于驱动变频冰箱的压縮机电机4，包括逆变单元l、位置 检测单元2和中央控制单元3，其中逆变单元l，包括六个IGBT (图中未示)，用于将输入的直流电压转换成 交流电压，向压縮机电机4三相绕组供电；位置检测单元2，用于接收压縮机电机4的三相反电动势，输出用于过零 检测的三相相位信号；中央控制单元3，分别与逆变单元l、位置检测单元2连接，包括设置在中 央控制单元3内部的反电动势电压比较器31、电流运放器32、与电流运放器 32连接的电流比较器33以及寄存器34， 一方面用于接收从位置检测单元2输 出的三相相位信号，通过反电动势电压比较器31，检测压縮机电机4的三相反 电动势过零点；同时用于向逆变单元l输出驱动信号，控制六个IGBT的通断； 另一方面通过电流运放器32将从逆变单元1接收到的电流测量信号放大，并 输送到电流比较器33，用于与设定的电流保护值比较，实现压縮机电机4的电流保护功能。逆变单元1可以采用IR公司的IPM模块IRMS06UP60B (Ul)，其中 第十四引脚VDD与一15V电源连接，通过内部电路，用于为接在第一引 脚VB3和第二引脚W之间的自举电容E402、接在第四引脚VB2和第五引脚V 之间的自举电容E403以及接在第七引脚VB1和第八引脚U之间的自举电容 E404充电；第十引脚V+与直流母线电压HV连接，通过分别与压縮机电机4的三相端 线连接的第二引脚U、第五引脚V、第八引脚W，将直流母线电压HV输出到 压縮机电机4的三相绕组上；第二十三引脚VSS和第十二引脚V-分别与参考 零电位连接；第二十一引脚FAULT与中央控制单元3的第四引脚j^连接，当第四引 脚ii^为低电平时，触发中央控制单元3中断，中断服务程序做相应处理。在位置检测单元2中，压縮机电机4的三相反电动势U，、 V，、 W'各相分 别通过接口 CN201与限流用电阻R222、电阻R221、电阻R219的一端连接， 电阻R222、电阻R221、电阻R219的另一端分别输出用于过零检测的三相相 位信号U一Phase、 V_Phase、 W一Phase，并分别与参考零电位间反向接入二极管 D301、 二极管D302、 二极管D303，起钳位作用，以保护中央控制单元3。中央控制单元3可采用ST专用的电机控制MCU(单片机)ST7MC1K2TC (IC1)，其中第三十引脚MCOO、第三十一引脚MCOl、第三十二引脚MC02、第一引脚 MC03、第二引脚MC04、第三引脚MC05分别将六路驱动信号HSIC3、 HSIC5、 HSIC8、 LSIC3、 LSIC5、 LSIC8输送到逆变单元1的第十五引脚HIN1 、第十 六引脚HIN2、第十七引脚HIN3、第十八引脚LIN1、第十九引脚LI本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流变频冰箱驱动模块，用于驱动变频冰箱的压缩机电机，其特征在于：它包括逆变单元、位置检测单元和中央控制单元，其中：　逆变单元，包括六个ＩＧＢＴ，用于将输入的直流电压转换成交流电压，向所述的压缩机电机的三相绕组供电；　位置检测 单元，用于接收所述压缩机电机的三相反电动势，输出用于过零检测的三相相位信号；　中央控制单元，分别与所述的逆变单元、位置检测单元连接，包括设置在该中央控制单元内部的反电动势电压比较器、电流运放器、与该电流运放器连接的电流比较器以及寄存器 ，一方面用于接收从所述位置检测单元输出的三相相位信号，通过所述的反电动势电压比较器，检测所述压缩机电机的三相反电动势过零点；同时用于向所述逆变单元输出驱动信号，控制所述六个ＩＧＢＴ的通断；另一方面通过所述的电流运放器将从所述逆变单元接收到的电流测量信号放大，并输送到所述电流比较器，用于与设定的电流保护值比较，实现所述压缩机电机的电流保护功能。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：汪辉，何丽华，
申请(专利权)人：上海日立电器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]