直流電流檢測電路及應用該電路的變頻空調器制造技術

本實用新型專利技術公開了一種直流電流檢測電路及應用該電路的變頻空調器，包括集成運放、連接在集成運放的輸出端與反相輸入端之間的反饋網絡、以及用于對待檢測的直流電流進行取樣的電流取樣電阻；所述電流取樣電阻的個數與待檢測的直流電流的路數相等，將待檢測的直流電流轉換為采樣電壓通過加法器進行疊加后，輸出至所述集成運放的同相輸入端，所述集成運放通過其輸出端輸出用于反映待檢測直流電流大小的電壓信號。采用本實用新型專利技術檢測輸出的電壓信號反映的是實時的輸入電流值，通過檢測輸出的電壓值，可以間接地計算出輸入的電流值。通過設定不同的輸出電壓保護值，當檢測電路輸出的電壓值超過保護值時進行保護處理，可以達到對輸入電流保護的目的。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于檢測電路
，具體地說，是涉及一種用于檢測直流電流大 小的測試電路以及應用該直流電流檢測電路設計的變頻空調器。
技術介紹
對于目前的空調系統，普遍采用直流互感器等元件來檢測電控系統中的交流電 流，并通過對交流電流的檢測來完成對空調系統的控制以及對空調系統的過電流保護功 能。而對于變頻式空調系統來說，為了適應其電控系統中逆變器的工作要求，需要設 計將交流電源整流成直流電源的整流過程，然后通過逆變器將整流生成的直流電源逆變成 用于控制室外壓縮機運行的交流電源輸出。對直流電流進行檢測，以用于空調系統的控制 或者用于過電流保護，會更加準確、更加直接地反應空調系統的負載情況。但是，目前并沒 有對于變頻空調上直流電流檢測的合適方法。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種直流電流檢測電路，根據檢測到的電流大小可以 用于后續電路的保護及控制。為解決上述技術問題，本技術采用以下技術方案予以實現一種直流電流檢測電路，包括集成運放、連接在集成運放的輸出端與反相輸入端 之間的反饋網絡、以及用于對待檢測的直流電流進行取樣的電流取樣電阻；所述電流取樣 電阻的個數與待檢測的直流電流的路數相等，將待檢測的直流電流轉換為采樣電壓通過加 法器進行疊加后，輸出至所述集成運放的同相輸入端，所述集成運放通過其輸出端輸出用 于反映待檢測直流電流大小的電壓信號。進一步的，在所述加法器中設置有與所述電流取樣電阻相同數目的配置電阻，連 接在電流取樣電阻與集成運放的同相輸入端之間，對電流取樣電阻上的采樣電壓進行疊 加。又進一步的，所述電流取樣電阻和配置電阻均包括兩個或者三個，且各個電流取 樣電阻的阻值相等，各個配置電阻的阻值相等。優選的，所述集成運放的同相輸入端通過濾波電容接地。再進一步的，在所述反饋網絡中包含有兩個分壓電阻和一個電容，所述集成運放 的反相輸入端一方面通過第一分壓電阻接地，另一方面通過第二分壓電阻和所述電容組成 的并聯支路連接所述集成運放的輸出端。其中，所述電容優選采用電容值小于IOnF的小電容進行反饋網絡的設計，在穩定 集成運放輸出的同時，盡量減小對輸入信號的延遲作用。基于上述直流電流檢測電路結構，本技術又提供了一種采用所述直流電流檢 測電路設計的變頻空調器，用于對變頻空調器中的逆變器進行過電流保護，包括壓縮機和3與所述壓縮機相連接、為壓縮機提供交流電源的逆變器，在所述逆變器中包含有由多對高 側切換元件和低側切換元件組成的橋接電路以及用于控制所述切換元件通斷的驅動電路； 其中，通過所述低側切換元件輸出的多路電流各自通過一個電流取樣電阻進行取樣后，轉 換為采樣電壓輸出至加法器進行疊加，然后輸出至一集成運放的同相輸入端；所述集成運 放的反相輸入端通過反饋網絡連接集成運放的輸出端，通過集成運放輸出的電壓信號反饋 至所述的逆變器，所述逆變器在所述電壓信號的幅值超過設定值時，通過驅動電路控制所 述切換元件停止逆變輸出，以進一步起到保護后級壓縮機的目的。進一步的，所述切換元件為IGBT，且包括三對，將輸入到逆變器的直流母線電壓逆 變成三相交流電壓輸出至所述的壓縮機；其中，通過三路低側IGBT的源極輸出的三路電流 對應傳輸至三個電流取樣電阻進行電流取樣。再進一步的，在所述加法器中設置有與所述電流取樣電阻相同數目的配置電阻， 連接在電流取樣電阻與集成運放的同相輸入端之間，對電流取樣電阻上的采樣電壓進行疊 加，并且各個電流取樣電阻的阻值相等，各個配置電阻的阻值相等。更進一步的，在所述反饋網絡中包含有兩個分壓電阻和一個電容，所述集成運放 的反相輸入端一方面通過第一分壓電阻接地，另一方面通過第二分壓電阻和所述電容組成 的并聯支路連接所述集成運放的輸出端。與現有技術相比，本技術的優點和積極效果是采用本技術的直流電流 檢測電路檢測輸出的電壓信號反映的是實時的輸入電流值，通過檢測輸出的電壓值，可以 間接地計算出輸入的電流值。通過設定不同的輸出電壓保護值，當檢測電路輸出的電壓值 超過保護值時進行保護處理，可以達到對輸入電流保護的目的。將所述直流電流檢測電路 應用于變頻空調器中，用于對輸入到逆變器的直流母線電流進行檢測，當檢測到直流母線 電流過高時，輸出信號控制逆變器停止逆變輸出，從而起到對逆變器以及后級壓縮機的過 流保護作用。附圖說明圖1是本技術所提出的直流電流檢測電路的一種實施例的原理圖；圖2是將圖1所示直流電流檢測電路應用于變頻空調器的電路原理圖。具體實施方式以下結合附圖對本技術的具體實施方式進行詳細地描述。實施例一，本實施例的直流電流檢測電路包括集成運放IC1、電流取樣電阻R和反 饋網絡等主要組成部分，如圖1所示。其中，電流取樣電阻R接收待檢測的直流電流，取樣 后轉換為直流采樣電壓輸出至集成運放ICl的同相輸入端+ ；集成運放ICl的反相輸入端 一通過反饋網絡連接集成運放ICl的輸出端，通過集成運放ICl的輸出端輸出可以反映出 待檢測的直流電流大小的電壓信號Vo，以提供給后續電路使用。在本實施例中，所述電流取樣電阻R根據需要輸入的待檢測直流電流的路數進行 適應性配置，即通過一個電流取樣電阻R對一路直流電流進行取樣。若輸入三路直流電流 11、12、13，則需要同時設置三個電流取樣電阻R分別進行電流取樣，如圖1所示。將各個電 流取樣電阻R轉換生成的采樣電壓(比如圖1中的V1、V2、V3)通過加法器進行疊加后，輸出至所述集成運放ICl的同相輸入端+。作為所述加法器的其中一種優選電路設計方式，可以采用由多路配置電阻R3連 接在電流取樣電阻R與集成運放ICl的同相輸入端+之間的方式連接實現，如圖1所示。 其中，加法器中設置的配置電阻R3的數目應與電流取樣電阻R的數目一致，即配置電阻R3 應與電流取樣電阻R成對出現，且一路配置電阻R3連接在一路電流取樣電阻R與集成運放 ICl的同相輸入端+之間。作為本實施例的一種優選設計方案，各個電流取樣電阻R的阻值應該相等，各個 配置電阻R3的阻值也應該相等。本實施例的直流電流檢測電路是對流過電流取樣電阻R的 總電流I進行檢測。使用三對電流取樣電阻R和配置電阻R3代表著對三個直流電流之和 進行檢測，即I = 11+12+13 ；使用兩對R、R3代表著對兩個直流電流之和進行檢測，即I = 11+12 ；使用一對R、R3代表著對一個直流電流進行檢測，即I = II。圖1示出了三個電流 取樣電阻R和配置電阻R3成對出現的電路組建結構，當然，本實施例也適用于一對或兩對 R和R3成對出現的情況。采用圖1所示的電路結構最多可以檢測三路輸入電流，最少檢測 一路輸入電流。在本實施例中，分壓電阻Rl、R2和電容Cl構成集成運放ICl的反饋網絡，如圖1 所示。其中，集成運放ICl的反相輸入端-一方面通過第一分壓電阻Rl接地，另一方面通 過第二分壓電阻R2連接集成運放ICl的輸出端，所述電容Cl并聯在第二分壓電阻R2的兩 端，對通過集成運放ICl輸出的電壓信號起穩定作用。下面對圖1中電路實現的直流電流檢測方法進行理論推導①V+ = V_(利用集成運放ICl的虛短特性可知)；②V1 = I1R ;V2 = I2R ；V3 = I3R ；③③++0 (利用集成運放ICl的虛斷特性可知)；K3Κ3R本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種直流電流檢測電路，其特征在于：包括集成運放、連接在集成運放的輸出端與反相輸入端之間的反饋網絡、以及用于對待檢測的直流電流進行取樣的電流取樣電阻；所述電流取樣電阻的個數與待檢測的直流電流的路數相等，將待檢測的直流電流轉換為采樣電壓通過加法器進行疊加后，輸出至所述集成運放的同相輸入端，所述集成運放通過其輸出端輸出用于反映待檢測直流電流大小的電壓信號。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王偉杰，王波，
申請(專利權)人：海信山東空調有限公司，
類型：實用新型
國別省市：95