本發(fā)明涉及空調(diào)器技術(shù)領域，特別涉及一種空調(diào)器中功率器件的防過熱保護方法、一種空調(diào)器中功率器件的防過熱保護裝置以及一種具有該裝置的空調(diào)器。

背景技術(shù)：

在變頻空調(diào)器的電控中，有ipm(intelligentpowermodule，智能功率模塊)、igbt(insulatedgatebipolartransistor，絕緣柵雙極型晶體管)、整流橋、快恢復二極管等功率器件，這些功率器件在工作時會產(chǎn)生大量的熱，很容易造成過熱損壞。因此，可采用純風冷散熱方式進行散熱，即將這些功率器件集中布局在散熱器(如鋁片散熱器)上，通過散熱器增加與空氣的接觸面積，以改善散熱效果。

但在高溫工況下，這種純風冷散熱方式仍無法滿足散熱需求。為此，相關(guān)技術(shù)中，采用冷媒散熱的方式對功率器件進行散熱，即在空調(diào)器中增加一路冷媒管，并將該冷媒管嵌入散熱器中，以對功率器件進行散熱，從而進一步改善功率器件的散熱效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請是基于發(fā)明人對以下問題的認識和研究做出的：

在采用冷媒散熱方式對功率器件進行散熱時，隨著室內(nèi)外環(huán)境溫度(特別是室外環(huán)境溫度)變化，散熱用冷媒管中的冷媒溫度也會發(fā)生變化，而功率器件散熱是依靠散熱器與冷媒管之間的熱量傳導來降低散熱器溫度，進而降低功率器件的溫度，所以當散熱用冷媒管中的冷媒溫度升高時，散熱器的散熱效果就會變差，很可能導致功率器件發(fā)生過熱損壞。

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種空調(diào)器中功率器件的防過熱保護方法，通過根據(jù)冷媒散熱管的管溫對壓縮機的目標運行頻率進行控制，使得功率器件處于安全工作溫度范圍內(nèi)，有效解決了功率器件過熱損壞的問題，保證空調(diào)器的可靠運行。

本發(fā)明的另一個目的在于提出一種空調(diào)器中功率器件的防過熱保護裝置。

本發(fā)明的又一個目的在于提出一種空調(diào)器。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面實施例提出了一種空調(diào)器中功率器件的防過熱保護方法，所述功率器件包括整流橋、功率開關(guān)管、二極管和ipm，且所述功率器件通過冷媒散熱管進行散熱，所述方法包括以下步驟：獲取當前所述冷媒散熱管的管溫；根據(jù)當前所述冷媒散熱管的管溫對所述空調(diào)器中壓縮機的目標運行頻率進行調(diào)節(jié)，以使所述功率器件處于安全工作溫度范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)器中功率器件的防過熱保護方法，實時獲取當前冷媒散熱管的管溫，并根據(jù)當前冷媒散熱管的管溫對空調(diào)器中壓縮機的目標運行頻率進行調(diào)節(jié)，以使功率器件處于安全工作溫度范圍內(nèi)。該方法通過根據(jù)冷媒散熱管的管溫對壓縮機的目標運行頻率進行控制，使得功率器件處于安全工作溫度范圍內(nèi)，有效解決了功率器件過熱損壞的問題，保證空調(diào)器的可靠運行。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述根據(jù)當前所述冷媒散熱管的管溫對所述空調(diào)器中壓縮機的目標運行頻率進行調(diào)節(jié)，包括：獲取與當前所述冷媒散熱管的管溫對應的所述壓縮機的最高允許目標運行頻率；控制所述壓縮機的目標運行頻率小于等于所述最高允許目標運行頻率。

根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，所述根據(jù)當前所述冷媒散熱管的管溫對所述空調(diào)器中壓縮機的目標運行頻率進行調(diào)節(jié)，包括：獲取與當前所述冷媒散熱管的管溫對應的所述空調(diào)器的最高允許功率；通過調(diào)節(jié)所述壓縮機的目標運行頻率以使所述空調(diào)器的功率小于等于所述最高允許功率。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當所述空調(diào)器的功率大于所述最高允許功率時，降低所述壓縮機的目標運行頻率。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明另一方面實施例提出了一種空調(diào)器中功率器件的防過熱保護裝置，所述功率器件包括整流橋、功率開關(guān)管、二極管和ipm，且所述功率器件通過冷媒散熱管進行散熱，所述裝置包括：溫度獲取模塊，用于獲取當前所述冷媒散熱管的管溫；控制模塊，所述控制模塊與所述溫度獲取模塊相連，所述控制模塊用于根據(jù)當前所述冷媒散熱管的管溫對所述空調(diào)器中壓縮機的目標運行頻率進行調(diào)節(jié)，以使所述功率器件處于安全工作溫度范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)器中功率器件的防過熱保護裝置，通過溫度獲取模塊獲取當前冷媒散熱管的管溫，控制模塊根據(jù)當前冷媒散熱管的管溫對空調(diào)器中壓縮機的目標運行頻率進行調(diào)節(jié)，以使功率器件處于安全工作溫度范圍內(nèi)。該裝置通過根據(jù)冷媒散熱管的管溫對壓縮機的目標運行頻率進行控制，使得功率器件處于安全工作溫度范圍內(nèi)，有效解決了功率器件過熱損壞的問題，保證空調(diào)器的可靠運行。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述控制模塊根據(jù)當前所述冷媒散熱管的管溫對所述空調(diào)器中壓縮機的目標運行頻率進行調(diào)節(jié)時，其中，所述控制模塊獲取與當前所述冷媒散熱管的管溫對應的所述壓縮機的最高允許目標運行頻率，并控制所述壓縮機的目標運行頻率小于等于所述最高允許目標運行頻率。

根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，所述控制模塊根據(jù)當前所述冷媒散熱管的管溫對所述空調(diào)器中壓縮機的目標運行頻率進行調(diào)節(jié)時，其中，所述控制模塊獲取與當前所述冷媒散熱管的管溫對應的所述空調(diào)器的最高允許功率，并通過調(diào)節(jié)所述壓縮機的目標運行頻率以使所述空調(diào)器的功率小于等于所述最高允許功率。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當所述空調(diào)器的功率大于所述最高允許功率時，所述控制模塊降低所述壓縮機的目標運行頻率。

此外，本發(fā)明的實施例還提出了一種空調(diào)器，其包括上述的空調(diào)器中功率器件的防過熱保護裝置。

本發(fā)明實施例的空調(diào)器，通過上述的功率器件的防過熱保護裝置，能夠有效解決功率器件過熱損壞的問題，保證空調(diào)器的可靠運行。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的空調(diào)器的控制電路拓撲圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的冷媒散熱模塊的俯視圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的冷媒散熱模塊的主視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)器中功率器件的防過熱保護方法的流程圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的溫度傳感器的安裝位置；以及

圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)器中功率器件的防過熱保護裝置的方框示意圖。

附圖標記：

整流橋10、pfc電路20、壓縮機驅(qū)動電路30、控制單元40、電解電容ec、壓縮機m、交流電源ac、殼體1、電控板2、散熱器3、冷媒散熱管4、中隔板5和溫度傳感器6。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

下面參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明實施例提出的空調(diào)器中功率器件的防過熱保護方法、空調(diào)器中功率器件的防過熱保護裝置以及具有該裝置的空調(diào)器。

圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的空調(diào)器的控制電路拓撲圖。如圖1所示，空調(diào)器的控制器可包括整流橋、pfc(powerfactorcorrection，功率因數(shù)校正)電路、壓縮機驅(qū)動電路、電解電容和控制單元。

具體地，整流橋的輸入端與交流電源相連，整流橋的輸出端與pfc電路的輸入端相連，壓縮機驅(qū)動電路的輸入端與pfc電路的輸出端相連，壓縮機驅(qū)動電路的輸出端與壓縮機相連，并且電解電容并聯(lián)在pfc電路的輸出端之間。其中，pfc電路可以為由電感、二極管和功率開關(guān)管(如igbt)構(gòu)成的boost型功率因數(shù)校正拓撲，壓縮機驅(qū)動電路可包括ipm。控制單元分別與pfc電路和壓縮機驅(qū)動電路相連，控制單元通過控制pfc電路和壓縮機驅(qū)動電路，實現(xiàn)功率因數(shù)校正功能和壓縮機運行頻率的控制功能。

其中，在空調(diào)器運行的過程中，整流橋、功率開關(guān)管、二極管和ipm的發(fā)熱量較大，當溫度較高時會發(fā)生熱損壞，因此需要對這些功率器件進行散熱，例如，可以采用冷媒散熱方式對功率器件進行散熱。而其它器件如電感、電解電容等發(fā)熱量比較小，不需要冷卻，所以這些器件也稱為被動器件。

在本發(fā)明的實施例中，當采用冷媒散熱方式對功率器件進行散熱時，空調(diào)器中設置有冷媒散熱裝置。如圖2所示，空調(diào)器的冷媒散熱裝置可包括殼體、散熱器和冷媒散熱管。具體地，功率器件(如整流橋、功率開關(guān)管、二極管和ipm)均包括器件本體和器件引腳，其中，器件引腳釬焊在空調(diào)器的電控板上，器件本體(待散熱部分)貼裝在散熱器的一面，被動器件(如電感、電解電容)釬焊在電控板合適位置上。冷媒散熱管嵌入在散熱器的另一面(與貼著器件本體的一面相對)，并保證冷媒散熱管與空調(diào)器中的冷媒管路相連通，以使空調(diào)器中的低溫冷媒流經(jīng)散熱器，帶走功率器件產(chǎn)生的熱量，以達到對功率器件進行散熱的目的。并且散熱器、電控板和冷媒散熱管均設置在殼體中。

另外，如圖2和圖3所示，還通過中隔板將室外機分成兩個腔體，即室外風機側(cè)腔體和壓縮機側(cè)腔體。在對冷媒散熱裝置安裝時，可將殼體的一部分設置在空調(diào)器室外風機的腔體內(nèi)，另一部分設置在壓縮機的腔體內(nèi)，這樣可以同時實現(xiàn)冷媒散熱和風冷散熱，散熱效果更好。

但是，在空調(diào)器工作的過程中，由于室內(nèi)外環(huán)境溫度(特別是室外環(huán)境溫度)會發(fā)生變化，冷媒散熱管中的冷媒溫度也會隨之發(fā)生變化，當冷媒散熱管中的冷媒溫度升高時，散熱器的散熱效果就會變差，此時如果功率器件的散熱量很大，很容易造成熱損壞。因此，可通過相應的控制策略來使冷媒散管中的冷媒溫度不會很高，來保證散熱器的散熱效果能夠滿足功率器件的散熱需求，以防止功率器件發(fā)生熱損壞。

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)器中功率器件的防過熱保護方法的流程圖。如圖4所示，該空調(diào)器中功率器件的防過熱保護方法可包括以下步驟：

s1，獲取當前冷媒散熱管的管溫。

具體而言，冷媒散熱管的管溫可以為冷媒散熱管的入口溫度，或者冷媒散熱管的出口溫度，或者冷媒散熱管的入口溫度和冷媒散熱器的出口溫度的平均值。如圖5所示，可通過設置在冷媒散熱管的入口處的溫度傳感器或熱敏電阻獲取冷媒散熱管的入口溫度，通過設置在冷媒散熱管的出口處的溫度傳感器或熱敏電阻獲取當前冷媒散熱管的出口溫度。其中，溫度傳感器和熱敏電阻在安裝時，靠近散熱器，但不與散熱器接觸。熱敏電阻可以為ntc(negativetemperaturecoefficient，負溫度系數(shù))熱敏電阻。

s2，根據(jù)當前冷媒散熱管的管溫對空調(diào)器中壓縮機的目標運行頻率進行調(diào)節(jié)，以使功率器件處于安全工作溫度范圍內(nèi)。

具體而言，通過增加設置溫度傳感器來實時檢測冷媒散熱管的入口溫度和/或冷媒散熱管的出口溫度，并根據(jù)溫度反饋對壓縮機的目標運行頻率進行調(diào)節(jié)，確保功率器件工作在安全溫度范圍內(nèi)，以保證空調(diào)器的可靠運行。例如，當冷媒散熱管的溫度較高時，說明流經(jīng)散熱器的冷媒溫度較高，對功率器件的散熱效果差，需要降低壓縮機的運行頻率，以使功率器件產(chǎn)生較少的熱量，防止功率器件過熱損壞；當溫度較低時，說明流經(jīng)散熱器的冷媒溫度較低，對功率器件的散熱效果好，可提高壓縮機的運行頻率或保持當前運行頻率不變。從而使得功率器件處于安全工作溫度范圍內(nèi)，有效防止功率器件發(fā)生熱損壞，保證系統(tǒng)可靠運行。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，根據(jù)當前冷媒散熱管的管溫對空調(diào)器中壓縮機的目標運行頻率進行調(diào)節(jié)，包括：獲取與當前冷媒散熱管的管溫對應的壓縮機的最高允許目標運行頻率；控制壓縮機的目標運行頻率小于等于最高允許目標運行頻率。

具體而言，當冷媒散熱管的管溫較低時，功率器件的散熱效果較好，不容易過熱損壞，此時壓縮機允許的目標運行頻率較高；當冷媒散熱管的管溫較高時，功率器件的散熱效果較差，很容易過熱損壞，此時對應的壓縮機允許的目標運行頻率較低，功率器件的散熱量較少，功率器件不易發(fā)生熱損壞。所以，可預先將冷媒散熱管的管溫范圍分成n段，并通過試驗測試獲得每段管溫對應的壓縮機的最高允許目標運行頻率，并對應存儲至空調(diào)器中，其中，n≥3。

在空調(diào)器運行的過程中，實時獲取當前冷媒散熱管的管溫，并根據(jù)當前冷媒散熱管的管溫獲取相對應的壓縮機的最高允許目標運行頻率，然后，通過控制壓縮機驅(qū)動電路，以使壓縮機的目標運行頻率不超過該最高允許目標運行頻率。從而根據(jù)反饋的冷媒散熱管的管溫對壓縮機進行限頻運行，有效減少功率器件的發(fā)熱量，保證功率器件處于安全工作溫度范圍內(nèi)，保證系統(tǒng)可靠運行。

在本發(fā)明的實施例中，在冷媒散熱管的管溫升高時，不僅可以通過調(diào)節(jié)壓縮機的目標運行頻率來減少功率器件產(chǎn)生的熱量，進而使得功率器件處于安全工作溫度范圍內(nèi)，還可以通過調(diào)節(jié)空調(diào)器的功率來減少功率器件產(chǎn)生的熱量，進而使得功率器件處于安全工作溫度范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，根據(jù)當前冷媒散熱管的管溫對空調(diào)器中壓縮機的目標運行頻率進行調(diào)節(jié)，包括：獲取與當前冷媒散熱管的管溫對應的空調(diào)器的最高允許功率；通過調(diào)節(jié)壓縮機的目標運行頻率以使空調(diào)器的功率小于等于最高允許功率。

進一步地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當空調(diào)器的功率大于最高允許功率時，降低壓縮機的目標運行頻率。

具體而言，可預先將冷媒散熱管的管溫范圍分成n段，并通過試驗測試獲得每段管溫對應的空調(diào)器的最高允許功率，并對應存儲至空調(diào)器中，其中，n≥3。在空調(diào)器運行的過程中，實時獲取當前冷媒散熱管的管溫，并根據(jù)當前冷媒散熱管的管溫獲取相對應的空調(diào)器的最高允許功率，然后，自動調(diào)節(jié)壓縮機的目標運行頻率，以使空調(diào)器的功率不超過該最高允許功率。其中，當空調(diào)器的功率超過該最高允許功率時，降低壓縮機的目標運行頻率。從而根據(jù)反饋的冷媒散熱管的管溫對空調(diào)器進行限功率運行，有效減少功率器件的發(fā)熱量，保證功率器件處于安全工作溫度范圍內(nèi)，保證系統(tǒng)可靠運行。

綜上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)器中功率器件的防過熱保護方法，實時獲取當前冷媒散熱管的管溫，并根據(jù)當前冷媒散熱管的管溫對空調(diào)器中壓縮機的目標運行頻率進行調(diào)節(jié)，以使功率器件處于安全工作溫度范圍內(nèi)。該方法通過根據(jù)冷媒散熱管的管溫對壓縮機的目標運行頻率進行控制，使得功率器件處于安全工作溫度范圍內(nèi)，有效解決了功率器件過熱損壞的問題，保證空調(diào)器的可靠運行。

圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)器中功率器件的防過熱保護裝置的方框示意圖。在本發(fā)明的實施例中，功率器件可包括整流橋10、功率開關(guān)管、二極管和ipm，且功率器件通過冷媒散熱管4進行散熱。

如圖6所示，該空調(diào)器中功率器件的防過熱保護裝置可包括：溫度獲取模塊100和控制模塊200。

其中，溫度獲取模塊100用于獲取當前冷媒散熱管4的管溫?？刂颇K200與溫度獲取模塊100相連，控制模塊200用于根據(jù)當前冷媒散熱管4的管溫對空調(diào)器中壓縮機m的目標運行頻率進行調(diào)節(jié)，以使功率器件處于安全工作溫度范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，控制模塊200根據(jù)當前冷媒散熱管4的管溫對空調(diào)器中壓縮機m的目標運行頻率進行調(diào)節(jié)時，其中，控制模塊200獲取與當前冷媒散熱管4的管溫對應的壓縮機m的最高允許目標運行頻率，并控制壓縮機m的目標運行頻率小于等于最高允許目標運行頻率。

根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，控制模塊200根據(jù)當前冷媒散熱管4的管溫對空調(diào)器中壓縮機m的目標運行頻率進行調(diào)節(jié)時，其中，控制模塊200獲取與當前冷媒散熱管4的管溫對應的空調(diào)器的最高允許功率，并通過調(diào)節(jié)壓縮機m的目標運行頻率以使空調(diào)器的功率小于等于最高允許功率。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當空調(diào)器的功率大于最高允許功率時，控制模塊200降低壓縮機m的目標運行頻率。

需要說明的是，本發(fā)明實施例的空調(diào)器中功率器件的防過熱保護裝置中未披露的細節(jié)，請參照本發(fā)明實施例的空調(diào)器中功率器件的防過熱保護方法中所披露的細節(jié)，具體這里不再贅述。

根據(jù)本發(fā)明實施例的空調(diào)器中功率器件的防過熱保護裝置，通過溫度獲取模塊獲取當前冷媒散熱管的管溫，控制模塊根據(jù)當前冷媒散熱管的管溫對空調(diào)器中壓縮機的目標運行頻率進行調(diào)節(jié)，以使功率器件處于安全工作溫度范圍內(nèi)。該裝置通過根據(jù)冷媒散熱管的管溫對壓縮機的目標運行頻率進行控制，使得功率器件處于安全工作溫度范圍內(nèi)，有效解決了功率器件過熱損壞的問題，保證空調(diào)器的可靠運行。

此外，本發(fā)明的實施例還提出了一種空調(diào)器，其包括上述的空調(diào)器中功率器件的防過熱保護裝置。該防過熱保護裝置可集成設置在圖1所示的控制單元中，具體這里不再詳述。

本發(fā)明實施例的空調(diào)器，通過上述的功率器件的防過熱保護裝置，能夠有效解決功率器件過熱損壞的問題，保證空調(diào)器的可靠運行。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。