具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参见图1，本发明其中一实施例提供了一种过流保护电路100。所述过流保护电路100应用于空调控制电路200中。所述空调控制电路200包括微处理器210以及功率模块220。所述微处理器210用于向所述功率模块220输出压缩机控制信号以驱动压缩机工作。所述过流保护电路100包括采样电路110和比较电路120。

所述采样电路110用于检测所述功率模块220中的压缩机工作电流。

所述比较电路120用于当压缩机工作电流大于预设值时生成过流保护信号，并将所述过流保护信号输出至所述微处理器210的中断信号接收端INT，以及将所述过流保护信号输出至所述功率模块220的过流保护控制端FO。

在本实施例提供的过流保护电路100中，通过设置采样电路110以检测所述功率模块220中的压缩机工作电流，以及设置比较电路120以在压缩机工作电流大于预设值时生成过流保护信号，当功率模块220中的IPM模块部分产生过流时，所述比较电路120可以将所产生的过流保护信号同时输出至所述微处理器210的中断信号接收端INT，以及所述功率模块220的过流保护控制端FO。一方面，当所述功率模块220接收到所述过流保护信号时，其可以立刻关断压缩机驱动信号的输出。另一方面，当所述微处理器210接收到所述过流保护信号时，其可以通过中断信号接收端INT的电压值确认故障类型，从而区分是PFC模块过流还是IPM模块过流，进而为故障的处理提供了判断依据。

在其中一实施例中，所述微处理器210还包括过流控制信号接收端IPM_FO。所述过流控制信号接收端IPM_FO连接至所述功率模块220的过流保护控制端FO。在具体工作过程中，当所述功率模块220中产生过流时，所述功率模块220中的过流保护控制端FO会输出控制信号至所述微处理器210的过流控制信号接收端IPM_FO。具体地，在本实施例中，所述功率模块220的过流保护控制端FO为低电平有效。即，当所述功率模块220的过流保护控制端FO为高电平时，所述功率模块220正常工作；当所述功率模块220的过流保护控制端FO为低电平时，所述功率模块220关闭输出。

具体地，在本实施例中，当功率模块220中的IPM模块部分产生过流时，所述微处理器210的中断信号接收端INT接收的是低电平信号，且所述微处理器210的过流控制信号接收端IPM_FO也接收的是低电平信号。而当功率模块220中的PFC模块部分产生过流时，功率模块220中的过流保护控制端FO会输出控制信号至所述微处理器210的过流控制信号接收端IPM_FO。但此时，由于所述比较电路120的输出端的电压信号还是维持高电平，因此，所述微处理器210的中断信号接收端INT接收的是高电平信号。可见，所述微处理器210可以根据中断信号接收端INT和过流控制信号接收端IPM_FO的电平情况来确定发生的是IPM模块过流还是PFC模块过流。

在其中一实施例中，所述过流保护电路100还包括第一二极管D1。所述第一二极管D1的负极连接到所述比较电路120的输出端，所述第一二极管D1的正极连接到所述功率模块220的过流保护控制端FO以及所述微处理器210的过流控制信号接收端IPM_FO。所述第一二极管D1起到单向隔离的作用。即，当压缩机正常工作时，压缩机的工作电流没有超过预设值。此时，比较电路120的输出端的电压信号为高电平信号。此时，即使功率模块220的过流保护控制端FO的电压信号为低电平信号，由于第一二极管D1的单向导通特性，其也不会对比较电路120的输出端的高电平电压信号造成影响。而当压缩机工作异常而导致压缩机的工作电流超过预设值时，所述比较电路120的输出端输出低电平电压信号。此时，由于第一二极管D1的单向导通特性，功率模块220的过流保护控制端FO也同时被拉低为低电平电压信号，从而触发所述功率模块220进行硬件保护，进而使所述功率模块220关断输出。在本实施例中，所述第一二极管D1选择具有较低导通压降的二极管。满足过流触发的中断信号的高电平经过第一二极管D1的正向压降后，还在微处理器210的高低电平触发范围之内，且满足过流控制信号接收端IPM_FO高低电平检测范围。

具体地，在本实施例中，所述功率模块220包括下桥臂IGBT器件的N极接线端NU、NV、NW。所述采样电路110包括采样电阻R10。所述采样电阻R10的一端连接所述N极接线端NU、NV、NW。所述采样电阻R10的另一端连接到公共电压端VSS。如图2所示，对于三相式的IPM模块来说，其通常包括第一IGBT器件Q1、第二IGBT器件Q2、第三IGBT器件Q3、第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5、第六IGBT器件Q6。其中，第一IGBT器件Q1和第四IGBT器件Q4组成第一桥臂，其连接点处输出U相电压至压缩机电机；第二IGBT器件Q2和第五IGBT器件Q5组成第二桥臂，其连接点处输出V相电压至压缩机电机；第三IGBT器件Q3和第六IGBT器件Q6组成第三桥臂，其连接点处输出W相电压至压缩机电机。此时，第一IGBT器件Q1、第二IGBT器件Q2、第三IGBT器件Q3称为上桥臂IGBT器件；第四IGBT器件Q4、第五IGBT器件Q5、第六IGBT器件Q6称为下桥臂IGBT器件。而，第四IGBT器件Q4的漏极即为N极接线端NU；第五IGBT器件Q5即为N极接线端NV；第六IGBT器件Q6即为N极接线端NW。也就是说，通过将所述采样电阻R10连接在第四至第六IGBT器件Q4-Q6的N极接线端NU、NV、NW，所述采样电阻R10可以对压缩机在工作过程中的运行电流进行采样，然后通过比较电路120与预设的电流值进行比较。

具体地，在其中一个实施例中，所述比较电路120包括比较器U1A和电阻偏置电路121。所述电阻偏置电路121用于将所述采样电阻R10两端的电压值加压后分别传输至所述比较器U1A的反向输入端和同相输入端。在本实施例中，所述电阻偏置电路121包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4和第五电阻R5。

所述比较器U1A具有同相输入端和反相输入端。当比较器U1A的同相输入端的电压值大于比较器U1A的反相输入端的电压值时，所述比较器U1A的输出端输出高电平。当比较器U1A的同相输入端的电压值小于比较器U1A的反相输入端的电压值时，所述比较器U1A的输出端输出低电平。

所述第一电阻R1的一端与所述比较器U1A的反相输入端连接。所述第一电阻R1的另一端与所述采样电阻R10的连接所述N极接线端NU、NV、NW的一端连接。

所述第二电阻R2的一端与所述比较器U1A的同相输入端连接。所述第二电阻R2的另一端与所述公共电压端VSS连接。

所述第三电阻R3的一端与所述比较器U1A的反相输入端连接。

所述第四电阻R4的一端与所述比较器U1A的同相输入端连接。所述第四电阻R4的另一端连接到所述第三电阻R3的与所述比较器U1A的反相输入端相反的一端。

所述第五电阻R5的一端连接直流电压。所述第五电阻R5的另一端连接到所述第三电阻R3和所述第四电阻R4的共线端。在本实施例中，所述第五电阻R5的一端连接的直流电压为+5V直流电压。

在具体工作过程中，第一电阻R1和第三电阻R3组成第一电压偏置电路，以将检流电阻R10一端的电压值加压后输出至比较器U1A的反相输入端；第二电阻R2和第四电阻R4组成第二电压偏置电路，以将采样电阻R10另一端的电压值加压后输出至比较器U1A的正相输入端。此时，可以根据实际需要设定第一至第四电阻R1-R4的电阻值，使得压缩机在正常工作时，比较器U1A的同相输入端的电压值大于比较器U1A的反相输入端的电压值；而在压缩机工作异常时，比较器U1A的同相输入端的电压值小于比较器U1A的反相输入端的电压值。具体地，假设第三电阻R3和第四电阻R4的共线端的电压值为U1，公共电压端VSS的电压值为0，采样电阻R10的与N极接线端NU、NV、NW连接的一端的电压值为U2，则所述比较器U1A的正相输入端的电压值U+和反相输入端的电压值U-分别为：

U+＝(R2*U1)/(R2+R4)；

U-＝(R1*(U1-U2))/(R1+R3)；

可见，在其中一个实施例中，R2/(R2+R4)的数值应大于R1/(R1+R3)的数值。因为，当采样电阻R10的与N极接线端NU、NV、NW连接的一端的电压值U2较小时(如接近于零时)，所述比较器U1A的反相输入端的电压值U-近似等于(R1*U1)/(R1+R3)。此时，若要求比较器U1A的同相输入端的电压值大于比较器U1A的反相输入端的电压值，则R2/(R2+R4)的数值应大于R1/(R1+R3)的数值。此时才能满足，当压缩机正常工作时，比较器U1A的输出端输出高电平信号。

在本实施例中，所述比较电路120还包括第三电容C3和第四电容C4。第三电容C3的一端与所述比较器U1A的正相输入端连接，第三电容C3的另一端接地。第四电容C4的一端与所述比较器U1A的反相输入端连接，第四电容C4的另一端接地。第三电容C3用于滤除所述比较器U1A的正相输入端与接地端之间的干扰信号；第四电容C4用于滤除所述比较器U1A的反相输入端与接地端之间的干扰信号。根据需要，所述比较电路120还包括第五电容C5。所述第五电容C5的一端与比较器U1A的正相输入端连接，所述第五电容C5的另一端与比较器U1A的反相输入端连接。所述第五电容C5用于滤除比较器U1A的正相输入端和比较器U1A的反相输入端之间的干扰信号。

可以理解地，所述比较器U1A还可以包括电源端和接地端。在本实施例中，所述比较器U1A的电源端连接+5V的直流电压，所述比较器U1A的接地端接地。

根据需要，所述过流保护电路100还可以包括上拉电阻R9。所述上拉电阻R9的一端连接在所述比较电路120的输出端。所述上拉电阻R9的另一端连接+5V的直流电压。

可以理解地，所述过流保护电路100还可以包括延时电路，以将比较电路120输出的过流保护信号延时一定时间后再输出至所述微处理器电路210的中断信号输入端INT以及过流控制信号接收端IPM_FO。请参见图3，本发明另一实施例还提供了一种过流保护电路100。与上述实施例不同的是，所述过流保护电路100还包括第一延时电路130。所述第一延时电路130的一端与所述比较电路120的输出端连接。所述第一延时电路130的另一端与所述微处理器210的中断信号接收端INT连接。通过设置第一延时电路130，所述比较电路120输出的过流保护信号可以在延时一定时间之后再输出至所述微处理器210的中断信号接收端INT。设置所述第一延时电路130，可以避免因线路中的干扰信号的存在而产生的误触发现象。

在本实施例中，所述第一延时电路130包括第六电阻R6和第一电容C1。

所述第六电阻R6的一端与所述比较电路120的输出端连接。所述第六电阻R6的另一端与所述微处理器210的中断信号接收端INT连接。

所述第一电容C1的一端与所述微处理器210的中断信号接收端INT连接。所述第一电容C1的另一端与接地端GND连接。

在实际工作过程中，当压缩机工作电流大于预设值时，所述比较电路120生成过流保护信号，并将所述过流保护信号输出至所述微处理器210的中断信号接收端INT。在本实施例中，所述过流保护信号为低电平信号。由于第一电容C1两端的电压不能突变，当比较电路120的输出端输出低电平信号时，所述第一电容C1(第一电容C1在比较电路120的输出端为高电平信号时已经充电完成)通过第六电阻R6进行放电。当经过一定的时间之后，第一电容C1放电完成，从而使所述微处理器210的中断信号接收端INT接收到低电平的过流保护信号。如果线路中存在干扰信号而导致比较电路120的输出端存在低电平脉冲信号(信号持续时间较短)，在干扰信号的脉冲持续时间范围内，可能第一电容C1尚未放电完成，因此，所述微处理器210的中断信号接收端INT不会因为干扰信号的存在而产生误触发现象。

在其中一个实施例中，所述过流保护电路100还包括第二延时电路140。所述第二延时电路140的一端与所述微处理器210的过流控制信号接收端IPM_FO连接，所述第二延时电路140的另一端与所述功率模块220的过流保护控制端FO连接。设置所述第二延时电路140，可以避免因线路中的干扰信号的存在而产生的误触发现象。

在本实施例中，所述第二延时电路140包括第七电阻R7和第二电容C2。

所述第七电阻R7的一端与所述微处理器210的过流控制信号接收端IPM_FO连接。所述第七电阻R7的另一端与所述功率模块220的过流保护控制端FO连接。

所述第二电容C2的一端与所述微处理器210的过流控制信号接收端IPM_FO连接。所述第二电容C2的另一端与接地端GND连接。

同样地，在本实施例中，所述过流保护信号为低电平信号。由于第二电容C2两端的电压不能突变，当比较电路120的输出端输出低电平信号时，所述第二电容C2(第二电容C2在比较电路120的输出端为高电平信号时已经充电完成)通过第七电阻R7进行放电。当经过一定的时间之后，第二电容C2放电完成，从而使所述微处理器210的中过流控制信号接收端IPM_FO接收到低电平的过流保护信号。如果线路中存在干扰信号而导致比较电路120的输出端存在低电平脉冲信号(信号持续时间较短)，在干扰信号的脉冲持续时间范围内，可能第二电容C2尚未放电完成，因此，所述微处理器210的过流控制信号接收端IPM_FO不会因为干扰信号的存在而产生误触发现象。

请参见图4，本发明实施例提供的过流保护电路100的工作过程如以下步骤所示：

步骤101，过流保护电路100开始工作。

步骤102，执行电流检测采样过程。即，通过采样电阻R10采集压缩机的运行电流。

步骤103，判断比较器U1A的输出电压是否反转。若比较器U1A的输出电压维持高电平，则继续执行步骤102中的电流检测采样的过程；若比较器U1A的输出电压反转为低电平，则进行到步骤104。

步骤104，一方面，通过硬件故障中断的处理方式将低电平的过流保护信号直接输入至功率模块220的过流保护控制端FO，以直接关闭功率模块220的输出；另一方面，通过软件故障中断的处理方式将低电平的过流保护信号输入至微处理器210的中断信号接收端INT。等微处理器210判断好故障的类型之后，再关闭功率模块220的输出。

请一并参见图5和图6。图5为过流发生后软件采样到过流保护信号到发出过流故障关断压缩机驱动的延时时间；图6为过流发生产生的中断信号和压缩机输出的关断波形。可见，在过流发生后，硬件电路可以检测到过流的产生并实现快速关断，时间优先级高于软件过流采样保护时间，实现软件过流方式的快速关断。

可见，本发明实施例提供的过流保护电路100具有以下优点：

1、软件过流保护电路通过第一二极管D1反向连接功率模块210的过流保护控制端FO，实现软件过流后触发的硬件关断，提升整体电路过流保护的及时性。

2、对于传统的PFC模块，IPM模块集成的二合一智能功率模块，当出现过流保护时，功率模块输出一路保护信号。但根据该保护信号并无法区分是PFC模块保护还是IPM模块保护，从而造成保护冲突的问题。本发明实施例提供的过流保护电路100通过将过流保护信号通过第一二极管D1反向连接到功率模块210的过流保护控制端FO，从而实现硬件保护后的软件判定，从而实现了PFC模块，IPM模块二合一的功率模块的PFC模块过流保护或者是IPM模块过流保护的独立控制。

3、第一二极管D1的正向压降范围需要满足过流中断信号减去正向压降后的电压范围满足微处理器210和功率模块220的引脚检测电压范围，第一二极管D1的正向压降过高的话会造成经过第一二极管D1后的高电平电压太低而导致误触发。

本发明另一实施例还提供了一种空调设备，包括如以上任意一项实施例所述的过流保护电路100。由于空调设备包括上述任意一实施例的过流保护电路100，因此，本发明实施例提供的空调设备与上述任一实施例提供的过流保护电路100所达能到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

需要说明的是，上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。