專(zhuān)利名稱：一種變頻空調(diào)的變頻控制裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種變頻空調(diào)的變頻控制裝置及其控制方法，屬于變 頻空調(diào)的變頻控制裝置的改造技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)上節(jié)能減排意識(shí)的增強(qiáng)，變頻空調(diào)逐漸成為家庭用戶和商 業(yè)用戶的選擇。但是與傳統(tǒng)的定頻空調(diào)不同，變頻空調(diào)釆用變頻空調(diào)控 制電路板，在變頻空調(diào)控制電路板操作過(guò)程中，熱量從功率晶體管中釋 放出來(lái)，由于隨著更大功率的變頻空調(diào)器應(yīng)用，功率晶體管的容量和散 熱量也顯著增加。
當(dāng)功率晶體管中釋放熱量增加時(shí)，由于功率晶體管表面溫度的升 高，功率晶體管的效率降低，且變得不穩(wěn)定，在某些極端的情況下，功 率晶體管自身會(huì)被燒壞。為解決這個(gè)問(wèn)題，常規(guī)的做法是在功率晶體管 上安裝散熱片來(lái)強(qiáng)化散熱，可以用于小型的變頻制冷裝置，但是對(duì)于空 調(diào)系統(tǒng)，特別是夏天的空調(diào)系統(tǒng)室內(nèi)側(cè)制冷工況，由于變頻空調(diào)控制電 路板往往安裝在室外機(jī)側(cè)，正是處于較高的溫度情況下，由于大多數(shù)的 安裝位置在室外機(jī)的管路側(cè)腔內(nèi)，在室外溫度高的惡劣工況，安裝散熱 片的散熱能力仍顯不足，易于造成功率晶體管工作溫度過(guò)高。
另一種方式，如日本專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為9-236286中公開(kāi)的一種結(jié)構(gòu)， 其是把換熱器的金屬換熱部分放到室外機(jī)風(fēng)機(jī)側(cè)的腔體內(nèi)，變頻控制電 路板仍然放在室外機(jī)管路側(cè)的腔體，通過(guò)向冷凝器送風(fēng)的冷凝風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)， 引起的氣流帶動(dòng)室外空氣經(jīng)過(guò)換熱器的金屬換熱部分，確實(shí)可以強(qiáng)化換
6熱器的換熱；但是，由于布置的關(guān)系，冷凝器側(cè)腔體內(nèi)的變頻電路板換 熱器只能在腔體之間的隔板上，由于該位置靠近隔板，所以風(fēng)量相對(duì)較
小，比較合適中小散熱器的場(chǎng)合；變頻電路板換熱器引入冷凝器側(cè)，使
得在室外空氣先經(jīng)過(guò)變頻電路板換熱器吸熱，加熱后的空氣再經(jīng)過(guò)冷凝 器，產(chǎn)生了冷凝器的散熱情況變差，局部的散熱不足，導(dǎo)致個(gè)冷凝通路
直接冷凝能力的不平衡；很多變頻空調(diào)室外機(jī)的風(fēng)機(jī)也釆用變頻技術(shù)， 即風(fēng)量隨著設(shè)定溫度與室內(nèi)溫度的差值來(lái)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，但是變頻電 路板換熱器的散熱量與空調(diào)制冷/制熱能力有關(guān)系，但是也受其他因素影 響，比如當(dāng)外界供電電壓變低后，室外散熱風(fēng)機(jī)會(huì)減低風(fēng)量，使得冷 凝壓力提高從而是變頻的散熱量會(huì)明顯增大，而這時(shí)的壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速未 必很高，室外機(jī)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也未必很高，造成在該工況下，變頻電路板 換熱器無(wú)法散出大量的廢熱，以至功率晶體管工作性能劣化；由于變頻 控制電路板與換熱器分別處于中間隔板的兩側(cè)，所以易于出現(xiàn)漏風(fēng)的情 況，使室外空氣進(jìn)入室外機(jī)管路側(cè)，從而污染變頻器控制電路板的電路 部分，造成使用故障。
即使風(fēng)扇釆取了與供電量情況匹配的轉(zhuǎn)速，但是在極端的情況下， 外界溫度高，需要的散熱量大，而功率晶體管耐受的最高工作溫度相對(duì) 固定，即，在需要的散熱量增大的情況下，耐受溫度與外界溫度之間的 差值在減小，如何進(jìn)一步提高這種情況下的散熱能力，從而提高設(shè)備能 夠適應(yīng)的工作強(qiáng)度，仍然是有待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于考慮上述問(wèn)題而提供一種能夠防止功率晶體管溫 度超過(guò)設(shè)定溫度，滿足功率晶體管散熱要求的變頻空調(diào)的變頻控制裝 置。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，實(shí)用方便。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種簡(jiǎn)單方便的變頻空調(diào)的變頻控制裝置的控制方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是包括功率晶體管，功率晶體管通過(guò)插腳與變
頻空調(diào)的控制電路連接，其中功率晶體管還設(shè)有散熱裝置，該散熱裝置 包括與功率晶體管接觸的換熱元件。
上述功率晶體管為整體式晶體管或分散式晶體管。
上述散熱裝置還包括設(shè)置在換熱元件的旁側(cè)、向換熱元件輸送空氣、 強(qiáng)化散熱效果的風(fēng)扇。
上述功率晶體管與換熱元件之間的接觸面上涂抹有強(qiáng)化換熱的導(dǎo)熱硅脂。
上述換熱元件為在強(qiáng)化傳熱面帶有增大換熱面積的強(qiáng)化換熱翅片或 肋的換熱元件。
上述換熱元件為熱管式換熱元件，且在強(qiáng)化傳熱面帶有增大換熱面 積的強(qiáng)化換熱趟片或肋。
上述散熱裝置還包括有散熱控制系統(tǒng)，該散熱控制系統(tǒng)包括檢測(cè)通 過(guò)功率晶體管的電流值的電流檢測(cè)單元、控制單元和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單
元，其中電流檢測(cè)單元的輸出端與控制單元的輸入端連接，控制單元的 輸出端與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元的輸入端連接，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元的輸出端 與風(fēng)扇連接。
上述散熱控制系統(tǒng)的控制方法包括如下步驟
1) 電流檢測(cè)單元將電流信號(hào)送至控制單元，當(dāng)功率晶體管的供 電量變化時(shí)，電流檢測(cè)單元對(duì)通過(guò)各功率晶體管的供電量檢測(cè)，并將供
電變化信號(hào)從電源控制部分輸入到散熱裝置控制單元；
2) 電流信號(hào)增大時(shí)，增大風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，對(duì)電流檢測(cè)單元 供的供 電量的檢測(cè)值，進(jìn)行匯總和計(jì)算，將結(jié)果與之前的供電量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，當(dāng)電流信號(hào)增大時(shí)，控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元提高風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，強(qiáng) 化散熱；
3)電流信號(hào)減小時(shí)，降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，對(duì)電流檢測(cè)單元提供的供 電量的檢測(cè)值，進(jìn)行匯總和計(jì)算，將結(jié)果與之前的供電量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行 比較，當(dāng)電流信號(hào)增大時(shí)，控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元120降低風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速, 減少電能消耗。
上述換熱元件為半導(dǎo)體致冷件，半導(dǎo)體致冷件致冷面與功率晶體管 接觸，散熱面通過(guò)風(fēng)扇輸送空氣強(qiáng)化換熱，半導(dǎo)體致冷件的正極輸入端 與電源的正極相連，負(fù)極輸入端與電源的負(fù)極相連。
上述換熱元件為半導(dǎo)體致冷件，半導(dǎo)體致冷件致冷面與功率晶體管 接觸，散熱面與金屬換熱元件接觸，金屬換熱元件通過(guò)風(fēng)扇輸送空氣強(qiáng) 化傳熱，且在強(qiáng)化傳熱面帶有增大換熱面積的強(qiáng)化換熱翅片或肋。
上述散熱裝置還包括有散熱控制系統(tǒng)，該散熱控制系統(tǒng)包括檢測(cè)通 過(guò)功率晶體管的電流值的電流檢測(cè)單元、控制單元、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元、 檢測(cè)功率晶體管的實(shí)時(shí)溫度的溫度檢測(cè)單元和致冷片電壓控制單元，其 中電流檢測(cè)單元及溫度檢測(cè)單元的輸出端與控制單元的輸入端連接，控 制單元的輸出端與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元的輸入端及致冷片電壓控制單元 的輸入端連接，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元的輸出端與風(fēng)扇連接。
上述散熱控制系統(tǒng)的控制方法包括如下步驟
1) 電流檢測(cè)單元將電流信號(hào)送至控制單元，當(dāng)功率晶體管的供電 量變化時(shí)，電流檢測(cè)單元對(duì)通過(guò)各功率晶體管的供電量檢測(cè)，并將供電
變化信號(hào)從電源控制部分輸入到散熱裝置控制單元；
2) 電流信號(hào)增大時(shí)，增大風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，對(duì)電流檢測(cè)單元提供的供電
量的檢測(cè)值，進(jìn)行匯總和計(jì)算，將結(jié)果與之前的供電量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比 較，當(dāng)電流信號(hào)增大時(shí)，控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元提高風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，強(qiáng)化3) 電流信號(hào)減小時(shí)，提取溫度檢測(cè)單元的測(cè)量值，把溫度測(cè)量值
輸入到控制單元；
4) 將溫度檢測(cè)單元的溫度測(cè)量值與用戶設(shè)定溫度比較，當(dāng)溫度測(cè) 量值大于設(shè)定溫度，返回3),如果溫度測(cè)量值小于設(shè)定溫度，進(jìn)行下 一步5);
5) 控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元降低風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制致冷片電壓控制 單元121減小致冷片供電電壓，減少電能消耗，返回步驟l)繼續(xù)檢測(cè) 電流值大小。
上述散熱裝置還包括有散熱控制系統(tǒng)，該散熱控制系統(tǒng)包括檢測(cè)通 過(guò)功率晶體管的電流值的電流檢測(cè)單元、控制單元、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元、
時(shí)間設(shè)定單元和致冷片電壓控制單元，其中電流檢測(cè)單元及時(shí)間設(shè)定單 元的輸出端與控制單元的輸入端連接，控制單元的輸出端與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控 制單元的輸入端及致冷片電壓控制單元的輸入端連接，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單 元的輸出端與風(fēng)扇連接。
上述散熱控制系統(tǒng)的控制方法包括如下步驟
1) 電流檢測(cè)單元將電流信號(hào)送至控制單元，當(dāng)功率晶體管的供電 量變化時(shí)，電流檢測(cè)單元對(duì)通過(guò)各功率晶體管的供電量檢測(cè)，并將供電 變化信號(hào)從電源控制部分輸入到散熱裝置控制單元；
2) 電流信號(hào)增大時(shí)，增大風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，對(duì)電流檢測(cè)單元提供的供電 量的檢測(cè)值，進(jìn)行匯總和計(jì)算，將結(jié)果與之前的供電量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比 較，當(dāng)電流信號(hào)增大時(shí)，控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元提高風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，強(qiáng)化 散熱；
3)用戶通過(guò)時(shí)間設(shè)定單元設(shè)定時(shí)間間隔，當(dāng)檢測(cè)到電流值減小后，經(jīng)過(guò)用戶設(shè)定的時(shí)間間隔，再次檢測(cè)電流值，如果電流值仍處于減 小的情況，降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速及致冷片正負(fù)兩極的電壓，釆用時(shí)間設(shè)定，用 戶可以根據(jù)實(shí)際情況自行調(diào)整時(shí)間。
本發(fā)明根據(jù)變頻控制裝置的實(shí)際產(chǎn)熱量及根據(jù)變頻控制裝置的熱 環(huán)境釆取多種形式，包括提高換熱風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，提高致冷片的電壓及它 們的組合形式，來(lái)保證功率晶體管所處的溫度為其工作允許的溫度范圍 內(nèi)。本發(fā)明能夠防止變頻空調(diào)控制電路板上功率晶體管溫度超過(guò)設(shè)定溫 度，并且通過(guò)控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來(lái)降低風(fēng)扇功耗，以及在惡劣工況下都能滿 足功率晶體管散熱要求。本發(fā)明是一種設(shè)計(jì)巧妙，性能優(yōu)良，方便實(shí)用 的變頻空調(diào)的變頻控制裝置。


圖1為本發(fā)明帶有風(fēng)扇的整體式晶體管元件散熱器的剖視圖； 圖2為本發(fā)明帶有風(fēng)扇的分散式晶體管元件散熱器的剖視圖； 圖3為本發(fā)明帶有風(fēng)扇及致冷片的整體式晶體管元件散熱器的剖視
圖4為本發(fā)明第一實(shí)施例的控制方式的方框圖； 圖5為本發(fā)明第四實(shí)施例的控制方式的方框圖； 圖6為本發(fā)明第一實(shí)施例的控制流程圖； 圖7為本發(fā)明第四實(shí)施例的控制流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一
本發(fā)明第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括功率晶體管 1，功率晶體管l通過(guò)插腳5與變頻空調(diào)的控制電路連接，其中功
率晶體管1還設(shè)有散熱裝置,該散熱裝置包括與功率晶體管1接觸的換熱元件3。
上述功率晶體管1為整體式晶體管或分散式晶體管。本實(shí)施例 中，上述功率晶體管l為整體式晶體管。
上述散熱裝置還包括設(shè)置在換熱元件3的旁側(cè)、向換熱元件3
輸送空氣、強(qiáng)化散熱效果的風(fēng)扇4。
上述功率晶體管1與換熱元件3之間的接觸面上涂抹有強(qiáng)化換 熱的導(dǎo)熱硅脂。
上述換熱元件3為在強(qiáng)化傳熱面帶有增大換熱面積的強(qiáng)化換熱 翅片或肋的換熱元件。本實(shí)施例中，換熱元件3為在強(qiáng)化傳熱面帶有 增大換熱面積的強(qiáng)化換熱翅片。
上述換熱元件3為熱管式換熱元件，且在強(qiáng)化傳熱面帶有增大 換熱面積的強(qiáng)化換熱翅片或肋。本實(shí)施例中，換熱元件3為在強(qiáng)化 傳熱面帶有增大換熱面積的強(qiáng)化換熱翅片。
上述散熱裝置還包括有散熱控制系統(tǒng)，該散熱控制系統(tǒng)的控制方式 的方框圖如圖4所示，包括檢測(cè)通過(guò)功率晶體管1的電流值的電流檢測(cè) 單元IIO、控制單元100和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元120,其中電流檢測(cè)單元 110的輸出端與控制單元100的輸入端連接，控制單元100的輸出端與 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元120的輸入端連接，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元120的輸出端 與風(fēng)扇4連接。電流檢測(cè)單元IIO檢測(cè)通過(guò)功率晶體管1的電流值，其 中電流值為各個(gè)晶體管元件所通過(guò)電流值的平方，經(jīng)相加求和后除以晶 體管元件數(shù)量的平方根的絕對(duì)值，而并非為某瞬時(shí)電流的算術(shù)和。該電 流值與空調(diào)器的工作頻率有關(guān)系，當(dāng)空調(diào)器的設(shè)定溫度和環(huán)境溫度差值 較大，空調(diào)器的工作頻率較高時(shí)， 一般通過(guò)晶體管元件的電流值會(huì)加大； 但是也有很多例外的情況，比如，空調(diào)器的外接電源的電壓變低時(shí)，為 了維護(hù)空調(diào)器的運(yùn)行工況，在頻率不變的情況下，也會(huì)提高經(jīng)過(guò)晶體管元件的電流來(lái)保證輸出功率。所以可以看出，單純的根據(jù)空調(diào)器的工作 頻率來(lái)調(diào)整散熱量是不全面的。控制單元100從電流檢測(cè)單元110得到
通過(guò)晶體管元件的電流量，與之前檢測(cè)的電流量進(jìn)行比較，根據(jù)比較的
結(jié)果，控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元120。風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元120根據(jù)控制單 元100的指令，升高或減低風(fēng)機(jī)4的轉(zhuǎn)速。
第一實(shí)施例的控制流程圖如圖6所示，上述散熱控制系統(tǒng) 的控制方法包括如下步驟
1) 電流檢測(cè)單元IIO將電流信號(hào)送至控制單元，當(dāng)功率 晶體管1的供電量變化時(shí)，電流檢測(cè)單元iio對(duì)通過(guò)各功率晶體 管的供電量檢測(cè)，并將供電變化信號(hào)從電源控制部分輸入到散熱 裝置控制單元100;
2) 電流信號(hào)增大時(shí)，增大風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，對(duì)電流檢測(cè)單元IIO 提供的供電量的檢測(cè)值，進(jìn)行匯總和計(jì)算，將結(jié)果與之前的供電 量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，當(dāng)電流信號(hào)增大時(shí)，控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單 元120提高風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，強(qiáng)化散熱；
3) 電流信號(hào)減小時(shí)，降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，對(duì)電流檢測(cè)單元IIO 提供的供電量的檢測(cè)值，進(jìn)行匯總和計(jì)算，將結(jié)果與之前的供電 量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，當(dāng)電流信號(hào)增大時(shí)，控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單 元120降低風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，減少電能消耗。
實(shí)施例二
本發(fā)明實(shí)施例二換熱元件2為熱管，按常規(guī)可以包含一個(gè)容器，如 一根氣密地密封諸如酒精之類(lèi)的易揮發(fā)流體的真空金屬管，熱管的液體 部分緊貼產(chǎn)熱元件，即晶體管元件，熱管擴(kuò)大散熱面積的翅片或肋片通 過(guò)和空氣換熱，把從產(chǎn)熱元件吸收的熱量釋放到空氣中。其他內(nèi)容與實(shí) 施例一相同。實(shí)施例三
本發(fā)明實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示，為帶有風(fēng)扇的分散式
晶體管元件散熱器的剖視圖，與實(shí)施例一不同之處在于，晶體管元件為 分散式，所有的晶體管元件在設(shè)置時(shí)把散熱面朝向同一個(gè)面，且各散熱 面處于同一個(gè)平面上，以便減小晶體管元件和換熱元件之間的熱阻。本 實(shí)施例中，各個(gè)晶體管元件可以釆用巿售的元件，不需要額外的定制， 需要多個(gè)緊固件，分別把各個(gè)晶體管緊密固定在換熱元件上。
實(shí)施例四
本發(fā)明實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，圖中IO為分散式晶體 管元件，4為風(fēng)扇，5為整體式晶體管元件的插腳，7為半導(dǎo)體致冷片， 8為致冷片的正極，9為致冷片的負(fù)極。致冷片的正極8和負(fù)極9之間 接入直流電時(shí)，致冷片的一面會(huì)發(fā)熱，另一面會(huì)變涼，如果發(fā)熱面的熱 量能夠散失，其制冷面會(huì)保持較低的溫度，如可以得到比外界室溫低的 溫度。令該制冷面與晶體管元件接觸，可以降低該晶體管的表面溫度， 保證從晶體管元件散熱面與其接觸面之間存在一定的溫差，保證在室外 溫度較高狀況下，同時(shí)散熱需求大的情況下，晶體管可以接受的溫度和 室外空氣溫度之間的溫差不足以散除晶體管元件的產(chǎn)熱量。由于致冷片 的熱面耐受溫度可以比較高(可以根據(jù)需求選擇)，所以其散熱能力針 對(duì)室外溫度的適應(yīng)性會(huì)提高。本實(shí)施例中半導(dǎo)體致冷片的初始電壓為 12伏，電壓的范圍為12伏到15. 4伏，升壓的比例為0-28. 3%，致冷片
電壓提高后，傳熱能力上升，同時(shí)由于本身的耗電量增加，本身的產(chǎn)熱 量也顯著增加，為了達(dá)到致冷片正常散熱，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也要上升，并且 上升的幅度要大于致冷片電壓的上升幅度，本發(fā)明公開(kāi)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速上升 的比值為致冷片電壓上升比值的2倍以上，即直流電壓提高值與基礎(chǔ)電
壓的比值小于等于風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高值與基礎(chǔ)電壓時(shí)對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速比值的1/2。本實(shí)施例中，開(kāi)啟致冷片時(shí)，對(duì)應(yīng)的風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為2350轉(zhuǎn)/分鐘， 當(dāng)致冷片的電壓提高到14伏時(shí)(增加的電壓為2伏，與初始電壓12伏 的比值為16.7%),轉(zhuǎn)速提高895轉(zhuǎn)/分鐘達(dá)到3245轉(zhuǎn)/分鐘，提高的轉(zhuǎn) 速為初始轉(zhuǎn)速的比值為895/2350=38.1%,該比值大于電壓提高的比值 的兩倍一一33.4%,可以滿足散熱的要求。
圖5為第四實(shí)施例的控制方式的方框圖，上述散熱裝置還包括有 散熱控制系統(tǒng)，該散熱控制系統(tǒng)包括檢測(cè)通過(guò)功率晶體管1的電流值的 電流檢測(cè)單元IIO、控制單元IOO、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元120、檢測(cè)功率 晶體管1的實(shí)時(shí)溫度的溫度檢測(cè)單元111和致冷片電壓控制單元121， 其中電流檢測(cè)單元IIO及溫度檢測(cè)單元111的輸出端與控制單元100的 輸入端連接，控制單元100的輸出端與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元120的輸入端 及致冷片電壓控制單元121的輸入端連接，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元120的輸 出端與風(fēng)扇4連接。本實(shí)施例中，溫度檢測(cè)單元lll為溫度探頭。其中 電流值為各個(gè)晶體管元件所通過(guò)電流值的平方，經(jīng)相加求和后除以晶體 管元件數(shù)量的平方根的絕對(duì)值，而并非為某瞬時(shí)電流的算術(shù)和。溫度檢 測(cè)單元111檢測(cè)功率晶體管元件的表面溫度，并根據(jù)該檢測(cè)溫度與設(shè)定 溫度的比較來(lái)控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，特別是當(dāng)電流值減小的情況下，由于溫 度對(duì)散熱量有一定的滯后性，所以存在散熱量減少，但溫度仍然保持不 變的情況，這個(gè)時(shí)候降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速會(huì)是溫度進(jìn)一步提高，對(duì)晶體管功率 器件的穩(wěn)定性不利。時(shí)間設(shè)定單元112通過(guò)用戶設(shè)定的時(shí)間間隔，當(dāng)檢 測(cè)到電流值減小后，經(jīng)過(guò)用戶設(shè)定的時(shí)間間隔，再次檢測(cè)電流值，如果 電流值仍處于減小的情況，降低風(fēng)扇4轉(zhuǎn)速，時(shí)間設(shè)定單元112用于實(shí) 施例五?？刂茊卧狪OO從電流檢測(cè)單元IIO得到通過(guò)晶體管元件的電流 量，與之前檢測(cè)的電流量進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果，以及時(shí)間設(shè)定單 元112或溫度檢測(cè)單元111輸出的結(jié)果，控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元120及的熱量。圖7的第四實(shí)施例的控制流程圖所示，上述散熱控制系統(tǒng)的 控制方法包括如下步驟1) 電流檢測(cè)單元110將電流信號(hào)送至控制單元100,當(dāng)功 率晶體管1的供電量變化時(shí)，電流檢測(cè)單元no對(duì)通過(guò)各功率晶 體管的供電量檢測(cè)，并將供電變化信號(hào)從電源控制部分輸入到散 熱裝置控制單元100;2) 電流信號(hào)增大時(shí)，增大風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，對(duì)電流檢測(cè)單元110 提供的供電量的檢測(cè)值，進(jìn)行匯總和計(jì)算，將結(jié)果與之前的供電 量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，當(dāng)電流信號(hào)增大時(shí)，控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單 元120提高風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，強(qiáng)化散熱；3) 電流信號(hào)減小時(shí)，提取溫度檢測(cè)單元U1的測(cè)量值，把 溫度測(cè)量值輸入到控制單元100;4) 將溫度檢測(cè)單元111的溫度測(cè)量值與用戶設(shè)定溫度比較， 當(dāng)溫度測(cè)量值大于設(shè)定溫度，返回3),如果溫度測(cè)量值小于設(shè)定 溫度，進(jìn)行下一步5);5 )控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元120降低風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制致冷 片電壓控制單元121減小致冷片供電電壓，減少電能消耗，返回 步驟l)繼續(xù)檢測(cè)電流值大小。 實(shí)施例五同在于，用時(shí)間設(shè)定單元 112來(lái)代替溫度檢測(cè)單元111,時(shí)間設(shè)定單元112通過(guò)用戶設(shè)定 時(shí)間間隔，當(dāng)檢測(cè)到電流值減小后，經(jīng)過(guò)用戶設(shè)定的時(shí)間間隔， 再次檢測(cè)電流值，如果電流值仍處于減小的情況，降低風(fēng)扇4轉(zhuǎn) 速及致冷片正負(fù)兩極的電壓。釆用時(shí)間設(shè)定，用戶可以根據(jù)實(shí)際 情況自行調(diào)整時(shí)間。該散熱控制系統(tǒng)包括檢測(cè)通過(guò)功率晶體管1的電流值的電流檢測(cè)單元110、控制單元IOO、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單 元120、時(shí)間設(shè)定單元112和致冷片電壓控制單元121，其中電 流檢測(cè)單元110及時(shí)間設(shè)定單元112的輸出端與控制單元100的 輸入端連接，控制單元100的輸出端與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元120的 輸入端及致冷片電壓控制單元121的輸入端連接，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制 單元120的輸出端與風(fēng)扇4連接。上述散熱控制系統(tǒng)的控制方法包括如下步驟1) 電流檢測(cè)單元110將電流信號(hào)送至控制單元100,當(dāng)功 率晶體管1的供電量變化時(shí)，電流檢測(cè)單元110對(duì)通過(guò)各功率晶 體管的供電量檢測(cè)，并將供電變化信號(hào)從電源控制部分輸入到散 熱裝置控制單元100;2) 電流信號(hào)增大時(shí)，增大風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，對(duì)電流檢測(cè)單元110 提供的供電量的檢測(cè)值，進(jìn)行匯總和計(jì)算，將結(jié)果與之前的供電 量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，當(dāng)電流信號(hào)增大時(shí)，控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單 元120提高風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，強(qiáng)化散熱；3)用戶通過(guò)時(shí)間設(shè)定單元112設(shè)定時(shí)間間隔，當(dāng)檢測(cè)到 電流值減小后，經(jīng)過(guò)用戶設(shè)定的時(shí)間間隔，再次檢測(cè)電流值，如 果電流值仍處于減小的情況，降低風(fēng)扇4轉(zhuǎn)速及致冷片正負(fù)兩極 的電壓，釆用時(shí)間設(shè)定，用戶可以根據(jù)實(shí)際情況自行調(diào)整時(shí)間。
權(quán)利要求
1、一種變頻空調(diào)的變頻控制裝置，包括功率晶體管(1)，功率晶體管(1)通過(guò)插腳(5)與變頻空調(diào)的控制電路連接，其特征在于功率晶體管(1)還設(shè)有散熱裝置，該散熱裝置包括與功率晶體管(1)接觸的換熱元件(3)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的變頻空調(diào)的變頻控制裝置，其特征在于上述功 率晶體管(1)為整體式晶體管或分散式晶體管。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的變頻空調(diào)的變頻控制裝置，其特征在于上述散 熱裝置還包括設(shè)置在換熱元件(3)的旁側(cè)、向換熱元件(3)輸送空氣、強(qiáng)化 散熱效果的風(fēng)扇(4)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的變頻空調(diào)的變頻控制裝置，其特征在于上述功 率晶體管(1)與換熱元件(3)之間的接觸面上涂抹有強(qiáng)化換熱的導(dǎo)熱硅脂。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變頻空調(diào)的變頻控制裝置，其特征在于上述換 熱元件(3)為在強(qiáng)化傳熱面帶有增大換熱面積的強(qiáng)化換熱翅片或肋的換熱元 件。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變頻空調(diào)的變頻控制裝置，其特征在于上述 換熱元件(3)為熱管式換熱元件，且在強(qiáng)化傳熱面帶有增大換熱面積的強(qiáng) 化換熱翅片或肋。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的變頻空調(diào)的變頻控制裝置，其特 征在于上述散熱裝置還包括有散熱控制系統(tǒng)，該散熱控制系統(tǒng)包括檢測(cè)通 過(guò)功率晶體管(1)的電流值的電流檢測(cè)單元(110)、控制單元(100)和 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元(120),其中電流檢測(cè)單元(110)的輸出端與控制單元U00)的輸入端連接，控制單元(100)的輸出端與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元(120) 的輸入端連接，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元U20)的輸出端與風(fēng)扇(4)連接。
8、 一種根據(jù)權(quán)利要求7所述變頻空調(diào)的變頻控制裝置的控制方法，其特征在于上述散熱控制系統(tǒng)的控制包括如下步驟1) 電流檢測(cè)單元(110)將電流信號(hào)送至控制單元，當(dāng)功率晶體管 (1)的供電量變化時(shí)，電流檢測(cè)單元(110)對(duì)通過(guò)各功率晶體管的供電量檢測(cè)，并將供電變化信號(hào)從電源控制部分輸入到散熱裝置控制單元 (100);2) 電流信號(hào)增大時(shí)，增大風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，對(duì)電流檢測(cè)單元(110)提供 的供電量的檢測(cè)值，進(jìn)行匯總和計(jì)算，將結(jié)果與之前的供電量計(jì)算結(jié)果進(jìn) 行比較，當(dāng)電流信號(hào)增大時(shí)，控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元U20)提高風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn) 速，強(qiáng)化散熱；3) 電流信號(hào)減小時(shí)，降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，對(duì)電流檢測(cè)單元(110)提供 的供電量的檢測(cè)值，進(jìn)行匯總和計(jì)算，將結(jié)果與之前的供電量計(jì)算結(jié)果進(jìn) 行比較，當(dāng)電流信號(hào)增大時(shí)，控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元(120)降低風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn) 速，減少電能消耗。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變頻空調(diào)的變頻控制裝置，其特征在于上述 換熱元件(3)為半導(dǎo)體致冷件(7)，半導(dǎo)體致冷件致冷面與功率晶體管(1) 接觸，散熱面通過(guò)風(fēng)扇(4)輸送空氣強(qiáng)化換熱，半導(dǎo)體致冷件的正極輸入 端(8)與電源的正極相連，負(fù)極輸入端(9)與電源的負(fù)極相連。
10、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的變頻空調(diào)的變頻控制裝置，其特征在于上述 換熱元件(3 )為半導(dǎo)體致冷件(7 )，半導(dǎo)體致冷件致冷面與功率晶體管(1) 接觸，散熱面與金屬換熱元件接觸，金屬換熱元件通過(guò)風(fēng)扇(4)輸送空氣 強(qiáng)化傳熱，且在強(qiáng)化傳熱面帶有增大換熱面積的強(qiáng)化換熱翅片或肋。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9或IO所述的變頻空調(diào)的變頻控制裝置，其特征在于上述散熱裝置還包括有散熱控制系統(tǒng)，該散熱控制系統(tǒng)包括檢測(cè)通過(guò)功 率晶體管(1)的電流值的電流檢測(cè)單元(110)、控制單元(IOO)、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元(120 )、檢測(cè)功率晶體管(1 )的實(shí)時(shí)溫度的溫度檢測(cè)單元(111)和致冷片電壓控制單元(121 ),其中電流檢測(cè)單元(110 )及溫度檢測(cè)單元 (111)的輸出端與控制單元(100)的輸入端連接，控制單元(100)的輸 出端與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元(120)的輸入端及致冷片電壓控制單元(121) 的輸入端連接，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元(120)的輸出端與風(fēng)扇(4)連接。
12、 一種根據(jù)權(quán)利要求11所述變頻空調(diào)的變頻控制裝置的控制方 法，其特征在于上述散熱控制系統(tǒng)的控制包括如下步驟1) 電流檢測(cè)單元(110)將電流信號(hào)送至控制單元(100),當(dāng)功率晶 體管1的供電量變化時(shí)，電流檢測(cè)單元(110 )對(duì)通過(guò)各功率晶體管的供電量檢測(cè)，并將供電變化信號(hào)從電源控制部分輸入到散熱裝置控制單元 (100);2) 電流信號(hào)增大時(shí)，增大風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，對(duì)電流檢測(cè)單元(110)提供的 供電量的檢測(cè)值，進(jìn)行匯總和計(jì)算，將結(jié)果與之前的供電量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行 比較，當(dāng)電流信號(hào)增大時(shí)，控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元(120)提高風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速， 強(qiáng)化散熱；3) 電流信號(hào)減小時(shí)，提取溫度檢測(cè)單元(111)的測(cè)量值，把溫度測(cè) 量值輸入到控制單元(100);4) 將溫度檢測(cè)單元(111)的溫度測(cè)量值與用戶設(shè)定溫度比較，當(dāng)溫 度測(cè)量值大于設(shè)定溫度，返回3)，如果溫度測(cè)量值小于設(shè)定溫度，進(jìn)行下 一步5);5) 控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元(120)降低風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制致冷片電壓 控制單元(121)減小致冷片供電電壓，減少電能消耗，返回步驟l)繼續(xù) 檢測(cè)電流值大小。
13、根據(jù)權(quán)利要求9或IO所述的變頻空調(diào)的變頻控制裝置，其特征在 于上述散熱裝置還包括有散熱控制系統(tǒng)，該散熱控制系統(tǒng)包括檢測(cè)通過(guò)功率晶體管(1)的電流值的電流檢測(cè)單元(110)、控制單元(IOO)、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元(120)、時(shí)間設(shè)定單元(112)和致冷片電壓控制單元(121)， 其中電流檢測(cè)單元(110)及時(shí)間設(shè)定單元(112 )的輸出端與控制單元(100 ) 的輸入端連接，控制單元(100)的輸出端與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元(120)的 輸入端及致冷片電壓控制單元(121)的輸入端連接，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元 (120)的輸出端與風(fēng)扇(4)連接。
14、 一種根據(jù)權(quán)利要求13所述變頻空調(diào)的變頻控制裝置的控制方 法，其特征在于上述散熱控制系統(tǒng)的控制包括如下步驟1) 電流檢測(cè)單元(110)將電流信號(hào)送至控制單元(100)，當(dāng)功率晶 體管1的供電量變化時(shí)，電流檢測(cè)單元(110)對(duì)通過(guò)各功率晶體管的供電 量檢測(cè)，并將供電變化信號(hào)從電源控制部分輸入到散熱裝置控制單元(100);2) 電流信號(hào)增大時(shí)，增大風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，對(duì)電流檢測(cè)單元(110)提供的 供電量的檢測(cè)值，進(jìn)行匯總和計(jì)算，將結(jié)果與之前的供電量計(jì)算結(jié)果進(jìn)行 比較，當(dāng)電流信號(hào)增大時(shí)，控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制單元(120)提高風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速， 強(qiáng)化散熱；3)用戶通過(guò)時(shí)間設(shè)定單元(112)設(shè)定時(shí)間間隔，當(dāng)檢測(cè)到電流值 減小后，經(jīng)過(guò)用戶設(shè)定的時(shí)間間隔，再次檢測(cè)電流值，如果電流值仍處于 減小的情況，降低風(fēng)扇(4)轉(zhuǎn)速及致冷片正負(fù)兩極的電壓，釆用時(shí)間設(shè)定， 用戶可以根據(jù)實(shí)際情況自行調(diào)整時(shí)間。
全文摘要
一種變頻空調(diào)的變頻控制裝置及其控制方法。本發(fā)明是一種變頻空調(diào)的變頻控制裝置。包括功率晶體管(1)，功率晶體管(1)通過(guò)插腳(5)與變頻空調(diào)的控制電路連接，其中功率晶體管(1)還設(shè)有散熱裝置，該散熱裝置包括與功率晶體管(1)接觸的換熱元件(3)。上述功率晶體管(1)為整體式晶體管或分散式晶體管。上述散熱裝置還包括設(shè)置在換熱元件(3)的旁側(cè)、向換熱元件(3)輸送空氣的風(fēng)扇(4)。本發(fā)明根據(jù)變頻控制裝置的實(shí)際產(chǎn)熱量及根據(jù)變頻控制裝置的熱環(huán)境采取多種形式，包括提高換熱風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，提高致冷片的電壓及它們的組合形式，來(lái)保證功率晶體管所處的溫度為其工作允許的溫度范圍內(nèi)。本發(fā)明能夠防止變頻空調(diào)控制電路板上功率晶體管溫度超過(guò)設(shè)定溫度，并且通過(guò)控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速來(lái)降低風(fēng)扇功耗，以及在惡劣工況下都能滿足功率晶體管散熱要求。
文檔編號(hào)F24F11/00GK101655273SQ200910192269
公開(kāi)日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月11日
發(fā)明者光 嚴(yán), 陽(yáng) 劉, 葉先鋒, 強(qiáng) 李 申請(qǐng)人:廣東美的電器股份有限公司