用于空调变频逆变模块故障检测的方法及装置、空调

技术领域

本申请涉及智能家电技术领域，例如涉及一种用于空调变频逆变模块故障检测的方法、装置、空调和存储介质。

背景技术

目前，空调在使用过程中，如果室外机中的压缩机或变频器出现故障，会导致室外机无法运行。这种情况下，一般通过更换压缩机或变频器的方式，确认故障点。

相关技术中，公开了一种故障保护方法，包括保护电路，所述保护电路包括故障检测模块，其输入端连接开关管的集电极和发射极，其输入端连接驱动芯片，用于在所述开关导通时，根据所述集电极和所述发射极之间的电压判断所述开关管是否发生短路故障；所述驱动芯片的输入端输入PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)波，其输出端连接所述开关管的栅极，用于在所述开关管发生短路故障后降低所述开关管的栅极电压。所述方法包括在开关管导通时，根据开关管的集电极和发射极之间的电压判断所述开关管是否发生短路故障，在判断所述开关管发生故障后，降低所述开关管的栅极电压。

在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：

开关管导通和短路时，其阻值均较低。因此，通过电压的大小，无法准确判断是否发生短路故障。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种用于空调变频逆变模块故障检测的方法及装置、空调、存储介质，以提高故障判断的准确率。

在一些实施例中，所述方法包括：所述空调变频逆变模块包括多个开关管构成的上下桥式电路；其中，桥式电路桥臂的个数与变频逆变模块输出交流电的相数匹配；所述方法包括：在空调压缩机接线断开的情况下，按照预设顺序控制上下桥式电路中各开关管的触发信号，以使各开关管具备导通条件；检测导通后的开关管所在桥臂的电流；根据检测电流与电流阈值，判断变频逆变模块是否故障。

在一些实施例中，所述装置包括：触发信号输入模块，与变频逆变模块的上下桥式电路中各开关管的栅极连接，用于为各开关管提供触发信号以导通或关闭开关管；电流检测模块，包括串接于所述上下桥式电路中的各桥臂上的采样电阻，用于检测所在桥臂上的电流。

在一些实施例中，所述装置包括：包括处理器和存储有程序指令的存储器，所述处理器被配置为在运行所述程序指令时，执行如前述的用于空调变频逆变模块故障检测方法。

在一些实施例中，所述空调包括：如前述的用于空调变频逆变模块故障检测的装置。

在一些实施例中，所述存储介质，存储有程序指令，所述程序指令在运行时，执行如前述的用于空调变频逆变模块故障检测的方法。

本公开实施例提供的用于空调变频逆变模块故障检测的方法及装置、空调、存储介质，可以实现以下技术效果：

利用开关管故障时短路的特性，按照预设顺序控制上下桥式电路中各桥臂的开关管导通，检测开关管所在桥臂电流的大小。通过电流的大小，判断变频逆变模块是否故障。这样，在开关管短路时，所在桥臂会产生较大的电流。如此，通过检测电流大小，可以较为准确地判断是否故障。降低了误判率。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一个空调变频逆变模块故障检测的装置示意图；

图2是本公开实施例提供的一个用于空调变频逆变模块故障检测的方法的示意图；

图3是本公开实施例提供的另一个用于空调变频逆变模块故障检测的方法的示意图；

图4是本公开实施例提供的另一个用于空调变频逆变模块故障检测的方法的示意图；

图5是本公开实施例提供的一个用于空调变频逆变模块故障检测的装置的示意图；

图6是本公开实施例提供的另一个用于空调变频逆变模块故障检测的装置的示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

术语“对应”可以指的是一种关联关系或绑定关系，A与B相对应指的是A与B之间是一种关联关系或绑定关系。

空调室外机中变频逆变模块包括多个开关管构成的上下桥式电路；其中，桥式电路桥臂的个数与变频逆变模块输出交流电的相数匹配。上下桥式电路的上下端即输入端连接直流电压；输出端分别与压缩机电机绕组的引出端连接。从而将直流电逆变为交流电。可选地，开关管为IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)。这里，以输出三相交流电为例进行说明。

结合图1，变频逆变模块包括6个IGBT构成的上下桥式电路，其中，每上下两个IGBT构成一个桥臂，每个桥臂包括上桥臂和下桥臂。每个桥臂的两端与直流电压连接，上下桥臂的连接点为输出端，为三相电压中的一相。这里，上桥臂与直流电压的正端连接，下桥臂与直流电压的负端连接。桥臂的输出端如图1所示，IGBT1和IGBT2构成的桥臂输出端连接U相，且定义该桥臂为U相桥臂。IGBT3和IGBT4构成的桥臂输出端连接V相，且定义该桥臂为V相桥臂。IGBT5和IGBT6构成的桥臂输出端连接W相，且定义该桥臂为W相桥臂。其中，每个IGBT的栅极连接控制端，控制端通过发送PWM信号，控制IGBT的导通或关闭。

具体地工作过程：当控制端控制IGBT1的栅极输入信号UP为高电平，IGBT2的栅极输入信号UN为低电平时，U相桥臂的上桥臂导通，下桥臂关断。这样，压缩机电机的U相电压为桥式电路的直流电压的正端电压值即DC+。相反地，当控制端控制IGBT1的栅极输入信号UP为低电平，IGBT2的栅极输入信号UN为高电平时，U相桥臂的上桥臂关断，下桥臂导通。这样，压缩机电机的U相电压为桥式电路的直流电压的负端电压值即DC-。同样地，可以得知其他两相的工作过程。

如图1所示，用于空调变频逆变模块故障检测的装置，包括：触发信号输入模块和电流检测模块。其中，触发信号输入模块，与变频逆变模块的上下桥式电路中各开关管的栅极连接，用于为各开关管提供触发信号以导通或关闭。电流检测模块，包括串接于上下桥式电路中的各桥臂上的采样电阻，用于检测所在桥臂上的电流。具体地，IGBT1的触发信号为UP，IGBT2的触发信号为UN，U相桥臂上的采样电阻为RSU1，其采样电流为IU。IGBT3的触发信号为VP，IGBT4的触发信号为VN，V相桥臂上的采样电阻为RSU2，其采样电流为IV。IGBT5的触发信号为WP，IGBT4的触发信号为WN，W相桥臂上的采样电阻为RSU3，其采样电流为IW。

结合图2所示，本公开实施例提供一种用于空调变频逆变模块故障检测的方法，包括：

S101，在空调压缩机接线断开的情况下，控制端按照预设顺序控制上下桥式电路中各开关管的触发信号，以使各开关管具备导通条件。

S102，电流传感器检测导通后的开关管所在桥臂的电流。

S103，控制端根据检测电流与电流阈值，判断变频逆变模块是否故障。

这里，当变频逆变模块出现故障时，表现为IGBT短路。因此，在故障检测过程中，利用IGBT短路这一特性进行检测。详细地，将压缩机接线断开，而后按照预设顺序依次控制上下桥式电路中各IGBT的触发信号，使IGBT导通。检测导通的IGBT所在桥臂的采样电阻的电流。最后，根据检测电流与电流阈值，判断该桥臂是否故障。以此类推，判断所有桥臂的故障情况，从而确定变频逆变模块是否故障。其中，在桥臂中存在IGBT短路时，所在桥臂会产生较大的电流。因此通过检测电流大小，可以较为准确地判断是否故障。

此外，预设顺序为预先设置IGBT导通顺序，主要基于该顺序判断出故障所在的具体位置。电流阈值的取值取决于电路布局及电路器件。一般情况下，IGBT关断时，其内部也存在泄露电流。因此，在桥臂不导通时，也会存在极小的电流。所以设置电流阈值，用于界定电流的大小。

采用本公开实施例提供的用于空调变频逆变模块故障检测的方法，利用开关管故障时短路的特性，按照预设顺序控制上下桥式电路中各桥臂的开关管导通，检测开关管所在桥臂电流的大小。通过电流的大小，判断变频逆变模块是否故障。这样，在开关管短路时，所在桥臂会产生较大的电流。如此，通过检测电流大小，可以较为准确地判断是否故障。降低了误判率。

可选地，步骤S101，控制端按照预设顺序控制上下桥式电路中各开关管的触发信号，包括

控制端按照输出交流电的相顺序，控制每相交流电对应的桥臂中的开关管以上下桥臂顺序进行触发；或，

控制端按照上下桥臂的顺序，控制上下桥臂组中的开关管以交流电的相顺序进行触发。

本公开实施例中，变频逆变模块输出的交流电为三相交流电，即UVW三相。而桥式电路的每个桥臂均具有上桥臂和下桥臂。检测时，需要通过导通IGBT的判断其所在桥臂是否故障，并进一步确定故障是上桥臂还是下桥臂。此时，需要控制端预设设定IGBT的导通顺序，以便根据检测电流，判断故障点。

具体地，预设顺序可以是基于固定的交流电相顺序，控制每相交流电对应的桥臂以上、下桥臂，或者下、上桥臂的顺序进行IGBT的导通。作为一种示例，预设顺序为UVW相对应的桥臂检测顺序，且每个桥臂先检测上桥臂，而后检测下桥臂。这样，最终IGBT的导通顺序为IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4、IGBT5、IGBT6。对应的触发信号为UP、UN、VP、VN、WP、WN。作为另一种示例，预设顺序为UVW相对应的桥臂检测顺序，且每个桥臂先检测下桥臂，而后检测上桥臂。这样，最终IGBT的导通对应的触发信号顺序为UN、UP、VN、VP、WN、WP。以此类推，可以获得预设顺序为VWU、WUV、UWV、VUW、WVU时，上、下桥臂或下、上桥臂依次导通的触发信号的顺序。

同样地，预设顺序可以是基于固定桥臂顺序，控制每个桥臂中的以交流电的相顺序进行触发。作为一种示例，预设顺序为先检测所有桥臂的上桥臂，而后检测所有桥臂的下桥臂。其中每个上桥臂和下桥臂均按照交流电的UVW相顺序进行触发。这样，最终IGBT的导通顺序为IGBT1、IGBT3、IGBT5、IGBT2、IGBT4、IGBT6。对应的触发信号为UP、VP、WP、UN、VN、WN。以此类推，可以获得先检测上桥臂而后下桥臂时，其他相顺序的IGBT导通的触发信号顺序。并获得先检测下桥臂而后上桥臂时，交流电不同相顺序对应的触发信号顺序。

可选地，步骤S102，电流传感器检测导通后的开关管所在桥臂的电流，包括：电流传感器检测导通后的开关管所在桥臂的采样电阻的电流。

这里，如果某一桥臂中的一个IGBT发生故障，导通另一IGBT后，会使得直流电源短路。进而使得该桥臂中的瞬时电流过大，导致IGBT故障。因此，在检测时需要在每个桥臂上串接一个采样电阻。这样，一方面可以采集检测电流，另一方面可以有效保护开关管。

结合图3所示，本公开实施例提供另一种用于空调变频逆变模块故障检测的方法，包括：

S201，在空调压缩机接线断开的情况下，控制端按照预设顺序控制上下桥式电路中各开关管的触发信号，以使各开关管具备导通条件。

S202，电流传感器检测导通后的开关管所在桥臂的电流。

S231，控制端比较检测电流与电流阈值的大小。

S232，如果检测电流大于电流阈值，则控制端确定变频逆变模块故障。

S233，如果检测电流小于或等于电流阈值，则控制端确定变频逆变模块正常。

这里，因每个桥臂均有两个IGBT组成。当其中一个IBGT短路时，则在另一IGBT导通时，该桥臂会处于导通状态。进而该桥臂会产生较大的电流值。而其中一个IBGT未故障时，则在另一IGBT导通时，该桥臂不会导通。因此，可通过每个桥臂一个IGBT导通时的电流情况，判断该桥臂的另一个IGBT是否故障。如此，不仅可以较为准确地判断变频逆变模块是否故障，还可以定位故障的位置。

作为一种示例，设定各IGBT的导通顺序为IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4、IGBT5、IGBT6。以U相桥臂的故障判断为例进行说明。控制IGBT1的输入信号UP为高电平，使IGBT1导通。此时，如果IGBT2正常，因IGBT2并未接收到导通的高电平信号，所以其处于关断状态。则IGBT1和IGBT2构成的U相桥臂并未导通，此时，采样电压RSU1上并没有较大电流通过。即检测电流IU小于电流阈值In。如果IGBT2故障即短路，则U相桥臂导通。也就是说，采样电阻RSU1上会产生自上而下的电流。即电流由IGBT1、IGBT2流向采样电阻RUS1。此时，检测电流值较大，约等于直流电压与采样电阻的比值。

可选地，步骤S232，如果检测电流大于电流阈值，则控制端确定变频逆变模块故障，包括：

控制端根据电流对应的导通的开关管，确定故障所在的桥臂。

这里，通过控制IGBT的导通，检测其所在桥臂的采样电阻的电流。判断该桥臂是否故障及故障点。具体地，以U相桥臂的故障判断为例进行说明。控制IGBT1导通即U相桥臂的上桥臂导通，如果检测电流IU大于电流阈值In，则判断U相桥臂故障。并确定故障点为U相桥臂的下桥臂的IGBT2短路。故障点确定的具体分析详见前文。如此，可以准确定位故障点。

结合图4所示，本公开实施例提供另一种用于空调变频逆变模块故障检测的方法，包括：

S301，在空调压缩机接线断开的情况下，控制端按照预设顺序控制上下桥式电路中各开关管的触发信号，其中，相邻触发信号的间隔时长大于预设时长。

S202，电流传感器检测导通后的开关管所在桥臂的电流。

S231，控制端比较检测电流与电流阈值的大小。

S232，如果检测电流大于电流阈值，则控制端确定变频逆变模块故障。

S233，如果检测电流小于或等于电流阈值，则控制端确定变频逆变模块正常。

本公开实施例中，设定了IGBT导通时，相邻触发信号发送的间隔时长。其中，预设时长取值为1ms。发送触发信号的间隔时长大于预设时长。如此，避免无法及时检测采样电阻上的电流信号。此外，发送的PWM信号的脉宽不宜过长，以避免IGBT无法导通。这里，PWM信号的脉冲宽度小于5us。

结合图5所示，本公开实施例提供一种用于空调变频逆变模块故障检测的装置，包括控制模块51、检测模块52和判断模块53。控制模块51被配置为在空调压缩机接线断开的情况下，按照预设顺序控制上下桥式电路中各开关管的触发信号，以使各开关管具备导通条件；检测模块52被配置为检测导通后的开关管所在桥臂的电流；判断模块53被配置为根据电流与电流阈值，判断变频逆变模块是否故障。

采用本公开实施例提供的用于空调变频逆变模块故障检测的装置，利用开关管故障时短路的特性，按照预设顺序控制上下桥式电路中各桥臂的开关管导通，检测开关管所在桥臂电流的大小。通过电流的大小，判断变频逆变模块是否故障。这样，在开关管短路时，所在桥臂会产生较大的电流。如此，通过检测电流大小，可以较为准确地判断是否故障。降低了误判率。

结合图6所示，本公开实施例提供一种用于空调变频逆变模块故障检测的装置，包括处理器(processor)100和存储器(memory)101。可选地，该装置还可以包括通信接口(Communication Interface)102和总线103。其中，处理器100、通信接口102、存储器101可以通过总线103完成相互间的通信。通信接口102可以用于信息传输。处理器100可以调用存储器101中的逻辑指令，以执行上述实施例的用于空调变频逆变模块故障检测的方法。

此外，上述的存储器101中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

存储器101作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器100通过运行存储在存储器101中的程序指令/模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中用于空调变频逆变模块故障检测的方法。

存储器101可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器101可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。

本公开实施例提供了一种空调，包含上述的用于空调变频逆变模块故障检测的装置。

本公开实施例提供了一种存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行上述用于空调变频逆变模块故障检测的方法。

上述的存储介质可以是暂态计算机可读存储介质，也可以是非暂态计算机可读存储介质。

本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括一个或多个指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质，包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。

本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所述技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。所述技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。