散热装置安装检测方法、装置及空调器

文档序号:5172 发布日期:2021-09-17 浏览:69次 英文

散热装置安装检测方法、装置及空调器

技术领域

本申请涉及空调器

技术领域

,具体而言,涉及一种散热装置安装检测方法、装置及空调器。

背景技术

空调外机电控的功率器件功率高、发热大,因此需要安装散热装置,如图1所示。一般来说在生产过程和维修过程中受到安装设备、环境、安装不规范等影响,有概率发生如紧固件安装不到位、导热剂涂抹不均等,导致散热装置与功率器件的贴合度差,影响散热效率,造成电控烧毁。当前的做法是通过规范安装流程、使用力矩扳手等措施提高散热装置的安装合格率。但是该方法仍然无法彻底消除上述隐患。

发明内容

本申请解决的问题是,现有的空调器外机电控散热装置的安装仅凭肉眼无法确定安装是否异常,散热效果是否合格。

为解决上述问题,本申请采用的技术方案如下:

第一方面,本申请提供一种散热装置安装检测方法,所述散热装置安装检测方法应用于电机驱动控制装置,所述电机驱动控制装置包括发热器件,所述散热装置安装检测方法包括:

获取发热器件温度;

控制所述发热器件以预设定功率运行预设时长;

确定所述发热器件的温升,所述温升为所述发热器件的当前温度与初始温度之差;

依据所述温升确定所述散热装置安装是否异常。

本申请提供的方案,控制发热器件以预设的功率运行一定的时长,然后依据当前温度与初始温度计算温升,检测散热装置的散热效果,根据温升判断散热装置安装是否异常,从而可以实现散热装置安装故障的自动检测,节省人力物力。

在可选的实施方式中,依据所述温升确定散热装置安装是否异常的步骤包括:

当所述温升处于第一预设范围的情况下,确定所述散热装置安装异常,所述第一预设范围的温度值大于第一温度阈值。

本申请提供的方案,依据当前温度与初始温度计算温升,检测散热装置的散热效果,根据温升判断散热装置安装是否异常,若温升处于第一预设范围,大于第一温度阈值,则确定散热装置效果较差,散热装置安装异常。

在可选的实施方式中,依据所述温升确定散热装置安装是否异常的步骤包括:

当所述温升处于第二预设范围的情况下,确定所述散热装置安装正常,所述第二预设范围的温度值低于所述第一预设范围的温度值。

本申请提供的方案,依据当前温度与初始温度计算温升,检测散热装置的散热效果,根据温升判断散热装置安装是否异常,若温升处于第二预设范围,低于第一预设范围的温度,则确定散热装置效果较好,散热装置安装正常。

在可选的实施方式中,控制所述发热器件以预设定功率运行预设时长的步骤包括:

控制所述发热器件持续预设时长输出方向恒定的电机驱动电流,以使所述发热器件以预设定功率运行。

在可选的实施方式中,控制所述发热器件以预设定功率运行预设时长之前还包括:

确定所述发热器件的温度与环境温度相同,当所述发热器件的温度与所述环境温度相同时确定所述发热器件的温度为初始温度。

第二方面,本申请提供一种散热装置安装检测装置,所述散热装置安装检测装置用于执行如前述实施方式任意一项所述的散热装置安装检测方法,所述散热装置安装检测方法包括:

获取模块,用于获取发热器件温度;

处理模块,用于控制所述发热器件以预设定功率运行预设时长;

所述处理模块还用于确定所述发热器件的温升,所述温升为所述发热器件的当前温度与初始温度之差;

所述处理模块还用于依据所述温升确定所述散热装置安装是否异常。

在可选的实施方式中,所述处理模块用于当所述温升处于第一预设范围的情况下,确定所述散热装置安装异常;当所述温升处于第二预设范围的情况下,确定所述散热装置安装正常,所述第二预设范围的温度值低于所述第一预设范围的温度值。

在可选的实施方式中,所述处理模块用于控制所述发热器件持续预设时长输出方向恒定的电机驱动电流,以使所述发热器件以预设定功率运行。

在可选的实施方式中,所述处理模块还用于确定所述发热器件的温度与环境温度相同,当所述发热器件的温度与所述环境温度相同时确定所述发热器件的温度为初始温度。

第三方面,本申请提供一种空调器,所述空调器包括控制器,所述控制器用以执行计算机可读程序指令,所述计算机可读程序指令被所述控制器执行时实现如前述实施方式任意一项所述的散热装置安装检测方法的步骤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有的散热装置安装示意图;

图2为热阻模型示意图;

图3为本申请实施例提供的空调器的功能框图;

图4为本申请实施例提供的一种散热装置安装检测方法的流程示意图;

图5为本申请实施例提供的另一种散热装置安装检测方法的流程示意图;

图6为本申请实施例提供的另一种散热装置安装检测方法的流程示意图;

图7为本申请实施例提供的另一种散热装置安装检测方法的流程示意图;

图8为本申请实施例提供的一种散热装置安装检测装置的功能框图。

附图标记说明:200-空调器;210-控制器;300-散热装置安装检测装置;310-获取模块;320-处理模块。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施例做详细的说明。

显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是,术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。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、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

空调外机电控的功率器件功率高、发热大,因此需要安装散热装置,如图1所示。一般而言在生产过程和维修过程中受到安装设备、环境、安装不规范等影响,有概率发生如紧固件安装不到位、导热剂涂抹不均等,导致散热装置与功率器件的贴合度差,影响散热效率,造成电控烧毁。当前的做法是通过规范安装流程、使用力矩扳手等措施提高散热装置的安装合格率。但是该方法仍然无法彻底消除上述隐患。从产品可靠性出发,提高散热片的安装合格率、增强不良安装检出率,对于空调器稳定运行有着重要的意义。基于上述问题,本申请提供一种散热装置安装检测方法,以对空调器等设备的散热装置安装是否异常、散热功能是否合格进行检测。

任何的散热过程可以等效为热阻和热容并联的模型,如图2所示:热源P等效为电流源,热阻Rth和热容Cth等效为电阻和电容,温差ΔT等效为电势差,温度T1、T2等效为电势。因此,在恒定热源下,温差随时间的变化可以表示为:ΔT(t)=P Rth[1-e-t/τ],其中τ=RthCth

由上述公式可知,在固定时间的恒定热源、且热阻值不变的情况下,器件温升值固定不变,考虑到实际器件热阻会受到环境温度等因素的影响,温升会在某小范围内波动,利用上述特性,可以在如IPM等功率器件通过技术手段产生一个恒定功率的热源P,分别测量功率器件的初始温度T1和经过固定时间t后的温度T′1,得到固定时间、固定热源下的器件温升变化ΔT1=T′1-T1,通过比较ΔT1是否足够小,来判断散热效果。因为,在散热片安装不到位的情况下,热阻Rth和热容Cth会显著增大,导致ΔT1变大,因此可以依据ΔT1的变化情况对散热装置的安装情况进行检测判断。

基于上述的问题,本发明实施例提供了一种空调器200,用于调节室内温度的同时可以对散热装置安装是否正常进行检测判断。请参阅图3,图3为本发明实施例提供的空调器200的功能框图。该空调器200包括控制器210,控制器210可以执行计算机指令以实现本发明提供的散热装置安装检测方法。本发明提供的散热装置安装检测装置300包括至少一个可以软件或固件的形式存储于控制器210中的软件功能模块,例如,可以直接烧录在控制器210的存储空间中,在另一种实施方式中,还可以存储于其他独立的存储介质中,由控制器210进行执行。

控制器210可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。上述的控制器210可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processing,DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件,可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图,该通用处理器可以是微处理器,本实施例提供的控制器210还可以是任何常规的处理器等。

在一种可能的实现方式中,该空调器200包括至少一个室外机,室外机设置有电机驱动控制装置及电机,室外机还设置有至少一个温度传感器,用以检测电机驱动控制装置的温度。

可以理解地,图3所示的结构仅为示意,空调器还可包括比图3中所示更多或者更少的组件,或者具有与图3所示不同的配置。图3中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。

基于以上内容,本申请实施例提供了一种散热装置安装检测方法,请参阅图4,图4示出了本申请实施例提供的散热装置安装检测方法的流程示意图,散热装置安装检测方法包括S110~S150。

S110:获取发热器件温度。

发热器件一般指空调器或者其他设备电机驱动控制装置中的功率器件,但不限于此,还可以是其他的具有发热特性的器件,例如还可以是发热丝。在可能的实现方式中,空调器等设备的电极驱动控制装置处设置温度传感器以检测获取发热器件的温度。

S120:控制发热器件以预设定功率运行预设时长。

为了产生一个稳定的恒功率热源P,可以利用IPM等功率器件的热耗散效应,功率开关元器件在工作时,会产生导通损耗和开关损耗,这些损耗会通过散热片散失到周围环境中,起到为半导体降温的作用,为了避免压缩机工作带来的影响,电机控制装置输出一个方向不变的电流到压缩机,这样既可以产生发热用的电流,又不会启动压缩机工作。

S130:确定发热器件的温升,温升为发热器件的当前温度与初始温度之差。

发热器件以预设定功率运行过程中会产生热量导致温度升高,同时散热装置也会将发热器件产生的热量散发至空气等周围环境中,在预设时长后确定发热器件的温升,温升为发热器件的当前温度与初始温度之差。依据发热器件的温升对散热装置的散热效果进行判断。

S140:依据温升确定散热装置安装是否异常。

依据发热器件以预设定功率运行预设时长前后的温升变化来检测散热效果是否足够,以此来判断散热装置的安装是否符合要求,若温升较大,表明散热装置的散热效果较差,散热装置可能安装异常;若温升较小,表明散热装置的散热效果较好,散热装置安装正常。

本申请提供的方案,控制发热器件以预设的功率运行一定的时长,然后依据当前温度与初始温度计算温升,检测散热装置的散热效果,根据温升判断散热装置安装是否异常,从而可以实现散热装置安装故障的自动检测,节省人力物力。

在可选的实施方式中,请参阅图5,S140:依据温升确定散热装置安装是否异常包括以下子步骤:S140-1~S140-2。

S140-1:当温升处于第一预设范围的情况下,确定散热装置安装异常,第一预设范围的温度值大于第一温度阈值。

依据当前温度与初始温度计算温升,检测散热装置的散热效果,根据温升判断散热装置安装是否异常,若温升处于第一预设范围,第一预设范围的温度值大于第一温度阈值,当温升处于第一预设范围的情况下,确定散热装置效果较差,散热装置安装异常。

S140-2:当温升处于第二预设范围的情况下,确定散热装置安装正常,第二预设范围的温度值低于第一预设范围的温度值。

依据当前温度与初始温度计算温升,检测散热装置的散热效果,根据温升判断散热装置安装是否异常,若温升处于第二预设范围,第二预设范围的温度低于第一预设范围的温度,若温升处于第二预设范围的情况下,确定散热装置的散热效果较好,散热装置安装正常。

请参阅图6,在可选的实施方式中,S120包括以下子步骤:

S120-1:控制发热器件持续预设时长输出方向恒定的电机驱动电流,以使发热器件以预设定功率运行。

一般而言,电机驱动控制装置设计目标是尽量减少热损耗、提高能量转换效率,因此耗散热很小,难以实现上述发热效果。为了增大耗散热,输出足够且恒定功率的热量,可以在空调不工作的情况下,控制电机电流和IPM开关频率,来实现模拟实现功率器件的恒功率热源,以达到检测散热器温升的目的。

为了避免电机工作带来的影响,电机驱动控制装置输出一个方向不变的电流到电机并持续预设时长,这样既可以产生发热用的电流,又不会启动电机工作。上述预设时长可以设置为20秒,但不限于此,还可以设置更长的时间吗,但需要注意的是,需要防止时间过长、发热量过大导致器件损坏。

在可选的实施方式中,请参阅图7,在步骤S120之前,散热装置安装检测方法还包括:

S111:确定发热器件的温度与环境温度相同,当发热器件的温度与环境温度相同时确定发热器件的温度为初始温度。

由于热量会自发地由高温物体向低温物体传递,因此为了避免误判,需要令发热器件的温度与环境温度相同的情况下再控制发热器件进行发热,若发热器件的温度高于环境温度,则应等待发热器件降温至环境温度后,作为起始点,将该起始点的发热器件的温度(即该时刻的环境温度)确定为发热器件的初始温度,然后控制发热器件以预设定功率运行预设时长,再依据当前温度与初始温度确定发热器件的温升,依据温升对散热装置安装是否异常进行检测判断。

在确认散热装置安装异常后,请继续参阅图7,本申请实施例提供的散热装置安装检测方法还包括:

S150:发送散热装置安装异常提示信息。

在一种可能的实现方式中,以空调器为例,若室外机的散热装置安装异常,则向室内机的显示模块发送散热装置安装异常提示信息,以提示用户室外机的散热装置安装异常,可能会影响空调器运行。

在另一些可能的实现方式中,还可以是向用户的终端发送提示信息,以提示用户室外机的散热装置安装异常,可能会影响空调器运行,需尽快排除故障。

在实际执行过程中,以1.5P家用空调外机为例,1.5P家用空调外机电机驱动控制装置IPM产生额定电流时的耗散功率大约20W,并且该值几乎不受环境影响。在上述条件下,测量得到工作20s的IPM温升大约为30℃左右。

为了模拟散热片安装故障,将散热片单颗螺钉拧松,重复上述过程,可以测量得到IPM温升为45℃左右,大幅超出正常值,因此可以将此作为散热片安装散热效果的检测依据。依据发热器件前后的温升检测判断散热装置的安装情况。

本申请提供的散热装置安装检测方法,首先获取发热器件温度;待发热器件温度与环境温度相同时控制所述发热器件以预设定功率运行预设时长;然后确定所述发热器件的温升,所述温升为所述发热器件的当前温度与初始温度之差;依据所述温升确定所述散热装置安装是否异常,检测散热装置的散热效果,根据温升判断散热装置安装是否异常,从而可以实现散热装置安装故障的自动检测,节省人力物力。

为了执行上述实施例及各个可能的实施方式中的相应步骤,下面给出一种散热装置安装检测装置的实现方式,请参阅图8,图8为本发明较佳实施例提供的一种散热装置安装检测装置300。需要说明的是,本实施例所提供的散热装置安装检测装置300,其基本原理及产生的技术效果和上述实施例提供的散热装置安装检测方法基本相同,为简要描述,本实施例部分未提及之处,可参考上述的实施例中相应内容。

本申请提供的散热装置安装检测装置300包括:获取模块310及处理模块320。

获取模块310,用于获取发热器件温度。在可能的实现方式中,空调器等设备的电极驱动控制装置处设置温度传感器以检测获取发热器件的温度。

可以理解地,在一种可能的实现方式中,该获取模块310可以用于执行上述各个图中的S110,以实现相应的技术效果。

处理模块320,用于确定发热器件的温度与环境温度相同,当发热器件的温度与环境温度相同时确定发热器件的温度为初始温度。由于热量会自发地由高温物体向低温物体传递,因此为了避免误判,需要令发热器件的温度与环境温度相同的情况下再控制发热器件进行发热。

可以理解地,在一种可能的实现方式中,该处理模块320可以用于执行上述各个图中的S111,以实现相应的技术效果。

当发热器件的温度与环境温度相同,处理模块320还用于控制发热器件以预设定功率运行预设时长。为了产生一个稳定的恒功率热源P,可以利用IPM等功率器件的热耗散效应,功率开关元器件在工作时,会产生导通损耗和开关损耗,这些损耗会通过散热片散失到周围环境中,起到为半导体降温的作用,为了避免压缩机工作带来的影响,电机控制装置输出一个方向不变的电流到压缩机,这样既可以产生发热用的电流,又不会启动压缩机工作。

可以理解地,在一种可能的实现方式中,该处理模块320可以用于执行上述各个图中的S120,以实现相应的技术效果。

处理模块320还用于确定发热器件的温升,温升为发热器件的当前温度与初始温度之差。依据发热器件以预设定功率运行预设时长前后的温升变化来检测散热效果是否足够,以此来判断散热装置的安装是否符合要求。

可以理解地,在一种可能的实现方式中,该处理模块320可以用于执行上述各个图中的S130,以实现相应的技术效果。

处理模块320还用于依据温升确定散热装置安装是否异常。处理模块320依据发热器件以预设定功率运行预设时长前后的温升变化来检测散热效果是否足够,以此来判断散热装置的安装是否符合要求,若温升较大,例如处于第一预设范围的情况下,确定散热装置安装异常,第一预设范围的温度值大于第一温度阈值;则表明散热装置的散热效果较差,散热装置可能安装异常;若温升较小,处于第二预设范围的情况下,确定散热装置安装正常,第二预设范围的温度值低于第一预设范围的温度值,表明散热装置的散热效果较好,散热装置安装正常。

可以理解地,在一种可能的实现方式中,该处理模块320可以用于执行上述各个图中的S140,以实现相应的技术效果。

处理模块320还用于当确定散热装置安装异常后,发送散热装置安装异常提示信息。

可以理解地,在一种可能的实现方式中,该处理模块320可以用于执行上述各个图中的S150,以实现相应的技术效果。

综上所述,本申请提供了一种散热装置安装检测方法、装置及空调器,散热装置安装检测方法首先获取发热器件温度;待发热器件温度与环境温度相同时控制所述发热器件以预设定功率运行预设时长;然后确定所述发热器件的温升,所述温升为所述发热器件的当前温度与初始温度之差;依据所述温升确定所述散热装置安装是否异常,检测散热装置的散热效果,根据温升判断散热装置安装是否异常,通过检测一定时间内功率器件温升作为判断空调外机电控散热片安装效果的依据,量化监测评价手段,增强可靠性,无需额外硬件,从而可以实现散热装置安装故障的自动检测,节省人力物力。

在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、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。也应当注意,在有些作为替换的实现方式中,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,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,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。

另外,在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块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。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分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,包括若干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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

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