图腾柱PFC电路、脉宽控制方法、空调器及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种图腾柱PFC电路，包括：电桥电路、电抗器、母线电容及控制模块，所述控制模块用于在所述电桥电路输入端的输入电流小于或等于预设电流阈值时，根据所述电桥电路输入端的输入电压及所述负载的母线电压，控制所述电桥电路中各个开关单元的开关状态以及各个开关单元导通时的脉宽。本发明专利技术还公开了一种脉宽控制方法、空调器及存储介质。本发明专利技术实现了在减小各个开关单元开关次数的同时，根据输入电压及负载的母线电压为各个开关单元选择合适的脉宽，能够在满足图腾柱PFC电路的电流谐波要求、改善图腾柱PFC电路的功率因数的前提下，减少开关次数，进而在降低电路中无用功功率的同时减小开关损耗，提高图腾柱PFC电路的效率。

【技术实现步骤摘要】
图腾柱PFC电路、脉宽控制方法、空调器及存储介质
本专利技术涉及空调
，尤其涉及一种图腾柱PFC电路、脉宽控制方法、空调器及存储介质。
技术介绍
随着电力电子技术的发展，有源PFC(PowerFactorCorrection，功率因数校正)技术以功率因数高、谐波电流小、输出电压稳定等优点得到了广泛的应用。目前，普遍使用的是BOOST型的PFC，这种PFC结构简单、控制方便，但是效率较为低下。因此，在一些对效率要求较高的场合，采用无桥图腾柱PFC电路，这种电路减少了回路上的器件数量，提升了效率。在现有图腾柱PFC电路中，在电源电压的控制每半个周期导通/断开预定的开关单元的次数，控制图腾柱PFC电路中短路电流的次数，通过该短路电流改善功率因数。但是，当负载比较大时，流过短路电流次数较少会使得功率因数的改善不充分，导致图腾柱PFC电路中无用功的功率较大；而如果流过短路电流的次数较多，则导致开关损失变大；均造成图腾柱PFC电路的效率较低。上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种图腾柱PFC电路、脉宽控制方法、空调器及存储介质，旨在解决现有图腾柱PFC电路的效率较低的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种图腾柱PFC电路，所述图腾柱PFC电路包括：电桥电路，所述电桥电路设有连接为电桥形状的多个开关单元，所述电桥电路的输入端与交流电源相连接，输出端与负载相连接；电抗器，所述电抗器设置在所述电桥电路与所述交流电源之间；母线电容，所述母线电容与所述负载并联后与所述电桥电路的输出端电连接；控制模块，所述控制模块用于在所述电桥电路输入端的输入电流大于预设电流阈值时，控制所述电桥电路中各个开关单元关断；并在所述电桥电路输入端的输入电流小于或等于预设电流阈值时，根据所述电桥电路输入端的输入电压及所述负载的母线电压，控制所述电桥电路中各个开关单元的开关状态以及各个开关单元导通时的脉宽。在一实施例中，所述电桥电路包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元及第四开关单元；所述第一开关单元与所述第二开关单元串联连接形成第一支路，所述第三开关单元与所述第四开关单元串联连接形成第二支路，所述第一支路与第二支路并联连接形成所述电桥电路；所述第一开关单元与所述第二开关单元的连接点经由所述电抗器与所述交流电源电连接；所述第三开关单元与所述第四开关单元的连接点与所述交流电源电连接；所述第一开关单元与所述第三开关单元的连接点与所述母线电容的正极电连接；所述第二开关单元与所述第四开关单元的连接点与所述母线电容的负极电连接。在一实施例中，所述控制模块包括：电流检测单元，所述电流检测单元与所述电桥电路的输入端电连接，用于检测所述电桥电路的输入端的输入电流；母线电压检测单元，所述母线电压检测单元与所述负载的输入端电连接，用于检测所述负载的母线电压；交流电压检测单元，所述交流电压检测单元与所述电桥电路的输入端电连接，用于检测电桥电路的输入端的输入电压；所述控制单元分别与所述电流检测单元、母线电压检测单元及所述交流电压检测单元电连接，还用于在所述电流检测单元检测到的输入电流小于或等于预设电流阈值时，根据所述母线电压检测单元检测到的母线电压、及所述交流电压检测单元检测到的输入电压，控制所述电桥电路中各个开关单元的开关状态以及各个开关单元导通时的脉宽。在一实施例中，所述控制模块还包括：驱动保护单元以及驱动单元；驱动保护单元，所述驱动保护单元分别与电流检测单元及所述驱动单元电连接，用于在所述电流检测单元检测到的输入电流大于预设电流阈值时，发送关断控制信号至所述驱动单元；所述驱动单元用于根据接收到的关断控制信号控制所述电桥电路中各个开关单元关断；所述控制单元还用于在所述电流检测单元检测到的输入电流小于或等于预设电流阈值时，根据所述母线电压检测单元检测到的母线电压、及所述交流电压检测单元检测到的输入电压生成状态控制信号，并将所述状态控制信号发送至所述驱动单元；所述驱动单元还用于根据接收到的状态控制信号控制所述电桥电路中各个开关单元的开关状态以及各个开关单元导通时的脉宽。此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种脉宽控制方法，应用于上述的图腾柱PFC电路，所述脉宽控制方法包括以下步骤：在电桥电路输入端的输入电流的电流小于或等于预设电流阈值时，确定电桥电路输入端的输入电压当前是否存在正负切换；在所述输入电压当前存在正负切换时，确定正负切换后输入端的输入电压是否处于正半周期；在正负切换后输入端的输入电压处于正半周期时，控制所述第一开关单元、第二开关单元及第三开关单元关断，并控制所述第四开关单元导通，并基于脉冲变化次数、脉冲时间间隔以及负载的母线电压，控制第二开关单元、第一开关单元交替地导通/断开，以及所述第二开关单元导通时的脉宽；在正负切换后输入端的输入电压处于负半周期时，控制所述第一开关单元、第二开关单元及第四开关单元关断，并控制所述第三开关单元导通，并基于脉冲变化次数、脉冲时间间隔以及负载的母线电压，控制第一开关单元、第二开关单元交替地导通/断开，以及所述第一开关单元导通时的脉宽。在一实施例中，所述脉冲变化次数为3次，所述脉冲时间间隔包括第一预设时长、第二预设时长及第三预设时长；所述基于脉冲变化次数、脉冲时间间隔以及负载的母线电压，控制第二开关单元、第一开关单元交替地导通/断开，以及所述第二开关单元导通时的脉宽的步骤包括：在所述第四开关单元的导通时长达到所述第一预设时长时，控制所述第二开关单元导通，并基于所述负载的第一母线电压计算第一脉宽；在所述第二开关单元的导通时长达到所述第一脉宽时，控制所述第一开关单元导通、所述第二开关单元关断；在所述第四开关单元的导通时长达到第一时长时，控制所述第二开关单元导通、所述第一开关单元关断，并基于所述负载的第二母线电压计算第二脉宽，其中，所述第一时长为所述第一预设时长与所述第二预设时长之和；在所述第二开关单元的导通时长达到所述第二脉宽时，控制所述第一开关单元导通、所述第二开关单元关断；在所述第四开关单元的导通时长达到第二时长时，控制所述第二开关单元导通、所述第一开关单元关断，并基于所述负载的第三母线电压计算第三脉宽，其中，所述第二时长为所述第三预设时长与所述第一时长之和；在所述第二开关单元的导通时长达到所述第三脉宽时，控制所述第一开关单元导通、所述第二开关单元关断。在一实施例中，所述基于第一预设时长内所述负载的第一母线电压计算第一脉宽的步骤包括：计算所述第一母线电压与预设母线电压的电压差值，并基于所述电压差值获取所述第一脉宽。在一实施例中，所述在所述第二开关单元的导通时长达到所述第三脉宽时，控制所述第一开关单元导通、所述第二开关单元关断的步骤之后，还包括：在检测到所述输入端当前的输入电流达到0时，控制所述第一开关单元关断。在一实施例中，所述基于脉冲变化次数、脉冲时间间隔以及负载的母线电压，控制第一开关单元、第二开关单元交替地导通/断开，以及所述第一开关单元导通时的脉宽的步骤包括：在所述第四开关单元的导通时长达到所述第一预设时长时，控制所述第一开关单元导通，并基于所述负载的第四母线电压计算第四脉宽；在所述第一开关单元的导通时长达到所述第四脉宽时，控制所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图腾柱PFC电路，其特征在于，所述图腾柱PFC电路包括：电桥电路，所述电桥电路设有连接为电桥形状的多个开关单元，所述电桥电路的输入端与交流电源相连接，输出端与负载相连接；电抗器，所述电抗器设置在所述电桥电路与所述交流电源之间；母线电容，所述母线电容与所述负载并联后与所述电桥电路的输出端电连接；控制模块，所述控制模块用于在所述电桥电路输入端的输入电流大于预设电流阈值时，控制所述电桥电路中各个开关单元关断；并在所述电桥电路输入端的输入电流小于或等于预设电流阈值时，根据所述电桥电路输入端的输入电压及所述负载的母线电压，控制所述电桥电路中各个开关单元的开关状态以及各个开关单元导通时的脉宽。

【技术特征摘要】
1.一种图腾柱PFC电路，其特征在于，所述图腾柱PFC电路包括：电桥电路，所述电桥电路设有连接为电桥形状的多个开关单元，所述电桥电路的输入端与交流电源相连接，输出端与负载相连接；电抗器，所述电抗器设置在所述电桥电路与所述交流电源之间；母线电容，所述母线电容与所述负载并联后与所述电桥电路的输出端电连接；控制模块，所述控制模块用于在所述电桥电路输入端的输入电流大于预设电流阈值时，控制所述电桥电路中各个开关单元关断；并在所述电桥电路输入端的输入电流小于或等于预设电流阈值时，根据所述电桥电路输入端的输入电压及所述负载的母线电压，控制所述电桥电路中各个开关单元的开关状态以及各个开关单元导通时的脉宽。2.如权利要求1所述的图腾柱PFC电路，其特征在于，所述电桥电路包括第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元及第四开关单元；所述第一开关单元与所述第二开关单元串联连接形成第一支路，所述第三开关单元与所述第四开关单元串联连接形成第二支路，所述第一支路与第二支路并联连接形成所述电桥电路；所述第一开关单元与所述第二开关单元的连接点经由所述电抗器与所述交流电源电连接；所述第三开关单元与所述第四开关单元的连接点与所述交流电源电连接；所述第一开关单元与所述第三开关单元的连接点与所述母线电容的正极电连接；所述第二开关单元与所述第四开关单元的连接点与所述母线电容的负极电连接。3.如权利要求1所述的图腾柱PFC电路，其特征在于，所述控制模块包括：电流检测单元，所述电流检测单元与所述电桥电路的输入端电连接，用于检测所述电桥电路的输入端的输入电流；母线电压检测单元，所述母线电压检测单元与所述负载的输入端电连接，用于检测所述负载的母线电压；交流电压检测单元，所述交流电压检测单元与所述电桥电路的输入端电连接，用于检测电桥电路的输入端的输入电压；所述控制单元分别与所述电流检测单元、母线电压检测单元及所述交流电压检测单元电连接，还用于在所述电流检测单元检测到的输入电流小于或等于预设电流阈值时，根据所述母线电压检测单元检测到的母线电压、及所述交流电压检测单元检测到的输入电压，控制所述电桥电路中各个开关单元的开关状态以及各个开关单元导通时的脉宽。4.如权利要求3所述的图腾柱PFC电路，其特征在于，所述控制模块还包括：驱动保护单元以及驱动单元；驱动保护单元，所述驱动保护单元分别与电流检测单元及所述驱动单元电连接，用于在所述电流检测单元检测到的输入电流大于预设电流阈值时，发送关断控制信号至所述驱动单元；所述驱动单元用于根据接收到的关断控制信号控制所述电桥电路中各个开关单元关断；所述控制单元还用于在所述电流检测单元检测到的输入电流小于或等于预设电流阈值时，根据所述母线电压检测单元检测到的母线电压、及所述交流电压检测单元检测到的输入电压生成状态控制信号，并将所述状态控制信号发送至所述驱动单元；所述驱动单元还用于根据接收到的状态控制信号控制所述电桥电路中各个开关单元的开关状态以及各个开关单元导通时的脉宽。5.一种脉宽控制方法，其特征在于，应用于权利要求2所述的图腾柱PFC电路，所述脉宽控制方法包括以下步骤：在电桥电路输入端的输入电流的电流小于或等于预设电流阈值时，确定电桥电路输入端的输入电压当前是否存在正负切换；在所述输入电压当前存在正负切换时，确定正负切换后输入端的输入电压是否处于正半周期；在正负切换后输入端的输入电压处于正半周期时，控制所述第一开关单元、第二开关单元及第三开关单元关断，控制所述第四开关单元导通，并基于脉冲变化次数、脉冲时间间隔以及负载的母线电压，控制第二开关单元、第一开关单元交替地导通/断开，以及所述第二开关单元导通时的脉宽；在正负切换后输入端的输入电压处于负半周期时，控制所述第一开关单元、第二开关单元及第四开关单元关断，控制所述第三开关单元导通，并基于脉冲变化次数、脉冲时间间隔以及负载的母线电压，控制第一开关单元、第二开关单元交替地导...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾贤杰，
申请(专利权)人：广东美的制冷设备有限公司，美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44