功率因数校正电路制造技术

本实用新型专利技术所述的功率因数校正电路，提供一种通过开关装置的通断时间比来控制驱动压缩机输出频率和输出电压的控制电路设计，从而实现压缩机按所需指令进行高速运转，既可抑制谐波、又能提高功率因素的整流倍压设计。所述的功率因数校正电路，在交流电源和压缩机构成的回路中，依次并联连接有整流装置、倍压装置、稳压装置和压机驱动装置，以及串联在交流电源和整流装置之间的一电抗器。在所述交流电源和整流装置之间并联一桥式整流器。还设置有跨接在桥式整流器的正、负两端的一开关装置，在交流电源的输出端和所述开关装置之间依次串联有一零交叉检测装置、一开关信号生成装置和一驱动装置。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种新型功率因数校正电路，具体地是应用于变频空调器控制系统的整流倍压升压电路设计。
技术介绍
目前在办公和家庭生活中较多地使用各类变频空调，因而对于智能模糊控制和根据设定温度调整运行模式的技术要求也就越高。为保证现有变频空调的直流压缩机能正常运行，需将输入的交流电压调整为直流电压，同时将原有直流电压提升一倍。如附图1所示的现有半波整流和倍压电路，当交流电为正半周期时，电流是按图2所示的箭头方向流动的；当交流电为负半周期时，电流是按图3所示的箭头方向流动的。如上所述，现有变频空调控制电路的整流倍压电路中，只有在输入电压高于负载电压时才有电流流过，因而空调系统的功率因数就较低，相应的注入电网的高次谐波也较大。而且当直流侧电压较低时，压缩机就无法高转速运转。现有变频空调的解决方案是采取“电感+电容”的方式来被动地吸收谐波电流，但这样的方案空调系统的功率因素仍相对较低，而且直流侧压降较大，无法达到一个高值；另外一种方法则是利用高频调制信号来控制电流波形，虽然可实现消除谐波电流并使功率因数接近1而且直流电压也稳定在一个较高的值，但是产生高频调制信号的电路成本较高、且EMI电磁干扰也较大。
技术实现思路
本技术所述的功率因数校正电路，其设计目的在于解决上述问题和不足而提供一种通过开关装置的通断时间比来控制电流波形和输出电压的控制电路设计，从而实现压缩机按所需指令进行高速运转，既可抑制谐波、又能提高功率因素的整流倍压功率因数校正设计。所述的功率因数校正电路，在交流电源和压缩机构成的回路中，依次并联连接有整流装置、倍压装置、稳压装置、电压检测装置和压机驱动装置，以及串联在交流电源和整流装置之间的电流检知装置和电抗器。所述的整流装置可对交流电源进行半波整流；所述的倍压装置可对直流电压进行升压一倍的输出；所述的稳压装置可对产生的直流电压进行平滑稳压。与现有功率因数校正电路不同的是，在本技术所述的功率因数校正电路中在所述交流电源和整流装置之间串联一电抗器、并联一桥式整流器。本技术进一步的改进方案是，还设置有跨接在桥式整流器的正、负两端的一开关装置，在交流电源两端并联的零交叉检测装置、在交流电源和所述开关装置之间依次串联有一开关信号生成装置和一驱动装置。所述的零交叉检测装置可完成对于交流电源的电压进行零点检测；所述的信号发生装置，根据所检测的零交叉检测装置的输出结果而产生通断比控制信号；所述的驱动装置，根据信号发生装置产生出的信号对所述的开关装置进行驱动控制，即控制开关装置在开或关的状态之间进行切换。如上述结构的功率因数校正电路，是通过开关装置的通断时间比来控制输入电路波形和输出电压，以使功率因素满足要求、电压达到一个较高的值并且压缩机能按要求进行指令速度下的运转。另外为满足不同负载能力的要求，可在交流电源和所述电抗器之间串联一电流检知装置，根据电流检知装置判断不同负载情况，以用来调节开关装置的通断时间比。在所述开关信号生成装置和压缩机驱动装置之间并联一电压保护装置，所述的保护装置可对直流电压进行检测并发送检测信号给开关信号生成装置。如上内容，本技术所述功率因数校正电路的优点和有益效果是1、当开关装置导通时，由于桥式整流器可通过较大的电流，因而可在电抗器中储存较多能量；当开关装置被断开后，该部分多余能量会释放到负载中。电抗器在每一个电压周期内可不断地向负载释放能量，使得负载端电压始终高于输入电压，从而达到升压的效果。2、当输入电压低于负载电压时，通过桥式整流器形成的回路，减短零电流时间；同时，由于信号生产装置对开关的控制分为4个时间段，根据电流检知装置对开关控制的4个时间段进行动态控制和对开关的导通比进行动态调节，从而实现电流波形尽量趋向于正弦波，所以可保证空调系统具有较高的功率因素。附图说明图1是现有变频空调器采用的半波整流和倍压电路示意图；图2是当交流电为正半周期时的电流流向示意图；图3是当交流电为负半周期时的电流流向示意图；图4是本技术所述功率因数校正电路的结构图；图5至图8是所述功率因数校正电路工作前后的电流流向示意图；其中具有，电抗器1、整流装置2、桥式整流器3、开关装置4、开关信号生成装置5、零交叉检测装置6、倍压装置7、稳压装置8、压缩机驱动装置9、压缩机10、交流电源11、驱动装置12、电流检知装置13和电压保护检测装置14。具体实施方式实施例1，如图4至图8所示，所述的功率因数校正电路，在交流电源11和压缩机10构成的回路中，依次并联连接有整流装置2、倍压装置7、稳压装置8和压机驱动装置9，以及串联在交流电源11和整流装置2之间的电流检知装置13和电抗器1。其中，交流电源11是100V，、电抗器1为5-6mH、倍压装置7为350uF、整流装置2为30A/600V的二极管。在所述交流电源11和整流装置2之间并联一桥式整流器3，以及跨接在桥式整流器3的正、负两端的开关装置4，在交流电源11两端并联的零交叉检测装置6、在交流电源11和所述开关装置4之间依次串联有一开关信号生成装置5和一驱动装置12。在交流电源11和所述电抗器1之间串联有电流检知装置13。在开关信号生成装置5和压缩机驱动装置9之间并联有电压保护检测装置14。如图5所示，在交流电源11由负电压变为正电压的零交叉到来后，由于此时的输入电压低于负载电压，在整流装置2中没有电流流过，此时信号生成装置5根据零交叉检测装置6所生成的零交叉信号，产生开关信号并输出到驱动装置12；驱动装置12产生驱动信号来驱动开关装置4。在经过Δt1时间后，开关信号结束；开关装置4闭合时，则电流通过桥式整流器3形成回路，电流流向如图5所示。当开关信号输出一定时间后，交流输入电压大于负载电压，此时的电流流向如图6所示。在开关信号输出Δt2时间后，信号输出结束；等待Δt3时间后，再进行开关控制；输出Δt4时间后，信号输出结束。在进行上述4个时间段的控制过程中，开关信号生成装置5可根据电流检知装置13对于时间的长度和开关的导通比进行动态调节。同时，开关信号生成装置5也根据电压保护检测装置14对于开关的导通比进行动态调节，以保证整个系统工作的稳定性。如图7所示，交流电源11由正电压变为负电压的零交叉到来后，由于此时输入电压低于负载电压，在整流装置2中没有电流流过。此时，信号生成装置5根据零交叉检测装置6所生成的零交叉信号，产生开关信号并输出到驱动装置12。驱动装置12产生驱动信号来驱动开关装置4。在经过Δt1时间后，开关信号结束，开关装置4闭合时，以使电流通过桥式整流器3形成回路，电流流向如图7所示。当开关信号输出一定时间后，交流输入电压大于负载电压时，电流流向又如图8所示。在开关信号输出Δt2时间后，信号输出结束；等待Δt3时间后，再进行开关控制；输出Δt4时间后，信号输出结束。在进行上述4个时间段的控制时，开关信号产生装置5根据电流检知装置13对于时间的长度和开关的导通比进行动态调节；同时，也根据电压保护检测装置14对于开关装置4的导通比进行动态调节，以保证整个系统工作的稳定性。在以上工作过程中，当开关装置4被导通时，由于桥式整流器3形成的回路通过较大的电流，电抗器1中同时也流过较大的电流，则电抗器1中储存了较多的能量。当开关装置4被断本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率因数校正电路，在交流电源（１１）和压缩机（１０）构成的回路中依次并联连接有过零检知装置（６）、整流装置（２）、倍压装置（７）、稳压装置（８）、压机驱动装置（９），以及串联在交流电源（１１）和整流装置（２）之间的电流检知装置（１３）和电抗器（１），其特征在于：在所述交流电源（１１）和整流装置（２）之间并联一桥式整流器（３）和与之相连接的开关装置（４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李敬恩，胡文生，张永利，薛增和，
申请(专利权)人：青岛朗进软件有限公司，
类型：实用新型
国别省市：95[中国|青岛]