專利名稱：有源功率因素校正控制電路及變頻空調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種有源功率因素校正控制電路及變頻空調(diào)器。
背景技術(shù)：
由于變頻空調(diào)器具有噪音低、振動(dòng)小、壽命長以及啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)電流沖擊小的優(yōu)點(diǎn)，使得變頻空調(diào)器的使用量日益增多。變頻空調(diào)器工作時(shí)，其需要通過整流電路將電網(wǎng)的220V交流電整流成310V左右的高壓直流電，然后再將該310V左右的高壓直流電輸送給IPM(Intelligent Power Module，智能功率模塊)逆變成交流電，以供給變頻空調(diào)器的壓縮機(jī)。但是，由于其整流電路中的整流二極管及濾波極性電容的非線性，使得變頻空調(diào)器所輸入的交流電壓與其所輸入的交流電流不同步(存在相位差)。通常情況下，其所輸入的交流電壓與其所輸入交流電流的導(dǎo)通角僅有50 70度左右，從而使得變頻空調(diào)器所輸入的交流電流呈強(qiáng)脈沖狀態(tài)；而該強(qiáng)脈沖狀態(tài)的交流電流反過來又會(huì)影響其所輸入的交流電壓，使得變頻空調(diào)器所輸入的交流電壓產(chǎn)生嚴(yán)重畸變。該畸變的交流電壓和強(qiáng)脈沖狀態(tài)的交流電流將對(duì)變頻空調(diào)器產(chǎn)生嚴(yán)重的電磁干擾及浪涌尖峰干擾，從而影響變頻空調(diào)器的正常使用，而且還將導(dǎo)致電網(wǎng)功率因素的降低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的是提供一種有源功率因素校正控制電路，旨在提高電網(wǎng)的功率因素，以及減少電網(wǎng)對(duì)用電對(duì)象的電磁干擾及浪涌尖峰干擾。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提出一種有源功率因素校正控制電路，包括交流電火線輸入端、交流電零線輸入端、整流橋堆、極性電容、電感、過零檢測(cè)電路、主控芯片、絕緣柵雙極型晶體管IGBT、IGBT驅(qū)動(dòng)電路及整流二極管控制電路，其中所述電感的一端與所述交流電火線輸入端連接，其另一端與所述整流橋堆的第I端連接，所述過零檢測(cè)電路的檢測(cè)輸入端與所述交流電火線輸入端連接，其檢測(cè)輸出端與所述主控芯片連接，所述主控芯片連接于所述過零檢測(cè)電路和所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路之間，所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路連接于所述主控芯片和所述IGBT的柵極之間，所述IGBT的柵極與所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路連接，其漏極及源極與所述整流二極管控制電路連接，所述整流二極管控制電路連接于所述交流電火線輸入端和所述交流電零線輸入端之間，且與所述IGBT連接；所述過零檢測(cè)電路對(duì)所述交流電火線輸入端所輸入交流電壓的過零信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)到的過零信號(hào)輸送給所述主控芯片，所述主控芯片根據(jù)所述過零信號(hào)，在延遲一預(yù)設(shè)時(shí)間后輸出控制信號(hào)給所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路，所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路所述控制信號(hào)控制IGBT的導(dǎo)通或截止，所述整流二極管控制電路在所述IGBT的導(dǎo)通期間內(nèi)對(duì)所述電感進(jìn)行充電。優(yōu)選地，所述整流二極管控制電路包括第一整流二極管、第二整流二極管、第三整流二極管及第四整流二極管，第一整流二極管的陽極與第四整流二極管的陰極連接，且與所述整流橋堆的第I端連接，所述第一整流二極管的陰極與第三整流二極管的陰極連接，且與所述IGBT的漏極連接，第三整流二極管的陽極與第二整流二極管的陰極連接，且與所述交流電零線輸入端連接，第二整流二極管的陽極與第四整流二極管的陽極連接，且與所述IGBT的源極連接。優(yōu)選地，所述極性電容連接于所述整流橋堆的第2端和第4端之間，所述整流橋堆的第3端與所述交流電零線輸入端連接。優(yōu)選地，所述主控芯片輸出的控制信號(hào)為高電平時(shí)，所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路工作，所述IGBT導(dǎo)通，所述電感儲(chǔ)存電能； 所述主控芯片輸出的控制信號(hào)為低電平時(shí)，所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路不工作，所述IGBT 截止，所述電感釋放電能。優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)時(shí)間為5ms。本實(shí)用新型還提出一種變頻空調(diào)器，所述變頻空調(diào)器包括有源功率因素校正控制電路，所述有源功率因素校正控制電路包括交流電火線輸入端、交流電零線輸入端、整流橋堆、極性電容、電感、過零檢測(cè)電路、主控芯片、絕緣柵雙極型晶體管IGBT、IGBT驅(qū)動(dòng)電路及整流二極管控制電路，其中所述電感，一端與所述交流電火線輸入端連接，另一端與所述整流橋堆的第I端連接；所述過零檢測(cè)電路，其檢測(cè)輸入端與所述交流電火線輸入端連接，其檢測(cè)輸出端與所述主控芯片連接，用于對(duì)所述交流電火線輸入端所輸入交流電壓的過零信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)到的所述過零信號(hào)輸送給所述主控芯片；所述主控芯片，連接于所述過零檢測(cè)電路和所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路之間，用于根據(jù)過零檢測(cè)電路檢測(cè)到的所述過零信號(hào)，在延遲一預(yù)設(shè)時(shí)間后輸出控制信號(hào)給所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路；所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路，連接于所述主控芯片和所述IGBT的柵極之間，用于根據(jù)主控芯片輸出的所述控制信號(hào)控制IGBT的導(dǎo)通或截止；所述IGBT，其柵極與所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路連接，其漏極及源極與所述整流二極管控制電路連接；所述整流二極管控制電路，連接于所述交流電火線輸入端和所述交流電零線輸入端之間，且與所述IGBT連接，用于在所述IGBT的導(dǎo)通期間內(nèi)對(duì)所述電感進(jìn)行充電。本實(shí)用新型提出的有源功率因素校正控制電路，通過過零檢測(cè)電路對(duì)交流電火線輸入端所輸入交流電壓的過零信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)到的過零信號(hào)輸送給主控芯片，主控芯片根據(jù)過零檢測(cè)電路檢測(cè)到的過零信號(hào)，在延遲一預(yù)設(shè)時(shí)間后輸出控制信號(hào)給IGBT驅(qū)動(dòng)電路，以控制IGBT的導(dǎo)通或截止，當(dāng)IGBT導(dǎo)通時(shí)，整流二極管控制電路對(duì)與交流電火線輸入端連接的電感進(jìn)行充電。本實(shí)用新型能夠使電路中整流橋堆所輸入交流電流的波形同步于其所輸入交流電壓的波形，提高了電網(wǎng)的功率因素，同時(shí)減少了電網(wǎng)對(duì)用電對(duì)象的電磁干擾及浪涌尖峰干擾，提升了用電對(duì)象的可靠性，保證了用電對(duì)象的正常使用。

[0021]圖I是本實(shí)用新型有源功率因素校正控制電路較佳實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合說明書附圖及具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。圖I是本實(shí)用新型有源功率因素校正控制電路較佳實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型有源功率因素校正控制電路包括交流電火線輸入端ACL、交流電零線輸入端ACN、整流橋堆BDl、極性電容E1、電感LI、過零檢測(cè)電路I、主控芯片2、絕緣柵雙極型晶體管IGBT4、IGBT驅(qū)動(dòng)電路3、整流二極管控制電路5及用電對(duì)象6。具體的，電感LI的一端與交流電火線輸入端ACL連接，電感LI的另一端與整流橋堆BDl的第I端連接。極性電容El連接于整流橋堆BDl的第2端和第4端之間，整流橋堆BDl的第3端與交流電零線輸入端ACN連接。過零檢測(cè)電路I的檢測(cè)輸入端與交流電火線輸入端ACL連接，過零檢測(cè)電路I的檢測(cè)輸出端與主控芯片2連接。過零檢測(cè)電路I用于對(duì)交流電火線輸入端ACL所輸入交流電壓的過零信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)到的過零信號(hào)輸送給主控芯片2。主控芯片2連接于過零檢測(cè)電路I和IGBT驅(qū)動(dòng)電路3之間。主控芯片2用于根據(jù)過零檢測(cè)電路I檢測(cè)到的過零信號(hào)，在延遲一預(yù)設(shè)時(shí)間后輸出控制信號(hào)給IGBT驅(qū)動(dòng)電路
3。其中，本實(shí)施例中該預(yù)設(shè)時(shí)間為5ms。IGBT驅(qū)動(dòng)電路3連接于主控芯片2和IGBT 4的柵極之間。IGBT驅(qū)動(dòng)電路3用于根據(jù)主控芯片2輸出的控制信號(hào)控制IGBT 4的導(dǎo)通或截止。 IGBT 4的柵極G與IGBT驅(qū)動(dòng)電路3連接，IGBT 4漏極C及源極E與整流二極管控制電路5連接。整流二極管控制電路5連接于交流電火線輸入端ACL和交流電零線輸入端ACN之間，且與IGBT 4連接。整流二極管控制電路5用于在IGBT 4的導(dǎo)通期間內(nèi)對(duì)電感LI進(jìn)行充電。本實(shí)用新型實(shí)施例中的整流二極管控制電路5包括第一整流二極管D1、第二整流二極管D2、第三整流二極管D3及第四整流二極管D4。其中，第一整流二極管Dl的陽極與第四整流二極管D4的陰極連接，且與整流橋堆BDl的第I端連接，第一整流二極管Dl的陰極與第三整流二極管D3的陰極連接，且與IGBT 4的漏極C連接，第三整流二極管D3的陽極與第二整流二極管D2的陰極連接，且與交流電零線輸入端ACN連接，第二整流二極管D2的陽極與第四整流二極管D4的陽極連接，且與IGBT 4的源極E連接。本實(shí)用新型實(shí)施例，當(dāng)主控芯片2輸出的控制信號(hào)為高電平時(shí)，IGBT驅(qū)動(dòng)電路3工作，IGBT 4導(dǎo)通，電感LI儲(chǔ)存電能。當(dāng)主控芯片2輸出的控制信號(hào)為低電平時(shí)，IGBT驅(qū)動(dòng)電路3不工作，IGBT 4截止，電感LI釋放電能。具體的，當(dāng)IGBT 4導(dǎo)通時(shí)，且交流電火線輸入端ACL輸入的交流電壓為正半周時(shí)，交流電流的回路為交流電火線輸入端ACL —電感LI —第一整流二極管Dl — IGBT 4 —第二整流二極管D2 —交流電零線輸入端ACN，從而使得電感LI對(duì)電網(wǎng)中的電能進(jìn)行儲(chǔ)存。然而，由于電感LI中的電流不能突變，因此，當(dāng)IGBT 4截止時(shí)，電感LI中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)務(wù)必會(huì)增加電感LI中所減少的電流，從而使得電感LI的輸出端(圖示標(biāo)號(hào)為a)的交流電壓比電感LI輸入端的交流電壓高，若主控芯片2控制IGBT 4的導(dǎo)通時(shí)間越長，則電感LI中儲(chǔ)存的電能就越大，使得電感LI的輸出端的交流電壓就越高，即a點(diǎn)的交流電壓越高。當(dāng)IGBT 4導(dǎo)通時(shí)，且交流電火線輸入端ACL輸入的交流電壓為負(fù)半周時(shí)，交流電流的回路為交流電零線輸入端ACN—第三整流二極管D3 — IGBT4—第四整流二極管D4 —電感LI —交流電火線輸入端ACL，從而使得電感LI對(duì)電網(wǎng)中的電能進(jìn)行儲(chǔ)存，且IGBT 4的導(dǎo)通時(shí)間越長，電感LI中儲(chǔ)存的電能就越大，使得電感LI的輸出端的交流電壓就越高，即a點(diǎn)的交流電壓越高。因此，無論電感LI的輸入端所輸入的交流電壓為正半周還是負(fù)半周，電感LI的輸出端a點(diǎn)的電壓都要比電感LI的輸入端所輸入的交流電壓高，即將電感LI的輸出端a點(diǎn)的交流電壓“抬高”了，a點(diǎn)的電壓=電網(wǎng)電壓+電感LI所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而使得輸入到整流橋堆BDl的電網(wǎng)電壓升高了，從而增加了整流橋堆BDl中整流二極管的導(dǎo)通時(shí)間， 即增加了整流橋堆BDl所輸入交流電流的導(dǎo)通角，使本實(shí)用新型實(shí)施例中整流橋堆BDl所輸入交流電流的波形同步于其所輸入交流電壓的波形，從而減少了電網(wǎng)對(duì)用電對(duì)象6的電磁干擾及浪涌尖峰干擾，并且，還提高了電網(wǎng)的功率因素。本實(shí)用新型通過過零檢測(cè)電路對(duì)交流電火線輸入端所輸入交流電壓的過零信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)到的過零信號(hào)輸送給主控芯片，主控芯片根據(jù)過零檢測(cè)電路檢測(cè)到的過零信號(hào)，在延遲一預(yù)設(shè)時(shí)間后輸出控制信號(hào)給IGBT驅(qū)動(dòng)電路，以控制IGBT的導(dǎo)通或截止，當(dāng)IGBT導(dǎo)通時(shí)，整流二極管控制電路對(duì)與交流電火線輸入端連接的電感進(jìn)行充電。本實(shí)用新型能夠使電路中整流橋堆所輸入交流電流的波形同步于其所輸入交流電壓的波形，提高了電網(wǎng)的功率因素，同時(shí)減少了電網(wǎng)對(duì)用電對(duì)象的電磁干擾及浪涌尖峰干擾，提升了用電對(duì)象的可靠性，保證了用電對(duì)象的正常使用。本實(shí)用新型還提出一種變頻空調(diào)器，該變頻空調(diào)器包括有源功率因素校正控制電路，其有源功率因素校正控制電路的電路結(jié)構(gòu)與上面所述有源功率因素校正控制電路的電路結(jié)構(gòu)相同，此處不再贅述。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種有源功率因素校正控制電路，包括交流電火線輸入端、交流電零線輸入端、整流橋堆及極性電容，其特征在于，還包括電感、過零檢測(cè)電路、主控芯片、絕緣柵雙極型晶體管IGBT, IGBT驅(qū)動(dòng)電路及整流ニ極管控制電路，其中 所述電感的一端與所述交流電火線輸入端連接，其另一端與所述整流橋堆的第I端連接，所述過零檢測(cè)電路的檢測(cè)輸入端與所述交流電火線輸入端連接，其檢測(cè)輸出端與所述主控芯片連接，所述主控芯片連接于所述過零檢測(cè)電路和所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路之間，所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路連接于所述主控芯片和所述IGBT的柵極之間，所述IGBT的柵極與所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路連接，其漏極及源極與所述整流ニ極管控制電路連接，所述整流ニ極管控制電路連接于所述交流電火線輸入端和所述交流電零線輸入端之間，且與所述IGBT連接； 所述過零檢測(cè)電路對(duì)所述交流電火線輸入端所輸入交流電壓的過零信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)到的過零信號(hào)輸送給所述主控芯片，所述主控芯片根據(jù)所述過零信號(hào)，在延遲ー預(yù)設(shè)時(shí)間后輸出控制信號(hào)給所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路，所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路所述控制信號(hào)控制IGBT的導(dǎo)通或截止，所述整流ニ極管控制電路在所述IGBT的導(dǎo)通期間內(nèi)對(duì)所述電感進(jìn)行充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的有源功率因素校正控制電路，其特征在于，所述整流ニ極管控制電路包括第一整流ニ極管、第二整流ニ極管、第三整流ニ極管及第四整流ニ極管，第一整流ニ極管的陽極與第四整流ニ極管的陰極連接，且與所述整流橋堆的第I端連接，所述第一整流ニ極管的陰極與第三整流ニ極管的陰極連接，且與所述IGBT的漏極連接，第三整流ニ極管的陽極與第二整流ニ極管的陰極連接，且與所述交流電零線輸入端連接，第二整流ニ極管的陽極與第四整流ニ極管的陽極連接，且與所述IGBT的源極連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有源功率因素校正控制電路，其特征在于，所述極性電容連接于所述整流橋堆的第2端和第4端之間，所述整流橋堆的第3端與所述交流電零線輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有源功率因素校正控制電路，其特征在于 所述主控芯片輸出的控制信號(hào)為高電平時(shí)，所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路工作，所述IGBT導(dǎo)通，所述電感儲(chǔ)存電能； 所述主控芯片輸出的控制信號(hào)為低電平時(shí)，所述IGBT驅(qū)動(dòng)電路不工作，所述IGBT截止，所述電感釋放電能。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有源功率因素校正控制電路，其特征在干，所述預(yù)設(shè)時(shí)間為.5ms o
6.ー種變頻空調(diào)器，其特征在于，所述變頻空調(diào)器包括權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的有源功率因素校正控制電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種有源功率因素校正控制電路及變頻空調(diào)器，其中有源功率因素校正控制電路包括交流電火線輸入端、交流電零線輸入端、整流橋堆、極性電容、電感、過零檢測(cè)電路、主控芯片、IGBT、IGBT驅(qū)動(dòng)電路及整流二極管控制電路，過零檢測(cè)電路對(duì)交流電火線輸入端所輸入交流電壓的過零信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)到的過零信號(hào)輸送給主控芯片，主控芯片根據(jù)該過零信號(hào)，在延遲一預(yù)設(shè)時(shí)間后輸出控制信號(hào)給IGBT驅(qū)動(dòng)電路，IGBT驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)該控制信號(hào)控制IGBT的導(dǎo)通或截止，整流二極管控制電路在IGBT的導(dǎo)通期間內(nèi)對(duì)電感進(jìn)行充電。本實(shí)用新型提高了電網(wǎng)的功率因素，減少了電網(wǎng)對(duì)用電對(duì)象的電磁干擾及浪涌尖峰干擾。
文檔編號(hào)H02M1/42GK202586739SQ20122013779
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者李巨林 申請(qǐng)人:Tcl空調(diào)器(中山)有限公司