專利名稱：一種變頻空調(diào)單管全控橋功率因數(shù)校正器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及變頻空調(diào)功率因數(shù)校正器，尤其是用在采用PWM技術(shù)的交流變頻或直流變頻空調(diào)升壓型有源單管全控橋功率因數(shù)校正器中的功率電路及校正電路。
背景技術(shù)：
長期以來，采用交直交變頻器作為傳動電源的變頻家用電器，例如采用PWM交流直流變頻技術(shù)的變頻空調(diào)、變頻冰箱和變頻洗衣機等，都采用傳統(tǒng)的不可控整流器作為變頻器的功率前級，負(fù)責(zé)向后級逆變器提供直流電壓，因而不可避免地帶來以下問題(1)輸入電流諧波含量大，造成嚴(yán)重的電網(wǎng)污染；(2)電網(wǎng)利用率下降，被迫加大個別元器件的額定容量；(3)直流回路電壓波動較大，影響后級逆變器的輸出性能；(4)變頻家用電器量大面廣，而且市場前景可觀，其影響將更加嚴(yán)重。這些已經(jīng)引起了世界各國和某些國際權(quán)威組織的高度重視，為了適應(yīng)加入WTO后家電市場運行，國家質(zhì)量監(jiān)督局已經(jīng)下發(fā)文件，要求2003年5月1日起在家用電器領(lǐng)域開始實行3C認(rèn)證，其中就包括相關(guān)的EMC認(rèn)證。滿足EMC認(rèn)證的一個重要方面就是使變頻家用電器向電網(wǎng)注入的諧波電流次數(shù)與含量滿足規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。這樣在較大功率的變頻家用電器中原有的基于不可控整流技術(shù)的AC/DC變換前級方案已經(jīng)不再完全適用，而必須采用功率因數(shù)校正。目前可行的校正方案大體有以下兩種(1)無源校正方案；(1)部分有源校正方案；(2)完全有源校正方案。其中，無源校正方案需要采用昂貴和體積龐大的電感、電容、二極管、諧振電抗器或功率電阻等無源器件，不可避免地帶來許多問題，如(1)為了滿足EMC認(rèn)證，器件參數(shù)過大，使得壓降過大，造成電網(wǎng)電壓利用率大大降低，空調(diào)出力能力降低，直接影響用戶的使用性能；(2)功率因數(shù)校正效果差，低次諧波含量雖然達標(biāo)，但幅值仍然較高。部分有源校正方案的校正效果也較差，需要增加微控制器參與運算，只適用功率小的應(yīng)用場合；完全有源校正方案一般都采用基本的升壓型有源校正方案，校正效果很好，基于這種校正原理又可以派生出多種校正方案，每一種方案又有不同的特點。對于較大功率的校正方案，如果采用基本的升壓型方案，就會造成升壓電感、功率二極管與功率開關(guān)的選擇出現(xiàn)困難，使得附加成本過大，降低消費者的購買熱情。因此，如何選擇獲得最佳電路配置和獲得較好的性價比就成為設(shè)計的關(guān)鍵件環(huán)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是要提供一種新型的單相有源功率因數(shù)校正器，簡稱PFC方案，它可以適用于各種變頻家用空調(diào)，也適用于其他變頻家電，且具有結(jié)構(gòu)簡單的特點。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是一種變頻空調(diào)雙管全控橋功率因數(shù)校正器，它主要包括殼體，裝在殼體內(nèi)的校正器，其特征在于所述的校正器的電路連接關(guān)系為，電源與功率電路的一輸入端連接，功率電路的一輸出端與變頻電路的一端連接，功率電路的另外一個輸入端與調(diào)壓電路的輸出端連接，校正電路的一輸出端與功率電路的又一輸入端連接，功率電路的另一輸出端與校正電路的一輸入端連接；校正電路另一輸出端與故障檢測電路的輸入端連接，故障檢測電路的輸出端與控制電路的輸入端連接，控制電路的一輸出端與調(diào)壓電路的輸入端連接，控制電路的另一輸出端與啟停電路的輸入端連接，啟停電路的輸出端與校正電路的另一輸入端連接。
本實用新型采用單管全控橋整流電路配合交流升壓電感以代替原有基本的升壓型校正功率電路，并將原有的校正控制器經(jīng)過適當(dāng)改造，就可以構(gòu)成新型有源功率因數(shù)校正方案，簡稱PFC，本實用新型中的校正電路具有電流連續(xù)模式、平均電流采樣方式與開關(guān)頻率調(diào)制等技術(shù)效果，此外，本實用新型還且具有結(jié)構(gòu)簡單、功能完善、快速可靠之優(yōu)點。


圖1為本實用新型的電路框圖圖2為本實用新型一實施例的電路圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
本實用新型包括功率電路1、校正電路2、啟停電路3、調(diào)壓電路4和故障檢測電路5，配套部分有控制電路6、單相電源7和變頻電路8。實施中，變頻電路的另一端接地，功率電路有一輸出端分別與校正電路和故障檢測電路的一輸入端連接。所述的功率電路連接關(guān)系為，交流電容C1的兩端分別與耦合電感L1的兩個輸入端相連接，耦合電感L1的兩個輸出端分別與四個橋式連接的二極管的公共端、兩個功率二極管的正端相連接，兩個功率二極管的負(fù)端均與電容C2、電解電容E1、電阻R4、電阻R7的一端連接，橋式連接的二極管D1、二極管D2的正端與電阻R1的一端連接，電阻Rt的一端與功率開關(guān)三極管PS1的基極連接，功率開關(guān)三極管PS1的發(fā)射極與電阻R1、電阻Rt的另一端、電容C2、電解電容E1的另一端、電阻R2、電阻R5的另一端相連接并接地，功率開關(guān)三極管PS1的集電極與橋式連接的二極管D3、二極管D4的負(fù)端連接，電阻R3的一端與電阻R4的另一端連接，電阻R3的另一端與電阻R2的一端連接，電阻R6的一端與電阻R7的另一端連接，電阻R6的另一端與電阻R7的一端連接。功率電路中耦合電感L1的兩個輸出端還分別與校正電路中的電阻R11、電阻R13、電阻R17的公共端、電阻R12、電阻R15、電阻R21、電阻R23的公共端相連，功率開關(guān)三極管PS1的基極與校正電路中的二極管D5的正端、電阻R8的一端連接，橋式連接的二極管D1、二極管D2的正端還與校正電路中的電阻8的一端、校正芯片L4981AB的引腳8以及故障檢測電路中的電阻R35相連，功率電路中電阻R2的一端與校正電路中的校正芯片L4981AB的過壓檢測引腳3連接，功率電路中電阻R5的一端與校正電路中的電阻R27、電容C10的另一端以及校正芯片L4981AB的引腳14，以及調(diào)壓電路中的電容C14、電解電容E3、電阻R33的一端相連。功率電路1中交流電容C1的兩端分別與交流電源7的兩端相連接；∧校正電路2中校正芯片L4981AB的電源引腳15與啟停電路3中R61與R62的公共端相連；∧啟停電路3中電阻R57與光耦OP4引腳1的公共端與控制電路6的啟停引腳OPEN相連；∧調(diào)壓電路4中電阻R31與光耦OP1引腳1的公共端與控制電路6的啟停引腳VREG相連；∧故障檢測電路5中電阻R56與三極管TR1發(fā)射極的公共端與控制電路6的外部中斷XINT1相連；功率電路1、校正電路2、啟停電路3與調(diào)壓電路4中光耦副邊部分、故障檢測電路5光耦原邊部分與變頻電路8共地GND1，即公共端N，控制電路6、啟停電路3與調(diào)壓電路4中光耦原邊部分、故障檢測電路5光耦副邊部分共地GND2，以上安排即構(gòu)成隔離方案。如果將地GND1與地GND2連接起來，則構(gòu)成熱地方案。
本實用新型由于功率電路1采用單管全控橋結(jié)構(gòu)，而帶來許多優(yōu)點(1)升壓電感位于交流側(cè)，為交流耦合電感，因而不必考慮原有位于電感位于整流橋之后電感的直流偏磁問題；(2)引線數(shù)量減少，便于將PFC電路功率模塊化；(3)原有校正電路只需適當(dāng)改動，其他電路無需修改就可以完成PFC功能。模塊化的結(jié)果是安全可靠、成本下降、EMC效果好，而且便于安裝和使用。
功率電路1中，功率開關(guān)PS1滿電源周期，但是FRD1與FRD2、D5與D6每隔半個電源周期切換一次，因此對于同等功率輸出，功率開關(guān)的溫升下降，開關(guān)容量可以適當(dāng)下降；由于交流電感的設(shè)計比較容易，發(fā)熱可以控制，使得電感材料可以利用廉價的鐵氧體、合金粉芯等代替昂貴的各種非晶體材料；電感電流檢測仍然采用分流電阻R1方式，可以降低成本；為了減少損耗，功率二極管FRD1與FRD2選擇反向快速軟恢復(fù)型；校正電路2是基于PFC專用控制芯片L4981A或L4981AD以及外圍電路，根據(jù)該芯片設(shè)計手冊設(shè)計了一套滿足變頻空調(diào)(22機～65機)校正電路的外圍參數(shù)，不僅能夠滿足變頻空調(diào)的寬輸出功率范圍0.2kW～4.0kW和寬輸入電壓范圍90VAC～270VAC工作要求，而且滿足3C認(rèn)證關(guān)于EMC的要求；啟停電路3負(fù)責(zé)接收來自控制電路6啟停引腳OPEN的啟停信號，負(fù)責(zé)啟停和停止校正電路的工作；調(diào)壓電路4負(fù)責(zé)接收來自控制電路6引腳VREG的PWM調(diào)壓信號，最終通過調(diào)節(jié)校正電路2的電壓反饋引腳14的電壓而調(diào)節(jié)校正電路4的驅(qū)動脈沖發(fā)送規(guī)律，從而調(diào)節(jié)功率電路1的輸出直流電壓，由此可以實現(xiàn)變頻空調(diào)直流環(huán)節(jié)的調(diào)壓能力和實現(xiàn)PFC變頻空調(diào)的軟啟停和軟停車功能，不僅可以改善空調(diào)系統(tǒng)性能，而且消除對電網(wǎng)的沖擊；故障檢測電路5負(fù)責(zé)檢測功率電路1中是否出現(xiàn)過流和過壓狀態(tài)以及校正電路中是否出現(xiàn)電源欠壓狀態(tài)，并將有關(guān)信息傳遞至控制電路6，供進一步處理；控制電路6負(fù)責(zé)在條件滿足時發(fā)送啟停信號和調(diào)壓信號，并捕捉故障信號。
綜上所述，本變頻空調(diào)設(shè)計具有多點創(chuàng)新之處，不僅改善了變頻空調(diào)的工況和性能，而且滿足3C認(rèn)證EMC要求，具有性價比高的優(yōu)點，具體表現(xiàn)在以下幾點(1)雙重BOOST PFC功率電路不僅可以實現(xiàn)變頻空調(diào)的有源功率因數(shù)校正，而且能夠大大降低元器件的應(yīng)力和降低功率電路的成本；(2)校正電路2具有非常適應(yīng)的外圍控制參數(shù)，能夠滿足寬輸入電壓與寬輸出功率的要求，而且能夠獲得單位輸入功率因數(shù)；(3)啟停電路3具有簡單和新穎的特點，能夠可靠地啟停與停止校正電路2和功率電路1輸出電壓水平；(4)調(diào)壓電路4同樣具有簡單和新穎的特點，能夠?qū)挿秶卣{(diào)節(jié)PFC功率電路2輸出的直流電壓大小，可以實現(xiàn)軟啟停和軟停車和運行調(diào)壓能力。
下面對本實用新型中的相關(guān)電路并結(jié)合實施例及附圖作進一步的具體說明本實用新型中的功率電路1主要由交流濾波環(huán)節(jié)、升壓交流電感、整流橋、功率開關(guān)、分流電阻、直流濾波環(huán)節(jié)與電壓測量環(huán)節(jié)組成。其中，交流濾波環(huán)節(jié)由C1組成，C1與單相交流電源VS相并聯(lián)；升壓交流電感由耦合電感L1組成，L1連接成差模線圈方式，L1輸入端子1、2與C1形成并聯(lián)；整流橋由兩只共陰極的快速反向恢復(fù)功率二極管FRD1與FRD2、兩只常規(guī)共陽極功率二極管D1與D2組成，四只功率二極管連接成傳統(tǒng)的單相橋結(jié)構(gòu)。FRD1與FRD2的陰極連接構(gòu)成公共端P，D1與D2的陽極連接構(gòu)成公共端N1，F(xiàn)RD1陽極、D1陰極、PS1漏極與L1端子3構(gòu)成一個公共端B1，F(xiàn)RD2陽極、D2陰極、PS2漏極與L1端子4形成另一個公共端B2。另外，公共端R與校正電路2中電阻R15、R21與R23公共端相連，公共端S與校正電路2中電阻R11、R13與R17公共端相連；功率開關(guān)由一只功率IGBT(或MOSFET)PS1組成，其源極與地GND1相連。PS1漏極與D3、D4的陰極相連，PS1源極與校正電路2中電阻R8和二極管D5的陽極相連；電阻RG的一端與PS1的門極G1相連，其另一端接地GND1，分流電阻由R1組成，R1一端連接公共端N1，另一端連接地GND1，公共端N1。
直流濾波環(huán)節(jié)由電容C2、電解電容E1構(gòu)成，C2并聯(lián)于公共端P、N之間，E1正極連接公共端P，E1負(fù)極連接公共端N。
電壓測量環(huán)節(jié)由電阻R2～R7組成，其中R2～R4依次串聯(lián)連接于公共端P與N之間，R2與R3形成一個公共端與校正電路2的過壓檢測引腳3相連。R5～R7依次串聯(lián)連接于公共端P與N之間，R5與R6形成一個公共端與校正電路2的電壓反饋引腳14相連，同時與調(diào)壓電路4中的電阻R33、電容C14、電解電容E14形成的公共端相連。公共端P、N分別與變頻電路8中的正極+和負(fù)極-相連。
其工作原理為，該實用新型中的功率電路1的基本工作原理與傳統(tǒng)升壓PFC的原理相同，描述如下(1)交流電源7正半周接收來自校正電路1的驅(qū)動信號作用在PS1的門極后，PS1導(dǎo)通時，VS1在電感L1作用下短路，L1的電流上升，儲存電能。PS1關(guān)斷時，L1感應(yīng)高壓，將存儲的能量通過FRD1釋放到電解電容E1中。(2)交流電源7負(fù)半周接收來自校正電路1的驅(qū)動信號作用在PS1的門極后，PS1導(dǎo)通，VS1在電感L1作用下短路，L1的反向電流上升，儲存電能。PS1關(guān)斷時，L1反向感應(yīng)高壓，將存儲的能量通過FRD2釋放到電解電容E1中。如此反復(fù)進行，在E1上獲得一個紋波電壓滿足要求的直流電壓，供變頻電路8使用，而變頻電路8在控制電路6的控制下，產(chǎn)生三相PWM線電壓供感應(yīng)電動機旋轉(zhuǎn)使用，驅(qū)動負(fù)載壓縮機工作。同時使電源1的輸入電流波形為正弦波形，而且與輸入電壓同步，實現(xiàn)接近于1的功率因數(shù)。電容C起到輸入電流濾波作用和差模干擾抑制作用，電容C2起到降低直流回路電壓突變的作用。另外，在正常工作時，功率電路1要向校正電路2提供輸入電流參考波形，這部分由L1后級的兩條引線通過將電源電壓引入校正電路2而完成。同時功率電路1要向校正電路2提供輸出的直流電壓過壓信號和電壓反饋信號，二信號分別由電阻R2與R5的引出電壓提供。另外，功率電路1還要向校正電路2提供過流信號，該信號由電阻R1的引出電壓提供。
實用新型中校正電路2主要由控制芯片L4981AB及其周圍控制電路組成。其中L4981AB為升壓式PFC核心控制芯片，共計20個引腳，主要采用連續(xù)電流工作模式與平均電流采樣方式的工作原理，L4981A采用固定開關(guān)頻率，L4981B采用調(diào)制開關(guān)頻率；校正芯片IC1為L4981AL4981B，L4981AB的信號地為10腳，電源地為1腳，信號地與電源地均與GND1相連。電源為19腳，額定電壓為+15VDC；電源欠壓檢測為引腳15；同步環(huán)節(jié)由電阻R11與R12組成，R11與R12的各一端分別與公共端B1和B2相連，另一端均于L4981AB的引腳16相連；交流輸入環(huán)節(jié)由電阻R13～R15與電容C3組成，R14、R16與C3形成一個公共端并與引腳4相連，R11與R12串聯(lián)后一端與公共端B2相連，另一端與引腳4相連。R15與R16串聯(lián)后一端與公共端B2相連，另一端與引腳4相連。C3一端與地GND1相連，另一端與引腳4相連；有效值環(huán)節(jié)由電阻R16～R20、電容C3～C6組成，R17～R19串聯(lián)后與C1、R20并聯(lián)后的一端與引腳7相連，C1、R20并聯(lián)后的另一端連接于地GND1。R21、R22與C5串聯(lián)后一端與公共端B1相連，另一端與地GND1相連。R23、R24與C6串聯(lián)后一端與公共端B1相連，另一端與地GND1相連，另外R24與C6的公共端與電源+15VDC相連；電源環(huán)節(jié)由電容C7與E2組成，C7與E2并聯(lián)后一端與引腳19相連，另一端與引腳1相連；驅(qū)動環(huán)節(jié)由電阻R8、二極管D5組成。R8與D5并聯(lián)后D5的陽極端接功率電路1中的PS1的門極，另一陰極端與IC1 L4981AB的引腳20相連；過流檢測環(huán)節(jié)由R28、R29與C11組成，R28一端與引腳8相連，另一端與引腳2相連。R29一端與引腳2相連，另一端與引腳11相連。C11一端與引腳6相連，另一端接地GND1。C11一端與引腳6相連，另一端接地GND1。引腳11與引腳6相連，引腳11輸出參考電壓+5.1VDC；振蕩環(huán)節(jié)由R30、C12組成，R30一端與引腳17相連，另一端連接GND1。C12一端與引腳18相連，另一端連接GND1；軟啟停環(huán)節(jié)由電容C13組成，C13一端與引腳12相連，另一端連接GND1。引腳12與故障檢測電路5中R47相連；過壓檢測環(huán)節(jié)由引腳3組成，引腳3與功率電路1中R2、R3的公共端相連；電壓調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)由電阻R7與C10組成，R7與C10并聯(lián)后一端與引腳13相連，另一端與引腳14相連；電流調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)由電阻R25、R26、C8與C9組成，R25與C9并聯(lián)后一端與C8相連，另一端引腳9和R26的一端相連，C8的另一端連接引腳5，R26的另一端連接GND1。
其工作原理為如果啟停電路3發(fā)送來啟動信號，使L4981AB引腳15獲得啟動電平后，在接受功率電路1提供的交流電流參考波形、電壓反饋型號、過流信號、過壓信號基礎(chǔ)上，校正芯片L4981AB經(jīng)過片內(nèi)運算產(chǎn)生一個最終的驅(qū)動信號，驅(qū)動信號做均流之后，送入功率電路1驅(qū)動功率器件PS1與PS2。同時啟停電路3還負(fù)責(zé)過流故障時自動關(guān)閉PWM驅(qū)動信號，而且+15VDC電源欠壓與輸出直流電壓過壓時迫使L4981AB引腳12處于低電平狀態(tài)，為故障檢測電路5提供過流與欠壓過壓信號。
實用新型中的啟停電路3主要由光耦OP4及其外圍器件組成。其中光耦OP4的原級引腳1與電阻R57的一端相連，并與控制電路6的調(diào)壓引腳VREG相連。光耦OP4的原級引腳2與電阻R58的一端相連，R58與R57的另一端連接地GND2；光耦OP4的次級引腳3與電阻R59的一端和PNP三極管TR2的基極相連，光耦OP4的次級引腳4與電阻R60的一端與電源+15VDC相連；電阻R60的另一端與電阻R61的一端和三極管TR2的發(fā)射極相連，R61的另一端與電阻R62的一端相連構(gòu)成一個公共端與校正電路2的引腳15相連，R62與R59的另一端、TR2的集電極均接地GND1。
其工作原理為如果控制電路6引腳VREG發(fā)送一個低電光耦平OP4原級截止，迫使電阻R62輸出一個較低電平小于L4981AB內(nèi)部規(guī)定的欠壓限值，L4981AB不能工作，始終發(fā)出關(guān)斷信號。如果控制電路6引腳VREG發(fā)送一個高電平OP4原級導(dǎo)通，迫使電阻R62輸出一個較高電平大于L4981AB內(nèi)部規(guī)定的欠壓限值，L4981AB才可能工作，發(fā)出驅(qū)動信號。該機構(gòu)確保整個系統(tǒng)上電瞬間校正電路不工作，功率電路處于自然整流狀態(tài)，避免系統(tǒng)遭到?jīng)_擊而破壞。
實用新型中的調(diào)壓電路4主要由光耦OP1及其外圍器件組成。其中光耦OP1的原級引腳1與電阻R31的一端相連，并與控制電路6的調(diào)壓引腳OPEN相連。光耦OP4的原級引腳2與電阻R31的另一端相連并連接地GND2；光耦OP1的原級引腳4與電阻R31的一端相連，R31的另一端與電容C14和電解電容E3的陽極相連后與功率電路1的電阻R5、R6的公共端相連，光耦OP1的原級引腳4、C14的另一端與E3的陰極接地GND1。
其工作原理為接收來自控制電路7的不同占空比的PWM調(diào)壓信號后，改變功率電路1中電阻R5的兩端的等效電阻，使得電解電容E3端電壓隨著占空比的改變而改變，從而改變校正電路2中L4981AB的引腳14的調(diào)壓電壓信號大小，最終由L4981AB經(jīng)過運算后改變PWM驅(qū)動信號的占空比而實現(xiàn)調(diào)壓功能。
實用新型中的故障檢測電路5主要由過流檢測、欠壓過壓檢測環(huán)節(jié)和虛連檢測構(gòu)成，其中過流檢測環(huán)節(jié)包括電阻R34～R46、二極管D5、放大器AM1～AM2、比較器AM4、光耦OP2和電容C15～C16組成。AM1的同相輸入端與R34的一端相連，R34的另一端接地GND1。AM1的反相輸入端與R35、R36的一端相連，R35的另一端與校正電路2的L4981AB的引腳8相連，R36的另一端、R37的一端均與AM1的輸出端相連。R37的另一端與C15和R38的一端相連，C15的另一端與AM2的輸出端相連，R38的另一端、C16的一端與AM2的同相輸入端相連，C16的另一端接地GND1。AM2的反相輸入端與R39、R40的一端相連，R39的另一端與AM2的輸出端相連，R40的另一端連地GND1。R41的一端與AM2的輸出端相連，另一端與AM4的同相輸入端相連。R43的一端與電源+15VDC相連，另一端與R42、R44的一端相連，R42的另一端與AM4的反向輸入端相連，R44的另一端接地GND1。R45的一端與AM4的輸出端相連，另一端與OP2的引腳2相連，OP2的引腳1連接+15VDC。R46的一端與+5VDC相連，另一端與OP2的引腳4、D5的陽極相連，OP2的引腳3接地GND2；欠壓過壓檢測環(huán)節(jié)包括電阻R47～R54、二極管D6、放大器AM3、比較器AM5、光耦OP3組成。AM3的同相輸入端與R47的一端相連，R47的另一端與校正電路2的L4981AB的引腳12相連，AM3的反相輸入端以輸出端相連后與電阻R48的一端相連，R48的另一端接地GND1。R51的一端與AM3的輸出端相連，另一端與AM5的反向輸入端相連。R49的一端與電源+15VDC相連，另一端與R50、R52的一端相連，R52的另一端與AM5的同相輸入端相連，R50的另一端接地GND1。R53的一端與AM4的輸出端相連，另一端與OP3的引腳2相連，OP3的引腳1連接+15VDC。R54的一端與+5VDC相連，另一端與OP3的引腳4、D6的陽極相連，OP3的引腳3接地GND2；虛連檢測包括電阻R55～R56、電容C17～C18、NPN三極管TR1組成，R55的一端、C17的一端、TR1的集電極相連后與D5、D6的陰極相連，R55的另一端與TR1的集電極一起連接+5VDC，C17的另一端接地GND2。C18與R56并聯(lián)后一端與TR1的發(fā)射極相連后與控制電路6的引腳INT1，另一端接地GND2。
其工作原理為(1)如果出現(xiàn)欠壓過壓故障，校正電路2中L4981AB的引腳12電壓下降為零左右，經(jīng)過故障檢測電路5中放大器AM3電壓跟隨后和比較器AM5比較后光耦OP3導(dǎo)通，這樣NPN三極管TR1截止，發(fā)射極輸出一個低電平送至控制電路6引腳INT1，引起故障中斷，在中斷服務(wù)子程序中，立即由引腳OPEN發(fā)出低電平，關(guān)閉啟停電路3，關(guān)閉校正電路2。如果不出現(xiàn)欠壓過壓故障，校正電路2中L4981AB的引腳12電壓為高電平，經(jīng)過故障檢測電路5中放大器AM3電壓跟隨后和比較器AM5比較后光耦OP3導(dǎo)通，這樣NPN三極管TR1導(dǎo)通，發(fā)射極輸出一個高電平送至控制電路6引腳INT1，不引起故障中斷，不關(guān)閉校正電路2；(2)如果出現(xiàn)過流故障，校正電路2中L4981AB的引腳8電壓增大到一定限值，該信號送至故障檢測電路5的電阻R35的輸入端，經(jīng)過放大器AM1的跟隨之后，該信號經(jīng)過AM2構(gòu)成的兩階濾波器之后，送入比較器AM4，比較后光耦OP3導(dǎo)通，這樣NPN三極管TR1截止，發(fā)射極輸出一個低電平送至控制電路6引腳INT1，引起故障中斷，在中斷服務(wù)子程序中，立即由引腳OPEN發(fā)出低電平，關(guān)閉啟停電路3，關(guān)閉校正電路2。如果不出現(xiàn)過流故障，校正電路2中L4981AB的引腳8電壓小于一定限值，該信號送至故障檢測電路5的電阻R35的輸入端，經(jīng)過放大器AM1的跟隨之后，該信號經(jīng)過AM2構(gòu)成的兩階濾波器之后，送入比較器AM4，比較后光耦OP3截止，這樣NPN三極管TR1導(dǎo)通，發(fā)射極輸出一個高電平送至控制電路6引腳INT1，不引起故障中斷，不關(guān)閉校正電路2。
本實用新型的上述電阻R1～R30應(yīng)該為高精度(1％)電阻，電容C3～C13的參數(shù)應(yīng)該為高精度(1％)電容，由于在原有變頻空調(diào)電路中增加了功率因數(shù)校正(PFC)部分，包括采用功率電路1、效正電路2、啟停電路3、調(diào)壓電路4和故障檢測電路5。由于功率電路中功率器件結(jié)合在整流橋中，使得功率電路結(jié)構(gòu)簡化，更加便于功率集成和縮減體積，而升壓電感位于交流側(cè)，使得升壓電感的設(shè)計更加簡單，不必考慮直流偏磁問題，有利于磁芯材料的選擇和電感設(shè)計。啟停電路可以按需要啟動和停止校正電路工作，調(diào)壓電路可以任意調(diào)節(jié)直流環(huán)節(jié)輸出電壓水平，并具有軟啟動和軟停車功能。故障環(huán)節(jié)能夠準(zhǔn)確檢測功率電路電壓與電流的狀態(tài)，并反饋給控制電路。所有這些功能均能夠受控于控制電路，因而具有校正性能良好、功能全面、結(jié)構(gòu)新穎、安全可靠，總體性價比高的優(yōu)點，適用于各種變頻空調(diào)的功率因數(shù)校正，具有推廣價值。
權(quán)利要求1.一種變頻空調(diào)單管全控橋功率因數(shù)校正器，它主要包括殼體，裝在殼體內(nèi)的校正器，其特征在于所述的校正器的電路連接關(guān)系為，電源與功率電路的一輸入端連接，功率電路的一輸出端與變頻電路的一端連接，功率電路的另外一個輸入端與調(diào)壓電路的輸出端連接，校正電路的一輸出端與功率電路的又一輸入端連接，功率電路的另一輸出端與校正電路的一輸入端連接；校正電路另一輸出端與故障檢測電路的輸入端連接，故障檢測電路的輸出端與控制電路的輸入端連接，控制電路的一輸出端與調(diào)壓電路的輸入端連接，控制電路的另一輸出端與啟停電路的輸入端連接，啟停電路的輸出端與校正電路的另一輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻空調(diào)單管全控橋功率因數(shù)校正器，其特征在于變頻電路的另一端接地，功率電路有一輸出端分別與校正電路和故障檢測電路的一輸入端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種變頻空調(diào)單管全控橋功率因數(shù)校正器，其特征在于所述的功率電路連接關(guān)系為，交流電容(C1)的兩端分別與耦合電感(L1)的兩個輸入端相連接，耦合電感(L1)的兩個輸出端分別與四個橋式連接的二極管的公共端、兩個功率二極管的正端相連接，兩個功率二極管的負(fù)端均與電容(C2)、電解電容(E1)、電阻(R4)、電阻(R7)的一端連接，橋式連接的二極管(D1)、二極管(D2)的正端與電阻(R1)的一端連接，電阻(Rt)的一端與功率開關(guān)三極管(PS1)的基極連接，功率開關(guān)三極管(PS1)的發(fā)射極與電阻(R1)、電阻(Rt)的另一端、電容(C2)、電解電容(E1)的另一端、電阻(R2)、電阻(R5)的另一端相連接并接地，功率開關(guān)三極管(PS1)的集電極與橋式連接的二極管(D3)、二極管(D4)的負(fù)端連接，電阻(R3)的一端與電阻(R4)的另一端連接，電阻(R3)的另一端與電阻(R2)的一端連接，電阻(R6)的一端與電阻(R7)的另一端連接，電阻(R6)的另一端與電阻(R7)的一端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種變頻空調(diào)單管全控橋功率因數(shù)校正器，其特征在于功率電路中耦合電感(L1)的兩個輸出端還分別與校正電路中的電阻(R11)、電阻(R13)、電阻(R17)的公共端、電阻(R12)、電阻(R15)、電阻(R21)、電阻(R23)的公共端相連，功率開關(guān)三極管(PS1)的基極與校正電路中的二極管(D5)的正端、電阻(R8)的一端連接，橋式連接的二極管(D1)、二極管(D2)的正端還與校正電路中的電阻(R8)的一端、校正芯片(L4981AB的引腳8)以及故障檢測電路中的電阻(R35)相連，功率電路中電阻(R2)的一端與校正電路中的校正芯片(L4981AB的過壓檢測引腳3)連接，功率電路中電阻(R5)的一端與校正電路中的電阻(R27)、電容(C10)的另一端、校正芯片(L4981AB的引腳14)，以及調(diào)壓電路中的電容(C14)、電解電容(E3)、電阻(R33)的一端相連。
專利摘要本實用新型涉及一種變頻空調(diào)雙管全控橋功率因數(shù)校正器，其特征為電源與功率電路的一輸入端連接，功率電路的一輸出端與變頻電路的一端連接，功率電路的另外一個輸入端與調(diào)壓電路的輸出端連接，校正電路的一輸出端與功率電路的又一輸入端連接，功率電路的另一輸出端與校正電路的一輸入端連接；校正電路另一輸出端與故障檢測電路的輸入端連接，故障檢測電路的輸出端與控制電路的輸入端連接，控制電路的一輸出端與調(diào)壓電路的輸入端連接，控制電路的另一輸出端與啟停電路的輸入端連接，啟停電路的輸出端與校正電路的另一輸入端連接。本實用新型中的校正電路具有電流連續(xù)模式、平均電流采樣方式與開關(guān)頻率調(diào)制等技術(shù)效果，還具有結(jié)構(gòu)簡單、功能完善、快速可靠之優(yōu)點。
文檔編號H02M7/48GK2713725SQ20042002318
公開日2005年7月27日 申請日期2004年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月28日
發(fā)明者楊喜軍, 孫承波, 榮亦成 申請人:上海新源變頻電器股份有限公司