本發(fā)明涉及交流電機控制領域,尤其涉及交流電機調速電路及空調器。
背景技術:
目前的一種交流電機調速電路如圖1所示,交流電源的L或N線串聯(lián)交流電機,輸入到整流模塊,整流模塊的兩個輸出端回路中串聯(lián)電子開關K1,同時電機兩端并聯(lián)另一電子開關K2,MCU輸出PWM(脈寬調制)信號控制電子開關K1的導通和截止,當K1導通時,交流電源通過交流電機、整流模塊、K1形成電流通路以為交流電機提供工作電流,當K1關閉時,MCU控制K2導通,對K1關閉時在交流電機繞組上產生的感應電動勢進行續(xù)流泄放,MCU通過此控制方式實現(xiàn)交流電機的調速,此電路存在以下缺陷:
第一:需要單獨的電子開關K2實現(xiàn)交流電機的電能續(xù)流,由于電子開關K2由大功率的開關管構成,需要增加成本因此導致成本偏高。
第一:在控制時需要考慮K1和K2開關時的死區(qū)時間,即K1關到K2開以及K2關到K1開的時間,在死區(qū)時間內很容易在電機繞組線圈兩端和電子開關K1兩端產生高電壓及較大的高頻電磁噪聲,易損耗電子開關K1和K2的開關管,同時降低電路的EMC性能。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的主要目的在于提供一種交流電機調速電路及空調器,目的在于解決現(xiàn)有的交流電機調速電路存在成本偏高以及控制異常導致電路器件損壞的問題。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供的一種交流電機調速電路,所述交流電機調速電路包括交流輸入端、第一整流模塊、負載、第二整流模塊、開關模塊、第一續(xù)流模塊、第二續(xù)流模塊及MCU;
所述第一整流模塊對所述交流輸入端輸入的交流電源的交流電進行整流后輸出直流電,所述第一整流模塊的兩輸出端連接直流母線,以為負載工作提供電源;
所述第二整流模塊對所述交流輸入端輸入的交流電源的交流電進行整流后輸出直流電,所述第二整流模塊的兩輸出端連接開關模塊,為開關模塊工作提供電源;
所述開關模塊的在所述MCU的控制下實現(xiàn)開關狀態(tài)切換,由所述交流電源、所述第二整流模塊和所述開關模塊組成所述交流電機的供電電路,并在所述開關模塊導通時,所述交流電源的交流電流經所述交流電機的供電電路以為所述交流電機供電;
所述第一續(xù)流模塊和第二續(xù)流模塊包括輸入和輸出端,所述第一續(xù)流模塊和第二續(xù)流模塊為單向傳導,電流從所述第一續(xù)流模塊或第二續(xù)流模塊的輸入端輸入,從所述第一續(xù)流模塊或第二續(xù)流模塊的輸出端輸出;在所述開關模塊截止時,所述交流電機的繞組線圈上產生的感應電動勢通過續(xù)流回路進行續(xù)流泄放,構成所述續(xù)流回路的電路包括所述第一續(xù)流模塊或所述第二續(xù)流模塊、所述第一整流模塊和所述負載;所述第一續(xù)流模塊的輸入端和所述第二續(xù)流模塊的輸出端連接所述交流電機的供電電路,所述第一續(xù)流模塊的輸出端和所述第二續(xù)流模塊的輸入端連接所述直流母線,所述第一續(xù)流模塊的輸入端連接所述第二整流模塊的輸出端正極,所述第一續(xù)流模塊的輸出端連接所述第一整流模塊輸出端正極;所述第二續(xù)流模塊的輸入端連接所述第一整流模塊輸出端負極,所述第二續(xù)流模塊的輸出端連接所述第二整流模塊的輸出端負極。
優(yōu)選的,所述交流電機調速電路還包括第一PFC模塊;
所述第一PFC模塊串聯(lián)在所述交流輸入端和所述第一整流模塊之間,以為所述第一整流模塊輸出的直流電壓進行功率因素校正。
優(yōu)選的,所述交流電機調速電路還包括第二PFC模塊;
所述第二PFC模塊通過所述直流母線串聯(lián)在所述第一整流模塊和負載之間,以為所述第一整流模塊輸出的直流電壓進行功率因素校正。
優(yōu)選的,所述第一續(xù)流模塊的輸入端連接所述第二PFC模塊輸出端負極,所述第一續(xù)流模塊的輸出端連接所述第二整流模塊的輸出端負極;
所述第二續(xù)流模塊的輸入端連接所述第二整流模塊的輸出端正極,所述第二續(xù)流模塊的輸出端連接所述第二PFC模塊輸出端正極。
優(yōu)選的,所述第一續(xù)流模塊的輸入端連接所述第一整流模塊輸出端負極,所述第一續(xù)流模塊的輸出端連接所述第二整流模塊的輸出端負極;
所述第二續(xù)流模塊的輸入端連接所述第二整流模塊的輸出端正極,所述第二續(xù)流模塊的輸出端連接所述第二PFC模塊輸出端正極。
優(yōu)選的,所述交流電機調速電路還包括濾波模塊;
所述濾波模塊通過所述直流母線串聯(lián)在所述第一整流模塊和負載之間,以為所述第一整流模塊輸出的直流電壓進行平滑濾波。
優(yōu)選的,所述第一續(xù)流模塊包括第一二極管,所述第二續(xù)流模塊包括第二二極管;
所述第一二極管的陽極為所述第一續(xù)流模塊輸入端,所述第一二極管的陰極為所述第一續(xù)流模塊輸出端;
所述第二二極管的陽極為所述第二續(xù)流模塊輸入端,所述第二二極管的陰極為所述第二續(xù)流模塊輸出端。
優(yōu)選的,所述交流電機調速電路還包括第一電容;
所述第一電容的兩端分別連接所述第一續(xù)流模塊輸出端和所述第二續(xù)流模塊輸入端。
優(yōu)選的,所述開關模塊包括第一開關單元和第一RC吸收單元;
所述第一開關單元實現(xiàn)開關模塊的開關切換;
所述第一RC吸收單元并聯(lián)于所述第一開關單元兩端,用于吸收所述第一開關單元開關切換時在所述第一開關單元兩端和所述交流電機的主繞組兩端產生的高電壓。
優(yōu)選的,所述第一RC吸收單元包括第二電容和第二電阻;
所述第二電容的一端連接第二電阻的一端,所述第二電容的另一端連接所述第一開關單元的一端,所述第二電阻的另一端連接所述第一開關單元的另一端。
優(yōu)選的,所述交流電機調速電路還包括第二RC吸收模塊;
所述第二RC吸收模塊并聯(lián)于所述交流電機組主繞組兩端,用于吸收所述開關模塊開關切換時在所述交流電機的主繞組兩端和所述開關模塊兩端產生的高電壓。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明還提供一種空調器,所述空調器包括所述的交流電機調速電路。
本發(fā)明實施例提供的交流電機調速電路通過第一續(xù)流模塊50或第二續(xù)流模塊為交流電機繞組線圈上存儲電能提供續(xù)流回路,且其續(xù)流回路通過電路中現(xiàn)有的整流模塊和負載,不需要額外增加電子開關續(xù)流,其第一續(xù)流模塊和第二續(xù)流模塊由具備單向傳導功能的器件構成,因此能大幅降低成本,且在續(xù)流時不需要MCU的控制,其完全由簡單的硬件電路實現(xiàn),因此工作的可靠性高,避免了現(xiàn)有技術中控制導致器件損壞問題,改善電流的EMC性能。
附圖說明
圖1為現(xiàn)有技術的交流電機調速電路模塊結構圖;
圖2為本發(fā)明交流電機調速電路第一實施例的模塊結構圖;
圖3為本發(fā)明交流電機調速電路第一實施例的續(xù)流回路示意圖;
圖4為本發(fā)明交流電機調速電路第一實施例的另一續(xù)流回路示意圖;
圖5為本發(fā)明交流電機調速電路第二實施例的電路結構圖;
圖6為本發(fā)明交流電機調速電路第三實施例的模塊結構圖;
圖7為本發(fā)明交流電機調速電路第三實施例的電路結構圖;
圖8為本發(fā)明交流電機調速電路第三實施例的另一模塊結構圖;
圖9為本發(fā)明交流電機調速電路第三實施例的另一電路結構圖;
圖10為本發(fā)明交流電機調速電路第四實施例的模塊結構圖
圖11為本發(fā)明交流電機調速電路第四實施例的電路結構圖;
圖12為本發(fā)明交流電機調速電路第五實施例的模塊結構圖;
圖13為本發(fā)明交流電機調速電路第五實施例的電路結構圖;
圖14為本發(fā)明交流電機調速電路第六實施例的模塊結構圖;
圖15為本發(fā)明交流電機調速電路第六實施例的電路結構圖。
具體實施方式
下面詳細描述本發(fā)明的實施例,所述實施例的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的,旨在用于解釋本發(fā)明,而不能理解為對本發(fā)明的限制。
參照圖2,圖2為本發(fā)明第一實施例提供的交流電機調速電路模塊結構圖,為了便于說明,僅示出了與本發(fā)明實施例相關的部分,詳述如下:
本發(fā)明實施例提供的交流電機調速電路包括交流輸入端、第一整流模塊10、負載20、第二整流模塊30、開關模塊40、第一續(xù)流模塊50、第二續(xù)流模塊60及MCU70。
第一整流模塊10對交流輸入端輸入的交流電源的交流電進行整流后輸出直流電,第一整流模塊10的兩輸出端連接直流母線,以為負載20工作提供電源,這里第一整流模塊10可以是分立的全橋整流電路或者集成的整流橋堆模塊,第一整流模塊10包括兩個交流輸入端,以及直流輸出端正極和直流輸出端負極。
第二整流模塊30對交流輸入端輸入的交流電源的交流電進行整流后輸出直流電,第二整流模塊30的兩輸出端連接開關模塊,為開關模塊工作提供電源,第二整流模塊30包括兩個交流輸入端,以及直流輸出端正極和直流輸出端負極,這里第二整流模塊30可以是分立的全橋整流電路或者集成的整流橋堆模塊。
第一續(xù)流模塊50和第二續(xù)流模塊60包括輸入和輸出端,第一續(xù)流模塊50和第二續(xù)流模塊60為單向傳導,電流從第一續(xù)流模塊50或第二續(xù)流模塊60的輸入端輸入,從第一續(xù)流模塊50或第二續(xù)流模塊60的輸出端輸出;第一續(xù)流模塊50的輸入端和第二續(xù)流模塊60的輸出端連接上述交流電機的供電電路,第一續(xù)流模塊50的輸出端和第二續(xù)流模塊60的輸入端連接直流母線,具體的第一續(xù)流模塊50的輸入端連接第二整流模塊30的輸出端正極,第一續(xù)流模塊50的輸出端連接第一整流模塊10輸出端正極;第二續(xù)流模塊60的輸入端連接第一整流模塊10輸出端負極,第二續(xù)流模塊60的輸出端連接第二整流模塊30的輸出端負極。
當開關模塊40截止時,交流電機80的繞組線圈上產生的感應電動勢通過續(xù)流回路進行續(xù)流泄放,構成續(xù)流回路的電路包括第一續(xù)流模塊50或第二續(xù)流模塊60、第一整流模塊10和負載20。續(xù)流回路中的電流除了經過上述第一續(xù)流模塊50或第二續(xù)流模塊60、第一整流模塊10和負載20,還可以經過其他電路如第二整流模塊30,需要說明的是,由于經過交流電機80的交流電流從交流輸入端L線出發(fā)和交流輸入端N線出發(fā)兩種方向,因此在開關模塊截止時交流電機80繞組線圈上產生的感應電動勢極性由其線圈中通過的交流電流方向的不同而不同,因不同的感應電動勢極性對應的續(xù)流回路是不同的,如圖3所示,當交流電方向從輸入端L線出發(fā)時,其電流方向是交流電機80的B接線端流向A接線端,此時當開關模塊40截止時,其交流電機80繞組線圈上產生的感應電動勢方向是B端為負,A端為正,此時其對感應電動勢進行續(xù)流泄放的回路電流方向具體如圖3中虛線部分所示,其中箭頭方向為電流方向,其回路具體為:從交流電L線出發(fā)經過第一整流模塊10并從第一整流模塊10的輸出端正極輸出、直流母線正極、負載20、直流母線負極、第二續(xù)流模塊60、第二整流模塊30的輸出端負極輸入到近電機80的一輸入端輸出、電機80最后回到交流電N線,即感應電動勢通過此回路進行續(xù)流泄放,在此續(xù)流回路中通過電機80電流方向與開關模塊40截止前通過電機80電流方向相同,因此此回路中的電流對感應電動勢起到續(xù)流泄放作用。而當交流電方向從輸入端N線出發(fā)時,其電流方向是交流電機80的A接線端流向B接線端,如圖4所示,此時當開關模塊40截止時,其交流電機80繞組線圈上產生的感應電動勢方向是A端為負,B端為正,此時其對感應電動勢進行續(xù)流泄放的回路電流具體如圖4中虛線部分所示,其中箭頭方向為電流方向,其回路具體為:從交流電N線出發(fā)經過電機80、第二整流模塊30的一輸入端輸入輸出正極輸出、第一續(xù)流模塊50、直流母線正極、負載20、直流母線負極、第一整流模塊10的輸出的負極輸入L線的輸入端輸出回到交流電L線,在此續(xù)流回路中通過電機80電流方向與開關模塊40截止前通過電機80電流方向也相同,因此此回路中的電流對感應電動勢起到續(xù)流泄放作用。由于第一續(xù)流模塊和第二續(xù)流模塊是單向傳導作用,才能分別對上述不同極性的感應電動勢形成不同的續(xù)流回路對感應電動勢進行續(xù)流泄放,保證了電機的正常工作;同時,其單向傳導還起到隔離作用,保證在開關模塊40導通對電機80進行供電時,從第一整流模塊10輸出的直流高壓不會串入到開關模塊中使得開關模塊無法正常工作,即起到隔離第一整流模塊10輸出的直流電壓作用。
上述交流電機調速電路中,第一整流模塊10和負載20還構成現(xiàn)有的控制電路的一部分,如對空調器而言,空調器的控制電路中,負載20可以包括壓縮機驅動電路和壓縮機負載構成的電路,第一整流模塊10輸出直流電壓通過直流母線為負載20提供工作電源。本發(fā)明實施例提供的交流電機調速電路,通過MCU70輸出高速的開關信號(如頻率在10-30KHz)控制開關模塊40進行開關狀態(tài)切換,在開關模塊40導通時為交流電源為電機80供電,在開關模塊40截止時,通過包括由第一續(xù)流模塊50或第二續(xù)流模塊60組成的續(xù)流回路對交流電機80的繞組線圈上產生的感應電動勢進行續(xù)流泄放,MCU70通過改變開關信號一個周期中導通開門模塊40的時間長短,實現(xiàn)對電機80的調速,而在一個周期中開門模塊40關閉時,由于開關信號的頻率高,會在交流電機80上產生感應電動勢,因此需要在一個開關信號周期結束前將此感應電動勢泄放掉,才能保證電機80的正常工作。
本發(fā)明實施例提供的交流電機調速電路通過第一續(xù)流模塊50和第二續(xù)流模塊60為交流電機80繞組線圈上產生的感應電動勢提供續(xù)流回路,且其續(xù)流回路由第一續(xù)流模塊50或第二續(xù)流模塊60參與并通過控制電路中現(xiàn)有的第一整流模塊20和負載20對上述感應電動勢進行續(xù)流泄放,不需要額外增加電子開關續(xù)流,其第一續(xù)流模塊50和第二續(xù)流模塊60由具備單向傳導功能的器件構成,因此能大幅降低成本,且在續(xù)流時不需要MCU的控制,其完全由簡單的硬件電路實現(xiàn),因此工作的可靠性高,避免了現(xiàn)有技術中控制導致器件損壞問題,改善電流的EMC性能。
參照圖5,圖5為本發(fā)明交流電機調速電路第二實施例的電路結構圖,為了便于說明,僅示出了與本發(fā)明實施例相關的部分,具體如下:
第一整流模塊10由整流橋堆DR1組成,對交流輸入端輸入的交流電源的交流電進行整流后輸出直流電;
負載20為直流負載,包括常用的直流供電的負載如直流工作的電機,直流負載也可以是直流供電的具體電路,不是單純的負載,如開關電源電路、電機驅動電路等。
第二整流模塊30由四個二極管FD1-FD4組成,包括兩個輸入端和輸出端正極和輸出端負極,其中二極管FD1的陽極和二極管FD2陰極連接點為一輸入端,二極管FD4的陽極和二極管FD3陰極連接點為另一輸入端,二極管FD1的陰極和二極管FD4陰連接點為正極輸出端,二極管FD2的陽極和二極管FD3陽極連接點為負極輸出端,交流電機80串聯(lián)于交流輸入端ACL-IN和ACN-IN到第二整流模塊30的兩個輸入端的交流回路中,其中電容FC1為交流電機80的啟動電容,并聯(lián)在交流電機80的啟動繞組兩端,本圖中交流電機串聯(lián)于ACN-IN即交流N線端,也可以串聯(lián)在ACL-IN即交流L線端。
開關模塊40主要由第一開關管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)Q2組成,開關管Q2構成第一開關單元41,實現(xiàn)開關模塊的開關切換,開關模塊40還包括IGBT驅動電路,MCU70通過引腳P1輸出PWM信號到IGBT驅動電路驅動第一開關管Q2的開關動作。當IGBT導通時,交流電源輸出的電流經交流電機80、第二整流模塊30和第一開關管Q2構成電流回路,為交流電機80工作提供電源。其電流回路具體如下:當交流電源的電流從ACL-IN即交流L線出發(fā),經二極管FD1的陽極和陰極、第一開關管Q2的集電極和發(fā)射極、二極管FD3的陽極和陰極、交流電機80回到交流電源的ACN-IN即交流N線;當交流電源的電流從ACN-IN即交流N線出發(fā),經交流電機80、二極管FD4的陽極和陰極、第一開關管Q2的集電極和發(fā)射極、二極管FD2的陽極和陰極、回到交流電源的ACL-IN即交流L線。當IGBT截止時,交流電機80的繞組線圈上產生感應電動勢,當上述交流電源的電流方向不同時,交流電機80的繞組線圈上產生的感應電動勢對應極性不同。這里開關模塊40的第一開關管Q2也可以是MOS(金屬氧化物半導體)功率管,此時IGBT驅動相應改為MOS驅動電路。
第一續(xù)流模塊50和第二續(xù)流模塊60分別由第一二極管FD5和第二二極管FD6組成,起到單向傳導功能,第一二極管的陽極FD5為第一續(xù)流模塊50輸入端,第一二極管FD5的陰極為第一續(xù)流模塊50輸出端,第二二極管的陽極FD6為第二續(xù)流模塊60輸入端,第二二極管FD6的陰極為第二續(xù)流模塊60輸出端,第一二極管FD5和第二二極管FD6分別在開關模塊40關閉時,對在開關模塊40關閉時在交流電機80的繞組線圈產生的不同極性的感應電動勢提供續(xù)流回路。具體如下:當交流電源的電流方向是從L線出發(fā)在交流電機80的繞組線圈產生感應電動勢時,其續(xù)流回路從L線出發(fā)經整流橋堆DR1正極輸出端即第4腳、直流母線正極進入直流負載20、直流母線負極進入第二二極管FD6的陽極和陰極、二極管FD3的陽極和陰極、交流電機80回到交流電源的N線;當交流電源的電流方向是從N線出發(fā)在交流電機80的繞組線圈產生感應電動勢時,其續(xù)流回路從N線出發(fā)經交流電機80、二極管FD4的陽極和陰極、第一二極管FD5的陽極和陰極、直流母線正極進入直流負載20、直流母線負極進入整流橋堆DR1負極輸出端即第1腳、最后回到交流電源的L線,續(xù)流回路中交流電機80的電流方向與開關模塊40導通時的電流方向相同,其感應電動勢經過回路中整流橋堆DR1由負載80進行續(xù)流泄放,保證了電機的可靠運行。從上述可以看出,由于第一續(xù)流模塊50和第二續(xù)流模塊60連接在第二整流模塊30的輸出端,其續(xù)流回路除了經過第一整流模塊10和負載20,還需要第二整流模塊30參與。
本發(fā)明實施例提供的交流電機調速電路中,開關模塊40還可以包括第一RC吸收單元40,第一RC吸收單元包括第二電容FC3和第二電阻FR4,第二電容FC3的一端連接第二電阻FR4的一端,第二電容FC3的另一端連接第一開關管Q2的集電極,第二電阻FR4的另一端連接第一開關管Q2的發(fā)射極。當開關模塊40的開關管在截止時在交流電機80的繞組線圈產生感應電動勢形成的高電壓,第一吸收單元經過第二整流模塊30能對感應電動勢形成輔助續(xù)流泄放,起到抑制高電壓作用,同時由于交流電機80的繞組線圈產生感應電動勢通過第二整流模塊30會傳遞到開關模塊40上形成高電壓,因此第一吸收單元也同時對開關模塊40上高電壓進行抑制,且能吸收開關模塊40開關切換時形成的高頻電磁噪聲,改善EMC性能。
本發(fā)明實施例提供的交流電機調速電路還可以包括第二RC吸收模塊90,第二RC吸收模塊包括第三電容FC2和第三電阻FR1,第三電容FC2的一端連接第三電阻FR1的一端,第三電容FC2的另一端連接交流電機組80主繞組的一端,第三電阻FR1的另一端連接交流電機組主繞組80的另一端。與第一RC吸收單元的作用相同,當開關模塊40的開關管在截止時在交流電機80的繞組線圈產生感應電動勢形成的高電壓時,第一吸收單元對感應電動勢形成續(xù)流泄放,起到抑制高電壓作用,同時第二吸收單元經過第二整流模塊30能對感應電動勢開關模塊40的開關管上的高電壓進行抑制,且能吸收開關模塊40開關切換時形成的高頻電磁噪聲,改善EMC性能。
本發(fā)明實施例提供的交流電機調速電路還可以包括濾波模塊A0,濾波模塊A0由電解電容E1組成,對整流橋堆DR1整流后的直流母線電壓進行平滑濾波,為增加濾波效果,還可以再增加一個電解電容E2。
本發(fā)明實施例提供的交流電機調速電路還可以包括第一電容C6,第一電容C6的兩端分別連接所述第一續(xù)流模塊50輸出端和所述第二續(xù)流模塊60輸入端,即第一二極管FD5的陰極和第二二極管FD6的陽極。第一電容C6起到減少續(xù)流回路阻抗作用,以有利于續(xù)流回路對交流電機80的繞組線圈產生感應電動勢進行快速續(xù)流泄放。
本發(fā)明實施例提供的交流電機調速電路利用由二極管組成的續(xù)流模塊為交流電機繞組線圈上產生感應電動勢提供續(xù)流回路,其續(xù)流回路通過電路中現(xiàn)有的整流橋堆和負載,不需要額外增加電子開關續(xù)流,能大幅降低成本,而且在續(xù)流時不需要MCU的控制,其完全由簡單的硬件電路實現(xiàn),因此工作的可靠性高,避免了現(xiàn)有技術中控制導致器件損壞問題,改善電流的EMC性能。
參照圖6,圖6為本發(fā)明交流電機調速電路第三實施例提供的電路模塊結構圖,基于本發(fā)明壓縮機保護電路第一實施例,交流電機調速電路還包括第一PFC模塊B0,第一PFC模塊B0串聯(lián)在交流輸入端和第一整流模塊10之間,其輸入端連接交流輸入端,輸出端連接第一整流模塊10,以為第一整流模塊10輸出的直流電壓進行功率因素校正。
本實施例中根據(jù)第二整流模塊30的一輸入端和電機輸入端在交流端的連接位置相對第一PFC模塊B0的不同具體有兩種連接方式,圖6所示為第二整流模塊30的一輸入端和電機輸入端連接在交流輸入端即第一PFC模塊B0的輸入端側,圖8所示為第二整流模塊30的一輸入端和電機輸入端連接在第一PFC模塊B0的輸出端側,圖8中對電機的供電回路需經過第一PFC模塊B0。圖6和圖8中的第一PFC模塊B0參與交流電機80的繞組線圈上產生的感應電動勢的續(xù)流回路。
圖7和圖9分別為本發(fā)明實施例提供的交流電機調速電路基于圖6和圖8的電路結構圖。相對圖5的交流電機調速電路,其不同之處在增加PFC模塊B0,負載20的具體電路也不同,其他模塊均與圖5所示的相同,因此不再贅述。第一PFC模塊B0主要由第一PFC電感L1組成,由于其串聯(lián)在交流端,此PFC電路為無源PFC電路,通過電感L1實現(xiàn)對第一整流模塊10輸出的直流電壓進行功率因素校正。
圖7和圖9所示的電路中其續(xù)流回路與圖5不同之處是從交流輸入端L到整流橋堆DR1之間增加了第一PFC電感L1,因此其續(xù)流回路中靠近L線輸入端增加經過第一PFC電感L1,其他與圖5相同。圖9所述的電路由于交流電機的供電回路在交流輸入端需經過第一PFC電感L1,能有效消除開關模塊在高速開關過程中產生的雜波,改善電路的EMC性能。
參照圖10,圖10為本發(fā)明交流電機調速電路第四實施例提供的電路模塊結構圖,基于本發(fā)明壓縮機保護電路第一實施例,交流電機調速電路還包括二PFC模塊C0,第二PFC模塊C0通過直流母線串聯(lián)在第一整流模塊10和負載20之間,即第二PFC模塊C0的輸入端連接第一整流模塊10,第二PFC模塊C0的輸出端連接負載20,以為第一整流模塊10輸出的直流電壓進行功率因素校正。
第二PFC模塊C0除了上述的功率因素校正作用外,還可以參與續(xù)流回路,起到與第一續(xù)流模塊50和第二續(xù)流模塊60以及第一整流模塊10形成續(xù)流回路的作用。參照圖11,圖11為本發(fā)明實施例提供的交流電機調速電路基于圖10的電路結構圖。相對圖5的交流電機調速電路,其不同之處在增加第二PFC模塊C0,負載20的具體電路也不同,其他模塊均與圖5所示的相同,因此不再贅述。
第二PFC模塊C0主要由第二PFC電感L2、IGBT開關管Q1、二極管D1組成的有源PFC電路,MCU 70通過引腳P2輸出PWM信號到IGBT驅動電路驅動開關管Q1工作,同時MCU通過由電阻R1和電阻R2以及電阻R7和電阻R8組成的電壓檢測電流檢測第二PFC模塊C0的輸入電壓和輸出電壓,以此輸出合適的PWM信號控制第二PFC模塊C0工作。
負載20此處為主要由IPM(Intelligent Power Module)和電機組成,形成電機的驅動電路,當然電機也可以是壓縮機形成壓縮機驅動電路。
當?shù)诙FC模塊C0的開關管Q1導通時,第二PFC模塊C0此時還可以參與形成續(xù)流回路。當交流電源的電流方向是從L線出發(fā)在交流電機80的繞組線圈產生感應電動勢時,其續(xù)流回路從L線出發(fā)經整流橋堆DR1正極輸出端即第4腳、直流母線正極、第二PFC電感L2、開關管Q1的集電極和發(fā)射極、直流母線負極、電阻R0、第二二極管FD6的陽極和陰極、二極管FD3的陽極和陰極、交流電機80回到交流電源的N線;當交流電源的電流方向是從N線出發(fā)在交流電機80的繞組線圈產生感應電動勢時,其續(xù)流回路從N線出發(fā)經交流電機80、二極管FD4的陽極和陰極、第一二極管FD5的陽極和陰極、直流母線正極進入第二PFC電感L2、開關管Q1的集電極和發(fā)射極、直流母線負極、電阻R0、進入整流橋堆DR1負極輸出端即第1腳、最后回到交流電源的L線。
如果第二PFC模塊C0的開關管Q1不導通時,此時續(xù)流回路與上述開關管Q1導通時不同之處是不經開關管Q1而是經過負載20的IPM模塊和電機,其他回路組成與上述相同。
由于泄放回路在PFC模塊的開關管導通時直接經過開關管不經過負載,因此其泄放的線路縮短,能降低線路阻抗,因此當PFC模塊參與形成泄放回路時更有利于感應電動勢的快速泄放。
第二PFC模塊除了參與續(xù)流回路,還能參與交流電機80的供電,與開關模塊40一同為交流電機80的工作提供電流。圖11中,為電機供電的電流回路中,如當交流電源的電流從ACN-IN即交流N線出發(fā),經電機80、二極管FD4、第一開關管Q2的集電極和發(fā)射極、二極管FD2回到交流電源的ACL-IN即交流L線構成電流回路之外,在二極管FD4陰極處還分開另外一個支路經第一二極管FD5、直流母線正極、第二PFC電感L2、開關管Q1的集電極和發(fā)射極、直流母線負極、電阻R0、整流橋堆DR1輸出端負極回到交流電源的ACL-IN即交流L。上述兩個電流回路從第二整流模塊30的輸出端正極分支,一路經開關模塊40,另外一路經第二PFC模塊C0,最后都回到交流L線,因此當?shù)诙FC模塊的開關管導通時,能起到為開關模塊40分流左右,減少通過開關模塊40的開關管Q2的電流,減少開關管Q2工作的發(fā)熱,提高開關模塊的工作可靠性,同時相對原來分流前開關管Q2可以采用相對低功率的功率器件,以此降低開關模塊的成本,從而降低整個交流電機調速電路成本。
參照圖12,圖12為本發(fā)明交流電機調速電路第五實施例提供的電路模塊結構圖,基于本發(fā)明壓縮機保護電路第一實施例,相對于圖10的交流電機調速電路,其不同之處在于第一續(xù)流模塊50和第二續(xù)流模塊60的連接線路不同,其他模塊均與圖10所示的相同,因此不再贅述。
第二續(xù)流模塊60的輸入端連接第二PFC模塊C0輸出端負極,第二續(xù)流模塊60的輸出端連接第二整流模塊30的輸出端負極;第一續(xù)流模塊50的輸入端連接第二整流模塊30的輸出端正極,第一續(xù)流模塊50的輸出端連接第二PFC模塊C0輸出端正極。
圖13為本發(fā)明實施例提供的交流電機調速電路基于圖12的電路結構圖。與圖11的不同之處在于組成第一續(xù)流模塊50的第一二極管FD5和組成第二續(xù)流模塊60的第二二極管FD6的連接線路不同,具體區(qū)別在于第一二極管FD5的陰極連接第二PFC模塊C0的二極管D1的陰極,第二二極管FD6的陽極連接第二PFC模塊C0的IGBT開關管Q1的發(fā)射極。第一二極管FD5的陰極和第二二極管FD6的陽極連接于第二PFC模塊C0的輸出端,因此其續(xù)流回路被二極管D1隔離需要負載參與,不會經過第二PFC模塊C0的IGBT開關管Q1,需要經過負載20的IPM模塊和電機,其他與圖11相同。
參照圖14,圖14為本發(fā)明交流電機調速電路第六實施例提供的電路模塊結構圖,基于本發(fā)明壓縮機保護電路第一實施例,相對于圖10的交流電機調速電路,其不同之處在于第一續(xù)流模塊50和第二續(xù)流模塊60的連接線路不同,其他模塊均與圖10所示的相同,因此不再贅述。
第二續(xù)流模塊60的輸入端連接第一整流模塊10輸出端負極,第二續(xù)流模塊60的輸出端連接第二整流模塊30的輸出端負極;第一續(xù)流模塊50的輸入端連接第二整流模塊30的輸出端正極,第一續(xù)流模塊50的輸出端連接第二PFC模塊C0輸出端正極。
圖15為本發(fā)明實施例提供的交流電機調速電路基于圖14的電路結構圖。與圖11的不同之處在于組成第一續(xù)流模塊50的第一二極管FD5和組成第二續(xù)流模塊60的第二二極管FD6的連接線路不同,具體區(qū)別在于第一二極管FD5的陰極連接第二PFC模塊C0的二極管D1的陰極,第二二極管FD6的陽極連接整流橋堆DR1輸出端負極。
當?shù)诙FC模塊C0的開關管Q1導通時,第二PFC模塊C0此時還可以參與形成續(xù)流回路。當交流電源的電流方向是從L線出發(fā)在交流電機80的繞組線圈產生感應電動勢時,其續(xù)流回路從L線出發(fā)經整流橋堆DR1正極輸出端即第4腳、直流母線正極、第二PFC電感L2、開關管Q1的集電極和發(fā)射極、直流母線負極、第二二極管FD6的陽極和陰極、二極管FD3的陽極和陰極、交流電機80回到交流電源的N線;當交流電源的電流方向是從N線出發(fā)在交流電機80的繞組線圈產生感應電動勢時,由于第一二極管FD5的陰極連接第二PFC模塊C0的二極管D1的陰極,此時續(xù)流回路不能經過開關管Q1,需經過負載20的IPM模塊,具體為其續(xù)流回路從N線出發(fā)經交流電機80、二極管FD4的陽極和陰極、第一二極管FD5的陽極和陰極、直流母線正極進入負載20的IPM模塊、直流母線負極、進入整流橋堆DR1負極輸出端即第1腳、最后回到交流電源的L線。
如果第二PFC模塊C0的開關管Q1不導通時,此時續(xù)流回路與上述開關管Q1導通時不同之處是不經開關管Q1而是經過負載20的IPM模塊和電機,其他回路組成與上述相同。
同圖11類似,由于從交流電L線出發(fā)的泄放回路在PFC模塊的開關管導通時直接經過開關管不經過負載,因此其泄放的線路縮短,能降低線路阻抗,因此當PFC模塊參與形成泄放回路時更有利于感應電動勢的快速泄放。
本發(fā)明還提供一種空調器,包括上述交流電機調速電路,其具體的實施方式可參考上述實施例,在此不再贅述。
在本說明書的描述中,參考術語“第一實施例”、“第二實施例”、“示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體方法、裝置或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中,對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且,描述的具體特征、方法、裝置或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外,在不相互矛盾的情況下,本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。
以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例,并非因此限制本發(fā)明的專利范圍,凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換,或直接或間接運用在其他相關的技術領域,均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。