專利名稱：實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)控制和功率因素校正的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)控制和功率因素校正的電路，具體地是應(yīng)用于變頻空調(diào)器壓縮機(jī)控制的MCU。
背景技術(shù)：
目前在辦公和家庭生活中較多地使用各類變頻空調(diào)器。為保證現(xiàn)有變頻空調(diào)的直流壓縮機(jī)能正常運(yùn)行，需將輸入的交流電壓調(diào)整為直流電壓，然后由直流電壓再調(diào)整為所需的能驅(qū)動(dòng)直流壓縮機(jī)的電壓。
如附圖1所示，現(xiàn)有的變頻空調(diào)器控制MCU方案中，采用交流電源、經(jīng)整流電路和平滑電容后，利用變頻信號(hào)生成MCU生成的變頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻壓縮機(jī)的運(yùn)行控制。在交流電壓為正半周期時(shí)，電流如附圖2中所示箭頭方向流動(dòng)；當(dāng)交流電壓為負(fù)半周期時(shí)，電流如附圖3中所示箭頭方向流動(dòng)。通過上述現(xiàn)有MCU控制方案，可以實(shí)現(xiàn)將交流電壓變?yōu)橹绷麟妷和瑫r(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)。但是上述MCU控制方案中，由于只有在輸入電壓高于負(fù)載電壓時(shí)才有電流流過，所以功率因素比較低，相應(yīng)的電源的高次諧波也較大；同時(shí)，直流側(cè)電壓較低，壓縮機(jī)也無法達(dá)到高轉(zhuǎn)速運(yùn)行狀態(tài)。
現(xiàn)有變頻空調(diào)器大都采用“電感+電容”的功率因素校正模式，來被動(dòng)地吸收諧波電流，以提高功率因素。如附圖4所示。但是此方案中，電抗器的感抗較大而使直流側(cè)電壓下降很大而導(dǎo)致壓縮機(jī)無法以高的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。
另外，現(xiàn)有變頻空調(diào)器還通過采用專用集成電路對(duì)功率因素進(jìn)行校正。如附圖5所示。但是該方案會(huì)使設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本增加、且EMI電磁干擾也相應(yīng)地增加許多。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所述實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)控制和功率因素校正的電路，其目的在于解決上述問題和不足而提供一種結(jié)合生成變頻控制信號(hào)和開關(guān)信號(hào)的MCU控制模塊設(shè)計(jì)，既可實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻壓縮機(jī)的控制、同時(shí)又可實(shí)現(xiàn)對(duì)功率因素的校正、以及抑制諧波和直流側(cè)升壓，實(shí)現(xiàn)直流壓縮機(jī)的高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。
所述實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)控制和功率因素校正的電路，在交流電源和壓縮機(jī)構(gòu)成的回路中具有，跨接在交流輸入兩端的橋式整流裝置、在整流橋輸出側(cè)依次串聯(lián)有電抗器、整流濾波裝置、電壓平滑裝置和變頻驅(qū)動(dòng)裝置。
與現(xiàn)有MCU控制模塊不同的是，在本實(shí)用新型所述電路中還具有，跨接在橋式整流器+、-端之間的一開關(guān)裝置、控制該開關(guān)裝置的一開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置，以及分別連接所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置和變頻驅(qū)動(dòng)裝置的一開關(guān)控制和變頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成裝置。
進(jìn)一步的改進(jìn)方案是，在橋式整流裝置與交流電源輸入端之間串聯(lián)一電路檢知裝置。
如上述結(jié)構(gòu)的所述實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)控制和功率因素校正的電路，無論交流電源處于正半周期、還是負(fù)半周期，所述的開關(guān)控制和變頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成裝置產(chǎn)生變頻信號(hào)，驅(qū)動(dòng)變頻驅(qū)動(dòng)裝置來實(shí)現(xiàn)變頻壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
在生成變頻控制的同時(shí)，所述的開關(guān)控制和變頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成裝置可根據(jù)電流檢知裝置生成的信號(hào)來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置，通過開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置來確定開關(guān)裝置是閉合、還是斷開，以形成高頻的開、關(guān)回路。
如上內(nèi)容，所述實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)控制和功率因素校正的電路的優(yōu)點(diǎn)是1、應(yīng)用所述實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)控制和功率因素校正的電路，關(guān)鍵是通過開關(guān)控制和變頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成裝置生成的控制信號(hào)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)和對(duì)功率因素校正的控制。而且，通過電流檢知裝置可生成不同通斷比和時(shí)間長度的開關(guān)裝置控制，可保證電流波形盡量驅(qū)近于正弦波形。
2、當(dāng)輸入電壓低于負(fù)載電壓時(shí)，可閉合開關(guān)裝置來形成回路，以減短零電流時(shí)間，從而使空調(diào)系統(tǒng)有一個(gè)較高的功率因素，減少了空調(diào)系統(tǒng)向電網(wǎng)的注入諧波電流。
3、由于開關(guān)裝置被閉合時(shí)，所形成回路實(shí)際通過較大的電流，可在電抗器中儲(chǔ)存較多能量；當(dāng)開關(guān)裝置被斷開時(shí)，該部分能量即會(huì)釋放到負(fù)載中；當(dāng)開關(guān)裝置被再次閉合時(shí)，即使輸入電壓低于負(fù)載電壓，整流濾波裝置中也無反向電流流過。由于開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高頻信號(hào)，可實(shí)現(xiàn)每一時(shí)刻負(fù)載端電壓均高于輸入電壓，從而達(dá)到了升壓的目的。


圖1至圖5是現(xiàn)有變頻空調(diào)器的MCU控制模塊示意圖。
圖6是所述實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)控制和功率因素校正的電路示意圖；圖7至圖10是圖6中電路處于不同階段的電流示意圖。
如圖6至圖10所示，交流電源1、橋式整流裝置2、電抗器3、開關(guān)裝置4、整流濾波裝置5、電壓平滑裝置6、變頻驅(qū)動(dòng)裝置7、壓縮機(jī)8、開關(guān)控制和變頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成裝置9、開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置10和電路檢知裝置11。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1，如圖6至圖10所示，所述的實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)控制和功率因素校正的電路具有，交流電源1、跨接在交流電源兩端的橋式整流裝置2、依次串聯(lián)有輸出側(cè)電抗器3、整流濾波裝置5、電壓平滑裝置6和變頻驅(qū)動(dòng)裝置7和變頻壓縮機(jī)8。
以及，跨接在橋式整流器2的+、-端之間的開關(guān)裝置4、開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置10，以及連接開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置10和變頻驅(qū)動(dòng)裝置7的開關(guān)控制和變頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成裝置9。在橋式整流裝置2與交流電源1輸入端之間串聯(lián)一電路檢知裝置11。
其中，電抗器為5-6mH，整流濾波裝置采用30A/600V的二極管。
在交流電源為正半周期時(shí)，所述開關(guān)控制和變頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成裝置9產(chǎn)生MCU變頻信號(hào)，驅(qū)動(dòng)變頻驅(qū)動(dòng)裝置7來實(shí)現(xiàn)變頻壓縮機(jī)8的運(yùn)轉(zhuǎn)。電流方向如圖7所示。
當(dāng)交流電源為負(fù)半周期時(shí)，電流方向如圖8所示。
在上述運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，所述開關(guān)控制和變頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成裝置9可根據(jù)電流檢知裝置11生成的信號(hào)來動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置10，通過開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置10來確定開關(guān)裝置4的閉合或斷開狀態(tài)。
當(dāng)開關(guān)裝置4處于閉合狀態(tài)時(shí)，電源方向如圖9所示。
當(dāng)開關(guān)裝置4處于斷開狀態(tài)時(shí)，電源方向如圖10所示。
權(quán)利要求1.一種實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)控制和功率因素校正的電路，在交流電源和壓縮機(jī)構(gòu)成的回路中具有跨接在交流輸入兩端的一橋式整流裝置、以及在橋式整流裝置輸出側(cè)依次串聯(lián)的電抗器、整流濾波裝置、電壓平滑裝置和變頻驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述電路中還具有跨接在橋式整流器的+、-端之間的一開關(guān)裝置、控制該開關(guān)裝置的一開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置，以及連接所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置和變頻驅(qū)動(dòng)裝置的一開關(guān)控制和變頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)控制和功率因素校正的電路，其特征在于在橋式整流裝置與交流電源輸入端之間串聯(lián)一電路檢知裝置。
專利摘要本實(shí)用新型所述實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)控制和功率因素校正的電路，提供一種結(jié)合生成變頻控制信號(hào)和開關(guān)信號(hào)的MCU控制模塊設(shè)計(jì)，既可實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻壓縮機(jī)的控制、同時(shí)又可實(shí)現(xiàn)對(duì)功率因素的校正、以及抑制諧波和直流側(cè)升壓，實(shí)現(xiàn)直流壓縮機(jī)的高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。所述實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)控制和功率因素校正的電路，在交流電源和壓縮機(jī)構(gòu)成的回路中具有，跨接在交流輸入兩端的橋式整流裝置、依次串聯(lián)有輸出側(cè)電抗器、整流濾波裝置、電壓平滑裝置和變頻驅(qū)動(dòng)裝置。還具有跨接在橋式整流器+、－端之間的一開關(guān)裝置、控制該開關(guān)裝置的一開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置，以及分別連接所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)裝置和變頻驅(qū)動(dòng)裝置的一開關(guān)控制和變頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成裝置。
文檔編號(hào)H02M1/14GK2785245SQ20052008184
公開日2006年5月31日 申請日期2005年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者張永利, 李敬恩, 胡文生, 孟憲通 申請人:青島朗進(jìn)軟件有限公司