变频空调器及其室外机的电源电路的制作方法_2

文档序号:9068788阅读:来源:国知局
电流采样单元70、控制单元80、电压误差计算器81、电压调节器82、合成器83、电流误差计算器84、电流调节器85和脉冲发生器86。
【具体实施方式】
[0022]下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
[0023]下面参考附图来描述本实用新型实施例提出的变频空调器中室外机的电源电路、具有该电源电路的变频空调器以及变频空调器中室外机的电源电路的PFC控制方法。根据本实用新型的一个示例,室外机的电源电路可为高压主功率电源滤波电路。
[0024]图2是根据本实用新型实施例的变频空调器中室外机的电源电路的电路示意图。如图2所示,该变频空调器中室外机的电源电路包括:整流电路10、PFC(Power FactorCorrect1n,功率因数校正)电路20、电解电容组30、三相逆变电路40、第一电压采样单元50、第二电压采样单元60、电流采样单元70和控制单元80。
[0025]其中,整流电路10将输入的交流电转换成直流电,整流电路10的输入端与交流电源AC例如220V交流市电相连;PFC电路20的输入端与整流电路10的输出端相连,PFC电路20具有第一输出端和第二输出端,第一输出端作为直流母线正极端,第二输出端作为直流母线负极端;三相逆变电路40连接在直流母线正极端和直流母线负极端之间,且三相逆变电路40的三相输出端与室外机中的压缩机电机PMSM相连。根据本实用新型的一个具体示例,压缩机电机PMSM可为永磁同步电机。
[0026]如图2所示,整流电路10可包括D1-D4四个二极管组成的整流桥,三相逆变电路40可包括Q1-Q6六个功率开关管组成三相逆变桥。应当理解的是,整流桥和三相逆变桥的工作原理、具体连接等均已为现有技术,且为本领域技术人员所熟知,这里出于简洁的目的,不再一一赘述。
[0027]电解电容组30由N个电解电容El-EN并联构成,电解电容组30连接在直流母线正极端和直流母线负极端之间。也就是说,每个电解电容都连接在直流母线正极端和直流母线负极端之间,即言,第I个电解电容El的正极与直流母线正极端相连,第I个电解电容El的负极与直流母线负极端相连;第2个电解电容E2的正极与直流母线正极端相连,第2个电解电容E2的负极与直流母线负极端相连;……;第N个电解电容EN的正极与直流母线正极端相连,第N个电解电容EN的负极与直流母线负极端相连,其中,N为大于2的整数。
[0028]第一电压采样单元50与PFC电路20的输入端相连以采样输入到PFC电路20的电压Ua。;第二电压采样单元60与直流母线正极端和直流母线负极端分别相连以采样直流母线的电压Udc;电流采样单元70与PFC电路20相连以采样PFC电路工作时的电流i PFC;控制单元80分别与第一电压采样单元50、第二电压采样单元60、电流采样单元70和PFC电路20相连,控制单元80根据电压Uac、电压Ude和电流i !^生成控制信号对PFC电路20进行控制,以通过对直流母线的电压进行闭环控制以减少电解电容组30所承担的纹波电压。
[0029]如图2所示,PFC电路20可包括电感L1、开关管SI和二极管D5。其中,整流电路10具有第一输出端和第二输出端,电感LI的一端与整流电路10的第一输出端相连;二极管D5的阳极与电感LI的另一端相连,二极管D5的阳极作为PFC电路20的第一输出端;开关管SI的集电极与电感LI的另一端相连,开关管SI的发射极与整流电路10的第二输出端相连后作为PFC电路20的第二输出端,开关管SI的栅极与控制单元80相连,开关管SI可在控制单元80的驱动下开通或关断。具体地,控制单元80可根据电压Uac、电压Udc和电流iPFC生成PWM信号,并输出PWM控制信号至开关管SI的栅极以驱动开关管SI,这样,控制单元80通过对PFC电路20中开关管SI的控制就可以控制直流母线的电压Udc,进而控制施加在电解电容组30上的纹波电压。
[0030]如上所述,本实用新型实施例采用N个电解电容El-EN代替相关技术中的2个电解电容Ε1Γ和E21’,这样,流过电解电容组30的总纹波电流由N个电解电容El-EN分摊,每个电解电容承担的纹波电流只为总纹波电流的1/N(N为大于2的整数),与图1中每个电解电容需承担总纹波电流的1/2相比,本实用新型实施例的电源电路中每个电解电容所承担的纹波电流大幅度降低,从而可达到减小电解电容发热、提高电解电容可靠性与延长使用寿命的目的。
[0031]进一步地,本实用新型实施例的电源电路的控制单元80还通过控制PFC电路20来控制直流母线的电压Udc,以将直流母线电压Udc的波动限定在规定范围之内,进而有效减小电解电容组30所承担的纹波电压。并且,通过PFC电路20对直流母线的电压Udc进行控制,还可减小N个电解电容E1-EN的总容量,而由于电解电容的成本跟容量有密切关系,容量越大成本越高,因此在保证直流母线电压的质量的基础上减小电解电容组的总容量可降低电解电容的成本,降低变频空调器的成本。
[0032]根据本实用新型的一个实施例,N个电解电容El-EN中的每个电解电容的容量小于或等于预设容量,从而保证N个电解电容El-EN均为小容量的电解电容。换言之,本实用新型实施例采用多个小容量的电解电容代替相关技术中大容量的电解电容。
[0033]根据本实用新型的一个实施例,N可为8?15的整数。需要说明的是,N的具体数值可根据实际情况设定,并且可在保证直流母线电压的质量即纹波电压不大于规定值的基础上适当减小N的个数。
[0034]根据本实用新型的一个优选实施例,在保证直流母线电压的质量的基础上,N可为10,并且10个电解电容中的每个电解电容的容量均可为47UF。具体而言,本实用新型实施例的电源电路采用10个47UF的小容量电解电容代替图1中两个470UF的大容量电解电容,这样,流过电解电容组30的总纹波电流由10个小容量电解电容分摊,每个电解电容承担的纹波电流只为总纹波电流的1/10,每个电解电容所承担的纹波电流大幅度减小,从而可改善电解电容的发热问题。另外,图1的相关技术中电解电容的总容量为940UF(即两个470UF),而本实用新型实施例中采用10个47UF电解电容的总容量为470UF,电解电容组30的容量为相关技术的一半,从而也可以大幅降低电解电容的成本。
[0035]下面对PFC控制方法的闭环控制原理进行详细介绍。
[0036]具体地,如图3所示,控制单元80具体包括:电压误差计算器81、电压调节器82、合成器83、电流误差计算器84、电流调节器85和脉冲发生器86。
[0037]其中,电压误差计算器81与第二电压采样单元60相连,电压误差计算器81计算电压Ud。与电压给
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