专利名称：一种功率因数矫正电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种功率因数矫正电路，尤其涉及一种变频空调的功率因数矫正电路。
背景技术：
因在众多家用及商用的电器产品在工作时都对电网有或多或少的干扰，这种现象在我国特别明显，因此国家也出台法规及CCC认证，就是为了保证产品对电网的干扰降到最低。在空调产品上面如果没有APFC电路，那产品工作时，将产生很多的高基次谐波来污染电网，使电网的有用功率，及有效率变低，以至于电网工作都不稳定。现有技术解决该技术问题主要通过三种方法来实现一、采用单IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor, 绝缘栅双极型晶体管，简称“IGBT”)，所述IGBT内部有一超快恢复续流二极管，非晶电感来实现，都工作电流连续模式；二、采用PFC (Power Factor Correction，功率因数矫正，简称 “PFC”)模块加电抗器来实现；三、采用IPM (Intelligent Power Module，智能集成功率模块简称“IPM”)与PFC部分集成在一个模块中来作。现有技术存在如下缺陷第一种方式， 采用单IGBT，功率较低，不能承担更高的功率；第二种方式，采用分立器件做时布线要求非常高，但功率只能去到3. 3KW左右，不能适用高功率。第三种方式，采用PFC模块来做，功率可做到5. 5KW左右，但成本非常高。
实用新型内容本实用新型解决的技术问题是构建一种功率因数矫正电路，克服现有技术中不能适用更高功率以及成本高的技术问题。本实用新型的技术方案是构建一种功率因数矫正电路，所述功率因数矫正电路输出电流到变频模块，其特征在于，包括数字信号处理器、功率因数校正电感、功率因数控制芯片，所述数字信号处理器驱动信号端将信号传输到所述功率因数控制芯片，在所述变频模块和所述功率因数控制芯片之间并联两个IGBT，所述两个IGBT的栅极接所述功率因数控制芯片的脉宽调制输出端，所述两个IGBT的集电极接所述功率因数校正电路输出到变频模块的电源输入端。本实用新型的进一步技术方案是所述IGBT的集电极接经续流二极管后再接高压电解电容滤波，然后输出到变频模块的电源输入端。本实用新型的进一步技术方案是所述功率因数矫正电路还包括对交流的电流进行采样的电流采样环路，所述电流采样环路包括桥堆整流器、电容C55、电阻R103，所述桥堆整流器的输出端接所述电容C55及所述电阻R103，所述电流采样环路采样流过电阻R103 的电流。本实用新型的进一步技术方案是所述功率因数矫正电路还包括对流过IGBT的电流进行的环路采样的IGBT电流检测环路，所述IGBT电流检测环路包括无感采样电阻 R65，电阻R65 —端接IGBT的E极，另一端接所述桥堆整流器直流侧的负极。[0008]本实用新型的进一步技术方案是所述功率因数矫正电路还包括对输出的电压进行采样的电压输出环路，所述电压输出环路包括串联的电阻RlO与R20，所述电压输出环路检测电阻RlO与R20的分压。本实用新型的技术效果是通过构建一种功率因数矫正电路，在所述变频模块和所述数字信号处理器之间并联两个IGBT，所述IGBT的栅极接所述数字信号处理器的脉宽调制输出端，所述IGBT的集电极接所述变频模块的电源输入端，本实用新型采用两个并联的 IGBT JiAPFC (Active Power Factor Correction，有源功率因数矫正，简称 “APFC”) 的功率达到4. 5KW，同时成本不高。
图1为本实用新型的电路连接图。图2本实用新型连接变频器的电路图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本实用新型技术方案进一步说明。如图1、图2所示，本实用新型的具体实施方式
是构建一种功率因数矫正电路， 所述功率因数矫正电路输出电流到变频模块，包括数字信号处理器DSP、功率因数校正电感 Li、功率因数控制芯片IC1，所述数字信号处理器DSP驱动信号端连接所述功率因数控制芯片ICl的激活使能端，在所述变频模块和所述功率因数控制芯片ICl之间并联两个IGBT (QU Q2)，所述两个IGBT (QU Q2)的栅极接所述功率因数控制芯片的的脉宽调制输出端， 所述两个IGBT (Q1、Q2)的集电极接所述功率因数校正电路输出到变频模块的电源输入端。 具体实施例中，所述IGBT的集电极接经续流二极管后再接高压电解电容滤波，然后输出到变频模块的电源输入端。如图1、图2所示，本实用新型的具体实施过程是220VAC/50HZ的市电经桥堆整流，再经电容C55滤波后经功率因数校正电路的电感Ll到IGBT(Q1、Q2)的集电极然后经超快恢复续流二极管Dll给电容C56充电。当功率因数控制芯片ICl经数字信号处理器DSP 检测并取得激活信号后开始工作。本实用新型中，当电压在220VAC时要输出5. 5KW的功率，因此流过IGBT的电流约为30A，加上三倍的裕量，就需要90A的IGBT，此时，通过两个并联的IGBT (QU Q2)，每个 IGBT只需要45A的IGBT即可。当电压在165VAC时要输出5. 5KW的功率时，流过IGBT的电流约为39A，加上三倍裕量，就需要117A的IGBT，此时，通过两个并联的IGBT (Q1、Q2)， 每个IGBT只需要不到60A的IGBT即可。另处，还包括三个检测环电路，具体如下如图1所示，所述功率因数矫正电路还包括对交流的电流进行采样的电流采样环路，所述电流采样环路包括桥堆整流器、电阻R103、电容C55，所述桥堆整流器的输出端接所述电容C55及所述电阻R103，检测流过电阻R103的电流。交流电经桥堆整流、电阻R103， 然后检测流过电阻R103的电流，最后将电流信号经C55滤波后送入控制芯片，通过检测电阻R103经过的电流来检测L端和N端的交流过零信号。如图1所示，所述功率因数矫正电路还包括对流过IGBT的电流进行的环路采样的IGBT电流检测环路，所述IGBT电流检测环路包括无感采样电阻R65，电阻R65 —端接IGBT 的E极，另一端接所述桥堆整流器直流侧的负极。采用R65作电流采样电阻，对流过IGBT 的电流进行检测。IGBT电流检测环路工作过程如下首先采样电流经过Li，再经IGBT，当 IGBT在PWM为高电平时IGBT导通，电流流过采样电阻R65。R65 一端接IGBT的E极，另一端接整流桥的直流侧的负极，在PCB设计中更需要使这三个器件靠近，并在采样电路的PCB 设计中需采用开尔文走线方式来保证采样不受干扰。如图1所示，所述功率因数矫正电路还包括对输出的电压进行采样的电压输出环路，所述电压输出环路包括串联的电阻RlO与R20，所述电压输出环路检测电阻RlO与R20 的分压。具体过程如下输出电压经RlO与R20分压后R20两端的电压作为电压输出环路的电压采样，并送入控制芯片内部进行电压环路误差运算与比较，以此来稳定输出电压。通过RlO与R20来分压得出输出的反馈电压为电压环路，以此来检测此输出电压是否满足需求。本实用新型的技术效果是通过构建一种功率因数矫正电路，在所述变频模块和所述数字信号处理器之间并联两个IGBT，所述IGBT的栅极接所述数字信号处理器的脉宽调制输出端，所述IGBT的集电极接所述变频模块的电源输入端，本实用新型采用两个并联的 IGBT JiAPFC (Active Power Factor Correction，有源功率因数矫正，简称 “APFC”) 的功率达到4. 5KW，同时成本不高。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种功率因数矫正电路，所述功率因数矫正电路输出电流到变频模块，其特征在于， 包括数字信号处理器、功率因数校正电感、功率因数控制芯片，所述数字信号处理器驱动信号端将信号传输到所述功率因数控制芯片，在所述变频模块和所述功率因数控制芯片之间并联两个IGBT，所述两个IGBT的栅极接所述功率因数控制芯片的脉宽调制输出端，所述两个IGBT的集电极接所述功率因数校正电路输出到变频模块的电源输入端。
2.根据权利要求1所述功率因数矫正电路，其特征在于，所述IGBT的集电极接经续流二极管后再接高压电解电容滤波，然后输出到变频模块的电源输入端。
3.根据权利要求1所述功率因数矫正电路，其特征在于，所述功率因数矫正电路还包括对交流的电流进行采样的电流采样环路，所述电流采样环路包括桥堆整流器、电容C55、 电阻R103，所述桥堆整流器的输出端接所述电容C55及所述电阻R103，所述电流采样环路采样流过电阻R103的电流。
4.根据权利要求3所述功率因数矫正电路，其特征在于，所述功率因数矫正电路还包括对流过IGBT的电流进行的环路采样的IGBT电流检测环路，所述IGBT电流检测环路为无感采样电阻R65，电阻R65 —端接IGBT的E极，另一端接所述桥堆整流器直流侧的负极。
5.根据权利要求1所述功率因数矫正电路，其特征在于，所述功率因数矫正电路还包括对输出的电压进行采样的电压输出环路，所述电压输出环路包括串联的电阻RlO与R20， 所述电压输出环路检测电阻RlO与R20的分压。
专利摘要本实用新型涉及一种功率因数矫正电路,在所述变频模块和所述数字信号处理器之间并联两个IGBT，所述IGBT的栅极接所述数字信号处理器的脉宽调制输出端，所述IGBT的集电极接所述变频模块的电源输入端，本实用新型采用两个并联的IGBT，使APFC的功率达到5.5KW，同时成本不高。
文档编号H02M1/42GK202218156SQ20112031837
公开日2012年5月9日 申请日期2011年8月29日 优先权日2011年8月29日
发明者何素勇, 李军涛 申请人:深圳市锐钜科技有限公司