具有谐波治理和功率因数校正的供电电路以及制冷装置的制作方法

本申请涉及电力电子，尤其是涉及一种具有谐波治理和功率因数校正的供电电路以及制冷装置。

背景技术：

1、随着制冷装置不断发展，其工作模式由定频机组模式发展为变频机组模式。其中，定频机组模式包括压缩机和风机均定频模式，压缩机和水泵均定频模式，压缩机、风机和水泵均定频模式等；变频机组模式包括压缩机和风机均变频模式，压缩机和水泵均变频模式，压缩机、风机和水泵均变频模式等。变频机组模式虽然可以节能，但是伴随而来的是其供电电路中无功功率和谐波的增加，给电路带来严重的危害。谐波的增加可能会引起断路器误动作，干扰通讯系统正常运行等一系列问题，严重的谐波可能带来严重的经济损失。为了避免谐波带来严重的经济损失，制冷装置中的谐波电流畸变率和功率因数需要满足一定要求。

2、现有的制冷装置的谐波治理方案多为采用无源滤波器进行治理或采用apf(active power filter，有源电力滤波器)有源滤波器进行治理，不利于兼顾谐波治理和功率因数校正。此外，无源滤波器只能针对固定频率进行滤波且容易发生谐振，谐波治理性能和电网适应性均差，且无源滤波器一般为电容、电感和电阻组成的lcl滤波器，其体积大，成本高，而经apf有源滤波器进行谐波补偿的谐波电流畸变率一般仍在15％，难以满足一些应用场景的需求。

技术实现思路

1、为解决现有存在的技术问题，本申请提供一种具有谐波治理和功率因数校正的供电电路和制冷装置，以降低供电回路中谐波电流的畸变率和提高供电回路的功率因数。

2、依据本申请实施例的第一方面，提供了一种具有谐波治理和功率因数校正的供电电路，包括与交流电源连接的电抗器和连接在所述电抗器和负载之间的afe有源滤波器；

3、所述交流电源输出的交流电流经所述电抗器后，由所述afe有源滤波器整流成直流电给所述负载供电；

4、在所述供电电路的负载率小于预设值时，所述afe有源滤波器处于关闭状态；

5、在所述负载率大于或等于所述预设值时，所述afe有源滤波器处于开启状态。

6、在一些实施例中，所述的供电电路还包括连接在所述交流电源的输出端和所述电抗器之间的滤波器。

7、在一些实施例中，所述的供电电路还包括连接在所述滤波器和所述电抗器之间的防雷板。

8、在一些实施例中，所述afe有源滤波器包括pwm整流单元、供电控制单元和储能单元；

9、所述pwm整流单元中下桥臂的功率开关通过电流采样电阻与直流母线负端连接，所述pwm整流单元的交流端与所述电抗器连接，所述储能单元连接在所述pwm整流单元的直流母线正端和所述直流母线负端之间；

10、所述供电控制单元分别与所述电抗器的一端以及所述电流采样电阻的电流输入端连接，用于根据所述供电电路的输入电压和流经所述电流采样电阻的电流输出pwm控制信号，所述pwm控制信号用于控制所述pwm整流单元中各功率开关的开关状态。

11、在一些实施例中，所述afe有源滤波器还包括散热风扇；

12、所述供电控制单元在检测到所述afe有源滤波器的温度达到预设温度时，输出风扇供电控制信号，以控制所述散热风扇与对应的供电电源之间电连接。

13、在一些实施例中，所述afe有源滤波器还包括分别与所述pwm整流单元的直流母线正端以及所述供电控制单元的供电端连接的辅助电源；

14、所述辅助电源用于将所述pwm整流单元输出的直流电压降压转换成所述供电控制单元的供电电压。

15、在一些实施例中，所述afe有源滤波器还包括连接在所述pwm整流单元的直流母线正端和所述储能单元的第一端之间的预充电单元，所述储能单元的第二端与所述直流母线负端连接；

16、所述预充电单元包括限流电阻和与所述限流电阻并联的预充电控制开关，所述预充电控制开关连接在所述pwm整流单元的直流母线正端和所述储能单元的第一端之间，所述预充电控制开关的开关控制端与所述供电控制单元连接。

17、在一些实施例中，所述的供电电路还包括连接在所述交流电源和所述电感器之间的断路器。

18、在一些实施例中，所述afe有源滤波器中的各开功率关分别为分立i gbt。

19、依据本申请实施例的第二方面，提供了一种制冷装置，包括上述任意一项所述的供电电路。

20、由上可见，在依据本申请实施例提供的供电电路中，afe有源滤波器的状态随负载率的变化而在关闭状态和开启状态之间进行切换。在负载率小于预设值时，afe有源滤波器处于关闭状态，此时afe有滤波器相当于普通的无源整流桥，仅能对流经电抗器的交流电进行无源整流，而不对供电电路输入端的输入电流和输入电压的相位角进行调节，可避免过补偿而导致的供电电路谐波电流过大和功率因数降低。在负载率大于或等于预设值，afe有源滤波器由关闭状态切换为开启状态，以对供电电路的输入电压和输入电流的相位角进行调节，实现对负载运行所产生的谐波电流的治理以及进行功率因数校正，有效的降低了供电电路的谐波电流畸变率和提高了负载运行的功率因数。

技术特征：

1.一种具有谐波治理和功率因数校正的供电电路，其特征在于，包括与交流电源连接的电抗器和连接在所述电抗器和负载之间的afe有源滤波器；

2.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，还包括连接在所述交流电源的输出端和所述电抗器之间的滤波器。

3.根据权利要求2所述的供电电路，其特征在于，还包括连接在所述滤波器和所述电抗器之间的防雷板。

4.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述afe有源滤波器包括pwm整流单元、供电控制单元和储能单元；

5.根据权利要求4所述的供电电路，其特征在于，所述afe有源滤波器还包括散热风扇；

6.根据权利要求4所述的供电电路，其特征在于，所述afe有源滤波器还包括分别与所述pwm整流单元的直流母线正端以及所述供电控制单元的供电端连接的辅助电源；

7.根据权利要求4所述的供电电路，其特征在于，所述afe有源滤波器还包括连接在所述pwm整流单元的直流母线正端和所述储能单元的第一端之间的预充电单元，所述储能单元的第二端与所述直流母线负端连接；

8.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，还包括连接在所述交流电源和所述电抗器之间的断路器。

9.根据权利要求1所述的供电电路，其特征在于，所述afe有源滤波器中的各功率开关分别为分立igbt。

10.一种制冷装置，其特征在于，包括如权利要求1至9中任意一项所述的供电电路。

技术总结
本申请提供了一种具有谐波治理和功率因数校正的供电电路以及制冷装置，属于电子电力技术领域，所述供电电路包括与交流电源连接的电抗器和连接在所述电抗器和负载之间的AFE有源滤波器；所述交流电源输出的交流电流经所述电抗器后，由所述AFE有源滤波器整流成直流电给所述负载供电；在所述供电电路的负载率小于预设值时，所述AFE有源滤波器处于关闭状态；在所述负载率大于或等于所述预设值时，所述AFE有源滤波器处于开启状态。所述供电电路和包含所述供电电路的制冷装置具有较低的谐波电流畸变率和较高负载运行功率因数。

技术研发人员：雷秋,康杏枝,朱张磊
受保护的技术使用者：深圳市英维克科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19