一种IGBT交替导通的图腾柱PFC电路及空调器的制作方法

本技术涉及空调领域，具体而言，涉及一种igbt交替导通的图腾柱pfc电路及空调器。

背景技术：

1、当前家用变频外机所用pfc电路为boost升压电路，其主要特点为转换效率低、开关损耗大，不利于pfc高频化及小型化设计。因此设计出一种igbt交替导通的图腾柱pfc电路转换效率高、开关损耗小、开关频率高的pfc电路就变得有必要了。

2、目前，无桥图腾柱pfc电路是pfc电路发展的趋势，它以差模电感、整流二极管、氮化镓等器件为基础，可提升pfc电路的转换效率，降低开关损耗，实现pfc高频化设计。因此，设计出一种igbt交替导通的图腾柱pfc电路无桥图腾柱pfc电路就变得至关重要了。

3、有鉴于此，特提出本实用新型。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于在提出一种igbt交替导通的图腾柱pfc电路及空调器，以解决现有技术中家用变频外机所用pfc电路为boost升压电路，存在转换效率低、开关损耗大的问题。

2、为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

3、一种igbt交替导通的图腾柱pfc电路，所述igbt交替导通的图腾柱pfc电路包括：

4、升压电路，所述升压电路的输入端与交流电源连接；所述升压电路的输出端与负载连接，所述升压电路包括开关igbt1、igbt2；

5、ac电压采样电路，所述ac电压采样电路的输入端与所述升压电路的输入端连接；

6、母线电压采样电路，所述母线电压采样电路的输入端与所述升压电路的输出端连接；

7、电流采样电路，所述电流采样电路的输入端与所述升压电路的输入端连接；

8、过流保护电路，所述过流保护电路的输入端与所述电流采样电路的输出端连接；

9、单片机，所述ac电压采样电路、母线电压采样电路、电流采样电路、过流保护电路的输出端均与所述单片机的输入端连接；

10、igbt驱动电路，所述单片机的输出端与所述igbt驱动电路的输入端连接，所述igbt驱动电路包括半桥驱动芯片u6，所述igbt驱动电路用于控制开关igbt1、igbt2的导通和关断。

11、本实用新型所述的igbt交替导通的图腾柱pfc电路，转换效率高、开关损耗小，有利于pfc高频化及小型化设计；只采用一个半桥驱动芯片u6，半桥驱动芯片u6具有高低侧输入信号双高互锁保护功能以及内置死区时间，防止上下桥臂同时导通。

12、进一步的，所述半桥驱动芯片u6包括上桥驱动器和下桥驱动器，所述上桥驱动器与自举电路串联连接，所述自举电路包括电阻r23、r24、二极管d7、电容c12和c13以及电解电容e2和e3。

13、上桥驱动器采用自举电路供电，完成了一个半桥驱动芯片u6对两个开关igbt的控制，大大降低电路的设计成本。

14、进一步的，所述升压电路包括差模电感l1、开关igbt1和igbt2、电阻r1和r2、电容c14和c15、二极管d1和d2以及电解电容e1，所述差模电感l1的一端与所述交流电源的火线l连接；所述差模电感l1的另一端与所述开关igbt1、igbt2的连接点连接；所述二极管d1、所述二极管d2的连接点与电流采样电路的输入端连接；所述开关igbt1与所述二极管d1串联连接形成第一支路，所述开关igbt2与所述二极管d1串联连接形成第二支路，所述第一支路与所述第二支路并联连接；所述开关igbt1、所述二极管d1的连接点与所述电解电容e1的正极连接；所述开关igbt2、所述二极管d2的连接点与所述电解电容e1的负极连接。

15、进一步的，所述开关igbt1与第一rc吸收电路并联连接，所述第一rc吸收电路由电阻r1和电容c14串联形成，所述开关igbt2与第二rc吸收电路并联连接，所述第二rc吸收电路由电阻r2和电容c15串联形成。

16、rc吸收电路可以抑制开关igbt关断时产生的过高的dv/dt与di/dt。

17、进一步的，所述ac电压采样电路包括电阻r7、r8、r9、r10、r11、r12、r13和r14，二极管d4、d5和d6，电容c2、c3、c4和c5，以及运算放大器u2；第一ac电压采样支路的输入端与所述交流电源的火线l连接，第二ac电压采样支路的输入端与所述交流电源的零线n连接，所述第一ac电压采样支路、第二ac电压采样支路的输出端均与所述运算放大器u2的输入端连接，所述运算放大器u2的输出端经过电容c5和电阻r10与单片机连接。

18、母线电压与ac电压双采样，可准确输出pwm脉冲，使母线电压保持恒定。

19、进一步的，所述过流保护电路包括电阻r15、r16、r17、r19、r20、r21、r22和r25、电容c6、c7、c9、c10和c11，以及比较器u3和u4，电容c7和电阻r15、比较器u3串联连接形成第一电流比较支路，电容c10和电阻r21、比较器u4串联连接形成第二电流比较支路，所述第一电流比较支路、第二电流比较支路的输入端均与霍尔传感器u1的输出端连接，所述第一电流比较支路和第二电流比较支路并联连接，所述第一电流比较支路、第二电流比较支路连接的输出端经过电容c11和电阻r22与单片机连接。

20、过流保护电路采用双比较器进行过流保护电路设计，可准确关断开关igbt，降低了开关igbt的失效率。

21、进一步的，在比较器u3上连接第一阈值电压电路，所述第一阈值电压电路包括+3.3v电源、电阻r16和r17以及电容c6；在比较器u4上连接第二阈值电压电路，所述第二阈值电压电路包括+3.3v电源、电阻r19和r20以及电容c9。

22、该设置便于形成第一阈值电压、第二阈值电压与霍尔传感器u1的输出的电流采样信号进行比较。

23、进一步的，所述母线电压采样电路包括电阻r3和r4、电容c1以及二极管d3。

24、母线电压与ac电压双采样，可准确输出pwm脉冲，使母线电压保持恒定。

25、进一步的，所述电流采样电路包括霍尔传感器u1、电阻r6以及电容c16，所述霍尔传感器u1的输出端经过电容c16和电阻r6与单片机连接。

26、电流采样电路采用霍尔传感器u1进行电路采样，电路设计更简单，电流采样精度更高。

27、本实用新型的第二方面，提出一种空调器，所述空调器包括室内机和室外机，所述室外机使用任意一项所述的一种igbt交替导通的图腾柱pfc电路。

28、相对于现有技术而言，本实用新型所述的一种igbt交替导通的图腾柱pfc电路具有以下有益效果：

29、1)本实用新型所述的一种igbt交替导通的图腾柱pfc电路，在一定程度上可提高pfc的转换效率，从而提高空调的apf值，减少了电能的损耗。

30、2)本实用新型所述的一种igbt交替导通的图腾柱pfc电路，只采用一个半桥驱动芯片u6，半桥驱动芯片u6具有高低侧输入信号双高互锁保护功能以及内置死区时间，防止上下桥臂同时导通。

31、3)本实用新型所述的一种igbt交替导通的图腾柱pfc电路，上桥驱动器采用自举电路供电，完成了一个半桥驱动芯片u6对两个开关igbt的控制，大大降低电路的设计成本。

32、4)本实用新型所述的一种igbt交替导通的图腾柱pfc电路，rc吸收电路可以抑制开关igbt关断时产生的过高的dv/dt与di/dt。

33、5)本实用新型所述的一种igbt交替导通的图腾柱pfc电路，母线电压与ac电压双采样，可准确输出pwm脉冲，使母线电压保持恒定。

34、6)本实用新型所述的一种igbt交替导通的图腾柱pfc电路，过流保护电路采用双比较器进行过流保护电路设计，可准确关断开关igbt，降低了开关igbt的失效率。

35、7)本实用新型所述的一种igbt交替导通的图腾柱pfc电路，电流采样电路采用霍尔传感器u1进行电路采样，电路设计更简单，电流采样精度更高。