空调控制器及其电源变换电路和功率因数校正电路的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明属于电源变换领域，特别是关于交流转直流电源变换中一种功率因数校正电路的改进。
【【背景技术】】
[0002]现有的用电器具通常是采用市电的交流电经过整流之后形成的直流电作为DC电源该DC电源通常是在整流后用一个大容量的滤波电容将脉动的直流电滤为较平滑的直流电，这就造成了交流电在对该电容充电时，只有在交流电的正负峰值区域才有脉冲状电流，其他区域因输入交流电电压低于电容器上电压，整流桥处于反向截止状态，此时段没有输入电流。这种严重失真的脉冲型电流波形含有大量的谐波成份，引起线路功率因数严重下降。为改善电路传输的效率，必须迫使交流线路电流追踪电压波形瞬时变化轨迹，并使电流和电压保持同相位，使系统呈纯电阻性，这样的技术称之为功率因数校正。
[0003]现有的功率因数校正电路分为无源功率因数校正电路和有源功率因数校正电路，有源功率因数校正电路是采用有源元件主动调整改善输入功率因数，其改善效果更好。
[0004]现有的一种有源功率因数校正电路，其包括整流桥、电感、开关管以及续流二极管，其利用开关管的导通或截止状态使电感电流呈斜坡线升降，从而使电感电流的绝对值在每一个周期内的最高点追随输入电压的绝对值，实现功率因数校正。但这种功率因数校正电路是单个电感与单个开关管组成的功率因数校正电路，这种功率因数校正电路，因为单个开关管的散热能力或电流限制，仅适用功率较小的场合。
[0005]现有的另一种有源功率因数校正电路，其校正电路包括两个电感、两个开关管以及两个续流二极管，其同样是利用开关管的导通或截止状态使电感呈斜坡线升降，从而使电感电流的绝对值在每一个周期内的最高点追随输入电压的绝对值，实现功率因数校正，不过这种功率因数校正电路是两个电感与两个开关管，其中每一个电感与一个开关管组成一个回路，由控制电路控制两个开关管彼此轮流或交替导通，其采用两个电感，而且每个电感还是与一个开关管组成一个回路，受开关管的限制，其工作频率不能很高，因为电感的工作频率不能很高，同样的功率其必须要有较大的电感量和体积，所以这种功率因数校正电路不仅电感数量多，而且电感的体积也比较大，对于电路板的安装会带来困难，而且材料成本、重量都会提闻。
[0006]现有的再一种有源功率因数校正电路，其校正电路包括一个电感、两个开关管以及两个并联的续流二极管，其中两个开关管是同时导通或截止，来分流电感产生的电流。但这种功率因数校正电路，虽然是只有一个电感和多个开关管，但多个开关管是同时导通或截止，这样虽然能够分担电感的电流，但因为多个开关管是同时导通或截止，因为每个开关管的控制电路是不同的，要保证多个开关管同时导通或截止比较困难，而一旦多个开关管导通或截止出现不同步的情况，例如出现一个导通快，一个导通慢的情况时，则流过两个开关管的电流势必会一个大一个小，会出现器件发热的情况，再者，因为多个开关管是同时导通或截止的，其导通截止的频率与一个开关管的导通截止频率是相当的，受单个开关管的限制，电感的工作频率也不会太高，因此其单个电感的体积还是比较大，还是会导致安装困难以及成本和重量较大的问题。
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【发明内容】
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[0007]本发明的目的在于提供一种功率因数校正电路，其能够承受较大功率，而且电路体积小，成本低。
[0008]本发明的另一目的在于提供一种电源变换电路，其功率因数校正电路能够承受较大功率，而且电路体积小，成本低。
[0009]本发明的再一目的在于提供一种空调控制器，其采用前述功率因数校正电路。
[0010]为达成前述目的，本发明一种功率因数校正电路，其包括一个电感、一个续流二极管、至少两个开关管以及至少一个电容器，所述至少两个开关管共同连接于所述电感与所述续流二极管的连接节点，所述开关管导通时与所述电感组成回路，对电感储能，所述开关管截止时，所述电感通过所述续流二极管及所述电容器放电，所述至少两个开关管由控制电路控制轮流或交替导通，由所述至少两个开关管的导通或截止控制电感与续流二极管的连接节点的电压。
[0011 ] 根据本发明的一个实施例，述至少两个开关管由驱动控制电路控制轮流或交替导通，具体为，当一个开关管导通时，其他开关管截止，每个开关管导通时，只有一个开关管与所述电感或所述续流二极管组成回路。
[0012]根据本发明的一个实施例，所述驱动控制电路能够依据电路情况设定交替导通的开关管的数量，一部分开关管轮流或交替导通，其余开关管一直处于截止状态。
[0013]根据本发明的一个实施例，所述电感的一端与欲校正电路的电源正端连接，所述电感的另一端与续流二极管的正端连接；所述续流二极管的负端与所述电容器的正端连接；所述开关管的集电极连接于所述电感与续流二极管的正端连接的节点，所述开关管的发射极与所述电容器的负端及欲校正电路的电源负端相连接，所述开关管的基极由控制电路控制，以控制所述开关管的导通和截止。
[0014]根据本发明的一个实施例，所述开关管的集电极与欲校正电路的电源正端连接，所述开关管的发射极与电感的一端及续流二极管的负极连接，所述开关管的基极由控制电路控制，以控制所述开关管的导通和截止；所述电感的另一端与电容器的正端连接；所述续流二极管的正端与电容器的负端共同连接于欲校正电路的电源负端。
[0015]根据本发明的一个实施例，所述功率因数校正电路开关管采用的是IGBT晶体管、MOSFET晶体管或BJT晶体管。
[0016]根据本发明的一个实施例，所述功率因数校正电路开关管的控制电路，其控制信号由功率因数校正电路所校正的电路中的输入端电压米样信号、输出端电压米样信号、电流采样信号经过中央处理器逻辑运算之后输出。
[0017]根据本发明的一个实施例，所述功率因数校正电路开关管的控制电路包括电压比较器、乘法器、电流比较器、振荡器、欠压锁定器、触发器脉冲分配器及或非门电路；电压比较器接收功率因数校正电路所校正的电路中的输出电压米样信号与一个参考电压比较，电压比较器输出的信号与功率因数校正电路所校正的电路中的输入电压采样信号经过乘法器运算之后输出的信号输入电流比较器的一个输入端，功率因数校正电路所校正的电路中的电流采样信号输入电流比较器的另一输入端，经过电流比较器比较之后输出信号给触发器，触发器产生控制信号；振荡器给各单元提供振荡信号，一方面将触发器复位，另一方面将输出端的或非门锁住，再一方面就是作为脉冲分配器的时钟信号；脉冲分配器接受振荡器的脉冲按序分配控制信号给各个不同的开关管；欠压锁定器在外部电源低于预定值时会关闭内部的振荡器、乘法器等的电源，以确保驱动电路可靠关闭锁定；其中触发器产生的信号、脉冲分配器的输出信号、振荡器输出的信号以及欠压锁定器输出的信号分别经过所述或非门输出作为每个开关管的控制信号。
[0018]为达成前述另一目的，本发明一种交流转直流电源变换电路，其包括整流电路、功率因数校正电路，其中整流电路将交流电整流成直流脉动电，所述功率因数校正电路用于校正经整流电路整流后的直流电的功率因数；所述功率因数校正电路采用前述任一种功率因数校正电路，由所述至少两个开关管的导通或截止控制电感、续流二极管与电容器连接节点的直流电压来校正整流后的电源输出。
[0019]为达成前述再一目的，本发明一种空调控制器，其包括滤波电路、整流电路、功率因素校正电路、功率因素校正驱动控制电路、开关电源、驱动控