CN104501487B - 一种高可靠性运输制冷机 - Google Patents
一种高可靠性运输制冷机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104501487B CN104501487B CN201410763890.1A CN201410763890A CN104501487B CN 104501487 B CN104501487 B CN 104501487B CN 201410763890 A CN201410763890 A CN 201410763890A CN 104501487 B CN104501487 B CN 104501487B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- diode
- switch element
- centre tap
- winding
- anode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/338—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement
- H02M3/3385—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a self-oscillating arrangement with automatic control of output voltage or current
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
本发明提供了一种高可靠性运输制冷机，包括压缩机、冷凝器、电机、干燥储液器和蒸发机，与电机串联的开关电源、控制开关和驱动器，开关电源包括具有中间抽头变压器的共振变换器。本发明提供的具有中间抽头变压器的共振变换器的直流变频运输制冷机，其损耗低，功率密度高，可提高运输制冷机的工作寿命和可靠性。
Description
技术领域
本发明属于制冷机领域，特别涉及一种具有中间抽头变压器的共振变换器的直流变频运输制冷机。
背景技术
近年来，国内一些轿车、商务车生产厂家纷纷开发了小型商务冷藏车，该车是由轿车、面包车或商务车改装而成的，比厢式车美观，体积较小，更适用于市内配送，未来市场前景可观。
此类小型商务冷藏车有专门为其开发的运输制冷机组，当前先进运输制冷机组的直流变频运输制冷机系统不依赖发动机的运转而工作，无需消耗燃油；并且汽车在行使过程中由发电机或电池供电供机组使用；停车时利用开关电源外接市电使用，以节约能源。
目前小型商务冷藏车中所使用的运输制冷机组的开关电源的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节；一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低，通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压值，最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。
但使用上述开关电源的运输制冷机存在开关损耗、在断开开关元件时会产生的冲击电压以及因电压不稳而导致的运输制冷机工作稳定性差，其损耗高，功率密度低，工作寿命和可靠性低的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题，是针对前述背景技术中的缺陷和不足，提出一种具有中间抽头变压器的共振变换器的直流变频运输制冷机，其损耗低，功率密度高，可提高运输制冷机的工作寿命和可靠性。
本发明通过以下技术方案实现上述目的：
针对现有的冷藏车制冷机的结构存在的技术缺点，重新设计一种高可靠性运输制冷机，包括压缩机、冷凝器、电机、干燥储液器和蒸发机，所述电机串联有开关电源、控制开关和驱动器，所述压缩机与冷凝器之间连接有一个回油器，其特征在于，所述开关电源包括具有中间抽头变压器的共振变换器。
进一步的，所述共振变换器包括输入电压Uin、原边和副边都具有中间抽头的变压器T、开关元件S1、S2、S3、S4、二极管D1、D2、D3、D4、电感L和控制器，各开关管具有反并联的寄生二极管和寄生电容。
进一步的，其拓扑结构为：包括输入电压Uin、原边和副边都具有中间抽头的变压器T、开关元件S1、S2、S3、S4、二极管D1、D2、D3、D4、电感L。上述开关元件可为IGBT。
进一步的，所述输入电压Uin的正端连接所述开关元件S1、S3的集电极，输入电压Uin的负端连接二极管D1、D2的阴极、开关元件S2、S4的发射极；原边绕组中间抽头上半部分绕组的异名端连接二极管D1的阳极，原边绕组中间抽头下半部分绕组的同名端连接二极管D2的阳极，原边绕组中间抽头上半部分绕组N1的同名端和原边绕组中间抽头下半部分绕组N2的异名端的连接点与输入电压Uin的正端相连接；开关元件S1的发射极连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接副边绕组中间抽头上半部分绕组的同名端，副边绕组中间抽头上半部分绕组N3的异名端与副边绕组中间抽头下半部分绕组N4的同名端连接，且其连接点与电感L的一端连接，副边绕组中间抽头下半部分绕组的异名端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极连接开关元件S2的集电极；开关元件S3的发射极与开关元件S4的集电极相连接，且其连接点与电感L的另一端以及负载相连接。
进一步的，所述控制器控制开关S1和S2交替导通、S3和S4交替导通，通过电感L和各开关元件的杂散电容构成的共振回路，在各开关元件的端电压为0时导通各开关元件，从而实现零电压开通。
进一步的，所述驱动器为直流变频驱动器。
进一步的，所述压缩机的机轴通过变速箱与驱动器上的转轴连接。
进一步的，所述的各二极管为快恢复二极管或者肖特基二极管。
与现有技术相比，本发明所述的高可靠性运输制冷机具有下列优点：
具有中间抽头变压器的共振变换器的直流变频运输制冷机利用中间抽头变压器的形式可实现通过控制电路控制开关元件的开关频率，使得输出电压成为预定值。
并且各开关元件接通时因为电流流过负方向，因此不产生开关损失。
而因为进行了共振动作，也不会产生断开开关元件时的冲击电压。
在实现能量回馈的同时，利用电感和开关元件的寄生电容形成软开关形式，没有多余的功率电容，其损耗低，功率密度高，可提高运输制冷机的工作寿命和可靠性。
附图说明
图1：本发明的运输制冷机结构示意图；
图2：本发明的具有中间抽头变压器的共振变换器的结构示意图；
图3：开关元件S1、S2、S3、S4的控制脉冲时序图。
其中，1—压缩机、11—机轴、2—冷凝器、3—电机、4—干燥储液器、5—驱动器、51—转轴、6—导管、7—变速箱、8—回油器、9—变速器、Uin—输入电压、T—中间抽头的变压器、S1、S2、S3、S4—开关元件、D1、D2、D3、D4—二极管、L—电感、N1—原边绕组中间抽头上半部分绕组、N2—原边绕组中间抽头下半部分绕组、N3—副边绕组中间抽头上半部分绕组、N4—副边绕组中间抽头下半部分绕组。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图1所示，本发明的运输制冷机包括压缩机1、冷凝器2、电机3、干燥储液器4和未在图中显示的蒸发机，所述电机3串联有开关电源、控制开关和驱动器5，所述开关电源包括具有中间抽头变压器的共振变换器，所述冷凝器2通过导管6与压缩机1和干燥储液器4连通。所述的压缩机1与电机3(该电机可以采用直流变频电机)通过变速器9连接；在冷藏车行驶时，所述电机3通过直流变频驱动器电由汽车电源驱动工作(汽车电源指车载发电机或蓄电池)；当冷藏车停车熄火时，控制开关自动切断汽车电源，外接市电通过开关电源为电机3提供能源，在压缩机1与冷凝器2之间连接有一个回油器8，压缩机1的机轴11通过变速箱7与驱动器5上的转轴51连接。
如图2所示，本发明的运输制冷机中的电源开关包括输入电压Uin、原边和副边都具有中间抽头的变压器T、开关元件S1、S2、S3、S4、二极管D1、D2、D3、D4、电感L。上述开关元件为IGBT，二极管为快恢复二极管。
结合附图2对本发明的运输制冷机中的电源开关结构作详细说明，具体连接关系为：输入电压Uin的正端连接开关元件S1、S3的集电极，输入电压Uin的负端连接二极管D1、D2的阴极、开关元件S2、S4的发射极；原边绕组中间抽头上半部分绕组的异名端连接二极管D1的阳极，原边绕组中间抽头下半部分绕组的同名端连接二极管D2的阳极，原边绕组中间抽头上半部分绕组N1的同名端和原边绕组中间抽头下半部分绕组N2的异名端的连接点与输入电压Uin的正端相连接；开关元件S1的发射极连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接副边绕组中间抽头上半部分绕组的同名端，副边绕组中间抽头上半部分绕组N3的异名端与副边绕组中间抽头下半部分绕组N4的同名端连接，且其连接点与电感L的一端连接，副边绕组中间抽头下半部分绕组的异名端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极连接开关元件S2的集电极；开关元件S3的发射极与开关元件S4的集电极相连接，且其连接点与电感L的另一端以及负载相连接。
各开关元件S1～S4由控制器按照图3的脉冲时序图进行交替导通和关断；由电路结构和上述脉冲时序图可知，在S1、S2关断期间，原边绕组中的能量通过二极管D1、D2回馈到输入电源，且控制器控制S3或S4其中之一导通，通过电感L和开关管S1、S2的寄生电容构成共振回路，在S1、S2的端电压为0时导通S1或者S2，实现零电压开通；在S3、S4关断期间，控制器控制S1或S2其中之一导通，通过电感L和开关管S3、S4的寄生电容构成的共振回路，在S3、S4的端电压为0时导通S3或者S4，从而实现零电压开通。
输入电源为可充电蓄电池、燃料电池或光伏电池等。负载可以为交流负载或者进一步整流供直流负载使用，整流的形式均是现有技术，不再赘述。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所述领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者同等替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种高可靠性运输制冷机，包括压缩机、冷凝器、电机、干燥储液器和蒸发机，所述电机串联有开关电源、控制开关和驱动器，所述压缩机与冷凝器之间连接有一个回油器，其特征在于，所述开关电源包括具有中间抽头变压器的共振变换器；
其特征在于，所述共振变换器包括输入电压Uin、原边和副边都具有中间抽头的变压器T、开关元件S1、S2、S3、S4、二极管D1、D2、D3、D4、电感L和控制器，各开关元件具有反并联的寄生二极管和寄生电容；
所述输入电压Uin的正端连接所述开关元件S1、S3的集电极，输入电压Uin的负端连接二极管D1、D2的阴极、开关元件S2、S4的发射极；原边绕组中间抽头上半部分绕组的异名端连接二极管D1的阳极，原边绕组中间抽头下半部分绕组的同名端连接二极管D2的阳极，原边绕组中间抽头上半部分绕组N1的同名端和原边绕组中间抽头下半部分绕组N2的异名端的连接点与输入电压Uin的正端相连接；开关元件S1的发射极连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接副边绕组中间抽头上半部分绕组的同名端，副边绕组中间抽头上半部分绕组N3的异名端与副边绕组中间抽头下半部分绕组N4的同名端连接，且其连接点与电感L的一端连接，副边绕组中间抽头下半部分绕组的异名端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极连接开关元件S2的集电极；开关元件S3的发射极与开关元件S4的集电极相连接，且其连接点与电感L的另一端以及负载相连接；
所述控制器控制开关元件S1和S2交替导通、S3和S4交替导通，通过电感L和各开关元件的杂散电容构成的共振回路，在各开关元件的端电压为0时导通各开关元件，从而实现零电压开通。
2.如权利要求1所述的运输制冷机，其特征在于，所述驱动器为直流变频驱动器。
3.如权利要求1所述的运输制冷机，其特征在于，所述压缩机的机轴通过变速箱与驱动器上的转轴连接。
4.如权利要求2所述的运输制冷机，其特征在于，其中所述的各二极管为快恢复二极管或者肖特基二极管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410763890.1A CN104501487B (zh) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | 一种高可靠性运输制冷机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410763890.1A CN104501487B (zh) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | 一种高可靠性运输制冷机 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104501487A CN104501487A (zh) | 2015-04-08 |
| CN104501487B true CN104501487B (zh) | 2017-02-22 |
Family
ID=52942913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410763890.1A Active CN104501487B (zh) | 2014-12-12 | 2014-12-12 | 一种高可靠性运输制冷机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104501487B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107134929B (zh) * | 2017-06-30 | 2019-12-17 | 苏州汇川联合动力系统有限公司 | 双向直流变换器及双向直流变换控制方法 |
| CN107659155B (zh) * | 2017-08-10 | 2019-12-17 | 苏州汇川联合动力系统有限公司 | 双向直流变换器及双向直流变换控制方法 |
| CN107659159B (zh) * | 2017-08-10 | 2019-12-17 | 苏州汇川联合动力系统有限公司 | 双向直流变换器及双向直流变换控制方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3331881B2 (ja) * | 1995-12-21 | 2002-10-07 | 三菱電機株式会社 | インバータ装置、圧縮機 |
| CN101488715B (zh) * | 2009-02-19 | 2011-04-20 | 普天信息技术研究院有限公司 | 一种dc/dc谐振变换器 |
| US8193660B2 (en) * | 2009-07-27 | 2012-06-05 | Rocky Research | HVAC/R system having power back-up system with a DC-DC converter |
| US8964413B2 (en) * | 2010-04-22 | 2015-02-24 | Flextronics Ap, Llc | Two stage resonant converter enabling soft-switching in an isolated stage |
| CN201866976U (zh) * | 2010-11-29 | 2011-06-15 | 劲达技术(河源)有限公司 | 一种直流变频运输制冷机 |
-
2014
- 2014-12-12 CN CN201410763890.1A patent/CN104501487B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104501487A (zh) | 2015-04-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104539184A (zh) | 一种高效运输制冷机 | |
| CN101527520B (zh) | 基于llc串联谐振的单级单相ac-dc变换器 | |
| CN108512256B (zh) | 一种多功能车载充放电一体化系统 | |
| CN201365204Y (zh) | 基于llc串联谐振的单级单相ac-dc变换器 | |
| CN201699468U (zh) | 交流电机驱动与电池充电集成系统 | |
| CN104501487B (zh) | 一种高可靠性运输制冷机 | |
| CN110601525B (zh) | 新能源汽车集成车载充电变换系统 | |
| CN104935172A (zh) | 三电平软开关正反激直直变换电路拓扑结构 | |
| CN104158240A (zh) | 一种用于电动汽车灵活充电的分散式源馈开关磁阻电机系统 | |
| CN110719035A (zh) | 单级dab-llc混合型双向dc-dc变换器的拓扑结构 | |
| CN110417268B (zh) | 车载充电机和电动车辆 | |
| CN103944198A (zh) | 电动汽车的充电、驱动系统及充电装置 | |
| CN104811075B (zh) | 一种组合变换器的控制方法 | |
| CN103010044B (zh) | 一种混合动力汽车的供电系统 | |
| CN104935043B (zh) | 光伏供电装置、光伏空调系统和汽车 | |
| CN102263513B (zh) | 一种ac-dc隔离变换电路 | |
| CN114793067A (zh) | 具有超宽调压范围的三相llc谐振变换器 | |
| CN115483747A (zh) | 一种多模式氮化镓基双向车载充电机 | |
| CN206389305U (zh) | 一种用于汽车空调压缩机的变频控制器 | |
| CN113131768B (zh) | 一种电动汽车七合一高压集成系统的控制方法 | |
| CN204597806U (zh) | 高可靠性运输制冷装置 | |
| CN204597801U (zh) | 高效运输制冷装置 | |
| CN111409482B (zh) | 车载充电机和电机控制器的集成电路、电动汽车 | |
| CN103259412A (zh) | 一种直流升压变频压缩机使用的直流升压电源 | |
| CN106655838A (zh) | 一种无桥式隔离型软开关交流直流变换电源 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |