CN107104584B - 变频滤波电路、变频供电电路以及变频设备 - Google Patents

变频滤波电路、变频供电电路以及变频设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电路结构设计领域，公开了一种变频滤波电路、变频供电电路以及变频设备。一种变频滤波电路，包括并联在两个输入端之间的电解电容电路和电阻电路，其中，所述电解电容电路包括串联的第一电解电容和第二电解电容，所述电阻电路包括串联的第一电阻和第二电阻，该变频滤波电路还包括：与所述第一电解电容并联的第一漏电流保护电路，被配置成当所述第一电解电容两端电压大于所述第二电解电容两端电压时导通；以及与所述第二电解电容并联的第二漏电流保护电路，被配置成当所述第二电解电容两端电压大于所述第一电解电容两端电压时导通。通过上述技术方案，能够防止滤波电路电阻发热，并且解决因漏电流不同导致电容损坏。

Description

变频滤波电路、变频供电电路以及变频设备
技术领域
本发明涉及电路结构设计，具体地涉及变频滤波电路、变频供电电路以及变频设备。
背景技术
变频家电供给电器的电源不是普通的50Hz固定频率交流电，而是随着电器的工作情况，电源的频率可以自动调整，这样电机的功率就能自动调整。目前变频家电主要有空调器、冰箱、电视等耗电较大的电器。
空调变频电路中，电解电容应用非常普遍，而电解电容的漏电流需要格外关注，漏电流消耗电解液，使得电解电容过早干涸失效，同时应用中经常把电解电容串联使用，所以电解电容的漏电流就必须考虑，滤波电容漏电流不平衡，导致变频电路容易发生整流电路烧坏，严重时导致整机起火事故，给人民带来巨大的经济损失。目前普遍采用的滤波电路如图1所示。根据电路结构，如果电解电容E1和E2的漏电流不一样的话，就会导致电解电容E1和E2两端和E2两端的电压不相同，甚至差别比较大，从而导致电阻R3和R4发热，严重时将导致电源电路烧坏。
针对上述技术问题，现有技术中尚无良好解决方案。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的漏电流导致电阻发热致使烧坏变频供电电路的问题，提供一种变频滤波电路，该变频滤波电路能够防止漏电流流经电阻的热效应。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种变频滤波电路，该变频滤波电路包括并联在两个输入端之间的电解电容电路和电阻电路，其中，所述电解电容电路包括串联的第一电解电容和第二电解电容，所述电阻电路包括串联的第一电阻和第二电阻，该变频滤波电路还包括：
与所述第一电解电容并联的第一漏电流保护电路，被配置成当所述第一电解电容两端电压大于所述第二电解电容两端电压时导通；以及
与所述第二电解电容并联的第二漏电流保护电路，被配置成当所述第二电解电容两端电压大于所述第一电解电容两端电压时导通。
优选地，所述第一漏电流保护电路包括串联的第三电阻和第一三端器件，所述第三电阻的自由端连接所述第一电解电容的第一端，所述第一三端器件的两个自由端分别连接所述第一电解电容的第二端以及连接在所述第一电阻与所述第二电阻之间；以及
所述第二漏电流保护电路包括串联的第四电阻和第二三端器件，所述第四电阻的自由端连接所述第二电解电容的第二端，所述第二三端器件的两个自由端分别连接所述第二电解电容的第一端以及连接在所述第一电阻与所述第二电阻之间。
优选地，所述第一三端器件和所述第二三端器件均为三极管，其中，
所述第一三端器件的集电极连接所述第三电阻，发射极连接所述第一电解电容的第二端，以及基极连接在所述第一电阻与所述第二电阻之间；以及
所述第二三端器件的集电极连接所述第四电阻，发射极连接所述第二电解电容的第一端，以及基极连接在所述第一电阻与所述第二电阻之间。
优选地，所述第一三端器件为NPN型三极管，以及所述第二三端器件为PNP型三极管。
优选地，所述第一三端器件和所述第二三端器件的耐压至少为600v。
优选地，所述第一电阻与所述第三电阻的阻值比为10:1，以及所述第二电阻与所述第四电阻的阻值比为10:1。
优选地，所述第一电解电容的第一端和所述第二电解电容的第一端为正极。
优选地，所述第一电解电容的第一端为所述变频滤波电路的正向输入端，以及所述第二电解电容的第二端为所述变频滤波电路的负向输入端。
本发明的另一个方面，提供一种变频供电电路，该变频供电电路包括三相桥堆和上述的变频滤波电路，其中所述三相桥堆的三个输入端接三相电，两个输出端与所述变频滤波电路的两个输入端连接。
本发明的再一个方面，提供一种变频设备，该变频设备包括变频驱动单元和上述的变频供电电路，其中所述变频供电电路用于向所述变频驱动单元供电。
优选地，所述变频设备包括以下至少之一者：变频空调、变频电风扇、变频冰箱、变频洗衣机、变频电视。
通过上述技术方案，通过在变频滤波电路中设置第一和第二漏电流保护电路，能够在滤波电路中电解电容的漏电流不平衡的情况下防止漏电流流经滤波器电阻，从而防止电阻发热，并且能够解决电解电容因漏电流不同导致电容损坏的问题。
附图说明
图1是现有技术中变频滤波电路结构示意图；
图2是本发明示例实施方式提供的变频滤波电路结构示意图；
图3是图2所示的变频滤波电路的一个示例性电流流向示意图；
图4是图2所示的变频滤波电路的另一个示例性电流流向示意图；
图5是本发明示例实施方式提供的变频供电电路组成结构示意图。
附图标记说明
1 三相桥堆 2 变频滤波电路。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指附图中所示的方位。
图2是本发明示例实施方式提供的变频滤波电路结构示意图。如图2所示，本发明实施方式提供了一种变频滤波电路，该变频滤波电路可以包括并联在两个输入端VP和VN之间的电解电容电路和电阻电路，其中，电解电容电路可以包括串联的电解电容E1和电解电容E2，所述电阻电路包括串联的电阻R3和电阻R4，该变频滤波电路还包括：
与所述电解电容E1并联的第一漏电流保护电路，该第一漏电流保护电路被配置成当所述电解电容E1两端电压大于所述电解电容E2两端电压时导通；以及
与所述电解电容E2并联的第二漏电流保护电路，该第二漏电流保护电路被配置成当所述电解电容E2两端电压大于所述电解电容E1两端电压时导通。
通过上述技术方案，通过在变频滤波电路中设置第一和第二漏电流保护电路，能够在滤波电路中电解电容的漏电流不平衡的情况下防止漏电流流经滤波器电阻，从而防止电阻发热，并且能够解决电解电容因漏电流不同导致电容损坏的问题。
在实施方式中，可以通过三端器件实现对电流流动方向的控制。继续如图2所示，在实施方式中，第一漏电流保护电路可以包括串联的电阻R1和三端器件Q1，所述电阻R1的自由端可以连接电解电容E1的第一端(例如，电解电容的正极)，三端器件Q1的两个自由端分别连接电解电容E1的第二端(例如，电解电容的负极)以及连接在所述电阻R3与所述电阻R4之间；类似地，第二漏电流保护电路可以包括串联的电阻R2和三端器件Q2，所述电阻R2的自由端可以连接电解电容E2的第二端(例如，电解电容的负极)，所述三端器件Q2的两个自由端分别连接所述电解电容E2的第一端(例如，电解电容的正极)以及连接在所述电阻R3与所述电阻R4之间。在实施方式中，连接在电阻R3与电阻R4之间的三端器件Q1和Q2的两个自由端可以在两个自由端连接之后再连接在电阻R3与电阻R4之间。同样地，连接电解电容E1负极的三端器件Q1的自由端和连接电解电容E2正极的三端器件Q2的自由端也可以二者先连接，之后再连接在电解电容E1负极和电解电容E2正极之间。
在实施方式中，三端器件Q1和三端器件Q2可以均为三极管，可以例如采用如下的连接方式：
三端器件Q1的集电极连接电阻R1，发射极连接电解电容E1的第二端，以及基极连接在电阻R3与电阻R4之间；以及
三端器件Q2的集电极连接电阻R2，发射极连接电解电容E2的第一端，以及基极连接在电阻R3与电阻R4之间。
通过上述器件选择以及连接方式，可以通过电阻R3和R4之间的电位控制三端器件Q1和/或Q2的导通状态，从而实现电路保护。
图3是图2所示的变频滤波电路的一个示例性电流流向示意图。如图3所示，在一个示例性实施方式中，电解电容E1两端的电压V1大于电解电容E2两端的电压V2。这种情况下，如果按照图1所示的电路结构，将有漏电流从VP经过电阻R3流向电解电容E2，这样不仅会在电阻R3处产生大量热量，还容易导致电解电容E2损坏。通过图2提供的电路结构，由于漏电流保护电路的存在，在电解电容E1两端的电压V1大于电解电容E2两端的电压V2的情况下。三端器件Q1基极的电压将满足开启电压，从而使集电极和发射极导通，使漏电流可以从电阻R1导流而不会流经电阻R3，同时实现电流从电解电容E1正极通过电阻R1和三端器件Q1的发射极流回电解电容E1负极的自循环。从而既防止漏电流流经电阻R3导致的过热问题，也化解了电解电容E1和电解电容E2电压不平衡的问题。
图4是图2所示的变频滤波电路的另一个示例性电流流向示意图。如图4所示，在一个示例性实施方式中，电解电容E2两端的电压V2大于电解电容E1两端的电压V1。这种情况下，如果按照图1所示的电路结构，将有漏电流从VP经过电阻R4流向电解电容E1，这样不仅会在电阻R4处产生大量热量，还容易导致电解电容E1损坏。通过图2提供的电路结构，由于漏电流保护电路的存在，在电解电容E2两端的电压V2大于电解电容E1两端的电压V1的情况下。三端器件Q2基极的电压将满足开启电压，从而使集电极和发射极导通，使漏电流可以从电阻R2导流而不会流经电阻R4，同时实现电流从电解电容E2正极通过电阻R2和三端器件Q2的发射极流回电解电容E2负极的自循环。从而既防止漏电流流经电阻R4导致的过热问题，也化解了电解电容E1和电解电容E2电压不平衡的问题。
在上述示例实施方式中，三端器件Q1可以为NPN型三极管，以及三端器件Q2为PNP型三极管。在参数选择上，以电解电容E1和E2的参数都为330μF450v为例，三端器件Q1和Q2的耐压可以选择为至少600v。此外，电阻R3与电阻R1的阻值比可以为10:1，以及电阻R4与电阻R2的阻值比也可以为10:1。例如，如果电阻R3和R4都为100K_1％，则电阻R1和R2可以为103_1％。
在上述实施方式中，电解电容E1的正极端可以为所述变频滤波电路的正向输入端，以及电解电容E2的负极端可以为所述变频滤波电路的负向输入端。
本发明的实施方式还提供一种变频供电电路，图5是本发明示例实施方式提供的变频供电电路组成结构示意图。如图5所示，本发明实施方式提供的变频供电电路可以包括三相桥堆1和上述的变频滤波电路2，其中三相桥堆1的三个输入端接三相电，两个输出端与变频滤波电路2的两个输入端连接。
本发明的实施方式提供一种变频设备，该变频设备包括变频驱动单元和上述实施方式提供的变频供电电路，其中变频供电电路用于向变频驱动单元供电。在优选的实施方式中，所述变频设备可以包括以下至少之一者：变频空调、变频电风扇、变频冰箱、变频洗衣机、变频电视。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，例如，可以将三极管改变为MOS管。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种变频滤波电路，其特征在于，该变频滤波电路包括并联在变频滤波电路的两个输入端之间的电解电容电路和电阻电路，其中，所述电解电容电路包括串联的第一电解电容和第二电解电容，所述电阻电路包括串联的第一电阻和第二电阻，其特征在于，该变频滤波电路还包括：
与所述第一电解电容并联的第一漏电流保护电路，被配置成当所述第一电解电容两端电压大于所述第二电解电容两端电压时导通，以使漏电流不流经所述第一电阻，并使漏电流从所述第一电解电容的第一端流回所述第一电解电容的第二端；以及
与所述第二电解电容并联的第二漏电流保护电路，被配置成当所述第二电解电容两端电压大于所述第一电解电容两端电压时导通，以使漏电流不流经所述第二电阻，并使漏电流从所述第二电解电容的第一端流回所述第二电解电容的第二端，
所述第一漏电流保护电路包括串联的第三电阻和第一三端器件，所述第三电阻的自由端连接所述第一电解电容的第一端，所述第一三端器件的两个自由端分别连接所述第一电解电容的第二端以及连接在所述第一电阻与所述第二电阻之间；
所述第二漏电流保护电路包括串联的第四电阻和第二三端器件，所述第四电阻的自由端连接所述第二电解电容的第二端，所述第二三端器件的两个自由端分别连接所述第二电解电容的第一端以及连接在所述第一电阻与所述第二电阻之间。
2.根据权利要求1所述的变频滤波电路，其特征在于，所述第一三端器件和所述第二三端器件均为三极管，其中，
所述第一三端器件的集电极连接所述第三电阻，所述第一三端器件的发射极连接所述第一电解电容的第二端，以及所述第一三端器件的基极连接在所述第一电阻与所述第二电阻之间；以及
所述第二三端器件的集电极连接所述第四电阻，所述第二三端器件的发射极连接所述第二电解电容的第一端，以及所述第二三端器件的基极连接在所述第一电阻与所述第二电阻之间。
3.根据权利要求2所述的变频滤波电路，其特征在于，所述第一三端器件为NPN型三极管，以及所述第二三端器件为PNP型三极管。
4.根据权利要求1所述的变频滤波电路，其特征在于，所述第一三端器件和所述第二三端器件的耐压值至少为600V。
5.根据权利要求1所述的变频滤波电路，其特征在于，所述第一电阻与所述第三电阻的阻值比为10:1，以及所述第二电阻与所述第四电阻的阻值比为10:1。
6.根据权利要求1所述的变频滤波电路，其特征在于，所述第一电解电容的第一端和所述第二电解电容的第一端为正极。
7.根据权利要求6所述的变频滤波电路，其特征在于，所述第一电解电容的第一端为所述变频滤波电路的正向输入端，以及所述第二电解电容的第二端为所述变频滤波电路的负向输入端。
8.一种变频供电电路，其特征在于，该变频供电电路包括三相桥堆和根据权利要求1-7中任一项权利要求所述的变频滤波电路，其中所述三相桥堆的三个输入端接三相电，所述三相桥堆的两个输出端与所述变频滤波电路的两个输入端连接。
9.一种变频设备，其特征在于，该变频设备包括变频驱动单元和根据权利要求8所述的变频供电电路，其中所述变频供电电路用于向所述变频驱动单元供电。
10.根据权利要求9所述的变频设备，其特征在于所述变频设备包括以下至少之一者：变频空调、变频电风扇、变频冰箱、变频洗衣机、变频电视。
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