CN107154769A - 交流电机调速电路及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种交流电机调速电路和空调器，包括交流输入端、第一整流模块、负载、第二整流模块、开关模块、第一续流模块、第二续流模块及MCU，通过第一续流模块或第二续流模块为交流电机绕组线圈上感应电动势提供续流回路，且其续流回路通过电路中现有的第一整流模块和负载，不需要额外增加电子开关续流，其第一续流模块和第二续流模块由具备单向传导功能的器件构成，因此能大幅降低成本，且在续流时不需要MCU的控制，其完全由简单的硬件电路实现，因此工作的可靠性高，避免了现有技术中控制导致器件损坏问题，改善电流的EMC性能。

Description

交流电机调速电路及空调器

技术领域

本发明涉及交流电机控制领域，尤其涉及交流电机调速电路及空调器。

背景技术

目前的一种交流电机调速电路如图1所示，交流电源的L或N线串联交流电机，输入到整流模块，整流模块的两个输出端回路中串联电子开关K1，同时电机两端并联另一电子开关K2，MCU输出PWM(脉宽调制)信号控制电子开关K1的导通和截止，当K1导通时，交流电源通过交流电机、整流模块、K1形成电流通路以为交流电机提供工作电流，当K1关闭时，MCU控制K2导通，对K1关闭时在交流电机绕组上产生的感应电动势进行续流泄放，MCU通过此控制方式实现交流电机的调速，此电路存在以下缺陷：

第一：需要单独的电子开关K2实现交流电机的电能续流，由于电子开关K2由大功率的开关管构成，需要增加成本因此导致成本偏高。

第一：在控制时需要考虑K1和K2开关时的死区时间，即K1关到K2开以及K2关到K1开的时间，在死区时间内很容易在电机绕组线圈两端和电子开关K1两端产生高电压及较大的高频电磁噪声，易损坏电子开关K1和K2的开关管，同时降低电路的EMC性能。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种交流电机调速电路及空调器，目的在于解决现有的交流电机调速电路存在成本偏高以及控制异常导致电路器件损坏的问题。

为实现上述目的，本发明提供的一种交流电机调速电路，所述交流电机调速电路包括交流输入端、第一整流模块、负载、第二整流模块、开关模块、第一续流模块、第二续流模块及MCU；

所述第一整流模块对所述交流输入端输入的交流电源的交流电进行整流后输出直流电，所述第一整流模块的两输出端连接直流母线，以为负载工作提供电源；

所述第二整流模块对所述交流输入端输入的交流电源的交流电进行整流后输出直流电，所述第二整流模块的两输出端连接开关模块，为开关模块工作提供电源；

所述开关模块在所述MCU的控制下实现开关状态切换，由所述第二整流模块和所述开关模块组成所述交流电机的供电电路，并在所述开关模块导通时，所述交流电源的交流电流经所述交流电机的供电电路以为所述交流电机供电；

所述第一续流模块和第二续流模块包括输入和输出端，所述第一续流模块和第二续流模块为单向传导，电流从所述第一续流模块或第二续流模块的输入端输入，从所述第一续流模块或第二续流模块的输出端输出；在所述开关模块截止时，所述交流电机的绕组线圈上产生的感应电动势通过续流回路进行续流泄放，构成所述续流回路的电路包括所述第一续流模块或所述第二续流模块、所述第一整流模块和所述负载；所述第一续流模块的输入端和所述第二续流模块的输出端连接所述交流电机的供电电路，所述第一续流模块的输出端和所述第二续流模块的输入端连接所述直流母线，所述第一续流模块的输入端连接所述第二整流模块的输出端正极，所述第一续流模块的输出端连接所述第一整流模块输出端正极；所述第二续流模块的输入端连接所述第一整流模块输出端负极，所述第二续流模块的输出端连接所述第二整流模块的输出端负极。

优选的，所述第一续流模块包括第一二极管，所述第二续流模块包括第二二极管；

所述第一二极管的阳极为所述第一续流模块输入端，所述第一二极管的阴极为所述第一续流模块输出端；

所述第二二极管的阳极为所述第二续流模块输入端，所述第二二极管的阴极为所述第二续流模块输出端。

优选的，所述交流电机调速电路还包括第一PFC模块；

所述第一PFC模块串联在所述交流输入端和所述第一整流模块之间，以为所述第一整流模块输出的直流电压进行功率因素校正。

优选的，所述交流电机的供电电路连接所述第一PFC模块的输入端。

优选的，所述交流电机的供电电路连接所述第一PFC模块的输出端。

优选的，所述第一续流模块还包括第五电阻；

所述第五电阻和所述第一二极管串联。

优选的，所述第二续流模块还包括第六电阻；

所述第六电阻和所述第二二极管串联。

优选的，所述交流电机调速电路还包括第二PFC模块；

所述第二PFC模块通过所述直流母线串联在所述第一整流模块和负载之间，以为所述第一整流模块输出的直流电压进行功率因素校正。

优选的，所述第二续流模块的输入端连接所述第一整流模块输出端负极，所述第二续流模块的输出端连接所述第二整流模块的输出端负极；

所述第一续流模块的输入端连接所述第二整流模块的输出端正极，所述第一续流模块的输出端连接所述第一整流模块输出端正极。

优选的，所述第二续流模块的输入端连接所述第二PFC模块输出端负极，所述第二续流模块的输出端连接所述第二整流模块的输出端负极；

所述第一续流模块的输入端连接所述第二整流模块的输出端正极，所述第一续流模块的输出端连接所述第二PFC模块输出端正极。

优选的，所述第二续流模块的输入端连接所述第一整流模块输出端负极，所述第二续流模块的输出端连接所述第二整流模块的输出端负极；

所述第一续流模块的输入端连接所述第二整流模块的输出端正极，所述第一续流模块的输出端连接所述第二PFC模块输出端正极。

优选的，所述第一续流模块还包括第七电阻；

所述第七电阻和所述第一二极管串联。

优选的，所述交流电机调速电路还包括滤波模块；

所述滤波模块通过所述直流母线串联在所述第一整流模块和负载之间，以为所述第一整流模块输出的直流电压进行平滑滤波。

优选的，所述交流电机调速电路还包括第一电容；

所述第一电容的两端分别连接所述第一续流模块输出端和所述第二续流模块输入端。

优选的，所述开关模块包括第一开关单元和第一RC吸收单元；

所述第一开关单元实现开关模块的开关切换；

所述第一RC吸收单元并联于所述第一开关单元两端，用于吸收所述第一开关单元开关切换时在所述第一开关单元两端和所述交流电机的主绕组两端产生的高电压。

优选的，所述第一RC吸收单元包括第二电容和第二电阻；

所述第二电容的一端连接第二电阻的一端，所述第二电容的另一端连接所述第一开关单元的一端，所述第二电阻的另一端连接所述第一开关单元的另一端。

优选的，所述交流电机调速电路还包括第二RC吸收模块；

所述第二RC吸收模块并联于所述交流电机组主绕组两端，用于吸收所述开关模块开关切换时在所述交流电机的主绕组两端和所述开关模块两端产生的高电压。

为实现上述目的，本发明还提供一种空调器，所述空调器包括所述的交流电机调速电路。

本发明实施例提供的交流电机调速电路通过第一续流模块50或第二续流模块为交流电机绕组线圈上存储电能提供续流回路，且其续流回路通过电路中现有的整流模块和负载，不需要额外增加电子开关续流，其第一续流模块和第二续流模块由具备单向传导功能的器件构成，因此能大幅降低成本，且在续流时不需要MCU的控制，其完全由简单的硬件电路实现，因此工作的可靠性高，避免了现有技术中控制导致器件损坏问题，改善电流的EMC性能。

附图说明

图1为现有技术的交流电机调速电路模块结构图；

图2为本发明交流电机调速电路第一实施例的模块结构图；

图3为本发明交流电机调速电路第一实施例的续流回路示意图；

图4为本发明交流电机调速电路第一实施例的另一续流回路示意图；

图5为本发明交流电机调速电路第二实施例的电路结构图；

图6为本发明交流电机调速电路第三实施例的模块结构图；

图7为本发明交流电机调速电路第三实施例的电路结构图；

图8为本发明交流电机调速电路第三实施例的另一模块结构图；

图9为本发明交流电机调速电路第三实施例的另一电路结构图；

图10为本发明交流电机调速电路第三实施例的另一电路结构图；

图11为本发明交流电机调速电路第三实施例的另一电路结构图；

图12为本发明交流电机调速电路第四实施例的模块结构图；

图13为本发明交流电机调速电路第四实施例的电路结构图；

图14为本发明交流电机调速电路第五实施例的模块结构图；

图15为本发明交流电机调速电路第五实施例的电路结构图；

图16为本发明交流电机调速电路第五实施例的另一电路结构图；

图17为本发明交流电机调速电路第六实施例的模块结构图；

图18为本发明交流电机调速电路第六实施例的电路结构图；

图19为本发明交流电机调速电路第六实施例的另一电路结构图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参照图2，图2为本发明第一实施例提供的交流电机调速电路模块结构图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

本发明实施例提供的交流电机调速电路包括交流输入端、第一整流模块10、负载20、第二整流模块30、开关模块40、第一续流模块50、第二续流模块60及MCU70。

第一整流模块10对交流输入端输入的交流电源的交流电进行整流后输出直流电，第一整流模块10的两输出端连接直流母线，以为负载20工作提供电源，这里第一整流模块10可以是分立的全桥整流电路或者集成的整流桥堆模块，第一整流模块10包括两个交流输入端，以及直流输出端正极和直流输出端负极。

第二整流模块30对交流输入端输入的交流电源的交流电进行整流后输出直流电，第二整流模块30的两输出端连接开关模块，为开关模块工作提供电源，第二整流模块30包括两个交流输入端，以及直流输出端正极和直流输出端负极，这里第二整流模块30可以是分立的全桥整流电路或者集成的整流桥堆模块。

开关模块40的在MCU70的控制下实现开关状态切换，第二整流模块30和开关模块40组成交流电机80的供电电路，并在开关模块40导通时，交流电源的交流电流经交流电机80、第二整流模块30、开关模块40以为交流电机80供电，实现驱动交流电机80的正常运转。

第一续流模块50和第二续流模块60包括输入和输出端，第一续流模块50和第二续流模块60为单向传导，电流从第一续流模块50或第二续流模块60的输入端输入，从第一续流模块50或第二续流模块60的输出端输出；第一续流模块50的输入端和第二续流模块60的输出端连接上述交流电机的供电电路，第一续流模块50的输出端和第二续流模块60的输入端连接直流母线，具体的第一续流模块50的输入端连接第二整流模块30的输出端正极，第一续流模块50的输出端连接第一整流模块10输出端正极；第二续流模块60的输入端连接第一整流模块10输出端负极，第二续流模块60的输出端连接第二整流模块30的输出端负极。

当开关模块40截止时，交流电机80的绕组线圈上产生的感应电动势通过续流回路进行续流泄放，构成续流回路的电路包括第一续流模块50或第二续流模块60、第一整流模块10和负载20。续流回路中的电流除了经过上述第一续流模块50或第二续流模块60、第一整流模块10和负载20，还可以经过其他电路如第二整流模块30，需要说明的是，由于经过交流电机80的交流电流从交流输入端L线出发和交流输入端N线出发两种方向，因此在开关模块截止时交流电机80绕组线圈上产生的感应电动势极性由其线圈中通过的交流电流方向的不同而不同，因不同的感应电动势极性对应的续流回路是不同的，如图3所示，当交流电方向从输入端L线出发时，其电流方向是交流电机80的B接线端流向A接线端，此时当开关模块40截止时，其交流电机80绕组线圈上产生的感应电动势方向是B端为负，A端为正，此时其对感应电动势进行续流泄放的回路电流方向具体如图3中虚线部分所示，其中箭头方向为电流方向，其回路具体为：从交流电L线出发经过第一整流模块10并从第一整流模块10的输出端正极输出、直流母线正极、负载20、直流母线负极、第二续流模块60、第二整流模块30的输出端负极输入到近电机80的一输入端输出、电机80最后回到交流电N线，即感应电动势通过此回路进行续流泄放，在此续流回路中通过电机80电流方向与开关模块40截止前通过电机80电流方向相同，因此此回路中的电流对感应电动势起到续流泄放作用。而当交流电方向从输入端N线出发时，其电流方向是交流电机80的A接线端流向B接线端，如图4所示，此时当开关模块40截止时，其交流电机80绕组线圈上产生的感应电动势方向是A端为负，B端为正，此时其对感应电动势进行续流泄放的回路电流具体如图4中虚线部分所示，其中箭头方向为电流方向，其回路具体为：从交流电N线出发经过电机80、第二整流模块30的一输入端输入输出正极输出、第一续流模块50、直流母线正极、负载20、直流母线负极、第一整流模块10的输出的负极输入L线的输入端输出回到交流电L线，在此续流回路中通过电机80电流方向与开关模块40截止前通过电机80电流方向也相同，因此此回路中的电流对感应电动势起到续流泄放作用。由于第一续流模块和第二续流模块是单向传导作用，才能分别对上述不同极性的感应电动势形成不同的续流回路对感应电动势进行续流泄放，保证了电机的正常工作；同时，其单向传导还起到隔离作用，保证在开关模块40导通对电机80进行供电时，从第一整流模块10输出的直流高压不会串入到开关模块中使得开关模块无法正常工作，即起到隔离第一整流模块10输出的直流电压作用。

上述交流电机调速电路中，第一整流模块10和负载20还构成现有的控制电路的一部分，如对空调器而言，空调器的控制电路中，负载20可以包括压缩机驱动电路和压缩机负载构成的电路，第一整流模块10输出直流电压通过直流母线为负载20提供工作电源。本发明实施例提供的交流电机调速电路，通过MCU70输出高速的开关信号(如频率在10-30KHz)控制开关模块40进行开关状态切换，在开关模块40导通时为交流电源为电机80供电，在开关模块40截止时，通过包括由第一续流模块50或第二续流模块60组成的续流回路对交流电机80的绕组线圈上产生的感应电动势进行续流泄放，MCU70通过改变开关信号一个周期中导通开门模块40的时间长短，实现对电机80的调速，而在一个周期中开门模块40关闭时，由于开关信号的频率高，会在交流电机80上产生感应电动势，因此需要在一个开关信号周期结束前将此感应电动势泄放掉，才能保证电机80的正常工作。

本发明实施例提供的交流电机调速电路通过第一续流模块50和第二续流模块60为交流电机80绕组线圈上产生的感应电动势提供续流回路，且其续流回路由第一续流模块50或第二续流模块60参与并通过控制电路中现有的第一整流模块20和负载20对上述感应电动势进行续流泄放，不需要额外增加电子开关续流，其第一续流模块50和第二续流模块60由具备单向传导功能的器件构成，因此能大幅降低成本，且在续流时不需要MCU的控制，其完全由简单的硬件电路实现，因此工作的可靠性高，避免了现有技术中控制导致器件损坏问题，改善电流的EMC性能。

参照图5，图5为本发明交流电机调速电路第二实施例的电路结构图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体如下：

第一整流模块10由整流桥堆DR1组成，对交流输入端输入的交流电源的交流电进行整流后输出直流电；

负载20为直流负载，包括常用的直流供电的负载如直流工作的电机，直流负载也可以是直流供电的具体电路，不是单纯的负载，如开关电源电路、电机驱动电路等。

第二整流模块30由四个二极管FD1-FD4组成，包括两个输入端和输出端正极和输出端负极，其中二极管FD1的阳极和二极管FD2阴极连接点为一输入端，二极管FD4的阳极和二极管FD3阴极连接点为另一输入端，二极管FD1的阴极和二极管FD4阴连接点为正极输出端，二极管FD2的阳极和二极管FD3阳极连接点为负极输出端，交流电机80串联于交流输入端ACL-IN和ACN-IN到第二整流模块30的两个输入端的交流回路中，其中电容FC1为交流电机80的启动电容，并联在交流电机80的启动绕组两端，本图中交流电机串联于ACN-IN即交流N线端，也可以串联在ACL-IN即交流L线端。

开关模块40主要由第一开关管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)Q2组成，开关管Q2构成第一开关单元41，实现开关模块的开关切换，开关模块40还包括IGBT驱动电路，MCU70通过引脚P1输出PWM信号到IGBT驱动电路驱动第一开关管Q2的开关动作。当IGBT导通时，交流电源输出的电流经交流电机80、第二整流模块30和第一开关管Q2构成电流回路，为交流电机80工作提供电源。其电流回路具体如下：当交流电源的电流从ACL-IN即交流L线出发，经二极管FD1的阳极和阴极、第一开关管Q2的集电极和发射极、二极管FD3的阳极和阴极、交流电机80回到交流电源的ACN-IN即交流N线；当交流电源的电流从ACN-IN即交流N线出发，经交流电机80、二极管FD4的阳极和阴极、第一开关管Q2的集电极和发射极、二极管FD2的阳极和阴极、回到交流电源的ACL-IN即交流L线。当IGBT截止时，交流电机80的绕组线圈上产生感应电动势，当上述交流电源的电流方向不同时，交流电机80的绕组线圈上产生的感应电动势对应极性不同。这里开关模块40的第一开关管Q2也可以是MOS(金属氧化物半导体)功率管，此时IGBT驱动相应改为MOS驱动电路。

第一续流模块50和第二续流模块60分别由第一二极管FD5和第二二极管FD6组成，起到单向传导功能，第一二极管的阳极FD5为第一续流模块50输入端，第一二极管FD5的阴极为第一续流模块50输出端，第二二极管的阳极FD6为第二续流模块60输入端，第二二极管FD6的阴极为第二续流模块60输出端，第一二极管FD5和第二二极管FD6分别在开关模块40关闭时，对在开关模块40关闭时在交流电机80的绕组线圈产生的不同极性的感应电动势提供续流回路。具体如下：当交流电源的电流方向是从L线出发在交流电机80的绕组线圈产生感应电动势时，其续流回路从L线出发经整流桥堆DR1正极输出端即第4脚、直流母线正极进入直流负载20、直流母线负极进入第二二极管FD6的阳极和阴极、二极管FD3的阳极和阴极、交流电机80回到交流电源的N线；当交流电源的电流方向是从N线出发在交流电机80的绕组线圈产生感应电动势时，其续流回路从N线出发经交流电机80、二极管FD4的阳极和阴极、第一二极管FD5的阳极和阴极、直流母线正极进入直流负载20、直流母线负极进入整流桥堆DR1负极输出端即第1脚、最后回到交流电源的L线，续流回路中交流电机80的电流方向与开关模块40导通时的电流方向相同，其感应电动势经过回路中整流桥堆DR1由负载80进行续流泄放，保证了电机的可靠运行。从上述可以看出，由于第一续流模块50和第二续流模块60连接在第二整流模块30的输出端，其续流回路除了经过第一整流模块10和负载20，还需要第二整流模块30参与。

本发明实施例提供的交流电机调速电路中，开关模块40还可以包括第一RC吸收单元40，第一RC吸收单元包括第二电容FC3和第二电阻FR4，第二电容FC3的一端连接第二电阻FR4的一端，第二电容FC3的另一端连接第一开关管Q2的集电极，第二电阻FR4的另一端连接第一开关管Q2的发射极。当开关模块40的开关管在截止时在交流电机80的绕组线圈产生感应电动势形成的高电压，第一吸收单元经过第二整流模块30能对感应电动势形成辅助续流泄放，起到抑制高电压作用，同时由于交流电机80的绕组线圈产生感应电动势通过第二整流模块30会传递到开关模块40上形成高电压，因此第一吸收单元也同时对开关模块40上高电压进行抑制，且能吸收开关模块40开关切换时形成的高频电磁噪声，改善EMC性能。

本发明实施例提供的交流电机调速电路还可以包括第二RC吸收模块90，第二RC吸收模块包括第三电容FC2和第三电阻FR1，第三电容FC2的一端连接第三电阻FR1的一端，第三电容FC2的另一端连接交流电机组80主绕组的一端，第三电阻FR1的另一端连接交流电机组主绕组80的另一端。与第一RC吸收单元的作用相同，当开关模块40的开关管在截止时在交流电机80的绕组线圈产生感应电动势形成的高电压时，第一吸收单元对感应电动势形成续流泄放，起到抑制高电压作用，同时第二吸收单元经过第二整流模块30能对感应电动势开关模块40的开关管上的高电压进行抑制，且能吸收开关模块40开关切换时形成的高频电磁噪声，改善EMC性能。

本发明实施例提供的交流电机调速电路还可以包括滤波模块A0，滤波模块A0由电解电容E1组成，对整流桥堆DR1整流后的直流母线电压进行平滑滤波，为增加滤波效果，还可以再增加一个电解电容E2。

本发明实施例提供的交流电机调速电路还可以包括第一电容C6，第一电容C6的两端分别连接所述第一续流模块50输出端和所述第二续流模块60输入端，即第一二极管FD5的阴极和第二二极管FD6的阳极。第一电容C6起到减少续流回路阻抗作用，以有利于续流回路对交流电机80的绕组线圈产生感应电动势进行快速续流泄放。

本发明实施例提供的交流电机调速电路利用由二极管组成的续流模块为交流电机绕组线圈上产生感应电动势提供续流回路，其续流回路通过电路中现有的整流桥堆和负载，不需要额外增加电子开关续流，能大幅降低成本，而且在续流时不需要MCU的控制，其完全由简单的硬件电路实现，因此工作的可靠性高，避免了现有技术中控制导致器件损坏问题，改善电流的EMC性能。

参照图6，图6为本发明交流电机调速电路第三实施例提供的电路模块结构图，基于本发明压缩机保护电路第一实施例，交流电机调速电路还包括第一PFC模块B0，第一PFC模块B0串联在交流输入端和第一整流模块10之间，其输入端连接交流输入端，输出端连接第一整流模块10，以为第一整流模块10输出的直流电压进行功率因素校正。

本实施例中根据第二整流模块30的一输入端和电机输入端在交流端的连接位置相对第一PFC模块B0的不同具体有两种连接方式，图6所示为第二整流模块30的一输入端和电机输入端连接在交流输入端即第一PFC模块B0的输入端侧，图8所示为第二整流模块30的一输入端和电机输入端连接在第一PFC模块B0的输出端侧，图8中对电机的供电回路需经过第一PFC模块B0。图6和图8中的第一PFC模块B0参与交流电机80的绕组线圈上产生的感应电动势的续流回路。

图7和图9分别为本发明实施例提供的交流电机调速电路基于图6和图8的电路结构图。相对图5的交流电机调速电路，其不同之处在增加PFC模块B0，负载20的具体电路也不同，其他模块均与图5所示的相同，因此不再赘述。第一PFC模块B0主要由第一PFC电感L1组成，由于其串联在交流端，此PFC电路为无源PFC电路，通过电感L1实现对第一整流模块10输出的直流电压进行功率因素校正。

图7和图9所示的电路中其续流回路与图5不同之处是从交流输入端L到整流桥堆DR1之间增加了第一PFC电感L1，因此其续流回路中靠近L线输入端增加经过第一PFC电感L1，其他与图5相同。图9所述的电路由于交流电机的供电回路在交流输入端需经过第一PFC电感L1，能有效消除开关模块在高速开关过程中产生的杂波，改善电路的EMC性能。

进一步的，针对图6和图7中第二整流模块30的一输入端和电机输入端连接在第一PFC模块B0的输入端侧的电路结构中，第一续流模块50还包括第五电阻，第五电阻与第一续流模块50的第一二极管FD5串联，具体如图10所示，第一二极管FD5与第五电阻R16串联，图10中第一二极管FD5的阴极连接第五电阻R16的一端，第五电阻R16另一端做为第一续流模块50的输出端；除了如图10中第一二极管FD5与第五电阻R16串联方式外，第五电阻R16还可以连接在第一二极管FD5的阳极侧，这样第五电阻R16的一端做为第一续流模块50的输入端。

由于在本实施例的交流电机调速电路中还存在滤波模块A0，如图10中所示的电解电容E1和E2，由于负载20的功率较高如应用在空调器领域时负载20为压缩机驱动电路和压缩机负载，因此电解电容E1和E2容量很大才能为负载20提供稳定的电压，如实际应用过程中电解电容E1和E2一般为200uF以上，这样当电路在上电时，会对电解电容E1和E2进行充电，且充电电流很高，针对图7实际构成的充电回路有两个，其一是交流输入端经PFC电感L1、第一整流模块10给电解电容E1和E2进行充电；其二是交流输入端经第二整流模块30和第一或第二续流模块给电解电容E1和E2进行充电，由于第一个回路需要经过大阻抗的PFC电感，其充电回路阻抗要远大于第二经续流模块的阻抗，因此实际在充电时电流基本经过第二充电回路，这样使得第二充电回路在充电时电流非常的高，这要求充电回路中的元器件如第二整流模块和第一和第二续流模块的元器件需要可以承受对应高的电流，因此在元器件选型时需要选用耐高电流值的器件，这样会大大增加整个电路的成本。为解决此问题，在续流模块中串联一个电阻，如图10所示电路中在第一续流模块50中增加与第一二极管FD5串联的第五电阻R16，起到限流作用，保证了在上电对电解电容E1和E2进行充电时，增大上述的第二个充电回路阻抗并大过第一个充电回路阻抗，这样在充电时充电电流基本上通过第一个充电回来，大大降低了第二个充电回路中的电流，因此降低了第二个充电回路中的器件电流承受规格要求，只需要选择普通的相对小容量的电流即可，由于第一个回路在正常工作时需要对大功率负载20供电，其器件本身可承受大的电流值，因此回路器件无需改变。通过上述在续流模块中增加一个低成本电阻的方式降低了整个电路的实际应用成本。

进一步的在实际应用过程中，针对图7实际构成的第二个充电回路实际充电支路又有两个，当交流输入端从L线出发经二极管FD1、二极管FD5、到电解电容E1和E2正极，并从电解电容E1和E2负极到第一整流模块回到交流输入的N线，需要说明的是从电解电容E1和E2负极经二极管FD6、二极管FD3、电机80路径也能回到交流N线，但由于此支路的阻抗远大于经第一整流模块，因此实际充电回来不会经过此路径，只经过第一整流模块回到交流N线；当交流输入端从N线出发时经第一整流模块到电解电容E1和E2正极，并从电解电容E1和E2负极到二极管FD6、二极管FD2回到交流输入L线。因此第二个充电回路实际的充电支路会经过第一续流模块和第二续流模块，为了实现良好的限流作用，可以在两个续流模块中都增加限流电阻，如图11所示，除了在第一续流模块50中增加与第一二极管FD5串联的第五电阻R16，还在第二续流模块60中增加与第二二极管FD6串联的第六电阻R17，使得上述第二个充电回路中从交流L线或N线出发的支路阻抗都增大，保证了充电回路的器件可以降低电流承受的要求，从而降低整个电路的应用成本。

参照图12，图12为本发明交流电机调速电路第四实施例提供的电路模块结构图，基于本发明压缩机保护电路第一实施例，交流电机调速电路还包括二PFC模块C0，第二PFC模块C0通过直流母线串联在第一整流模块10和负载20之间，即第二PFC模块C0的输入端连接第一整流模块10，第二PFC模块C0的输出端连接负载20，以为第一整流模块10输出的直流电压进行功率因素校正。

第二PFC模块C0除了上述的功率因素校正作用外，还可以参与续流回路，起到与第一续流模块50和第二续流模块60以及第一整流模块10形成续流回路的作用。参照图13，图13为本发明实施例提供的交流电机调速电路基于图12的电路结构图。相对图5的交流电机调速电路，其不同之处在增加第二PFC模块C0，负载20的具体电路也不同，其他模块均与图5所示的相同，因此不再赘述。

第二PFC模块C0主要由第二PFC电感L2、IGBT开关管Q1、二极管D1组成的有源PFC电路，MCU 70通过引脚P2输出PWM信号到IGBT驱动电路驱动开关管Q1工作，同时MCU通过由电阻R1和电阻R2以及电阻R7和电阻R8组成的电压检测电流检测第二PFC模块C0的输入电压和输出电压，以此输出合适的PWM信号控制第二PFC模块C0工作。

负载20此处为主要由IPM(Intelligent Power Module)和电机组成，形成电机的驱动电路，当然电机也可以是压缩机形成压缩机驱动电路。

当第二PFC模块C0的开关管Q1导通时，第二PFC模块C0此时还可以参与形成续流回路。当交流电源的电流方向是从L线出发在交流电机80的绕组线圈产生感应电动势时，其续流回路从L线出发经整流桥堆DR1正极输出端即第4脚、直流母线正极、第二PFC电感L2、开关管Q1的集电极和发射极、直流母线负极、电阻R0、第二二极管FD6的阳极和阴极、二极管FD3的阳极和阴极、交流电机80回到交流电源的N线；当交流电源的电流方向是从N线出发在交流电机80的绕组线圈产生感应电动势时，其续流回路从N线出发经交流电机80、二极管FD4的阳极和阴极、第一二极管FD5的阳极和阴极、直流母线正极进入第二PFC电感L2、开关管Q1的集电极和发射极、直流母线负极、电阻R0、进入整流桥堆DR1负极输出端即第1脚、最后回到交流电源的L线。

如果第二PFC模块C0的开关管Q1不导通时，此时续流回路与上述开关管Q1导通时不同之处是不经开关管Q1而是经过负载20的IPM模块和电机，其他回路组成与上述相同。

由于泄放回路在PFC模块的开关管导通时直接经过开关管不经过负载，因此其泄放的线路缩短，能降低线路阻抗，因此当PFC模块参与形成泄放回路时更有利于感应电动势的快速泄放。

第二PFC模块除了参与续流回路，还能参与交流电机80的供电，与开关模块40一同为交流电机80的工作提供电流。图11中，为电机供电的电流回路中，如当交流电源的电流从ACN-IN即交流N线出发，经电机80、二极管FD4、第一开关管Q2的集电极和发射极、二极管FD2回到交流电源的ACL-IN即交流L线构成电流回路之外，在二极管FD4阴极处还分开另外一个支路经第一二极管FD5、直流母线正极、第二PFC电感L2、开关管Q1的集电极和发射极、直流母线负极、电阻R0、整流桥堆DR1输出端负极回到交流电源的ACL-IN即交流L。上述两个电流回路从第二整流模块30的输出端正极分支，一路经开关模块40，另外一路经第二PFC模块C0，最后都回到交流L线，因此当第二PFC模块的开关管导通时，能起到为开关模块40分流左右，减少通过开关模块40的开关管Q2的电流，减少开关管Q2工作的发热，提高开关模块的工作可靠性，同时相对原来分流前开关管Q2可以采用相对低功率的功率器件，以此降低开关模块的成本，从而降低整个交流电机调速电路成本。

参照图14，图14为本发明交流电机调速电路第五实施例提供的电路模块结构图，基于本发明压缩机保护电路第一实施例，相对于图12的交流电机调速电路，其不同之处在于第一续流模块50和第二续流模块60的连接线路不同，其他模块均与图12所示的相同，因此不再赘述。

第二续流模块60的输入端连接第二PFC模块C0输出端负极，第二续流模块60的输出端连接第二整流模块30的输出端负极；第一续流模块50的输入端连接第二整流模块30的输出端正极，第一续流模块50的输出端连接第二PFC模块C0输出端正极。

图15为本发明实施例提供的交流电机调速电路基于图14的电路结构图。与图13的不同之处在于组成第一续流模块50的第一二极管FD5和组成第二续流模块60的第二二极管FD6的连接线路不同，具体区别在于第一二极管FD5的阴极连接第二PFC模块C0的二极管D1的阴极，第二二极管FD6的阳极连接第二PFC模块C0的IGBT开关管Q1的发射极。第一二极管FD5的阴极和第二二极管FD6的阳极连接于第二PFC模块C0的输出端，因此其续流回路被二极管D1隔离需要负载参与，不会经过第二PFC模块C0的IGBT开关管Q1，需要经过负载20的IPM模块和电机，其他与图13相同。

进一步的，第一续流模块50还包括第七电阻R18，五电阻与第一续流模块50的第一二极管FD5串联，具体如图16所示，第一二极管FD5与第七电阻R18串联，图16中第一二极管FD5的阴极连接第七电阻R18的一端，第七电阻R18另一端做为第一续流模块50的输出端；除了如图16中第一二极管FD5与第七电阻R18串联方式外，第七电阻R18还可以连接在第一二极管FD5的阳极侧，这样第七电阻R18的一端做为第一续流模块50的输入端。

由于在本实施例的交流电机调速电路中还存在滤波模块A0同第三实施例中的功能一样，在上电时会对其电解电容E1和E2充电，针对图15所示的电路也存在两个充电回路，其一是交流输入端经第一整流模块10、PFC电感L2、二极管D1给电解电容E1和E2进行充电；其二是交流输入端经第二整流模块30和第一续流模块给电解电容E1和E2进行充电，由于第一个回路需要经过大阻抗的PFC电感L2，其充电回路阻抗要远大于第二经续流模块的阻抗，因此实际在充电时电流基本经过第二充电回路，这样同样如第三实施例一样带来对第二充电回路器件需要选用耐高电流值的器件导致电路成本大大增加的问题，因此同样可以在第一续流模块50中增加与第一二极管FD5串联的第七电阻R18，起到限流作用，如图16所示，以此解决电路成本增高的问题。

参照图17，图17为本发明交流电机调速电路第六实施例提供的电路模块结构图，基于本发明压缩机保护电路第一实施例，相对于图12的交流电机调速电路，其不同之处在于第一续流模块50和第二续流模块60的连接线路不同，其他模块均与图12所示的相同，因此不再赘述。

第二续流模块60的输入端连接第一整流模块10输出端负极，第二续流模块60的输出端连接第二整流模块30的输出端负极；第一续流模块50的输入端连接第二整流模块30的输出端正极，第一续流模块50的输出端连接第二PFC模块C0输出端正极。

图18为本发明实施例提供的交流电机调速电路基于图17的电路结构图。与图13的不同之处在于组成第一续流模块50的第一二极管FD5和组成第二续流模块60的第二二极管FD6的连接线路不同，具体区别在于第一二极管FD5的阴极连接第二PFC模块C0的二极管D1的阴极，第二二极管FD6的阳极连接整流桥堆DR1输出端负极。

当第二PFC模块C0的开关管Q1导通时，第二PFC模块C0此时还可以参与形成续流回路。当交流电源的电流方向是从L线出发在交流电机80的绕组线圈产生感应电动势时，其续流回路从L线出发经整流桥堆DR1正极输出端即第4脚、直流母线正极、第二PFC电感L2、开关管Q1的集电极和发射极、直流母线负极、第二二极管FD6的阳极和阴极、二极管FD3的阳极和阴极、交流电机80回到交流电源的N线；当交流电源的电流方向是从N线出发在交流电机80的绕组线圈产生感应电动势时，由于第一二极管FD5的阴极连接第二PFC模块C0的二极管D1的阴极，此时续流回路不能经过开关管Q1，需经过负载20的IPM模块，具体为其续流回路从N线出发经交流电机80、二极管FD4的阳极和阴极、第一二极管FD5的阳极和阴极、直流母线正极进入负载20的IPM模块、直流母线负极、进入整流桥堆DR1负极输出端即第1脚、最后回到交流电源的L线。

如果第二PFC模块C0的开关管Q1不导通时，此时续流回路与上述开关管Q1导通时不同之处是不经开关管Q1而是经过负载20的IPM模块和电机，其他回路组成与上述相同。

同图13类似，由于从交流电L线出发的泄放回路在PFC模块的开关管导通时直接经过开关管不经过负载，因此其泄放的线路缩短，能降低线路阻抗，因此当PFC模块参与形成泄放回路时更有利于感应电动势的快速泄放。

进一步的，第一续流模块50还包括第七电阻R18，五电阻与第一续流模块50的第一二极管FD5串联，具体如图19所示。与第五实施例中图16的原理和作用相同，第七电阻R18同样增大了在上电时对电解电容E1和E2充电回路阻抗，使得回路的充电电流大大降低，同样降低了回路器件要求，大大降低整个电路的实际应用成本。

本发明还提供一种空调器，包括上述交流电机调速电路，其具体的实施方式可参考上述实施例，在此不再赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“第一实施例”、“第二实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体方法、装置或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、方法、装置或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (18)

1.一种交流电机调速电路，其特征在于，所述交流电机调速电路包括交流输入端、第一整流模块、负载、第二整流模块、开关模块、第一续流模块、第二续流模块及MCU；

所述第一整流模块对所述交流输入端输入的交流电源的交流电进行整流后输出直流电，所述第一整流模块的两输出端连接直流母线，以为负载工作提供电源；

所述第二整流模块对所述交流输入端输入的交流电源的交流电进行整流后输出直流电，所述第二整流模块的两输出端连接开关模块，为开关模块工作提供电源；

所述开关模块在所述MCU的控制下实现开关状态切换，由所述第二整流模块和所述开关模块组成所述交流电机的供电电路，并在所述开关模块导通时，所述交流电源的交流电流经所述交流电机的供电电路以为所述交流电机供电；

所述第一续流模块和第二续流模块包括输入和输出端，所述第一续流模块和第二续流模块为单向传导，电流从所述第一续流模块或第二续流模块的输入端输入，从所述第一续流模块或第二续流模块的输出端输出；在所述开关模块截止时，所述交流电机的绕组线圈上产生的感应电动势通过续流回路进行续流泄放，构成所述续流回路的电路包括所述第一续流模块或所述第二续流模块、所述第一整流模块和所述负载；所述第一续流模块的输入端和所述第二续流模块的输出端连接所述交流电机的供电电路，所述第一续流模块的输出端和所述第二续流模块的输入端连接所述直流母线，所述第一续流模块的输入端连接所述第二整流模块的输出端正极，所述第一续流模块的输出端连接所述第一整流模块输出端正极；所述第二续流模块的输入端连接所述第一整流模块输出端负极，所述第二续流模块的输出端连接所述第二整流模块的输出端负极。

2.如权利要求1所述的交流电机调速电路，其特征在于，所述第一续流模块包括第一二极管，所述第二续流模块包括第二二极管；

所述第一二极管的阳极为所述第一续流模块输入端，所述第一二极管的阴极为所述第一续流模块输出端；

所述第二二极管的阳极为所述第二续流模块输入端，所述第二二极管的阴极为所述第二续流模块输出端。

3.如权利要求2所述的交流电机调速电路，其特征在于，所述交流电机调速电路还包括第一PFC模块；

所述第一PFC模块串联在所述交流输入端和所述第一整流模块之间，以为所述第一整流模块输出的直流电压进行功率因素校正。

4.如权利要求3所述的交流电机调速电路，其特征在于，所述交流电机的供电电路连接所述第一PFC模块的输入端。

5.如权利要求3所述的交流电机调速电路，其特征在于，所述交流电机的供电电路连接所述第一PFC模块的输出端。

6.如权利要求4所述的交流电机调速电路，其特征在于，所述第一续流模块还包括第五电阻；

所述第五电阻和所述第一二极管串联。

7.如权利要求6所述的交流电机调速电路，其特征在于，所述第二续流模块还包括第六电阻；

所述第六电阻和所述第二二极管串联。

8.如权利要求2所述的交流电机调速电路，其特征在于，所述交流电机调速电路还包括第二PFC模块；

所述第二PFC模块通过所述直流母线串联在所述第一整流模块和负载之间，以为所述第一整流模块输出的直流电压进行功率因素校正。

9.如权利要求8所述的交流电机调速电路，其特征在于，

所述第二续流模块的输入端连接所述第一整流模块输出端负极，所述第二续流模块的输出端连接所述第二整流模块的输出端负极；

所述第一续流模块的输入端连接所述第二整流模块的输出端正极，所述第一续流模块的输出端连接所述第一整流模块输出端正极。

10.如权利要求8所述的交流电机调速电路，其特征在于，

所述第二续流模块的输入端连接所述第二PFC模块输出端负极，所述第二续流模块的输出端连接所述第二整流模块的输出端负极；

所述第一续流模块的输入端连接所述第二整流模块的输出端正极，所述第一续流模块的输出端连接所述第二PFC模块输出端正极。

11.如权利要求8所述的交流电机调速电路，其特征在于，

所述第二续流模块的输入端连接所述第一整流模块输出端负极，所述第二续流模块的输出端连接所述第二整流模块的输出端负极；

所述第一续流模块的输入端连接所述第二整流模块的输出端正极，所述第一续流模块的输出端连接所述第二PFC模块输出端正极。

12.如权利要求10或11所述的交流电机调速电路，其特征在于，所述第一续流模块还包括第七电阻；

所述第七电阻和所述第一二极管串联。

13.如权利要求1所述的交流电机调速电路，其特征在于，所述交流电机调速电路还包括滤波模块；

所述滤波模块通过所述直流母线串联在所述第一整流模块和负载之间，以为所述第一整流模块输出的直流电压进行平滑滤波。

14.如权利要求13所述的交流电机调速电路，其特征在于，所述交流电机调速电路还包括第一电容；

所述第一电容的两端分别连接所述第一续流模块输出端和所述第二续流模块输入端。

15.如权利要求1所述的交流电机调速电路，其特征在于，所述开关模块包括第一开关单元和第一RC吸收单元；

所述第一开关单元实现开关模块的开关切换；

所述第一RC吸收单元并联于所述第一开关单元两端，用于吸收所述第一开关单元开关切换时在所述第一开关单元两端和所述交流电机的主绕组两端产生的高电压。

16.如权利要求15所述的交流电机调速电路，其特征在于，所述第一RC吸收单元包括第二电容和第二电阻；

所述第二电容的一端连接第二电阻的一端，所述第二电容的另一端连接所述第一开关单元的一端，所述第二电阻的另一端连接所述第一开关单元的另一端。

17.如权利要求1所述的交流电机调速电路，其特征在于，所述交流电机调速电路还包括第二RC吸收模块；

所述第二RC吸收模块并联于所述交流电机组主绕组两端，用于吸收所述开关模块开关切换时在所述交流电机的主绕组两端和所述开关模块两端产生的高电压。

18.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括如权利要求1至17任一所述的交流电机调速电路。