CN108322028A - 一种功率变换电路及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种功率变换电路控制方法，所述功率变换电路包括整流模块(1)、电感器(2)、电容器(3)、逆变电路(4)以及控制模块(5)，吸收电路(7)与接入开关(8)串联形成串联体，且所述串联体与电容器(3)相并联，所述接入开关(8)能够在开关控制电路(10)的控制下接通或断开所述吸收电路(7)，在所述电容器(3)上还并联设置电压检测装置(9)，所述方法包括：检测电容器电压值；获取电压值，判断是否大于预设电压阈值，若是，则接通吸收电路。本发明有益效果：(1)电压过大时，接入吸收电路，吸收直流母线上的电流，保护电容器不被过充；(2)母线电压处于正常范围时，不接入吸收电路，避免了吸收电路造成的额外损耗；(3)吸收电路电流过大时，断开吸收电路，防止吸收电路损坏。

Description

一种功率变换电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及空调领域，具体的涉及一种功率变换电路及其控制方法。
背景技术
现有技术中，如图1所示，空调功率变换电路包括整流模块1、电感器2、电容器3、逆变电路4以及控制模块5，所述电感器2、电容器3与所述整流模块1串联，所述逆变电路4并联设置在电容器3上，所述控制模块5与所述逆变电路4连接，用于控制所述逆变电路4输出三相交流电，所述逆变电路4与电机6连接，所述逆变电路4输出的三相交流电用于驱动所述电机6运行。当电机6突然停机时，由于电感器2中的电流不能够瞬间变为0，电感器2中的电流IL依然对电容器3充电，这会导致电容器3上的电压过高，容易发生电容器3被击穿的危险，或者由于接入市电的不稳定，也会导致电感器2中的电流IL过大导致对电容器3过充，对电容器3造成损坏。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种功率变换电路及其控制方法，使得当电感器中的电流过大时，电容器不会被过充，进而保护功率变换电路的安全。
具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：
一种功率变换电路控制方法，所述功率变换电路包括整流模块、电感器、电容器、逆变电路以及控制模块，所述电感器、电容器与所述整流模块串联，所述逆变电路并联设置在电容器上，所述控制模块与所述逆变电路连接，用于控制所述逆变电路输出三相交流电，所述逆变电路与电机连接，所述逆变电路输出的三相交流电用于驱动所述电机运行，在所述电容器上并联设置吸收电路，在所述吸收电路上设置接入开关，所述接入开关能够在开关控制电路的控制下接通或断开所述吸收电路，在所述电容器上还并联设置电压检测装置，所述电压检测装置与所述开关控制电路连接，所述方法包括步骤：
S1：电压检测电路实时检测所述电容器上的电压值；
S2：所述开关控制电路获取所述电压检测电路检测到的电压值，判断所述电压值是否大于预设电压阈值，若是，则控制所述接入开关接通所述吸收电路。
较佳的，在所述吸收电路上，还设置电流检测装置，所述电流检测装置与所述开关控制电路连接，所述方法还包括步骤：
S3：电流检测电路实时检测所述吸收电路上的电流值；
S4：所述开关控制电路获取电流检测电路检测到的电流值，判断所述电流值是否大于预设电流阈值，若是，则控制所述接入开关断开所述吸收电路。
一种功率变换电路，所述功率变换电路包括包括整流模块、电感器、电容器、逆变电路以及控制模块，所述电感器、电容器与所述整流模块串联，所述逆变电路并联设置在电容器上，所述控制模块与所述逆变电路连接，用于控制所述逆变电路输出三相交流电，所述逆变电路与电机连接，所述逆变电路输出的三相交流电用于驱动所述电机运行，吸收电路与接入开关串联形成串联体，且所述串联体与电容器相并联，所述接入开关能够在开关控制电路的控制下接通或断开所述吸收电路，在所述电容器上还并联设置电压检测装置，所述电压检测装置与所述开关控制电路连接。
较佳的，在所述吸收电路上，还设置电流检测装置，所述电流检测装置与所述开关控制电路连接。
较佳的，所述吸收电路由第一吸收电阻和吸收电容串联形成。
较佳的，所述吸收电路由第一吸收电阻和吸收电容并联形成。
较佳的，第一吸收电阻和吸收电容并联形成并联体，所述并联体再与第二吸收电阻串联，构成吸收电路。
较佳的，所述接入开关为三极管开关。
较佳的，所述三极管开关为npn型三极管，在所述三极管开关的集电极与发射极之间连接控压二极管，且所述控压二极管的正极与三极管开关的发射极连接，控压二极管的负极与三极管开关的集电极连接。
较佳的，所述电压检测装置包括电阻分压电路。
本发明的有益效果是：(1)电压过大时，接入吸收电路，吸收直流母线上的电流，保护电容器不被过充；(2)母线电压处于正常范围时，不接入吸收电路，避免了吸收电路造成的额外损耗；(3)吸收电路电流过大时，断开吸收电路，防止吸收电路损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的功率变换电路结构示意图；
图2为本发明第一实施例提供的一种功率变换电路结构示意图；
图3为本发明提供的一种功率变换电路控制方法的流程示意图；
图4为本发明第二实施例提供的一种功率变换电路结构示意图；
图5为本发明第三实施例提供的一种功率变换电路结构示意图；
图6为本发明第四实施例提供的一种功率变换电路结构示意图；
图7为本发明第五实施例提供的一种功率变换电路结构示意图；
图8为本发明第六实施例提供的一种功率变换电路结构示意图；
图9为本发明提供的另一种功率变换电路控制方法的流程示意图；
图10为本发明第七实施例提供的一种功率变换电路结构示意图。
附图标记说明
为进一步清楚的说明本发明的结构和各部件之间的连接关系，给出了以下附图标记，并加以说明。
1、整流模块；2、电感器；3、电容器；4、逆变电路；5、控制模块；6、电机；7、吸收电路；71、第一吸收电阻；72、吸收电容；73、第二吸收电阻；8、接入开关；81、控压二极管；9、电压检测装置；91、第一分压电阻；92、第二分压电阻；10、开关控制电路；11、电流检测装置；12、功率变换单元；13、整流单元；14、驱动模块；15、交流电源。
通过上述附图标记说明，结合本发明的实施例，可以更加清楚的理解和说明本发明的技术方案。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
一种功率变换电路控制方法，如图2所示，所述功率变换电路包括整流模块1、电感器2、电容器3、逆变电路4以及控制模块5，所述电感器2、电容器3与所述整流模块1串联，所述逆变电路4并联设置在电容器3上，所述控制模块5与所述逆变电路4连接，用于控制所述逆变电路4输出三相交流电，所述逆变电路与电机6连接，所述逆变电路4输出的三相交流电用于驱动所述电机6运行，吸收电路7与接入开关8串联形成串联体，且所述串联体与电容器3相并联，所述接入开关8能够在开关控制电路7的控制下接通或断开所述吸收电路7，在所述电容器3上还并联设置电压检测装置9，所述电压检测装置9与开关控制电路10连接，所述开关控制电路10根据电压检测装置9检测到的电压值，控制接入开关8的开启或关闭。
如图3所示，所述控制方法包括步骤：
S101：电压检测电路实时检测所述电容器上的电压值；
S102：所述开关控制电路获取所述电压检测电路检测到的电压值，判断所述电压值是否大于预设电压阈值，若是，则控制所述接入开关接通所述吸收电路，若否，则不执行操作。
所述吸收电路7具有吸收电感器2上突变电流的作用。由于输入交流电压波动或者电机突然停止工作等情况会导致电感器2上的电流突然增大，增加的电流就会被与所述电感器2串联的吸收电路7吸收，进而避免了增加的电流进一步流向电容器3从而导致直流母线上的电压增大，使得电容器3被击穿，造成所述功率变换电路的损坏。
在本发明的一个实施例中，如图4所示，所述吸收电路7仅有第一吸收电阻71，所述第一吸收电阻71将从电感器2上流出的电流进行消耗，进而吸收电感器2上增加的电流。
在本发明的另一个实施例中，如图5所示，所述吸收电路7为第一吸收电阻71与吸收电容72的串联结构，所述第一吸收电阻71将从电感器2上流出的电流进行消耗，所述吸收电容72进一步将增加的电流进行存储，进而吸收电感器2上增加的电流。
在本发明的另一个实施例中，如图6所示，所述吸收电路7为第一吸收电阻71与吸收电容72的并联结构，这样，电感器2上增加的电流一部分被第一吸收电阻71消耗，另一部分被吸收电容72存储，进一步增加了吸收电路的电流吸收能力，并且，当所述吸收电路7从接入开关8处断开时，吸收电容72中存储的电能也能够通过第一吸收电阻71进行消耗，使得吸收电容72在下次进行电流吸收时，其电流吸收的能力与之前保持一致。
在本发明的另一个实施例中，如图7所示，第一吸收电阻71与吸收电容72并联，形成并联体，所述并联体再与第二吸收电阻73串联，形成所述吸收电路，与第一吸收电阻71与吸收电容72并联形成的吸收电路相比，本实施例的吸收电路不仅能够使吸收电容72在下次进行电流吸收时，其电流吸收的能力与之前保持一致，还能够通过第二吸收电阻73进一步消耗电能，避免了由于电感2中增加的电流过大而对吸收电路造成损坏。
进一步的，由于过大的电流也同样会对吸收电路本身造成损坏，为了避免这种现象出现，如图8所示，在所述吸收电路7所在的电路支路上，设置电流检测装置11，所述电流检测装置11与所述开关控制电路10连接，如图9所示，所述方法还包括步骤：
S201：电流检测电路实时检测所述吸收电路上的电流值；
S202：所述开关控制电路获取电流检测电路检测到的电流值，判断所述电流值是否大于预设电流阈值，若是，则控制所述接入开关断开所述吸收电路，若否，则不执行操作。
这样，当吸收电路7所在支路的电流过大时，系统断开接入开关，将以防所述吸收电路7被过大的电流损坏。
具体的，所述电流检测装置11可以为霍尔传感器。
进一步的，如图10所示，所述开关控制电路10为由单片机构成的控制电路，并且，所述由单片机构成的控制电路还通过控制驱动模块14生成PWM波，以控制逆变电路4生成三相交流电，即可以认为控制模块5的控制功能也由该单片机执行。相应的，交流电源15通过整流单元13和功率变换单元12，为所述开关控制电路10提供必要的直流电源。
图10中，所述接入开关为npn型三极管开关，所述三极管开关的集电极与吸收电路连接、基极与开关控制电路10连接，发射极与电流检测装置11连接，开关控制电路10通过向所述npn型三极管开关的基极输出高低电平，来控制所述npn型三极管开关的开启和断开。
进一步的，如图10所示，在所述npn型三极管开关的集电极和发射极之间，还接入控压二极管81，所述控压二极管81的正极与npn型三极管开关的发射极连接，控压二极管81的负极与npn型三极管开关的集电极连接，由于吸收电路在断开时会产生反向电压很容易造成集电极和发射极击穿，加入控压二极管81后，能够避免反向电压对三极管的损坏。
如图10所示，所述电压检测电路9为分压电路，包括第一分压电阻91和第二分压电阻92，所述第一分压电阻91和第二分压电阻92串联形成串联体，并且所述串联体与电容器2并联，从第一分压电阻91与第二分压电阻92之间引出导线与开关控制电路10连接。
除了将npn型三极管作为接入开关以外，本领域技术人员还能够采用MOSFET管或IGBT等任何具有当输入大于一定电压值时能够将线路导通的具有开关功能的元器件，这些元器件不限于现有技术，在本发明之后公开的具有上述功能的元器件也能够使用在本发明的实施例中，此处不再赘述。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种功率变换电路控制方法，所述功率变换电路包括整流模块(1)、电感器(2)、电容器(3)、逆变电路(4)以及控制模块(5)，所述电感器(2)、电容器(3)与所述整流模块(1)串联，所述逆变电路(4)并联设置在电容器(3)上，所述控制模块(5)与所述逆变电路(4)连接，用于控制所述逆变电路(4)输出三相交流电，所述逆变电路(4)与电机(6)连接，所述逆变电路(4)输出的三相交流电用于驱动所述电机(6)运行，其特征在于，吸收电路(7)与接入开关(8)串联形成串联体，且所述串联体与电容器(3)相并联，所述接入开关(8)能够在开关控制电路(10)的控制下接通或断开所述吸收电路(7)，在所述电容器(3)上还并联设置电压检测装置(9)，所述电压检测装置(9)与所述开关控制电路(10)连接，所述方法包括步骤：
S1：电压检测电路实时检测所述电容器上的电压值；
S2：所述开关控制电路获取所述电压检测电路检测到的电压值，判断所述电压值是否大于预设电压阈值，若是，则控制所述接入开关接通所述吸收电路。
2.根据权利要求1所述的功率变换电路控制方法，其特征在于，在所述吸收电路(7)上，还设置电流检测装置(11)，所述电流检测装置(11)与所述开关控制电路(10)连接，所述方法还包括步骤：
S3：电流检测电路实时检测所述吸收电路上的电流值；
S4：所述开关控制电路获取电流检测电路检测到的电流值，判断所述电流值是否大于预设电流阈值，若是，则控制所述接入开关断开所述吸收电路。
3.一种功率变换电路控制方法，所述功率变换电路包括整流模块(1)、电感器(2)、电容器(3)、逆变电路(4)以及控制模块(5)，所述电感器(2)、电容器(3)与所述整流模块(1)串联，所述逆变电路(4)并联设置在电容器(3)上，所述控制模块(5)与所述逆变电路(4)连接，用于控制所述逆变电路(4)输出三相交流电，所述逆变电路(4)与电机(6)连接，所述逆变电路(4)输出的三相交流电用于驱动所述电机(6)运行，其特征在于，在所述电容器(3)上并联设置吸收电路(7)，在所述吸收电路(7)上设置接入开关(8)，所述接入开关(8)能够在开关控制电路(10)的控制下接通或断开所述吸收电路(7)，在所述电容器(3)上还并联设置电压检测装置(9)，所述电压检测装置(9)与所述开关控制电路(10)连接。
4.根据权利要求3所述的功率变换电路，其特征在于，在所述吸收电路(7)上，还设置电流检测装置(11)，所述电流检测装置(11)与所述开关控制电路(10)连接。
5.根据权利要求3所述的功率变换电路，其特征在于，所述吸收电路(7)由第一吸收电阻(71)和吸收电容(72)串联形成。
6.根据权利要求3所述的功率变换电路，其特征在于，所述吸收电路(7)由第一吸收电阻(71)和吸收电容(72)并联形成。
7.根据权利要求3所述的功率变换电路，其特征在于，第一吸收电阻(71)和吸收电容(72)并联形成并联体，所述并联体再与第二吸收电阻(73)串联，构成吸收电路(7)。
8.根据权利要求3~7任一所述的功率变换电路，其特征在于，所述接入开关(8)为三极管开关。
9.根据权利要求8所述的功率变换电路，其特征在于，所述三极管开关为npn型三极管，在所述三极管开关的集电极与发射极之间连接控压二极管(81)，且所述控压二极管(81)的正极与三极管开关的发射极连接，控压二极管(81)的负极与三极管开关的集电极连接。
10.根据权利要求3~7任一所述的功率变换电路，其特征在于，所述电压检测装置(9)包括电阻分压电路。
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