CN109889073B - 驱动控制电路和家电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种驱动控制电路和家电设备，其中，驱动控制电路包括：控制器，控制器被配置为能够采集电网系统输入的供电信号；第一电压补偿支路串联的第一容性元件和第一开关器件，第一开关器件连接且受控于控制器，第一开关器件被配置为控制第一容性元件进行充电或放电；第二电压补偿支路，与第一电压补偿支路并联，第二电压补偿支路包括串联的第二容性元件和第二开关器件，第二开关器件被配置为控制第二容性元件进行充电或放电；第一开关器件导通与第二开关器件交替导通。谐波滤除模块，被配置为滤除所述供电信号中的谐波信号。本发明提供的技术方案解决了在输入的供电信号过低时引起的拍频噪音问题。
Description
技术领域
本发明涉及驱动控制技术领域，具体而言，涉及一种驱动控制电路和一种家电设备。
背景技术
一般来说，无源PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电路的功率因数很低，且需要使用容量很大的电容，导致无源PFC电路成本很高。
而对于一般的无电解电容的电路方法，有着以下缺点：
第一、直流母线电压波动大，造成负载电流波动大，负载电流峰值高，因此需要针对功率模块设置较高规格的过流保护，导致成本上升；
第二、存在于电源频率相同的母线电压不足、无法出力的周期性现象，导致出现拍频噪音等问题。
因此，目前亟需一种可以解决上述技术问题的驱动控制电路。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的第一方面提出一种驱动控制电路。
本发明的第二方面提出一种家电设备。
有鉴于此，本发明的第一方面提供了一种驱动控制电路，所述驱动控制电路接收电网系统输入的供电信号，所述驱动控制电路中设有逆变器，所述逆变器被配置为控制供电信号向负载供电，所述驱动控制电路包括：第一电压补偿支路，设于所述电网系统与所述逆变器之间，串联的第一容性元件和第一开关器件，所述第一开关器件被配置为控制所述第一容性元件进行充电或放电；第二电压补偿支路，与所述第一电压补偿支路并联，所述第二电压补偿支路包括串联的第二容性元件和第二开关器件，所述第二开关器件被配置为控制所述第二容性元件进行充电或放电；谐波滤除模块，接入所述电网系统与所述第一电压补偿支路之间，接入所述电网系统输入的供电信号，所述谐波滤除模块被配置为滤除所述供电信号中的谐波信号，其中，所述第一电压补偿支路用于对所述逆变器进行电压补偿，所述第一开关器件与所述第二开关器件交替开通。
在该技术方案中，驱动控制电路设置有相互并联的第一电压补偿电路和第二电压补偿电路。第一电压补偿电路和第二电压补偿电路设置于电网系统与逆变器之间，第一电压补偿电路包括相互串联的第一容性元件和第一开关器件，第二电压补偿电路包括相互串联的第二容性元件和第二开关器件。第一开关器件和第二开关器控制第一容性元件和第二容性元件进行充电或者进行放电，在第一容性元件放电时对逆变器进行电压补偿。驱动控制电路还设置有谐波滤除模块，用于滤除电网系统输入的供电信号中的谐波信号。
应用了本发明提供的技术方案，在供电电压正常时，第一开关器件截止，控制第一容性元件充电，同时，第二开关器件导通，第二容性元件能够滤除直流信号中的谐波信号，克服了系统功率波动和拍频噪音等问题，在供电电压过低时，第一开关器件导通，控制第一容性元件充电，同时，第二开关器件截止，第一容性元件的充电电流不流经第二容性元件，避免了第二容性元件(通常为薄膜电容)的充电电流过大的情况发生，进一步地提升了驱动控制电路的可靠性。
具体地，第一容性元件和第二容性元件可使用容值范围为10uF至2000uF的电解电容，而无需选用容值更大的电容，可实现较好的成本控制，控制器根据采集到的供电信号值大小驱动第一开关管或第二开关管改变开关模式，以控制对应的电解电容充电或放电，兼具了降低负载电流峰值和电压补偿的两方面作用。
另外，本发明提供的上述技术方案中的驱动控制电路还可以具有如下附加技术特征：
在上述技术方案中，进一步地，所述阻性元件的阻值范围为0.1欧姆～1000欧姆，所述阻性元件的功率范围为0.1W～100W。
在该技术方案中，第二开关器件可设置为阻性元件或功率开关管。可选地，当第二开关器件为阻性元件时，其阻值范围为0.1欧姆～1000欧姆，器功率范围为0.1W～100W。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述逆变器接入于高压母线与低压母线之间，所述第一开关器件的一端连接至所述高压母线，所述第一容性元件的一端连接至所述低压母线。
在该技术方案中，逆变器接入于高压母线和低压母线之间，将母线上的直流信号转化为驱动负载运行的交流信号。开关元件的一端接至高压母线，第一容性元件的一端接至低压母线，以实现对第一容性元件充电、放电的控制。
在上述任一技术方案中，进一步地，驱动控制电路还包括：控制器，所述控制器连接至所述第一开关器件，以调控所述第一开关器件的导通状态；其中，若所述供电信号大于或等于第一供电信号阈值，则所述控制器触发所述第一开关器件以第一模式导通，以控制所述第一容性元件进行充电，另外，若所述控制器检测到所述供电信号小于第二供电信号阈值，则所述控制器触发所述第一开关器件以第二模式导通，以控制所述第一容性元件进行放电。
在该技术方案中，在该技术方案中，控制器根据供电信号的大小控制第一开关器件的导通模式。具体地，当交流电压信号超过第一电压阈值时，说明交流电压较高，此时控制器控制第一开关器件以第一模式导通，以为第一容性元件充电，降低负载电流幅值；当交流电压信号小于第二电压阈值时，说明此时交流电压过低，此时控制器控制第一开关器件以第二模式导通，以使第一容性元件放电，对逆变器进行功率补偿。
其中，第一供电信号阈值和第二供电信号阈值可以取同一数值或不同数值，且第一供电信号阈值和第二供电信号阈值主要由负载的功率和逆变器的功率来确定。
其中，供电信号可以是输入整流模块的交流电压，也可以是整流模块输出的直流电压。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述开关器件包括：功率管，与所述第一容性元件串联，所述功率管的控制端连接至所述控制器的指令输出端，所述指令输出端向所述控制端输出控制指令，所述控制指令被配置为控制所述功率管导通或截止；反偏续流二极管，所述反偏续流二极管的两端分别连接至所述功率管的漏极和源极，其中，若所述功率管导通，则所述第一容性元件经所述功率管向所述负载放电，若所述功率管截止，则所述第一容性元件经所述反偏续流二极管充电或不动作。
在该技术方案中，开关器件包括功率管和反偏续流二极管，功率管与第一容性元件串联，控制器的指令输出端连接至功率管的控制端，以向功率管发送控制指令，功率管根据控制指令改变导通状态(导通或截止)，反偏续流二极管的两端分别与功率管的漏极和源极相连接，当功率管导通时，第一容性元件经功率管向负载放电，以实现电压补偿，当功率管截止时，输入的电压信号经反偏续流二极管为第一容性元件充电，以降低负载电流峰值。在负载电流峰值为正常水平时，无需降低负载电流峰值，第一容性元件不动作。
其中，所述第一容性元件经所述反偏续流二极管充电是指，供电信号经反偏续流二极管对第一容性元件进行充电，同时，供电信号对运行的负载进行供电，第一容性元件充电过程为完整的充电过程，即第一容性元件放电时，第一容性元件的放电电压大于线路上的供电电压，进而实现电压补偿。
具体地，功率管可以优选使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)型功率管，也可以选用MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体功率场效应晶体管)，反偏续流二极管可独立设置，也可以与IGBT或MOSFET集成设置。
在上述任一技术方案中，进一步地，驱动控制电路还包括：整流模块，设于所述第一容性元件的输入端与所述电网系统之间，所述整流模块被配置为将所述供电信号转换为直流信号，其中，所述直流信号被配置为向所述第一容性元件充电，以及提供所述负载运行所需的电量，所述逆变器被配置为控制所述直流信号驱动所述负载运行。
在该技术方案中，驱动控制电路中设置有整流模块，整流模块连接于第一容性元件的输入端和滤波模块之间，电网系统输入的供电信号经滤波模块滤除噪声后进入整流模块，整流模块对供电信号进行整流，并将整流后得到的直流信号输出至第一容性元件和负载部分，以向第一容性元件充电，并为负载提供运行所需的电量。逆变器将直流信号转化为交流信号，控制驱动负载运行。
在上述任一技术方案中，进一步地，若所述负载包括单相交流负载，则所述逆变器包括对应的单相逆变电路，所述单相逆变电路包括：两个上桥臂功率器件和两个下桥臂功率器件，接入于所述第一电压补偿支路或第二电压补偿支路的输出端与所述负载的输入端之间，若所述负载包括三相交流负载，则所述逆变器包括对应的三相逆变电路，所述三相逆变电路包括：三个上桥臂功率器件和三个下桥臂功率器件，接入于所述第一电压补偿支路或第二电压补偿支路的输出端与所述负载的输入端之间，其中，一个相位的所述上桥臂功率器件与一个对应相位的所述下桥臂功率器件串联相接，同一相位的所述上桥臂功率器件与所述下桥臂功率器件不同时导通。
在该技术方案中，如果负载包括了单相交流负载，则逆变器中设置有对应的单相逆变电路，以向单相交流负载输出对应的驱动信号。具体地，单相交流负载可以是单相电机，也可以是单相感性负载。
其中，单相逆变电路包括两个上桥臂功率器件和两个下桥臂功率器件，连接在容性元件的输出段和负载的输入端之间。
如果负载包括了三相交流负载，则逆变器中设置有对应的三相逆变电路，以向三相交流负载输出对应的驱动信号。具体地，三相交流负载可以是感应电机，也可以是永磁同步电机。
其中，三相逆变电路包括三个上桥臂功率器件和三个下桥臂功率器件，连接在容性元件的输出段和负载的输入端之间。每一个相位的上桥臂功率器件与其对应相位的下桥臂功率器件串联，同相位的上桥臂功率器件和下桥臂功率器件不会同时导通，并向三相交流负载的负载输出一相驱动信号，三个相位的上桥臂功率器件和下桥臂功率器件交替导通，向三相交流负载的负载输出三相驱动信号。
在上述任一技术方案中，进一步地，任一所述上桥臂功率器件的源极和漏极之间接有一个反偏续流二极管，记作上桥臂反偏续流二极管，任一所述下桥臂功率器件的源极和漏极之间接有一个反偏续流二极管，记作下桥臂反偏续流二极管。
在该技术方案中，上桥臂功率器件和下桥臂功率器件的源极和漏极之间间接有一个反偏续流二极管，具体为上桥臂反偏续流二极管和下桥臂反偏续流二极管。
在上述任一技术方案中，进一步地，任一所述上桥臂功率器件包括金属氧化物半导体场效应晶体管和/或绝缘栅双极型晶体管，任一所述下桥臂功率器件包括金属氧化物半导体场效应晶体管和/或绝缘栅双极型晶体管，其中，所述绝缘栅双极型晶体管的集电极作为所述漏极连接，所述绝缘栅双极型晶体管的发射极作为所述源极连接。
在该技术方案中，上桥臂功率器件包括金属氧化物半导体场效应晶体管(即MOSFET)和/或绝缘栅双极型晶体管(即IGBT)，在使用了绝缘栅双极型晶体管的情况下，绝缘栅双极型晶体管的集电极作为所述漏极连接，发射极作为所述源极连接。下桥臂功率器件包括金属氧化物半导体场效应晶体管(即MOSFET)和/或绝缘栅双极型晶体管(即IGBT)，在使用了绝缘栅双极型晶体管的情况下，绝缘栅双极型晶体管的集电极作为所述漏极连接，发射极作为所述源极连接。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述功率管包括金属氧化物半导体场效应晶体管和/或绝缘栅双极型晶体管，其中，所述金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极作为所述控制端连接至所述控制器的指令输出端，所述绝缘栅双极型晶体管的基极作为所述控制端连接至所述控制器的指令输出端。
在该技术方案中，功率管包括金属氧化物半导体场效应晶体管(即MOSFET)和/或绝缘栅双极型晶体管(即IGBT)，其中，MOSFET的栅极作为控制端，控制器的指令输出端与MOSFET的栅极相连接，IGBT的MOSFET作为控制端，控制器的指令输出端与IGBT的基极相连接。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述负载的负载包括风机和/或压缩机。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述负载的负载包括感应电机和/或永磁同步电机。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述容性元件包括电解电容，和/或所述容性元件包括一个电容元件，和/或所述容性元件包括多个串联和/或并联的电容元件。
在该技术方案中，容性元件使用单个电解电容，也可以使用多个串联和/或并联的电解电容，以实现对容性元件等效容值的自由设置。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一容性元件的容值取值范围为10uF～2000uF。
可选地，第一容性元件的容值为82uF。
可选地，第一容性元件的容值为220uF。
可选地，第一容性元件的容值为470uF。
可选地，第一容性元件的容值为560uF。
可选地，第一容性元件的容值为680uF。
可选地，第一容性元件的容值为820uF。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述控制器的供电源包括隔离电源或自举电源，其中，所述自举电源包括所述逆变器中的自举供电电路、自举二极管和自举电容，所述自举二极管的阳极连接至所述自举供电电路的正极，所述自举二极管的负极连接至所述自举电容的正极，所述自举电容的正极连接至所述控制器的供电端。
在该技术方案中，控制器设置有供电电源，具体地，供电电源包括隔离电源或自举电源，当供电电源为隔离电源时，通过隔离电源连接至控制器的供电端，为控制器提供电能，当供电电源为自举电源时，自举电源包括串联的自举供电电路、隔离电源或自举电源，自举供电电路的负极与母线线路中的低压母线相连接，自举供电电路的正极与自举二极管的正极相连接，同时自举二极管的负极与自举电容的正极相连接，自举电容的负极连接至控制器的供电端，以为控制器提供电能。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述谐波滤除模块包括第三容性元件，所述第三容性元件跨接于所述驱动控制电路中的两条交流线路，所述交流线路承载信号为所述供电信号。
在该技术方案中，谐波滤除模块包括跨接与驱动控制电路交流侧两条交流线路之间的第三容性元件，具体地，交流线路上承载着供电信号，容性元件为滤波电容，通过滤波电容滤除交流线路上所承载的供电信号中的杂波。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述第三容性元件包括一个电容元件，和/或所述第三容性元件包括多个串联和/或并联的电容元件，其中，所述第三容性元件的容量取值范围为1uF～100uF。
可选地，第三容性元件的容量取值范围为10uF～20uF。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述谐波滤除模块还包括感性元件，所述感性元件串接于所述驱动控制电路中的至少一条交流线路，所述交流线路承载信号为所述供电信号，其中，所述感性元件的感量取值范围为200uH～25mH。
在该技术方案中，谐波滤除模块还设置有感性元件，感性元件串联连接在驱动控制电路中交流测的至少一条交流线路上，感性元件为滤波电感，通过滤波电感滤除交流线路上所承载的供电信号中的杂波。
可选地，感性元件的感量取值范围为200uH～25mH。
可选地，感性元件的感量为500uH。
可选地，感性元件的感量为5mH。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述谐波滤除模块还包括感性元件，所述感性元件串接于所述高压母线和/或所述低压母线，所述直流线路承载信号为所述直流信号，其中，所述感性元件的感量取值范围为200uH～25mH。
在该技术方案中，感性元件串联连接在驱动控制电路中直流测的高压母线和/或低压母线上，感性元件为滤波电感，通过滤波电感滤除直流线路上所承载的直流信号中的杂波。可选地，感性元件的感量取值范围为200uH～25mH。可选地，感性元件的感量为500uH。可选地，感性元件的感量为5mH。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一电压补偿支路还包括：与所述第一容性元件串联的电阻元件和/或电感元件，所述电阻元件用于调整流经所述第一容性元件的电流大小，所述电感元件用于滤除流经所述第一容性元件的交流噪声。
在该技术方案中，电阻元件和/或电感元件可以接入于高压母线与开关器件之间，也可以接入于第一容性元件与低压母线之间，也可以接入于开关器件与第一容性元件之间。
另外，电阻元件包括一个电阻，或多个串联和/或并联的电阻，同理，电感元件包括一个电感，或多个串联和/或并联的电感。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述电阻元件的取值范围为0.1mΩ～10Ω，所述电感元件的取值范围为1uH～10mH。
本发明的第二方面提供了一种家电设备，包括：负载；如上述任一技术方案中所述的驱动控制电路，所述驱动控制电路接入于电网系统与负载之间，所述驱动控制电路被配置为控制电网系统向所述负载供电。
可选地，所述家电设备包括空调器、电冰箱、风扇、抽油烟机、吸尘器和电脑主机中的至少一种。
在该技术方案中，家电设备包括如上述任一技术方案中所述的驱动控制电路，因此，该家电设备包括如上述任一技术方案中所述的驱动控制电路的全部有益效果，再次不再赘述。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的驱动控制电路的示意图；
图2示出了根据本发明的另一个实施例的驱动控制电路的示意图；
图3示出了根据本发明的又一个实施例的驱动控制电路的示意图；
图4示出了根据本发明的再一个实施例的驱动控制电路的示意图；
图5示出了根据本发明的再一个实施例的驱动控制电路的示意图；
图6示出了根据本发明的再一个实施例的驱动控制电路的示意图；
图7示出了根据本发明的再一个实施例的驱动控制电路的示意图；
图8示出了根据本发明的再一个实施例的驱动控制电路的示意图；
图9示出了根据本发明的再一个实施例的驱动控制电路的示意图；
图10示出了根据本发明的再一个实施例的驱动控制电路的示意图；
图11示出了根据本发明的再一个实施例的驱动控制电路的示意图；
图12示出了根据本发明的再一个实施例的驱动控制电路的示意图；
图13示出了根据本发明的再一个实施例的驱动控制电路的示意图；
图14示出了根据本发明的再一个实施例的驱动控制电路的示意图；
图15示出了根据本发明的再一个实施例的驱动控制电路的示意图；
图16示出了根据本发明的一个实施例的家电设备的框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图16描述根据本发明一些实施例所述驱动控制电路和家电设备。
如图1和图2所示，在本发明第一方面的实施例中，提供了一种驱动控制电路100，所述驱动控制电路100接收电网系统输入的供电信号，所述驱动控制电路100中设有逆变器，所述逆变器被配置为控制供电信号向负载供电，所述驱动控制电路100包括：第一电压补偿支路，设于所述电网系统与所述逆变器之间，串联的第一容性元件C1和第一开关器件，所述第一开关器件被配置为控制所述第一容性元件C1进行充电或放电；第二电压补偿支路，与所述第一电压补偿支路并联，所述第二电压补偿支路包括串联的第二容性元件C2和第二开关器件，所述第二开关器件被配置为控制所述第二容性元件C2进行充电或放电；谐波滤除模块，接入所述电网系统与所述第一电压补偿支路之间，接入所述电网系统输入的供电信号，所述谐波滤除模块被配置为滤除所述供电信号中的谐波信号，其中，所述第一电压补偿支路用于对所述逆变器进行电压补偿，所述第一开关器件与所述第二开关器件交替开通。
在该实施例中，驱动控制电路100设置有相互并联的第一电压补偿电路和第二电压补偿电路。第一电压补偿电路和第二电压补偿电路设置于电网系统与逆变器之间，第一电压补偿电路包括相互串联的第一容性元件C1和第一开关器件，第二电压补偿电路包括相互串联的第二容性元件C2和第二开关器件。第一开关器件和第二开关器控制第一容性元件C1和第二容性元件C2进行充电或者进行放电，在第一容性元件C1放电时对逆变器进行电压补偿。驱动控制电路100还设置有谐波滤除模块，用于滤除电网系统输入的供电信号中的谐波信号。
在本发明的上述实施例中，在供电电压正常时，第一开关器件截止，控制第一容性元件C1充电，同时，第二开关器件导通，第二容性元件C2能够滤除直流信号中的谐波信号，克服了系统功率波动和拍频噪音等问题，在供电电压过低时，第一开关器件导通，控制第一容性元件C1充电，同时，第二开关器件截止，第一容性元件C1的充电电流不流经第二容性元件C2，避免了第二容性元件C2(通常为薄膜电容)的充电电流过大的情况发生，进一步地提升了驱动控制电路100的可靠性。
具体地，第一容性元件C1和第二容性元件C2可使用容值范围为10uF至2000uF的电解电容，而无需选用容值更大的电容，可实现较好的成本控制，控制器根据采集到的供电信号值大小驱动第一开关管或第二开关管改变开关模式，以控制对应的电解电容充电或放电，兼具了降低负载电流峰值和电压补偿的两方面作用。
在本发明的一个实施例中，进一步地，所述阻性元件R的阻值范围为0.1欧姆～1000欧姆，所述阻性元件R的功率范围为0.1W～100W。
在该实施例中，第二开关器件可设置为阻性元件R或功率开关管Q1。可选地，当第二开关器件为阻性元件R时，其阻值范围为0.1欧姆～1000欧姆，器功率范围为0.1W～100W。
在本发明的一个实施例中，进一步地，如图1和图2所示，所述逆变器接入于高压母线与低压母线之间，所述第一开关器件的一端连接至所述高压母线，所述第一容性元件C1的一端连接至所述低压母线。
在该实施例中，逆变器接入于高压母线和低压母线之间，将母线上的直流信号转化为驱动负载运行的交流信号。开关元件的一端接至高压母线，第一容性元件C1的一端接至低压母线，以实现对第一容性元件C1充电、放电的控制。
在本发明的一个实施例中，进一步地，如图3、图4、图5、图6和图7所示，驱动控制电路100还包括：控制器，所述控制器连接至所述第一开关器件，以调控所述第一开关器件的导通状态；其中，若所述供电信号大于或等于第一供电信号阈值，则所述控制器触发所述第一开关器件以第一模式导通，以控制所述第一容性元件C1进行充电，另外，若所述控制器检测到所述供电信号小于第二供电信号阈值，则所述控制器触发所述第一开关器件以第二模式导通，以控制所述第一容性元件C1进行放电。
在该实施例中，在该实施例中，控制器根据供电信号的大小控制第一开关器件的导通模式。具体地，当交流电压信号超过第一电压阈值时，说明交流电压较高，此时控制器控制第一开关器件以第一模式导通，以为第一容性元件C1充电，降低负载电流幅值；当交流电压信号小于第二电压阈值时，说明此时交流电压过低，此时控制器控制第一开关器件以第二模式导通，以使第一容性元件C1放电，对逆变器进行功率补偿。
其中，第一供电信号阈值和第二供电信号阈值可以取同一数值或不同数值，且第一供电信号阈值和第二供电信号阈值主要由负载的功率和逆变器的功率来确定。
其中，供电信号可以是输入整流模块的交流电压，也可以是整流模块输出的直流电压。
在本发明的一个实施例中，进一步地，如图1、图2和图3所示，所述开关器件包括：功率管，与所述第一容性元件C1串联，所述功率管的控制端连接至所述控制器的指令输出端，所述指令输出端向所述控制端输出控制指令，所述控制指令被配置为控制所述功率管导通或截止；反偏续流二极管D1，所述反偏续流二极管D1的两端分别连接至所述功率管的漏极和源极，其中，若所述功率管导通，则所述第一容性元件C1经所述功率管向所述负载放电，若所述功率管截止，则所述第一容性元件C1经所述反偏续流二极管D1充电或不动作。
在该实施例中，开关器件包括功率管和反偏续流二极管D1，功率管与第一容性元件C1串联，控制器的指令输出端连接至功率管的控制端，以向功率管发送控制指令，功率管根据控制指令改变导通状态(导通或截止)，反偏续流二极管D1的两端分别与功率管的漏极和源极相连接，当功率管导通时，第一容性元件C1经功率管向负载放电，以实现电压补偿，当功率管截止时，输入的电压信号经反偏续流二极管D1为第一容性元件C1充电，以降低负载电流峰值。在负载电流峰值为正常水平时，无需降低负载电流峰值，第一容性元件C1不动作。
其中，所述第一容性元件C1经所述反偏续流二极管D1充电是指，供电信号经反偏续流二极管D1对第一容性元件C1进行充电，同时，供电信号对运行的负载进行供电，第一容性元件C1充电过程为完整的充电过程，即第一容性元件C1放电时，第一容性元件C1的放电电压大于线路上的供电电压，进而实现电压补偿。
具体地，功率管可以优选使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)型功率管，也可以选用MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属氧化物半导体功率场效应晶体管)，反偏续流二极管D1可独立设置，也可以与IGBT或MOSFET集成设置。
在本发明的一个实施例中，进一步地，如图1、图2和图3所示，驱动控制电路100还包括：整流模块，设于所述第一容性元件C1的输入端与所述电网系统之间，所述整流模块被配置为将所述供电信号转换为直流信号，其中，所述直流信号被配置为向所述第一容性元件C1充电，以及提供所述负载运行所需的电量，所述逆变器被配置为控制所述直流信号驱动所述负载运行。
在该实施例中，驱动控制电路100中设置有整流模块，整流模块连接于第一容性元件C1的输入端和滤波模块之间，电网系统输入的供电信号经滤波模块滤除噪声后进入整流模块，整流模块对供电信号进行整流，并将整流后得到的直流信号输出至第一容性元件C1和负载部分，以向第一容性元件C1充电，并为负载提供运行所需的电量。逆变器将直流信号转化为交流信号，控制驱动负载运行。
在本发明的一个实施例中，进一步地，如图1、图2、图3、图8、图9和图10所示，若所述负载包括单相交流负载，则所述逆变器包括对应的单相逆变电路，所述单相逆变电路包括：两个上桥臂功率器件和两个下桥臂功率器件，接入于所述第一电压补偿支路或第二电压补偿支路的输出端与所述负载的输入端之间，若所述负载包括三相交流负载，则所述逆变器包括对应的三相逆变电路，所述三相逆变电路包括：三个上桥臂功率器件和三个下桥臂功率器件，接入于所述第一电压补偿支路或第二电压补偿支路的输出端与所述负载的输入端之间，其中，一个相位的所述上桥臂功率器件与一个对应相位的所述下桥臂功率器件串联相接，同一相位的所述上桥臂功率器件与所述下桥臂功率器件不同时导通。
在该实施例中，如果负载包括了单相交流负载，则逆变器中设置有对应的单相逆变电路，以向单相交流负载输出对应的驱动信号。具体地，单相交流负载可以是单相电机，也可以是单相感性负载。
其中，单相逆变电路包括两个上桥臂功率器件和两个下桥臂功率器件，连接在容性元件的输出段和负载的输入端之间。
如果负载包括了三相交流负载，则逆变器中设置有对应的三相逆变电路，以向三相交流负载输出对应的驱动信号。具体地，三相交流负载可以是感应电机，也可以是永磁同步电机。
其中，三相逆变电路包括三个上桥臂功率器件和三个下桥臂功率器件，连接在容性元件的输出段和负载的输入端之间。每一个相位的上桥臂功率器件与其对应相位的下桥臂功率器件串联，同相位的上桥臂功率器件和下桥臂功率器件不会同时导通，并向三相交流负载的负载输出一相驱动信号，三个相位的上桥臂功率器件和下桥臂功率器件交替导通，向三相交流负载的负载输出三相驱动信号。
在本发明的一个实施例中，进一步地，如图4、图5、图6和图7所示，任一所述上桥臂功率器件的源极和漏极之间接有一个反偏续流二极管，记作上桥臂反偏续流二极管，任一所述下桥臂功率器件的源极和漏极之间接有一个反偏续流二极管，记作下桥臂反偏续流二极管。
在该实施例中，上桥臂功率器件和下桥臂功率器件的源极和漏极之间间接有一个反偏续流二极管，具体为上桥臂反偏续流二极管和下桥臂反偏续流二极管。
在本发明的一个实施例中，进一步地，任一所述上桥臂功率器件包括金属氧化物半导体场效应晶体管和/或绝缘栅双极型晶体管，任一所述下桥臂功率器件包括金属氧化物半导体场效应晶体管和/或绝缘栅双极型晶体管，其中，所述绝缘栅双极型晶体管的集电极作为所述漏极连接，所述绝缘栅双极型晶体管的发射极作为所述源极连接。
在该实施例中，上桥臂功率器件包括金属氧化物半导体场效应晶体管(即MOSFET)和/或绝缘栅双极型晶体管(即IGBT)，在使用了绝缘栅双极型晶体管的情况下，绝缘栅双极型晶体管的集电极作为所述漏极连接，发射极作为所述源极连接。下桥臂功率器件包括金属氧化物半导体场效应晶体管(即MOSFET)和/或绝缘栅双极型晶体管(即IGBT)，在使用了绝缘栅双极型晶体管的情况下，绝缘栅双极型晶体管的集电极作为所述漏极连接，发射极作为所述源极连接。
在本发明的一个实施例中，进一步地，所述功率管包括金属氧化物半导体场效应晶体管和/或绝缘栅双极型晶体管，其中，所述金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极作为所述控制端连接至所述控制器的指令输出端，所述绝缘栅双极型晶体管的基极作为所述控制端连接至所述控制器的指令输出端。
在该实施例中，功率管包括金属氧化物半导体场效应晶体管(即MOSFET)和/或绝缘栅双极型晶体管(即IGBT)，其中，MOSFET的栅极作为控制端，控制器的指令输出端与MOSFET的栅极相连接，IGBT的MOSFET作为控制端，控制器的指令输出端与IGBT的基极相连接。
在本发明的一个实施例中，进一步地，所述负载的负载包括风机和/或压缩机。
在本发明的一个实施例中，进一步地，所述负载的负载包括感应电机和/或永磁同步电机。
在本发明的一个实施例中，进一步地，所述容性元件包括电解电容，和/或所述容性元件包括一个电容元件，和/或所述容性元件包括多个串联和/或并联的电容元件。
在该实施例中，容性元件使用单个电解电容，也可以使用多个串联和/或并联的电解电容，以实现对容性元件等效容值的自由设置。
在本发明的一个实施例中，进一步地，所述第一容性元件C1的容值取值范围为10uF～2000uF。
可选地，第一容性元件C1的容值为82uF。
可选地，第一容性元件C1的容值为220uF。
可选地，第一容性元件C1的容值为470uF。
可选地，第一容性元件C1的容值为560uF。
可选地，第一容性元件C1的容值为680uF。
可选地，第一容性元件C1的容值为820uF。
在本发明的一个实施例中，进一步地，如图3、图4、图5、图6、图7、图10、图11、图12和图13所示，所述控制器的供电源包括隔离电源或自举电源，其中，所述自举电源包括所述逆变器中的自举供电电路、自举二极管D2和自举电容C3，所述自举二极管D2的阳极连接至所述自举供电电路的正极，所述自举二极管D2的负极连接至所述自举电容C3的正极，所述自举电容C3的正极连接至所述控制器的供电端。
在该实施例中，控制器设置有供电电源，具体地，供电电源包括隔离电源或自举电源，当供电电源为隔离电源时，通过隔离电源连接至控制器的供电端，为控制器提供电能，当供电电源为自举电源时，自举电源包括串联的自举供电电路、隔离电源或自举电源，自举供电电路的负极与母线线路中的低压母线相连接，自举供电电路的正极与自举二极管D2的正极相连接，同时自举二极管D2的负极与自举电容C3的正极相连接，自举电容C3的负极连接至控制器的供电端，以为控制器提供电能。
可选地，如图3、图4、图5和图6所示，负载包括三相负载，供电电源为自举电源。
其中，可选地，如图4所示，自举二极管D2设置为一个。
其中，可选地，如图5所示，自举二极管D2设置为两个。
其中，可选地，如图6所示，自举二极管D2设置为三个。
可选地，如图3和图7所示，负载包括三相负载，供电电源为隔离电源。
可选地，如图10、图11和图12所示，负载包括单相负载，供电电源为自举电源。
其中，可选地，如图11所示，自举二极管D2设置为一个。
其中，可选地，如图12所示，自举二极管D2设置为两个。
可选地，如图10和图13所示，负载包括单相负载，供电电源为隔离电源。
在本发明的一个实施例中，进一步地，如图1、图2和图3所示，所述谐波滤除模块包括第三容性元件C4，所述第三容性元件C4跨接于所述驱动控制电路100中的两条交流线路，所述交流线路承载信号为所述供电信号。
在该实施例中，谐波滤除模块包括跨接与驱动控制电路100交流侧两条交流线路之间的第三容性元件C4，具体地，交流线路上承载着供电信号，容性元件为滤波电容，通过滤波电容滤除交流线路上所承载的供电信号中的杂波。
在本发明的一个实施例中，进一步地，所述第三容性元件C4包括一个电容元件，和/或所述第三容性元件C4包括多个串联和/或并联的电容元件，其中，所述第三容性元件C4的容量取值范围为1uF～100uF。
可选地，第三容性元件C4的容量取值范围为10uF～20uF。
在本发明的一个实施例中，进一步地，如图1、图2和图3所示，所述谐波滤除模块还包括感性元件L，所述感性元件L串接于所述驱动控制电路100中的至少一条交流线路，所述交流线路承载信号为所述供电信号，其中，所述感性元件L的感量取值范围为200uH～25mH。
在该实施例中，谐波滤除模块还设置有感性元件L，感性元件L串联连接在驱动控制电路100中交流测的至少一条交流线路上，感性元件L为滤波电感，通过滤波电感滤除交流线路上所承载的供电信号中的杂波。
可选地，感性元件L的感量取值范围为200uH～25mH。
可选地，感性元件L的感量为500uH。
可选地，感性元件L的感量为5mH。
在本发明的一个实施例中，进一步地，如图14和图15所示，所述谐波滤除模块还包括感性元件L，所述感性元件L串接于所述高压母线和/或所述低压母线，所述直流线路承载信号为所述直流信号，其中，所述感性元件L的感量取值范围为200uH～25mH。
在该实施例中，感性元件L串联连接在驱动控制电路100中直流测的高压母线和/或低压母线上，感性元件L为滤波电感，通过滤波电感滤除直流线路上所承载的直流信号中的杂波。可选地，感性元件L的感量取值范围为200uH～25mH。可选地，感性元件L的感量为500uH。可选地，感性元件L的感量为5mH。
可选地，如图14所示，感性元件L设置在直流侧的高压母线上。
可选地，如图15所示，感性元件L设置在直流侧的低压母线上。
在本发明的一个实施例中，进一步地，负载为三相交流负载，驱动控制电路100包含整流电路、滤波电感、功率开关管Q1、功率二极管、电解电容、滤波电容、功率电阻、三相逆变电路和三相交流负载。单相供电信号源经整流电路后、再经滤波电感转换为直流电压，功率开关管Q1与功率二极管并联，功率开关管Q1的发射极(或者源极)、功率二极管的负极与直流电压正端连接，功率开关管Q1的集电极(或者漏极)、功率二极管的正极与电解电容正极连接，电解电容负极与直流电压负端连接，滤波电容一端与直流电压正端连接，滤波电容另一端与功率电阻的一端连接，功率电阻的另一端与直流电压负端连接，直流电压给三相逆变电路供电，驱动三相交流负载。
可选地，所述三相逆变电路可以由6个IGBT组成、或者由6个MOSFET组成、或者采用智能功率模块IPM，同时具有反并联续流二极管。
可选地，所述三相交流负载，可以是感应电机，也可以是永磁同步电机。
在本发明的一个实施例中，进一步地，负载为单相交流负载，驱动控制电路100包含整流电路、滤波电感、功率开关管Q1、功率二极管、电解电容、滤波电容、功率电阻、单相逆变电路和单相交流负载。单相供电信号源经整流电路后、再经滤波电感转换为直流电压，功率开关管Q1与功率二极管并联，功率开关管Q1的发射极(或者源极)、功率二极管的负极与直流电压正端连接，功率开关管Q1的集电极(或者漏极)、功率二极管的正极与电解电容正极连接，电解电容负极与直流电压负端连接，滤波电容一端与直流电压正端连接，滤波电容另一端与功率电阻的一端连接，功率电阻的另一端与直流电压负端连接，直流电压给单相逆变电路供电，驱动单相交流负载。
可选地，所述单相逆变电路可以由4个IGBT组成或者由4个MOSFET组成，同时具有反并联续流二极管。
可选地，所述单相交流负载，可以是单相电机，也可以是单相感性负载。
如图1、图2、图8、图9、图14和图15所示，在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一电压补偿支路还包括：与所述第一容性元件C1串联的电阻元件和/或电感元件L0，所述电阻元件用于调整流经所述第一容性元件C1的电流大小，所述电感元件L0用于滤除流经所述第一容性元件C1的交流噪声。
在该技术方案中，电阻元件和/或电感元件L0可以接入于高压母线与开关器件之间，也可以接入于第一容性元件C1与低压母线之间，也可以接入于开关器件与第一容性元件C1之间。
另外，电阻元件包括一个电阻，或多个串联和/或并联的电阻，同理，电感元件L0包括一个电感，或多个串联和/或并联的电感。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述电阻元件的取值范围为0.1mΩ～10Ω，所述电感元件L0的取值范围为1uH～10mH。
如图16所示，在本发明第二方面的实施例中，提供了一种家电设备300，包括：负载200；如上述任一实施例中所述的驱动控制电路100，所述驱动控制电路100接入于电网系统与负载之间，所述驱动控制电路100被配置为控制电网系统向所述负载200供电。
在该实施例中，家电设备300包括如上述任一实施例中所述的驱动控制电路100，因此，该家电设备包括如上述任一实施例中所述的驱动控制电路100的全部有益效果，再次不再赘述。
在本发明的一个实施例中，进一步地，所述家电设备300包括空调器、电冰箱、风扇、抽油烟机、吸尘器和电脑主机中的至少一种。
本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (21)
1.一种驱动控制电路，所述驱动控制电路接收电网系统输入的供电信号，所述驱动控制电路中设有逆变器，所述逆变器被配置为控制供电信号向负载供电，其特征在于，所述驱动控制电路包括：
第一电压补偿支路，设于所述电网系统与所述逆变器之间，所述第一电压补偿支路包括串联的第一容性元件和第一开关器件，所述第一开关器件被配置为控制所述第一容性元件进行充电或放电；
第二电压补偿支路，与所述第一电压补偿支路并联，所述第二电压补偿支路包括串联的第二容性元件和第二开关器件，所述第二开关器件被配置为控制所述第二容性元件进行充电或放电；
谐波滤除模块，接入所述电网系统与所述第一电压补偿支路之间，接入所述电网系统输入的供电信号，所述谐波滤除模块被配置为滤除所述供电信号中的谐波信号，
其中，所述第一电压补偿支路用于对所述逆变器进行电压补偿，所述第一开关器件与所述第二开关器件交替开通。
2.根据权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于，
所述逆变器接入于高压母线与低压母线之间，所述第一开关器件的一端连接至所述高压母线，所述第一容性元件的一端连接至所述低压母线。
3.根据权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于，
控制器，所述控制器连接至所述第一开关器件，以调控所述第一开关器件的导通状态；
其中，若所述供电信号大于或等于第一供电信号阈值，则所述控制器触发所述第一开关器件以第一模式导通，以控制所述第一容性元件进行充电，
另外，若所述控制器检测到所述供电信号小于第二供电信号阈值，则所述控制器触发所述第一开关器件以第二模式导通，以控制所述第一容性元件进行放电。
4.根据权利要求3所述的驱动控制电路，其特征在于，所述开关器件包括：
功率管，与所述第一容性元件串联，所述功率管的控制端连接至所述控制器的指令输出端，所述指令输出端向所述控制端输出控制指令，所述控制指令被配置为控制所述功率管导通或截止；
反偏续流二极管，所述反偏续流二极管的两端分别连接至所述功率管的漏极和源极，
其中，若所述功率管导通，则所述第一容性元件经所述功率管向所述负载放电，若所述功率管截止，则所述第一容性元件经所述反偏续流二极管充电或不动作。
5.根据权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于，还包括：
整流模块，设于所述第一容性元件的输入端与所述电网系统之间，所述整流模块被配置为将所述供电信号转换为直流信号，
其中，所述直流信号被配置为向所述第一容性元件充电，以及提供所述负载运行所需的电量，所述逆变器被配置为控制所述直流信号驱动所述负载运行。
6.根据权利要求1所述的驱动控制电路，其特征在于，
若所述负载包括单相交流负载，则所述逆变器包括对应的单相逆变电路，所述单相逆变电路包括：
两个上桥臂功率器件和两个下桥臂功率器件，接入于所述第一电压补偿支路或所述第二电压补偿支路的输出端与所述负载的输入端之间，
若所述负载包括三相交流负载，则所述逆变器包括对应的三相逆变电路，所述三相逆变电路包括：
三个上桥臂功率器件和三个下桥臂功率器件，接入于所述第一电压补偿支路或所述第二电压补偿支路的输出端与所述负载的输入端之间，
其中，一个相位的所述上桥臂功率器件与一个对应相位的所述下桥臂功率器件串联相接，同一相位的所述上桥臂功率器件与所述下桥臂功率器件不同时导通。
7.根据权利要求6所述的驱动控制电路，其特征在于，
任一所述上桥臂功率器件的源极和漏极之间接有一个反偏续流二极管，记作上桥臂反偏续流二极管，
任一所述下桥臂功率器件的源极和漏极之间接有一个反偏续流二极管，记作下桥臂反偏续流二极管。
8.根据权利要求6所述的驱动控制电路，其特征在于，
任一所述上桥臂功率器件包括金属氧化物半导体场效应晶体管和/或绝缘栅双极型晶体管，
任一所述下桥臂功率器件包括金属氧化物半导体场效应晶体管和/或绝缘栅双极型晶体管，
其中，所述绝缘栅双极型晶体管的集电极作为漏极连接，所述绝缘栅双极型晶体管的发射极作为源极连接。
9.根据权利要求4所述的驱动控制电路，其特征在于，
所述功率管包括金属氧化物半导体场效应晶体管和/或绝缘栅双极型晶体管，
其中，所述金属氧化物半导体场效应晶体管的栅极作为所述控制端连接至所述控制器的指令输出端，所述绝缘栅双极型晶体管的基极作为所述控制端连接至所述控制器的指令输出端。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的驱动控制电路，其特征在于，
所述负载的负载包括风机和/或压缩机，
或所述负载的负载包括感应电机和/或永磁同步电机。
11.根据权利要求1至9中任一项所述的驱动控制电路，其特征在于，
所述第一容性元件包括电解电容，和/或所述第一容性元件包括一个电容元件，和/或所述第一容性元件包括多个串联和/或并联的电容元件。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的驱动控制电路，其特征在于，
所述第一容性元件的容值取值范围为10uF～2000uF。
13.根据权利要求3、4或9所述的驱动控制电路，其特征在于，
所述控制器的供电源包括隔离电源或自举电源，
其中，所述自举电源包括所述逆变器中的自举供电电路、自举二极管和自举电容，所述自举二极管的阳极连接至所述自举供电电路的正极，所述自举二极管的负极连接至所述自举电容的正极，所述自举电容的正极连接至所述控制器的供电端。
14.根据权利要求1至9中任一项所述的驱动控制电路，其特征在于，
所述谐波滤除模块包括第三容性元件，所述第三容性元件跨接于所述驱动控制电路中的两条交流线路，所述交流线路承载信号为所述供电信号。
15.根据权利要求14所述的驱动控制电路，其特征在于，
所述第三容性元件包括一个电容元件，和/或所述第三容性元件包括多个串联和/或并联的电容元件，
其中，所述第三容性元件的容量取值范围为1uF～100uF。
16.根据权利要求1至9中任一项所述的驱动控制电路，其特征在于，
所述谐波滤除模块还包括感性元件，所述感性元件串接于所述驱动控制电路中的至少一条交流线路，所述交流线路承载信号为所述供电信号，
其中，所述感性元件的感量取值范围为200uH～25mH。
17.根据权利要求2所述的驱动控制电路，其特征在于，
所述谐波滤除模块还包括感性元件，所述感性元件串接于所述高压母线和/或所述低压母线，直流线路承载信号为直流信号，
其中，所述感性元件的感量取值范围为200uH～25mH。
18.根据权利要求1至9中任一项所述的驱动控制电路，其特征在于，所述第一电压补偿支路还包括：
与所述第一容性元件串联的电阻元件和/或电感元件，所述电阻元件用于调整流经所述第一容性元件的电流大小，所述电感元件用于滤除流经所述第一容性元件的交流噪声。
19.根据权利要求18所述的驱动控制电路，其特征在于，
所述电阻元件的取值范围为0.1mΩ～10Ω，所述电感元件的取值范围为1uH～10mH。
20.一种家电设备，其特征在于，包括：
负载；
如权利要求1至19中任一项所述的驱动控制电路，所述驱动控制电路接入于电网系统与负载之间，所述驱动控制电路被配置为控制电网系统向所述负载供电。
21.根据权利要求20所述的家电设备，其特征在于，
所述家电设备包括空调器、电冰箱、风扇、抽油烟机、吸尘器和电脑主机中的至少一种。
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