CN110071484A - 过流保护装置、功率因素校正电路、空调及过流保护方法 - Google Patents

过流保护装置、功率因素校正电路、空调及过流保护方法 Download PDF

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Abstract

本公开提供一种过流保护装置、功率因素校正电路、空调及过流保护方法。过流保护装置包括：控制信号发生器，被配置为提供控制信号；采样电路，设置在PFC电路的母线上，被配置为提供采样电压；保护电路，被配置为在采样电压大于控制信号的电压的情况下，停止将控制信号发送给PFC电路，以中断PFC电路的运行。本公开无需经过复杂计算处理，能够在PFC母线出现过流的情况下及时做出响应，从而能够对PFC电路进行有效保护。

Description

过流保护装置、功率因素校正电路、空调及过流保护方法
技术领域
本公开涉及控制领域，特别涉及一种过流保护装置、功率因素校正电路、空调及过流保护方法。
背景技术
在变频空调中，为了降低电流谐波、提高功率因数，在变频空调的电控板上普遍采用PFC(Power Factor Correction，功率因素校正)电路。
为了避免PFC电路中出现过流的情况，在相关技术中，由信号处理器对检测PFC母线上的电流进行检测。在PFC母线电流未超出预定门限的情况下，信号处理器给PFC电路提供控制信号。在PFC母线电流超出预定门限的情况下，信号处理器停止给PFC电路提供控制信号。
发明内容
发明人注意到，在相关技术中，由于需要信号处理器需要通过软件对PFC母线电流进行检测处理，因此耗时较长，无法在PFC母线出现过流的情况下及时做出响应，从而无法对PFC电路进行有效保护。
为此，本公开提供一种能够对PFC电路进行快速保护的方案。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种过流保护装置，包括：控制信号发生器，被配置为提供控制信号；采样电路，设置在PFC电路的母线上，被配置为提供采样电压；保护电路，被配置为在所述采样电压大于所述控制信号的电压的情况下，停止将所述控制信号发送给所述PFC电路，以中断所述PFC电路的运行。
在一些实施例中，所述保护电路还被配置为在所述采样电压不大于所述控制信号的电压的情况下，将所述控制信号发送给所述PFC电路。
在一些实施例中，所述采样电路包括采样电阻，其中所述采样电阻的第一端与所述PFC电路的接地端电连接，所述采样电阻的第二端与所述PFC电路中的整流电路负接入端电连接，所述采样电压为所述采样电阻的第一端处的电压。
在一些实施例中，所述保护电路包括：电压比较器，所述电压比较器的同相输入端与所述控制信号发生器的输出端电连接，所述电压比较器的反相输入端与所述采样电阻的第一端电连接，所述电压比较器的输出端与所述PFC电路电连接。
在一些实施例中，过流保护装置还包括：驱动电路，被配置为将所述电压比较器输出的所述控制信号进行放大，并将放大后的控制信号发送给所述PFC电路。
在一些实施例中，所述驱动电路的输入端与所述电压比较器的输出端电连接，所述驱动电路的输出端与所述PFC电路的开关器件电连接。
在一些实施例中，所述控制信号为脉冲宽度调制PWM信号。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种功率因素校正电路，包括如上述任一实施例所述的过流保护装置。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种空调，包括如上述任一实施例所述的功率因素校正电路。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种过流保护方法，包括：通过设置在PFC电路的母线上的采样电路，提供采样电压；在所述采样电压大于控制信号发生器发送的控制信号的电压的情况下，通过保护电路停止将所述控制信号发送给所述PFC电路，以中断所述PFC电路的运行。
在一些实施例中，在所述采样电压不大于所述控制信号的电压的情况下，通过所述保护电路将所述控制信号发送给所述PFC电路。
在一些实施例中，通过驱动电路将所述电压比较器输出的所述控制信号进行放大，并将放大后的控制信号发送给所述PFC电路。
在一些实施例中，所述控制信号为脉冲宽度调制PWM信号。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本公开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公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开一个实施例的过流保护电路的示例性框图；
图2为本公开一个实施例的采样电路的示例性框图；
图3为本公开一个实施例的保护电路的示例性框图；
图4为本公开另一个实施例的过流保护电路的示例性框图；
图5为本公开一个实施例的PFC电路的示例性框图；
图6为本公开一个实施例的空调的示例性框图；
图7为本公开一个实施例的过流保护方法的示例性框图。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本公开一个实施例的过流保护电路的示例性框图。如图1所示，过流保护电路包括控制信号发生器1、采样电路2和保护电路3。
控制信号发生器1被配置为提供控制信号。
在一些实施例中，控制信号发生器1所提供的控制信号为PWM(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制)信号。
采样电路2设置在PFC电路的母线上。采样电路2被配置为提供采样电压。
图2为本公开一个实施例的采样电路的示例性框图。
如图2所示，在PFC电路中包括整流电路41、电感42和开关器件43。在一些实施例中，开关器件43为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)。在PFC母线上设有采样电路2。在一些实施例中，采样电路2包括采样电阻21。采样电阻21的第一端与PFC电路的接地端电连接，采样电阻21的第二端与整流电路41的负接入端电连接。
在开关器件43导通的情况下，在整流电路41、电感42、开关器件43和采样电阻21之间会形成按顺时针方向流动的电流。电流通过采样电阻21，在采用电阻21两端形成电压。显然，PFC母线上的电流越大，则在采用电阻21两端形成的电压也就越大，据此本公开通过采样电压对PFC母线是否出现过流进行检测。这里将采样电阻21的第一端的电压作为采样电压Vs。
在图1所示实施例中，保护电路3被配置为在采样电压大于控制信号的电压的情况下，停止将控制信号发送给PFC电路，以中断PFC电路的运行。
在一些实施例中，保护电路3还被配置为在采样电压不大于控制信号的电压的情况下，将控制信号发生器1所提供的控制信号发送给PFC电路。
图3为本公开一个实施例的保护电路的示例性框图。
如图3所示，保护电路3包括电压比较器31。电压比较器31的同相输入端311与控制信号发生器1的输出端电连接，电压比较器31的反相输入端312与采样电阻21的第一端电连接，电压比较器31的输出端313与PFC电路电连接。
在一些实施例中，若采样电压Vs不大于控制信号，则表明此时PFC母线未发生过流，在这种情况下电压比较器31正常输出控制信号。若采样电压Vs大于控制信号，则表明此时PFC母线发生过流，在这种情况下电压比较器31停止输出控制信号，导致PFC电路中的开关器件43处于截止状态，从而有效避免大电流对电感42和开关器件43的冲击。
在本公开上述实施例提供的过流保护装置中，通过利用采样电压和控制信号的电压直接进行比较，并根据电压比较结果直接对PFC电路进行控制。由于本公开无需通过软件对采样信息进行处理，因此可在PFC母线出现过流的情况下及时做出响应，从而能够对PFC电路进行有效保护。
图4为本公开另一个实施例的过流保护电路的示例性框图。在图4所示实施例中，过流保护电路还进一步包括驱动电路5。
驱动电路5被配置为将电压比较器31输出的控制信号进行放大，并将放大后的控制信号发送给PFC电路。
在一些实施例中，驱动电路5的输入端51与电压比较器31的输出端313电连接，驱动电路5的输出端52与PFC电路中的开关器件43电连接。通过驱动电路5，以便使得控制信号能够有效驱动开关器件43。
图5为本公开一个实施例的PFC电路的示例性框图。如图5所示，PFC电路中包括如图1至图4中任一实施例涉及的过流保护电路。
如图5所示，控制信号发生器1提供控制信号。电压比较器31将控制信号电压和由采样电阻21所提供的采样电压进行比较。若采样电压不大于控制信号，则表明此时PFC母线未发生过流，在这种情况下电压比较器31正常输出控制信号。驱动电路5将控制信号放大后提供给开关器件43，以便对PFC电路进行相应控制。若采样电压大于控制信号，则表明此时PFC母线发生过流，在这种情况下电压比较器31停止输出控制信号，导致开关器件43处于截止状态，从而有效避免大电流对电感42和开关器件43的冲击。
这里需要说明的是，在图5所示实施例中，所涉及的二极管D1、电阻R1-R4、电容C1-C4用于优化电路，以确保电路的稳定运行，相应参数可根据实际需要进行调整。
图6为本公开一个实施例的空调的示例性框图。
如图6所述，空调61中包括功率因素校正电路62。功率因素校正电路62为图5中任一实施例涉及的功率因素校正电路。
图7为本公开一个实施例的过流保护方法的示例性框图。在一些实施例中，本实施例的方法步骤适用于图1至图4中任一实施例涉及的过流保护电路。
在步骤701，通过设置在PFC电路的母线上的采样电路，提供采样电压。
在步骤702，在采样电压大于控制信号发生器发送的控制信号的电压的情况下，通过保护电路停止将控制信号发送给PFC电路，以中断PFC电路的运行。
在一些实施例中，控制信号为PWM信号。
在一些实施例中，在采样电压不大于控制信号的电压的情况下，通过保护电路将控制信号发送给PFC电路。
在一些实施例中，通过驱动电路将电压比较器输出的控制信号进行放大，并将放大后的控制信号发送给PFC电路。
本公开通过利用采样电压和控制信号的电压直接进行比较，并根据电压比较结果直接对PFC电路进行控制。由于本公开无需通过软件对采样信息进行处理，因此可在PFC母线出现过流的情况下及时做出响应，从而能够对PFC电路进行有效保护。此外，即使在某一时刻出现采样电压错误的情况，PFC电路中的开关器件被关断，但在下一时刻能够根据正确的采样电压，重新使PFC电路的中的开关器件开通，从而有效排除误保护动作。
本公开的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本公开限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本公开的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本公开从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (13)

1.一种过流保护装置，包括：
控制信号发生器，被配置为提供控制信号；
采样电路，设置在功率因素校正PFC电路的母线上，被配置为提供采样电压；
保护电路，被配置为在所述采样电压大于所述控制信号的电压的情况下，停止将所述控制信号发送给所述PFC电路，以中断所述PFC电路的运行。
2.根据权利要求1所述的过流保护装置，其中，
所述保护电路还被配置为在所述采样电压不大于所述控制信号的电压的情况下，将所述控制信号发送给所述PFC电路。
3.根据权利要求1所述的过流保护装置，其中，
所述采样电路包括采样电阻，其中所述采样电阻的第一端与所述PFC电路的接地端电连接，所述采样电阻的第二端与所述PFC电路中的整流电路负接入端电连接，所述采样电压为所述采样电阻的第一端处的电压。
4.根据权利要求3所述的过流保护装置，其中，所述保护电路包括：
电压比较器，所述电压比较器的同相输入端与所述控制信号发生器的输出端电连接，所述电压比较器的反相输入端与所述采样电阻的第一端电连接，所述电压比较器的输出端与所述PFC电路电连接。
5.根据权利要求4所述的过流保护装置，还包括：
驱动电路，被配置为将所述电压比较器输出的所述控制信号进行放大，并将放大后的控制信号发送给所述PFC电路。
6.根据权利要求5所述的过流保护装置，其中，
所述驱动电路的输入端与所述电压比较器的输出端电连接，所述驱动电路的输出端与所述PFC电路的开关器件电连接。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的过流保护装置，其中，所述控制信号为脉冲宽度调制PWM信号。
8.一种功率因素校正电路，包括如权利要求1-7中任一项所述的过流保护装置。
9.一种空调，包括如权利要求8所述的功率因素校正电路。
10.一种过流保护方法，包括：
通过设置在功率因素校正PFC电路的母线上的采样电路，提供采样电压；
在所述采样电压大于控制信号发生器发送的控制信号的电压的情况下，通过保护电路停止将所述控制信号发送给所述PFC电路，以中断所述PFC电路的运行。
11.根据权利要求10所述的过流保护方法，还包括：
在所述采样电压不大于所述控制信号的电压的情况下，通过所述保护电路将所述控制信号发送给所述PFC电路。
12.根据权利要求11所述的过流保护方法，还包括：
通过驱动电路将所述电压比较器输出的所述控制信号进行放大，并将放大后的控制信号发送给所述PFC电路。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的过流保护装置，其中，所述控制信号为脉冲宽度调制PWM信号。
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