发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种空调EMC优化电路、空调控制器、空调,以在不改变空调变频控制器电路基本架构的前提下,实现对控制器电路的EMC优化。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种空调EMC优化电路,包括接地线、整流桥、低阻抗通路,以及与整流桥的输出端依次连接的PFC电路、逆变电路;所述PFC电路、逆变电路均通过分布电容与接地线连接,所述低阻抗通路的一端与整流桥的输出端连接,另一端与接地线连接;从而在不改变空调变频控制器电路基本架构的前提下,通过在控制器电路中额外设置低阻抗通路,使得PFC电路、逆变电路中传出的高频共模干扰噪声,重新经过低阻抗通路、整流桥的输出端传递到PFC电路、逆变电路中,使得高频共模干扰噪声能够流回干扰源,使其不会从接地线传出到电源线上,从而降低控制器电路传出的共模噪声干扰,减少流向LISN的共模电流,增大EMC测试裕量。
进一步的,所述低阻抗通路包括Y电容,所述Y电容的一端与整流桥的输出端连接,另一端与接地线连接;从而为接地线中的高频共模干扰噪声提供通路,使得高频共模干扰噪声能够流回干扰源。
进一步的,所述Y电容包括第一电容Cy1、第二电容Cy2,所述第一电容Cy1的一端与整流桥的第一整流输出端连接,另一端与接地线连接,所述第二电容Cy2的一端与整流桥的第二整流输出端连接,另一端与接地线连接;其中,第一电容Cy1、第二电容Cy2在充电过程中近似等价短路,所以串接电容与低阻值电阻相较于前级滤波器高频插入阻抗相当于低阻通路,即第一电容Cy1、第二电容Cy2被设置在PFC电路与逆变电路的前级,为接地线中的高频共模干扰噪声提供一个低阻的通路,使得高频共模干扰噪声能够流回干扰源,从而减少流向LISN的共模电流。
进一步的,所述低阻抗通路包括耗能电阻,所述耗能电阻与Y电容串联;所述耗能电阻的一端与Y电容连接,耗能电阻的另一端与接地线连接。优选的,所述耗能电阻包括第一电阻Ry1、第二电阻Ry2,所述第一电阻Ry1的一端与第一电容Cy1连接,另一端与接地线连接;所述第二电阻Ry2的一端与第二电容Cy2连接,另一端与接地线连接;从而使得接地线中的高频共模干扰噪声在流经Y电容之前,首先经过耗能电阻对共模电流进行消耗,降低共模电流强度,在一定程度上能够有效地避免过强的共模电流冲击整流桥,有利于确保整流桥的正常工作。
进一步的,所述整流桥通过PFC电路与逆变电路连接,所述逆变电路与负载连接,从而通过整流桥将交流电整流成直流电,然后通过PFC电路进行功率因数校正和直流电压升高,最终经过逆变电路将直流电变成交流电,并提供给负载设备,以供负载设备的运行。
进一步的,所述空调EMC优化电路被设置在机壳中,所述接地线贯穿机壳。
一种空调控制器,包括所述的空调EMC优化电路。
一种空调,包括负载和所述的空调控制器。
相对于现有技术,本发明所述的一种空调EMC优化电路、空调控制器、空调具有以下优势:
本发明所述的一种空调EMC优化电路、空调控制器、空调,在不改变空调变频控制器电路基本架构的前提下,通过在控制器电路中额外设置低阻抗通路,使得PFC电路、逆变电路中传出的高频共模干扰噪声,重新经过低阻抗通路、整流桥的输出端传递到PFC电路、逆变电路中,使得高频共模干扰噪声能够流回干扰源,使其不会从接地线传出到电源线上,从而降低控制器电路传出的共模噪声干扰,减少流向LISN的共模电流,增大EMC测试裕量。
具体实施方式
下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的发明概念。然而,这些发明概念可体现为许多不同的形式,因而不应视为限于本文中所述的实施例。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。其中,附图中点状虚线所示的电容为接地线的分布电容,具有箭头的虚线是指控制器电路中产生的高频共模干扰噪声的流动方向。
针对变频空调外机控制器电路中存在的EMC问题,现有技术中的EMC优化方案大多数止步于整机层面阶段,但往往增多了整机层面的结构部件,增大了生产成本,同时会影响相关结构的装配、控制器电路的基本架构等,不利于提高生产装配效率,甚至会给电路设计、空调结构设计等工作带来一定的难度。
为此,本申请在不改变空调变频控制器电路基本架构的前提下,提出一种空调EMC优化电路,以实现对控制器电路的EMC优化。具体的,如附图2所示,所述空调EMC优化电路包括接地线、整流桥、低阻抗通路,以及与整流桥的输出端依次连接的PFC电路、逆变电路;所述整流桥用于将空调低阻抗通路中的L线、N线的交流电整流成直流电,并输出给PFC电路;所述PFC电路是指Power Factor Correction电路,即功率因数校正电路,用于进行功率因数校正和直流电压升高;所述整流桥通过PFC电路与逆变电路连接,所述逆变电路与负载连接,用于将直流电变成交流电,并提供给负载设备,以供负载设备的运行。所述负载为空调内的电动构件,如电机、压缩机等。所述PFC电路、逆变电路均通过分布电容与接地线连接,所述低阻抗通路的一端与整流桥的输出端连接,另一端与接地线连接。此外,所述空调EMC优化电路被设置在机壳中,所述接地线贯穿机壳,在机壳外进行接地。
当整流桥后级PFC电路、逆变电路工作时,开关器件高频通断产生的高频共模干扰噪声,会通过相关器件与接地线的分布电容传递到接地线上,若不对传递到接地线上的高频共模干扰噪声进行处理,往往会导致高频共模干扰噪声通过接地线传输到机壳外,在当对控制器电路进行LISN检测时,往往会导致EMC超标的情况发生。从而本申请在不改变空调变频控制器电路基本架构的前提下,通过在控制器电路中额外设置低阻抗通路,使得PFC电路、逆变电路中传出的高频共模干扰噪声,重新经过低阻抗通路、整流桥的输出端传递到PFC电路、逆变电路中,使得高频共模干扰噪声能够流回干扰源,使其不会从接地线传出到电源线上,从而降低控制器电路传出的共模噪声干扰,减少流向LISN的共模电流,增大EMC测试裕量。
所述低阻抗通路包括Y电容,所述Y电容的一端与整流桥的输出端连接,另一端与接地线连接,从而为接地线中的高频共模干扰噪声提供通路,使得高频共模干扰噪声能够流回干扰源。
对于整流桥而言,包括第一整流输出端、第二整流输出端、第一整流输入端和第二整流输入端,所述第一整流输入端与L线连接,所述第二整流输入端与N线连接,所述第一整流输出端与DC-线连接,所述第二整流输出端与DC+线连接。
所述Y电容包括第一电容Cy1、第二电容Cy2,所述第一电容Cy1的一端与整流桥的第一整流输出端连接,另一端与接地线连接,所述第二电容Cy2的一端与整流桥的第二整流输出端连接,另一端与接地线连接;其中,第一电容Cy1、第二电容Cy2在充电过程中近似等价短路,所以串接电容与低阻值电阻相较于前级滤波器高频插入阻抗相当于低阻通路,即第一电容Cy1、第二电容Cy2被设置在PFC电路与逆变电路的前级,为接地线中的高频共模干扰噪声提供一个低阻的通路,使得高频共模干扰噪声能够流回干扰源,从而减少流向LISN的共模电流。
此外,第一电容Cy1、第二电容Cy2的接地距离应尽可能的短,使其与接地线之间形成短且粗的线路连接,从而能够减小接地的引线电感,降低接地阻抗。对于第一电容Cy1、第二电容Cy2的电容容值的选择,需要计算泄漏电流限值i,其计算公式为i=KCU(μA);其中,K值为泄漏电流常数,根据电容类型不同变化。
在控制器电路的实际使用过程中,由于PFC电路、逆变电路中产生的共模电流强度不一,若共模电流波动幅度过大,往往会通过Y电容冲击整流桥,为了对整流桥进行保护,所述低阻抗通路还包括耗能电阻,所述耗能电阻与Y电容串联形成低阻抗通路。优选的,所述耗能电阻设置在Y电容、接地线之间,即耗能电阻的一端与Y电容连接,耗能电阻的另一端与接地线连接,使得接地线中的高频共模干扰噪声在流经Y电容之前,首先经过耗能电阻对共模电流进行消耗,降低共模电流强度,在一定程度上能够有效地避免过强的共模电流冲击整流桥,有利于确保整流桥的正常工作。
具体的,所述耗能电阻包括第一电阻Ry1、第二电阻Ry2,所述第一电阻Ry1的一端与第一电容Cy1连接,另一端与接地线连接;所述第二电阻Ry2的一端与第二电容Cy2连接,另一端与接地线连接。
此外,所述PFC电路包括PFC电感L、IGBT和整流二极管D1,所述整流桥的第二整流输出端通过DC+线依次与PFC电感L、整流二极管D1的正极连接,所述整流二极管D1的负极与逆变电路连接,所述整流二极管D1的正极还与IGBT的集电极连接。所述IGBT的集电极通过分布电容与接地线连接,用于将PFC电路中产生的高频共模干扰噪声传递到接地线中。
所述逆变电路包括上桥开关管和下桥开关管,同时所述逆变电路与负载连接,所述上桥开关管、下桥开关管、逆变电路与负载之间的线路均通过分布电容与接地线连接;以三相负载为例,在与三相负载的连接电路中,所述上桥开关管往往设置3个,如附图2中的V1、V3、V5,所述下桥开关管也往往设置3个,如附图2中的V2、V4、V6,3个上桥开关管通过与之一一对应的3个分布电容Cp接地,3个下桥开关管通过与之一一对应的3个分布电容Cn接地,逆变电路与负载之间的线路分别通过分布电容CA、CB、CC与接地线连接,用于将逆变电路中产生的高频共模干扰噪声传递到接地线中。
在本申请中还提供一种空调控制器,包括本申请所提出的一种空调EMC优化电路,同时所述空调控制器通过所述空调EMC优化电路与负载连接,用于控制负载运行,以实现空调制冷、制热等功能。
在本发明中,对于任意空调而言,可以包括负载和所述空调控制器,且在本实施例提供的相关结构的基础上,所述空调还包括换热盘管、壳体等结构在内的空调器常规构件,鉴于相关的常规构件均可直接采用现有技术,在此不进行赘述。
此外,需要说明的是,本申请中个别部件采用的特定英文名称,在本领域中均为常规且通用的称谓;例如:EMC是Electro Magnetic Compatibility的缩写,指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。LISN是Line Impedance Stabilization Network的缩写,是电力系统中电磁兼容测试中的一项。
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。