CN209881654U - 开关管电路、逆变器、驱动电路和空调 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种开关管电路、逆变器、驱动电路和空调，开关管电路包括：开关管，包括控制端、输入端和输出端；干扰抑制电路，连接开关管的输入端和输出端，用于抑制开关管的输入端和输出端之间的干扰信号。通过干扰抑制电路抑制开关管的输入端和输出端之间的干扰信号，减少开关管产生的干扰信号发射量，与传统的开关管相比，提高了电路系统的运行稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种开关管电路、逆变器、驱动电路和空调。
背景技术
随着科学的发展和社会的不断进步，空调的使用不断普及。商场、写字楼、医院等越来越多的公共场所安装空调。空调控制器根据人们设定的参数，利用驱动电路控制压缩机和风机工作，调节环境中的温度、湿度等参数，从而改善人们所处的环境。
传统的驱动电路中一般采用开关管，如IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)器件进行驱动控制，而随着开关频率的升高，IGBT器件在开关过程中附带会产生干扰电压和干扰电流，这些干扰电压和干扰电流会对外发射干扰信号，影响电路系统中其他电器部件的正常工作。因此，如何降低开关管的干扰信号发射量来保证电路系统的稳定性，是一个亟待解决的问题。
实用新型内容
基于此，有必要针对传统的开关管会产生干扰信号影响电路系统稳定性的问题，提供一种可提高电路系统运行稳定性的开关管电路、逆变器、驱动电路和空调。
一种开关管电路，包括：
开关管，包括控制端、输入端和输出端；
抑制所述开关管的输入端和输出端之间的干扰信号的干扰抑制电路，所述干扰抑制电路连接所述开关管的输入端和输出端。
在其中一个实施例中，所述干扰抑制电路包括第一电阻组件、第一电容组件和单向导通组件，所述单向导通组件的输入端连接所述开关管的输入端，所述单向导通组件的输出端连接所述第一电容组件的一端，所述第一电容组件的另一端连接所述开关管的输出端，所述第一电阻组件与所述单向导通组件并联。
在其中一个实施例中，所述单向导通组件为二极管，所述二极管的阳极连接所述开关管的输入端，所述二极管的阴极连接所述第一电容组件。
在其中一个实施例中，所述第一电阻组件包括第一电阻，所述第一电容组件包括第一电容，所述二极管的阴极通过所述第一电容连接所述开关管的输出端，所述第一电阻与所述二极管并联。
在其中一个实施例中，开关管电路还包括设置于所述开关管的控制端的干扰信号释放电路。
在其中一个实施例中，所述干扰信号释放电路包括第二电阻组件和第二电容组件，所述第二电阻组件串接于所述开关管的控制端，所述第二电容组件一端连接所述开关管的控制端，另一端连接所述开关管的输出端。
在其中一个实施例中，所述第二电阻组件包括第二电阻，所述第二电容组件包括第二电容，所述第二电阻串接于所述开关管的控制端，所述第二电容一端连接所述开关管的控制端，另一端连接所述开关管的输出端。
一种逆变器，包括上述开关管电路。
一种驱动电路，包括整流桥、控制器和上述逆变器，所述逆变器连接所述整流桥，还用于连接被控设备，所述控制器连接所述逆变器。
一种空调，包括被控设备和上述驱动电路。
上述开关管电路、逆变器、驱动电路和空调，开关管电路包括开关管以及连接开关管的输入端和输出端的干扰抑制电路，通过干扰抑制电路抑制开关管的输入端和输出端之间的干扰信号，减少开关管产生的干扰信号发射量，与传统的开关管相比，提高了电路系统的运行稳定性。
附图说明
图1为一实施例中开关管电路的架构框图；
图2为一实施例中开关管电路的结构原理图；
图3为一实施例中增加干扰抑制电路前后IGBT的干扰信号频域对比图；
图4为一实施例中增加干扰信号释放电路前后IGBT的干扰信号频域对比图；
图5为一实施例中驱动电路的架构框图；
图6为一实施例中驱动电路的结构原理图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种开关管电路，包括开关管110和干扰抑制电路120，开关管110包括控制端、输入端和输出端，干扰抑制电路120连接开关管110的输入端和输出端，用于抑制开关管110的输入端和输出端之间的干扰信号。开关管110的类型并不唯一，可以是三极管或MOS管等，本实施例中，开关管110为IGBT管。
具体地，干扰抑制电路120可采用RCD电路，通过在开关管110的输入端和输出端之间增加RCD电路，在开关管110开启时，利用RCD电路对产生的干扰信号进行吸收，在开关管110关断时，RCD电路对干扰信号进行释放并以热量的形式消耗掉，从而抑制和消耗开关管110的输入端和输出端之间的干扰信号。其中，干扰信号具体包括干扰电压和干扰电流中的一种或两种。
上述开关管电路，通过干扰抑制电路120抑制开关管110的输入端和输出端之间的干扰信号，减少开关管110产生的干扰信号发射量，与传统的开关管相比，提高了电路系统的运行稳定性。
干扰抑制电路120的具体结构并不唯一，同样以采用RCD电路为例，在一个实施例中，如图2所示，干扰抑制电路120包括第一电阻组件122、第一电容组件124和单向导通组件126，单向导通组件126的输入端连接开关管110的输入端，单向导通组件126的输出端连接第一电容组件124的一端，第一电容组件124的另一端连接开关管110的输出端，第一电阻组件122与单向导通组件126并联。
第一电阻组件122和第一电容组件124的具体结构，以及单向导通组件126的具体类型也不是唯一的，其中，单向导通组件126可采用二极管D，二极管D的阳极连接开关管110的输入端，二极管D的阴极连接第一电容组件124。可以理解，在其他实施例中，单向导通组件126也可采用其他满足单向导通的器件。
进一步地，在一个实施例中，第一电阻组件122包括第一电阻R1，第一电容组件124包括第一电容C1，二极管D的阴极通过第一电容C1连接开关管110的输出端，第一电阻R1与二极管D并联。如图2所示，由二极管D、第一电阻R1、第一电容C1组成RCD电路，当开关管110开启时，电路中开关管110输入端和输出端之间出现干扰尖峰，RCD电路中二极管D和第一电容C1对干扰信号吸收，并将能量储存在第一电容C1中。当开关管110关断时，RCD电路中第一电阻R1和第一电容C1对干扰信号释放，并通过第一电阻R1将能量以热量消耗，从而抑制减少开关管110产生的干扰信号发射量，实现对干扰信号的抑制和消耗。可以理解，在其他实施例中，第一电阻组件122也可以是由多个电阻串联或并联得到，第一电容组件124也可以是由多个电容串联或并联得到。
在一个实施例中，继续参照图2，开关管电路还包括设置于开关管110的控制端的干扰信号释放电路130。干扰信号释放电路130用于为开关管110输入端和输出端之间的干扰信号提供干扰释放路径，结合干扰抑制电路120可使得干扰抑制滤波效果更明显。
具体地，干扰信号释放电路130的具体结构也不是唯一的，具体可采用RC电路释放干扰信号。在一个实施例中，如图2所示，干扰信号释放电路130包括第二电阻组件132和第二电容组件134，第二电阻组件132串接于开关管110的控制端，第二电容组件134一端连接开关管110的控制端，另一端连接开关管110的输出端。开关管110的控制端用于接收控制信号，并根据控制信号进行导通和关断操作。在开关管110的控制端串接第二电阻组件132，以使得开关管110的控制端电压后移，并结合第二电容组件134释放开关管110的输入端和输出端之间的干扰信号，从而提高干扰抑制效果。
其中，第二电阻组件132和第二电容组件134的具体结构也不是唯一的，本实施例中，第二电阻组件132包括第二电阻R2，第二电容组件134包括第二电容C2，第二电阻R2串接于开关管110的控制端，第二电容C2一端连接开关管110的控制端，另一端连接开关管110的输出端。由第二电阻R2和第二电容C2组成RC电路对干扰信号进行释放。可以理解，在其他实施例中，第二电阻组件132也可以是由多个电阻串联或并联得到，第二电容组件134也可以是由多个电容串联或并联得到。
为便于更好地理解上述开关管电路，下面结合具体实施例进行详细解释说明。
参照图2，开关管电路包括开关管110、干扰抑制电路120和干扰信号释放电路130。开关管110具体为IGBT管，IGBT管的门极G作为控制端，集电极C作为输入端，发射极E作为输出端。干扰抑制电路120包括第一电阻R1、第一电容C1和二极管D，组成RCD电路。干扰信号释放电路130包括第二电阻R2和第二电容C2，组成RC电路。
RCD电路主要有两个作用，当IGBT管开启时，电路中IGBT管的集电极C与发射极E之间出现干扰尖峰，RCD电路中二极管D和第一电容C1对干扰信号吸收，并将能量储存在第一电容C1中。当IGBT管关断时，RCD电路中第一电阻R1和第一电容C1对干扰信号释放，并通过第一电阻R1将能量以热量消耗。如图3所示，没有带RCD电路比带RCD电路的干扰信号高2.4dB,并且在整段频率范围内均有降低趋势，说明增加RCD电路对抑制干扰信号Vce抑制具有帮助作用。
此外，通过在IGBT管的门极G增加RC电路，增加第二电阻R2后会使得门极G的控制电压会向后移动1us。增加第二电容C2后会为干扰信号Vce提供一个干扰释放路径，结合RCD电路干扰滤波效果更明显。如图4所示，仅增加RCD电路比增加RCD+RC电路频谱有明显减低趋势，尤其是在1-10MHz区间，仅在200KHz有一个升高点。
上述开关管电路，在IGBT管的母线电路两端增加RCD电路，抑制和消耗干扰信号Vce，以及在IGBT管的门极G增加RC电路，可以有效再降低干扰信号Vce的电压幅值。通过降低IGBT对外发射的干扰信号，可提高系统运行可靠性和稳定行。在干扰源头就将干扰信号尽量抑制掉，减少信号对外部电路和空间的污染，极大降低信号对外扩散程度。此外，还降低了干扰信号对外部电路和控件的污染，提高了系统稳定性，提高了产品质量优势，以及提高了EMC(Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容性)实验和测试合格率。
在一个实施例中，提供了一种逆变器，包括上述开关管电路。其中，开关管电路的数量并不唯一，可以是4个、6个或8个等，每两个开关管电路组成一个桥臂，各桥臂并联作为逆变器的输入端，桥臂的中点作为逆变器的输出端。各开关管电路的控制端根据接收的外部控制信号进行通断切换，将逆变器的输入端接入的直流电进行逆变处理，得到交流电由逆变器的输出端输出。
上述逆变器，在开关管电路中通过干扰抑制电路抑制开关管的输入端和输出端之间的干扰信号，减少开关管产生的干扰信号发射量，与传统的开关管相比，提高了电路系统的运行稳定性。
在一个实施例中，提供了一种驱动电路，如图5所示，包括整流桥100、控制器200和上述逆变器300，逆变器300连接整流桥100，还用于连接被控设备400，控制器200连接逆变器300。其中，整流桥100可以是全桥整流或半桥整流，控制器200具体可采用DSP(DigitalSignal Processing，数字信号处理)芯片，被控设备400可以是风机或者压缩机等。
具体地，如图6所示，逆变器300包括6个开关管电路(S1-S6)，每两个开关管电路组成一个桥臂，控制器200连接各开关管电路的控制端。以被控设备400为压缩机M为例，整流桥100接入外部交流电进行整流，得到直流电输送至逆变器300，控制器200输出控制信号控制各开关管电路的通断，通过逆变器300将直流电进行逆变处理得到三相交流电后输出至压缩机M。
上述驱动电路，在开关管电路中通过干扰抑制电路抑制开关管的输入端和输出端之间的干扰信号，减少开关管产生的干扰信号发射量，与传统的开关管相比，提高了电路系统的运行稳定性。
在一个实施例中，还提供了一种空调，包括被控设备和上述驱动电路。其中，被控设备可以是风机或者压缩机等。
上述空调，在开关管电路中通过干扰抑制电路抑制开关管的输入端和输出端之间的干扰信号，减少开关管产生的干扰信号发射量，与传统的开关管相比，提高了电路系统的运行稳定性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种开关管电路，其特征在于，包括：
开关管，包括控制端、输入端和输出端；
抑制所述开关管的输入端和输出端之间的干扰信号的干扰抑制电路，所述干扰抑制电路连接所述开关管的输入端和输出端。
2.根据权利要求1所述的开关管电路，其特征在于，所述干扰抑制电路包括第一电阻组件、第一电容组件和单向导通组件，所述单向导通组件的输入端连接所述开关管的输入端，所述单向导通组件的输出端连接所述第一电容组件的一端，所述第一电容组件的另一端连接所述开关管的输出端，所述第一电阻组件与所述单向导通组件并联。
3.根据权利要求2所述的开关管电路，其特征在于，所述单向导通组件为二极管，所述二极管的阳极连接所述开关管的输入端，所述二极管的阴极连接所述第一电容组件。
4.根据权利要求3所述的开关管电路，其特征在于，所述第一电阻组件包括第一电阻，所述第一电容组件包括第一电容，所述二极管的阴极通过所述第一电容连接所述开关管的输出端，所述第一电阻与所述二极管并联。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的开关管电路，其特征在于，还包括设置于所述开关管的控制端的干扰信号释放电路。
6.根据权利要求5所述的开关管电路，其特征在于，所述干扰信号释放电路包括第二电阻组件和第二电容组件，所述第二电阻组件串接于所述开关管的控制端，所述第二电容组件一端连接所述开关管的控制端，另一端连接所述开关管的输出端。
7.根据权利要求6所述的开关管电路，其特征在于，所述第二电阻组件包括第二电阻，所述第二电容组件包括第二电容，所述第二电阻串接于所述开关管的控制端，所述第二电容一端连接所述开关管的控制端，另一端连接所述开关管的输出端。
8.一种逆变器，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项所述的开关管电路。
9.一种驱动电路，其特征在于，包括整流桥、控制器和如权利要求8所述的逆变器，所述逆变器连接所述整流桥，还用于连接被控设备，所述控制器连接所述逆变器。
10.一种空调，其特征在于，包括被控设备和如权利要求9所述的驱动电路。
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