CN211481149U - 一种直流变频驱动模块的pfc升压电路模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流变频驱动模块的PFC升压电路模块，包括主芯片和PFC升压电路，所述主芯片采用芯片TMP88FH41UG；所述PFC升压电路包括芯片IR1153S和二极管D1，所述二极管D1依次通过串联的电阻R77，R78和R79与芯片IR1153S的BOP引脚连接。本实用新型的所述PFC升压电路模块是整个直流变频驱动模块的一部分，其整体结构简单，同时采用本实用新型的PFC升压电路，整个电路的功率因数(PF)达到0.99，输出电压稳定，整机效率为97.7％，大大满足了功率因数校正的目的。

Description

一种直流变频驱动模块的PFC升压电路模块

技术领域

本实用新型涉及直流变频驱动技术领域，具体涉及一种直流变频驱动模块的PFC升压电路模块。

背景技术

市面上的压缩机驱动有交流变频通过变频器改变电源频率，从而改变压缩机的转速的一种技术，通过变频器先进行交流到直流的变换，再通过变频器进行直流到交流的变换，从而控制交流异步电机或同步电机的转速调节，当中交流到直流整流过程，再从直流到交流这一过程为逆变环节，另外，存在-7度低温启动困难，而且交流变频压缩机动转是靠定子绕组上通过的电流和转子绕组上的感应电流形成的磁力线的相互作用实现，这过程是比较耗电的，工作效率低。

可以采用直流变频驱动压缩机来解决上述问题，直流变频驱动压缩机把50Hz工频交流电源转换为直流电源，并送至功率模块主电路，功率模块也同样受微电脑控制，所不同的是模块所输出可改变频率而电压是缓慢上升可变直流电源，压缩机使用的是直流电机，以能耗低，低噪声，线性启动方式可以自由控制(比较平滑变速)并不会有高速转低速间的顿挫感，所以直流变频空调器也可以称为全直流变速空调器。相对于交流变频，直流变频在节能、控温以及动转稳定方面均表现更为出众，直流变频空调器没有逆变环节，直流变频压缩机是旋转磁场与转子永磁磁场直接作用而实现压缩机动转，转子是永磁体，没有线圈/绕组，故而不产生电能损耗。

因此需要对现有技术进行进一步地改进，提供一种节能，效率高的直接直流变频驱动模块以及该模块的相关电路。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的提供一种直流变频驱动模块的PFC升压电路模块。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：一种直流变频驱动模块的PFC升压电路模块，包括主芯片，整流滤波及保护电路，整机电流检测电路，母线电压检测电路，PFC升压电路，PFC过电流检测电路，驱动模块电路和模块驱动压机三相电压检测电路，其中：

所述整流滤波及保护电路通过电信号分别与所述整机电流检测电路以及母线电压检测电路连接；所述整机电流检测电路，PFC升压电路，驱动模块电路和模块驱动压机三相电压检测电路通过电信号依次顺序连接；所述PFC升压电路又通过PFC过电流检测电路与所述主芯片连接；所述母线电压检测电路、模块驱动压机三相电压检测电路通过电信号分别与所述主芯片连接；

所述主芯片采用芯片TMP88FH41UG；

所述PFC升压电路包括芯片IR1153S和二极管D1，所述二极管D1依次通过串联的电阻R77，R78和R79与芯片IR1153S的BOP引脚连接。

优选地，所述PFC过电流检测电路包括并联连接的R63，R64和R6F电阻，放大器U6A，U6B和隔离光耦PC1，电阻R63，R64和R6F并联后依次通过连接放大器U6A和U6B，隔离光耦PC1连接在放大器U6B的正极，放大器U6A和U6B的型号均为LM258。

优选地，所述驱动模块电路包括芯片PSS30S92E6-AG，所述芯片PSS30S92E6-AG的U， W和V引脚分别连接三相电压U，W和V；引脚NU，NW和NV分别连接有电阻RS501， RS502和R62用于检测短路信号。

优选地，所述模块驱动压机三相电压检测电路包括三个采样芯片U3B，U3C和U3D，所述采样芯片U3B，U3C和U3D的输入端分别连接三相电压PDU，PDV和PDW，输出端分别为U-OUT、V-OUT和W-OUT；所述采样芯片U3B，U3C和U3D型号均为LW239。

优选地，所述驱动模块电路连接有外接设备用于驱动外接设备。

优选地，所述外接设备为压缩机。

本实用新型有益的技术效果：本实用新型的所述PFC升压电路模块是整个直流变频驱动模块的一部分，其整体结构简单，同时采用本实用新型的PFC升压电路，整个电路的功率因数(PF)达到0.99，输出电压稳定，整机效率为97.7％，大大满足了功率因数校正的目的。

附图说明

图1为本实用新型整体电路框图。

图2为本实用新型主芯片结构图。

图3为本实用新型整机电流检测电路原理图。

图4为本实用新型母线电压检测电路原理图。

图5为本实用新型整流滤波及保护电路原理图。

图6为本实用新型PFC过电流检测电路原理图。

图7为本实用新型模块驱动压机三相电压检测电路原理图。

图8为本实用新型PFC电路的使能信号原理图。

图9为本实用新型PFC升压电路原理图。

图10为本实用新型驱动模块电路原理图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行进一步详细说明，但本实用新型要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。

如图1-10所示，一种直流变频驱动模块的PFC升压电路模块，直流变频驱动模块包括主芯片，整流滤波及保护电路，整机电流检测电路，母线电压检测电路，PFC升压电路，PFC过电流检测电路，驱动模块电路和模块驱动压机三相电压检测电路，其中：

所述整流滤波及保护电路通过电信号分别与所述整机电流检测电路以及母线电压检测电路连接；所述整机电流检测电路，PFC升压电路，驱动模块电路和模块驱动压机三相电压检测电路通过电信号依次顺序连接；所述PFC升压电路又通过PFC过电流检测电路与所述主芯片连接；所述母线电压检测电路、模块驱动压机三相电压检测电路通过电信号分别与所述主芯片连接；

所述主芯片采用芯片TMP88FH41UG；

具体地，所述整流滤波及保护电路包括电阻PT1、PT2和PT3三个电阻、整流桥DB1、电感LA和电感LB和IGBT管Q1，所述PT1、PT2和PT3三个电阻并联连接后与所述整流桥DB1连接，电感LA与整流桥DB1连接，所述整流桥DB1作用于所述电感LB，所述电感LB又与IGBT管Q1连接。

整流滤波及保护电路对电流具有整流及保护作用，其通电后交流电通PTC1～PTC3电阻并联式低阻抗输入到DB1整流桥通LA到LB的匹配电感到滤波电容有个7至10秒的缓慢充电过程得到+E电压(母线电压)，主芯片就在这个时间内(7至10秒充电过程)检测母线电压正常时，主芯片发指令打开功率继电器，反之继电器将不吸合，系统处于故障报警状态。

整机电流检测电路用于对工作电流实现实时监控，所述整机电流检测电路包括电流传感变压器T1，管子DA2和DA3，两个管子DA2和DA3均有两个反向并联连接的二极管组成，具体型号采用BAV99。所述电流传感变压器T1结合所述管子DA2，DA3组成电压变换电路输出模似电压到主芯片进行检测，从而实施监控工作电流情况。

所述母线电压检测电路连接母线，其包括R20、R21、R22、R23、R24和R25电阻，所述R20、R21、R22及R23串联连接后与串联连接的R24和R25组成分压取样电路并接入到主芯片上。

母线电压检测电路，在电源启动时，通过R20～R23与R24，R25组成分压取样电路，采样电压输入到主芯进行识别判断整个模块是否满足启条件。

所述PFC升压电路包括芯片IR1153S和二极管D1，所述二极管D1依次通过串联的电阻R77，R78和R79与芯片IR1153S的BOP引脚连接。

在母线电压、过电流都正常情况下，由主芯片下达使能信号到IR1153S，IR1153S采用基于单周期控制技术(OCC)的PFC方案配合使D1超快软恢复二极管以连续电流模式的PFC升压电路，当超快软恢复二极管被断开时，它的前向电流有几个安培，而电流斜率diF/dt很高(100～250A/ms)，也因IGBT管Q1及寄生元件组成的输出回路形成谐振频率大约为100MHz，所以搭配超快软恢复二极管这种方式，而且低前向电压降和反向恢复电流及减少传输和开关损耗的临界参数值，在很宽的温度(结温175度)范围内保证有一个不陡峭的、钉状光滑的反向恢复波形，这样减少EMI(电磁干扰)电子辐射也在高速反向恢复时间上增加了功率密度使其达到高速开关这就可避免大功率损耗，功率因数(PF)达到0.99，输出电压稳定，整机效率为97.7％，满足了功率因数校正的目的。

所述PFC过电流检测电路包括并联连接的R63，R64和R6F电阻，放大器U6A，U6B 和隔离光耦PC1，电阻R63，R64和R6F并联后依次通过连接放大器U6A和U6B，隔离光耦PC1连接在放大器U6B的正极，放大器U6A和U6B的型号均为LM258。

过电流检测电路是采集R63，R64，R6F并联电阻两端电压信号，先通过U6A和U6B 一级放大后再进行电压比较给PC1隔离光耦信号，令PC1输出接近0V信号给到主芯片对模块的工作作出判断。如果PC1输出信号不是接近0V时，那么此信号会被置高电平(接近 5V)主芯片判断模块过流了，立即停止PFC的工作。

所述驱动模块电路包括芯片PSS30S92E6-AG，所述芯片PSS30S92E6-AG的U，W和V引脚分别连接三相电压U，W和V；引脚NU，NW和NV分别连接有电阻RS501，RS502 和R62用于检测短路信号。

芯片PSS30S92E6-AG最大功率可达4KW。驱动模块运行当中模块对地之间电流检测判断是否处于短路保护状态，是通过RS501、RS502及R62的电阻网络检测信号到模块的短路动作电压检测端子(CIN)；模块自身带有故障信号输出端子(FO)，端子在低电平时，表示模块处于故障状态，主芯片会立即停止使能信号输出，PFC电路处于待机状态；另外模块过温保护是通过外部电路R7、R8、C8、C9及温度传感器组成，通过检测电阻的分压电压来计算出NTC热敏电阻的阻值的温度检测电路。

所述模块驱动压机三相电压检测电路包括三个采样芯片U3B，U3C和U3D，所述采样芯片U3B，U3C和U3D的输入端分别连接三相电压PDU，PDV和PDW，输出端分别为 U-OUT、V-OUT和W-OUT；所述采样芯片U3B，U3C和U3D型号均为LW239。

当芯片PSS30S92E6-AG在正常运行时，通过模块的U，V，W分别对三组电压的监控，因此在三组电压分别接了三组采样电阻网络通过U3B，U3C和U3D进行采样信号与母线电压采样基准电压比较，母线电压采样是通过母线(+E)电压R23～R23及R24和R25 组成的采样网络。U3B，U3C和U3D将三组采样信号分别输入到主芯片进行识别与判别电压值。

模块工作时，会与外部的控制板进行通讯并交换各自信息，所以这使能信号源头是由外部的控制板下达启动模块指令到主芯片上，主芯片收到指令信息，并在母线电压符合条件的前提下，通过R46与R47分压后再通过U3B，U3C和U3D将输出使能信号到芯片IR1153S(PCF上升芯片)。

所述驱动模块电路连接有外接设备用于驱动外接设备。所述外接设备为压缩机。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对实用新型构成任何限制。

Claims (6)

1.一种直流变频驱动模块的PFC升压电路模块，其特征在于，包括主芯片，整流滤波及保护电路，整机电流检测电路，母线电压检测电路，PFC升压电路，PFC过电流检测电路，驱动模块电路和模块驱动压机三相电压检测电路，其中：

所述整流滤波及保护电路通过电信号分别与所述整机电流检测电路以及母线电压检测电路连接；所述整机电流检测电路，PFC升压电路，驱动模块电路和模块驱动压机三相电压检测电路通过电信号依次顺序连接；所述PFC升压电路又通过PFC过电流检测电路与所述主芯片连接；所述母线电压检测电路、模块驱动压机三相电压检测电路通过电信号分别与所述主芯片连接；

所述主芯片采用芯片TMP88FH41UG；

所述PFC升压电路包括芯片IR1153S和二极管D1，所述二极管D1依次通过串联的电阻R77，R78和R79与芯片IR1153S的BOP引脚连接。

2.如权利要求1所述的一种直流变频驱动模块的PFC升压电路模块，其特征在于，所述PFC过电流检测电路包括并联连接的R63，R64和R6F电阻，放大器U6A，U6B和隔离光耦PC1，电阻R63，R64和R6F并联后依次通过连接放大器U6A和U6B，隔离光耦PC1连接在放大器U6B的正极，放大器U6A和U6B的型号均为LM258。

3.如权利要求1所述的一种直流变频驱动模块的PFC升压电路模块，其特征在于，所述驱动模块电路包括芯片PSS30S92E6-AG，所述芯片PSS30S92E6-AG的U，W和V引脚分别连接三相电压U，W和V；引脚NU，NW和NV分别连接有电阻RS501，RS502和R62用于检测短路信号。

4.如权利要求1所述的一种直流变频驱动模块的PFC升压电路模块，其特征在于，所述模块驱动压机三相电压检测电路包括三个采样芯片U3B，U3C和U3D，所述采样芯片U3B，U3C和U3D的输入端分别连接三相电压PDU，PDV和PDW，输出端分别为U-OUT、V-OUT和W-OUT；所述采样芯片U3B，U3C和U3D型号均为LW239。

5.如权利要求1所述的一种直流变频驱动模块的PFC升压电路模块，其特征在于，所述驱动模块电路连接有外接设备用于驱动外接设备。

6.如权利要求5所述的一种直流变频驱动模块的PFC升压电路模块，其特征在于，所述外接设备为压缩机。

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