CN2785245Y - 实现压缩机控制和功率因素校正的电路 - Google Patents

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张永利
李敬恩
胡文生
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Shandong Longertek Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型所述实现压缩机控制和功率因素校正的电路，提供一种结合生成变频控制信号和开关信号的MCU控制模块设计，既可实现对变频压缩机的控制、同时又可实现对功率因素的校正、以及抑制谐波和直流侧升压，实现直流压缩机的高转速运转。所述实现压缩机控制和功率因素校正的电路，在交流电源和压缩机构成的回路中具有，跨接在交流输入两端的桥式整流装置、依次串联有输出侧电抗器、整流滤波装置、电压平滑装置和变频驱动装置。还具有跨接在桥式整流器+、－端之间的一开关装置、控制该开关装置的一开关驱动装置，以及分别连接所述开关驱动装置和变频驱动装置的一开关控制和变频驱动信号生成装置。

Description

实现压缩机控制和功率因素校正的电路
技术领域
本实用新型是一种实现压缩机控制和功率因素校正的电路，具体地是应用于变频空调器压缩机控制的MCU。
背景技术
目前在办公和家庭生活中较多地使用各类变频空调器。为保证现有变频空调的直流压缩机能正常运行，需将输入的交流电压调整为直流电压，然后由直流电压再调整为所需的能驱动直流压缩机的电压。
如附图1所示，现有的变频空调器控制MCU方案中，采用交流电源、经整流电路和平滑电容后，利用变频信号生成MCU生成的变频信号实现对变频压缩机的运行控制。在交流电压为正半周期时，电流如附图2中所示箭头方向流动；当交流电压为负半周期时，电流如附图3中所示箭头方向流动。通过上述现有MCU控制方案，可以实现将交流电压变为直流电压同时实现对变频压缩机的驱动。但是上述MCU控制方案中，由于只有在输入电压高于负载电压时才有电流流过，所以功率因素比较低，相应的电源的高次谐波也较大；同时，直流侧电压较低，压缩机也无法达到高转速运行状态。
现有变频空调器大都采用“电感+电容”的功率因素校正模式，来被动地吸收谐波电流，以提高功率因素。如附图4所示。但是此方案中，电抗器的感抗较大而使直流侧电压下降很大而导致压缩机无法以高的转速运行。
另外，现有变频空调器还通过采用专用集成电路对功率因素进行校正。如附图5所示。但是该方案会使设计和生产成本增加、且EMI电磁干扰也相应地增加许多。
实用新型内容
本实用新型所述实现压缩机控制和功率因素校正的电路，其目的在于解决上述问题和不足而提供一种结合生成变频控制信号和开关信号的MCU控制模块设计，既可实现对变频压缩机的控制、同时又可实现对功率因素的校正、以及抑制谐波和直流侧升压，实现直流压缩机的高转速运转。
所述实现压缩机控制和功率因素校正的电路，在交流电源和压缩机构成的回路中具有，跨接在交流输入两端的桥式整流装置、在整流桥输出侧依次串联有电抗器、整流滤波装置、电压平滑装置和变频驱动装置。
与现有MCU控制模块不同的是，在本实用新型所述电路中还具有，跨接在桥式整流器+、-端之间的一开关装置、控制该开关装置的一开关驱动装置，以及分别连接所述开关驱动装置和变频驱动装置的一开关控制和变频驱动信号生成装置。
进一步的改进方案是，在桥式整流装置与交流电源输入端之间串联一电路检知装置。
如上述结构的所述实现压缩机控制和功率因素校正的电路，无论交流电源处于正半周期、还是负半周期，所述的开关控制和变频驱动信号生成装置产生变频信号，驱动变频驱动装置来实现变频压缩机的运转。
在生成变频控制的同时，所述的开关控制和变频驱动信号生成装置可根据电流检知装置生成的信号来动态调节开关驱动装置，通过开关驱动装置来确定开关装置是闭合、还是断开，以形成高频的开、关回路。
如上内容，所述实现压缩机控制和功率因素校正的电路的优点是：
1、应用所述实现压缩机控制和功率因素校正的电路，关键是通过开关控制和变频驱动信号生成装置生成的控制信号可同时实现对变频压缩机的驱动和对功率因素校正的控制。而且，通过电流检知装置可生成不同通断比和时间长度的开关装置控制，可保证电流波形尽量驱近于正弦波形。
2、当输入电压低于负载电压时，可闭合开关装置来形成回路，以减短零电流时间，从而使空调系统有一个较高的功率因素，减少了空调系统向电网的注入谐波电流。
3、由于开关装置被闭合时，所形成回路实际通过较大的电流，可在电抗器中储存较多能量；当开关装置被断开时，该部分能量即会释放到负载中；当开关装置被再次闭合时，即使输入电压低于负载电压，整流滤波装置中也无反向电流流过。由于开关驱动信号为高频信号，可实现每一时刻负载端电压均高于输入电压，从而达到了升压的目的。
附图说明
图1至图5是现有变频空调器的MCU控制模块示意图。
图6是所述实现压缩机控制和功率因素校正的电路示意图；
图7至图10是图6中电路处于不同阶段的电流示意图。
如图6至图10所示，交流电源1、桥式整流装置2、电抗器3、开关装置4、整流滤波装置5、电压平滑装置6、变频驱动装置7、压缩机8、开关控制和变频驱动信号生成装置9、开关驱动装置10和电路检知装置11。
具体实施方式
实施例1，如图6至图10所示，所述的实现压缩机控制和功率因素校正的电路具有，交流电源1、跨接在交流电源两端的桥式整流装置2、依次串联有输出侧电抗器3、整流滤波装置5、电压平滑装置6和变频驱动装置7和变频压缩机8。
以及，跨接在桥式整流器2的+、-端之间的开关装置4、开关驱动装置10，以及连接开关驱动装置10和变频驱动装置7的开关控制和变频驱动信号生成装置9。在桥式整流装置2与交流电源1输入端之间串联一电路检知装置11。
其中，电抗器为5-6mH，整流滤波装置采用30A/600V的二极管。
在交流电源为正半周期时，所述开关控制和变频驱动信号生成装置9产生MCU变频信号，驱动变频驱动装置7来实现变频压缩机8的运转。电流方向如图7所示。
当交流电源为负半周期时，电流方向如图8所示。
在上述运转过程中，所述开关控制和变频驱动信号生成装置9可根据电流检知装置11生成的信号来动态调节开关驱动装置10，通过开关驱动装置10来确定开关装置4的闭合或断开状态。
当开关装置4处于闭合状态时，电源方向如图9所示。
当开关装置4处于断开状态时，电源方向如图10所示。

Claims (2)

1、一种实现压缩机控制和功率因素校正的电路，在交流电源和压缩机构成的回路中具有跨接在交流输入两端的一桥式整流装置、以及在桥式整流装置输出侧依次串联的电抗器、整流滤波装置、电压平滑装置和变频驱动装置，其特征在于：所述电路中还具有跨接在桥式整流器的+、-端之间的一开关装置、控制该开关装置的一开关驱动装置，以及连接所述开关驱动装置和变频驱动装置的一开关控制和变频驱动信号生成装置。
2、根据权利要求1所述的实现压缩机控制和功率因素校正的电路，其特征在于：在桥式整流装置与交流电源输入端之间串联一电路检知装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102611094A (zh) * 2011-01-24 2012-07-25 罗基研究公司 用于机电系统的光伏电源
CN105737326A (zh) * 2015-10-30 2016-07-06 深圳市建滔科技有限公司 一种集成压缩机控制变频装置的智能控制器

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