JP2022534367A - Power factor correction circuit and air conditioner - Google Patents

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    • H02M1/42Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters

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Abstract

力率改善回路及び空気調和機を提供し、力率改善回路は、交流入力端が交流電源に接続され、交流電源を直流に整流して出力するために用いられる力率改善モジュール(10)と、力率改善モジュール(10)の駆動入力端に接続され、力率改善モジュール(10)にスイッチング信号を出力するために用いられるスイッチング駆動モジュールと、スイッチング駆動モジュールに接続され、スイッチング駆動モジュールに対する駆動出力のオン又はオフを制御するために用いられる制御モジュール(30)と、力率改善モジュール(10)の交流入力側に設けられるホール電流センサ(40)と、ホール電流センサ(40)及び制御モジュール(30)に接続され、サンプリング信号と対応する第1の安全閾値との関係に基づき、制御モジュール(30)に保護信号を出力するか否かを決定するために用いられる駆動保護モジュール(50)と、を含む。該解決手段により、整流器に異常が発生したか否かをより直接的に検出することができ、また、異常の発生を確定した時、異なる動作状態で対応する異常部品を特定することができる。【選択図】図2A power factor correction circuit and an air conditioner are provided, wherein the power factor correction circuit has an AC input end connected to an AC power supply, and a power factor correction module (10) used to rectify and output the AC power supply to DC. , a switching drive module connected to the driving input end of the power factor correction module (10) and used to output a switching signal to the power factor correction module (10); and a switching drive module connected to the switching drive module to drive the switching drive module. A control module (30) used to control the output on or off, a Hall current sensor (40) provided on the AC input side of the power factor correction module (10), a Hall current sensor (40) and a control module. (30) and used to determine whether to output a protection signal to the control module (30) based on the relationship between the sampling signal and the corresponding first safety threshold. and including. With this solution, it is possible to more directly detect whether an abnormality has occurred in the rectifier, and when determining the occurrence of an abnormality, it is possible to identify corresponding abnormal components in different operating states. [Selection drawing] Fig. 2

Description

本願は、2019年05月17日に中国特許庁に提出された、出願番号が201910415198.2であり、発明の名称が「力率改善回路及び空気調和機」である中国特許出願、及び2019年05月17日に中国特許庁に提出された、出願番号が201920710867.4であり、発明の名称が「力率改善回路及び空気調和機」である中国特許出願の優先権を主張し、その内容の全てを援用することにより本願に取り入れる。 This application is a Chinese patent application with application number 201910415198.2 and titled "Power Factor Correction Circuit and Air Conditioner", filed with the Chinese Patent Office on May 17, 2019; Claiming priority of a Chinese patent application entitled "Power Factor Correction Circuit and Air Conditioner" filed with the Chinese Patent Office on May 17, 201920710867.4, and the contents thereof is incorporated herein by reference in its entirety.

本願は、空調技術分野に関し、具体的には、力率改善回路及び空気調和機に関する。 The present application relates to the field of air conditioning technology, and in particular to power factor correction circuits and air conditioners.

関連技術において、力率改善回路(すなわちPFC回路)は、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)デバイスの代わりに大電力MOS(金属-酸化物-半導体)スイッチング技術を主電力デバイスとして採用し、IGBTのオン電圧降下が一定している特性の代わりにMOSの低オン抵抗の特性を利用して中小電力での消費電力の低減を実現して、空気調和機の消費電力の低減を実現する。 In the related art, power factor correction circuits (or PFC circuits) employ high-power MOS (metal-oxide-semiconductor) switching technology as the primary power device instead of IGBT (insulated gate bipolar transistor) devices, and turn on the IGBTs. The low on-resistance characteristic of MOS is utilized instead of the constant voltage drop characteristic to achieve reduction in power consumption at medium and low power levels, thereby realizing reduction in power consumption of an air conditioner.

4つのスイッチングトランジスタで力率改善モジュールを構成し、かつ2つのハーフブリッジ駆動チップを用いて駆動し、そのうちの1つの駆動チップは保護機能を有し、サンプリング抵抗と結合して過電流検出を行い、大電流が検出されると、4つのスイッチに対する駆動出力のオフをトリガして、過電流保護を行う。ただし、該解決手段には以下の欠陥が存在する。 Four switching transistors constitute a power factor correction module, and two half-bridge driving chips are used to drive, one of which has a protection function and is combined with a sampling resistor to detect overcurrent. , when a large current is detected, it triggers turning off the drive output to the four switches to provide overcurrent protection. However, this solution has the following defects.

図1に示すように、従来の保護手段は上下のQ1とQ3に異常が発生し、又は上下のQ2とQ4に異常が発生した時の検出しか実現できず、実際に利用する際に、上下の2つのスイッチングトランジスタは、スイッチング駆動モジュール自体にインターロック保護回路が内蔵可能であるため、上下のブリッジアームのシュートスルーが発生しにくい。したがって、該保護手段に対応する故障が発生する確率が低く、実用性が比較的低い。 As shown in FIG. 1, the conventional protection means can only detect when an abnormality occurs in upper and lower Q1 and Q3, or when an abnormality occurs in upper and lower Q2 and Q4. Since the switching drive module itself can incorporate an interlock protection circuit, shoot-through of the upper and lower bridge arms is less likely to occur. Therefore, the probability of failure corresponding to the protection means is low, and the practicality is relatively low.

本願は、少なくとも従来技術又は関連技術に存在する技術的問題の1つを解決することを目的とする。 The present application aims at solving at least one of the technical problems existing in the prior art or related art.

そのため、本願の1つの目的は、力率改善回路を提供する。 Therefore, one object of the present application is to provide a power factor correction circuit.

本願のもう1つの目的は、空気調和機を提供する。 Another object of the present application is to provide an air conditioner.

上記の目的を達成するために、本願の第1の態様の実施例によれば、給電信号を受信する力率改善モジュールであって、前記給電信号を制御して負荷に給電するように構成されるスイッチングトランジスタを含む力率改善モジュールと、前記力率改善モジュールの駆動入力端に接続され、前記力率改善モジュールにスイッチング信号を出力するために用いられるスイッチング駆動モジュールと、前記スイッチング駆動モジュールに接続され、前記スイッチング信号の出力をオンにし又は前記スイッチング信号の出力をオフにするように前記スイッチング駆動モジュールを制御するために用いられる制御モジュールと、具体的には、ホール電流センサであってもよく、前記力率改善モジュールの入力側に設けられて、入力電流を収集し、かつ前記入力電流をサンプリング信号とする電流センサと、前記ホール電流センサ及び前記制御モジュールに接続され、前記サンプリング信号が第1の安全閾値より大きければ、前記制御モジュールに保護信号を出力する駆動保護モジュールであって、前記保護信号は前記スイッチング駆動モジュールの出力をオフにするように前記制御モジュールをトリガするために用いられる駆動保護モジュールと、を含む力率改善回路を提供する。 To achieve the above objects, according to an embodiment of the first aspect of the present application, there is provided a power factor correction module for receiving a power supply signal, the power factor correction module configured to control the power supply signal to power a load. a switching drive module connected to a driving input terminal of the power factor correction module and used to output a switching signal to the power factor correction module; and a switching drive module connected to the power factor correction module. and a control module used to control the switching drive module to turn on or turn off the output of the switching signal, specifically a Hall current sensor. a current sensor installed at the input side of the power factor correction module to collect the input current and take the input current as a sampling signal; and connected to the Hall current sensor and the control module, wherein the sampling signal is a drive protection module outputting a protection signal to the control module if greater than a safety threshold of 1, wherein the protection signal is used to trigger the control module to turn off the output of the switching drive module. and a drive protection module.

当該技術的手段では、力率改善モジュールの交流入力端にホール電流センサが設置され、ホール電流センサは設置された位置に基づき、力率改善モジュールの入力電流、又は出力電流を収集し、かつ電流をサンプリング信号に変換して駆動保護モジュールに出力して、駆動保護モジュールによって過電流現象が発生したか否かを検出し、過電流現象の発生を検出した場合、力率改善モジュールへのスイッチング信号の出力を停止するように制御する。これにより、ホール電流センサは被検出回路と電気的に接触しないため、被検出電源の電力を消費せず、そのためインバータ機器の高効率で低消費電力の制御に影響を与えない。一方、ホール電流センサは力率改善モジュールの入力端電流を直接収集するため、力率改善モジュールが異なる機能操作を実行する時に対応する異なる電流流路はいずれもホール電流センサによって回路異常検出を行うことができるため、整流器に異常が発生したか否かをより直接的に検出することができ、また、異常の発生を確定した時、異なる動作状態で対応する異常部品を特定することができる。従来技術における、保護機能を有する駆動チップを用いてサンプリング抵抗と結合して過電流検出を行うという解決手段に比べ、制限性がより低く、かつより指向性と実用性を有する。 In the technical means, a Hall current sensor is installed at the AC input end of the power factor correction module, the Hall current sensor collects the input current or the output current of the power factor correction module according to the installed position, and the current is converted into a sampling signal and output to the drive protection module to detect whether an overcurrent phenomenon has occurred. control to stop the output of As a result, the Hall current sensor does not make electrical contact with the circuit to be detected, so it does not consume the power of the power source to be detected, and therefore does not affect the highly efficient and low power consumption control of the inverter device. On the other hand, the Hall current sensor directly collects the input end current of the power factor correction module, so that when the power factor correction module performs different functional operations, the corresponding different current paths are all detected by the Hall current sensor for circuit failure. Therefore, it is possible to more directly detect whether or not an abnormality has occurred in the rectifier, and when the occurrence of an abnormality is determined, it is possible to identify corresponding abnormal components in different operating states. Compared with the prior art solution of using a driving chip with protection function to combine with the sampling resistor to detect overcurrent, it is less restrictive and has more directivity and practicality.

第1の安全閾値は入力端電圧の安全閾値である。 The first safety threshold is the input terminal voltage safety threshold.

ホール電流センサは、ホール効果を利用して一次大電流を二次微小サンプリング信号に変換するセンサであり、かつオペアンプと結合し、微小サンプリング信号を標準電圧に増幅する。すなわち、ホール電流センサは外部にサンプリング信号を出力し、かつ駆動保護モジュールに内蔵された安全閾値と比較し、比較の結果に基づき、回路に短絡過電流現象が発生したか否かを確定する。ホール電流センサは交流を測定することもでき、直流を測定することもできるため、力率改善モジュールの交流入力側に設けられてもよいし、力率改善モジュールの直流出力側に設けられてもよい。 A Hall current sensor is a sensor that uses the Hall effect to convert a primary large current into a secondary minute sampling signal, and is combined with an operational amplifier to amplify the minute sampling signal to a standard voltage. That is, the Hall current sensor outputs a sampling signal to the outside, and compares it with the safety threshold built in the drive protection module, and determines whether the short circuit overcurrent phenomenon occurs in the circuit according to the comparison result. Since the Hall current sensor can measure alternating current and can also measure direct current, it can be provided on the ac input side of the power factor correction module or on the dc output side of the power factor correction module. good.

上記の技術的手段では、前記力率改善モジュールの負極出力端に設けられ、かつ前記駆動保護モジュールに接続されるサンプリング抵抗をさらに含み、前記駆動保護モジュールは前記サンプリング抵抗における電圧降下が第2の安全閾値を超えることを検出したとき、前記制御モジュールに前記保護信号を出力する。 The above technical solution further includes a sampling resistor provided at the negative output terminal of the power factor correction module and connected to the driving protection module, wherein the voltage drop across the sampling resistor is a second Outputting the protection signal to the control module when detecting that the safety threshold is exceeded.

当該技術的手段では、交流側の電流を検出するために、力率改善モジュールの交流側に1つのホール電流センサを直列接続し、続いて該センサから出力されたサンプリング信号を駆動保護モジュールの入力信号として、力率改善モジュールの負極出力端に直列接続されたサンプリング抵抗と結合し、該サンプリング抵抗で検出された電圧も駆動保護モジュールに入力し、この2つの入力電圧のいずれかが電流検出及び駆動保護モジュールのプリセット電圧を超えると、電流検出及び駆動保護モジュールの保護をトリガするとともに力率改善モジュールをオフにすることにより、入出力側にいずれも過電流現象に対する検出機能を実現することができる。 In the technical means, a Hall current sensor is connected in series with the AC side of the power factor correction module to detect the current on the AC side, and then the sampling signal output from the sensor is sent to the input of the drive protection module. As a signal, coupled with a sampling resistor connected in series with the negative output end of the power factor correction module, the voltage detected by the sampling resistor is also input to the drive protection module, one of the two input voltages is current detection and When the preset voltage of the driving protection module is exceeded, the current detection and protection of the driving protection module will be triggered, and the power factor correction module will be turned off, so that both the input and output sides can realize the detection function of the overcurrent phenomenon. can.

第2の安全閾値は力率改善モジュールの負極出力端の電圧安全閾値である。 The second safety threshold is the voltage safety threshold at the negative output of the power factor correction module.

上記いずれかの技術的手段では、前記力率改善モジュールと交流電源との間に設けられるリアクトルと、前記交流電源のライブライン端とニュートラルライン端との間に設けられ、かつ前記制御モジュールに接続され、前記ライブライン端と前記ニュートラルライン端との間のゼロクロス検出信号を収集するために用いられるゼロクロス検出モジュールと、をさらに含み、前記制御モジュールは、さらに、前記ゼロクロス検出モジュールから出力されたゼロクロス検出信号に基づいて前記交流電源の位相状態を特定して、前記位相状態に基づいて前記スイッチング駆動モジュールにスイッチング制御信号を出力することで、前記リアクトルを充電するように制御するために用いられ、前記交流電源は前記給電信号を出力するために用いられる。 In any one of the above technical means, a reactor provided between the power factor correction module and an AC power supply, a reactor provided between a live line end and a neutral line end of the AC power supply, and connected to the control module. and a zero-cross detection module used to collect a zero-cross detection signal between the live line end and the neutral line end, wherein the control module further comprises a zero-cross detection module output from the zero-cross detection module. The phase state of the AC power supply is specified based on the detection signal, and a switching control signal is output to the switching drive module based on the phase state, thereby controlling the reactor to be charged, The AC power supply is used to output the power supply signal.

当該技術的手段では、力率改善モジュールの交流入力端と交流電源との間にリアクトルを設けることにより、交流電源が交流出力を行う場合、リアクトルは交流電源から供給される電気エネルギーを磁気エネルギーに変換してエネルギーとして蓄えることができ、かつこのエネルギーを放出することでPFC回路の昇圧と力率の改善を実現することができる。 In this technical means, by providing a reactor between the AC input end of the power factor correction module and the AC power supply, when the AC power supply performs AC output, the reactor converts the electrical energy supplied from the AC power supply into magnetic energy. It can be converted and stored as energy, and by releasing this energy, it is possible to boost the PFC circuit and improve the power factor.

具体的には、ライブラインとニュートラルラインとの間にゼロクロス検出モジュールを設けて、ゼロクロス検出モジュールにより交流電源のリアルタイム位相を判断することにより、異なる位相状態に基づいて、スイッチング操作を実行するように力率改善モジュールにおける異なるスイッチングデバイスを駆動して、それぞれ整流機能又は力率改善(PFC)機能を実現する。それにより、整流機能に基づいて負荷端の直流給電を実現し、又はPFC制御により、交流側電圧と交流側電流を位相において一致させる。 Specifically, a zero-cross detection module is provided between the live line and the neutral line, and the real-time phase of the AC power supply is determined by the zero-cross detection module, so that the switching operation is performed according to different phase states. Different switching devices in the power factor correction module are driven to achieve rectification or power factor correction (PFC) functions respectively. Thereby, the DC power supply at the load end is realized based on the rectification function, or the AC side voltage and the AC side current are matched in phase by the PFC control.

また、過電流現象の発生には、例えば回路が干渉されて制御モジュールのフリーズとリセットを引き起こし、又はリアクトルに短絡異常が発生したなど、様々な原因がある。 In addition, there are various causes for the occurrence of the overcurrent phenomenon, such as circuit interference causing freeze and reset of the control module, short-circuit failure in the reactor, and the like.

上記いずれかの技術的手段では、前記ホール電流センサは、前記交流電源と前記リアクトルとの間に設けられ、前記駆動保護モジュールは、さらに、前記サンプリング信号が第1の安全閾値より大きいことを検出したとき、前記制御モジュールに前記保護信号を出力して、前記スイッチング駆動モジュールの出力をオフにするために用いられる。 In any of the above technical means, the Hall current sensor is provided between the AC power supply and the reactor, and the drive protection module further detects that the sampling signal is greater than a first safety threshold. is used to output the protection signal to the control module to turn off the output of the switching drive module when the output of the switching drive module is turned off.

ホール電流センサは、リアクトルが直列接続されるライブライン又はニュートラルラインのいずれかの位置に配置されてもよい。 The Hall current sensor may be placed in either the live line or the neutral line where the reactors are connected in series.

上記いずれかの技術的手段では、前記力率改善モジュールは、第1のスイッチングトランジスタ、第2のスイッチングトランジスタ、第3のスイッチングトランジスタ及び第4のスイッチングトランジスタで構成され、第1のスイッチングトランジスタと第2のスイッチングトランジスタは力率改善モジュールの上部に設けられ、第3のスイッチングトランジスタと第4のスイッチングトランジスタは力率改善モジュールの下部に設けられ、第1のスイッチングトランジスタと第3のスイッチングトランジスタは力率改善モジュールの左部に設けられ、第2のスイッチングトランジスタと第4のスイッチングトランジスタは力率改善モジュールの右部に設けられ、前記第1のスイッチングトランジスタ、前記第2のスイッチングトランジスタ、前記第3のスイッチングトランジスタ及び前記第4のスイッチングトランジスタにはフリーホイールダイオードが逆並列接続され、前記第1のスイッチングトランジスタのドレインと前記第2のスイッチングトランジスタのドレインとは直列接続され、かつ接続点が前記力率改善モジュールの正極出力端とされ、前記第3のスイッチングトランジスタのソースと第4のスイッチングトランジスタのソースは直列接続され、接続点が前記負極出力端とされて、前記サンプリング抵抗に直列接続された後に接地され、前記第1のスイッチングトランジスタのソースと前記第3のスイッチングトランジスタのドレインとは直列接続され、かつ接続点が前記ライブライン端に接続され、前記第2のスイッチングトランジスタのソースと前記第4のスイッチングトランジスタのドレインとは直列接続され、かつ接続点が前記ニュートラルライン端に接続される。 In any one of the above technical means, the power factor correction module comprises a first switching transistor, a second switching transistor, a third switching transistor, and a fourth switching transistor, and the first switching transistor and the fourth switching transistor. 2 switching transistors are provided in the upper part of the power factor correction module, the third switching transistor and the fourth switching transistor are provided in the lower part of the power factor correction module, the first switching transistor and the third switching transistor are in the power A second switching transistor and a fourth switching transistor are provided on the left side of the power factor correction module, and the first switching transistor, the second switching transistor, the third switching transistor are provided on the right side of the power factor correction module. and the fourth switching transistor are connected in anti-parallel with a freewheeling diode, the drain of the first switching transistor and the drain of the second switching transistor are connected in series, and the connection point is the output a positive output terminal of the rate improvement module, the source of the third switching transistor and the source of the fourth switching transistor are connected in series, the connection point is the negative output terminal, and is connected in series with the sampling resistor; The source of the first switching transistor and the drain of the third switching transistor are connected in series, the connection point is connected to the live line end, and the source of the second switching transistor and the third switching transistor are connected in series. 4 are connected in series with the drains of the switching transistors, and the connection point is connected to the end of the neutral line.

具体的には、第1のスイッチングトランジスタ、第2のスイッチングトランジスタ、第3のスイッチングトランジスタ及び第4のスイッチングトランジスタはいずれもMOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect TransIstor、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ、すなわちMOSトランジスタ)、例えば超接合MOSFET、又は、SiC-MOSFETであってもよい。 Specifically, each of the first switching transistor, the second switching transistor, the third switching transistor, and the fourth switching transistor is a MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) , MOS transistors), such as superjunction MOSFETs or SiC-MOSFETs.

MOSトランジスタの動作方式は、ゲートによってソースとドレインとの間のオンオフを制御してスイッチングを実現することであり、オンにする時にゲート電源をソース電源より大きくする必要がある。 The operation method of the MOS transistor is to realize switching by controlling the on/off between the source and the drain by the gate, and the gate power supply should be greater than the source power supply when turning on.

当該技術的手段では、4つのスイッチングトランジスタで構成された力率改善モジュールを設けることにより、制御モジュールから出力された制御命令と結合し、それぞれ整流操作又は力率改善操作を実行するように回路を制御し、モータ駆動システムの構成部分とする場合、モータ回転速度の許容限界を上げる目的を達成するために、「力率改善動作」及び「同期整流動作」を交互に行うことにより昇圧を行い、かつ動作中に、回路に変流器とホール電流センサを増設することにより、運転電流を検出し、かつ電流異常の発生を検出した場合、動作を停止するように力率改善モジュールを制御し、異常を排除した後に再運転させ、それによりモータ駆動過程の安全性を保証する。 In this technical solution, by providing a power factor correction module composed of four switching transistors, the circuit is combined with the control command output from the control module to perform rectification operation or power factor correction operation respectively. When controlling and making it a component part of a motor drive system, in order to achieve the purpose of increasing the allowable limit of the motor rotation speed, boosting is performed by alternately performing "power factor improvement operation" and "synchronous rectification operation", and during operation, by adding a current transformer and a Hall current sensor to the circuit, detecting the operating current, and controlling the power factor correction module to stop operation when an occurrence of current abnormality is detected, After removing the abnormality, it will restart, thereby ensuring the safety of the motor driving process.

当該技術的手段では、力率改善モジュールの交流入力端にホール電流センサを設けることにより、整流操作を実行しても力率改善操作を実行しても、ホール電流センサに電流が流れ、それによりホールデバイスに電流が流れることを検出した場合、該デバイスは対応する電圧を出力し、力率改善モジュールの4つのスイッチングトランジスタが耐えられる電流値に基づき、駆動保護モジュール又はホール電流センサに内蔵された過電流検出ユニットに保護が必要な電圧値を設定し、第1のスイッチングトランジスタと第2のスイッチングトランジスタをライブラインとニュートラルラインとの間に直列接続し、第3のスイッチングトランジスタと第4のスイッチングトランジスタをライブラインとニュートラルラインとの間に直列接続し、第1のスイッチングトランジスタ-第2のスイッチングトランジスタ又は第3のスイッチングトランジスタ-第4のスイッチングトランジスタに異常な過電流が発生した場合、該電流はホール電流センサによって対応する電圧を出力しかつ駆動保護モジュールをトリガし、さらにスイッチング駆動モジュールのスイッチング信号をオフにし、それによりスイッチングトランジスタに対する過電流保護を実現する。過電流信号が解除されると、駆動保護モジュールは過電流スイッチング駆動モジュールに対する制御を解除して、正常動作に復帰する。それにより、整流操作過程において、又は力率改善過程においていずれも確率が比較的高い故障に対するタイムリーで効果的な検出を実現することで、PFC回路全体の安全性を向上させるという目的を達成することができる。 In the technical means, a Hall current sensor is installed at the AC input end of the power factor correction module, so that whether the rectification operation or the power factor correction operation is performed, a current flows through the Hall current sensor, thereby When the Hall device detects current flow, the device will output the corresponding voltage, based on the current value that the four switching transistors of the power factor correction module can withstand, the drive protection module or the Hall current sensor built-in setting a voltage value that needs to be protected in the overcurrent detection unit; connecting a first switching transistor and a second switching transistor in series between the live line and the neutral line; connecting a third switching transistor and a fourth switching transistor; A transistor is connected in series between the live line and the neutral line, and when an abnormal overcurrent occurs in the first switching transistor-second switching transistor or third switching transistor-fourth switching transistor, the current outputs a corresponding voltage through the Hall current sensor and triggers the drive protection module, and turns off the switching signal of the switching drive module, thereby realizing overcurrent protection for the switching transistor. When the overcurrent signal is released, the drive protection module releases control over the overcurrent switching drive module and returns to normal operation. It achieves the purpose of improving the safety of the whole PFC circuit by realizing timely and effective detection of faults with relatively high probability either in the commutation operation process or in the power factor correction process. be able to.

ホール電流センサとサンプリング抵抗が設置された力率改善回路に対し、異なる電流流路においていずれもホール電流センサ及び/又はサンプリング抵抗に基づいて電圧をサンプリングし、かつサンプリング電圧の検出結果に基づいて短絡現象が存在するか否かを確定することができる。したがって、力率改善モジュールにおける第1のスイッチングトランジスタ、第2のスイッチングトランジスタ、第3のスイッチングトランジスタ及び第4のスイッチングトランジスタの異なる結合流路の検出需要を満たすことができる。 For a power factor correction circuit equipped with a Hall current sensor and a sampling resistor, the voltage is sampled according to the Hall current sensor and/or the sampling resistor in different current paths, and a short circuit is detected based on the sampling voltage detection result. It can be determined whether the phenomenon exists or not. Therefore, it can meet the detection needs of the different coupling paths of the first switching transistor, the second switching transistor, the third switching transistor and the fourth switching transistor in the power factor correction module.

上記いずれかの技術的手段では、前記スイッチング駆動モジュールは前記第1のスイッチングトランジスタと前記第3のスイッチングトランジスタを駆動するために用いられる第1のスイッチング駆動モジュール、及び前記第2のスイッチングトランジスタと前記第4のスイッチングトランジスタを駆動するために用いられる第2のスイッチング駆動モジュールを含み、前記駆動保護モジュールは前記サンプリング信号が第1の安全閾値より大きいこと及び/又は前記電圧降下が第2の安全閾値より大きいことを検出したとき、前記制御モジュールをトリガして前記第1のスイッチング駆動モジュールと前記第2のスイッチング駆動モジュールの駆動出力をオフにする。 In any of the above technical means, the switching drive module comprises a first switching drive module used to drive the first switching transistor and the third switching transistor, and the second switching transistor and the a second switching drive module used to drive a fourth switching transistor, wherein the drive protection module detects that the sampling signal is greater than a first safety threshold and/or that the voltage drop is greater than a second safety threshold; When detecting greater than, triggering the control module to turn off the driving outputs of the first switching driving module and the second switching driving module.

当該技術的手段では、スイッチング駆動モジュールは第1のスイッチング駆動モジュールと第2のスイッチング駆動モジュールとを含み、それでHブリッジ整流器のハーフブリッジ駆動を実現する。 In the technical solution, the switching driving module includes a first switching driving module and a second switching driving module, thereby realizing half-bridge driving of the H-bridge rectifier.

また、当業者であれば理解できるように、制御モジュールは駆動出力を停止するようにスイッチング駆動モジュールを制御する場合、第1のスイッチング駆動モジュールと第2のスイッチング駆動モジュールを同時に制御して出力を停止することであり、すなわち2つのスイッチング駆動モジュールは同じ実行優先度を有する。 Also, as can be appreciated by those skilled in the art, when the control module controls the switching drive module to stop the drive output, it simultaneously controls the first switching drive module and the second switching drive module to stop the output. stop, ie the two switching drive modules have the same execution priority.

具体的には、第1のスイッチングトランジスタと第3のスイッチングトランジスタを第1のスイッチング駆動モジュールにより駆動し、第2のスイッチングトランジスタと第4のスイッチングトランジスタを第2のスイッチング駆動モジュールにより駆動し、ホール電流センサから出力されたサンプリング信号とサンプリング抵抗の電圧サンプリング信号をいずれも駆動保護モジュールに接続する。駆動保護モジュールはホール電流センサから出力された電圧とサンプリング抵抗における電圧サンプリング信号がプリセット値を超えることを検出したとき、第1のスイッチング駆動モジュールと第2のスイッチング駆動モジュールを強制的にオフにし、それにより4つのスイッチングトランジスタを保護する。 Specifically, the first switching transistor and the third switching transistor are driven by the first switching drive module, the second switching transistor and the fourth switching transistor are driven by the second switching drive module, and the Hall The sampling signal output from the current sensor and the voltage sampling signal of the sampling resistor are both connected to the drive protection module. when the driving protection module detects that the voltage output from the Hall current sensor and the voltage sampling signal at the sampling resistor exceed a preset value, the first switching driving module and the second switching driving module are forcibly turned off; It protects the four switching transistors.

ホール電流センサは主に、電流が第1のスイッチングトランジスタと第2のスイッチングトランジスタを順次通過し、又は電流が第3のスイッチングトランジスタと第4のスイッチングトランジスタを順次通過する時に短絡異常が発生した場合の検出に用いられ、サンプリング抵抗は主に、電流が第1のスイッチングトランジスタと第3のスイッチングトランジスタを順次通過し、又は電流が第2のスイッチングトランジスタと第4のスイッチングトランジスタを順次通過する時に短絡異常が発生した場合の検出に用いられる。 The Hall current sensor is mainly used when the current passes through the first switching transistor and the second switching transistor in sequence, or when the current passes through the third switching transistor and the fourth switching transistor in sequence, when a short circuit fault occurs. The sampling resistor is mainly short-circuited when the current sequentially passes through the first switching transistor and the third switching transistor or the current sequentially passes through the second switching transistor and the fourth switching transistor. It is used for detection when an abnormality occurs.

当業者であれば理解できるように、ホール電流センサに基づいてトリガして生成された保護信号とサンプリング抵抗に基づいてトリガして生成された保護信号との優先度は同じである。いずれか1つに異常が発生すると、いずれも駆動保護モジュールをトリガし、過電流の原因は回路が電磁干渉又はサージ干渉を受けて制御モジュールのフリーズとリセットを引き起こし、又はリアクトルに短絡異常が発生するなどのことである。 As can be appreciated by those skilled in the art, the security signal triggered and generated based on the Hall current sensor and the guard signal triggered and generated based on the sampling resistor have the same priority. Any one of them will trigger the drive protection module, and the cause of overcurrent will be electromagnetic interference or surge interference in the circuit, causing the control module to freeze and reset, or short circuit fault in the reactor. and so on.

上記いずれかの技術的手段では、前記力率改善モジュールの直流出力端に接続され、かつ前記負荷駆動モジュールと並列に設けられる母線コンデンサをさらに含む。 Any of the above technical means further includes a bus capacitor connected to the DC output terminal of the power factor correction module and provided in parallel with the load drive module.

上記いずれかの技術的手段では、前記制御モジュールは、さらに、前記交流電源の入力電圧が正の半周期にある場合、前記第1のスイッチングトランジスタと前記第4のスイッチングトランジスタをオンにさせるためのスイッチング信号を出力し、かつ対応するフリーホイールダイオードをバイパスするように前記スイッチング駆動モジュールを制御するために用いられる。前記制御モジュールは、さらに、前記交流電源の入力電圧が負の半周期にある場合、前記第2のスイッチングトランジスタと前記第3のスイッチングトランジスタをオンにさせるためのスイッチング信号を出力し、かつ対応するフリーホイールダイオードをバイパスするように前記スイッチング駆動モジュールを制御して、同期整流を実現するために用いられる。 In any one of the above technical means, the control module further comprises a switch for turning on the first switching transistor and the fourth switching transistor when the input voltage of the AC power supply is in a positive half cycle. It is used to control the switching drive module to output a switching signal and bypass the corresponding freewheeling diode. The control module further outputs a switching signal for turning on the second switching transistor and the third switching transistor when the input voltage of the AC power supply is in a negative half cycle, and corresponding It is used to control the switching drive module to bypass the freewheeling diode to achieve synchronous rectification.

第1のスイッチングトランジスタの内部にフリーホイールダイオードがあり、フリーホイールダイオードは第1のスイッチングトランジスタのソースとドレインとの間に存在するPN接合の部分であり、第1のスイッチングトランジスタの飽和電圧(オン状態でのドレインソース間電圧)はフリーホイールダイオードの順方向の電圧降下より低い。これにより、第1のスイッチングトランジスタのソースドレインに流れる電流は、寄生ダイオードに流れる電流に比べて、電圧降下が小さくなり、ひいては導通損失を低減することができる。容易に理解されるように言えば、オン状態の第1のスイッチングトランジスタに電流が流れる場合は、オフ状態の第1のスイッチングトランジスタのフリーホイーリングダイオードに電流が流れる場合に比べて、導通損失が小さくなる。また、他の第2のスイッチングトランジスタ、第3のスイッチングトランジスタ及び第4のスイッチングトランジスタにも適用可能である。 There is a freewheeling diode inside the first switching transistor, the freewheeling diode is part of the PN junction that exists between the source and the drain of the first switching transistor, and the saturation voltage of the first switching transistor (on drain-to-source voltage in the state) is lower than the forward voltage drop of the freewheeling diode. As a result, the voltage drop of the current flowing through the source and drain of the first switching transistor is smaller than that of the current flowing through the parasitic diode, thereby reducing the conduction loss. As can be easily understood, conduction losses are greater when current flows through the first switching transistor in the ON state than in the freewheeling diode of the first switching transistor in the OFF state. become smaller. It is also applicable to other second switching transistors, third switching transistors, and fourth switching transistors.

当該技術的手段では、MOSトランジスタの低オン電圧降下の原理を利用することにより、交流電力の位相状態に応じて対応するMOSトランジスタをオンにすれば低消費電力の同期整流を実現することができる。 In this technical means, by utilizing the principle of low on-voltage drop of MOS transistors, synchronous rectification with low power consumption can be realized by turning on corresponding MOS transistors according to the phase state of AC power. .

具体的には、制御モジュールはゼロクロス検出モジュールが検出した現在の交流電力の位相に基づいて対応する制御信号を出力し、対応するスイッチングトランジスタを動作させるように駆動する。 Specifically, the control module outputs a corresponding control signal according to the phase of the current AC power detected by the zero-cross detection module to drive the corresponding switching transistor to operate.

関連技術において、同期整流を行う場合、交流電源の正の半周期にある時、電流はホール電流センサ及びリアクトルを通過し、続いて第1のスイッチングトランジスタ及び第4のスイッチングトランジスタのフリーホイールダイオードを介して整流されてシステムに給電し、この時に、フリーホイールダイオードの電圧降下が大きいため、エネルギーの浪費を引き起こす。 In the related art, when performing synchronous rectification, when in the positive half cycle of the AC power supply, the current passes through the Hall current sensor and the reactor, and then through the freewheeling diode of the first switching transistor and the fourth switching transistor. rectified to power the system, at which time the voltage drop of the freewheeling diode is large, causing wasted energy.

当該技術的手段では、この場合、制御モジュールはゼロクロス検出モジュールに基づいて交流電源の正の半周期の開始時に、電流がホール電流センサ及びリアクトルを通過すると判断し、スイッチング信号を出力して第1のスイッチングトランジスタと第4のスイッチングトランジスタのオンを駆動し、第1のスイッチングトランジスタ、サンプリング抵抗及び第4のスイッチングトランジスタにおけるフリーホイールダイオードを流れる電流をMOSトランジスタに流れさせ、MOSトランジスタの低オン特性を利用して、フリーホイールダイオードをバイパスし、それにより導通損失を低減させる。同様に交流電源の負の半周期にある時、制御モジュールは第2のスイッチングトランジスタと第3のスイッチングトランジスタをオンにするように制御し、4つのMOSトランジスタに同期整流機能を実現させ、同期整流過程において、ホール電流センサとサンプリング抵抗を通過する電流を検出することにより、過電流現象が発生したか否かを検出する。 In this technical means, in this case, the control module determines that the current passes through the Hall current sensor and the reactor at the beginning of the positive half cycle of the AC power supply based on the zero-crossing detection module, and outputs a switching signal to the first and the fourth switching transistor are turned on, the current flowing through the first switching transistor, the sampling resistor, and the freewheel diode in the fourth switching transistor is caused to flow through the MOS transistor, and the low on-state characteristics of the MOS transistor are improved. utilized to bypass the freewheeling diode, thereby reducing conduction losses. Similarly, when the AC power supply is in the negative half cycle, the control module controls the second switching transistor and the third switching transistor to turn on, causing the four MOS transistors to realize the synchronous rectification function, and the synchronous rectification In the process, the current passing through the Hall current sensor and the sampling resistor is detected to detect whether the overcurrent phenomenon occurs.

上記いずれかの技術的手段では、前記制御モジュールは、さらに、前記交流電源の入力電圧が正の半周期にある場合、前記ゼロクロス検出信号と前記スイッチング信号に基づいて前記第3のスイッチングトランジスタと前記第4のスイッチングトランジスタのオンオフを制御し、前記第3のスイッチングトランジスタと前記第4のスイッチングトランジスタをオンにしたとき、前記リアクトルを充電し、前記第3のスイッチングトランジスタと前記第4のスイッチングトランジスタをオフにし、前記第1のスイッチングトランジスタをオンにしたとき、前記リアクトルが負荷に給電するために用いられ、前記制御モジュールは、さらに、前記交流電源の入力電圧が負の半周期にある場合、前記ゼロクロス検出信号と前記スイッチング信号に基づいて前記第3のスイッチングトランジスタと前記第4のスイッチングトランジスタのオンオフを制御し、前記第3のスイッチングトランジスタと前記第4のスイッチングトランジスタをオンにしたとき、前記リアクトルを充電し、前記第3のスイッチングトランジスタと前記第4のスイッチングトランジスタをオフしたとき、前記第2のスイッチングトランジスタをオンにするように駆動して、前記リアクトルが負荷に給電するために用いられて、力率改善を実現する。 In any one of the above technical means, the control module further controls the third switching transistor and the ON/OFF of a fourth switching transistor is controlled, and when the third switching transistor and the fourth switching transistor are turned on, the reactor is charged and the third switching transistor and the fourth switching transistor are switched on. When turning off and turning on the first switching transistor, the reactor is used to power a load, the control module further determines that when the input voltage of the AC power supply is in the negative half cycle, the ON/OFF of the third switching transistor and the fourth switching transistor is controlled based on the zero cross detection signal and the switching signal, and when the third switching transistor and the fourth switching transistor are turned on, the reactor and drives the second switching transistor to turn on when the third switching transistor and the fourth switching transistor are turned off, and the reactor is used to supply power to a load. , to achieve power factor improvement.

当該技術的手段では、回路はPFC操作を行うために用いられる場合、入力が交流電源の正の半周期にあるとき、制御モジュールはゼロクロス検出信号に基づき、第3のスイッチングトランジスタと第4のスイッチングトランジスタのオンを駆動し、リアクトルを充電し、充電過程において、ホール電流センサ上の電流を検出することによって短絡現象が発生したか否かを確定し、第3のスイッチングトランジスタと第4のスイッチングトランジスタをオフにする時、制御モジュールは第1のスイッチングトランジスタのオンを駆動し、リアクトルに蓄積された電気エネルギーを第1のスイッチングトランジスタにより後段回路に放出し、母線コンデンサと負荷(例えばモータ)に給電する。入力が交流電源の負の半周期にあるとき、制御モジュールはゼロクロス検出信号に基づき、第3のスイッチングトランジスタと第4のスイッチングトランジスタのオンを駆動し、リアクトルを充電し、第3のスイッチングトランジスタと第4のスイッチングトランジスタをオフにする時、制御モジュールは第2のスイッチングトランジスタのオンを駆動し、リアクトルに蓄積された電気エネルギーを第2のスイッチングトランジスタにより後段回路に放出し、母線コンデンサと負荷(例えばモータ)に給電し、リアクトルに蓄積されたエネルギーを母線コンデンサに放出することにより、母線コンデンサの直流電圧を昇圧する。それにより、短絡電流により、電流波形の歪みを低減することができ、電流波形を正弦波に接近させ、さらにPFC回路の力率を改善することができる。さらに、負荷の母線電圧に基づいて第3のスイッチングトランジスタ又は第1のスイッチングトランジスタのパルス幅を計算することにより、PFC回路における短絡電流の持続時間を合理的に調整することができ、パルス変化回数に基づいて各スイッチのオン/オフ回数を合理的に制御し、スイッチングユニットの導通損失を低減させ、スイッチング損失を低減させ、効率を向上させることができる。 In this technical solution, when the circuit is used to perform PFC operation, when the input is in the positive half cycle of the AC power supply, the control module switches the third switching transistor and the fourth switching transistor according to the zero-cross detection signal according to the zero-crossing detection signal. driving the transistor to turn on and charging the reactor; in the charging process, detecting the current on the Hall current sensor to determine whether the short circuit phenomenon occurs; the third switching transistor and the fourth switching transistor; When turning off, the control module drives the first switching transistor to turn on, and the electrical energy stored in the reactor is released to the subsequent circuit by the first switching transistor to supply power to the bus capacitor and the load (such as the motor). do. When the input is in the negative half cycle of the AC power supply, the control module drives the third switching transistor and the fourth switching transistor on according to the zero-crossing detection signal, charges the reactor, and charges the third switching transistor and When the fourth switching transistor is turned off, the control module drives the second switching transistor to turn on, the electrical energy stored in the reactor is released to the subsequent circuit by the second switching transistor, and the bus capacitor and the load ( For example, a motor) is supplied with power, and the energy accumulated in the reactor is released to the bus capacitor, thereby boosting the DC voltage of the bus capacitor. Thereby, the distortion of the current waveform can be reduced by the short-circuit current, the current waveform can be approximated to a sine wave, and the power factor of the PFC circuit can be improved. Furthermore, by calculating the pulse width of the third switching transistor or the first switching transistor based on the bus voltage of the load, the duration of the short circuit current in the PFC circuit can be reasonably adjusted, and the pulse change times can reasonably control the on/off times of each switch to reduce the conduction loss of the switching unit, reduce the switching loss, and improve the efficiency.

上記いずれかの技術的手段では、母線コンデンサをさらに含み、前記母線コンデンサの一端は前記正極出力端に接続され、前記母線コンデンサの他端は接地され、スイッチング駆動モジュールは前記スイッチング信号を出力し、前記交流電源によって前記母線コンデンサを充電し、又は前記母線コンデンサを放電させ、スイッチング駆動モジュールは前記スイッチング信号を出力せず、前記母線コンデンサを放電させる。 Any of the above technical means further includes a bus capacitor, one end of the bus capacitor is connected to the positive output terminal, the other end of the bus capacitor is grounded, the switching drive module outputs the switching signal, The AC power supply charges the bus capacitor or discharges the bus capacitor, and the switching drive module does not output the switching signal and discharges the bus capacitor.

上記いずれかの技術的手段では、前記力率改善モジュールの直流出力端に接続され、前記力率改善モジュールの直流出力を受信して、負荷に給電するために用いられる負荷駆動モジュールと、前記力率改善モジュールの直流出力端に接続され、かつ前記負荷駆動モジュールと並列に設けられ、直流母線電圧を検出するために用いられる直流母線電圧検出モジュールとを、さらに含む。 In any one of the above technical means, a load driving module connected to a DC output end of the power factor correction module and used to receive the DC output of the power factor correction module to supply power to a load; a DC bus voltage detection module connected to the DC output end of the rate improvement module and provided in parallel with the load driving module and used to detect the DC bus voltage.

当該技術的手段では、負荷がモータである応用シーンにおいて、負荷駆動モジュールは、モータへの給電を実現するように、定電圧直流を三相交流に逆変換して出力するために用いられ、直流母線電圧検出モジュールの設置と結合して、力率改善モジュールの直流出力の母線電圧に対する検出、及び前記入力電圧に対する検出により、力率改善モジュールにおける各トランジスタ素子のスイッチング状態及び各トランジスタ素子のオン時のパルス幅を制御する。 According to this technical solution, in the application scene where the load is a motor, the load driving module is used to inversely transform constant voltage direct current into three-phase alternating current and output it, so as to realize power supply to the motor. In combination with the installation of the bus voltage detection module, the detection of the DC output of the power factor correction module to the bus voltage and the input voltage to detect the switching state of each transistor element in the power factor correction module and the ON time of each transistor element control the pulse width of

上記いずれかの技術的手段では、前記制御モジュールは、さらに負荷駆動モジュールに接続されて、前記負荷駆動モジュールに逆変換制御信号を出力するために用いられる。 In any of the above technical means, the control module is further connected to a load driving module and used to output an inverse conversion control signal to the load driving module.

本願の第2の態様の実施例によれば、本願の第1の態様の技術的手段に記載の力率改善回路を含む空気調和機を提供する。 According to an embodiment of the second aspect of the present application, there is provided an air conditioner including the power factor correction circuit according to the technical means of the first aspect of the present application.

具体的には、力率改善回路は圧縮機のモータ駆動システムに適用され、回路に過電流現象が発生したか否かを検出することにより、過電流時にモータの回転速度が速すぎ、圧縮機に減磁現象が発生することを防止する。 Specifically, the power factor correction circuit is applied to the compressor motor drive system, and by detecting whether an overcurrent phenomenon occurs in the circuit, the motor rotation speed is too high when the overcurrent occurs, and the compressor to prevent demagnetization from occurring.

本願の付加的な態様及び利点は、下記の説明部分に示され、その一部は次の説明により明瞭になるか、又は本願を実施することで理解される。 Additional aspects and advantages of the present application will be set forth in the description section below, and in part will become apparent from the ensuing description, or may be learned by practice of the present application.

本願の上記及び/又は付加的な態様及び利点は、下記の図面を用いて実施例を説明することで明瞭で理解しやすくなる。 The above and/or additional aspects and advantages of the present application will become clearer and more comprehensible through the description of the embodiments with the aid of the following drawings.

関連技術における力率改善回路の概略図を示す。1 shows a schematic diagram of a power factor correction circuit in the related art; FIG. 本願の一実施例に係る力率改善回路の概略図を示す。1 shows a schematic diagram of a power factor correction circuit according to one embodiment of the present application; FIG.

本願の上記目的、特徴及び利点をより明確に理解するために、以下は図面及び具体的な実施形態を参照して本願をさらに詳細に説明する。なお、矛盾しない場合、本願の実施例及び実施例における構成は互いに組み合わせることができる。 In order to understand the above objects, features and advantages of the present application more clearly, the following describes the present application in more detail with reference to the drawings and specific embodiments. It should be noted that the embodiments of the present application and the configurations in the embodiments can be combined with each other unless contradictory.

本願を十分に理解するために以下の説明において多くの具体的な詳細を説明しているが、本願はまたここで説明された以外の他の形態で実施することができ、したがって、本願の保護範囲は以下に開示された具体的な実施例に限定されない。 Although numerous specific details are set forth in the following description in order to provide a thorough understanding of the present application, the present application may also be embodied in other forms than those described herein and, therefore, the protection The scope is not limited to the specific examples disclosed below.

(実施例1)
図2に示すように、本願の一実施例に係る力率改善回路は、空気調和機に適用され、給電信号を受信する力率改善モジュール10であって、前記給電信号を制御して負荷に給電するように構成されるスイッチングトランジスタを含む力率改善モジュール10と、前記力率改善モジュール10の駆動入力端に接続され、前記力率改善モジュール10にスイッチング信号を出力するために用いられるスイッチング駆動モジュールと、前記スイッチング駆動モジュールに接続され、前記スイッチング信号の出力をオンにし又は前記スイッチング信号の出力をオフにするように前記スイッチング駆動モジュールを制御するために用いられる制御モジュール30と、前記力率改善モジュール10の入力側に設けられて、入力電流を収集し、かつ前記入力電流をサンプリング信号とするホール電流センサ40と、前記ホール電流センサ40及び前記制御モジュール30に接続され、前記サンプリング信号が第1の安全閾値より大きければ、前記制御モジュール30に保護信号を出力する駆動保護モジュール50であって、前記保護信号は前記スイッチング駆動モジュールの出力をオフにするように前記制御モジュール30をトリガするために用いられる駆動保護モジュール50と、を含む。
(Example 1)
As shown in FIG. 2, the power factor correction circuit according to one embodiment of the present application is a power factor correction module 10 that is applied to an air conditioner and receives a power supply signal. a power factor correction module 10 comprising a switching transistor configured to supply power; and a switching drive connected to a drive input of said power factor correction module 10 and used to output a switching signal to said power factor correction module 10. a control module 30 connected to the switching drive module and used to control the switching drive module to turn on or turn off the output of the switching signal; and the power factor. A Hall current sensor 40 provided on the input side of the improvement module 10 to collect input current and use the input current as a sampling signal; a drive protection module 50 for outputting a protection signal to the control module 30 if greater than a first safety threshold, the protection signal triggering the control module 30 to turn off the output of the switching drive module; and a drive protection module 50 used for

当該実施例において、力率改善モジュール10の交流入力端にホール電流センサ40が設置され、ホール電流センサ40は設置された位置に基づき、力率改善モジュール10の入力電流、又は出力電流を収集し、かつ電流をサンプリング信号に変換して駆動保護モジュール50に出力して、駆動保護モジュール50によって過電流現象が発生したか否かを検出し、過電流現象の発生を検出した場合、力率改善モジュール10へのスイッチング信号の出力を停止するように制御し、ホール電流センサ40は被検出回路と電気的に接触しないため、被検出電源の電力を消費せず、そのためインバータ機器の高効率で低消費電力の制御に影響を与えない一方で、ホール電流センサ40は力率改善モジュール10の入力端電流を直接収集して、入力端は交流電源のライブラインとニュートラルライン端Nに接続されるため、整流器に異常が発生したか否かをより直接的に検出することができ、また、異常の発生を決定した時、異なる動作状態で対応する異常部品を決定することができ、従来技術における、保護機能を有する駆動チップを用いてサンプリング抵抗Rsと結合して過電流検出を行うという解決手段に比べ、制限性がより低く、かつより指向性と実用性を有する。 In this embodiment, a Hall current sensor 40 is installed at the AC input terminal of the power factor correction module 10, and the Hall current sensor 40 collects the input current or output current of the power factor correction module 10 according to the installation position. and converting the current into a sampling signal and outputting it to the drive protection module 50 for detecting whether or not an overcurrent phenomenon has occurred by the drive protection module 50, and improving the power factor when the occurrence of the overcurrent phenomenon is detected. The output of the switching signal to the module 10 is controlled to stop, and the Hall current sensor 40 is not in electrical contact with the circuit to be detected, so it does not consume the power of the power supply to be detected, so that the inverter device has high efficiency and low power consumption. Because the Hall current sensor 40 directly collects the input end current of the power factor correction module 10 while not affecting the control of power consumption, and the input end is connected to the live line and neutral line end N of the AC power supply. , it is possible to more directly detect whether an abnormality has occurred in the rectifier, and when it is determined that an abnormality has occurred, it is possible to determine the corresponding abnormal components in different operating conditions. Compared with the solution of using a driving chip with a protection function to combine with the sampling resistor Rs to detect overcurrent, it is less restrictive and has more directivity and practicality.

ホール電流センサ40は、ホール効果を利用して一次大電流を二次微小サンプリング信号に変換するセンサであり、かつオペアンプと結合し、微小サンプリング信号を標準電圧に増幅し、すなわちホール電流センサ40は外部にサンプリング信号を出力し、かつ駆動保護モジュール50に内蔵された安全閾値と比較し、比較の結果に基づき、回路に短絡過電流現象が発生したか否かを決定し、ホール電流センサ40は交流を測定することもでき、直流を測定することもできるため、力率改善モジュール10の交流入力側に設けられてもよいし、力率改善モジュール10の直流出力側に設けられてもよい。 The Hall current sensor 40 is a sensor that uses the Hall effect to convert a primary large current into a secondary minute sampling signal, and is combined with an operational amplifier to amplify the minute sampling signal to a standard voltage, that is, the Hall current sensor 40 is The Hall current sensor 40 outputs a sampling signal to the outside and compares it with the safety threshold built in the drive protection module 50. Based on the comparison result, it determines whether the short circuit overcurrent phenomenon occurs in the circuit. Since AC can be measured and DC can also be measured, it may be provided on the AC input side of the power factor correction module 10 or may be provided on the DC output side of the power factor correction module 10 .

(実施例2)
図2に示すように、ホール電流センサ40を設置した上で、上記実施例において、前記力率改善モジュール10の負極出力端に設けられ、かつ前記駆動保護モジュール50に接続されるサンプリング抵抗Rsをさらに含み、前記駆動保護モジュール50は前記サンプリング抵抗Rsにおける電圧降下が第2の安全閾値を超えることを検出したとき、前記制御モジュール30に前記保護信号を出力する。
(Example 2)
After installing the Hall current sensor 40, as shown in FIG. Further comprising, the drive protection module 50 outputs the protection signal to the control module 30 when it detects that the voltage drop across the sampling resistor Rs exceeds a second safety threshold.

当該実施例において、交流側の電流を検出するために、力率改善モジュール10の交流側に1つのホール電流センサ40を直列接続し、続いて該センサから出力されたサンプリング信号を駆動保護モジュール50の入力信号として、力率改善モジュール10の負極出力端に直列接続されたサンプリング抵抗Rsと結合し、該サンプリング抵抗Rsで検出された電圧も駆動保護モジュール50に入力し、この2つの入力電圧のいずれかが電流検出及び駆動保護モジュール50のプリセット電圧を超えると、いずれも電流検出及び駆動保護モジュール50の保護をトリガするとともに力率改善モジュール10をオフにする。 In this embodiment, a Hall current sensor 40 is connected in series to the AC side of the power factor correction module 10 to detect the current on the AC side, and then the sampling signal output from the sensor is sent to the drive protection module 50. , the voltage detected by the sampling resistor Rs is also input to the drive protection module 50, and the two input voltages If either exceeds the preset voltage of the current detection and drive protection module 50 , both will trigger protection of the current detection and drive protection module 50 and turn off the power factor correction module 10 .

上記いずれかの実施例において、前記力率改善モジュール10と交流電源との間に設けられるリアクトルL1と、前記交流電源のライブライン端Lとニュートラルライン端Nとの間に設けられ、かつ前記制御モジュール30に接続され、前記ライブライン端Lと前記ニュートラルライン端Nとの間のゼロクロス検出信号を収集するために用いられるゼロクロス検出モジュール60と、をさらに含み、前記制御モジュール30は、さらに、前記ゼロクロス検出モジュール60から出力されたゼロクロス検出信号に基づいて前記交流電源の位相状態を特定して、前記位相状態に基づいて前記スイッチング駆動モジュールにスイッチング制御信号を出力することで、前記リアクトルL1を充電するように制御するために用いられる。 In any of the above embodiments, a reactor L1 provided between the power factor correction module 10 and an AC power supply, a reactor L1 provided between a live line end L and a neutral line end N of the AC power supply, and the control a zero-cross detection module 60 connected to the module 30 and used to collect a zero-cross detection signal between the live line end L and the neutral line end N; The phase state of the AC power supply is specified based on the zero-cross detection signal output from the zero-cross detection module 60, and the switching control signal is output to the switching drive module based on the phase state to charge the reactor L1. used to control

本実施例において、力率改善モジュール10の交流入力端と交流電源との間にリアクトルL1を設けることにより、交流電源が交流出力を行う場合、リアクトルL1は交流電源から供給される電気エネルギーを磁気エネルギーに変換してエネルギーとして蓄えることができ、かつこのエネルギーを放出することでPFC回路の昇圧と力率の改善を実現することができる。 In this embodiment, by providing a reactor L1 between the AC input end of the power factor correction module 10 and the AC power supply, when the AC power supply performs AC output, the reactor L1 converts the electrical energy supplied from the AC power supply into a magnetic field. It can be converted into energy and stored as energy, and by releasing this energy, it is possible to boost the PFC circuit and improve the power factor.

具体的には、ライブラインとニュートラルラインとの間にゼロクロス検出モジュール60を設けて、ゼロクロス検出モジュール60により交流電源のリアルタイム位相を判断することにより、異なる位相状態に基づいて、スイッチング操作を実行するように力率改善モジュール10における異なるスイッチングデバイスを駆動して、それぞれ整流機能又は力率改善(PFC)機能を実現し、それにより、整流機能に基づいて負荷端の直流給電を実現し、又はPFC制御により、交流側電圧と交流側電流を位相で一致させる。 Specifically, a zero-cross detection module 60 is provided between the live line and the neutral line, and the real-time phase of the AC power source is determined by the zero-cross detection module 60, so that switching operations are performed based on different phase conditions. to drive the different switching devices in the power factor correction module 10 to respectively achieve a rectification function or a power factor correction (PFC) function, thereby realizing DC power supply at the load end based on the rectification function or PFC The AC side voltage and the AC side current are matched in phase by control.

また、過電流現象の発生には、例えば回路が干渉されて制御モジュール30のフリーズとリセットを引き起こし、又はリアクトルL1に短絡異常が発生するなど、様々な原因がある。 In addition, there are various causes for the occurrence of the overcurrent phenomenon, for example, circuit interference causes freezing and resetting of the control module 30, or a short-circuit abnormality occurs in the reactor L1.

(実施例3)
図2に示すように、上記いずれかの実施例において、前記力率改善モジュール10は第1のスイッチングトランジスタQ1、第2のスイッチングトランジスタQ2、第3のスイッチングトランジスタQ3及び第4のスイッチングトランジスタQ4で構成され、第1のスイッチングトランジスタQ1と第2のスイッチングトランジスタQ2は力率改善モジュール10の上部に設けられ、第3のスイッチングトランジスタQ3と第4のスイッチングトランジスタQ4は力率改善モジュール10の下部に設けられ、第1のスイッチングトランジスタQ1と第3のスイッチングトランジスタQ3は力率改善モジュール10の左部に設けられ、第2のスイッチングトランジスタQ2と第4のスイッチングトランジスタQ4は力率改善モジュール10の右部に設けられ、前記第1のスイッチングトランジスタQ1、前記第2のスイッチングトランジスタQ2、前記第3のスイッチングトランジスタQ3及び前記第4のスイッチングトランジスタQ4にフリーホイールダイオードが逆並列接続され、前記第1のスイッチングトランジスタQ1のドレインと前記第2のスイッチングトランジスタQ2のドレインは直列接続され、かつ接続点が前記力率改善モジュールの正極出力端として決定され、前記第3のスイッチングトランジスタQ3のソースと第4のスイッチングトランジスタQ4のソースは直列接続され、かつ接続点が前記サンプリング抵抗Rsに直列接続された後に接地され、前記第1のスイッチングトランジスタQ1のソースと前記第3のスイッチングトランジスタQ3のドレインは直列接続され、かつ接続点が前記ライブライン端Lに接続され、前記第2のスイッチングトランジスタQ2のソースと前記第4のスイッチングトランジスタQ4のドレインは直列接続され、かつ接続点が前記ニュートラルライン端Nに接続される。
(Example 3)
As shown in FIG. 2, in any of the above embodiments, the power factor correction module 10 comprises a first switching transistor Q1, a second switching transistor Q2, a third switching transistor Q3 and a fourth switching transistor Q4. A first switching transistor Q1 and a second switching transistor Q2 are arranged in the upper part of the power factor correction module 10, and a third switching transistor Q3 and a fourth switching transistor Q4 are arranged in the lower part of the power factor correction module 10. a first switching transistor Q1 and a third switching transistor Q3 are provided on the left side of the power factor correction module 10; a second switching transistor Q2 and a fourth switching transistor Q4 are provided on the right side of the power factor correction module 10; freewheeling diodes are connected in anti-parallel to the first switching transistor Q1, the second switching transistor Q2, the third switching transistor Q3 and the fourth switching transistor Q4, and the first The drain of the switching transistor Q1 and the drain of the second switching transistor Q2 are connected in series, and the connection point is determined as the positive output terminal of the power factor correction module. The source of the switching transistor Q4 is connected in series, the connection point is connected in series with the sampling resistor Rs and then grounded, and the source of the first switching transistor Q1 and the drain of the third switching transistor Q3 are connected in series. and a connection point is connected to the live line terminal L, the source of the second switching transistor Q2 and the drain of the fourth switching transistor Q4 are connected in series, and the connection point is connected to the neutral line terminal N. be.

具体的には、第1のスイッチングトランジスタQ1、第2のスイッチングトランジスタQ2、第3のスイッチングトランジスタQ3及び第4のスイッチングトランジスタQ4はいずれもMOSFT(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect TransIstor、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ、すなわちMOSトランジスタ)、例えば超接合MOSFT、又はSiC-MOSFTであってもよい。 Specifically, the first switching transistor Q1, the second switching transistor Q2, the third switching transistor Q3, and the fourth switching transistor Q4 are all MOSFETs (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor). semiconductor field effect transistors, ie MOS transistors), for example superjunction MOSFETs, or SiC-MOSFETs.

MOSトランジスタの動作方式は、ゲートによってソースとドレインとの間のオンオフを制御してスイッチングを実現することであり、オンにする時にゲート電源がソース電源より大きい必要がある。 The operation method of the MOS transistor is to realize switching by controlling the on/off between the source and the drain by the gate, and the gate power must be greater than the source power when turning on.

当該実施例において、4つのスイッチングトランジスタで構成された力率改善モジュール10を設けることにより、制御モジュール30から出力された制御命令と結合し、それぞれ整流操作又は力率改善操作を実行するように回路を制御し、モータ駆動システムの構成部分とする場合、モータ回転速度の許容限界を上げる目的を達成するために、「力率改善動作」及び「同期整流動作」を交互に行うことにより昇圧を行い、かつ動作中に、回路に変流器とホール電流センサを増設することにより、運転電流を検出し、かつ電流異常の発生を検出した場合、動作を停止するように力率改善モジュール10を制御し、異常を排除した後に再運転させ、それによりモータ駆動過程の安全性を保証する。 In this embodiment, the power factor correction module 10 is provided with four switching transistors to combine with the control command output from the control module 30 to perform the rectification operation or the power factor correction operation respectively. is used as a component of the motor drive system, in order to achieve the purpose of raising the allowable limit of the motor rotation speed, the voltage is boosted by alternately performing "power factor correction operation" and "synchronous rectification operation". and during operation, by adding a current transformer and a Hall current sensor to the circuit, the operating current is detected, and the power factor correction module 10 is controlled to stop operating when an abnormal current is detected. and restart after eliminating the abnormality, thereby ensuring the safety of the motor driving process.

当該実施例において、力率改善モジュール10の交流入力端にホール電流センサ40を設けることにより、整流操作を実行しても力率改善操作を実行しても、いずれもホール電流センサ40に電流が流れ、それによりホールデバイスに電流が流れることを検出した場合、該デバイスは対応する電圧を出力し、力率改善モジュール10の4つのスイッチングトランジスタが耐えられる電流値に基づき、駆動保護モジュール50又はホール電流センサ40に内蔵された過電流検出ユニットに保護が必要な電圧値を設定し、第1のスイッチングトランジスタQ1と第2のスイッチングトランジスタQ2をライブラインとニュートラルラインとの間に直列接続し、第3のスイッチングトランジスタQ3と第4のスイッチングトランジスタQ4をライブラインとニュートラルラインとの間に直列接続し、第1のスイッチングトランジスタQ1-第2のスイッチングトランジスタQ2、又は第3のスイッチングトランジスタQ3-第4のスイッチングトランジスタQ4に異常過電流が発生した場合、該電流はホール電流センサ40によって対応する電圧を出力しかつ駆動保護モジュール50をトリガし、さらにスイッチング駆動モジュールのスイッチング信号をオフにし、それによりスイッチングトランジスタに対する過電流保護を実現し、過電流信号が解除されると、駆動保護モジュール50は過電流スイッチング駆動モジュールに対する制御を解除し、正常動作に復帰し、それにより整流操作過程において、又は力率改善過程においていずれも確率が比較的高い故障に対するタイムリーで効果的な検出を実現することで、PFC回路全体の安全性を向上させるという目的を達成することができる。 In this embodiment, the Hall current sensor 40 is installed at the AC input end of the power factor correction module 10, so that no current flows through the Hall current sensor 40 whether the rectification operation or the power factor correction operation is performed. When it detects that the Hall device is flowing, thereby causing current to flow through the Hall device, the device will output a corresponding voltage, and the drive protection module 50 or Hall A voltage value requiring protection is set in the overcurrent detection unit built in the current sensor 40, the first switching transistor Q1 and the second switching transistor Q2 are connected in series between the live line and the neutral line, 3 switching transistors Q3 and a fourth switching transistor Q4 are connected in series between the live line and the neutral line, and the first switching transistor Q1-the second switching transistor Q2 or the third switching transistor Q3-the fourth switching transistor Q3 are connected in series. When an abnormal overcurrent occurs in the switching transistor Q4 of the switching transistor Q4, the current will output a corresponding voltage by the hall current sensor 40 and trigger the drive protection module 50, and turn off the switching signal of the switching drive module, thereby switching Implementing overcurrent protection for the transistor, when the overcurrent signal is released, the drive protection module 50 will release control over the overcurrent switching drive module and return to normal operation, so that in the course of rectification operation or the power factor Realizing the timely and effective detection of faults with relatively high probability during the improvement process can achieve the purpose of improving the safety of the whole PFC circuit.

ホール電流センサ40とサンプリング抵抗Rsが設置された力率改善回路に対し、異なる電流流路においていずれもホール電流センサ40及び/又はサンプリング抵抗Rsに基づいて電圧をサンプリングし、かつサンプリング電圧の検出結果に基づいて短絡現象が存在するか否かを決定することができ、したがって、力率改善モジュール10における第1のスイッチングトランジスタQ1、第2のスイッチングトランジスタQ2、第3のスイッチングトランジスタQ3及び第4のスイッチングトランジスタQ4の異なる結合流路の検出需要を満たすことができる。 For the power factor correction circuit installed with the Hall current sensor 40 and the sampling resistor Rs, the voltage is sampled according to the Hall current sensor 40 and/or the sampling resistor Rs in different current paths, and the detection result of the sampling voltage is Therefore, the first switching transistor Q1, the second switching transistor Q2, the third switching transistor Q3 and the fourth switching transistor Q3 in the power factor correction module 10 can be determined based on It can meet the detection needs of different coupling paths of the switching transistor Q4.

上記いずれかの実施例において、前記スイッチング駆動モジュールは前記第1のスイッチングトランジスタQ1と前記第3のスイッチングトランジスタQ3を駆動するために用いられる第1のスイッチング駆動モジュール202と、前記第2のスイッチングトランジスタQ2と前記第4のスイッチングトランジスタQ4を駆動するために用いられる第2のスイッチング駆動モジュール204とを含み、前記駆動保護モジュール50は前記サンプリング信号が第1の安全閾値より大きいこと及び/又は前記電圧降下が第2の安全閾値より大きいことを検出したとき、前記第1のスイッチング駆動モジュール202と前記第2のスイッチング駆動モジュール204の駆動出力をオフにするように前記制御モジュール30をトリガする。 In any of the above embodiments, the switching driver module comprises a first switching driver module 202 used to drive the first switching transistor Q1 and the third switching transistor Q3, and the second switching transistor. Q2 and a second switching drive module 204 used to drive the fourth switching transistor Q4, wherein the drive protection module 50 ensures that the sampling signal is greater than a first safety threshold and/or the voltage Triggering the control module 30 to turn off the drive outputs of the first switching drive module 202 and the second switching drive module 204 when detecting that the drop is greater than a second safety threshold.

当該実施例において、スイッチング駆動モジュールは第1のスイッチング駆動モジュール202と第2のスイッチング駆動モジュール204とを含み、それでHブリッジ整流器のハーフブリッジ駆動を実現する。 In this embodiment, the switching driving module includes a first switching driving module 202 and a second switching driving module 204, thereby realizing half-bridge driving of the H-bridge rectifier.

また、当業者であれば理解できるように、制御モジュール30は駆動出力を停止するようにスイッチング駆動モジュールを制御する場合、第1のスイッチング駆動モジュール202と第2のスイッチング駆動モジュール204を同時に制御して出力を停止することであり、すなわち2つのスイッチング駆動モジュールは同じ実行優先度を有する。 Also, as those skilled in the art will appreciate, when the control module 30 controls the switching drive modules to stop the drive output, it simultaneously controls the first switching drive module 202 and the second switching drive module 204 . ie the two switching drive modules have the same execution priority.

上記いずれかの実施例において、前記力率改善モジュール10の直流出力端に接続され、かつ前記負荷駆動モジュール70と並列に設けられる母線コンデンサEをさらに含む。 Any of the above embodiments further includes a bus capacitor E connected to the DC output terminal of the power factor correction module 10 and provided in parallel with the load driving module 70 .

(実施例4)
図2に示すように、上記いずれかの実施例において、前記ホール電流センサ40は、前記交流電源と前記リアクトルL1との間に設けられ、前記駆動保護モジュール50は、さらに、前記サンプリング信号が第1の安全閾値より大きいことを検出したとき、前記制御モジュール30に前記保護信号を出力し、前記スイッチング駆動モジュールの出力をオフにするために用いられる。
(Example 4)
As shown in FIG. 2, in any one of the embodiments described above, the Hall current sensor 40 is provided between the AC power supply and the reactor L1, and the drive protection module 50 further detects that the sampling signal is the first It is used to output the protection signal to the control module 30 to turn off the output of the switching drive module when it is detected to be greater than a safety threshold of 1;

ホール電流センサ40は、リアクトルL1が直列接続されるライブライン又はニュートラルラインのいずれの位置に配置されてもよい。 The Hall current sensor 40 may be arranged at any position of the live line or the neutral line to which the reactor L1 is connected in series.

当該実施例において、力率改善モジュール10の交流入力端にホール電流センサ40を設けることにより、整流操作を実行しても力率改善操作を実行しても、いずれもホール電流センサ40に電流が流れ、それによりホールデバイスに電流が流れることを検出した時、該デバイスは対応する電圧を出力し、力率改善モジュール10の4つのスイッチングトランジスタが耐えられる電流値に基づき、駆動保護モジュール50又はホール電流センサ40に内蔵された過電流検出ユニットに保護が必要な電圧値を設定し、第1のスイッチングトランジスタQ1と第2のスイッチングトランジスタQ2をライブラインとニュートラルラインとの間に直列接続し、第3のスイッチングトランジスタQ3と第4のスイッチングトランジスタQ4をライブラインとニュートラルラインとの間に直列接続し、第1のスイッチングトランジスタQ1-第2のスイッチングトランジスタQ2、又は第3のスイッチングトランジスタQ3-第4のスイッチングトランジスタQ4に異常過電流が発生した場合、該電流はホール電流センサ40によって対応する電圧を出力しかつ駆動保護モジュール50をトリガし、さらにスイッチング駆動モジュールのスイッチング信号をオフにし、それによりスイッチングトランジスタに対する過電流保護を実現し、過電流信号が解除されると、駆動保護モジュール50は過電流スイッチング駆動モジュールに対する制御を解除して、正常動作に復帰し、それにより整流操作過程において、又は力率改善過程においていずれも確率が比較的高い故障に対するタイムリーで効果的な検出を実現することで、PFC回路全体の安全性を向上させるという目的を達成することができる。 In this embodiment, the Hall current sensor 40 is installed at the AC input end of the power factor correction module 10, so that no current flows through the Hall current sensor 40 whether the rectification operation or the power factor correction operation is performed. When detecting a current flowing through the Hall device, the device outputs a corresponding voltage, and according to the current value that the four switching transistors of the power factor correction module 10 can withstand, the drive protection module 50 or the Hall device A voltage value requiring protection is set in the overcurrent detection unit built in the current sensor 40, the first switching transistor Q1 and the second switching transistor Q2 are connected in series between the live line and the neutral line, 3 switching transistors Q3 and a fourth switching transistor Q4 are connected in series between the live line and the neutral line, and the first switching transistor Q1-the second switching transistor Q2 or the third switching transistor Q3-the fourth switching transistor Q3 are connected in series. When an abnormal overcurrent occurs in the switching transistor Q4 of the switching transistor Q4, the current will output a corresponding voltage by the hall current sensor 40 and trigger the drive protection module 50, and turn off the switching signal of the switching drive module, thereby switching Implementing overcurrent protection for the transistor, when the overcurrent signal is released, the drive protection module 50 will release control over the overcurrent switching drive module and return to normal operation, so that during the commutation process or power By realizing timely and effective detection of faults with relatively high probability in the rate improvement process, the purpose of improving the safety of the whole PFC circuit can be achieved.

ホール電流センサ40とサンプリング抵抗Rsが設置された力率改善回路に対し、異なる電流流路においていずれもホール電流センサ40及び/又はサンプリング抵抗Rsに基づいて電圧をサンプリングし、かつサンプリング電圧の検出結果に基づいて短絡現象が存在するか否かを決定することができ、したがって、力率改善モジュール10における第1のスイッチングトランジスタQ1、第2のスイッチングトランジスタQ2、第3のスイッチングトランジスタQ3及び第4のスイッチングトランジスタQ4の異なる結合流路の検出需要を満たすことができる。 For the power factor correction circuit installed with the Hall current sensor 40 and the sampling resistor Rs, the voltage is sampled according to the Hall current sensor 40 and/or the sampling resistor Rs in different current paths, and the detection result of the sampling voltage is Therefore, the first switching transistor Q1, the second switching transistor Q2, the third switching transistor Q3 and the fourth switching transistor Q3 in the power factor correction module 10 can be determined based on It can meet the detection needs of different coupling paths of the switching transistor Q4.

第1のスイッチングトランジスタQ1と第3のスイッチングトランジスタQ3を第1のスイッチング駆動モジュール202により駆動し、第2のスイッチングトランジスタQ2と第4のスイッチングトランジスタQ4を第2のスイッチング駆動モジュール204により駆動し、ホール電流センサ40から出力されたサンプリング信号とサンプリング抵抗Rsの電圧サンプリング信号をいずれも駆動保護モジュール50に接続し、駆動保護モジュール50はホール電流センサ40から出力された電圧とサンプリング抵抗Rsにおける電圧サンプリング信号がプリセット値を超えることを検出したとき、第1のスイッチング駆動モジュール202と第2のスイッチング駆動モジュール204を強制的にオフにし、それにより4つのスイッチングトランジスタを保護する。 driving the first switching transistor Q1 and the third switching transistor Q3 by the first switching driving module 202, driving the second switching transistor Q2 and the fourth switching transistor Q4 by the second switching driving module 204; The sampling signal output from the hall current sensor 40 and the voltage sampling signal of the sampling resistor Rs are both connected to the driving protection module 50, and the driving protection module 50 receives the voltage output from the hall current sensor 40 and the voltage sampling at the sampling resistor Rs. When it detects that the signal exceeds the preset value, it forces the first switching driving module 202 and the second switching driving module 204 to turn off, thereby protecting the four switching transistors.

ホール電流センサ40は主に、電流が第1のスイッチングトランジスタQ1と第2のスイッチングトランジスタQ2を順次通過し、又は電流が第3のスイッチングトランジスタQ3と第4のスイッチングトランジスタQ4を順次通過する時に短絡異常が発生した場合の検出に用いられ、サンプリング抵抗Rsは主に、電流が第1のスイッチングトランジスタQ1と第3のスイッチングトランジスタQ3を順次通過し、又は電流が第2のスイッチングトランジスタQ2と第4のスイッチングトランジスタQ4を順次通過する時に短絡異常が発生した場合の検出に用いられる。 The Hall current sensor 40 is mainly short-circuited when the current sequentially passes through the first switching transistor Q1 and the second switching transistor Q2 or the current sequentially passes through the third switching transistor Q3 and the fourth switching transistor Q4. The sampling resistor Rs is mainly used for detection when an abnormality occurs. is used to detect a short-circuit abnormality when passing through the switching transistor Q4 in sequence.

当業者であれば理解できるように、ホール電流センサ40に基づいてトリガして生成された保護信号とサンプリング抵抗Rsに基づいてトリガして生成された保護信号との優先度は同じであり、いずれか1つに異常が発生すると、いずれも駆動保護モジュール50をトリガし、過電流の原因は回路が電磁干渉又はサージ干渉を受けて制御モジュール30のフリーズとリセットを引き起こし、又はリアクトルL1に短絡異常が発生するなどである。 As can be understood by those skilled in the art, the protection signal triggered and generated based on the Hall current sensor 40 and the protection signal triggered and generated based on the sampling resistor Rs have the same priority. or one of the abnormalities will trigger the drive protection module 50, and the cause of the overcurrent is that the circuit will be subject to electromagnetic interference or surge interference, causing the control module 30 to freeze and reset, or the reactor L1 to short circuit. occurs.

(実施例5)
上記いずれかの実施例において、前記制御モジュール30は、さらに、前記交流電源の入力電圧が正の半周期にある場合、前記第1のスイッチングトランジスタQ1と前記第4のスイッチングトランジスタQ4をオンにさせるためのスイッチング信号を出力し、かつ対応するフリーホイールダイオードをバイパスするように前記スイッチング駆動モジュールを制御するために用いられる。前記制御モジュール30は、さらに、前記交流電源の入力電圧が負の半周期にある場合、前記第2のスイッチングトランジスタQ2と前記第3のスイッチングトランジスタQ3をオンにさせるためのスイッチング信号を出力し、かつ対応するフリーホイールダイオードをバイパスするように前記スイッチング駆動モジュールを制御して、同期整流を実現するために用いられる。
(Example 5)
In any of the above embodiments, the control module 30 is further configured to turn on the first switching transistor Q1 and the fourth switching transistor Q4 when the AC power input voltage is in a positive half cycle. and used to control the switching drive module to bypass the corresponding freewheel diode. the control module 30 further outputs a switching signal for turning on the second switching transistor Q2 and the third switching transistor Q3 when the input voltage of the AC power supply is in a negative half cycle; and used to control the switching drive module to bypass the corresponding freewheel diode to achieve synchronous rectification.

第1のスイッチングトランジスタQ1の内部にフリーホイールダイオードがあり、フリーホイールダイオードは第1のスイッチングトランジスタQ1のソースとドレインとの間に存在するP接合の部分であり、第1のスイッチングトランジスタQ1の飽和電圧(オン状態でのドレインソース間電圧)はフリーホイールダイオードの順方向の電圧降下より低い。これにより、第1のスイッチングトランジスタQ1のソースドレインに流れる電流は、寄生ダイオードに流れる電流に比べて、電圧降下が小さくなり、ひいては導通損失を低減することができる。容易に理解されるように言えば、オン状態の第1のスイッチングトランジスタQ1に流れる電流は、オフ状態の第1のスイッチングトランジスタQ1のフリーホイーリングダイオードに流れる電流に比べて、導通損失を小さくさせ、また、他の第2のスイッチングトランジスタQ2、第3のスイッチングトランジスタQ3及び第4のスイッチングトランジスタQ4にも適用可能である。 There is a freewheeling diode inside the first switching transistor Q1, the freewheeling diode being the part of the P junction that exists between the source and the drain of the first switching transistor Q1, and the saturation of the first switching transistor Q1. The voltage (drain-source voltage in the ON state) is lower than the forward voltage drop of the freewheeling diode. As a result, the voltage drop of the current flowing through the source and drain of the first switching transistor Q1 is smaller than that of the current flowing through the parasitic diode, thereby reducing the conduction loss. As can be easily understood, the current flowing through the first switching transistor Q1 in the ON state makes the conduction loss smaller than the current flowing in the freewheeling diode of the first switching transistor Q1 in the OFF state. Also, it can be applied to other second switching transistor Q2, third switching transistor Q3 and fourth switching transistor Q4.

当該実施例において、MOSトランジスタの低オン電圧降下の原理を利用することにより、交流電力の位相状態に応じて対応するMOSトランジスタをオンにすれば低消費電力の同期整流を実現することができる。 In this embodiment, by utilizing the principle of low on-voltage drop of MOS transistors, synchronous rectification with low power consumption can be realized by turning on corresponding MOS transistors according to the phase state of AC power.

具体的には、制御モジュール30はゼロクロス検出モジュール60が検出した現在の交流電力の位相に基づいて対応する制御信号を出力し、対応するスイッチングトランジスタを動作させるように駆動する。 Specifically, the control module 30 outputs a corresponding control signal based on the phase of the current AC power detected by the zero-cross detection module 60 to drive the corresponding switching transistor to operate.

関連技術において、同期整流を行う場合、交流電源の正の半周期にある時、電流はホール電流センサ40及びリアクトルL1を通過し、続いて第1のスイッチングトランジスタQ1及び第4のスイッチングトランジスタQ4のフリーホイールダイオードを介して整流されてシステムに給電し、この時に、フリーホイールダイオードの電圧降下が大きいため、エネルギーの浪費を引き起こす。 In the related art, when performing synchronous rectification, when it is in the positive half cycle of the AC power supply, the current passes through the Hall current sensor 40 and the reactor L1, followed by the first switching transistor Q1 and the fourth switching transistor Q4. It is rectified through the freewheeling diode to power the system, at which time the voltage drop of the freewheeling diode is large, causing a waste of energy.

当該実施例において、この場合、制御モジュール30はゼロクロス検出モジュール60に基づいて交流電源の正の半周期の開始時に、電流がホール電流センサ40及びリアクトルL1を通過すると判断し、スイッチング信号を出力して第1のスイッチングトランジスタQ1と第4のスイッチングトランジスタQ4のオンを駆動し、第1のスイッチングトランジスタQ1、サンプリング抵抗Rs及び第4のスイッチングトランジスタQ4におけるフリーホイールダイオードを流れる電流をMOSトランジスタに流れさせ、MOSトランジスタの低オン特性を利用して、フリーホイールダイオードをバイパスし、それにより導通損失を低減させる。同様に交流電源の負の半周期にある時、制御モジュール30は第2のスイッチングトランジスタQ2と第3のスイッチングトランジスタQ3をオンにするように制御し、4つのMOSトランジスタに同期整流機能を実現させ、同期整流過程において、ホール電流センサ40とサンプリング抵抗Rsを通過する電流を検出することにより、過電流現象が発生したか否かを検出する。 In this embodiment, in this case, the control module 30 determines based on the zero-crossing detection module 60 that current passes through the Hall current sensor 40 and the reactor L1 at the beginning of the positive half cycle of the AC power supply, and outputs a switching signal. to turn on the first switching transistor Q1 and the fourth switching transistor Q4, and the current flowing through the freewheeling diode in the first switching transistor Q1, the sampling resistor Rs and the fourth switching transistor Q4 is caused to flow through the MOS transistor. , take advantage of the low on-characteristics of MOS transistors to bypass the freewheeling diode, thereby reducing conduction losses. Similarly, during the negative half-cycle of the AC power supply, the control module 30 controls the second switching transistor Q2 and the third switching transistor Q3 to turn on, causing the four MOS transistors to achieve the synchronous rectification function. , during the synchronous rectification process, the current passing through the Hall current sensor 40 and the sampling resistor Rs is detected to detect whether an overcurrent phenomenon has occurred.

(実施例6)
上記いずれかの実施例において、前記制御モジュール30は、さらに、前記交流電源の入力電圧が正の半周期にある場合、前記ゼロクロス検出信号と前記スイッチング信号に基づいて前記第3のスイッチングトランジスタQ3と前記第4のスイッチングトランジスタQ4のオンオフを制御し、前記第3のスイッチングトランジスタQ3と前記第4のスイッチングトランジスタQ4をオンにして、前記リアクトルL1を充電し、前記第3のスイッチングトランジスタQ3と前記第4のスイッチングトランジスタQ4をオフにし、前記第1のスイッチングトランジスタQ1をオンにし、前記リアクトルL1が負荷に給電するために用いられ、前記制御モジュール30は、さらに、前記交流電源の入力電圧が負の半周期にある場合、前記ゼロクロス検出信号と前記スイッチング信号に基づいて前記第3のスイッチングトランジスタQ3と前記第4のスイッチングトランジスタQ4のオンオフを制御し、前記第3のスイッチングトランジスタQ3と前記第4のスイッチングトランジスタQ4をオンにして、前記リアクトルL1を充電し、前記第3のスイッチングトランジスタQ3と前記第4のスイッチングトランジスタQ4をオフにし、前記第2のスイッチングトランジスタQ2をオンにするように駆動して、前記リアクトルL1が負荷に給電するために用いられて、力率改善を実現する。
(Example 6)
In any of the above embodiments, the control module 30 further controls the switching of the third switching transistor Q3 and the switching transistor Q3 based on the zero-cross detection signal and the switching signal when the input voltage of the AC power supply is in a positive half cycle. ON/OFF of the fourth switching transistor Q4 is controlled, the third switching transistor Q3 and the fourth switching transistor Q4 are turned on, the reactor L1 is charged, and the third switching transistor Q3 and the fourth switching transistor Q4 are charged. 4 switching transistor Q4 is turned off, the first switching transistor Q1 is turned on, the reactor L1 is used to power a load, the control module 30 further determines that the input voltage of the AC power supply is negative. If it is in the half cycle, it controls on/off of the third switching transistor Q3 and the fourth switching transistor Q4 based on the zero cross detection signal and the switching signal, and controls the third switching transistor Q3 and the fourth switching transistor Q4. The switching transistor Q4 is turned on to charge the reactor L1, the third switching transistor Q3 and the fourth switching transistor Q4 are turned off, and the second switching transistor Q2 is turned on. , the reactor L1 is used to power the load to achieve power factor correction.

当該実施例において、回路はPFC操作を行うために用いられる場合、入力が交流電源の正の半周期にあるとき、制御モジュール30はゼロクロス検出信号に基づき、第3のスイッチングトランジスタQ3と第4のスイッチングトランジスタQ4のオンを駆動し、リアクトルL1を充電し、第3のスイッチングトランジスタQ3と第4のスイッチングトランジスタQ4をオフにする時、制御モジュール30は第1のスイッチングトランジスタQ1のオンを駆動し、リアクトルL1に蓄積された電気エネルギーを第1のスイッチングトランジスタQ1により後段回路に放出し、母線コンデンサEと負荷(例えばモータ)に給電し、入力が交流電源の負の半周期にあるとき、制御モジュール30はゼロクロス検出信号に基づき、第3のスイッチングトランジスタ3と第4のスイッチングトランジスタQ4のオンを駆動し、リアクトルL1を充電し、第3のスイッチングトランジスタQ3と第4のスイッチングトランジスタQ4をオフにする時、制御モジュール30は第2のスイッチングトランジスタQ2のオンを駆動し、リアクトルL1に蓄積された電気エネルギーを第2のスイッチングトランジスタQ2により後段回路に放出し、母線コンデンサEと負荷(例えばモータ)に給電し、リアクトルL1に蓄積されたエネルギーを母線コンデンサEに放出することにより、母線コンデンサEの直流電圧を昇圧し、それにより短絡電流により、電流波形の歪みを低減することができ、電流波形を正弦波に接近させ、さらにPFC回路の力率を改善することができ、さらに、負荷の母線電圧に基づいて第3のスイッチングトランジスタQ3又は第1のスイッチングトランジスタQ1のパルス幅を計算することにより、PFC回路における短絡電流の持続時間を合理的に調整することができ、パルス変化回数に基づいて各スイッチのオン/オフ回数を合理的に制御し、スイッチングユニットの導通損失を低減させ、スイッチング損失を低減させ、効率を向上させることができる。 In this embodiment, when the circuit is used to perform PFC operation, when the input is in the positive half cycle of the AC power supply, the control module 30 will switch the third switching transistor Q3 and the fourth switching transistor Q3 based on the zero-crossing detect signal. when driving the switching transistor Q4 on to charge the reactor L1 and turn off the third switching transistor Q3 and the fourth switching transistor Q4, the control module 30 drives the first switching transistor Q1 on; The electrical energy stored in the reactor L1 is released by the first switching transistor Q1 to the subsequent circuit to power the bus capacitor E and the load (e.g. motor), and when the input is in the negative half cycle of the AC power supply, the control module 30 turns on the third switching transistor 3 and the fourth switching transistor Q4 based on the zero-cross detection signal, charges the reactor L1, and turns off the third switching transistor Q3 and the fourth switching transistor Q4. When the control module 30 turns on the second switching transistor Q2, the electrical energy stored in the reactor L1 is released to the subsequent circuit by the second switching transistor Q2, and the bus capacitor E and the load (for example, the motor) By feeding the power and releasing the energy accumulated in the reactor L1 to the bus capacitor E, the DC voltage of the bus capacitor E can be boosted, thereby reducing the distortion of the current waveform due to the short-circuit current. By approximating a sine wave and further improving the power factor of the PFC circuit, and calculating the pulse width of the third switching transistor Q3 or the first switching transistor Q1 based on the bus voltage of the load, The duration of the short circuit current in the PFC circuit can be reasonably adjusted, and the on/off times of each switch can be reasonably controlled according to the pulse change times, reducing the conduction loss of the switching unit and reducing the switching loss. can be reduced and efficiency can be improved.

上記いずれかの実施例において、さらに、母線コンデンサEを含み、前記母線コンデンサEの一端は前記正極出力端に接続され、前記母線コンデンサEの他端は接地され、スイッチング駆動モジュールは前記スイッチング信号を出力し、前記交流電源によって前記母線コンデンサEを充電し、又は前記母線コンデンサEを放電させ、スイッチング駆動モジュールは前記スイッチング信号を出力せず、前記母線コンデンサEを放電させる。 In any of the above embodiments, further comprising a bus capacitor E, one end of the bus capacitor E is connected to the positive output terminal, the other end of the bus capacitor E is grounded, and the switching driving module receives the switching signal. and the AC power supply charges or discharges the bus capacitor E, and the switching driving module does not output the switching signal and causes the bus capacitor E to discharge.

上記いずれかの実施例において、前記力率改善モジュール10の直流出力端に接続され、前記力率改善モジュール10の直流出力を受信して、負荷に給電するために用いられる負荷駆動モジュール70と、前記力率改善モジュール10の直流出力端に接続され、かつ前記負荷駆動モジュール70と並列に設けられ、直流母線電圧を検出するために用いられる直流母線電圧検出モジュール(図示せず)とを、さらに含む。 In any of the above embodiments, a load driving module 70 connected to the DC output end of the power factor correction module 10 and used to receive the DC output of the power factor correction module 10 to power a load; a DC bus voltage detection module (not shown) connected to the DC output terminal of the power factor correction module 10 and provided in parallel with the load driving module 70 and used to detect the DC bus voltage; include.

当該実施例において、負荷がモータである応用シーンにおいて、負荷駆動モジュール70は、モータへの給電を実現するように、定電圧直流を三相交流に逆変換して出力するために用いられ、直流母線電圧検出モジュールの設置と結合し、力率改善モジュール10の直流出力の母線電圧に対する検出、及び前記入力電圧に対する検出により、力率改善モジュール10における各トランジスタ素子のスイッチング状態及び各トランジスタ素子のオン時のパルス幅を制御する。 In this embodiment, in the application scene where the load is a motor, the load driving module 70 is used to reversely convert constant voltage DC to three-phase AC for output, so as to realize power supply to the motor. Combined with the installation of the bus voltage detection module, the detection of the DC output of the power factor correction module 10 to the bus voltage and the detection of the input voltage can determine the switching state of each transistor element in the power factor correction module 10 and the on state of each transistor element. Controls the pulse width of the hour.

上記いずれかの実施例において、前記制御モジュール30は、さらに負荷駆動モジュール70に接続されて、前記負荷駆動モジュール70に逆変換制御信号を出力するために用いられる。 In any of the above embodiments, the control module 30 is further connected to a load driving module 70 and used to output an inverse control signal to the load driving module 70 .

本願の実施例に係る空気調和機は、上記いずれかの実施例に記載の力率改善回路を含む。 An air conditioner according to an embodiment of the present application includes the power factor correction circuit described in any one of the above embodiments.

具体的には、力率改善回路は圧縮機のモータ駆動システムに適用され、回路に過電流現象が発生したか否かを検出することにより、過電流時にモータの回転速度が速すぎ、圧縮機に減磁現象が発生することを防止する。 Specifically, the power factor correction circuit is applied to the compressor motor drive system, and by detecting whether an overcurrent phenomenon occurs in the circuit, the motor rotation speed is too high when the overcurrent occurs, and the compressor to prevent demagnetization from occurring.

従来の技術に比べ、本願の技術的手段に開示された実施例は少なくとも以下の(1)~(3)の有益な効果を有する。 Compared with the prior art, the embodiments disclosed in the technical means of the present application have at least the following beneficial effects (1) to (3).

(1)ホール電流センサは力率改善モジュールの入力端電流を直接収集するため、力率改善モジュールが異なる機能操作を実行する時に対応する異なる電流流路はいずれもホール電流センサによって回路異常検出を行うことができるため、整流器に異常が発生したか否かをより直接的に検出することができ、また、異常の発生を決定した時、異なる動作状態で対応する異常部品を決定することができ、従来技術における、保護機能を有する駆動チップを用いてサンプリング抵抗と結合して過電流検出を行うという解決手段に比べ、制限性がより低く、かつより指向性と実用性を有する。 (1) The Hall current sensor directly collects the input end current of the power factor correction module, so that when the power factor correction module performs different functional operations, the corresponding different current paths are detected by the Hall current sensor. Therefore, it is possible to more directly detect whether an abnormality has occurred in the rectifier, and when it is determined that an abnormality has occurred, it is possible to determine the corresponding abnormal components in different operating conditions. , Compared with the prior art solution of using a driving chip with protection function to combine with sampling resistor to detect overcurrent, it is less restrictive and has more directivity and practicality.

(2)交流側の電流を検出するために、力率改善モジュールの交流側に1つのホール電流センサを直列接続し、続いて該センサから出力されたサンプリング信号を駆動保護モジュールの入力信号として、力率改善モジュールの負極出力端に直列接続されたサンプリング抵抗と結合し、該サンプリング抵抗で検出された電圧も駆動保護モジュールに入力し、この2つの入力電圧のいずれかが電流検出及び駆動保護モジュールのプリセット電圧を超えると、電流検出及び駆動保護モジュールの保護をトリガするとともに力率改善モジュールをオフにすることにより、入出力側にいずれも過電流現象に対する検出機能を実現することができる。 (2) connecting a Hall current sensor in series with the AC side of the power factor correction module to detect the current on the AC side, and then taking the sampling signal output from the sensor as the input signal of the drive protection module; Coupled with a sampling resistor connected in series with the negative output end of the power factor correction module, the voltage detected by the sampling resistor is also input to the drive protection module, and one of the two input voltages is the current detection and drive protection module. exceeds the preset voltage, the protection of the current detection and drive protection module is triggered, and the power factor correction module is turned off, so that both the input and output sides can realize the detection function against overcurrent phenomenon.

(3)ホール電流センサとサンプリング抵抗が設置された力率改善回路に対し、異なる電流流路においていずれもホール電流センサ及び/又はサンプリング抵抗に基づいて電圧をサンプリングし、かつサンプリング電圧の検出結果に基づいて短絡現象が存在するか否かを決定することができ、したがって、力率改善モジュールにおける第1のスイッチングトランジスタ、第2のスイッチングトランジスタ、第3のスイッチングトランジスタ及び第4のスイッチングトランジスタの異なる結合流路の検出需要を満たすことができる。 (3) For a power factor correction circuit equipped with a Hall current sensor and a sampling resistor, sampling the voltage in different current paths according to the Hall current sensor and/or the sampling resistor, and according to the sampling voltage detection result Therefore, the different combinations of the first switching transistor, the second switching transistor, the third switching transistor and the fourth switching transistor in the power factor correction module. It can meet the detection demand of the flow path.

以上は図面と組み合わせて本願の技術的手段を詳細に説明し、交流側の電流を検出するために、力率改善モジュールの交流側に1つのホール電流センサを直列接続し、続いて該センサから出力されたサンプリング信号を駆動保護モジュールの入力信号として、力率改善モジュールの負極出力端に直列接続されたサンプリング抵抗と結合し、該サンプリング抵抗で検出された電圧も駆動保護モジュールに入力し、この2つの入力電圧のいずれかが電流検出及び駆動保護モジュールのプリセット電圧を超えると、電流検出及び駆動保護モジュールの保護をトリガするとともに力率改善モジュールをオフにする。 The above describes the technical means of the present application in detail in combination with the drawings. In order to detect the current on the AC side, a Hall current sensor is connected in series on the AC side of the power factor correction module, and then from the sensor The output sampling signal is used as the input signal of the drive protection module, and is combined with a sampling resistor connected in series with the negative output terminal of the power factor correction module, and the voltage detected by the sampling resistor is also input to the drive protection module, If either of the two input voltages exceeds the preset voltage of the current detection and drive protection module, it will trigger the protection of the current detection and drive protection module and turn off the power factor correction module.

当業者であれば分かるように、本願の実施例は方法、システム、又はコンピュータプログラム製品として提供されてもよい。したがって、本願は、完全なハードウェア実施例、完全なソフトウェア実施例、又はソフトウェアとハードウェアとを結合する実施例の形態を用いることができる。また、本願は、コンピュータの使用可能なプログラムコードを含むコンピュータの使用可能な1つ以上の記憶媒体(磁気ディスクメモリ、CD-ROM、光学メモリなどを含むがこれらに限定されない)で実施されるコンピュータプログラム製品の形態を用いることができる。 As will be appreciated by those skilled in the art, embodiments of the present application may be provided as a method, system, or computer program product. Accordingly, the present application may take the form of an entirely hardware embodiment, an entirely software embodiment, or an embodiment combining software and hardware. The present application also describes a computer implemented on one or more computer-usable storage media (including, but not limited to, magnetic disk memory, CD-ROM, optical memory, etc.) containing computer-usable program code. A form of program product can be used.

本願は、本願の実施例に係る方法、機器(システム)、及びコンピュータプログラム製品のフローチャート及び/又はブロック図を参照して説明する。コンピュータプログラム命令によってフローチャート及び/又はブロック図における各フロー及び/又はブロック、及びフローチャート及び/又はブロック図におけるフロー及び/又はブロックの結合を実現することができることを理解すべきである。これらのコンピュータプログラム命令を汎用コンピュータ、専用コンピュータ、組み込みプロセッサ又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに提供して1つの機器を製造してもよく、それにより、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサによって実行される命令はフローチャートにおける1つのフロー又は複数のフロー及び/又はブロック図における1つのブロック又は複数のブロックに指定された機能を実現するための装置を製造する。 This application is described with reference to flowchart illustrations and/or block diagrams of methods, apparatus (systems) and computer program products according to embodiments of the application. It should be understood that each flow and/or block in the flowchart illustrations and/or block diagrams, and combinations of flows and/or blocks in the flowchart illustrations and/or block diagrams, can be implemented by computer program instructions. These computer program instructions may be provided to a general purpose computer, special purpose computer, embedded processor or processor of other programmable data processing apparatus to produce a single apparatus, thereby rendering the processor of the computer or other programmable data processing apparatus The instructions executed by produce an apparatus for performing the functions specified in the flow or flows in the flowcharts and/or the block or blocks in the block diagrams.

これらのコンピュータプログラム命令はコンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置が特定の方式で動作するように案内するコンピュータ読み取り可能なメモリに記憶されてもよく、それにより、該コンピュータ読み取り可能なメモリに記憶された命令は命令装置を含む製造品を製造し、該命令装置はフローチャートにおける1つのフロー又は複数のフロー及び/又はブロック図における1つのブロック又は複数のブロックに指定された機能を実現する。 These computer program instructions may be stored in a computer readable memory that direct a computer or other programmable data processing apparatus to operate in a particular manner, whereby the instructions stored in the computer readable memory are The instructions produce an article of manufacture that includes instruction devices that implement the functions specified in a flow or flows in flowcharts and/or in a block or blocks in block diagrams.

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ、又は他のプログラマブル装置に一連の動作ステップを実行させて、コンピュータにより実施可能な処理を生成するように、コンピュータ、又は他のプログラマブルデータ処理装置にロードしてもよく、それにより、コンピュータ、又は他のプログラマブル装置において実行される命令は、フローチャートにおける1つのフロー又は複数のフロー及び/又はブロック図における1つのブロック又は複数のブロックに指定される機能を実現するためのステップを提供する。 These computer program instructions may be loaded into a computer or other programmable data processing apparatus to cause the computer or other programmable apparatus to perform a series of operational steps to produce a computer-implementable process. Often, instructions executed on a computer, or other programmable device, are executed thereby to implement the functions specified in a flow or flows in the flowchart illustrations and/or in a block or blocks in the block diagrams. provide steps for

特許請求の範囲において、括弧の中のいずれかの参照符号は、特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではないことに注意されたい。用語「含む」は、特許請求の範囲に列挙されていない部品又はステップの存在を排除しない。部品の前に位置する用語「一」又は「1つ」は、そのような部品が複数存在することを排除しない。本願は、いくつかの異なる部品を含むハードウェア及び適切にプログラムされたコンピュータによって実現されることができる。複数の装置を列挙するモジュール請求項において、これらの装置のうちの複数は同一のハードウェア項目によって具体的に表現することができる。用語の第1の、第2の、及び第3のなどの使用はいかなる順序も示さない。これらの用語を名称として解釈することができる。 In the claims, it should be noted that any reference signs placed between parentheses shall not be construed as limiting the claim. The term "comprising" does not exclude the presence of elements or steps not listed in a claim. The term "one" or "one" preceding an item does not exclude the presence of a plurality of such items. The present application can be implemented by means of hardware including several different parts and a suitably programmed computer. In modular claims enumerating several devices, several of these devices can be embodied by one and the same item of hardware. The use of the terms first, second, third, etc. does not indicate any order. These terms can be interpreted as names.

本願の好ましい実施例を説明したが、当業者は基本的な創造性概念を知ると、これらの実施例に対して他の変更及び修正を行うことができる。したがって、添付された特許請求の範囲は好ましい実施例及び本出願の範囲に属する全ての変更及び修正を含むと解釈すべきである。 Although preferred embodiments of the present application have been described, those skilled in the art can make other changes and modifications to these embodiments once they are aware of the basic creative concepts. Therefore, the appended claims should be interpreted as covering the preferred embodiment and all changes and modifications that fall within the scope of this application.

明らかに、当業者は本願の特許請求の範囲及びその同等技術の範囲から逸脱せずに本願に対して様々な変更及び変形を行うことができ、本願もこれらの変更及び変形を含むことを意図する。 Clearly, one of ordinary skill in the art can make various modifications and variations to this application without departing from the scope of the claims and equivalents thereof, and it is intended that this application also includes these modifications and variations. do.

Claims (11)

給電信号を受信する力率改善モジュールであって、前記給電信号を制御して負荷に給電するように構成されるスイッチングトランジスタを含む力率改善モジュールと、
前記力率改善モジュールの駆動入力端に接続され、前記力率改善モジュールにスイッチング信号を出力するために用いられるスイッチング駆動モジュールと、
前記スイッチング駆動モジュールに接続され、前記スイッチング信号の出力をオンにし又は前記スイッチング信号の出力をオフにするように前記スイッチング駆動モジュールを制御するために用いられる制御モジュールと、
前記力率改善モジュールの入力側に設けられて、入力電流を収集し、かつ前記入力電流をサンプリング信号とする電流センサと、
前記電流センサ及び前記制御モジュールに接続され、前記サンプリング信号が第1の安全閾値より大きければ、前記制御モジュールに保護信号を出力する駆動保護モジュールであって、前記保護信号は前記スイッチング駆動モジュールの出力をオフにするように前記制御モジュールをトリガするために用いられる駆動保護モジュールと、を含む、力率改善回路。
a power factor correction module for receiving a power supply signal, the power factor correction module including a switching transistor configured to control the power supply signal to power a load;
a switching drive module connected to a drive input end of the power factor correction module and used to output a switching signal to the power factor correction module;
a control module connected to the switching drive module and used to control the switching drive module to turn on or turn off the output of the switching signal;
a current sensor installed at the input side of the power factor correction module for collecting an input current and taking the input current as a sampling signal;
a drive protection module connected to the current sensor and the control module and outputting a protection signal to the control module if the sampling signal is greater than a first safety threshold, the protection signal being the output of the switching drive module; a drive protection module used to trigger the control module to turn off the power factor correction circuit.
前記力率改善モジュールの負極出力端に設けられ、かつ前記駆動保護モジュールに接続されるサンプリング抵抗をさらに含み、前記駆動保護モジュールは前記サンプリング抵抗における電圧降下が第2の安全閾値を超えることを検出したとき、前記制御モジュールに前記保護信号を出力する、請求項1に記載の力率改善回路。 further comprising a sampling resistor provided at the negative output end of the power factor correction module and connected to the drive protection module, wherein the drive protection module detects that the voltage drop across the sampling resistor exceeds a second safety threshold; 2. The power factor correction circuit of claim 1, outputting said protection signal to said control module when said power factor correction circuit. 前記力率改善モジュールと交流電源との間に設けられるリアクトルと、
前記交流電源のライブライン端とニュートラルライン端との間に設けられ、かつ前記制御モジュールに接続され、前記ライブライン端と前記ニュートラルライン端との間のゼロクロス検出信号を収集するために用いられるゼロクロス検出モジュールと、をさらに含み、
前記制御モジュールは、さらに、前記ゼロクロス検出モジュールから出力されたゼロクロス検出信号に基づいて前記交流電源の位相状態を特定して、前記位相状態に基づいて前記スイッチング駆動モジュールにスイッチング制御信号を出力することで、前記リアクトルを充電するように制御するために用いられ、
前記交流電源は前記給電信号を出力するために用いられる、請求項2に記載の力率改善回路。
a reactor provided between the power factor correction module and an AC power supply;
a zero crossing provided between a live line end and a neutral line end of the AC power supply and connected to the control module and used to collect a zero crossing detection signal between the live line end and the neutral line end; further comprising a detection module;
The control module further identifies a phase state of the AC power supply based on the zero-cross detection signal output from the zero-cross detection module, and outputs a switching control signal to the switching drive module based on the phase state. is used to control the reactor to charge,
3. The power factor correction circuit of claim 2, wherein said AC power supply is used to output said power supply signal.
前記電流センサは、前記交流電源と前記リアクトルとの間に設けられ、
前記駆動保護モジュールは、さらに、前記サンプリング信号が第1の安全閾値より大きいことを検出したとき、前記制御モジュールに前記保護信号を出力して、前記スイッチング駆動モジュールの出力をオフにするために用いられる、請求項3に記載の力率改善回路。
The current sensor is provided between the AC power supply and the reactor,
The drive protection module is further used to output the protection signal to the control module to turn off the output of the switching drive module when detecting that the sampling signal is greater than a first safety threshold. 4. The power factor correction circuit of claim 3, wherein:
前記力率改善モジュールは、第1のスイッチングトランジスタ、第2のスイッチングトランジスタ、第3のスイッチングトランジスタ及び第4のスイッチングトランジスタで構成され、前記第1のスイッチングトランジスタ、前記第2のスイッチングトランジスタ、前記第3のスイッチングトランジスタ及び前記第4のスイッチングトランジスタにはフリーホイールダイオードが逆並列接続され、前記第1のスイッチングトランジスタのドレインと前記第2のスイッチングトランジスタのドレインとは直列接続され、かつ接続点が前記力率改善モジュールの正極出力端とされ、前記第3のスイッチングトランジスタのソースと第4のスイッチングトランジスタのソースとは直列接続され、接続点が前記負極出力端とされて、前記サンプリング抵抗に直列接続された後に接地され、前記第1のスイッチングトランジスタのソースと前記第3のスイッチングトランジスタのドレインとは直列接続され、かつ接続点が前記ライブライン端に接続され、前記第2のスイッチングトランジスタのソースと前記第4のスイッチングトランジスタのドレインとは直列接続され、かつ接続点が前記ニュートラルライン端に接続される、請求項4に記載の力率改善回路。 The power factor correction module is composed of a first switching transistor, a second switching transistor, a third switching transistor and a fourth switching transistor, and the first switching transistor, the second switching transistor and the 3 and the fourth switching transistor are connected in anti-parallel with a freewheel diode, the drain of the first switching transistor and the drain of the second switching transistor are connected in series, and the connection point is the The positive output terminal of the power factor correction module is connected in series with the source of the third switching transistor and the source of the fourth switching transistor, and the connection point is the negative output terminal and is connected in series with the sampling resistor. The source of the first switching transistor and the drain of the third switching transistor are connected in series, the connection point is connected to the live line end, and the source of the second switching transistor and the 5. A power factor correction circuit according to claim 4, connected in series with the drain of said fourth switching transistor and having a connection point connected to said neutral line end. 前記スイッチング駆動モジュールは前記第1のスイッチングトランジスタと前記第3のスイッチングトランジスタを駆動するために用いられる第1のスイッチング駆動モジュール、及び前記第2のスイッチングトランジスタと前記第4のスイッチングトランジスタを駆動するために用いられる第2のスイッチング駆動モジュールを含み、
前記駆動保護モジュールは前記サンプリング信号が第1の安全閾値より大きいこと及び/又は前記電圧降下が第2の安全閾値より大きいことを検出したとき、前記制御モジュールをトリガして前記第1のスイッチング駆動モジュールと前記第2のスイッチング駆動モジュールの駆動出力をオフにする、請求項5に記載の力率改善回路。
The switching drive module is a first switching drive module used to drive the first switching transistor and the third switching transistor, and for driving the second switching transistor and the fourth switching transistor. a second switching drive module for
When the drive protection module detects that the sampling signal is greater than a first safety threshold and/or the voltage drop is greater than a second safety threshold, the drive protection module triggers the control module to perform the first switching drive. 6. The power factor correction circuit of claim 5, wherein the module and the drive output of the second switching drive module are turned off.
前記制御モジュールは、さらに、前記交流電源の入力電圧が正の半周期にある場合、前記第1のスイッチングトランジスタと前記第4のスイッチングトランジスタをオンにさせるためのスイッチング信号を出力し、かつ対応するフリーホイールダイオードをバイパスするように前記スイッチング駆動モジュールを制御するために用いられ、
前記制御モジュールは、さらに、前記交流電源の入力電圧が負の半周期にある場合、前記第2のスイッチングトランジスタと前記第3のスイッチングトランジスタをオンにさせるためのスイッチング信号を出力し、かつ対応するフリーホイールダイオードをバイパスするように前記スイッチング駆動モジュールを制御して、同期整流を実現するために用いられる、請求項5に記載の力率改善回路。
The control module further outputs a switching signal for turning on the first switching transistor and the fourth switching transistor when the input voltage of the AC power supply is in a positive half cycle, and corresponding used to control the switching drive module to bypass the freewheeling diode;
The control module further outputs a switching signal for turning on the second switching transistor and the third switching transistor when the input voltage of the AC power supply is in a negative half cycle, and corresponding 6. The power factor correction circuit of claim 5, used to control the switching drive module to bypass a freewheeling diode to achieve synchronous rectification.
前記制御モジュールは、さらに、前記交流電源の入力電圧が正の半周期にある場合、前記ゼロクロス検出信号と前記スイッチング信号に基づいて前記第3のスイッチングトランジスタと前記第4のスイッチングトランジスタのオンオフを制御し、前記第3のスイッチングトランジスタと前記第4のスイッチングトランジスタをオンにしたとき、前記リアクトルを充電し、前記第3のスイッチングトランジスタと前記第4のスイッチングトランジスタをオフにしたとき、前記第1のスイッチングトランジスタをオンにして、前記リアクトルが負荷に給電するために用いられ、
前記制御モジュールは、さらに、前記交流電源の入力電圧が負の半周期にある場合、前記ゼロクロス検出信号と前記スイッチング信号に基づいて前記第3のスイッチングトランジスタと前記第4のスイッチングトランジスタのオンオフを制御し、前記第3のスイッチングトランジスタと前記第4のスイッチングトランジスタをオンにしたとき、前記リアクトルを充電し、前記第3のスイッチングトランジスタと前記第4のスイッチングトランジスタをオフにしたとき、前記第2のスイッチングトランジスタをオンにするように駆動して、前記リアクトルが負荷に給電するために用いられて、力率改善を実現する、請求項5に記載の力率改善回路。
The control module further controls on/off of the third switching transistor and the fourth switching transistor based on the zero-crossing detection signal and the switching signal when the input voltage of the AC power supply is in a positive half cycle. and when the third switching transistor and the fourth switching transistor are turned on, the reactor is charged, and when the third switching transistor and the fourth switching transistor are turned off, the first turning on the switching transistor, the reactor is used to feed the load;
The control module further controls on/off of the third switching transistor and the fourth switching transistor based on the zero-cross detection signal and the switching signal when the input voltage of the AC power supply is in a negative half cycle. and when the third switching transistor and the fourth switching transistor are turned on, the reactor is charged, and when the third switching transistor and the fourth switching transistor are turned off, the second 6. The power factor correction circuit of claim 5, wherein the reactor is used to power a load by driving a switching transistor on to provide power factor correction.
母線コンデンサをさらに含み、前記母線コンデンサの一端は前記正極出力端に接続され、前記母線コンデンサの他端は接地され、スイッチング駆動モジュールは前記スイッチング信号を出力したとき、前記交流電源によって前記母線コンデンサを充電し、又は前記母線コンデンサを放電させ、スイッチング駆動モジュールは前記スイッチング信号を出力しないとき、前記母線コンデンサを放電させる、請求項5に記載の力率改善回路。 further comprising a bus capacitor, one end of the bus capacitor is connected to the positive output terminal, the other end of the bus capacitor is grounded, and the switching drive module, when outputting the switching signal, causes the bus capacitor to be driven by the AC power supply; 6. The power factor correction circuit of claim 5, charging or discharging the bus capacitor, and discharging the bus capacitor when the switching drive module does not output the switching signal. 前記力率改善モジュールの直流出力端に接続され、前記力率改善モジュールの直流出力を受信して、負荷に給電するために用いられる負荷駆動モジュールをさらに含み、
前記制御モジュールは、さらに負荷駆動モジュールに接続されて、前記負荷駆動モジュールに逆変換制御信号を出力するために用いられる、請求項1~8のいずれか一項に記載の力率改善回路。
further comprising a load driving module connected to the DC output end of the power factor correction module and used to receive the DC output of the power factor correction module to power a load;
The power factor correction circuit according to any one of claims 1 to 8, wherein said control module is further connected to a load driving module and used to output an inverse control signal to said load driving module.
請求項1~10のいずれか一項に記載の力率改善回路を含む、空気調和機。 An air conditioner comprising the power factor correction circuit according to any one of claims 1 to 10.
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