一种功率转换电路、方法及空调器技术

本发明专利技术涉及一种功率转换电路、方法及空调器。所述电路包括第一储能电路、半桥切换电路、整流电路、第二储能电路和控制信号产生电路；交流电源一端连接第一储能电路的一端，第一储能电路的另一端连接半桥切换电路，半桥切换电路、整流电路、第二储能电路以及负载并联；交流电源的另一端连接整流电路，控制信号产生电路连接半桥切换电路。本发明专利技术元器件数量少，电路结构简单、安装该电路的装置体积小，成本低；在电源输入电压的正半周期和负半周期电流通路均仅流过2个功率器件，有效降低电流通路上的功率元器件数目，发热能有效减小，转换效率提高，且本发明专利技术电路共模干扰小，EMI容易实现。

Power conversion circuit, method and air conditioner

The invention relates to a power conversion circuit, a method and an air conditioner. The circuit comprises a first storage circuit, half bridge switching circuit, rectifier circuit, storage circuit second and a control signal generating circuit; AC power supply is connected to one end of a first storage circuit, the other end is connected to the first energy storage switching half bridge circuit, half bridge switching circuit, rectifier circuit, storage circuit and second parallel load; the other end is connected with the AC power rectifier circuit, control signal generating circuit is connected with the half bridge switching circuit. The present invention fewer components, simple circuit structure, the installation of the circuit device has the advantages of small volume, low cost; in the positive half cycle of the input voltage of the power supply and the negative half cycle current path only through 2 power devices, effectively reduce the number of power devices on the current path, the heating can be effectively reduced, and the conversion efficiency. The invention of the circuit common mode interference is small, easy to implement EMI.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及功率转换
，尤其涉及一种功率转换电路、方法及空调器。
技术介绍
现有技术中，一些负载为非纯电阻负载，如变频空调的负载为压缩机电机，压缩机电机属于非纯电阻负载，存在电压电流相位不一致的情况，并且传统逆变电路经过整流滤波后电流波形发生畸变，功率因数较低和谐波较大，给电网造成很严重的污染，因此必须引入一种功率转换电路(下称PFC)，使其输入电流谐波满足现有的谐波要求。传统BOOSTPFC因其结构简单，稳定性好，得到广泛应用。但由于工作时，主回路至少3个功率器件有电流流过，因此存在发热大，大功率应用时损耗大的问题，另外，所有电流都流经1个IGBT，因此也制约了大功率的应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种功率转换电路、方法及空调器。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种功率转换电路，包括第一储能电路、半桥切换电路、整流电路、第二储能电路和控制信号产生电路；交流电源一端连接第一储能电路的一端，第一储能电路的另一端连接半桥切换电路，半桥切换电路、整流电路、第二储能电路以及负载并联；交流电源的另一端连接整流电路，控制信号产生电路连接半桥切换电路，控制半桥切换电路中的两个开关管在整个交流电周期以互补方式工作，每半个交流电周期只控制一个开关管通断,另一个开关管在该半个交流电周期内处于关断状态，实现控制第一储能电路和第二储能电路的充放电。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种空调器，包括上述技术方案所述的功率转换电路，所述功率转换电路的负载端连接IPM逆变电路，所述IPM逆变电路空调压缩机，控制信号产生电路包括PFC控制端和IPM逆变电路控制端，所述PFC控制端连接半桥切换电路，所述IPM逆变电路控制端连接IPM逆变电路。为实现上述专利技术目的，本专利技术还提供了一种功率转换方法，其利用上述技术方案所述功率转换电路实现，具体包括如下步骤：S1，采集交流电压、直流母线电压和电路中的电流值；S2，根据交流电压、直流母线电压和电流值产生控制信号；S3，将控制信号发送给半桥切换电路，控制半桥切换电路中的两个开关管在整个交流电周期以互补方式工作，每半个交流电周期只控制一个开关管通断,另一个开关管在该半个交流电周期内处于关断状态，实现第一储能电路和第二储能电路的充放电。本专利技术的有益效果是：本专利技术电路由一个电感、两个开关管、两个普通二极管和一个储能电路构成，无需整流桥，元器件数量少，电路结构简单、安装该电路的装置体积小，成本低；在电源输入电压的正半周期和负半周期电流通路均仅流过2个功率器件，有效降低电流通路上的功率元器件数目，发热能有效减小，转换效率提高，且本专利技术电路共模干扰小，EMI容易实现。附图说明图1为本专利技术所述功率转换电路示意图；图2a-2b为本专利技术电源输入电压正半周期时电流流通情况示意图；图3a-3b为本专利技术电源输入电压负半周期时电流流通情况示意图；图4为本专利技术所述空调器示意图；图5为本专利技术所述功率转换方法示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、第一储能电路，2、半桥切换电路，3、整流电路，4、第二储能电路，5、控制信号产生电路。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例1，如图1所示，一种功率转换电路，包括第一储能电路1、半桥切换电路2、整流电路3、第二储能电路4和控制信号产生电路5；交流电源一端连接第一储能电路1的一端，第一储能电路2的另一端连接半桥切换电路3，半桥切换电路4、整流电路4、第二储能电路5以及负载并联；交流电源的另一端连接整流电路3，控制信号产生电路5连接半桥切换电路2，控制半桥切换电路中的两个开关管在整个交流电周期以互补方式工作，每半个交流电周期只控制一个开关管通断,另一个开关管在该半个交流电周期内处于关断状态，实现控制第一储能电路和第二储能电路的充放电。每半个交流电周期，控制信号产生电路5通过输出一定频率的PWM信号(一般10K-30KHZ)使得半桥切换电路的一个开关管开通和关断，另一个开关管在该半个交流电周期内处于关断状态。所述第一储能电路1的另一端连接半桥切换电路2的第一开关管S1和第二开关管S2的公共端,控制信号产生电路5连接半桥切换电路2的第一开关管S1和第二开关管S2的控制端；在每半个交流电周期，被控开关管导通时,交流电源的电流流经交流电源、第一储能电路1、半桥切换电路2中的被控开关管和整流电路3流回到交流电源，实现对第一储能电路1的储能过程；在被控开关管关断时，第一储能电路1通过半桥切换电路2中的另一开关管的续流二极管、第二储能电路4和整流电路3，实现对第二储能电路4的充电。具体地，所述第一储能电路1采用电感L，所述第二储能电路4采用电容器C。所述半桥切换电路2包括串联的第一开关管S1和第二开关管S2，所述第一开关管S1和第二开关管S2根据控制信号产生电路发送的控制信号不同时导通，以互补方式工作。所述整流电路3包括串联的第一二极管D1和第二二极管D2，所述交流电源的另一端连接整流电路3的第一二极管D1和第二二极管D2的公共端。所述第一开关管S1和第二开关管S2均采用MOS管,所述第一开关管S1和第二开关管S2的栅极均连接至控制信号产生电路，第一开关管S1的源极与第二开关管S2的漏极通过第一储能电路连接至交流电源的一端；所述第一开关管S1的漏极连接第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极和第二二极管D2的正极均连接至交流电源的另一端，所述第二二极管D2的负极连接第二开关管S2的源极。实施例2，与实施例1不同的是所述第一开关管S1和第二开关管S2均采用IGBT，所述第一开关管S1和第二开关管S2的门极均连接至控制信号产生电路，第一开关管S1的集电极与第二开关管S2的发射极通过第一储能电路连接至交流电源的一端；所述第一开关管S1的发射极连接第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极和第二二极管D2的正极均连接至电源的另一端，所述第二二极管D2的负极连接第二开关管S2的集电极。实施例1和实施例2中的所述控制信号产生电路5包括交流电压采样电路、直流母线电压采集电路，电流采样电路和MCU，所述交流电压采样电路、直流母线电压采集电路，电流采样电路均与MCU的输入端连接，所述MCU的输出端连接第一开关管S1和第二开关管S2的控制端；所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率转换电路，其特征在于，包括第一储能电路(1)、半桥切换电路(2)、整流电路(3)、第二储能电路(4)和控制信号产生电路(5)；交流电源一端连接第一储能电路(1)的一端，第一储能电路(1)的另一端连接半桥切换电路(2)，半桥切换电路(2)、整流电路(3)、第二储能电路(4)以及负载并联；交流电源的另一端连接整流电路(3)，控制信号产生电路(5)连接半桥切换电路(2)，控制半桥切换电路(2)中的两个开关管在整个交流电周期以互补方式工作，每半个交流电周期只控制一个开关管通断,另一个开关管在该半个交流电周期内处于关断状态，实现第一储能电路(1)和第二储能电路(4)的充放电。

【技术特征摘要】
1.一种功率转换电路，其特征在于，包括第一储能电路(1)、半桥切
换电路(2)、整流电路(3)、第二储能电路(4)和控制信号产生电路(5)；
交流电源一端连接第一储能电路(1)的一端，第一储能电路(1)的另
一端连接半桥切换电路(2)，半桥切换电路(2)、整流电路(3)、第二
储能电路(4)以及负载并联；交流电源的另一端连接整流电路(3)，控制
信号产生电路(5)连接半桥切换电路(2)，控制半桥切换电路(2)中的两
个开关管在整个交流电周期以互补方式工作，每半个交流电周期只控制一个
开关管通断,另一个开关管在该半个交流电周期内处于关断状态，实现第一
储能电路(1)和第二储能电路(4)的充放电。
2.根据权利要求1所述功率转换电路，其特征在于，所述半桥切换电
路(2)包括串联的第一开关管S1和第二开关管S2，所述第一储能电路(1)
的另一端连接半桥切换电路(2)的第一开关管S1和第二开关管S2的公共
端,控制信号产生电路(5)连接半桥切换电路(2)的第一开关管S1和第
二开关管S2的控制端；
在每半个交流电周期，被控开关管导通时,交流电源的电流流经交流电
源、第一储能电路(1)、半桥切换电路(2)中的被控开关管和整流电路(3)
流回到交流电源，实现对第一储能电路(1)的储能过程；在被控开关管关
断时，第一储能电路(1)通过半桥切换电路(2)中的另一开关管的续流二
极管、第二储能电路(4)和整流电路(3)，实现对第二储能电路(4)的
充电。
3.根据权利要求2所述功率转换电路，其特征在于，所述整流电路(3)
包括串联的第一二极管D1和第二二极管D2,所述交流电源的另一端连接整
流电路(3)的第一二极管D1和第二二极管D2的公共端。
4.根据权利要求3所述功率转换电路，其特征在于，所述第一开关管
S1和第二开关管S2均采用MOS管,所述第一开关管S1和第二开关管S2的栅
极均连接至控制信号产生电路，第一开关管S1的源极与第二开关管S2的漏
极通过第一储能电路连接至交流电源的一端；所述第一开关管S1的漏极连
接第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极和第二二极管D2的正极均
连接至交流电源的另一端，所述第二二极管D2的负极连接第二开关管S2的
源极。
5.根据权利要求3所述功率转换电路，其特征在于，所述第一开关管
S1和第二开关管S2均采用IGBT，所述第一开关管S1和第二开关管S2的门
极均连接至控制信号产生电路，第一开关管S1的集电极与第二开关管S2的
发射极通过第一储能电路连接至交流电源的一端；所述第一开关管S1的发
射极连接第一二...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏立志，李洪涛，阳序仁，
申请(专利权)人：美的集团武汉制冷设备有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42