功率因数校正电路和空调器制造技术

本发明专利技术提供了一种功率因数校正电路和空调器，其中，功率因数校正电路包括：功率因数校正模块，接收供电信号，功率因数校正模块包括开关管，开关管被配置为控制供电信号对负载供电；驱动模块，连接至开关管的驱动输入端，用于向功率因数校正模块输出开关信号；控制模块，连接至驱动模块，用于控制驱动模块开启输出开关信号或关闭输出开关信号；电流互感器，设置于功率因数校正模块的输入侧，以采集输入检测信号；霍尔电流感应器，设置于功率因数校正模块的输出侧，以采集输出检测信号；驱动保护模块与控制模块、电流互感器以及霍尔电流感应器连接。通过本发明专利技术的技术方案，能够更加直接的检测到整流器是否出现异常，检测方式的实用性更高。

Power Factor Correction Circuit and Air Conditioner

【技术实现步骤摘要】
功率因数校正电路和空调器
本专利技术涉及空调
，具体而言，涉及一种功率因数校正电路和一种空调器。
技术介绍
相关技术中，功率因数校正电路(powerfactorcorrection，即PFC电路)采用大功率MOS开关技术作为主功率器件替代IGBT器件，利用MOS低导通阻抗的特性取代IGBT导通压降恒定的特性实现在中小功率下的功耗降低，以实现降低空调器的功耗。采用四个开关管构成功率因数校正模块，并采用两个半桥驱动芯片驱动，其中一个驱动芯片具有保护功能，结合采样电阻进行过流检测，若检测到大电流，则触发关闭对四个开关的驱动输出，以进行过流保护，但是该方案存在以下缺陷：如图1所示，现有的保护方案只能实现上下的Q1与Q3出现异常，或上下的Q2与Q4出现异常时的检测，而在实际应用中上下两个开关管由于驱动模块本身可以内置互锁保护电路，上下桥臂直通很难出现，所以该采用采样电阻的保护方案对应的故障出现的概率很低，实用性比较差。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提供一种功率因数校正电路。本专利技术的另一个目的在于提供一种空调器。为了实现上述目的，根据本专利技术的第一方面的实施例，提供了一种功率因数校正电路，包括：功率因数校正模块，接收供电信号，所述功率因数校正模块包括开关管，所述开关管被配置为控制所述供电信号对负载供电；驱动模块，连接至所述开关管的驱动输入端，用于向所述功率因数校正模块输出开关信号；控制模块，连接至所述驱动模块，用于控制所述驱动模块开启输出所述开关信号或关闭输出所述开关信号；电流互感器，设置于所述功率因数校正模块的输入侧，以采集输入检测信号；霍尔电流感应器，设置于所述功率因数校正模块的输出侧，以采集输出检测信号；驱动保护模块，与所述控制模块、所述电流互感器以及所述霍尔电流感应器连接，用于根据所述输入检测信号和/或所述输出检测信号的检测结果，确定是否向所述控制模块输出保护信号，所述保护信号用于触发所述控制模块关闭所述驱动模块的驱动输出。在该技术方案中，在功率因数校正模块的交流输入端设置电流互感器采集输入端电流信号，并转换为电压信号，以作为输入检测信号，以及在直流输出端设置霍尔电流传感器采集输出端电流信号，并转换为电压信号，以作为输出检测信号，通过将输入检测信号与输出检测信号分别传输至驱动保护模块上，以由驱动保护模块检测是否出现过流现象，以在检测到出现过流现象的情况下，控制停止向功率因数校正模块输出开关信号，由于电流互感器与霍尔电流传感器直接采集功率因数校正模块的输入端电流与输出端电流，使功率因数校正模块在执行不同的功能操作时对应的不同电流流路均可以通过上述传感器采集到，并进行电路异常检测，因此能够更加直接的检测到整流器是否出现异常，以及在确定出现异常时，在不同的工况下能够确定对应的异常部件，相对于现有技术中采用具有保护功能的驱动芯片结合采样电阻进行过流检测的方案，局限性更小，并且更加具有针对性与实用性。其中，本领域的技术人员能够理解的是，电流互感器是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换为二次侧小电流来测量的仪器，电流互感器应用于工频大电流的测量场合，以实现变流和电气隔离功能，基于电磁感应原理，输出电压与交流侧电流的变化率成正比，因此能够准确检测交流侧是否出现过流现象，通过电流互感器采集通过电抗器的电流信号，并转为相应的电压信号输送给驱动保护模块，以基于电流互感器采集的电压信号，判断是否出现过流现象。霍尔电流传感器是利用霍尔效应将一次大电流变换为二次微小电压信号的传感器，并结合运算放大器，将微小电压信号放大为标准电压，也就是说霍尔电流传感器对外输出电压信号，并与驱动保护模块内置的安全阈值进行比较，根据比较的结果确定电路中是否出现短路过流现象，由于霍尔电流传感器既可以测量交流，也可以测量直流，在交流侧设置有电流互感器的前提下，将功率因数校正模块设置在直流输出侧，以基于电流互感器与霍尔电流传感器之间的配合，检测电路中是否出现过流现象。在上述任一项技术方案中，可选地，还包括：第一电抗器与第二电抗器，第一电抗器设置于交流电源的火线、所述第二电抗器设置于所述交流电源的零线上；过零检测模块，设置在所述交流电源的火线端与零线端之间，并连接至所述控制模块，所述过零检测模块用于采集所述火线端与所述零线端之间的过零检测信号；所述控制模块还用于：根据所述过零检测模块输出的过零检测信号确定所述述交流电源的相位状态，以根据所述相位状态向所述驱动模块输出对应的开关控制信号，其中，所述交流电源用于输出所述供电信号，所述电流互感器设置于所述交流电源的火线端与所述第一电抗器之间，或设置于所述交流电源的零线端与所述第二电抗器之间。在该技术方案中，通过设置两个并联的第一电抗器和第二电抗器，相对于单电抗器电路，一方面，能够可现两个电抗器叠加的效果，另一方面，能够代替装配困难的大尺寸电抗器，安装在功率因数校正电路中，以降低安装难度。进一步地，通过将并联的第一电抗器与第二电抗器设置在功率因数校正模块的交流输入端与交流电源之间，在交流电源进行交流输出时，并联的第一电抗器与第二电抗器能够将从交流电源供给的电能转换为磁能以作为能量存储，并能够通过释放该能量来实现PFC电路的升压和功率因数的改善。另外，通过在火线与零线之间设置过零检测模块，以由过零检测模块判断交流电源的实时相位，以便根据不同的相位状态驱动功率因数校正模块中不同的开关器件执行开关操作，以分别实现整流功能或功率因数校正(PFC)功能，从而基于整流功能实现负载端的直流供电，或通过PFC控制，使交流侧电压与交流侧电流在相位上达到一致。其中，产生过流现象的原因很多，比如电路受到干扰引起控制模块死机复位，或者并联的第一电抗器与第二电抗器发生短路异常等等。在上述任一项技术方案中，可选地，所述功率因数校正模块由第一开关管、第二开关管、第三开关管与第四开关管构造形成，第一开关管与第二开关管设置于功率因数校正模块的上部，第三开关管与第四开关管设置于功率因数校正模块的下部，第一开关管与第三开关管设置于功率因数校正模块的左部，第二开关管与第四开关管设置于功率因数校正模块的右部，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管与所述第四开关管均自带续流二极管，将所述第一开关管的漏极与所述第二开关管的漏极串联，并将连接点确定为所述输出侧的第一输出端，将所述第三开关管的源极与第四开关管的源极串联，并将连接点确定为所述输出侧的第二输出端，将所述第一开关管的源极与所述第三开关管的漏极串联，并将连接点连接至所述火线端，将所述第二开关管的源极与所述第四开关管的漏极串联，并将连接点连接至所述零线端。具体地，第一开关管、第二开关管、第三开关管及第四开关管均可以为MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransIstor，金属氧化物半导体场效应晶体管，即MOS管)，例如超结MOSFET、或者SiC-MOSFET。MOS管的工作方式，通过栅极控制源极与漏极之间通断实现开关，导通时需要栅极电源大于源极电源。在该技术方案中，通过设置由四个开关管构成的功率因数校正模块，结合控制模块输出的控制指令，控制电路分别执行整流操作或功率因数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率因数校正电路，其特征在于，包括：功率因数校正模块，接收供电信号，所述功率因数校正模块包括开关管，所述开关管被配置为控制所述供电信号对负载供电；驱动模块，连接至所述开关管的驱动输入端，用于向所述功率因数校正模块输出开关信号；控制模块，连接至所述驱动模块，用于控制所述驱动模块开启输出所述开关信号或关闭输出所述开关信号；电流互感器，设置于所述功率因数校正模块的输入侧，以采集输入检测信号；霍尔电流感应器，设置于所述功率因数校正模块的输出侧，以采集输出检测信号；驱动保护模块，与所述控制模块、所述电流互感器以及所述霍尔电流感应器连接，用于根据所述输入检测信号和/或所述输出检测信号的检测结果，确定是否向所述控制模块输出保护信号，所述保护信号用于触发所述控制模块关闭所述驱动模块的驱动输出。

【技术特征摘要】
1.一种功率因数校正电路，其特征在于，包括：功率因数校正模块，接收供电信号，所述功率因数校正模块包括开关管，所述开关管被配置为控制所述供电信号对负载供电；驱动模块，连接至所述开关管的驱动输入端，用于向所述功率因数校正模块输出开关信号；控制模块，连接至所述驱动模块，用于控制所述驱动模块开启输出所述开关信号或关闭输出所述开关信号；电流互感器，设置于所述功率因数校正模块的输入侧，以采集输入检测信号；霍尔电流感应器，设置于所述功率因数校正模块的输出侧，以采集输出检测信号；驱动保护模块，与所述控制模块、所述电流互感器以及所述霍尔电流感应器连接，用于根据所述输入检测信号和/或所述输出检测信号的检测结果，确定是否向所述控制模块输出保护信号，所述保护信号用于触发所述控制模块关闭所述驱动模块的驱动输出。2.根据权利要求1所述的功率因数校正电路，其特征在于，还包括：第一电抗器与第二电抗器，所述第一电抗器设置于交流电源的火线、所述第二电抗器设置于所述交流电源的零线上；过零检测模块，设置在所述交流电源的火线端与零线端之间，并连接至所述控制模块，所述过零检测模块用于采集所述火线端与所述零线端之间的过零检测信号；所述控制模块还用于：根据所述过零检测模块输出的过零检测信号确定所述述交流电源的相位状态，以根据所述相位状态向所述驱动模块输出对应的开关控制信号，其中，所述交流电源用于输出所述供电信号，所述电流互感器设置于所述交流电源的火线端与所述第一电抗器之间，或设置于所述交流电源的零线端与所述第二电抗器之间。3.根据权利要求2所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述功率因数校正模块由第一开关管、第二开关管、第三开关管与第四开关管构造形成，所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管与所述第四开关管均自带续流二极管，将所述第一开关管的漏极与所述第二开关管的漏极串联，并将连接点确定为所述输出侧的第一输出端，将所述第三开关管的源极与第四开关管的源极串联，并将连接点确定为所述输出侧的第二输出端，将所述第一开关管的源极与所述第三开关管的漏极串联，并将连接点连接至所述火线端，将所述第二开关管的源极与所述第四开关管的漏极串联，并将连接点连接至所述零线端。4.根据权利要求3所述的功率因数校正电路，其特征在于，所述霍尔电流传感器设置于所述输出侧的第一输出端与所述功率因数校正电路的后级负载之间。5.根据权利要求3所述的功率因数校正电路，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍殿生，
申请(专利权)人：广东美的制冷设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44