谐波治理电路、具有该电路的电源和空调器制造技术

本发明专利技术公开了谐波治理电路、具有该电路的电源和空调器，其中谐波治理电路包括依次连接的谐波采集模块、交流调压模块和反馈模块，其中谐波采集模块连接直流输出母线，用于采集直流输出母线上的负载谐波；交流调压模块，根据负载变化调整负载谐波的幅值和相位；反馈模块，用于将调整后的负载谐波反馈给交流输入线路，以治理谐波；本发明专利技术根据负载变化，三相电源各相电流通过谐波治理电路反馈注入负载谐波，实时调节输入电压、电流相位，锁定阻抗匹配，自动实现三相电源功率因数校正，有效治理三相电源各次谐波，改善电流波形，提高功率因数，使各相电流的2~40次谐波THD

Harmonic control circuit, power supply with the circuit and air conditioner

【技术实现步骤摘要】
谐波治理电路、具有该电路的电源和空调器
本专利技术涉及电源，尤其涉及一种适用于电源的谐波治理电路、以及具有该电路的电源和空调器。
技术介绍
欧洲标准EN61000-3-2和中国标准GB17625.1要求三相电源空调设备每相输入电流≤16A强制满足每相输入电流各次谐波THD<5%要求。常规设计采用有源功率因数校正电路（APFC电路）实现2~40次谐波要求，现有电路如图1所示。该电路为典型的三相APFC电路，技术难度大，功率因素高，但成本高、控制复杂。因此，如何设计一种电路简单、控制方便，可靠性高的能治理谐波的电源，是业界亟待解决的技术问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的线路复杂成本高的缺陷，本专利技术提出一种适用于电源的谐波治理电路、以及具有该电路的电源和空调器。本专利技术采用的技术方案是设计一种谐波治理电路，包括依次连接的谐波采集模块、交流调压模块和反馈模块，其中谐波采集模块连接直流输出母线，用于采集直流输出母线上的负载谐波；交流调压模块，根据负载变化调整负载谐波的幅值和相位；反馈模块，用于将调整后的负载谐波反馈给交流输入线路，以治理谐波。所述谐波采集模块包括串接在直流输出母线的正、负极母线之间的第四电容C4和第五电容C5，第四电容C4和第五电容C5之间的接点连接所述交流调压模块。所述第四电容C4和第五电容C5的电容值相等。所述交流调压模块包括串联后连接在所述谐波采集模块与反馈模块之间的第五电感L5、第六电容C6、第四电感L4；其中第五电感L5和第六电容C6之间的接点与地之间连接第七电容C7，第六电容C6和第四电感L4之间的接点与地之间连接第二开关K2，第六电容C6与第一开关K1并联；控制器根据负载变化调整所述第一开关K1和第二开关K2的开关频率。所述第一开关K1和第二开关K2的开关频率为20千赫兹，开关占空比为0.5。所述反馈模块包括三条反馈分支，三条反馈分支的头端并接所述交流调压模块的输出端，三条反馈分支的尾端分别连接所述交流输入线路的三条相线；三条反馈分支的电路结构相同，其中第一反馈分支包括串联的第一电阻R1和第一电容C1，第二反馈分支包括串联的第二电阻R2和第二电容C2，第三反馈分支包括串联的第三电阻R3和第三电容C3。所述第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的电阻值相同，所述第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3的电容值相等。本专利技术还设计了一种电源，具有串联的电抗组、交流输入线路、整流模块和直流输出母线，在直流输出母线和交流输入线路之间设有上述的谐波治理电路。本专利技术还设计了一种空调器，所述空调器具有上述的谐波治理电路。本专利技术提供的技术方案的有益效果是：本专利技术根据负载变化，三相电源各相电流通过谐波治理电路反馈注入负载谐波，实时调节输入电压、电流相位，锁定阻抗匹配，自动实现三相电源功率因数校正，有效治理三相电源各次谐波，改善电流波形，提高功率因数，使各相电流的2~40次谐波THD<5%，满足国标要求；具有电路简单，稳定可靠，成本低廉的优点，较常规APFC方案成本减少至少400元。附图说明下面结合实施例和附图对本专利技术进行详细说明，其中：图1是现有谐波治理电路；图2是本专利技术较佳实施例原理框图；图3是本专利技术较佳实施例电路图；图4是本专利技术电流谐波治理效果图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术公开了一种谐波治理电路，参看图2示出的原理框图，其包括依次连接的谐波采集模块、交流调压模块和反馈模块，其中谐波采集模块连接直流输出母线，用于采集直流输出母线上的负载谐波；交流调压模块，根据负载变化调整负载谐波的幅值和相位；反馈模块，用于将调整后的负载谐波反馈给交流输入线路，以治理谐波。参看图3示出的较佳实施例的电路图，所述谐波采集模块包括串接在直流输出母线的正、负极母线之间的第四电容C4和第五电容C5，第四电容C4和第五电容C5之间的接点连接所述交流调压模块。所述第四电容C4和第五电容C5的电容值相等。参看图3示出的较佳实施例的电路图，所述交流调压模块包括串联后连接在所述谐波采集模块与反馈模块之间的第五电感L5、第六电容C6、第四电感L4；其中第五电感L5和第六电容C6之间的接点与地之间连接第七电容C7，第六电容C6和第四电感L4之间的接点与地之间连接第二开关K2，第六电容C6与第一开关K1并联；控制器根据负载变化调整所述第一开关K1和第二开关K2的开关频率。所述第一开关K1和第二开关K2的开关频率为20千赫兹，开关占空比为0.5。参看图3示出的较佳实施例的电路图，所述反馈模块包括三条反馈分支，三条反馈分支的头端并接所述交流调压模块的输出端，三条反馈分支的尾端分别连接所述交流输入线路的三条相线；三条反馈分支的电路结构相同，其中第一反馈分支包括串联的第一电阻R1和第一电容C1，第二反馈分支包括串联的第二电阻R2和第二电容C2，第三反馈分支包括串联的第三电阻R3和第三电容C3。所述第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的电阻值相同，所述第一电容C1、第二电容C2和第三电容C3的电容值相等。本专利技术还公开了一种电源，具有串联的电抗组、交流输入线路、整流模块和直流输出母线，在直流输出母线和交流输入线路之间设有上述的谐波治理电路。电抗组由第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3组成，电抗组一侧连接三相交流电源，另一侧连接交流输入线路（R、S、T）。整流模块由第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6组成全桥结构，将交流输入线路送来的交流电变换为直流电，然后通过直流输出母线供给负载。下面结合图3详述本专利技术工作原理。图3中A、B、C三相电源分别接电抗组L1、L2、L3三个电抗器，三个电抗器值应相等L1=L2=L3。经过L1、L2、L3三个电抗器的A、B、C三相电源分别接到的三相桥式不可控整流电路（由二极管D1~D6组成全桥结构）的三个桥臂R、S、T。电容C4，C5串联连接于直流输出母线PN，两个电容的电容值相等C4=C5。D1~D6组成三相不控整流桥，整流桥输出将交流电源AC转为直流电源DC，经第四电容C4和第五电容C5滤波整形，满足后级负载（比如空调压缩机负载）运行。由于连接直流输出母线的整流逆变器和负载呈现LR非线性、离散性，必将产生大量谐波，根据空调负载变化，三相电源各相通过电抗组（L1、L2、L3）与交流调压模块（L4、L5）和反馈模块（电容C1、C2、C3,电阻R1、R2、R3）反馈注入负载谐波,此结构为奇次谐波电流提供低阻抗，抑制奇次谐波增长，可以自动调节输入电压、电流相位,锁定阻抗匹配，实现电源各相功率因素校正。谐波治理电路是为抑制输入电流谐波的三次注入电流产生及控制电路。其中第四电容C4和第五电容C5可以是整流电路原有直流平波电容的分裂。电感L和电阻R的作用是控制注入电流的幅值和相位。三条反馈分支呈现Y接法，将注入电流合理地分配到交流输入线路中。电感和电容的设计必须满足三次串联谐振条件，为三次谐波注入电流提供低阻抗回路，提高三次谐波电流的发生效率。利用三个等值电容等分三次注入电流，分别注入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种谐波治理电路，其特征在于：包括依次连接的谐波采集模块、交流调压模块和反馈模块，其中谐波采集模块连接直流输出母线，用于采集直流输出母线上的负载谐波；交流调压模块，根据负载变化调整负载谐波的幅值和相位；反馈模块，用于将调整后的负载谐波反馈给交流输入线路，以治理谐波。

【技术特征摘要】
1.一种谐波治理电路，其特征在于：包括依次连接的谐波采集模块、交流调压模块和反馈模块，其中谐波采集模块连接直流输出母线，用于采集直流输出母线上的负载谐波；交流调压模块，根据负载变化调整负载谐波的幅值和相位；反馈模块，用于将调整后的负载谐波反馈给交流输入线路，以治理谐波。2.如权利要求1所述的谐波治理电路，其特征在于：所述谐波采集模块包括串接在直流输出母线的正、负极母线之间的第四电容C4和第五电容C5，第四电容C4和第五电容C5之间的接点连接所述交流调压模块。3.如权利要求2所述的谐波治理电路，其特征在于：所述第四电容C4和第五电容C5的电容值相等。4.如权利要求1所述的谐波治理电路，其特征在于：所述交流调压模块包括串联后连接在所述谐波采集模块与反馈模块之间的第五电感L5、第六电容C6、第四电感L4；其中第五电感L5和第六电容C6之间的接点与地之间连接第七电容C7，第六电容C6和第四电感L4之间的接点与地之间连接第二开关K2，第六电容C6与第一开关K1并联；控制器根据负载变化调整所述第一开关K1和第二开关K...

【专利技术属性】
技术研发人员：方小斌，王双骥，刘双振，于洪涛，张泽娥，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44