功率因数校正电路及其控制方法、介质、压缩机和空调器技术

本发明专利技术公开了一种图腾柱功率因数校正电路及其控制方法、介质、压缩机和空调器。图腾柱功率因数校正电路包括整流模块、电感模块、电容模块、开关模块和控制模块，控制模块用于根据所述负载的工作参数，控制所述整流模块和所述开关模块工作于高频开关模式或多脉冲模式。当工作在高频开关模式，可以控制输入电流波形跟随输入电压变化，从而改善输入电流谐波和功率因数，抬高母线电压，实现升压输出；当工作在多脉冲模式，图腾柱功率因数校正电路可以以更低的损耗实现倍压输出，图腾柱功率因数校正电路能够实现升压和倍压的功能，适应负载不同工作参数的电压需求，保持功率因数校正电路的高效率优势。本发明专利技术广泛应用于电子电力技术领域。域。域。

【技术实现步骤摘要】
功率因数校正电路及其控制方法、介质、压缩机和空调器


[0001]本专利技术涉及电子电力
，尤其是一种图腾柱功率因数校正电路及其控制方法、介质、压缩机和空调器。

技术介绍

[0002]现有的电子电力技术中，为了获得较高的功率因数，常用PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电路提供母线电压。一些现有的功率因数校正电路具有升压作用，即功率因数校正电路的输出电压比输入电压高，但是当需要达到倍压输出，即输出电压为输入电压的两倍时，现有的功率因数校正电路需要使用较多的开关器件，难以达到较高的工作效率，因此现有技术中当存在升压和倍压的需求时，则需要配备功率因数校正电路和专门的倍压电路。电路的高复杂性将导致高的使用成本和高的故障率。

技术实现思路

[0003]针对上述至少一个技术问题，本专利技术的目的在于提供一种图腾柱功率因数校正电路及其控制方法、介质、压缩机和空调器，具备升压和倍压功能，以适应不同工作参数下的电压需求。
[0004]根据本专利技术的第一方面实施例的图腾柱功率因数校正电路，包括：
[0005]整流模块，包括连接为电桥形状的多个单向导通单元，各所述单向导通单元分别并联一个开关单元；所述整流模块的输入端用于连接到交流电源，所述整流模块的输出端用于连接到负载；
[0006]电感模块，设置于所述整流模块与所述交流电源之间；
[0007]电容模块，包括串联的第一电容和第二电容；所述电容模块与所述整流模块的输出端并联连接；
[0008]开关模块，所述开关模块的一端与所述整流模块的一个输入端连接，所述开关模块的另一端与所述第一电容和第二电容的连接点连接；
[0009]控制模块，用于根据所述负载的工作参数，控制所述整流模块和所述开关模块工作于高频开关模式或多脉冲模式。
[0010]根据本专利技术第一方面实施例的图腾柱功率因数校正电路，至少具有如下有益效果：通过控制模块的控制，整流模块和开关模块可以在高频开关模式和多脉冲模式之间切换工作，当工作在高频开关模式，图腾柱功率因数校正电路可以控制输入电流波形跟随输入电压变化，从而改善输入电流谐波和功率因数，抬高母线电压，实现升压输出；当工作在多脉冲模式，图腾柱功率因数校正电路可以以更低的损耗实现倍压输出，因此图腾柱功率因数校正电路能够实现升压和倍压的功能，适应负载不同工作参数的电压需求，并且能够保持功率因数校正电路的高效率优势。
[0011]根据本专利技术的一些实施例，所述整流模块包括第一单向导通单元、第二单向导通单元、第三单向导通单元、第四单向导通单元、第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元
和第四开关单元；
[0012]所述第一单向导通单元与所述第一开关单元并联连接，所述第二单向导通单元与所述第二开关单元并联连接，所述第三单向导通单元与所述第三开关单元并联连接，所述第四单向导通单元与所述第四开关单元并联连接；
[0013]所述第一单向导通单元的正极与所述第二单向导通单元的负极连接，所述第三单向导通单元正极与所述第四单向导通单元的负极连接，所述第一单向导通单元的负极与所述第三单向导通单元的负极连接，所述第二单向导通单元的正极与所述第四单向导通单元的正极连接，所述第一单向导通单元的负极和所述第二单向导通单元的正极为所述整流模块的输出端，所述第一单向导通单元的正极和所述第三单向导通单元的正极为所述整流模块的输入端。
[0014]本专利技术的实施例的整流模块中的各开关单元，能够接收控制模块输出的控制信号，以实现对交流电源输入电流进行整流，以改善输入电流谐波和功率因数。
[0015]根据本专利技术的一些实施例，所述控制模块包括：
[0016]交流电压检测单元，用于检测所述交流电源的电压波形；
[0017]直流电压检测单元，用于检测所述负载的母线电压；
[0018]电流检测单元，用于检测所述整流模块中的电流；
[0019]参数检测单元，用于检测所述负载的工作参数；
[0020]主控单元，与所述交流电压检测单元、直流电压检测单元、电流检测单元和参数检测单元连接，用于根据所述负载的工作参数确定工作于所述高频开关模式或所述多脉冲模式，并根据所述交流电源的电压波形和所述整流模块中的电流，控制所述整流模块和所述开关模块以实现所述高频开关模式或所述多脉冲模式。
[0021]本专利技术的实施例的整流模块具有电压测量、电流测量和负载工作参数测量功能，能够根据测得的电压、电流和负载工作参数控制所述整流模块和所述开关模块以实现所述高频开关模式或所述多脉冲模式。
[0022]根据本专利技术的一些实施例，所述根据所述负载的工作参数确定工作于所述高频开关模式或所述多脉冲模式，具体包括：
[0023]当所述负载的工作参数在第一工作参数区间，确定工作于所述多脉冲模式；
[0024]当所述负载的工作参数在第二工作参数区间，确定工作于所述高频开关模式；所述第二工作参数区间中的下限值大于所述第一工作参数区间的上限值。
[0025]本专利技术的实施例根据负载的工作参数的大小来确定图腾柱功率因数校正电路工作于高频开关模式或多脉冲模式，能够使得图腾柱功率因数校正电路适应负载的电压需求。
[0026]根据本专利技术的一些实施例，在所述高频开关模式下：
[0027]在所述交流电源的电压波形正半周期，所述第一开关单元导通，所述第二开关单元关断，所述第三开关单元在PWM信号控制下进行通断，所述第四开关单元关断；
[0028]在所述交流电源的电压波形负半周期，所述第一开关单元关断，所述第二开关单元导通，所述第三开关单元关断，所述第四开关单元在PWM信号控制下进行通断；
[0029]所述PWM信号与所述交流电源的电压波形对应；
[0030]所述开关模块在所述PWM信号的反相信号的控制下进行通断。
[0031]根据本专利技术的一些实施例，在所述多脉冲模式下：
[0032]在所述交流电源的电压波形正半周期的第一时间段内，所述第一开关单元、所述第二开关单元和所述第四开关单元分别进行交替通断，其中所述第一开关单元的通断状态与所述第二开关单元的通断状态保持相反，所述第一开关单元的通断状态与所述第四开关单元的通断状态保持相反，所述第三开关单元关断；
[0033]在所述第一时间段之后，所述第一开关单元导通，所述第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元关断；
[0034]在所述交流电源的电压波形负半周期的第二时间段内，所述第一开关单元、所述第二开关单元和所述第三开关单元分别进行交替通断，其中所述第一开关单元的通断状态与所述第二开关单元的通断状态保持相反，所述第一开关单元的通断状态与所述第三开关单元的通断状态保持相同，所述第四开关单元关断；
[0035]在所述第二时间段之后，所述第一开关单元、第三开关单元和第四开关单元关断，所述第二开关单元导通；
[0036]在所述第一时间段和所述第二时间段内，所述开关模块进行交替通断；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图腾柱功率因数校正电路，其特征在于，包括：整流模块，包括连接为电桥形状的多个单向导通单元，各所述单向导通单元分别并联一个开关单元；所述整流模块的输入端用于连接到交流电源，所述整流模块的输出端用于连接到负载；电感模块，设置于所述整流模块与所述交流电源之间；电容模块，包括串联的第一电容和第二电容；所述电容模块与所述整流模块的输出端并联连接；开关模块，所述开关模块的一端与所述整流模块的一个输入端连接，所述开关模块的另一端与所述第一电容和第二电容的连接点连接；控制模块，用于根据所述负载的工作参数，控制所述整流模块和所述开关模块工作于高频开关模式或多脉冲模式。2.根据权利要求1所述的图腾柱功率因数校正电路，其特征在于，所述整流模块包括第一单向导通单元、第二单向导通单元、第三单向导通单元、第四单向导通单元、第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元；所述第一单向导通单元与所述第一开关单元并联连接，所述第二单向导通单元与所述第二开关单元并联连接，所述第三单向导通单元与所述第三开关单元并联连接，所述第四单向导通单元与所述第四开关单元并联连接；所述第一单向导通单元的正极与所述第二单向导通单元的负极连接，所述第三单向导通单元正极与所述第四单向导通单元的负极连接，所述第一单向导通单元的负极与所述第三单向导通单元的负极连接，所述第二单向导通单元的正极与所述第四单向导通单元的正极连接，所述第一单向导通单元的负极和所述第二单向导通单元的正极为所述整流模块的输出端，所述第一单向导通单元的正极和所述第三单向导通单元的正极为所述整流模块的输入端。3.根据权利要求2所述的图腾柱功率因数校正电路，其特征在于，所述控制模块包括：交流电压检测单元，用于检测所述交流电源的电压波形；直流电压检测单元，用于检测所述负载的母线电压；电流检测单元，用于检测所述整流模块中的电流；参数检测单元，用于检测所述负载的工作参数；主控单元，与所述交流电压检测单元、电流检测单元和参数检测单元连接，用于根据所述负载的工作参数确定工作于所述高频开关模式或所述多脉冲模式，并根据所述交流电源的电压波形和所述整流模块中的电流，控制所述整流模块和所述开关模块以实现所述高频开关模式或所述多脉冲模式。4.根据权利要求3所述的图腾柱功率因数校正电路，其特征在于，所述根据所述负载的工作参数确定工作于所述高频开关模式或所述多脉冲模式，具体包括：当所述负载的工作参数在第一工作参数区间，确定工作于所述多脉冲模式；当所述负载的工作参数在第二工作参数区间，确定工作于所述高频开关模式；所述第二工作参数区间中的下限值大于所述第一工作参数区间的上限值。5.根据权利要求2所述的图腾柱功率因数校正电路，其特征在于，在所述高频开关模式下：
在所述交流电源的电压波形正半周期，所述第一开关单元导通，所述第二开关单元关断，所述第三开关单元在PWM信号控制下进行通断，所述第四开关单元关断；在所述交流电源的电压波形负半周期，所述第一开关单元关断，所述第二开关单元导通，所述第三开关单元关断，所述第四开关单元在PWM信号控制下进行通断；所述PWM信号与所述交流电源的电压波形对应；所述开关模块在所述PWM信号的反相信号的控制下进行通断。6.根据权利要求2所述的图腾柱功率因数校正电路，其特征在于，在所述多脉冲模式下：在所述交流电源的电压波形正半周期的第一时间段内，所述第一开关单元、所述第二开关单元和所述第四开关单元分别进行交替通断，其中所述第一开关单元的通断状态与所述第二开关单元的通断状态保持相反，所述第一开关单元的通断状态与所述第四开关单元的通断状态保持相反，所述第三开关单元关断；在所述第一时间段之后，所述第一开关单元导通，所述第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元关断；在所述交流电源的电压波形负半周期的第二时间段内，所述第一开关单元、所述第二开关单元和所述第三开关单元分别进行交替通断，其中所述第一开关单元的通断状态与所述第二开关单元的通断状态保持相反，所述第一开关单元的通断状态与所述第三开关单元的通断状态保持相同，所述第四开关单元关断；在所述第二时间段之后，所述第一开关单元、第三开关单元和第四开关单元关断，所述第二开关单元导通；在所述第一时间段和所述第二时间段内，所述开关模块进行交替通断；在所述第一时间段之后和所述第二时间段之后，所述开关模块导通。7.根据权利要求2所述的图腾柱功率因数校正电路，其特征在于，在所述多脉冲模式下：在所述交流电源的电压波形正半周期的第一时间段内，所述第一开关单元导通，所述第二开关单元和第四开关单元关断，所述第三开关单元进行交替通断；在所述第一时间段之后，所述第一开关单元导通，所述第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元关断；在所述交流电源的电压波形负半周期的第二时间段内，所述第二开关单元导通，所述第一开关单元和第三开关单元关断，所述第四开关单元进行交替通断；在所述第二时间段之后，所述第二开关单元导通，所述第一开关单元、第三开关单元和第四开关单元关断；在所述第一时间段和所述第二时间段内，所述开关模块进行交替通断；在所述第一时间段之后和所述第二时间段之后，所述开关模块导通。8.根据权利要求2所述的图腾柱功率因数校正电路，其特征在于，所述图腾柱功率因数校正电路还包括第十一单向导通单元和第十二单向导通单元；所述第十一单向导通单元连接于所述电容模块的一端与所述整流模块的一个输出端之间，所述第十二单向导通单元连接于所述电容模块的另一端与所述整流模块的另一个输出端之间。9.根据权利要求8所述的图腾柱功率因数校正电路，其特征在于，在所述高频开关模式
下：在所述交流电源的电压波形正半周期，所述第一开关单元导通，所述第二开关单元关断，所述第三开关单元在PWM信号控制下进行通断，所述第四开关单元关断；在所述交流电源的电压波形负半周期，所述第一开关单元关断，所述第二开关单元导通，所述第三开关单元关断，所述第四开关单元在PWM信号控制下进行通断；所述PWM信号与所述交流电源的电压波形对应；所述开关模块导通。10.根据权利要求8所述的图腾柱功率因数校正电路，其特征在于，在所述多脉冲模式下：在所述交流电源的电压波形正半周期的第一时间段内，所述第一开关单元、所述第二开关单元和所述第四开关单元分别进行交替通断，其中所述第一开关单元的通断状态与所述第二开关单元的通断状态保持相反，所述第一开关单元的通断状态与所述第四开关单元的通断状态保持相反，所述第三开关单元关断；在所述第一时间段之后，所述第一开关单元导通，所述第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元关断；在所述交流电源的电压波形负半周期的第二时间段内，所述第一开关单元、所述第二开关单元和所述第三开关单元分别进行交替通断，其中所述第一开关单元的通断状...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐锦清，曾贤杰，张杰楠，文先仕，钟雄斌，胡斌，
申请(专利权)人：美的集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：