System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种PFC智能功率模块、电源模块和用电设备制造技术_技高网

一种PFC智能功率模块、电源模块和用电设备制造技术

技术编号:40702937 阅读:17 留言:0更新日期:2024-03-22 11:01
本发明专利技术提供了一种PFC智能功率模块、电源模块和用电设备,该PFC智能功率模块通过将采样电路、故障保护电路和驱动电路集成在控制芯片中,将控制芯片和PFC电路集成在模块内,所有IGBT及芯片刻画在晶元上,无需铜箔导线,极大降低了寄生电感量,使得电源运行环境得到了提升。另外,由于驱动功能、故障保护功能、信号采集功能等都集成到了模块内部,极大减少了外围器件的数量,仅需控制芯片向PFC电路发送PWM驱动信号,减小了PCB体积并降低了开发难度。而由于减少了外围器件,减小了PCB体积及降低了铜箔层数还可以节约产品成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及pfc电路,具体涉及一种pfc智能功率模块、电源模块和用电设备。


技术介绍

1、变频器是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。随着空调的变频化,电源电路的交流/直流转换部分一般都需要搭载pfc电路。

2、pfc(power factor correction)功率因素校正电路。顾名思义:就是提高电路功率因素的电路。功率因素的定义在这里不再赘述。功率因素的提高意味无功功率的下降,有功功率的上升,代表着负载阻抗的虚部减少,实部增加。所以pfc的就是:使负载表现为纯阻性。纯阻性的负载特点很明显,就是电压电流同相位。

3、基于boost电路的pfc电路实现简单,因其减小电流谐效果明显而得到广泛应用。但是目前工作中大多数pfc电路都是采用各个分立的元器件组成,集成度较低。

4、pfc电路中,充当开关作用的igbt元件为关键元器件。由于工作中igbt元件需要流过大电流,需要对其电流进行检测,减少过负载状态以及抑制发热;还需要对其工作时的温度进行检测,对其实现过流保护、过温保护。

5、由于pfc电路中的开关器件工作频率较高,因此对于电路寄生电感电容等参数相对敏感,寄生电感量比较大的问题。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服上述技术不足,提供一种pfc智能功率模块、电源模块和用电设备,以解决相关技术中由于pfc电路中的开关器件工作频率较高,因此对于电路寄生电感电容等参数相对敏感,寄生电感量比较大的问题。

2、为达到上述技术目的,本专利技术采取了以下技术方案:

3、根据本专利技术的第一方面,提供了一种pfc智能功率模块,包括:

4、集成于模块内部的pfc电路、采样电路、故障保护电路和驱动电路;

5、其中,所述采样电路、故障保护电路和驱动电路集成在控制芯片中;

6、所述pfc电路的所有igbt及所述控制芯片刻画在晶元上,所述控制芯片与所述pfc电路相连。

7、优选地,所述pfc电路,包括:

8、整流电路,连接在交流火线输入端l和交流零线输入端n,用于将输入的交流电转换为直流电;

9、开关电路,连接在所述整流电路的输出端;

10、所述整流电路和开关电路之间外接用于储能的pfc电感;

11、所述开关电路的输出端外接有直流母线储能电容;

12、所述直流母线储能电容的两端分别与直流正极输出端p和直流负极输出端n相连。

13、优选地,所述整流电路包括:二极管d1、d2、d3、d4组成的全桥整流电路;

14、所述开关电路包括:并联的第一开关管q1、第二开关管q2和第三开关管q3。

15、优选地,所述pfc电感包括:并联的第一电感l1、第二电感l2和第三电感l3;所述第一电感l1的一端与所述整流电路的输出端相连,另一端与所述第三开关管q3的电流输入端相连;所述第二电感l2一端与所述整流电路的输出端相连,另一端与所述第二开关管q2的电流输入端相连;所述第三电感l3一端与所述整流电路的输出端相连,另一端与所述第一开关管q1的电流输入端相连。

16、优选地,所述第一电感l1与所述第三开关管q3的电流输入端相连的同时,通过第一二极管d5与所述直流正极输出端p相连;

17、所述第二电感l2与所述第二开关管q2的电流输入端相连的同时,通过第二二极管d6与所述直流正极输出端p相连;

18、所述第三电感l3与所述第一开关管q1的电流输入端相连的同时,通过第三二极管d7与所述直流正极输出端p相连。

19、优选地,所述第一开关管q1的电流输出端通过第一电阻r1接地;

20、所述第二开关管q2的电流输出端通过第二电阻r2接地;

21、所述第三开关管q3的电流输出端通过第三电阻r3接地。

22、优选地,所述采样电路包括:集成于控制芯片中的电流采样电路、直流母线采样电路、温度采样电路和输入电压采样电路;

23、所述控制芯片的引脚ubus一端与集成于控制芯片内的直流母线采样电路相连,另一端与所述pfc电路中的整流电路的正极输出端相连;引脚ubus的采样结果通过所述控制芯片的引脚vi输出;

24、所述控制芯片的引脚up一端与集成于控制芯片内的直流母线采样电路相连,另一端与所述pfc电路中的直流正极输出端p相连;引脚up的采样结果通过所述控制芯片的引脚vo输出;

25、所述控制芯片的引脚ibus一端与集成于控制芯片内的电流采样电路相连,另一端与所述pfc电路中的整流电路的负极输出端相连;引脚ibus的采样结果通过所述控制芯片的引脚c0输出;

26、所述控制芯片的引脚iq1、iq2、iq3皆与集成于控制芯片内的电流采样电路相连,引脚iq1另一端与第一开关管q1的电流输出端相连,引脚iq2另一端与第二开关管q2的电流输出端相连,引脚iq3另一端与第三开关管q3的电流输出端相连;引脚iq1、iq2、iq3的采样结果分别通过所述控制芯片的引脚c1、c2、c3输出。

27、优选地,所述控制芯片的引脚g1、g2、g3分别与所述第一开关管q1的控制端,第二开关管q2的控制端、第三开关管q3的控制端相连;

28、所述控制芯片的引脚t1与集成于控制芯片内的温度采样电路相连,用于模块内部温度采样输出。

29、优选地,所述故障保护电路包括:

30、集成于控制芯片中的温度保护电路、电流保护电路、输入过压保护电路和驱动电源过压/欠压保护电路。

31、优选地,所述电流保护电路,包括:

32、第一电压比较器,其反相输入端分别与所述控制芯片的引脚c1、c2、c3相连,其正向输入端与第一参考电压输入端vref1相连,其输出端与一逻辑与门相连;当反相输入端电压大于vref1时,第一电压比较器输出低电平信号;

33、所述逻辑与门的输出端与所述控制芯片的引脚fo相连。

34、优选地,所述温度保护电路,包括:

35、第二电压比较器,其反相输入端与所述控制芯片的引脚t1相连,其正向输入端与第二参考电压输入端vref2相连,其输出端与所述逻辑与门相连;当反相输入端电压大于vref2时,第二电压比较器输出低电平信号。

36、优选地,所述输入过压保护电路,包括:

37、第三电压比较器,其反相输入端与所述控制芯片的引脚vi相连,其正向输入端与第三参考电压输入端vref3相连,其输出端与所述逻辑与门相连;当反相输入端电压大于vref3时,第三电压比较器输出低电平信号。

38、优选地,所述驱动电源过压/欠压保护电路,包括:

39、第四电压比较器,其反向输入端与所述控制芯片的驱动电源vdd相连,其正相输入端与第四参考电压输入端vref4相连,其输出端与所述逻辑与门相连;

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【技术保护点】

1.一种PFC智能功率模块,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的PFC智能功率模块,其特征在于,所述PFC电路,包括:

3.根据权利要求2所述的PFC智能功率模块,其特征在于,

4.根据权利要求3所述的PFC智能功率模块,其特征在于,

5.根据权利要求4所述的PFC智能功率模块,其特征在于,

6.根据权利要求5所述的PFC智能功率模块,其特征在于,

7.根据权利要求6所述的PFC智能功率模块,其特征在于,所述采样电路包括:集成于控制芯片中的电流采样电路、直流母线采样电路、温度采样电路和输入电压采样电路;

8.根据权利要求7所述的PFC智能功率模块,其特征在于,

9.根据权利要求8所述的PFC智能功率模块,其特征在于,所述故障保护电路包括:

10.根据权利要求9所述的PFC智能功率模块,其特征在于,所述电流保护电路,包括:

11.根据权利要求10所述的PFC智能功率模块,其特征在于,所述温度保护电路,包括:

12.根据权利要求10所述的PFC智能功率模块,其特征在于,所述输入过压保护电路,包括:

13.根据权利要求10所述的PFC智能功率模块,其特征在于,所述驱动电源过压/欠压保护电路,包括:

14.根据权利要求3~13任一项所述的PFC智能功率模块,其特征在于,

15.一种电源电路,其特征在于,包括:

16.一种用电设备,其特征在于,包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种pfc智能功率模块,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的pfc智能功率模块,其特征在于,所述pfc电路,包括:

3.根据权利要求2所述的pfc智能功率模块,其特征在于,

4.根据权利要求3所述的pfc智能功率模块,其特征在于,

5.根据权利要求4所述的pfc智能功率模块,其特征在于,

6.根据权利要求5所述的pfc智能功率模块,其特征在于,

7.根据权利要求6所述的pfc智能功率模块,其特征在于,所述采样电路包括:集成于控制芯片中的电流采样电路、直流母线采样电路、温度采样电路和输入电压采样电路;

8.根据权利要求7所述的pfc智能功率模块,其特征在于,

9...

【专利技术属性】
技术研发人员:唐海洋高雅欧悦徐晶周家葆
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:

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