PFC电路和PFC变频器制造技术

本实用新型专利技术公开一种PFC电路和PFC变频器，该PFC电路包括交流电源、整流模块、BOOST升压模块、电流采样模块、过流检测模块、PFC保护模块和PWM控制模块，该PFC保护模块包括软件保护单元和硬件保护单元。本实用新型专利技术的PFC电路中，软件保护单元和硬件保护单元在过流检测模块检测出过流时，切断PWM控制模块向BOOST升压模块输出驱动信号，切断BOOST升压模块的输出，以保护IGBT器件。本实用新型专利技术通过增加硬件保护单元，实现对IGBT器件更及时、更有效地保护，使得IGBT器件不因PFC电路过流而损坏，实现过流保护，提高电路的稳定性能，提升产品品质。同时，本实用新型专利技术的电路结构简单，成本低廉。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
PFC电路和PFC变频器
本技术涉及PFC (Power Factor Correction,功率因素校正)电路的
，尤其涉及一种PFC电路和PFC变频器。
技术介绍
因国际能效标准组织提高变频空调的能效等级，因此变频空调均采用APFC(Active Power Factor Correction,主动功率因素校正)电路，以此来减小电器设备对电网的污染及干扰。目前在国内外各家电及变频器厂家所设计与开发的产品中，均采用了APFC电路，但在市场上，还是有很多APFC电路中的核心器件IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor,绝缘栅双极型晶体管)损坏的情况。在国内所推出的二级能效及一级能效的变频空调中都有APFC电路，但因推出产品的时间过短，导致产品在一些异常环境，比如过流时出现IGBT器件损坏的现象，APFC电路的稳定性能不好，影响产品的质量。国内外各家电及变频器厂家所设计与开发的产品在实验测试时，IGBT器件没有损坏或受损，可当大批量生产或在用户的使用环境中，因电网环境不太稳定导致出现APFC电路失效，经分析都是APFC电路对IGBT器件保护不足，IGBT器件过流而损坏导致APFC电路失效，导致产品失效，从而影响到产品的品质及企业的品牌效应。上述产品在实际应用中，都采用过流保护技术，但是现有的过流保护方案中，都采用软件保护技术，通过微处理器或单片机检测到过流信号时，先判断是过流信号再进行信号处理，然后切断电流输出，达到过流保护目的，但在这个过程中，需要判断和处理过程，会由于保护不及时导致IGBT器件因过流而损坏。
技术实现思路
本技术的主要目的是提出一种PFC电路和PFC变频器，旨在实现对IGBT器件更及时、更有效地保护，实现过流保护，提高电路的稳定性能，提升产品品质。为了达到上述目的，本技术提出一种PFC电路，该PFC电路包括交流电源、整流模块、BOOST升压模块、电流采样模块、过流检测模块、PFC保护模块和PWM控制模块，其特征在于，所述PFC保护模块包括用于在所述过流检测模块检测出过流时，切断所述PWM控制模块输出驱动信号，以保护IGBT器件的软件保护单元和硬件保护单元；其中，所述交流电源经由所述整流模块与所述BOOST升压模块的输入端连接，所述电流采样模块对所述BOOST升压模块的输出端进行采样，获得采样电流，并将该采样电流输出至所述过流检测模块的输入端；所述过流检测模块的输出端分别与所述软件保护单元的输入端和所述硬件保护单元的输入端连接，所述硬件保护单元的输出端与所述PWM控制模块的输入端连接，所述软件保护单元的输出端与所述PWM控制模块的控制端连接，所述PWM控制模块的输出端与所述BOOST升压模块的控制端连接。优选地，所述整流模块包括一整流桥，所述整流桥的第一交流输入端和第二交流输入端分别连接至所述交流电源的相线端和零线端，所述整流桥的第一直流输出端和第二直流输出端连接至所述BOOST升压模块。优选地,所述BOOST升压模块包括第一 MOS管、一电感、第一二极管、第一电容，第一电阻、正电压输出端和负电压输出端；其中，所述电感的一端与所述整流桥的第一直流输出端连接，所述电感的另一端与所述第一 MOS管的漏极连接，且与所述第一二极管的阳极连接；所述第一二极管的阴极与所述正电压输出端连接，且经由所述第一电容与所述负电压输出端连接；所述第一 MOS管的源极与所述负电压输出端连接，所述第一 MOS管的栅极作为所述BOOST升压模块的控制端，与所述PWM控制模块的输出端连接，且所述第一 MOS管的栅极经由所述第一电阻与所述负电压输出端连接并接地。优选地，所述电流采样模块包括工作电压输入端、运算放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二二极管和第二电容；其中，所述第二电阻的一端分为两路，一路与所述整流桥的第二直流输出端连接，另一路经由所述第三电阻与所述运算放大器的同相输入端连接，所述第二电阻的另一端分为两路，一路与所述负电压输出端连接，另一路经由所述第四电阻与所述运算放大器的反相输入端连接；所述运算放大器的输出端经由所述第六电阻分为四路，第一路经由所述第二二极管与所述工作电压输入端连接，第二路经由所述第二电容接地，第三路连接至所述软件保护单元，第四路连接至所述过流检测模块的输入端；所述第五电阻连接于所述运算放大器的输出端和反相输入端之间。优选地，所述 过流检测模块包括比较器、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第三电容；其中，所述比较器的反相输入端作为所述过流检测模块的输入端，依次经由所述第九电阻和所述第六电阻与所述运算放大器的输出端连接，所述比较器的同相输入端经由所述第七电阻与所述工作电压输入端连接，且经由所述第八电阻接地，所述比较器的输出端作为所述过流检测模块的输出端，所述比较器的输出端分为三路，第一路经由所述第十电阻与所述工作电压输入端连接，第二路经由所述第三电容接地，第三路分别连接至所述软件保护单元的输入端和所述硬件保护单元的输入端。优选地,所述PWM控制模块包括第一三极管、光电稱合器、第^ 电阻、第十二电阻和供电端；其中，所述第一三极管的基极作为所述PWM控制模块的控制端，经由所述第十一电阻与所述软件保护单元的输出端连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述光电耦合器中发光二极管的阴极连接；所述发光二极管的阳极作为所述PWM控制模块的输入端，与所述硬件保护单元的输出端连接，且经由所述第十二电阻与所述工作电压输入端连接，所述光电耦合器中复合管的输入端与所述供电端连接，所述复合管的接地端接地，所述复合管的输出端作为所述PWM控制模块的输出端，与所述第一MOS管的栅极连接。优选地，所述软件保护单元包括用于对所述比较器输出的检测信号进行信号处理的微处理器，以及用于根据所述微处理器的处理结果，向所述PWM控制模块输出控制信号的微控制器。优选地，所述硬件保护单元包括开关元件和第十三电阻，所述开关元件为第二三极管；所述第二三极管的基极作为所述硬件保护单元的输入端，经由所述第十三电阻与所述比较器的输出端连接，所述第二三极管的发射极作为所述硬件保护单元的输出端，与所述光电耦合器中发光二极管的阳极连接，所述第二三极管的集电极接地。优选地，所述硬件保护单元包括开关元件和第十三电阻，所述开关元件为第二 MOS管；所述第二 MOS管的栅极作为所述硬件保护单元的输入端，经由所述第十三电阻与所述比较器的输出端连接，所述第二 MOS管的源极作为所述硬件保护单元的输出端，与所述光电耦合器中发光二极管的阳极连接，所述第二 MOS管的漏极接地。本技术还提出一种PFC变频器，该PFC变频器包括PFC电路，该PFC电路包括交流电源、整流模块、BOOST升压模块、电流采样模块、过流检测模块、PFC保护模块和PWM控制模块，其特征在于，所述PFC保护模块包括用于在所述过流检测模块检测出过流时，切断所述PWM控制模块输出驱动信号，以保护IGBT器件的软件保护单元和硬件保护单元；其中，所述交流电源经由所述整流模块与所述BOOST升压模块的输入端连接，所述电流采样模块对所述BOOST升压模块的输出端进行采样，获得采样电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PFC电路，包括交流电源、整流模块、BOOST升压模块、电流采样模块、过流检测模块、PFC保护模块和PWM控制模块，其特征在于，所述PFC保护模块包括用于在所述过流检测模块检测出过流时，切断所述PWM控制模块输出驱动信号，以保护IGBT器件的软件保护单元和硬件保护单元；其中，所述交流电源经由所述整流模块与所述BOOST升压模块的输入端连接，所述电流采样模块对所述BOOST升压模块的输出端进行采样，获得采样电流，并将该采样电流输出至所述过流检测模块的输入端；所述过流检测模块的输出端分别与所述软件保护单元的输入端和所述硬件保护单元的输入端连接，所述硬件保护单元的输出端与所述PWM控制模块的输入端连接，所述软件保护单元的输出端与所述PWM控制模块的控制端连接，所述PWM控制模块的输出端与所述BOOST升压模块的控制端连接。

【技术特征摘要】
1.一种PFC电路，包括交流电源、整流模块、BOOST升压模块、电流采样模块、过流检测模块、PFC保护模块和PWM控制模块，其特征在于，所述PFC保护模块包括用于在所述过流检测模块检测出过流时，切断所述PWM控制模块输出驱动信号，以保护IGBT器件的软件保护单元和硬件保护单元；其中， 所述交流电源经由所述整流模块与所述BOOST升压模块的输入端连接，所述电流采样模块对所述BOOST升压模块的输出端进行采样，获得采样电流，并将该采样电流输出至所述过流检测模块的输入端；所述过流检测模块的输出端分别与所述软件保护单元的输入端和所述硬件保护单元的输入端连接，所述硬件保护单元的输出端与所述PWM控制模块的输入端连接，所述软件保护单元的输出端与所述PWM控制模块的控制端连接，所述PWM控制模块的输出端与所述BOOST升压模块的控制端连接。2.如权利要求1所述的PFC电路，其特征在于，所述整流模块包括一整流桥，所述整流桥的第一交流输入端和第二交流输入端分别连接至所述交流电源的相线端和零线端，所述整流桥的第一直流输出端和第二直流输出端连接至所述BOOST升压模块。3.如权利要求2所述的PFC电路，其特征在于，所述BOOST升压模块包括第一MOS管、一电感、第一二极管、第一电容，第一电阻、正电压输出端和负电压输出端；其中， 所述电感的一端与所述整流桥的第一直流输出端连接，所述电感的另一端与所述第一MOS管的漏极连接，且与所述第一二极管的阳极连接；所述第一二极管的阴极与所述正电压输出端连接，且经由所述第一电容与所述负电压输出端连接；所述第一 MOS管的源极与所述负电压输出端连接，所述第一 MOS管的栅极作为所述BOOST升压模块的控制端，与所述PWM控制模块的输出端连接，且所述第一 MOS管的栅极经由所述第一电阻与所述负电压输出端连接并接地。4.如权 利要求3所述的PFC电路，其特征在于，所述电流采样模块包括工作电压输入端、运算放大器、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第二二极管和第二电容；其中， 所述第二电阻的一端分为两路，一路与所述整流桥的第二直流输出端连接，另一路经由所述第三电阻与所述运算放大器的同相输入端连接，所述第二电阻的另一端分为两路，一路与所述负电压输出端连接，另一路经由所述第四电阻与所述运算放大器的反相输入端连接；所述运算放大器的输出端经由所述第六电阻分为四路，第一路经由所述第二二极管与所述工作电压输入端连接，第二路经由所述第二电容接地，第三路连接至所述软件保护单元，第四路连接至所述过流检测模块的输入端；所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：李巨林，丘永青，
申请(专利权)人：TCL空调器中山有限公司，
类型：实用新型
国别省市：