CN201947169U

CN201947169U - 变频空调器交错式有源pfc电路

Info

Publication number: CN201947169U
Application number: CN2010206657940U
Authority: CN
Inventors: 张明磊; 王宗良
Original assignee: Hisense Shandong Air Conditioning Co Ltd
Current assignee: Hisense Shandong Air Conditioning Co Ltd
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2020-12-17

Abstract

本实用新型所述变频空调器交错式有源PFC电路，提出一种新型全波有源PFC方案，以两个相互并联的小功率因数校正支路分别工作于交流电的正半波、负半波周期，实现在高开关频率工作状态下有效地减小电抗器体积和噪声，同时降低直流电解电容的容量。交错式有源PFC电路具有在交流电源两端并联有桥型整流器和一组2路功率因数支路。2路功率因数支路的电流输入端与输出端相互叠加，2路功率因数支路的相位差为180°。在原本放置单个较大功率因数校正电路处改为设置2个并联的、输入端与输出端叠加的功率减半的小功率因数支路，从而可降低由两个电感电流引起的输入电流纹波及输出电流纹波。

Description

变频空调器交错式有源PFC电路

技术领域

本实用新型提供一种应用于变频空调器的交错式有源PFC电路，属于家用电器领域。

背景技术

由于低碳环保技术的使用，消费者对于高能效变频空调器的认知度不断提升，国内变频调器得到了快速普及。

构成变频空调器驱动板的PFC因数校正技术，目胶主要分为无源PFC、部分有源PFC和全波有源PFC技术类型。

无源PFC技术存在着谐波通过困难、元件体积较大等缺点；

部分有源PFC的体积仍较大、需较大的安装空间；

全波有源PFC的存在着效率偏低，因其在交流电正半波或负半波周期内不启动。另外，此类PFC电抗器的噪声较大，需配置较大容量的电解电容。

有鉴于此特提出本专利申请。

实用新型内容

本实用新型所述变频空调器交错式有源PFC电路，其设计目的在于解决上述现有技术存在的问题而提出一种新型全波有源PFC方案，以两个相互并联的小功率因数校正支路分别工作于交流电的正半波、负半波周期，实现在高开关频率工作状态下有效地减小电抗器体积和噪声，同时降低直流电解电容的容量。

为实现上述设计目的，所述的变频空调器交错式有源PFC电路包括有：

在交流电源两端并联有桥型整流器和一组2路功率因数支路。其中，

2路功率因数支路的电流输入端与输出端相互叠加，

2路功率因数支路的相位差为180°。

如上述基本方案特征，在原本放置单个较大功率因数校正电路处改为设置2个并联的、输入端与输出端叠加的功率减半的小功率因数支路，2个功率因数支路以180°的相位差分别工作于交流电的正半波、负半波周期，从而可降低由两个电感电流引起的输入电流纹波及输出电流纹波。

进一步地改进方案是，在每一路功率因数支路中，串联有一个升压电感和一个功率IGBT。

如上内容，本实用新型所述变频空调器交错式有源PFC电路具有的优点是：

1、实现一种新型的全波有源PFC技术方案，在高开关频率工作状态下能够减小电抗器体积和噪声。

2、由于可以减小电抗器噪声而无需配置较大容量的电解电容，使得驱动板整体得以缩小以达到小型化的设计目的。

3、基于全波有源PFC技术的特点，在交流电全周期实现高效性，使用功率可提升至4kW以能够应用于大功率的变频空调控制器。

附图说明

现结合附图对本实用新型做进一步的说明

图1是所述变频空调器交错式有源PFC电路的原理示意图；

图2是不同类型PFC功率对比图。

具体实施方式

实施例1，如图1所示，应用于变频空调器的交错式有源PFC电路包括有，

在交流电源两端并联有桥型整流器和一组2路功率因数支路，

2路功率因数支路的电流输入端与输出端相互叠加，2路功率因数支路的相位差为180°。

其中，在一路功率因数支路中串联有一个升压电感L1和一个功率IL1，在另一路功率因数支路中串联有一个升压电感L2和一个功率IL2。

如图2所示，现有单级有源PFC所需的电感能量EsL为

E_{SL} = \frac{1}{2} {LI}^{2}

本实用新型所述的交错式有源PFC的总电感能量

为

E_{I (L_{1} + L_{2})} = \frac{1}{2} L {(\frac{I}{2})}^{2} + \frac{1}{2} L {(\frac{I}{2})}^{2} = \frac{1}{4} {LI}^{2}

对于相同的功率等级，如果在这两种设计中使用相同的电感值，那么交错式有源PFC所需的总电感能量只有单级的一半，即

E_{SL} = \frac{1}{2} E_{I (L_{1} + L_{2})}

与现有单级有源PFC相比，交错式有源PFC最多可以将设计所需的总电感能量降低50％。

交错式有源PFC所减少的电感能量最多可以使磁体体积减少32％。与单级有源PFC结构相比，交错式有源PFC的高频输出电容的均方根电流不到前者的50％，降低了大容量电容的均方根电流。高频升压电容的RMS电流的减少最多可以使升压电容数量下降25％。

单级有源PFC的传导损耗P_CS为

P_CS＝I²R

交错式有源PFC的总体传导损耗P_CI为

PCI = {(\frac{I}{2})}^{2} R + {(\frac{I}{2})}^{2} R

从上式可得出

P_{CI} = \frac{1}{2} P_{CS}

与单级有源PFC相比，交错式有源PFC最多可使传导损耗降低50％。

单相CCM式PFC电路轻载、重载的运行过程中，功率因数维持在0.95左右。

交错式有源PFC电路在2个相位差180°的支路交替工作的情况下，在重载700W以上范围内，交错式PFC电路可以维持功率因数在0.98以上。

Claims

1.一种变频空调器交错式有源PFC电路，其特征在于：在交流电源两端并联有桥型整流器和一组2路功率因数支路，2路功率因数支路的电流输入端与输出端相互叠加，2路功率因数支路的相位差为180°。

2.根据权利要求1所述的变频空调器交错式有源PFC电路，其特征在于：在每一路功率因数支路中，串联有一个升压电感和一个功率IGBT。