專利名稱：交錯(cuò)式pfc電路及空調(diào)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種交錯(cuò)式PFC電路及具有該交錯(cuò)式PFC電路的空調(diào)器。
背景技術(shù)：
隨著變頻技術(shù)的普及，PFC (Power Factor Corrector,功率因數(shù)校正)電路越來越多地被應(yīng)用到電源電路中，現(xiàn)有的PFC電路包括單路PFC電路和交錯(cuò)式PFC電路。其中現(xiàn)有的單路PFC電路如圖1所示，包括控制芯片2、功率模塊I和濾波電容EC，功率模塊I的輸入端連接電源正極，輸出端連接濾波電容EC的正極，控制端連接控制芯片2的輸出端；而功率模塊I包括驅(qū)動(dòng)電路la、電感組件L、開關(guān)管Q和二極管D?？刂菩酒?輸出的PWM(Pulse Width Modulation,脈寬調(diào)制)信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路放大后,控制開關(guān)管Q的工作狀態(tài)。由于單路PFC電路的工作頻率低，因此電路中的電感組件L體積較大，需要單獨(dú)固定后再通過連接線連到電路板上。而交錯(cuò)式PFC電路的紋波電流較小，因此輸出電壓更穩(wěn)定，同時(shí)工作頻率得以提高，從而電路中的電感組件可以減小，甚至可以直接安裝于電路板上，因此交錯(cuò)式PFC電路比單路PFC電路更優(yōu)越。然而現(xiàn)有的交錯(cuò)式PFC電路，都是通過控制芯片2直接輸出兩路交錯(cuò)的PWM信號(hào)，電路復(fù)雜，成本高；同時(shí)需要開發(fā)專門的控制芯片，而開發(fā)這種專門的控制芯片成本也非常聞昂。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種交錯(cuò)式PFC電路及空調(diào)器，旨在以較低的成本提高PFC電路的性能、縮小PFC電路的體積。為達(dá)以上目的，本實(shí)用新型提出一種交錯(cuò)式PFC電路，包括控制芯片、交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路、濾波電容和兩并聯(lián)的功率模塊，其中:所述功率模塊的輸入端與電源正極連接，輸出端與所述濾波電容正極連接；所述交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的輸入端與所述控制芯片的輸出端連接，該交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別與兩功率模塊的控制端連接，以將所述控制芯片輸出的PWM脈寬調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路交錯(cuò)的PWM信號(hào)并分別傳送給兩功率模塊。優(yōu)選地，還包括電流采樣電阻，所述功率模塊包括驅(qū)動(dòng)電路、電感組件、二極管和開關(guān)管，其中:所述電感組件一端為所述功率模塊的輸入端且連接電源正極，另一端連接所述二極管的陽極；所述二極管的陰極為所述功率模塊的輸出端且連接所述濾波電容的正極；所述開關(guān)管分別連 接所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端、所述二級(jí)管的陽極和所述濾波電容的負(fù)極；[0013]所述采樣電阻一端連接所述濾波電容負(fù)極，另一端連接電源負(fù)極；所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端為所述功率模塊的控制端且連接所述交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的輸出端，以將所述交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路輸出的PWM信號(hào)放大后輸出至所述開關(guān)管以控制開關(guān)管連接所述二極管一端和連接所述濾波電容一端的連接狀態(tài)。優(yōu)選地，所述交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路包括D觸發(fā)器和兩與門，其中:所述D觸發(fā)器的時(shí)鐘觸發(fā)輸入端和兩與門的第一輸入端為所述交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述控制芯片分別連接D觸發(fā)器的時(shí)鐘觸發(fā)輸入端和兩與門的第一輸入端；所述D觸發(fā)器的置位端和復(fù)位端接地，數(shù)據(jù)輸入端連接負(fù)輸出端，負(fù)輸出端連接一與門的第二輸入端，正輸出端連接另一與門的第二輸入端；所述與門的輸出端為所述交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的輸出端，且與所述功率模塊的控制端對(duì)應(yīng)連接。優(yōu)選地，所述開關(guān)管為IGBT絕緣柵雙極型晶體管或MOS絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管。優(yōu)選地，所述控制芯片為MCU微控制單元或DSP數(shù)字信號(hào)處理器。本實(shí)用新型同時(shí)提出一種空調(diào)器，包括一交錯(cuò)式PFC電路，所述交錯(cuò)式PFC電路包括控制芯片、交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路、濾波電容和兩并聯(lián)的功率模塊，其中:所述功率模塊的輸入端與電源正極連接，輸出端與所述濾波電容正極連接；所述交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的輸入端與所述控制芯片的輸出端連接，該交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別與兩功率模塊的控制端連接，以將所述控制芯片輸出的PWM脈寬調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路交錯(cuò)的PWM信號(hào)并分別 傳送給兩功率模塊。本實(shí)用新型所提供的一種交錯(cuò)式PFC電路，在單路PFC電路中加入交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路，將控制芯片輸出的PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路交錯(cuò)的PWM信號(hào)，從而以較低的成本實(shí)現(xiàn)將單路PFC電路轉(zhuǎn)變?yōu)榻诲e(cuò)式PFC電路，因此紋波電流減小、輸出電壓更穩(wěn)定，從而提高了 PFC電路的性能；同時(shí)工作頻率得以提高，可減小電感組件的尺寸，從而縮小了 PFC電路的體積。

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中單路PFC電路的電路圖；圖2是本實(shí)用新型的交錯(cuò)式PFC電路一實(shí)施例的電路圖；圖3是圖2中交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的電路圖。本實(shí)用新型目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。參見圖1，提出本實(shí)用新型的交錯(cuò)式PFC電路一實(shí)施例，所述交錯(cuò)式PFC電路包括兩并聯(lián)的功率模塊、交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路30、控制芯片40、采樣電阻RX和濾波電容EC，其中功率模塊的輸入端與電源正極連接，輸出端與濾波電容EC的正極連接；交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路30的輸入端與控制芯片40的輸出端Cl連接，該交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路30的輸出端分別與兩功率模塊的控制端連接，以將控制芯片40輸出的PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路交錯(cuò)的PWM信號(hào)并分別傳送給兩功率模塊。控制芯片優(yōu)選MCU (Micro Control Unit,微控制單元)或DSP (Digital SignalProcessing,數(shù)字信號(hào)處理器)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的調(diào)節(jié)。具體的，兩功率模塊分別為第一功率模塊10和第二功率模塊20，第一功率模塊包括第一驅(qū)動(dòng)電路11、第一電感組件L1、第一二極管Dl和第一開關(guān)管Q1，第二功率模塊包括第二驅(qū)動(dòng)電路21、第二電感組件L2、第二二極管D2和第二開關(guān)管Q2。第一電感組件LI和第二電感組件L2的參數(shù)可以相同也可以不同，第一二級(jí)管Dl和第二二極管D2可以封裝在一起也可以是兩個(gè)獨(dú)立的封裝，同一功率模塊中的開關(guān)管、二極管和驅(qū)動(dòng)電路可以封裝在一個(gè)模塊里面也可以分立設(shè)置。其中，第一功率模塊10中，第一電感組件LI 一端即為第一功率模塊10的輸入端且連接電源正極，另一端連接第一二極管Dl的陽極；第一二極管Dl的陰極即為第一功率模塊10的輸出端且連接濾波電容EC的正極；第一開關(guān)管Ql可以是 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)或 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor,絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)，以 MOSFET為例，其柵極連接第一驅(qū)動(dòng)電路11的輸出端、漏極連接第一二級(jí)管Dl的陽極、源極連接濾波電容EC的負(fù)極；采樣電阻RX—端連接濾波電容EC負(fù)極，另一端連接電源負(fù)極；第一驅(qū)動(dòng)電路11的輸入端即為第一功率模塊10的控制端且連接交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路30的輸出端。第二功率模塊20與第一功率模塊10并聯(lián)，且第二功率模塊20中的各器件的連接關(guān)系與第一功率模塊10相同，在此不再贅述?？刂菩酒敵鯬WM信號(hào)至交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路，經(jīng)交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為兩路交錯(cuò)的PWM信號(hào)，其中一路PWM信號(hào)傳送至第一驅(qū)動(dòng)電路11，第一驅(qū)動(dòng)電路11將該P(yáng)WM信號(hào)放大后輸出至第一開關(guān)管Ql以控制該第一開關(guān)管Ql的工作狀態(tài)，進(jìn)而控制第一開關(guān)管Ql連接第一二極管Dl —端和連接濾波電容EC —端的連接狀態(tài)；另一路PWM信號(hào)傳送至第二驅(qū)動(dòng)電路21，第二驅(qū)動(dòng)電路21將該P(yáng)WM信號(hào)放大后輸出至第二開關(guān)管Q2以控制第二開關(guān)管Q2的工作狀態(tài)，進(jìn)而控制第二開關(guān)管Q2連接第二二極管D2 —端和連接濾波電容EC —端的連接狀態(tài)。同時(shí)，與現(xiàn)有的單路PFC電路相同，控制芯片40的電流檢測(cè)端口 C2連接電源負(fù)極和采樣電阻RX以檢測(cè)回路的電流，電壓檢測(cè) 端口 C3則檢測(cè)輸入電壓，輸出電壓反饋檢測(cè)端口 C4則檢測(cè)輸出電壓。結(jié)合參見圖3，所述交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路30包括D觸發(fā)器31、第一與門32和第二與門33，其中D觸發(fā)器31的時(shí)鐘觸發(fā)輸入端CP、第一與門32的第一輸入端和第二與門33的第一輸入端即為交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路30的輸入端，控制芯片40的輸出端Cl則分別連接D觸發(fā)器31的時(shí)鐘觸發(fā)輸入端CP、第一與門32的第一輸入端和第二與門33的第一輸入端；D觸發(fā)器31的置位端S和復(fù)位端R接地，數(shù)據(jù)輸入端D連接負(fù)輸出端，負(fù)輸出端連接第一與門32的第二輸入端，正輸出端Q連接第二與門33的第二輸入端；第一與門32的輸出端即為交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路30的一輸出端，其與第一功率模塊10或第二功率模塊20的控制端連接，第二與門33的輸出端即為交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路30的另一輸出端，其與第二功率模塊20或第一功率模塊10的控制端連接?？刂菩酒?0輸出的PWM信號(hào)經(jīng)D觸發(fā)器31分頻，再取反，從負(fù)輸出端輸出至第一與門，在第一與門處與直接從控制芯片40處傳送來的PWM信號(hào)相與，得到一路PWM信號(hào)；控制芯片40輸出的PWM信號(hào)經(jīng)D觸發(fā)器31分頻，從正輸出端Q輸出至第二與門33，在第二與門33處與直接從控制芯片40處傳送來的PWM信號(hào)相與，得到另一路PWM信號(hào)；經(jīng)第一與門32和第二與門33相與后得到的兩路PWM信號(hào)是相互交錯(cuò)的，分別輸出至第一功率模塊10和第二功率模塊20。本實(shí)施例的交錯(cuò)式PFC電路，在現(xiàn)有的單路PFC電路上進(jìn)行改進(jìn)，只增加一個(gè)交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路和一個(gè)功率模塊，其余電路和電子器件以及控制方法與現(xiàn)有的單路PFC電路相同，因此電路簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高。交錯(cuò)式轉(zhuǎn)換電路將PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路交錯(cuò)的PWM信號(hào)后，每一路的開通占空比都不大于50%，因此電感組件的利用率得以提升，工作頻率則比現(xiàn)有的單路PFC電路高幾倍，工作頻率提高后，電感組件的體積可以減小，甚至可以將電感組件安裝于電路板上，進(jìn)而縮小了電路的體積。本實(shí)施例的交錯(cuò)式PFC電路的紋波電流也降低了 50%以上，使得輸出電壓更加穩(wěn)定，提高了電路的性能。本實(shí)用新型同時(shí)提出一種空調(diào)器，該空調(diào)器包括一交錯(cuò)式PFC電路，所述交錯(cuò)式PFC電路包括控制芯片、交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路、濾波電容和兩并聯(lián)的功率模塊，其中:所述功率模塊的輸入端與電源正極連接，輸出端與所述濾波電容正極連接；所述交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的輸入端與所述控制芯片的輸出端連接，該交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別與兩功率模塊的控制端連接，以將所述控制芯片輸出的PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路交錯(cuò)的PWM信號(hào)并分別傳送給兩功率模塊。本實(shí)施例中所描述的交錯(cuò)式PFC電路為本實(shí)用新型中上述實(shí)施例所涉及的交錯(cuò)式PFC電路，在此不再贅述。應(yīng)當(dāng)理 解的是，以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，不能因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種交錯(cuò)式PFC電路，其特征在于，包括控制芯片、交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路、濾波電容和兩并聯(lián)的功率模塊，其中: 所述功率模塊的輸入端與電源正極連接，輸出端與所述濾波電容的正極連接； 所述交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的輸入端與所述控制芯片的輸出端連接，該交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別與兩功率模塊的控制端連接，以將所述控制芯片輸出的PWM脈寬調(diào)制信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路交錯(cuò)的PWM信號(hào)并分別傳送給兩功率模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交錯(cuò)式PFC電路，其特征在于，還包括電流采樣電阻，所述功率模塊包括驅(qū)動(dòng)電路、電感組件、二極管和開關(guān)管，其中: 所述電感組件一端為所述功率模塊的輸入端且連接電源正極，另一端連接所述二極管的陽極； 所述二極管的陰極為所述功率模塊的輸出端且連接所述濾波電容的正極； 所述開關(guān)管分別連接所述驅(qū)動(dòng)電路的輸出端、所述二級(jí)管的陽極和所述濾波電容的負(fù)極； 所述采樣電阻一端連接所述濾波電容負(fù)極，另一端連接電源負(fù)極； 所述驅(qū)動(dòng)電路的輸入端為所述功率模塊的控制端且連接所述交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的輸出端，以將所述交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路輸出的PWM信號(hào)放大后輸出至所述開關(guān)管以控制開關(guān)管連接所述二極管一端和連接所述濾波電容一端的連接狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交錯(cuò)式PFC電路，其特征在于，所述交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路包括D觸發(fā)器和兩與門，其中: 所述D觸發(fā)器的時(shí)鐘觸發(fā)輸入端和兩與門的第一輸入端為所述交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的輸入端，所述控制芯片分別連接D觸發(fā)器的時(shí)鐘觸發(fā)輸入端和兩與門的第一輸入端； 所述D觸發(fā)器的置位端和復(fù)位端接地，數(shù)據(jù)輸入端連接負(fù)輸出端，負(fù)輸出端連接一與門的第二輸入端，正輸出端連接另一與門的第二輸入端； 所述與門的輸出端為所述交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的輸出端，且與所述功率模塊的控制端對(duì)應(yīng)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的交錯(cuò)式PFC電路，其特征在于，所述開關(guān)管為IGBT絕緣柵雙極型晶體管或MOSFET絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的交錯(cuò)式PFC電路，其特征在于，所述控制芯片為MCU微控制單元或DSP數(shù)字信號(hào)處理器。
6.一種空調(diào)器，包括一交錯(cuò)式PFC電路，其特征在于，所述交錯(cuò)式PFC電路包括控制芯片、交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路、濾波電容和兩并聯(lián)的功率模塊，其中: 所述功率模塊的輸入端與電源正極連接，輸出端與所述濾波電容正極連接； 所述交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的輸入端與所述控制芯片的輸出端連接，該交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別與兩功率模塊的控制端連接，以將所述控制芯片輸出的PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路交錯(cuò)的PWM信號(hào)并分別傳送給兩功率模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的空調(diào)器，其特征在于，所述交錯(cuò)式PFC電路為如權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)所述的交錯(cuò)式PFC電路。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種交錯(cuò)式PFC電路及空調(diào)器，所述交錯(cuò)式PFC電路包括控制芯片、交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路、濾波電容和兩并聯(lián)的功率模塊，其中所述功率模塊的輸入端與電源正極連接，輸出端與所述濾波電容的正極連接；所述交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的輸入端與所述控制芯片的輸出端連接，該交錯(cuò)轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別與兩功率模塊的控制端連接，以將所述控制芯片輸出的PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換為兩路交錯(cuò)的PWM信號(hào)并分別傳送給兩功率模塊，從而以較低的成本實(shí)現(xiàn)將單路PFC電路轉(zhuǎn)變?yōu)榻诲e(cuò)式PFC電路，因此紋波電流減小、輸出電壓更穩(wěn)定，從而提高了PFC電路的性能；同時(shí)工作頻率得以提高，可減小電感組件的尺寸，從而縮小了PFC電路的體積。
文檔編號(hào)H02M1/42GK203104280SQ20132000297
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者鄭緒成 申請(qǐng)人:廣東美的制冷設(shè)備有限公司