一種pfc保護電路和空調(diào)器的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于功率因數(shù)校正電路【技術領域】，提供了一種PFC保護電路和空調(diào)器。本實用新型通過采用包括過流檢測模塊和保護控制模塊的PFC保護電路，由過流檢測模塊根據(jù)采樣電阻兩端所產(chǎn)生的電壓相應地輸出過流檢測信號，當采樣電阻兩端的電壓因PFC電路中的開關管過流而增大時，根據(jù)過流檢測模塊輸出的過流檢測信號對主控芯片輸出至PFC驅(qū)動芯片的驅(qū)動信號進行延時旁路處理，從而能夠在PFC電路未恢復正常時有效地保證PFC驅(qū)動芯片控制開關管保持關斷，以達到保護開關管及PFC電路的目的。
【專利說明】—種PFC保護電路和空調(diào)器

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于功率因數(shù)校正電路【技術領域】，尤其涉及一種PFC保護電路和空調(diào)器。

【背景技術】
[0002]目前,在空調(diào)器設備的電源電路中會采用PFC (Power Factor Correct1n,功率因數(shù)校正)電路。PFC電路可以在將交流電轉化為直流電時提高電源對市電的利用率，減少轉化過程的電能損耗，達到節(jié)能的目的。PFC電路還能減少電源對市電電網(wǎng)的影響，避免其突然啟動時對其他電器的影響。
[0003]在PFC電路出現(xiàn)工作異常時，現(xiàn)有技術所采用的過流保護電路會及時控制PFC電路中的開關管(如IGBT)關斷以達到保護PFC電路的目的。然而，上述的過流保護電路在控制開關管關斷后，會在PFC電路未完全恢復正常狀態(tài)時提前控制開關管開啟，所以會使開關管在異常狀態(tài)下容易因過流而發(fā)生爆炸性損壞，進而導致PFC電路受到損壞而無法恢復正常的工作狀態(tài)。
[0004]綜上所述，現(xiàn)有技術因在PFC電路未恢復正常狀態(tài)時提前控制開關管開啟而存在使開關管過流損壞，且進一步導致PFC電路受損的問題。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的在于提供一種PFC保護電路，旨在解決現(xiàn)有技術因在PFC電路未恢復正常狀態(tài)時提前控制開關管開啟，而使開關管過流損壞，且進一步導致PFC電路受損的問題。
[0006]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種PFC保護電路，與PFC電路連接，所述PFC電路包括整流橋、電感、開關管、二極管以及電解電容，所述整流橋的交流側接入交流電，所述電感連接于所述整流橋的輸出端與所述二極管的陽極之間，所述二極管的陰極為所述PFC電路的輸出端，所述電解電容連接于所述二極管的陰極與地之間，所述開關管的高電位端和低電位端分別連接所述二極管的陽極和地；所述PFC保護電路包括采樣電阻、PFC驅(qū)動芯片及主控芯片，所述采樣電阻連接于所述整流橋的回路端與所述開關管的低電位端之間，所述主控芯片輸出驅(qū)動信號使所述PFC驅(qū)動芯片對所述開關管進行通斷控制；
[0007]所述PFC保護電路還包括:
[0008]第一輸入端和第二輸入端分別連接所述采樣電阻的第一端和第二端，根據(jù)所述采樣電阻兩端所產(chǎn)生的電壓相應地輸出過流檢測信號的過流檢測模塊；
[0009]輸入端連接所述過流檢測模塊的輸出端，第一信號旁路端和第二信號旁路端分別連接所述PFC驅(qū)動芯片和所述主控芯片，當所述采樣電阻兩端的電壓因所述開關管過流而增大時，根據(jù)所述過流檢測信號對所示主控芯片輸出至所述PFC驅(qū)動芯片的驅(qū)動信號進行延時旁路處理的保護控制模塊。
[0010]本實用新型的另一目的還在于提供一種空調(diào)器，其包括PFC電路和上述PFC保護電路。
[0011]本實用新型通過采用包括過流檢測模塊和保護控制模塊的PFC保護電路，由過流檢測模塊根據(jù)采樣電阻兩端所產(chǎn)生的電壓相應地輸出過流檢測信號，當采樣電阻兩端的電壓因PFC電路中的開關管過流而增大時，根據(jù)過流檢測模塊輸出的過流檢測信號對主控芯片輸出至PFC驅(qū)動芯片的驅(qū)動信號進行延時旁路處理，從而能夠在PFC電路未恢復正常時有效地保證PFC驅(qū)動芯片控制開關管保持關斷，以達到保護開關管及PFC電路的目的，解決了現(xiàn)有技術因在PFC電路未恢復正常狀態(tài)時提前控制開關管開啟，而使開關管過流損壞，且進一步導致PFC電路受損的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型實施例提供的PFC保護電路的結構圖；
[0013]圖2是本實用新型實施例提供的PFC保護電路的示例電路結構圖；
[0014]圖3是圖2所示的PFC保護電路所涉及的信號波形圖。

【具體實施方式】
[0015]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0016]圖1示出了本實用新型實施例提供的PFC保護電路的結構，為了便于說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分，詳述如下:
[0017]PFC保護電路100與現(xiàn)有的PFC電路200連接，PFC電路200包括整流橋BD、電感L1、開關管S1、二極管Ds以及電解電容El，整流橋BD的交流側接入交流電AC，電感LI連接于整流橋BD的輸出端與二極管Ds的陽極之間，二極管Ds的陰極為PFC電路200的輸出端，電解電容El連接于二極管Ds的陰極與地之間，開關管SI的高電位端和低電位端分別連接二極管Ds的陽極和地。
[0018]與現(xiàn)有的PFC保護電路相同，PFC保護電路100也包括采樣電阻Rs、PFC驅(qū)動芯片101及主控芯片102，采樣電阻連接于整流橋BD的回路端與開關管SI的低電位端之間，主控芯片102輸出驅(qū)動信號使PFC驅(qū)動芯片101對開關管SI進行通斷控制。
[0019]此外，在本實用新型實施例中，PFC保護電路100還包括:
[0020]第一輸入端和第二輸入端分別連接采樣電阻Rs的第一端和第二端，根據(jù)采樣電阻Rs兩端所產(chǎn)生的電壓相應地輸出過流檢測信號的過流檢測模塊103 ；
[0021]輸入端連接過流檢測模塊103的輸出端，第一信號旁路端和第二信號旁路端分別連接PFC驅(qū)動芯片101和主控芯片102，當采樣電阻Rs兩端的電壓因開關管SI過流而增大時，根據(jù)過流檢測模塊103輸出的過流檢測信號對主控芯片102輸出至PFC驅(qū)動芯片101的驅(qū)動信號進行延時旁路處理的保護控制模塊104。
[0022]其中，上述當采樣電阻Rs兩端的電壓因開關管SI過流而增大的過程實際上就是在PFC電路出現(xiàn)異常而使開關管SI過流時，采樣電阻Rs兩端的電壓會隨之增大的過程。開關管SI可以是IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)、M0S管或者其他具備開關特性的半導體器件。
[0023]圖2示出了本實用新型實施例提供的PFC保護電路的示例電路結構，為了便于說明，僅示出了與本實用新型實施例相關的部分，詳述如下:
[0024]過流檢測模塊103包括:
[0025]第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容C1、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6以及第一比較器U1 ；
[0026]第一電阻R1的第一端和第二電阻R2的第一端分別為過流檢測模塊103的第一輸入端和第二輸入端，第一電阻R1的第二端與第一電容C1的第一端共接于第三電阻R3的第一端，第二電阻R2的第二端與第一電容C1的第二端共接于第四電阻R4的第一端，第三電阻R3的第二端與第五電阻R5的第一端共接于第一比較器U1的同相輸入端，第五電阻R5的第二端連接直流電源VCC，第四電阻R4的第二端與第六電阻R6的第一端共接于第一比較器U1的反相輸入端，第六電阻R6的第二端連接直流電源VCC，第一比較器U1的正電源端和負電源端分別連接直流電源VCC和地，第一比較器U1的輸出端為過流檢測模塊103的輸出端。
[0027]保護控制模塊104包括:
[0028]第七電阻R7、第八電阻R8、第二比較器U2、第一二極管D1、第九電阻R9、第十電阻R10、第二電容C2、第二二極管D2以及第三二極管D3 ；
[0029]第七電阻R7的第一端連接直流電源VCC，第七電阻R7的第二端與第八電阻R8的第一端共接于第二比較器U2的反相輸入端，第八電阻R8的第二端與第二比較器U2的負電源端共接于地，第二比較器U2的同相輸入端與第一二極管D1的陽極、第九電阻R9的第一端以及第二電容C2的第一端共接所形成的共接點為保護控制模塊104的輸入端，第二比較器U2的正電源端與第一二極管D1的陰極、第九電阻R9的第二端以及第十電阻R10的第一端共接于直流電源VCC，第十電阻R10的第二端與第二電容C2的第二端、第二二極管D2的陰極以及第三二極管D3的陰極共接于第二比較器U2的輸出端，第二二極管D2的陽極和第三二極管D3的陽極分別為保護控制模塊104的第一信號旁路端和第二信號旁路端。
[0030]以下結合工作原理對上述的PFC保護電路作進一步說明:
[0031]當PFC電路出現(xiàn)異常而使開關管S1過流(因工作電流異?；蛴龅郊夥迕}沖而過流)時，流過采樣電阻&的電流會增大(電流波形如圖3所示的IKS)，則采樣電阻Rs兩端的電壓也會隨之增大，在過流檢測模塊103中，通過第一電阻R1、第二電阻R2、第一電容C1、第三電阻R3、第四電阻R4得到采樣電阻Rs兩端的電壓參數(shù)，則此時第一比較器U1會根據(jù)其同相輸入端和反相輸入端所輸入的電壓參數(shù)相應地輸出低電平(該低電平即為上述的過流檢測信號，其波形如圖3所示的Sm)至第二比較器U2的同相輸入端，第二比較器U2隨之輸出低電平，則第二比較器U2的輸出端通過第二二極管D2將主控芯片102輸出至PFC驅(qū)動芯片101的驅(qū)動信號拉至低電平，以對驅(qū)動信號進行旁路處理，從而使PFC驅(qū)動芯片101直接控制開關管S1關斷。由于第一比較器U1輸出的低電平的波形較窄(如圖3所示的Sm)，所以在PFC電路出現(xiàn)異常且還未恢復正常的情況下，會使上述對驅(qū)動信號進行旁路處理的時間短于PFC電路從異常狀態(tài)恢復至正常狀態(tài)的時間，從而導致PFC驅(qū)動芯片101會提前控制開關管S1導通開啟，進而導致開關管S1因工作于異常狀態(tài)下而出現(xiàn)過流發(fā)熱現(xiàn)象，容易造成開關管S1出現(xiàn)爆炸性損壞。基于上述原因，在保護控制模塊104中，由第九電阻R9、第十電阻R10及第二電容C2組成電平延時電路，在第二比較器U2的同相輸入端接收至IJ低電平的同時，直流電源VCC經(jīng)第九電阻R9向第二電容C2充電(其充電電壓的波形如圖3所示的UC2)，第二電容C2的第一端的電壓緩慢上升，則第二比較器U2的同相輸入端的電壓也緩慢上升，由于第二比較器U2的同相輸入端的電壓低于其反相輸入端的電壓，所以第二比較器U2的輸出端持續(xù)輸出低電平(其波形如圖3所示的SU2)，從而能夠?qū)χ骺匦酒?02輸出至PFC驅(qū)動芯片101的驅(qū)動信號進行延時旁路處理，以使開關管S1的關斷時間得到進一步延長，能夠有效地避免在PFC電路未恢復正常時開啟開關管S1，進而更好地保護開關管S1免受損壞，避免PFC電路進一步受損。當PFC電路恢復正常，則經(jīng)過采樣電阻Rs的電流會減小，采樣電阻Rs兩端的電壓也會相應降低，第一比較器U1也會隨之輸出高電平，第二比較器U2也就會根據(jù)該高電平相應地輸出高電平，則第二二極管D2無法導通，所以不會將主控芯片102輸出至PFC驅(qū)動芯片101的驅(qū)動信號拉至低電平，則PFC驅(qū)動芯片101便可控制開關管S1恢復導通開啟狀態(tài)，一個PFC電路保護周期也就到此結束。
[0032]從上述內(nèi)容可知，第二比較器U2輸出低電平的時間(即對第二電容C2的充電時間)取決于第九電阻R9和第十電阻R10的阻值以及第二電容C2的容量，在通常情況下，要求第二比較器U2輸出低電平的時間的取值范圍為[1ms，4ms]，在本實用新型實施例中可優(yōu)選為3ms，第九電阻R9的阻值可以取為10K Ω，第十電阻R10的阻值可以取為4.7K Ω，第二電容C2的容量可以取為0.03uF。
[0033]另外，在第二比較器U2輸出低電平時，第二比較器U2的輸出端還通過第三二極管D3將主控芯片102的引腳拉至低電平，主控芯片102此時可相應地停止向PFC驅(qū)動芯片101輸出驅(qū)動信號，則PFC驅(qū)動芯片101同樣無法控制開關管S1導通開啟，所以這樣可以與上述對驅(qū)動信號進行延時旁路處理結合在一起，對開關管S1實現(xiàn)雙重關斷保護，無論是第二二極管D2或第三二極管D3因故障無法導通，均能使PFC驅(qū)動芯片101控制開關管S1在PFC電路未恢復正常時保持關斷，從而達到保護開關管S1以及整個PFC電路的目的。
[0034]基于上述PFC保護電路的優(yōu)點，本實用新型實施例還提供了一種空調(diào)器，其包括PFC電路和上述的PFC保護電路。
[0035]綜上所述，本實用新型實施例通過采用包括過流檢測模塊103和保護控制模塊104的PFC保護電路100，由過流檢測模塊103根據(jù)采樣電阻Rs兩端所產(chǎn)生的電壓相應地輸出過流檢測信號，當采樣電阻Rs兩端的電壓因PFC電路200中的開關管S1過流而增大時，根據(jù)過流檢測模塊103輸出的過流檢測信號對主控芯片102輸出至PFC驅(qū)動芯片101的驅(qū)動信號進行延時旁路處理，從而能夠在PFC電路200未恢復正常時有效地保證PFC驅(qū)動芯片101控制開關管S1保持關斷，以達到保護開關管S1及PFC電路200的目的，解決了現(xiàn)有技術因在PFC電路未恢復正常狀態(tài)時提前控制開關管開啟，而使開關管過流損壞，且進一步導致PFC電路受損的問題。
[0036]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種PFC保護電路，與PFC電路連接，所述PFC電路包括整流橋、電感、開關管、二極管以及電解電容，所述整流橋的交流側接入交流電，所述電感連接于所述整流橋的輸出端與所述二極管的陽極之間，所述二極管的陰極為所述PFC電路的輸出端，所述電解電容連接于所述二極管的陰極與地之間，所述開關管的高電位端和低電位端分別連接所述二極管的陽極和地；所述PFC保護電路包括采樣電阻、PFC驅(qū)動芯片及主控芯片，所述采樣電阻連接于所述整流橋的回路端與所述開關管的低電位端之間，所述主控芯片輸出驅(qū)動信號使所述PFC驅(qū)動芯片對所述開關管進行通斷控制；其特征在于，所述PFC保護電路還包括: 第一輸入端和第二輸入端分別連接所述采樣電阻的第一端和第二端，根據(jù)所述采樣電阻兩端所產(chǎn)生的電壓相應地輸出過流檢測信號的過流檢測模塊； 輸入端連接所述過流檢測模塊的輸出端，第一信號旁路端和第二信號旁路端分別連接所述PFC驅(qū)動芯片和所述主控芯片，當所述采樣電阻兩端的電壓因所述開關管過流而增大時，根據(jù)所述過流檢測信號對所示主控芯片輸出至所述PFC驅(qū)動芯片的驅(qū)動信號進行延時旁路處理的保護控制模塊。
2.如權利要求1所述的PFC保護電路，其特征在于，所述過流檢測模塊包括: 第一電阻、第二電阻、第一電容、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻以及第一比較器； 所述第一電阻的第一端和所述第二電阻的第一端分別為所述過流檢測模塊的第一輸入端和第二輸入端，所述第一電阻的第二端與所述第一電容的第一端共接于所述第三電阻的第一端，所述第二電阻的第二端與所述第一電容的第二端共接于所述第四電阻的第一端，所述第三電阻的第二端與所述第五電阻的第一端共接于所述第一比較器的同相輸入端，所述第五電阻的第二端連接直流電源，所述第四電阻的第二端與所述第六電阻的第一端共接于所述第一比較器的反相輸入端，所述第六電阻的第二端連接所述直流電源，所述第一比較器的正電源端和負電源端分別連接所述直流電源和地，所述第一比較器的輸出端為所述過流檢測模塊的輸出端。
3.如權利要求1所述的PFC保護電路，其特征在于，所述保護控制模塊包括: 第七電阻、第八電阻、第二比較器、第一二極管、第九電阻、第十電阻、第二電容、第二二極管以及第三二極管； 所述第七電阻的第一端連接直流電源，所述第七電阻的第二端與所述第八電阻的第一端共接于所述第二比較器的反相輸入端，所述第八電阻的第二端與所述第二比較器的負電源端共接于地，所述第二比較器的同相輸入端與所述第一二極管的陽極、所述第九電阻的第一端以及所述第二電容的第一端共接所形成的共接點為所述保護控制模塊的輸入端，所述第二比較器的正電源端與所述第一二極管的陰極、所述第九電阻的第二端以及所述第十電阻的第一端共接于直流電源，所述第十電阻的第二端與所述第二電容的第二端、所述第二二極管的陰極以及所述第三二極管的陰極共接于所述第二比較器的輸出端，所述第二二極管的陽極和所述第三二極管的陽極分別為所述保護控制模塊的第一信號旁路端和第二信號旁路端。
4.如權利要求3所述的PFC保護電路，其特征在于，所述第九電阻的阻值為10ΚΩ，所述第十電阻的阻值為4.7ΚΩ，所述第二電容的容量為0.03uF。
5.一種空調(diào)器，包括PFC電路，其特征在于，所述空調(diào)器還包括如權利要求1至4任一 項所述的PFC保護電路。
【文檔編號】H02M1/42GK204119020SQ201420425992
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權日:2014年7月30日
【發(fā)明者】陳烽, 王明明, 張海春, 周偉堅 申請人:美的集團股份有限公司