一种PFC保护电路及变频设备的制作方法

一种pfc保护电路及变频设备
技术领域
1.本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种pfc保护电路及变频设备。


背景技术：

2.目前，家用变频设备(例如变频空调、变频冰箱等)为了提高功率因数，通常在整流电路之后，逆变电路之前设计有pfc(power factor correction，功率因数校正)电路。
3.当电网不稳定时，变频设备中的pfc电路可能会受到电网浪涌的冲击或者电压跌落的情况。在这种情况下，pfc电路中的电子器件很容易遭到电击穿或者热击穿等故障问题，进而可能造成pfc电路调整谐波、抬升母线电压功能失效，甚至导致变频设备短路、起火等安全隐患。因此，如何预防pfc电路发生故障是当前亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.本技术的实施例提供一种pfc保护电路及变频设备，解决了pfc保护电路在电网不稳定时导致的变频设备发生故障的问题，提高了变频设备的安全性能。
5.为达到上述目的，本技术的实施例采用如下技术方案：
6.第一方面，本技术实施例提供一种pfc保护电路，包括：保护模块、整流器、电抗器、绝缘栅双极型晶体管igbt、目标二极管和电容。保护模块包括至少一个二极管，至少一个二极管之间相互串联；至少一个二极管的正负极与pfc保护电路中的电流流向相对应。保护模块的第一端分别与整流器的第一端和电抗器的第一端连接；保护模块的第二端分别与电容的第一端和目标二极管的负极连接；igbt的第一端分别与电抗器的第二端和目标二极管的正极连接；igbt的第二端分别与电容的第二端和整流器的第二端连接。
7.可以看出，由于保护模块的第一端分别与整流器的第一端和电抗器的第一端连接，保护模块的第二端与电容的第一端连接；因此，当pfc保护电路受到电网浪涌的冲击时，保护模块会将整流器的与电抗器之间的电流分流到电容上，相比现有技术，本技术可以在pfc保护电路受到电网浪涌的冲击时，降低流过电抗器的电流，相应的，电抗器上的电压也会相应降低，从而提高了pfc保护电路的抗浪涌冲击的能力，解决了pfc保护电路在电网不稳定时导致的变频设备发生故障的问题，保证了变频设备的安全性能。
8.第二方面，本技术实施例提供一种变频设备，该变频设备包括上述第一方面所述的pfc保护电路。
9.本技术中第二方面及其各种实现方式的具体描述，可以参考第一方面及其各种实现方式中的详细描述；并且，第二方面及其各种实现方式的有益效果，可以参考第一方面及其各种实现方式中的有益效果分析，此处不再赘述。
10.本技术的这些方面或其他方面在以下的描述中会更加简明易懂。
附图说明
11.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中
所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
12.图1为现有技术中的pfc电路的电路结构示意图；
13.图2为本技术实施例提供的一种pfc保护电路的电路结构示意图；
14.图3为本技术实施例提供的又一种pfc保护电路的电路结构示意图；
15.图4为本技术实施例提供的又一种pfc保护电路的电路结构示意图；
16.图5为本技术实施例提供的又一种pfc保护电路的电路结构示意图。
具体实施方式
17.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
18.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
19.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。另外，在对管线进行描述时，本技术中所用“相连”、“连接”则具有进行导通的意义。具体意义需结合上下文进行理解。
20.在本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
21.目前，家用变频设备(例如变频空调、变频冰箱等)为了提高功率因数，通常在整流电路之后，逆变电路之前设计有pfc(power factor correction，功率因数校正)电路。
22.如图1所示，现有的pfc电路通常包括：电源1、整流器2、电抗器3、igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极型晶体管)4、目标二极管5、电容6和负载7。
23.其中，整流器2的第一端连接电抗器3。电抗器3的第二端分别连接igbt4的第一端和目标二极管5的第一端。igbt4的第二端分别连接整流器2的第二端、电容6的第二端和负载7的第二端。目标二极管5的第二端分别连接电容6的第一端和负载7的第一端。电容6的第二端分别连接igbt4的第二端和负载7的第二端。电源1的输出端连接整流器2的第三端。电源1的输入端连接整流器2的第四端。
24.如背景技术中所描述的，当电网不稳定时，现有的pfc电路可能会受到电网浪涌的冲击或者电压跌落的情况。在这种情况下，pfc电路中的电子器件很容易遭到电击穿或者热击穿等故障问题，进而可能造成pfc电路调整谐波、抬升母线电压功能失效，甚至导致变频
设备短路、起火等安全隐患。因此，如何预防pfc电路发生故障是当前亟需解决的问题。
25.针对上述技术问题，本技术提供一种pfc保护电路，通过在现有的pfc电路中设置保护模块，并当pfc保护电路受到电网浪涌的冲击时，保护模块会将整流器的与电抗器之间的电流分流到电容上，从而提高了pfc保护电路的抗浪涌冲击的能力，解决了pfc保护电路在电网不稳定时导致的变频设备发生故障的问题，保证了变频设备的安全性能。
26.本技术实施例中的pfc保护电路可以应用于有源pfc电路、无源pfc电路、无桥pfc电路、交错式pfc电路等。
27.结合图1，如图2所示，pfc保护电路包括：保护模块20、整流器2、电抗器3、绝缘栅双极型晶体管igbt4、目标二极管5和电容6。
28.其中，保护模块20的第一端分别与整流器2的第一端和电抗器3的第一端连接。保护模块20的第二端分别与电容6的第一端和目标二极管5的负极连接。igbt4的第一端分别与电抗器3的第二端和目标二极管5的正极连接。igbt4的第二端分别与电容6的第二端和整流器2的第二端连接。
29.可选的，pfc保护电路还包括：电源1和负载7。
30.其中，电源1的输出端连接整流器2的第三端。电源1的输入端连接整流器2的第四端。负载7的输入端分别连接目标二极管5的负极、电容6的第一端和保护电路的第二端。负载7的输出端分别连接电容6的第二端、igbt4的第二端和整流器2的第二端。
31.可选的，整流器2的第二端、igbt4的第二端、电容6的第二端和负载7的输出端分别接地。
32.具体的，保护模块20包括至少一个二极管。
33.其中，至少一个二极管之间相互串联。至少一个二极管的正负极与pfc保护电路中的电流流向相对应。
34.示例性的，结合图2，如图3所示，保护模块20包括二极管21和二极管22。pfc保护电路中的电流流向为箭头方向，因此，二极管21的正极分别与整流器2的第一端和电抗器3的第一端连接。二极管21的负极与二极管22的正极连接，二极管22的负极分别与电容6的第一端和目标二极管5的负极连接。
35.具体的，由于保护模块20的第一端分别与整流器2的第一端和电抗器3的第一端连接，保护模块20的第二端与电容6的第一端连接；因此，当pfc保护电路受到电网浪涌的冲击时，保护模块20会将整流器2的与电抗器3之间的电流分流到电容6上，降低流过电抗器3的电流。相应的，电抗器3上的电压也会相应降低，从而提高了pfc保护电路的抗浪涌冲击的能力，解决了pfc保护电路在电网不稳定时导致的变频设备发生故障的问题，保证了变频设备的安全性能。
36.其次，当pfc保护电路受到电压跌落后又恢复的情况时，在电网恢复正常电压的时刻，由于pfc保护电路的电抗器3支路的电阻较大，因此，pfc保护电路可以通过保护模块20迅速将电路中的电流流向电容6，防止电容6因电压跌落造成电容6过放，进而保证了pfc保护电路所在的变频设备运行的持续性和稳定性。
37.再次，由于pfc保护电路受到电压跌落后又恢复时，igbt4的占空比最大，当电压重新恢复后，保护模块20还可以防止igbt4的占空比迅速上升，保证了igbt4不会在电压异常时发生故障。
38.可选的，保护模块20还可以包括至少一个tvs(transient voltage suppressor，瞬态二极管)。
39.其中，至少一个tvs之间相互串联。至少一个tvs的正负极与pfc保护电路中的电流流向相对应。至少一个tvs与至少一个二极管相互串联。
40.示例性的，结合图2，如图4所示，保护模块20包括二极管21和tvs23。pfc保护电路中的电流流向为箭头方向，因此，二极管21的正极分别与整流器2的第一端和电抗器3的第一端连接。二极管21的负极与tvs23的正极连接，tvs23的负极分别与电容6的第一端和目标二极管5的负极连接。
41.具体的，当pfc保护电路中的工作电压大大超出电压阈值时，大量的电流通过保护模块20流向电容6，也有可能造成保护模块20中的二极管发生过热故障。其次，当变频设备正常工作时，若关闭pfc保护电路，也会有较大的电流流过保护模块20，从而造成保护模块20中的二极管发生过热故障。
42.基于上述问题，本技术实施例中的包括模块还包括至少一个tvs。在pfc保护电路中的工作电压大大超出电压阈值时，由于tvs相比普通的二极管的电阻较大，因此，包括至少一个tvs的保护模块20也可以将将整流器2的与电抗器3之间的电流分流到电容6上，降低流过电抗器3的电流。相应的，电抗器3上的电压也会相应降低，从而提高了pfc保护电路的抗浪涌冲击的能力。其次，在关闭pfc保护电路时，由于tvs的反向截流作用，使得包括至少一个tvs的保护模块20的阻抗大于电抗器3支路的电流，因此，pfc保护电路中的电流仍然会流过电抗器3支路，保证了保护模块20支路的电流不会过于集中，防止保护模块20中的二极管发生过热故障。
43.可选的，保护模块20还可以包括至少一个电阻。
44.其中，至少一个电阻之间相互串联。至少一个电阻与至少一个二极管相互串联。
45.示例性的，结合图2，如图5所示，保护模块20包括二极管21和电阻24。pfc保护电路中的电流流向为箭头方向，因此，二极管21的正极分别与整流器2的第一端和电抗器3的第一端连接。二极管21的负极与电阻24的第一端连接，电阻24的第二端分别与电容6的第一端和目标二极管5的负极连接。
46.综上所述，本技术实施例提供一种pfc保护电路，包括：保护模块、整流器、电抗器、绝缘栅双极型晶体管igbt、目标二极管和电容。保护模块包括至少一个二极管，至少一个二极管之间相互串联；至少一个二极管的正负极与pfc保护电路中的电流流向相对应。保护模块的第一端分别与整流器的第一端和电抗器的第一端连接；保护模块的第二端分别与电容的第一端和目标二极管的负极连接；igbt的第一端分别与电抗器的第二端和目标二极管的正极连接；igbt的第二端分别与电容的第二端和整流器的第二端连接。
47.可以看出，由于保护模块的第一端分别与整流器的第一端和电抗器的第一端连接，保护模块的第二端与电容的第一端连接；因此，当pfc保护电路受到电网浪涌的冲击时，保护模块会将整流器的与电抗器之间的电流分流到电容上，相比现有技术，本技术可以在pfc保护电路受到电网浪涌的冲击时，降低流过电抗器的电流，相应的，电抗器上的电压也会相应降低，从而提高了pfc保护电路的抗浪涌冲击的能力，解决了pfc保护电路在电网不稳定时导致的变频设备发生故障的问题，保证了变频设备的安全性能。
48.本发明实施例提供了一种变频设备，该变频设备包含上述实施例中涉及的pfc保
护电路。
49.其中，该变频设备可以是变频冰箱，也可以是变频空调，还可以是其他变频设备，本技术实施例对此不作限定。
50.由于本技术实施例中的变频设备可以应用于上述pfc保护电路，因此，其所能获得的技术效果也可参考上述pfc保护电路的实施例，本技术实施例在此不再赘述。
51.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。