[發(fā)明專利]一種具有保護電路的有源功率因素校正電路

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710111078.0
• 申請日: 2007-06-14
• 公開（公告）號: CN101325366A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張智春;程永甫;林凡卿;劉俊杰;楚毅;姚啟媛;馬德新
• 申請（專利權(quán)）人: 海爾集團公司;青島海爾空調(diào)器有限總公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02M1/12;H02M1/14
• 代理公司: 北京信遠達知識產(chǎn)權(quán)代理事務所
• 代理人: 王學強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電源技術(shù)，具體地說涉及一種具有保護電路的有源功率因素校正電路。

背景技術(shù)

在電網(wǎng)中，各種負載尤其是非線性負載對電網(wǎng)供電質(zhì)量存在重大影響。例如，許多用電器的電源需要將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，在整流過程中產(chǎn)生的脈動電流包含有大量電流諧波分量。這些電流諧波分量倒流入電網(wǎng)，會造成對電網(wǎng)的諧波“污染”，當電流流過線路阻抗時造成諧波電壓降，使正弦波電網(wǎng)電壓發(fā)生畸變。此外，產(chǎn)生的諧波還造成電網(wǎng)電流的功率因素下降，增加配電系統(tǒng)導線與變壓器的損耗；以及增大中線諧波電流，以致對電網(wǎng)上其它用電裝置造成電磁干擾。同時功率因素降低也影響整個電源系統(tǒng)的負載能力和可靠性。

隨著變頻調(diào)速技術(shù)的不斷廣泛應用，該技術(shù)對電網(wǎng)功率因素產(chǎn)生的負面影響日益顯著。這是由于，變頻調(diào)速中需要對電源進行交-直-交的變換，上述過程會產(chǎn)生各種電流諧波，如果不采取措施，將嚴重降低電網(wǎng)功率因素，進而使電網(wǎng)的實際供電能力降低；同時，還會產(chǎn)生電磁干擾，影響其它用電設(shè)備。

為了應對上述情況，目前，我國對家電產(chǎn)品強制執(zhí)行″CCC認證″(CCC認證即″中國強制認證″，其英文名稱為″China?Compulsory?Certification″)標準，要達到這一標準的要求，各種家用變頻設(shè)備必須進行功率因素校正。

將產(chǎn)品化的電流諧波抑制和功率因素校裝置應用于變頻空調(diào)等家用變頻設(shè)備中，可以實現(xiàn)功率因素校正，并使各次諧波電流含量均滿足″CCC認證″的EMC(電磁兼容)標準。所述EMC標準包括EMI(電磁干擾)標準及EMS(電磁耐受性)標準兩部份。所謂電磁干擾，是指機器本身在執(zhí)行應有功能的過程中所產(chǎn)生不利于其它系統(tǒng)的電磁噪聲；所謂電磁耐受性，是指機器在執(zhí)行功能的過程中不受周圍電磁環(huán)境影響的能力。

通過近年來的研究，已有多種用于提高變頻空調(diào)功率因素和減小電流諧波分量的裝置，包括無源功率因素校正電路和有源功率因素校正電路。其中，有源功率因素校正電路又包括全程有源功率因素校正電路和部分有源功率因素校正電路。

圖1示出現(xiàn)有技術(shù)下的一種全程有源功率因素校正電路，這種電路在整流器和負載之間接入一個DC/DC開關(guān)變換器。該DC/DC開關(guān)變換器包括一個用作可控開關(guān)的大功率開關(guān)晶體管，在該實施例中具體為絕緣柵雙極型晶體管，即IGBT。該電路應用電流反饋技術(shù)，通過專用功率因素控制芯片(以下簡稱PFC控制芯片)控制該可控開關(guān)IGBT的實時導通，進行DC/DC開關(guān)變換，使輸入端電流Ii波形在整個電周期內(nèi)跟蹤交流輸入正弦電壓波形。這種有源功率因素校正電路可使Ii接近正弦，從而使輸入端總諧波畸變量(THD)小于5％，功率因素可提高到0.99甚至更高。

除了上述全程有源功率因素較正電路外，還存在部分有源功率因素校正電路。

不同的有源功率因素校正電路都需要采用一些功率開關(guān)器件，包括該例中所示的IGBT和大功率二極管等，這些器件是針對正常工作條件進行參數(shù)選擇的，當整流電路處于異常電壓等情況時，這些器件將處于不適合的工作條件，時間過長后，會嚴重縮短器件的使用壽命。

目前的有源功率因素校正電路中，對于直流過壓等情況已經(jīng)采用了一些保護措施，但是，這些保護措施不能完全保證功率因素校正電路工作在正常工作條件下。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于，提供一種具有保護電路的有源功率因素校正電路，該電路能夠檢測當前電路工作條件是否正常，當工作條件異常時，則停止有源功率因素校正電路的工作，從而實現(xiàn)對有源功率因素校正電路的保護。

本發(fā)明提供的一種具有保護電路的有源功率因素校正電路，至少包括可控開關(guān)，以及實時控制該可控開關(guān)導通和截止的功率因素控制芯片，還包括電壓檢測電路，用于從整流后的直流母線電壓或控制電壓獲得一電壓取樣值，并將該電壓取樣值輸出到所述功率因素控制芯片；所述功率因素控制芯片中設(shè)置有對應于直流母線電壓或控制電壓正常范圍上限值的電壓取樣上限值，當通過所述電壓檢測電路獲得的電壓取樣值高于所述電壓取樣上限值時，則判斷所述直流母線電壓或控制電壓過高，所述功率因素控制芯片停止控制所述有源功率因素校正電路的可控開關(guān)導通。