[發明專利]功率變換裝置及其功率變換方法

有效

• 申請號: 201210126182.8
• 申請日: 2012-03-08
• 公開（公告）號: CN102684515A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 李載昊
• 申請（專利權）人: LS產電株式會社
• 主分類號: H02M7/155
• 分類號: H02M7/155
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 黃威;徐愛萍

技術領域

本公開涉及一種功率變換裝置，更特別地，涉及一種具有升壓(boost)功率因數校正(PFC)功能和控制涌流的功率變換裝置及其功率變換方法。

背景技術

功率變換裝置具有用于功率因數補償的升壓PFC功能。在這里，功率因數由有功功率與視在功率的比率所表示，即，由實際流到負載的功率與視在功率的比率所表示。

在具有升壓PFC功能的功率變換裝置中，需要控制在初始時刻為升壓PFC輸出端上的電容器充電的涌流。

換句話說，當電源被初始提供至電路時，為了保護該電路以及優化設計該電路，需要控制涌流。

圖1是圖示出根據相關技術的功率變換裝置的圖。

參考圖1(A)，功率變換裝置包括用于控制初始的涌流的熱敏電阻10。

在低溫時，熱敏電阻10具有高阻抗，但是當其自熱或外部溫度升高時，熱敏電阻10具有低阻抗。

通過利用這些特征，當初始提供電源時，由于熱敏電阻10的相對高阻抗而限制了初始的涌流，并且當溫度變高時，隨著熱敏電阻10的阻值減小導致閉合回路的形成，初始的涌流被限制。

雖然利用熱敏電阻10的功率變換裝置很簡單，如圖1(A)所示，但是該功率變換裝置不能應用到大容量部件，因為熱敏電阻10不適用于大容量部件。

進一步地，由于由熱敏電阻10的阻抗引起的損耗而降低了利用熱敏電阻10的功率變換裝置的效率。而且，當功率變換裝置被非正常操作時，熱敏電阻10的溫度可能不會降低。在這種狀態下，電路不能從電網中被分離，因此電路不能在保險絲斷開前受到保護。

參考圖1(B)，功率變換裝置包括電阻器20和繼電器30，用于控制初始的涌流。

功率變換裝置通過使用電阻器20對電容器CB充電，并且當電容器CB的充電完成時使繼電器30短路，從而使電流流經繼電器30而不是電阻器20，由此控制初始的涌流。

雖然使用圖1(B)所示的電阻器20和繼電器30的功率變換裝置適用于大容量部件，但是該功率變換裝置具有有限的壽命，因為繼電器30形成了機械觸點。

進一步地，當由于非正常操作而需要從電網中分離時，由于繼電器30的響應速度慢而導致很難快速地執行分離。

而且，即使繼電器30被分離，從電網中完全分離也是很難的，因為電流依然流經電阻器20。因此，繼電器電路需要另外串聯到電阻器，因此增大了系統的成本和體積。

發明內容

實施例提供了一種功率變換裝置及其功率變換方法，所述功率變換裝置能有效地控制初始連接電源時產生的涌流。

實施例還提供一種功率變換裝置及其功率變換方法，通過采用SCR和控制SCR的柵極，所述功率變換裝置能有效地控制涌流。

在一個實施例中，功率變換裝置包括：整流單元，其包括可控硅整流器晶閘管(SCR)，并且用于對外部輸入的單相電源進行整流；功率因數校正單元，其配置成校正由整流單元整流的電源的功率因數；以及控制信號發生單元，其配置成基于輸入的單相電源來檢測過零點并且基于所檢測到的過零點來產生脈沖信號，所述脈沖信號的寬度隨時間的變化而增大，其中，整流單元通過使用輸入到SCR的柵極端的脈沖信號來對單相電源進行整流。

控制信號發生單元可以包括：信號檢測器，其配置成檢測單相電源；單相PLL，其配置成基于由信號檢測器檢測到的單相電源來檢測過零點，并且基于所檢測到的過零點來產生載波信號；以及PWM發生器，其配置成比較參考信號與所產生的載波信號并且產生脈沖信號，所述脈沖信號的寬度隨時間的變化而增大。

單相PLL可以檢測第一過零點和第二過零點，并且可以基于所檢測到的第一過零點和第二過零點來產生隨時間的變化而增大的載波信號。

第一過零點可以表示單相電源從正變為負的過零點，并且第二過零點可以表示單相電源從負變為正的過零點。

載波信號可以包括第一載波信號和第二載波信號，其中，當檢測到第一過零點時可以產生第一載波信號并且當檢測到第二過零點時可以重置第一載波信號，而當檢測到第二過零點時可以產生第二載波信號并且當檢測到第一過零點時可以重置第二載波信號。

PWM發生器可以在載波信號大于參考信號時產生脈沖信號。

PWM發生器可以比較第一載波信號與參考信號以便在第一載波信號大于參考信號時產生第一脈沖信號，并且PWM發生器可以比較第二載波信號與參考信號以便在第二載波信號大于參考信號時產生第二脈沖信號。

SCR可以包括：第一SCR，其柵極端連接到由PWM發生器輸出的第一脈沖信號；以及第二SCR，其柵極端連接到由PWM發生器輸出的第二脈沖信號。