[發明專利]PFC電路、電機控制系統及變頻空調器

在審

• 申請號: 201810088102.1
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108054913A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 霍軍亞
• 申請（專利權）人: 廣東美的制冷設備有限公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42;H02P23/26;H02P27/08
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國

1.一種PFC電路，所述PFC電路應用于電機控制系統，其特征在于，所述PFC電路包括電抗器、整流部、電流檢測部、濾波電路、交流電壓采樣部、直流電壓采樣部和運算控制部；所述電抗器和所述電流檢測部連接交流電源的輸入端，所述電抗器、電流檢測部和整流部串聯在交流電源回路中；所述整流部輸出端連接直流母線，所述濾波電路通過所述直流母線與所述整流部連接；

所述整流部包括自帶續流二極管的第一開關管和第二開關管、以及自帶續流二極管的第三開關管和第四開關管，

所述第三開關管和第四開關管串聯后的公共連接點與交流電源的L線連接；所述第一開關管和第二開關管串聯后的公共連接點與交流電源的N線連接；所述第一開關管和第二開關管串聯后的一端連接所述第三開關管源級，所述第一開關管和第二開關管串聯后的另一端連接所述第四開關管漏極，所述第一開關管、第二開關管、第三開關管和第四開關管的控制端分別連接所述運算控制部；其中，

所述電流檢測部用于檢測所述交流輸入電流，并獲得對應的交流輸入電流值；所述濾波電路用于對所述整流模塊輸出的直流電進行平滑濾波以輸出直流母線電壓；所述交流電壓采樣部用于檢測交流輸入電壓，并獲得對應的交流輸入電壓值；所述直流電壓采樣部用于檢測所述直流母線電壓，并獲得對應的直流母線電壓值；

所述運算控制部包括PFC運算控制部，所述PFC運算控制部用于獲取電機運行的直流母線電壓給定值，并根據所述交流輸入電壓值、所述直流母線電壓值、所述交流輸入電流值以及所述直流母線電壓給定值生成PFC開關占空比信號驅動所述整流部的開關管工作，以對所述輸入的交流電進行功率因素校正。

2.如權利要求1所述的PFC電路，其特征在于，所述PFC運算控制部根據所述交流輸入電壓值獲取所述交流輸入電壓極性標示信號，并根據所述交流輸入電壓極性標示信號控制所述第一整流單元的第三開關管和第四開關管開關工作。

3.如權利要求1所述的PFC電路，其特征在于，所述電流檢測部檢測所述交流輸入電流時，在所述第一開關管或者所述第二開關管開啟或者關閉的中間時刻進行電流采樣。

4.如權利要求1所述的PFC電路，其特征在于，所述電機控制系統包括相電流采樣部和逆變器；

所述相電流采樣部用于采樣所述電機的相電流信號并輸入到所述電機運算控制部；

所述逆變器輸入端連接所述直流母線，所述逆變器輸出端連接電機；

所述運算控制部還包括電機運算控制部，所述電機運算控制部用于根據所述直流母線電壓值、所述電機的相電流信號以及所述電機的目標轉速值計算生成脈沖寬度信號，所述運算控制部還生成三角載波信號，并根據所述三角載波信號和所述脈沖寬度信號生成PWM控制信號到所述逆變器，以驅動所述電機運行。

5.如權利要求4所述的PFC電路，其特征在于，所述電機運算控制部包括：

位置/速度估計模塊，用于對電機的轉子位置進行估計以獲得電機的轉子角度估計值和電機速度估計值；

Q軸給定電流值計算模塊，用于根據電機目標轉速值、電機速度估計值計算Q軸給定電流值；

D軸給定電流值計算模塊，用于根據逆變器的最大輸出電壓和逆變器的輸出電壓幅值計算D軸給定電流值；

電流控制模塊，用于根據所述Q軸給定電流值、所述D軸給定電流值、所述電機速度估計值、所述直流母線電壓值以及對電機采樣的相電流值進行計算生成所述脈沖寬度信號，并根據所述三角載波信號和所述脈沖寬度信號生成所述PWM控制信號到所述逆變器，以驅動所述電機運行。

6.如權利要求4所述的PFC電路，其特征在于，所述D軸給定電流值計算模塊包括：

弱磁控制器，用于對所述逆變器的最大輸出電壓與所述逆變器的輸出電壓幅值進行計算以獲得D軸給定電流值初始值；

限幅單元，用于對所述D軸給定電流值初始值進行限幅處理以獲得所述D軸給定電流值。

7.如權利要求5所述的PFC電路，其特征在于，所述電流控制模塊還包括：

Q軸電流值和D軸電流值計算單元，用于根據所述相電流值和所述角度估計值進行計算得到所述Q軸電流值和所述D軸電流值。