[發(fā)明專利]多路交錯(cuò)式PFC的集成模塊以及電源和空調(diào)器

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010956369.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN111900881A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐海洋;丁晶晶;李賽;楊壯壯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 珠海格力電器股份有限公司
• 主分類號(hào): H02M5/453
• 分類號(hào): H02M5/453;H02M1/32;H02M1/42;H02M1/44;H02M7/539;G01D21/02;H02H7/125
• 代理公司: 深圳市康弘知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44247
• 代理人: 吳敏

本發(fā)明公開了多路交錯(cuò)式PFC的集成模塊以及電源和空調(diào)器，其中多路交錯(cuò)式PFC的集成模塊包括整流模塊、PFC模塊、逆變模塊、參數(shù)采樣模塊和控制模塊，其中參數(shù)采樣模塊用以采集PFC模塊和逆變模塊的參數(shù)，控制模塊根據(jù)采集到的所述參數(shù)控制PFC模塊和逆變模塊工作；本發(fā)明高度集成智能化功率模塊，功能齊全，減小了功率板的面積，相對(duì)于非集成的功率板，板面積減小了10%，實(shí)現(xiàn)了小型化，控制效果有明顯的提升，成本降低了20%。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電源控制電路，尤其涉及一種多路交錯(cuò)式PFC的集成模塊以及電源和空調(diào)器。

背景技術(shù)

目前常用的單相交錯(cuò)式功率因數(shù)校正電路（Power Factor Correction，簡(jiǎn)稱為PFC），采用對(duì)稱的升壓功率（boost）電路，通過檢測(cè)兩個(gè)IGBT或者其他功率器件的電流或檢測(cè)總電流來進(jìn)行運(yùn)算。由于電路和相關(guān)元器件的設(shè)計(jì)過程中存在PFC電感量不是完全一致的，可能造成電流不平衡，最終會(huì)導(dǎo)致某一路的IGBT分擔(dān)的電流過大，當(dāng)電流誤差達(dá)到一定程度時(shí)，可能會(huì)燒毀相對(duì)應(yīng)的功率器件，從而使得整個(gè)PFC電路整體失效，甚至?xí)l(fā)機(jī)組其他器件的損毀，造成安全隱患。

目前在三相的PFC電路中，IPM(Intelligent Power Module，即智能功率模塊)作為關(guān)鍵的功率器件，在實(shí)際運(yùn)行過程中，控制部分是由MCU軟件去控制，其中的一個(gè)或者多個(gè)IGBT故障引發(fā)系統(tǒng)運(yùn)行異常，如何準(zhǔn)確地對(duì)IPM內(nèi)部每一個(gè)IGBT的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，減少由于IPM缺陷引發(fā)系統(tǒng)的更大故障，降低系統(tǒng)的整體損失是一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容。而現(xiàn)有的控制技術(shù)中，對(duì)IPM內(nèi)部某一個(gè)橋臂異常缺陷沒有主動(dòng)的檢測(cè)技術(shù)，不能及時(shí)地有針對(duì)性在損壞功率器件之前進(jìn)行有效地保護(hù)功率器件，進(jìn)而造成設(shè)備故障率上升。

針對(duì)目前國家的綠色環(huán)保節(jié)能的發(fā)展理念，以及出口的認(rèn)證要求的需要，無論是家用電器還是商用的變頻設(shè)備均需要強(qiáng)制滿足相關(guān)的EMC(Electro MagneticCompatibility，電磁兼容)標(biāo)準(zhǔn)，而功率器件IGBT和IPM等功率器件是EMC難點(diǎn)中的主要干擾來源。且目前產(chǎn)品越來越趨于采用變頻電機(jī)實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能，比如新風(fēng)機(jī)空調(diào)、潔凈空調(diào)，洗衣機(jī)、冰箱等，在實(shí)際應(yīng)用中，全自動(dòng)變頻驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常由多個(gè)不同功能的模塊組成，通常包含PFC、驅(qū)動(dòng)電路和IPM等，各個(gè)模塊之間獨(dú)立設(shè)計(jì)，使得整體控制板、電控的體積較大，不利于提高集成度、小型化、智能化的發(fā)展。

目前功率器件在裝配方面，都是通過相對(duì)應(yīng)的螺釘進(jìn)行裝配鎖定，但是在一些售后的處理、非專業(yè)人員使用時(shí)，或者使用的工具力矩過大，異常運(yùn)輸會(huì)造成IGBT或者IPM的封裝、內(nèi)部器件的損傷，這就會(huì)造成在功率器件的使用壽命嚴(yán)重縮短，甚至?xí)?dǎo)致機(jī)組異常。

針對(duì)上述問題，如何降低功率器件的干擾頻率幅值，解決數(shù)字功率因數(shù)校正（Power Factor Correction，簡(jiǎn)稱為PFC）電路的電流不平衡，軟件控制電路功率器件丟波的情況，尤其是在EMC等諧波治理方面，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致電路整體失效，電路可靠性較差的問題，優(yōu)化功率器件裝配力矩過大和暴力運(yùn)輸導(dǎo)致器件異常等問題。

基于此，如何設(shè)計(jì)一種支持模擬控制的多路交錯(cuò)PFC的高度集成的智能功率模塊及電子設(shè)備方案，有效的解決以上問題并實(shí)現(xiàn)高度智能化、小型化的方案，是業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的保護(hù)不全并且體積大的缺陷，本發(fā)明提出一種多路交錯(cuò)式PFC的集成模塊以及電源和空調(diào)器。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種多路交錯(cuò)式PFC的集成模塊，包括整流模塊、PFC模塊、逆變模塊、參數(shù)采樣模塊和控制模塊，其中參數(shù)采樣模塊用以采集PFC模塊和逆變模塊的參數(shù)，控制模塊根據(jù)采集到的所述參數(shù)控制PFC模塊和逆變模塊工作。

所述參數(shù)采樣模塊包括對(duì)PFC模塊進(jìn)行采樣的PFC采樣電路和對(duì)逆變模塊進(jìn)行采樣的IPM采樣電路。

所述PFC采樣電路包括溫度采樣電路、電流采樣電路、輸入電壓采樣電路、輸出電壓采樣電路。