防止误检测过零信号的电路、PFC电路及空调器的制作方法

防止误检测过零信号的电路、pfc电路及空调器
技术领域
1.本实用新型涉及空调器技术领域，尤其是涉及一种防止误检测过零信号的电路、pfc电路及空调器。


背景技术：

2.pfc(power factor correction，功率因数校正)电路中的igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极晶体管)的开通和关断一般以特定的频率进行控制，其开通的占空比以输入交流电压的过零信号为基准进行变化，过零点附近开关占空较大，而在交流电压峰值位置开关占空较小。
3.目前pfc电路通过检测输入交流电的正弦波由正电压转为负电压或由负电压转为正电压的位置确定过零信号，但在一些电网较差的地区，交流电压波形较差，往往有很多谐波分量，可能存在在非过零点的电压位置产生电压跌落，产生由正电压转为负电压的谐波，导致检测到错误的过零信号，造成igbt开通的占空比发生错误，严重时可引起igbt过流损坏。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
5.为此，本实用新型的一个目的在于提出一种防止误检测过零信号的电路，用于pfc电路，所述pfc电路至少包括驱动单元和开关管，所述防止误检测过零信号的电路包括：ac电压采样单元，控制单元，存储单元；
6.所述ac电压采样单元的输入端连接ac电源，输出端连接所述控制单元的输入端，用于对所述ac电源进行采样，并将采样得到的ac电压过零点信号输出至所述控制单元；
7.所述存储单元中存储有多个电源周期中每个时刻的ac电压信号；
8.所述控制单元的第一输出端连接所述驱动单元，所述控制单元的第二输出端连接所述存储单元，所述控制单元接收到所述ac电压过零点信号时，获取当前时刻的ac电压信号，并从所述存储单元中获取上一电源周期中相同时刻的ac电压信号，根据所述当前时刻的ac电压信号和上一电源周期中相同时刻的ac电压信号的比较结果输出驱动控制信号至所述驱动单元，以便所述驱动单元控制所述开关管动作。
9.根据本实用新型实施例的防止误检测过零信号的电路，该电路对ac电源进行采样，当控制单元接收到ac电压过零点信号时，获取当前时刻的ac电压信号，并从存储单元中获取上一电源周期中相同时刻的ac电压信号，然后根据当前时刻的ac电压信号和上一电源周期中相同时刻的ac电压信号的比较结果判断该ac电压过零点信号是否是非正常过零点，并输出驱动控制信号至驱动单元，以便驱动单元控制开关管动作，从而能够准确识别非正常过零点，进而防止开关管误导通时间过长而出现过电流损坏。
10.另外，根据本实用新型实施例的防止误检测过零信号的电路，还可以具有如下附加的技术特征：
11.进一步地，所述ac电压采样电路包括：运算放大器，第一至第五电阻；
12.所述运算放大器的第一输入端通过第一电阻与所述ac电源的零线连接，所述运算放大器的第二输入端通过第二电阻与所述ac电源的火线连接，所述运算放大器的输出端连接所述控制单元的输入端；
13.第三电阻的一端连接所述运算放大器的第一输入端，另一端连接所述运算放大器的输出端；
14.第四电阻的一端连接参考电压，另一端连接所述运算放大器的第二输入端；
15.第五电阻的一端分别连接所述运算放大器的第二输入端和所述第四电阻的另一端，所述第五电阻的另一端接地。
16.进一步地，所述存储单元为带电可擦可编程只读存储器eeprom。
17.针对上述存在的问题，本实用新型还提出一种pfc电路，包括：
18.驱动单元和开关管；
19.如上述任一实施例所述的防止误检测过零信号的电路；
20.所述驱动单元的输入端与所述防止误检测过零信号的电路的控制单元的输出端连接，所述驱动单元的输出端与所述开关管的控制端连接；
21.所述开关管的输入端连接直流电，所述开关管的输出端接地。
22.另外，根据本实用新型实施例的pfc电路，还可以具有如下附加的技术特征：
23.进一步的，所述pfc电路还包括：整流电路，所述整流电路的输入端连接所述ac电源，第一输出端连接所述开关管输入端，第二输出端接地。
24.进一步的，所述pfc电路还包括：校正电感，所述校正电感的一端连接于所述整流电路的第一输出端，另一端连接于所述开关管的输入端。
25.进一步的，所述pfc电路还包括：电容和二极管；
26.所述二极管的阳极分别连接所述校正电感的另一端和所述开关管的输入端，所述二极管的阴极与所述电容的一端连接；
27.所述电容的另一端连接于所述整流电路的第二输出端。
28.进一步的，所述pfc电路还包括：所述驱动单元包括驱动芯片和第六电阻；
29.所述驱动芯片的输入端分别与所述防止误检测过零信号的电路的控制单元的输出端及所述整流电路的第二输出端连接；
30.所述驱动芯片的输出端通过所述第六电阻与所述开关管的控制端连接。
31.进一步的，所述开关管为igbt。
32.根据本实用新型实施例的pfc电路，该电路对ac电源进行采样，当控制单元接收到ac电压过零点信号时，获取当前时刻的ac电压信号，并从存储单元中获取上一电源周期中相同时刻的ac电压信号，然后根据当前时刻的ac电压信号和上一电源周期中相同时刻的ac电压信号的比较结果判断该ac电压过零点信号是否是非正常过零点，并输出驱动控制信号至驱动单元，以便驱动单元控制开关管动作，从而能够准确识别非正常过零点，进而防止开关管误导通时间过长而出现过电流损坏。
33.针对上述存在的问题，本实用新型还提出一种空调器，该空调器包括上述任一实施例所述的pfc电路。
34.根据本实用新型实施例的空调器，该空调器对ac电源进行采样，当控制单元接收
transistor，绝缘栅双极晶体管)误导通时间过长而出现过电流损坏。
45.具体而言，本实用新型以pfc电路200的工作频率作为ac电压采样单元110的采样频率，对ac电源300进行采样，当控制单元120接收到ac电压过零点信号时，获取当前时刻的ac电压信号，例如记为vtn，并从存储单元130中获取上一电源周期中相同时刻的ac电压信号，例如记为v(t-1)n，计算vtn和v(t-1)n差值，判断该差值是否在预设的误差范围内，若是，则该过零点信号为实际的过零点，开关管220根据驱动单元210输出的的驱动控制信号改变占空比，否则，该过零点信号为非正常过零点，开关管220仍按上一电源周期的开关占空比操作，从而防止开关管220误导通时间过长而出现过电流损坏。其中，v(t-1)n为当前时刻的ac电压信号与上一电源周期中相同时刻的ac电压信号的平均值。
46.在具体实施例中，pfc电路200的工作频率为20khz，工作周期为50μs；ac电源300的工作频率为50hz，工作周期为20ms，则在一个电源周期内，ac电压采样单元110可采样20ms/50μs＝400次，将上一个电源周期采样所得的ac电压值记为v(t-1)n(v(t-1)1，v(t-1)2，v(t-1)3
……
v(t-1)399，v(t-1)400)，当前电源周期同一时刻采样所得的ac电压值记为vtn(vt1，vt2，vt3
……
vt399，vt400)，然后求v(t-1)n与vtn的平均值后重新记为v(t-1)n，如此循环,将数据存储于存储单元130。当控制单元120接收到ac电压过零点信号时，获取当前时刻的ac电压信号，例如记为vtn，并从存储单元中获取上一电源周期中相同时刻的ac电压信号，例如记为v(t-1)n，计算vtn和v(t-1)n差值，判断该差值是否在预设的误差范围内。
47.图2是根据本实用新型一个实施例的防止误检测过零信号的电路的工作原理示意图。如图2所示，ac电压信号实线图形为实际采样信号，从图中可以看出，当ac电压信号在波峰处产生大幅度的电压跌落时，电压突然由正变为负时，在没有使用本实用新型的防止误检测过零信号的电路100前，由于控制单元120误判断该位置为过零点，从而加大了开关管220的开通时间，使得ac电流信号(实线)产生瞬时的过流冲击，严重者可能会烧坏开关管220。在采用本实用新型的方案后，在同样遭遇电压跌落时，ac电压采样单元110采样vtn数据，并与存储单元130中的v(t-1)n数据(ac电压信号虚线图形)进行比较，得到该位置并非实际的过零点，从而维持正常的开通时间，得到的ac电流信号图形，如ac电流信号图形中的虚线部分所示，避免产生了过流冲击。
48.如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，所述ac电压采样电路110包括：运算放大器n2a，第一至第五电阻r2～r6，用于采集ac电压过零点信号，并发送给控制单元120；
49.运算放大器n2a的第一输入端通过第一电阻r2与ac电源的零线连接，运算放大器n2a的第二输入端通过第二电阻r3与ac电源300的火线连接，运算放大器n2a的输出端连接控制单元120的输入端；
50.第三电阻r4的一端连接运算放大器n2a的第一输入端，另一端连接运算放大器n2a的输出端；
51.第四电阻r5的一端连接参考电压，另一端连接运算放大器n2a的第二输入端；
52.第五电阻r6的一端分别连接运算放大器n2a的第二输入端和第四电阻r5的另一端，第五电阻r6的另一端接地。
53.在本实用新型的一个实施例中，所述存储单元为eeprom(electrically erasable programmable read-only，带电可擦可编程只读存储器),用于存储多个电源周期中每个时刻的ac电压信号。
54.根据本实用新型实施例的防止误检测过零信号的电路100，该电路对ac电源300进行采样，当控制单元接收到ac电压过零点信号时，获取当前时刻的ac电压信号，并从存储单元中获取上一电源周期中相同时刻的ac电压信号，然后根据当前时刻的ac电压信号和上一电源周期中相同时刻的ac电压信号的比较结果判断该ac电压过零点信号是否是非正常过零点，并输出驱动控制信号至驱动单元，以便驱动单元控制开关管动作，从而能够准确识别非正常过零点，进而防止开关管误导通时间过长而出现过电流损坏。
55.本实用新型的进一步实施例还公开了一种pfc电路，如图1所示，该pfc电路200包括：
56.驱动单元210和开关管220；
57.如上述任一实施例所述的防止误检测过零信号的电路100；
58.驱动单元210的输入端与防止误检测过零信号的电路100的控制单元的输出端连接，驱动单元210的输出端与开关管220的控制端连接；
59.开关管220的输入端连接直流电，输出端接地。
60.根据本实用新型实施例的pfc电路200，该电路对ac电源300进行采样，当控制单元接收到ac电压过零点信号时，获取当前时刻的ac电压信号，并从存储单元中获取上一电源周期中相同时刻的ac电压信号，然后根据当前时刻的ac电压信号和上一电源周期中相同时刻的ac电压信号的比较结果判断该ac电压过零点信号是否是非正常过零点，并输出驱动控制信号至驱动单元210，以便驱动单元210控制开关管220动作，从而能够准确识别非正常过零点，进而防止开关管220误导通时间过长而出现过电流损坏。
61.在本实用新型的一个实施例中，所述pfc电路200还包括：整流电路130，整流电路230的输入端连接ac电源300，第一输出端连接开关管220输入端，第二输出端接地，用于把交流电转换为直流电。
62.在本实用新型的一个实施例中，所述pfc电路还包括：校正电感240，校正电感240的一端连接于整流电路230的第一输出端，另一端连接于开关管220的输入端，用于调整电流相位和改善谐波电流。
63.在本实用新型的一个实施例中，所述pfc电路200还包括：电容260和二极管250；二极管250的阳极分别连接校正电感240的另一端和开关管220的输入端，二极管250的阴极与电容260的一端连接，用于防止直流电逆流；
64.电容260的另一端连接于整流电路230的第二输出端，用于储存直流电能。
65.在本实用新型的一个实施例中，驱动单元210包括驱动芯片和第六电阻r1，用于控制开关管220的开通和关断；
66.驱动芯片的输入端分别与防止误检测过零信号的电路100的控制单元的输出端及整流电路230的第二输出端连接；
67.驱动芯片的输出端通过第六电阻与开关管220的控制端连接。
68.在本实用新型的一个实施例中，所述开关管220为igbt。
69.本实用新型的进一步实施例还公开了一种空调器，该空调器包括上述任一实施例所述的pfc电路200。
70.根据本实用新型实施例的空调器，该空调器对ac电源300进行采样，当控制单元120接收到ac电压过零点信号时，获取当前时刻的ac电压信号，并从存储单元中获取上一电
源周期中相同时刻的ac电压信号，然后根据当前时刻的ac电压信号和上一电源周期中相同时刻的ac电压信号的比较结果判断该ac电压过零点信号是否是非正常过零点，并输出驱动控制信号至驱动单元210，以便驱动单元210控制开关管220动作，从而能够准确识别非正常过零点，进而防止开关管220误导通时间过长而出现过电流损坏。
71.另外，根据本发明上述实施例的空调器的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。
72.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。