變頻空調器的電磁兼容濾波電路的製作方法
2023-06-13 02:27:36
專利名稱：變頻空調器的電磁兼容濾波電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及變頻空調器，尤其是涉及抑制變頻空調器中的電磁騷擾(EMI)以滿足電磁兼容性(EMC)指標的EMC濾波電路。
由於變頻空調器中逆變器和變換器的使用，在電路中產生了很大的電磁騷擾，因此，必須抑制變頻空調器中的電磁騷擾(EMI)以滿足電磁兼容性(EMC)指標。EMC濾波電路包括有源濾波電路和無源濾波電路。有源濾波電路的設計複雜，成本高，開發周期長。傳統的無源濾波電路如
圖1所示，其電路結構簡單，但難以達到EMC指標。
為了實現上述目的，本實用新型根據多級濾波的原理，採用如下技術方案一種變頻空調器的電磁兼容(EMC)濾波電路，所述空調器包括變換器，用於將AC輸入電源變換成DC電源；逆變器，用於把經變換器變換而成的DC電源變換成用於帶動壓縮機轉動的AC電源；以及變換器和逆變器之間的中間轉換電路，其特徵在於，還包括由兩級或兩級以上的電源EMI濾波器相連接而成的多級EMI濾波電路，所述多級EMI濾波電路設置在AC輸入電源和變換器之間。
在本實用新型的電路中，由於設置了多級電磁騷擾(EMI)濾波電路，對電路中的各種成分的電磁騷擾都可以進行有效的抑制，從而完全滿足了EMC指標的要求。本實用新型的電路結構簡單，開發成本低，可直接應用於現有的變頻空調器，具有很好的社會效益和經濟效益。
最佳實施方式如圖2所示，根據EMC標準規定，對於額定工作電流小於16A的小功率變頻空調器，其諧波抑制必須達到一定的要求。因此，在小功率情況下，電磁兼容濾波電路包括設置在AC輸入電源和變換器之間的順序相連的諧波抑制電路110和多級EMI濾波電路120。
如圖3所示是實施例一的具體連接電路。在本實施例中，變換器為整流橋，多級EMI濾波電路120包括順序連接的第一級電源EMI濾波器121和第二級電源EMI濾波器122。
其中，AC電源的兩個輸入端L-AC和N-AC分別經磁環L1接諧波抑制電路110的兩個輸入端。諧波抑制電路110由電感L2和無極電容C1根據差配原理連接而成，電感L2串聯在火線上，電容C1並聯在電感L2之後，以抑制電路中的諧波成分。諧波抑制電路110的輸出端接第一級電源EMI濾波器121的輸入端。
電源EMI濾波器主要包括共模扼流圈，根據需要，還可以包括X電容和/或兩個Y電容。共模扼流圈和X電容構成L-N獨立埠間的一隻低通濾波器，以抑制差模騷擾信號；共模扼流圈和Y電容分別構成L-E和L-N兩對獨立埠間的低通濾波器，以抑制共模騷擾信號。
第一級電源EMI濾波器121由共模扼流圈L3，X電容C3和兩個Y電容C4、C5，和並聯電阻R1所組成。第一級電源EMI濾波器121的輸出端接第二級電源EMI濾波器122的輸入端。
第二級電源EMI濾波器122由共模扼流圈L4，X電容C12，兩個Y電容C6、C7所組成。第二級電源EMI濾波器122的輸出端接整流橋的輸入端。
整流橋的輸出端接中間轉換電路130的輸入端。與現有的中間轉換電路的不同之處在於，在本實施例中，在整流橋的輸出端並聯了一個電解電容，並且在整流橋的輸出端和中間轉換電路的電感L5之間串聯了一個二極體，起能量緩衝和諧波隔離的作用。中間轉換電路130的輸出端接逆變器的兩個輸入端。
根據EMC的傳導效果，在整流橋的負極端還可以接一個Y電容C11。
如圖4所示是實施例二的具體連接電路。與實施例一的不同之處在於，在第二級電源EMI濾波器中，根據EMC傳導效果，可以不使用X電容，從而降低了成本。
在中間轉換電路中，在整流橋的輸出端和中間轉換電路的電感L5之間串聯了一個二極體，在所述二極體和電感L5串聯而成的支路上並聯有一個電容C8。
如圖5所示為某型號的變頻空調器使用現有的無源濾波電路的EMC傳導圖。可見，其在5MHz以下的低頻部分，不能達到EMC標準的要求。如圖6為同樣型號的變頻空調器使用本發明的電磁兼容濾波電路的EMC傳導圖。可見，其在所有的頻率段上，均能滿足EMC標準的要求。
根據EMC標準規定，對於額定工作電流大於16A的大功率變頻空調器的諧波抑制不作要求。因此，如圖7所示，在大功率情況下，本實用新型的電磁兼容濾波電路中不需要諧波抑制電路，電磁兼容濾波電路包括設置在AC輸入電源和變換器之間的多級EMI濾波電路220，以及設置在變換器和逆變器之間的中間轉換電路230。
如圖8所示是實施例三的具體連接電路。在本實施例中，變換器為整流橋，多級EMI濾波電路220包括第一級電源EMI濾波器和第二級電源EMI濾波器。
如圖9所示是實施例四的具體連接電路。在本實施例中，多級EMI濾波電路220包括三級電源EMI濾波器，第一級電源EMI濾波器的輸出端形成並聯的兩個支路，每個支路分別串聯一個第二級電源EMI濾波器和一個第三級電源EMI濾波器。本實施例適用於帶有兩個逆變器的變頻空調器，如一拖二、一拖四、一拖六等一拖多系列的變頻空調器。
本實用新型的EMC濾波電路不僅可以應用於變頻空調器，還可以應用於其他使用逆變器的電子設備。
權利要求1.一種變頻空調器的電磁兼容(EMC)濾波電路，所述空調器包括變換器，用於將AC輸入電源變換成DC電源；逆變器，用於把經變換器變換而成的DC電源變換成用於帶動壓縮機轉動的AC電源；以及變換器和逆變器之間的中間轉換電路，其特徵在於，還包括由兩級或兩級以上的電源EMI濾波器相連接而成的多級EMI濾波電路，所述多級EMI濾波電路設置在AC輸入電源和變換器之間。
2.根據權利要求1所述的EMC濾波電路，其特徵在於在所述多級EMI濾波電路之前還設置有諧波抑制電路。
3.根據權利要求2所述的EMC濾波電路，其特徵在於所述諧波抑制電路由電感(L2)和無極電容(C1)根據差配原理連接而成，所述電感(L2)串聯在火線上，所述電容(C1)並聯在電感(L2)之後。
4.根據權利要求1或2所述的EMC濾波電路，其特徵在於所述變換器為整流橋，在所述中間轉換電路中，在整流橋的輸出端並聯了一個電解電容，並且在整流橋的輸出端和中間轉換電路的電感(L5)之間串聯了一個二極體。
5.根據權利要求1或2所述的EMC濾波電路，其特徵在於所述變換器為整流橋，在所述中間轉換電路中，在整流橋的輸出端和中間轉換電路的電感(L5)之間串聯了一個二極體，在所述二極體和中間轉換電路的電感(L5)串聯而成的支路上並聯有一個電容(C8)。
6.根據權利要求1或2所述的EMC濾波電路，其特徵在於所述變換器為整流橋，在所述整流橋的負極端還可以接一個Y電容(C11)。
7.根據權利要求1或2所述的EMC濾波電路，其特徵在於所述電源EMI濾波器包括有共模扼流圈。
8.根據權利要求7所述的EMC濾波電路，其特徵在於所述電源EMI濾波器還包括X電容。
9.根據權利要求7所述的EMC濾波電路，其特徵在於所述電源EMI濾波器還包括兩個Y電容。
10.根據權利要求1或2所述的EMC濾波電路，其特徵在於所述多級EMI濾波電路包括三級電源EMI濾波器，第一級電源EMI濾波器的輸出端形成並聯的兩個支路，每個支路分別串聯一個第二級電源EMI濾波器和一個第三級電源EMI濾波器。
專利摘要本實用新型提供一種變頻空調器的電磁兼容(EMC)濾波電路，所述空調器包括變換器，用於將AC輸入電源變換成DC電源；逆變器，用於把經變換器變換而成的DC電源變換成用於帶動壓縮機轉動的AC電源；以及變換器和逆變器之間的中間轉換電路，其特徵在於，還包括由兩級或兩級以上的電源EMI濾波器相連接而成的多級EMI濾波電路，所述多級EMI濾波電路設置在AC輸入電源和變換器之間。實施本實用新型的EMC濾波電路，對電路中的各種成分的電磁騷擾都可以進行有效的抑制，從而完全滿足了EMC指標的要求。本實用新型的電路結構簡單，開發成本低，可直接應用於現有的變頻空調器，具有很好的社會效益和經濟效益。
文檔編號H02M1/12GK2567863SQ02207608
公開日2003年8月20日 申請日期2002年3月8日 優先權日2002年3月8日
發明者陳建民, 苑廣禮, 姚永鋒, 朱龍興, 夏建國, 劉徵, 唐躍細 申請人:珠海格力電器股份有限公司, 深圳三馬電器有限公司