浪湧電壓抑制電路及具有所述電路的空調器的製作方法

2023-06-02 01:40:56 2

專利名稱：浪湧電壓抑制電路及具有所述電路的空調器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電源電路技術領域，具體地說，是涉及一種對電源電路中 串入的浪湧衝擊電壓進行有效抑制的處理電路以及具有所述浪湧電壓抑制電路 的空調器。
背景技術：
由於電網電源的諧波問題越來越被人們重視，所以功率因數校正PFC電路 也越來越多地被應用在各種電源電路中。
目前，在變頻空調器中功率因數校正釆用的PFC方案可以分為有源、無源 兩大類。對於輸入功率相對較小的家用分體式壁掛空調器來說，絕大部分採用 無源PFC方案進行功率因數的校正。無源PFC方式的主要優點是成本相對較 低，可靠性較高。其實現的主要方式是在空調器室外機的全橋整流主迴路的交 流側和直流側各串聯一電感線圈，以改善供電主迴路的品質因數，達到提高功 率因數的目的。
但是，由此帶來的問題是目前採用無源PFC方式的空調器在進行浪湧衝擊 試驗時，由於電感線圏的作用經常會導致整流矽橋被擊穿、失效，因此，電源 電路的耐受水平較低，僅能達到國標要求的2級水平(L-N間IOOOV)，使得無 源PFC方案變頻空調器在標準符合方面較差，從而導致應用區域受限。

實用新型內容
本實用新型為了解決現有採用無源PFC方式設計的電源電路耐受浪湧衝擊 水平低的問題，提供了 一種浪湧電壓抑制電路，有效保護了電源主迴路中的薄弱環節。
為解決上述技術問題，本實用新型採用以下技術方案予以實現
一種浪湧電壓抑制電路，包括交流電源輸入端和整流矽橋，在所述整流矽 橋的交流輸入端並聯有壓敏電阻或者電容。
進一步的，在所述整流矽橋的交流輸入端和直流輸出端分別串聯有一電感， 以實現對供電主迴路功率因數的校正。
又進一步的，所述整流矽橋是由四個二極體組成的單相全橋整流電路。
再進一步的，為了避免交流電源輸入端在遭受雷擊時，高壓雷電對後級電 路造成損壞，在所述交流電源輸入端並聯有另一壓敏電阻，以實現對後級電路 的保護。
更進一步的，所述交流電源輸入端的其中一個端子經放電管和一壓敏電阻 接地，以防止交流電源輸入端與地之間串入雷電時對後級電路造成損壞。
基於上述浪湧電壓抑制電路結構，本實用新型又提供了 一種具有所述浪湧 電壓抑制電路的空調器，通過在空調器內部電路板的供電主迴路中設置所述的 抑制電路，即在電源電路中整流矽橋的交流輸入端並聯壓敏電阻或者電容，從
而解決了變頻空調器無源PFC方案中的浪湧沖擊問題。
與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果是本實用新型的浪湧電 壓抑制電路結構簡單，效果顯著，能有效保護供電主迴路中的薄弱環節，進而 達到提高電路可靠性的目的。將所述浪湧電壓抑制電路應用於空調器中，可將 空調器的浪湧衝擊耐受能力提高到3級水平(L-N間2000V )，使得無源PFC方 案變頻空調器在標準符合方面得到進一步提高，從而增加了空調產品的市場竟 爭力，並使空調器的使用範圍得以擴展。
結合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細描述後，本實用新型的其他特點 和優點將變得更加清楚。

圖1是本實用新型所提出的浪湧電壓抑制電路的一種實施例的電路原理
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細地描述。 本實用新型的浪湧電壓抑制電路通過在電源主迴路中的整流矽橋的交流側 並聯壓敏電阻或者電容器件，以簡單的電路結構實現了對浪湧電壓的抑制作用，
從而顯著提高了採用無源PFC方案設計的電源電路的耐浪湧衝擊能力，使得電 源電路運行的可靠性得以加強。
下面以採用無源PFC方式的空調器為例，詳細闡述所述浪湧電壓抑制電路 的具體組成結構及工作過程。
實施例一，參見圖1所示，本實施例以無源PFC方案變頻空調器中的一種 W電源電路為例來具體闡述所述浪^
圖1中，CNOl、 CN02為交流電源輸入端，接收外部交流供電，通過共才莫電 感L01連接熔斷器F01,經軟啟動電路連接電感L02,進而連接整流矽橋的交流 側，即交流輸入端，通過整流矽橋將輸入的交流電轉換為直流電通過其直流側 輸出。所述整流矽橋的直流側，即直流輸出端，通過電感L03連接後級負栽， 為後級負載提供直流工作電源。
在本實施例中，所述整流石圭橋可以採用由四個二才及管D01 D04組成的單相 全橋整流電路實現，以完成全波整流任務。通過整流珪橋輸出的直流電壓經並 聯的電容EOl和電容C05施加到後級負載(在本實施例中，所述後級負載可以 具體指空調壓縮機)，以實現向後級負載提供穩定的直流供電。其中，所述電容 E01對整流矽橋輸出的直流電壓起平波作用，使輸出的電壓波形更加平滑；電 容C05為濾波電容，可起到有效抑制高頻噪波幹擾的作用。
在本實施例中，所述軟啟動電3各可以由熱每文電阻PTC01和主繼電器RY01 的常開觸點並耳關組成。當空調器通電啟動時，通過交流電源tr入端CNOl、 CN02引入的外部交流供電經共模電感L01以及分別並聯在其前後兩端的電容C3、C04 進行共模幹擾抑制和濾波處理後，通過熱^:電阻PTCOl、電感L02輸入到整流 石圭橋，進而轉化為直流供電，經電感L03、電容EOl、 C05施加到後級負載，驅 動其上電運行。由於空調器開機運行時，啟動電流很大，設計熱壽文電阻PTC01 可有效減小啟動電流，達到保護空調器內部電^各板的目的。當空調器啟動一孚史 時間後，控制主繼電器RYOl吸合，進而旁路熱敏電阻PTCOl，使整機進入正常 運行狀態。
電路中，電感L02、 L03構成無源PFC功率因數校正方案，在改善電源電路 品質因數的同時，使電源電路的抗浪湧沖擊能力降低，常常會導致整流矽橋的 擊穿。為了解決此問題，本實施例在整流矽橋的交流輸入端並聯一個壓敏電阻 Z03,以起到對浪湧電壓的有效抑制作用，進而實現對整流矽橋的保護。
下面對該電路的工作原理進行詳細闡述。
在未並聯壓敏電阻Z03前，將該電源電路的交流電源豐命入端CNOl、 CN02 接通220V交流電源進行火線零線間全角度+1000V浪湧衝擊試驗室時，整流矽 橋常被擊穿。具體原因分析如下
當交流輸入弦波在270。時，流過整流矽橋內功率二極體D01的電流方向 為b^a，此時，電感L02兩端的電壓為a端為正電位、c端為負電位。當+1000V 浪湧衝擊電壓來臨時，電感L02的c端電位迅速升高，同時b+a電位差迅速減 小，最終反向，即電流流向轉為a^b。此時，由於整流石圭橋內功率二才及管D01 的結電容特性，決定了 a^b會產生一個大的反衝電流，並且所述反衝電流會有 一個小^大^小的尖峰過程。當反衝電流達到峰值後開始減小時，由於電感L02 的存在，會阻止該反沖電流的減小。此時，a端電位升高，對功率二極體D01 會產生一個反衝電壓，從而導致功率二^l管D01熱擊穿。
本實施例針對上述問題，在整流矽橋的交流輸入端，即a、 d之間，並聯一 個壓每丈電阻Z03，當反衝電壓來臨時，壓每丈電阻Z03導通，此時，通過壓壽丈電 阻Z03提供一個低阻抗迴路來分流反沖電流由峰值變小的部分，從而減小了施加到功率二極體D01上的反衝電流的總能量，起到了有效保護無源PFC電路中 薄弱環節一一整流矽橋的作用。
實際試驗證明採用此項措施後，新設計電源電路的抗浪湧衝擊能力較沒 有壓敏電阻Z03的原電路相比提高了 IOOOV，從而可以使得變頻空調器耐浪湧 衝擊能力由國標2級提高到3級標準。
作為另外一個實施例，所述的壓敏電阻Z03也可以採用一個電容器件代替， 並聯在整流矽橋的交流輸入端，即a、 d之間，來起到對反衝電流的分流作用， 圖中未示出。所述電容器的容值可以選在U敖法左右，同樣可以實現對浪湧電 壓的有效抑制。
此外，為了避免空調器在遭受雷擊時過壓損毀，在所述交流電源輸入端 CNOl、 CN02之間還並聯有一壓每文電阻Z02。當火線與零線之間串入雷電時，壓 敏電阻Z02短路，以切斷後級電路，實現對空調器的過壓保護。
為了實現對空調器的進一步保護，在本實施例中，將交流電源的火線端 CN01經串聯的力文電管SA101和壓敏電阻Z01連4妄4妻地端EARTH。當火線與地之 間或者零線與地之間串入雷電時，放電管SA101閉合，電流通過放電管SA101 和壓敏電阻ZOl流向大地，從而實現對空調器後級電路的有效保護。當雷電消 失後，壓敏電阻ZOl控制放電管SA101關斷，從而使後級電路重新進入正常工 作狀態。
本實用新型通過對電源電路在承受浪湧沖擊時的各項參數進行分析，設計 了一種新型的浪湧電壓抑制電路，有效保護了供電主迴路中的薄弱環節，從而 將變頻空調器浪湧衝擊耐受能力提高到3級水平(L-N間2000V )，使得無源PFC 方案變頻空調器在標準符合方面得到了進一步提高，增加了產品的市場竟爭力， 並進一步擴展了空調器的使用範圍。
當然，以上所述僅是本實用新型的一種優選實施方式而已，應當指出，對 於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可 以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應^L為本實用新型的保護範圍。
權利要求1、一種浪湧電壓抑制電路，包括交流電源輸入端和整流矽橋，其特徵在於在所述整流矽橋的交流輸入端並聯有壓敏電阻或電容。
2、 根據權利要求1所述的浪湧電壓抑制電路，其特徵在於在所述整流矽 橋的交流輸入端和直流輸出端分別串聯有一電感。
3、 根據權利要求1或2所述的浪湧電壓抑制電路，其特徵在於所述整流 矽橋是由四個二極體組成的單相全橋整流電路。
4、 根據權利要求1或2所述的浪湧電壓抑制電路，其特徵在於在所述交 流電源輸入端並聯有另 一壓每文電阻。
5、 根據權利要求4所述的浪湧電壓抑制電路，其特徵在於所述交流電源 輸入端的其中 一個端子經放電管和一壓敏電阻接地。
6、 一種空調器，在所述空調器的內部電路板上設置有電源電路，包括交流 電源輸入端和整流矽橋，其特徵在於在所述整流矽橋的交流輸入端並聯有壓 敏電阻或電容。
7、 根據權利要求6所述的空調器，其特徵在於在所述整流矽橋的交流輸 入端和直流輸出端分別串聯有一電感。
8、 根據權利要求6或7所述的空調器，其特徵在於所述整流矽橋是由四 個二極體組成的單相全橋整流電路。
9、 根據權利要求6或7所述的空調器，其特徵在於在所述交流電源輸入 端並聯有另一壓敏電阻。
10、 根據權利要求9所述的空調器，其特徵在於所述交流電源輸入端的 其中一個端子經;改電管和一壓壽丈電阻^接地。
專利摘要本實用新型公開了一種浪湧電壓抑制電路及具有所述電路的空調器，包括交流電源輸入端和整流矽橋，在所述整流矽橋的交流輸入端並聯有壓敏電阻或者電容。本實用新型的浪湧電壓抑制電路結構簡單，效果顯著，能有效保護供電主迴路中的薄弱環節，進而達到提高電路可靠性的目的。將所述浪湧電壓抑制電路應用於空調器中，可將空調器的浪湧衝擊耐受能力提高到3級水平(L-N間2000V)，使得無源PFC方案變頻空調器在標準符合方面得到進一步提高，從而增加了空調產品的市場競爭力，並使空調器的使用範圍得以擴展。
文檔編號H02H9/04GK201315484SQ20082022421
公開日2009年9月23日 申請日期2008年11月25日 優先權日2008年11月25日
發明者孫德偉 申請人:海信(山東)空調有限公司