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专利号: 2021114361185
申请人: 珠海格力电器股份有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-09-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种AC‑DC变换器,其特征在于,包括:图腾柱无桥功率因数校正电路、正激DC‑DC变换电路和数字控制系统;

所述图腾柱无桥功率因数校正电路与所述正激DC‑DC变换电路连接;

所述数字控制系统包括第一控制子系统和第二控制子系统;

所述第一控制子系统根据所述图腾柱无桥功率因数校正电路的输入电压、输入电流和输出电压控制所述图腾柱无桥功率因数校正电路;

所述第二控制子系统根据所述正激DC‑DC变换电路的输入电流和输出电压控制所述正激DC‑DC变换电路。

2.根据权利要求1所述的AC‑DC变换器,其特征在于,所述图腾柱无桥功率因数校正电路包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端和图腾柱无桥拓扑;

所述图腾柱无桥拓扑包括并联连接于第一连接点和第二连接点的第一桥臂和第二桥臂,所述第一连接点和所述第二连接点分别与所述第一输入端和所述第二输入端连接;

所述第二桥臂包括同相串联的开关管S1和S2,所述第一连接点设置开关管S1和S2之间;

所述第一桥臂包括同相串联的二极管D1和D2,所述第二连接点设置在所述二极管D1和D2之间;

所述第一输入端和所述第二输入端分别与交流电源的两端连接;

所述第一输出端和所述第二输出端与所述正激DC‑DC变换电路连接;

所述开关管S1的控制端和所述开关管S2的控制端分别与所述第一控制子系统连接,接收所述第一控制子系统输出的控制信号。

3.根据权利要求2所述的所述AC‑DC变换器,其特征在于,所述图腾柱无桥功率因数校正电路还包括:采样电阻RS1、采样电阻r1与r2、电感L1、电容C1、采样电阻r3与r4;

所述采样电阻RS1串联在所述第一连接点和所述第一输入端之间;

所述电感L1串联在所述第二连接点和所述第二输入端之间;

所述采样电阻r1和r2串联,并设置在所述第一输入端和所述第二输入端之间;

所述滤波电容C1的两端分别与所述第一输出端和第二输出端连接;

所述采样电阻r3和r4串联后与所述滤波电容C1并联。

4.根据权利要求3所述的AC‑DC变换器,其特征在于,所述第一控制子系统包括:第一电流采样模块、电压过零检测模块、第一电压采样模块和第一控制模块;

所述第一电流采样模块、电压过零检测模块和第一电压采样模块分别与所述第一控制模块的输入端连接;

所述第一控制模块包括第三输出端和第四输出端,所述第三输出端与所述开关管S1的控制端连接,所述第四输出端与所述开关管S2的控制端连接;

所述第一电流采样模块与所述图腾柱无桥功率因数校正电路的所述第一输入端和所述采样电阻RS1之间的第三连接点连接,采集所述图腾柱无桥功率因数校正电路的输入电流,并将所述输入电流输入所述第一控制模块;

所述电压过零检测模块与所述采样电阻r1和r2之间的第四连接点连接,采集所述图腾柱无桥功率因数校正电路的输入电压,判断所述输入电压的电压极性,并将所述电压极性输入所述第一控制模块;

所述第一电压采样模块与所述采样电阻r3和r4之间的第五连接点连接,采集所述图腾柱无桥功率因数校正电路的输入电压,并将所述输入电压输入所述第一控制模块;

所述第一控制子系统根据所述图腾柱无桥功率因数校正电路的输入电流、输入电压的极性和输出电压生成第一控制信号和第二控制信号,通过所述第一输出端将所述第一控制信号发送至所述开关管S1,通过所述第二输出端将所述第二控制信号发送至所述开关管S2。

5.根据权利要求2所述的AC‑DC变换器,其特征在于,所述正激DC‑DC变换电路包括:第三输入端、第四输入端、第五输出端、第六输出端、隔离变压器和开关管S3,所述隔离变压器包括一次侧绕组N1和二次侧绕组N2;

所述第三输入端和第四输入端分别与所述图腾柱无桥功率因数校正电路的所述第一输出端和所述第二输出端连接;

所述第五输出端和所述第六输出端与负载连接;

所述一次侧绕组N1的同名端与所述第三输入端连接,异名端与所述开关管S3的一端连接,所述开关管S3的另一端与所述第四输入端连接;所述开关管S3的控制端与所述第二控制子系统连接,接收所述第二控制子系统输出的控制信号。

6.根据权利要求5所述的AC‑DC变换器,其特征在于,所述正激DC‑DC变换电路还包括:去磁绕组N3、二极管D3、采样电阻RS2、整流二极管D4与D5、电感L2、电容C2、采样电阻r5与r6;

所述去磁绕组N3的一端与所述第三输入端连接,另一端与所述二极管D3的阴极连接;

所述二极管D3的阳极与所述正激DC‑DC变换电路的第四输入端连接;所述采样电阻RS2串联在所述开关管S3的另一端与所述第四输入端之间;

所述二次侧绕组N2的同名端与所述整流二极管D4的阳极连接,异名端与所述正激DC‑DC变换电路的第四输出端连接;

所述整流二极管D5的阴极与所述整流二极管D4的阴极连接,阳极与所述第四输出端连接;

所述电感L2的一端与所述整流二极管D4的阴极连接,另一端与所述第三输出端连接;

所述电容C2的两端分别与所述第三输出端和所述第四输出端连接;

所述采样电阻r5和r6串联后与所述电容C2并联。

7.根据权利要求6所述的AC‑DC变换器,其特征在于,所述第二控制子系统包括:第二电流采样模块、第二电压采样模块和第二控制模块;

所述第二电流采样模块和所述第二电压采样模块分别与所述第二控制模块的输入端连接;

所述第二控制模块包括第七输出端,所述第七输出端与所述开关管S3的控制端连接;

所述第二电流采样模块与所述开关管S3和所述采样电阻RS2之间的第六连接点连接,采集所述正激DC‑DC变换电路的输入电流,并将所述输入电流输入所述第二控制模块;

所述第二电压采样模块与所述采样电阻r5和r6之间的第七连接点连接,采集所述正激DC‑DC变换电路的输出电压,并将所述输出电压输入所述第二控制模块;

所述第二控制子系统根据所述正激DC‑DC变换电路的输入电流和输出电压生成第三控制信号,通过所述第七输出端将所述第三控制信号发送至所述开关管S3。

8.一种应用于权利要求1‑7任一所述AC‑DC变换器的控制方法,其特征在于,包括:所述第一控制子系统根据预设的第一期望电压和所述图腾柱无桥功率因数校正电路的输出电压,得到调节电压,所述第一期望电压为所述图腾柱无桥功率因数校正电路输出电压的期望值;

所述第一控制子系统根据所述图腾柱无桥功率因数校正电路的输入电流和所述调节电压计算初始占空比;

所述第一控制子系统根据所述图腾柱无桥功率因数校正电路的输入电压的极性和所述初始占空比确定所述图腾柱无桥功率因数校正电路中开关管S1导通时间的占空比;

所述第一控制子系统将所述占空比与三角载波进行比较,得到用于控制所述开关管S1的第一控制信号;

所述第一控制子系统将与所述第一控制信号互补的信号作为用于控制所述图腾柱无桥功率因数校正电路中开关管S2的第二控制信号。

9.根据权利要求8所述的控制方法,其特征在于,所述第一控制子系统根据所述图腾柱无桥功率因数校正电路的输入电流和所述调节电压计算初始占空比,包括:所述第一控制子系统将所述输入电流取绝对值之后与所述图腾柱无桥功率因数校正电路中采样电阻RS1的阻值相乘得到第一值;

将所述第一值除以所述调节电压得到的值作为初始占空比。

10.一种应用于权利要求1‑7任一所述AC‑DC变换器的控制方法,其特征在于,包括:所述第二控制子系统根据预设的第二期望电压和所述正激DC‑DC变换电路的输出电压得到调节电压,所述第二期望电压为所述正激DC‑DC变换电路输出电压的期望值;

所述第二控制子系统根据所述正激DC‑DC变换电路的输入电流和所述调节电压计算初始占空比;

所述第二控制子系统将所述初始占空比与三角载波进行比较,得到用于控制所述正激DC‑DC变换电路中开关管S3的第三控制信号。

11.根据权利要求10所述的控制方法,其特征在于,所述第二控制子系统根据所述正激DC‑DC变换电路的输入电流和所述调节电压计算初始占空比,包括:所述第二控制子系统将所述输入电流与所述正激DC‑DC变换电路中采样电阻RS2的阻值相乘后得到第二值;

将所述第二值除以所述调节电压得到的值作为初始占空比。