功率因数校正电路、电路板及空调器.pdf
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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011112693.5 (22)申请日 2020.10.16 (71)申请人 重庆美的制冷设备有限公司 地址 404100 重庆市南岸区玉马路8号科技 创业中心融英楼4楼4号 申请人 广东美的制冷设备有限公司 (72)发明人 黄招彬徐锦清岑长岸谢鸣静 杨土权赵鸣 (74)专利代理机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 44205 代理人 梁嘉琦孙浩 (51)Int.Cl. H02M 1/42(2007.01) H02M 1/12(2006.01) H02M 1/44(200。
2、7.01) H02M 7/04(2006.01) H02M 7/217(2006.01) H01F 27/28(2006.01) H01F 27/30(2006.01) H01F 27/24(2006.01) F24F 11/88(2018.01) F24F 11/89(2018.01) (54)发明名称 功率因数校正电路、 电路板及空调器 (57)摘要 本发明提供了一种功率因数校正电路、 电路 板及空调器, 包括: 交流输入端; 共模电感, 包括 第一绕组; 升压整流模块, 包括功率电感和储能 器件, 功率电感包括第二绕组; 第一绕组和第二 绕组绕制在同一磁芯上, 磁芯包括呈封闭形的第 一芯。
3、体和呈半开口形的第二芯体, 第二芯体的开 口朝向第一芯体, 第一绕组绕制在第一芯体上, 第二绕组绕制在第二芯体上。 本发明将第一绕组 绕制在第一芯体上, 同时将第二绕组绕制在第二 芯体上, 并且第二芯体的开口朝向第一芯体使得 第二芯体和第一芯体可以形成完整的闭合磁路, 由于第一芯体和第二芯体可以组成形成一个磁 芯, 因此本发明可以缩小磁芯的体积, 从而缩小 功率因数校正电路在电路板上的占用面积。 权利要求书1页 说明书9页 附图14页 CN 112152444 A 2020.12.29 CN 112152444 A 1.一种功率因数校正电路, 其特征在于, 包括: 交流输入端, 用于输入交流电。
4、信号; 共模电感, 用于滤除所述交流电信号的共模噪声及谐波干扰, 所述共模电感连接至所 述交流输入端, 所述共模电感包括第一绕组; 升压整流模块, 连接至所述共模电感, 所述升压整流模块包括功率电感和储能器件, 所 述功率电感用于对所述储能器件充电, 所述功率电感包括第二绕组; 其中, 所述第一绕组和所述第二绕组绕制在同一磁芯上, 所述磁芯包括呈封闭形的第 一芯体和呈半开口形的第二芯体, 所述第二芯体的开口朝向所述第一芯体, 所述第一绕组 绕制在所述第一芯体上, 所述第二绕组绕制在所述第二芯体上。 2.根据权利要求1所述的功率因数校正电路, 其特征在于: 所述第一芯体包括四条边 柱, 四条所述。
5、边柱依次连接并围绕成所述第一芯体, 所述第一绕组绕制在至少一条所述边 柱上。 3.根据权利要求1所述的功率因数校正电路, 其特征在于: 所述第一芯体包括第一中柱 和四条边柱, 四条所述边柱依次连接并围绕成所述第一芯体, 所述第一绕组绕制在所述第 一中柱上或者绕制在所述第一中柱两侧的所述边柱上或者绕制在所述第一中柱同一侧的 所述边柱上。 4.根据权利要求1至3任一所述的功率因数校正电路, 其特征在于: 所述第一芯体设置 有若干段气隙。 5.根据权利要求1所述的功率因数校正电路, 其特征在于, 所述第二绕组绕制在所述第 二芯体的中部和/或绕制在所述第二芯体的至少一端。 6.根据权利要求1所述的功率。
6、因数校正电路, 其特征在于, 所述第二芯体设置有第二中 柱, 所述功率电感包括单路功率电感、 双路功率电感或者三路功率电感。 7.根据权利要求1所述的功率因数校正电路, 其特征在于: 所述第二芯体设置有若干段 气隙。 8.根据权利要求6所述的功率因数校正电路, 其特征在于: 所述第二中柱设置有若干段 气隙。 9.根据权利要求6或8所述的功率因数校正电路, 其特征在于: 所述第二芯体的两端的 第一截面积相等, 所述第二中柱的第二截面积大于或等于所述第一截面积并且小于或等于 两倍所述第一截面积。 10.根据权利要求1所述的功率因数校正电路, 其特征在于: 还包括耦合电感, 所述耦合 电感包括第三绕。
7、组, 所述第三绕组绕制在所述第二芯体上。 11.一种电路板, 其特征在于: 包括权利要求1至10任意一项所述的功率因数校正电路。 12.一种空调器, 其特征在于: 包括权利要求1至10任意一项所述的功率因数校正电路 或权利要求11所述的电路板。 权利要求书 1/1 页 2 CN 112152444 A 2 功率因数校正电路、 电路板及空调器 技术领域 0001 本发明涉及磁集成技术领域, 特别是涉及一种功率因数校正电路、 电路板及空调 器。 背景技术 0002 目前, 在电力电子功率变换、 变频空调系统等应用领域中, 各种滤波器、 变压器、 电 感器应用广泛。 其中, 共模电感主要是起补偿杂散。
8、容性电流、 滤除电力系统中的有害次谐波 等作用; 功率电感是实现直流电压转换滤波的重要磁性器件。 但是, 在现有的功率因数校正 电路中, 功率电感和共模电感均为两个独立的磁性器件, 磁性器件的总体积较大, 从而导致 磁性器件在电路板上的占用面积较大, 不利于产品的小型化。 发明内容 0003 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。 为此, 本发明提出一种功 率因数校正电路、 电路板及空调器, 能够缩小功率因数校正电路在电路板上的占用面积。 0004 根据本发明的第一方面实施例的功率因数校正电路, 包括: 0005 交流输入端, 用于输入交流电信号; 0006 共模电感, 用于滤除所述。
9、交流电信号的共模噪声及谐波干扰, 所述共模电感连接 至所述交流输入端, 所述共模电感包括第一绕组; 0007 升压整流模块, 连接至所述共模电感, 所述升压整流模块包括功率电感和储能器 件, 所述功率电感用于对所述储能器件充电, 所述功率电感包括第二绕组; 0008 其中, 所述第一绕组和所述第二绕组绕制在同一磁芯上, 所述磁芯包括呈封闭形 的第一芯体和呈半开口形的第二芯体, 所述第二芯体的开口朝向所述第一芯体, 所述第一 绕组绕制在所述第一芯体上, 所述第二绕组绕制在所述第二芯体上。 0009 根据本发明实施例的功率因数校正电路, 至少具有如下有益效果: 在功率因数校 正电路中, 本发明实施。
10、例可以将共模电感的第一绕组绕制在呈封闭形的第一芯体上, 同时 可以将升压整流模块中的功率电感的第二绕组绕制在呈半开口形的第二芯体上, 并且第二 芯体的开口朝向第一芯体使得第二芯体和第一芯体可以形成完整的闭合磁路, 由于第一芯 体和第二芯体可以组成形成一个磁芯, 因此, 本发明实施例可以缩小磁芯的体积, 从而缩小 功率因数校正电路在电路板上的占用面积。 0010 根据本发明的一些实施例, 所述第一芯体包括四条边柱, 四条所述边柱依次连接 并围绕成所述第一芯体, 所述第一绕组绕制在至少一条所述边柱上。 0011 根据本发明的一些实施例, 所述第一芯体包括第一中柱和四条边柱, 四条所述边 柱依次连接。
11、并围绕成所述第一芯体, 所述第一绕组绕制在所述第一中柱上或者绕制在所述 第一中柱两侧的所述边柱上或者绕制在所述第一中柱同一侧的所述边柱上。 0012 根据本发明的一些实施例, 所述第一芯体设置有若干段气隙。 0013 根据本发明的一些实施例, 所述第二绕组绕制在所述第二芯体的中部和/或绕制 说明书 1/9 页 3 CN 112152444 A 3 在所述第二芯体的至少一端。 0014 根据本发明的一些实施例, 所述第二芯体设置有第二中柱, 所述功率电感包括单 路功率电感、 双路功率电感或者三路功率电感。 0015 根据本发明的一些实施例, 所述第二芯体设置有若干段气隙。 0016 根据本发明的。
12、一些实施例, 所述第二中柱设置有若干段气隙。 0017 根据本发明的一些实施例, 所述第二芯体的两端的第一截面积相等, 所述第二中 柱的第二截面积大于或等于所述第一截面积并且小于或等于两倍所述第一截面积。 0018 根据本发明的一些实施例, 还包括耦合电感, 所述耦合电感包括第三绕组, 所述第 三绕组绕制在所述第二芯体上。 0019 根据本发明的第二方面实施例的电路板, 包括如上述第一方面所述的功率因数校 正电路。 0020 根据本发明实施例的电路板, 至少具有如下有益效果: 在功率因数校正电路中, 本 发明实施例可以将共模电感的第一绕组绕制在呈封闭形的第一芯体上, 同时可以将升压整 流模块中。
13、的功率电感的第二绕组绕制在呈半开口形的第二芯体上, 并且第二芯体的开口朝 向第一芯体使得第二芯体和第一芯体可以形成完整的闭合磁路, 由于第一芯体和第二芯体 可以组成形成一个磁芯, 因此, 本发明实施例可以缩小磁芯的体积, 从而缩小功率因数校正 电路在电路板上的占用面积。 0021 根据本发明的第三方面实施例的空调器, 包括如上述第一方面所述的功率因数校 正电路或如上述第二方面所述的电路板。 0022 根据本发明实施例的空调器, 至少具有如下有益效果: 在功率因数校正电路中, 本 发明实施例可以将共模电感的第一绕组绕制在呈封闭形的第一芯体上, 同时可以将升压整 流模块中的功率电感的第二绕组绕制在。
14、呈半开口形的第二芯体上, 并且第二芯体的开口朝 向第一芯体使得第二芯体和第一芯体可以形成完整的闭合磁路, 由于第一芯体和第二芯体 可以组成形成一个磁芯, 因此, 本发明实施例可以缩小磁芯的体积, 从而缩小功率因数校正 电路在电路板上的占用面积。 0023 本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出, 部分将从下面的描述中变 得明显, 或通过本发明的实践了解到。 附图说明 0024 本发明的上述和/或附加的方面和优点结合下面附图对实施例的描述将变得明显 和容易理解, 其中: 0025 图1是本发明一个实施例提供功率因数校正电路的结构示意图; 0026 图2是本发明另一个实施例提供功率因数校正。
15、电路的结构示意图; 0027 图3是本发明另一个实施例提供功率因数校正电路的结构示意图; 0028 图4是本发明另一个实施例提供功率因数校正电路的结构示意图; 0029 图5是本发明另一个实施例提供功率因数校正电路的结构示意图; 0030 图6是本发明另一个实施例提供功率因数校正电路的结构示意图; 0031 图7是本发明另一个实施例提供功率因数校正电路的结构示意图; 0032 图8是本发明另一个实施例提供功率因数校正电路的结构示意图; 说明书 2/9 页 4 CN 112152444 A 4 0033 图9是本发明另一个实施例提供功率因数校正电路的结构示意图; 0034 图10是本发明另一个实。
16、施例提供功率因数校正电路的结构示意图; 0035 图11是本发明另一个实施例提供功率因数校正电路的结构示意图; 0036 图12为本发明一个实施例提供的第一芯体的结构示意图; 0037 图13为本发明另一个实施例提供的第一芯体的结构示意图; 0038 图14为本发明另一个实施例提供的第一芯体的结构示意图; 0039 图15为本发明一个实施例提供的第二芯体的结构示意图; 0040 图16为本发明另一个实施例提供的第二芯体的结构示意图; 0041 图17为本发明另一个实施例提供的第二芯体的结构示意图; 0042 图18为本发明另一个实施例提供的第二芯体的结构示意图; 0043 图19为本发明另一个。
17、实施例提供的第二芯体的结构示意图; 0044 图20为本发明另一个实施例提供的第二芯体的结构示意图; 0045 图21为本发明另一个实施例提供的第二芯体的结构示意图; 0046 图22为本发明另一个实施例提供的第二芯体的结构示意图; 0047 图23为本发明另一个实施例提供的第二芯体的结构示意图; 0048 图24为本发明另一个实施例提供的第二芯体的结构示意图; 0049 图25为本发明另一个实施例提供的第二芯体的结构示意图; 0050 图26为本发明一个实施例提供的磁芯的结构示意图; 0051 图27为本发明另一个实施例提供的磁芯的结构示意图; 0052 图28为本发明另一个实施例提供的磁芯。
18、的结构示意图; 0053 图29为本发明另一个实施例提供的磁芯的结构示意图; 0054 图30为本发明另一个实施例提供的磁芯的结构示意图; 0055 图31为本发明另一个实施例提供的磁芯的结构示意图; 0056 图32为本发明另一个实施例提供的磁芯的结构示意图; 0057 图33为本发明另一个实施例提供的磁芯的结构示意图; 0058 图34为本发明另一个实施例提供的磁芯的结构示意图; 0059 图35为本发明另一个实施例提供的磁芯的结构示意图; 0060 图36为本发明另一个实施例提供的磁芯的结构示意图; 0061 图37为本发明另一个实施例提供的磁芯的结构示意图; 0062 图38为本发明一。
19、个实施例提供的开关器件的控制时序示意图; 0063 图39为本发明另一个实施例提供的开关器件的控制时序示意图。 具体实施方式 0064 下面详细描述本发明的实施例, 实施例的示例在附图中示出, 其中自始至终相同 或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。 下面通过参考附图描 述的实施例是示例性的, 仅用于解释本发明, 而不能理解为对本发明的限制。 0065 在本发明的描述中, 需要理解的是, 涉及到方位描述, 例如上、 下、 前、 后、 左、 右等 指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系, 仅是为了便于描述本发明和简 化描述, 而不是指示或暗示所指的装置或元件必须。
20、具有特定的方位、 以特定的方位构造和 说明书 3/9 页 5 CN 112152444 A 5 操作, 因此不能理解为对本发明的限制。 0066 在本发明的描述中, 若干的含义是一个或者多个, 多个的含义是两个以上, 大于、 小于、 超过等理解为不包括本数, 以上、 以下、 以内等理解为包括本数。 如果有描述到第一、 第二只是用于区分技术特征为目的, 而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所 指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。 0067 本发明的描述中, 除非另有明确的限定, 设置、 安装、 连接等词语应做广义理解, 所 属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体。
21、内容合理确定上述词语在本发明中的具体 含义。 0068 本发明实施例提供了一种功率因数校正电路、 电路板和空调器, 其中, 功率因数校 正电路包括交流输入端、 共模电感和升压整流模块, 其中, 交流输入端用于输入交流电信 号; 共模电感用于滤除交流电信号的共模噪声及谐波干扰, 共模电感连接至交流输入端, 共 模电感包括第一绕组; 升压整流模块连接至共模电感, 升压整流模块包括功率电感和储能 器件, 功率电感用于对储能器件充电, 功率电感包括第二绕组; 另外, 第一绕组和第二绕组 绕制在同一磁芯上, 磁芯包括呈封闭形的第一芯体和呈半开口形的第二芯体, 第二芯体的 开口朝向第一芯体, 第一绕组绕制。
22、在第一芯体上, 第二绕组绕制在第二芯体上。 根据本发明 实施例的技术方案, 在功率因数校正电路中, 本发明实施例可以将共模电感的第一绕组绕 制在呈封闭形的第一芯体上, 同时可以将升压整流模块中的功率电感的第二绕组绕制在呈 半开口形的第二芯体上, 并且第二芯体的开口朝向第一芯体使得第二芯体和第一芯体可以 形成完整的闭合磁路, 由于第一芯体和第二芯体可以组成形成一个磁芯, 因此, 本发明实施 例可以缩小磁芯的体积, 从而缩小功率因数校正电路在电路板上的占用面积。 0069 下面结合附图, 对本发明实施例作进一步阐述。 0070 如图1至图11所示, 图1至图11是本发明一些实施例提供的功率因数校正。
23、电路的结 构示意图。 其中, 该功率因数校正电路包括但不限于有交流输入端、 共模电感和升压整流模 块。 0071 具体地, 上述的交流输入端用于输入交流电信号; 共模电感用于滤除交流电信号 的共模噪声及谐波干扰, 共模电感连接至交流输入端, 共模电感包括第一绕组; 升压整流模 块连接至共模电感, 升压整流模块包括功率电感和储能器件, 功率电感用于对储能器件充 电, 功率电感包括第二绕组。 0072 另外, 如图26至图37所示, 图26至图37是本发明一些实施例提供的磁芯的结构示 意图。 关于上述的第一绕组200和第二绕组400, 均可以绕制在同一磁芯上, 其中, 磁芯包括 呈封闭形的第一芯体。
24、100和呈半开口形的第二芯体300, 第一芯体100设置有第一边柱110, 第二芯体300的开口朝向第一边柱110, 第一绕组200绕制在第一芯体100上, 第二绕组400绕 制在第二芯体300上。 0073 在一实施例中, 对于功率因数校正电路, 本发明实施例可以将共模电感的第一绕 组200绕制在呈封闭形的第一芯体100上, 同时可以将升压整流模块中的功率电感的第二绕 组400绕制在呈半开口形的第二芯体300上, 并且第二芯体300的开口朝向第一芯体100使得 第二芯体300和第一芯体100可以形成完整的闭合磁路, 由于第一芯体100和第二芯体300可 以组成形成一个磁芯, 因此, 本发明实。
25、施例可以缩小磁芯的体积, 从而缩小功率因数校正电 路在电路板上的占用面积。 说明书 4/9 页 6 CN 112152444 A 6 0074 值得注意的是, 关于上述的功率因数校正电路中的交流输入端, 可以为单相交流 输入端, 如图7至图9所示; 也可以为三相交流输入端, 如图1至图6、 图10和图11所示。 0075 当交流输入端为单相交流输入端时, 功率因数校正电路对应设置有一条相线和一 条中线, 对应地, 共模电感可参照图7至图9中的LF, 共模电感的第一绕组200包括有两个线 圈, 并且两个线圈分别设置在相线和中线上。 0076 当交流输入端为三相交流输入端时, 功率因数校正电路可以。
26、设置中线, 如图1、 图3 和图5所示; 也可以不设置中线, 如图2、 图4、 图6、 图10和图11所示。 在功率因数校正电路设 置有中线的情况下, 功率因数校正电路对应设置有三条相线和一条中线, 对应地, 共模电感 可参照图1、 图3和图5中的LF, 共模电感的第一绕组200包括有四个线圈, 并且四个线圈分别 设置在三条相线和一条中线上。 在功率因数校正电路没有设置中线的情况下, 功率因数校 正电路对应设置有三条相线, 对应地, 共模电感可参照图2、 图4、 图6、 图10和图11中的LF, 共 模电感的第一绕组200包括有三个线圈, 并且三个线圈分别设置在三条相线上。 0077 可以理解。
27、的是, 关于上述的共模电感, 为抗电磁干扰有效的元器件, 广泛应用于各 种滤波器、 开关电源等产品, 其中, 共模电感用来抑制共模干扰, 对于共模信号呈现出大电 感具有抑制作用, 而对于差模信号呈现出很小的漏电感几乎不起作用。 其原理是流过共模 电流时磁环中的磁通相互叠加, 从而具有相当大的电感量, 进而对共模电流起到抑制作用, 而当流过差模电流时, 磁环中的磁通相互抵消, 几乎没有电感量, 所以差模电流可以无衰减 地通过。 因此共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号, 而对线路正常传输的差 模信号无影响。 0078 另外, 关于上述的功率因数校正电路中的升压整流模块, 可以包括整流模块。
28、和单 路Boost升压电路, 如图1、 图2和图7所示; 也可以包括整流模块和两路Boost升压电路, 如图 3、 图4和图8所示; 也可以包括整流模块和三路Boost升压电路, 如图5、 图6和图9所示; 也可 以为两电平电路, 如图10所示; 也可以为T型三电平维也纳电路, 如图11所示。 0079 可以理解的是, 关于上述升压整流模块中的功率电感, 主要用于对后级的储能器 件进行充电; 其中, 功率电感可以参照图1、 图2和图7中的L1、 或者参照图3、 图4和图8中的L1 和L2、 或者参照图5、 图6和图9至图11中的L1、 L2和L3; 另外, 储能器件可以为电容, 可以参照 图1。
29、至图2中的C2和C3、 或者参照图3至图4中的C2、 C3、 C5和C6、 或者参照图5至图6中的C2、 C3、 C5、 C6、 C8和C9、 或者参照图7中的C2、 或者参照图8中的C2和C4、 或者参照图9中的C2、 C4 和C6、 或者参照图10至图11中的C1和C2。 0080 参照图12至图14和图26至图37所示, 第一芯体100包括四条边柱, 四条所述边柱依 次连接并围绕成所述第一芯体100, 第一绕组200绕制在至少一条边柱上。 0081 在一实施例中, 呈封闭形的第一芯体100包括但不限于有第一边柱110、 第二边柱 120、 第三边柱130和第四边柱140, 并且第一边柱1。
30、10、 第二边柱120、 第三边柱130和第四边 柱140依次排列围绕形成第一芯体100。 0082 参照图13、 图14和图32至图37所示, 第一芯体100还包括第一中柱150, 其中, 该第 一中柱150位于第一芯体100的中间位置, 第一中柱150的一端指向第一边柱110, 另一端指 向第三边柱130。 具体地, 当第一芯体100设置有第一中柱150的情况下, 第一绕组200绕制在 第一芯体100的绕制方式包括但不限于以下三种: 0083 第一种绕制方式: 第一绕组200绕制在第一中柱150上。 当将第一绕组200绕制在第 说明书 5/9 页 7 CN 112152444 A 7 一中。
31、柱150的情况下, 可以在满足相同的磁通量的前提下, 缩小第一芯体100中第二边柱120 和第四边柱140的宽度, 从而可以进一步缩小电路的体积。 0084 第二种绕制方式: 第一绕组200绕制在第一中柱150两侧的边柱上。 示例性地, 当第 一绕组200包括两个线圈的情况下, 其中一个线圈可以绕制在第一中柱150和第二边柱120 之间的第一边柱110上, 也可以绕制在第二边柱120上, 也可以绕制在第一中柱150和第二边 柱120之间的第三边柱130上; 而另一个线圈可以绕制在第一中柱150和第四边柱140之间的 第一边柱110上, 也可以绕制在第四边柱140上, 也可以绕制在第一中柱150。
32、和第四边柱140 之间的第三边柱130上。 对于该绕制方式, 由于共模电感绕在边柱上, 而第一中柱150可以提 供磁路, 因此有一部分磁信号没有走边柱而不被抵消, 从而在第一中柱150产生差模分量; 由于产生了差模分量, 从而可以减小EMI滤波回路中滤波电容的电容值, 其中, 该滤波电容 可以如图1至图6、 图10和图11中的Cx和Cy。 0085 第三种绕制方式: 第一绕组200绕制在第一中柱150同一侧的边柱上。 示例性地, 当 第一绕组200包括两个线圈的情况下, 两个线圈可以绕制在第一中柱150和第二边柱120之 间的第一边柱110上, 也可以绕制在第二边柱120上, 也可以绕制在第一。
33、中柱150和第二边柱 120之间的第三边柱130上; 或者, 两个线圈可以绕制在第一中柱150和第四边柱140之间的 第一边柱110上, 也可以绕制在第四边柱140上, 也可以绕制在第一中柱150和第四边柱140 之间的第三边柱130上。 0086 另外, 第一芯体100设置有若干段气隙500。 气隙500可以设置在第一边柱110、 第二 边柱120、 第三边柱130、 第四边柱140或者第一中柱150上。 本发明实施例在第一芯体100上 设置若干段气隙500可以减小第一芯体100整体的磁导率, 使线涠特性较少地依赖于磁芯材 料的起始磁导率。 气隙500可以避免在交流大信号或直流偏置下的磁饱和。
34、现象, 更好地控制 电感量。 具体地, 气隙500的数量可以为单段或者多段。 0087 当需要设置单段气隙500时, 可以将单段气隙500设置在第一边柱110、 第二边柱 120、 第三边柱130、 第四边柱140或者第一中柱150上。 将单段气隙500设置在第一边柱110、 第二边柱120、 第三边柱130或者第四边柱140上, 相对于将单段气隙500设置在第一中柱150 上, 会更加方便加工。 0088 当将单段宽度为L的气隙500分成多段宽度较小的气隙500并分别设置在对向的两 条边柱上, 与设置在单一边柱的单段宽度为L的气隙500相比, 可以降低第一芯体100的体 积。 示例性地, 在。
35、第一种情况下第二边柱120设置有单段宽度为L的气隙500, 在第二种情况 下第二边柱120设置有单段宽度为L/2的气隙500以及第四边柱140设置有单段宽度为L/2的 气隙500, 虽然两种情况下的气隙500总宽度一致, 但是第一种情况下的第一芯体100的高度 会比第二种情况下的第一芯体100的高度要高出L/2。 0089 当设置多段宽度较小的气隙500时, 可以减少漏感、 降低涡流损耗、 降低对磁芯周 边的磁干扰。 示例性地, 一段气隙500所对应形成的全部磁路可以看作是一个球体, 其中不 穿过气隙500而泄露在气隙500外的空气中的磁路为漏磁。 因此, 如果将单段宽度为L的气隙 500分成。
36、多段宽度较小的气隙500时, 单段宽度为L的气隙500所对应的球体体积会大于多段 宽度较小的气隙500所对应的多个球体的总体积, 因此, 设置多段小气隙500可以达到减少 漏磁、 降低涡流损耗以及降低对磁芯周边的磁干扰的效果。 0090 另外, 需要说明的是, 当第一芯体100没有设置气隙500的情况下, 第一芯体100的 说明书 6/9 页 8 CN 112152444 A 8 材料可以为铁粉芯。 0091 参照图15至图37所示, 对于第二芯体300上的第二绕组400, 第二绕组400可以绕制 在第二芯体300上的任意位置, 第二绕组400绕制在第二芯体300的中部和/或绕制在第二芯 体3。
37、00的至少一端。 0092 在一实施例中, 呈半开口形的第二芯体300包括但不限于有第五边柱310、 第六边 柱320和第七边柱330, 其中, 第五边柱310和第七边柱330分别设置在第六边柱320的两端。 第二绕组400可以绕制在第五边柱310、 第六边柱320和第七边柱330中的至少一条边柱上。 0093 参照图19至图25和图29至图34所示, 第二芯体300设置有第二中柱340, 功率电感 包括单路功率电感、 双路功率电感或者三路功率电感。 第二绕组400绕制在第二芯体300的 绕制方式可以包括但不限于以下几种: 0094 第一种绕制方式: 当升压整流模块包括单路功率电感, 对应地,。
38、 第二绕组400包括 有一个线圈, 并且该线圈绕制在第二中柱340上。 当将该线圈绕制在第二中柱340的情况下, 可以在满足相同的磁通量的前提下, 缩小第二芯体300中第五边柱310和第七边柱330的宽 度, 从而可以进一步缩小电路的体积。 当然, 在设置有第二中柱340的情况下, 该线圈依然可 以不绕制在第二中柱340上, 而绕制在第五边柱310、 第六边柱320或第七边柱330上。 0095 第二种绕制方式: 当升压整流模块包括双路功率电感, 对应地, 第二绕组400包括 有两个线圈, 并且两个线圈均绕制在第二中柱340上或者分别绕制在第二芯体300的两端。 当将两个线圈均绕制在第二中柱3。
39、40的情况下, 可以在满足相同的磁通量的前提下, 缩小第 二芯体300中第五边柱310和第七边柱330的宽度, 从而可以进一步缩小电路的体积。 当然, 在设置有第二中柱340的情况下, 两个线圈可以不绕制在第二中柱340上, 而绕制在第五边 柱310、 第六边柱320和第七边柱330中的至少一条边柱上。 当两个线圈不绕制在第二中柱 340上, 而分别绕制在第五边柱310和第七边柱330上, 可以更加方便绕线。 0096 第三种绕制方式: 当升压整流模块包括三路功率电感, 对应地, 第二绕组400包括 有三个线圈, 并且三个线圈均绕制在第二中柱340上或者分别绕制在第二芯体300的两端和 第二中。
40、柱340上。 当将三个线圈均绕制在第二中柱340的情况下, 可以在满足相同的磁通量 的前提下, 缩小第二芯体300中第五边柱310和第七边柱330的宽度, 从而可以进一步缩小电 路的体积。 当然, 三个线圈也可以分别绕制在第五边柱310、 第二中柱340和第七边柱330上。 0097 在一实施例中, 第二芯体300设置有若干段气隙500。 具体地, 气隙500可以设置在 第五边柱310、 第六边柱320或者第七边柱330上。 0098 可以理解的是, 当第二芯体300设置有第二中柱340的情况下, 第二中柱340可以设 置有若干段气隙500。 0099 本发明实施例在第二芯体300上设置若干段。
41、气隙500可以减小第二芯体300整体的 磁导率, 使线涠特性较少地依赖于磁芯材料的起始磁导率。 气隙500可以避免在交流大信号 或直流偏置下的磁饱和现象, 更好地控制电感量。 具体地, 气隙500的数量可以为单段或者 多段。 0100 当需要设置单段气隙500时, 可以将单段气隙500设置在第五边柱310、 第六边柱 320、 第七边柱330或者第二中柱340上。 将单段气隙500设置在第五边柱310、 第六边柱320或 者第七边柱330上, 相对于将单段气隙500设置在第二中柱340上, 会更加方便加工。 0101 当将单段宽度为L的气隙500分成多段宽度较小的气隙500并分别设置在第五边柱。
42、 说明书 7/9 页 9 CN 112152444 A 9 310和第七边柱330, 与设置在第五边柱310、 第二中柱340或第七边柱330的单段宽度为L的 气隙500相比, 可以降低第二芯体300的体积。 示例性地, 在第一种情况下第五边柱310设置 有单段宽度为L的气隙500, 在第二种情况下第五边柱310设置有单段宽度为L/2的气隙500 以及第七边柱330设置有单段宽度为L/2的气隙500, 虽然两种情况下的气隙500总宽度一 致, 但是第一种情况下的第二芯体300的高度会比第二种情况下的第二芯体300的高度要高 出L/2。 0102 当设置多段宽度较小的气隙500时, 可以减少漏感。
43、、 降低涡流损耗、 降低对磁芯周 边的磁干扰。 示例性地, 一段气隙500所对应形成的全部磁路可以看作是一个球体, 其中不 穿过气隙500而泄露在空气中的磁路为漏磁。 因此, 如果将单段宽度为L的气隙500分成多段 宽度较小的气隙500时, 单段宽度为L的气隙500所对应的球体体积会大于多段宽度较小的 气隙500所对应的多个球体的总体积, 因此, 设置多段小气隙500可以达到减少漏磁、 降低涡 流损耗以及降低对磁芯周边的磁干扰的效果。 0103 需要说明的是, 第二芯体300的两端的第一截面积相等, 第二中柱340的第二截面 积大于或等于第一截面积并且小于或等于两倍第一截面积。 0104 另外。
44、, 本发明实施例的功率因数校正电路还包括耦合电感, 耦合电感包括第三绕 组, 第三绕组绕制在第二芯体300上。 0105 在一实施例中, 可以通过耦合电感来采集升压整流模块的直流输出端的电流信 号, 并将所采集的电流信号发送至控制器, 然后控制器可以根据所采集的电流信号控制升 压整流模块中的开关器件导通或截止。 0106 值得注意的是, 对于上述的第一芯体100, 本发明实施例只列举了当交流输入端为 三相交流输入端时并且功率因数校正电路设置有中线的情况下的第一绕组200绕制在第一 芯体100的部分示意图, 如图12至图14所示。 可以理解的是, 第一绕组200也可以选择绕组在 第一边柱110或。
45、者第三边柱130上, 此处就不再赘述。 另外, 对于交流输入端为单相交流输入 端的情况, 或者对于交流输入端为三相交流输入端时并且功率因数校正电路没有设置有中 线的情况, 第一绕组200绕制在第一芯体100的方式可对应参照上述所示, 此处不再赘述。 0107 其次, 对于上述的第二芯体300, 本发明实施例只列举了在单路功率电感的情况下 第二绕组400绕制在第二芯体300的部分示意图, 如图15至图25所示。 可以理解的是, 在没有 第二中柱340的情况下, 第二绕组400也可以选择绕制在第五边柱310或者第七边柱330上。 或者, 在设置有第二中柱340的情况下, 第二绕组400也可以选择绕。
46、制在第五边柱310、 第六 边柱320或者第七边柱330上。 另外, 对于两路功率电感或者三路功率电感的情况下, 第二绕 组400绕制在第二芯体300的方式可对应参照上述所示, 此处不再赘述。 0108 另外, 对于上述的磁芯, 本发明实施例只列举了当交流输入端为三相交流输入端、 功率因数校正电路设置有中线, 并且只有单路功率电感的情况下磁芯的示意图, 如图26至 图37所示。 对于交流输入端为单相交流输入端或者交流输入端为三相交流输入端、 功率因 数校正电路没有设置有中线、 以及两路功率电感或者三路功率电感的情况, 第一绕组200和 第二绕组400绕制在磁芯的方式可对应参照上述所示, 此处不。
47、再赘述。 0109 需要说明的是, 功率因数校正电路中的开关管如Q1至Q6的开关时序可参照图38和 图39所示, 开关周期为T, 开关管Q1至Q6的开关时序相差在0,T/N, 其中N指多路交错Boost 升压电路, 示例性地, 当为双路交错Boost升压电路时, N为2; 当为三路交错Boost升压电路 说明书 8/9 页 10 CN 112152444 A 10 时, N为3。 0110 其中, 图38为双路交错PFC开关时序图, Q1和Q2的开关时序相差为T/2, 开通占空比 存在三种状态; 其中, 图39为三路交错PFC开关时序图, Q1和Q2和Q3的开关时序相差为T/3, 开通占空比存。
48、在三种状态; 其他多路依次类推, Q1QN的开关时序相差为T/N, N越大, T/N越 接近0, 所开关时序相差为0,T/N。 0111 基于上述功率因数校正电路, 下面分别提出本发明的电路板和空调器的各个实施 例。 0112 另外, 本发明的一个实施例还提供了一种电路板, 包括但不限于有上述任一实施 例的功率因数校正电路。 0113 由于本发明实施例的电路板包括有如上述任一项实施例的功率因数校正电路, 因 此, 本发明实施例的电路板具备如上述任一项实施例的功率因数校正电路所带来的技术效 果, 所以, 本发明实施例的电路板的具体技术效果, 可参照上述任一项实施例的功率因数校 正电路的技术效果。。
49、 0114 另外, 本发明的一个实施例还提供了一种空调器, 包括但不限于有上述任一实施 例的功率因数校正电路或上述实施例的电路板。 0115 由于本发明实施例的空调器包括有如上述任一项实施例的功率因数校正电路或 者上述实施例的电路板, 因此, 本发明实施例的空调器具备如上述任一项实施例的功率因 数校正电路或者如上述实施例的电路板所带来的技术效果, 所以, 本发明实施例的空调器 的具体技术效果, 可参照上述任一项实施例的功率因数校正电路或者上述实施例的电路板 的技术效果。 0116 以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明, 但本发明并不局限于上述实施方 式, 熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精。
50、神的共享条件下还可作出种种等同的变形或 替换, 这些等同的变形或替换均包括在本发明权利要求所限定的范围内。 说明书 9/9 页 11 CN 112152444 A 11 图1 图2 图3 说明书附图 1/14 页 12 CN 112152444 A 12 图4 图5 说明书附图 2/14 页 13 CN 112152444 A 13 图6 图7 说明书附图 3/14 页 14 CN 112152444 A 14 图8 图9 说明书附图 4/14 页 15 CN 112152444 A 15 图10 图11 图12 说明书附图 5/14 页 16 CN 112152444 A 16 图13 图1。
- 内容关键字: 功率因数 校正 电路 电路板 空调器
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