[发明专利]PFC电路、电机控制系统及变频空调器

权利要求书

1.一种PFC电路，所述PFC电路应用于电机控制系统，其特征在于，所述PFC电路包括电抗器、整流部、电流检测部、滤波电路、交流电压采样部、直流电压采样部和运算控制部；所述电抗器和所述电流检测部连接交流电源的输入端，所述电抗器、电流检测部和整流部串联在交流电源回路中；所述整流部输出端连接直流母线，所述滤波电路通过所述直流母线与所述整流部连接；

所述整流部包括自带续流二极管的第一开关管和第二开关管、以及自带续流二极管的第三开关管和第四开关管，

所述第三开关管和第四开关管串联后的公共连接点与交流电源的L线连接；所述第一开关管和第二开关管串联后的公共连接点与交流电源的N线连接；所述第一开关管和第二开关管串联后的一端连接所述第三开关管源级，所述第一开关管和第二开关管串联后的另一端连接所述第四开关管漏极，所述第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管的控制端分别连接所述运算控制部；其中，

所述电流检测部用于检测所述交流输入电流，并获得对应的交流输入电流值；所述滤波电路用于对所述整流模块输出的直流电进行平滑滤波以输出直流母线电压；所述交流电压采样部用于检测交流输入电压，并获得对应的交流输入电压值；所述直流电压采样部用于检测所述直流母线电压，并获得对应的直流母线电压值；

所述运算控制部包括PFC运算控制部，所述PFC运算控制部用于获取电机运行的直流母线电压给定值，并根据所述交流输入电压值、所述直流母线电压值、所述交流输入电流值以及所述直流母线电压给定值生成PFC开关占空比信号驱动所述整流部的开关管工作，以对所述输入的交流电进行功率因素校正。

2.如权利要求1所述的PFC电路，其特征在于，所述PFC运算控制部根据所述交流输入电压值获取所述交流输入电压极性标示信号，并根据所述交流输入电压极性标示信号控制所述第一整流单元的第三开关管和第四开关管开关工作。

3.如权利要求1所述的PFC电路，其特征在于，所述电流检测部检测所述交流输入电流时，在所述第一开关管或者所述第二开关管开启或者关闭的中间时刻进行电流采样。

4.如权利要求1所述的PFC电路，其特征在于，所述电机控制系统包括相电流采样部和逆变器；

所述相电流采样部用于采样所述电机的相电流信号并输入到所述电机运算控制部；

所述逆变器输入端连接所述直流母线，所述逆变器输出端连接电机；

所述运算控制部还包括电机运算控制部，所述电机运算控制部用于根据所述直流母线电压值、所述电机的相电流信号以及所述电机的目标转速值计算生成脉冲宽度信号，所述运算控制部还生成三角载波信号，并根据所述三角载波信号和所述脉冲宽度信号生成PWM控制信号到所述逆变器，以驱动所述电机运行。

5.如权利要求4所述的PFC电路，其特征在于，所述电机运算控制部包括：

位置/速度估计模块，用于对电机的转子位置进行估计以获得电机的转子角度估计值和电机速度估计值；

Q轴给定电流值计算模块，用于根据电机目标转速值、电机速度估计值计算Q轴给定电流值；

D轴给定电流值计算模块，用于根据逆变器的最大输出电压和逆变器的输出电压幅值计算D轴给定电流值；

电流控制模块，用于根据所述Q轴给定电流值、所述D轴给定电流值、所述电机速度估计值、所述直流母线电压值以及对电机采样的相电流值进行计算生成所述脉冲宽度信号，并根据所述三角载波信号和所述脉冲宽度信号生成所述PWM控制信号到所述逆变器，以驱动所述电机运行。

6.如权利要求4所述的PFC电路，其特征在于，所述D轴给定电流值计算模块包括：

弱磁控制器，用于对所述逆变器的最大输出电压与所述逆变器的输出电压幅值进行计算以获得D轴给定电流值初始值；

限幅单元，用于对所述D轴给定电流值初始值进行限幅处理以获得所述D轴给定电流值。

7.如权利要求5所述的PFC电路，其特征在于，所述电流控制模块还包括：

Q轴电流值和D轴电流值计算单元，用于根据所述相电流值和所述角度估计值进行计算得到所述Q轴电流值和所述D轴电流值。