防浪涌的有源PFC电路及变频驱动系统论文和设计-甘鸿坚

全文摘要

本实用新型提供一种防浪涌的有源PFC电路及变频驱动系统，包括：用于将经过整流的输入交流电转换为直流母线电压的防浪涌的有源PFC电路，包括PFC主电路及并联于PFC主电路输入端与输出端之间的防浪涌电路；用于将直流母线电压转化为输出交流电的逆变器；受输出交流电驱动运转的负载。本实用新型通过防浪涌的有源PFC电路保护有源PFC电路免受浪涌电压的冲击；同时在有源PFC电路工作于不控整流模式时保护防浪涌器件，避免长时间承受大电流而发热损坏，确保防浪涌保护的有效性，进而大大提升有源PFC电路的可靠性；同时，本实用新型前端的整流器中的功率器件也无需承受浪涌电压的冲击，选择符合正常设计耐压值的器件即可，有效降低了器件成本。

主设计要求

1.一种防浪涌的有源PFC电路，其特征在于，所述防浪涌的有源PFC电路至少包括：PFC主电路及防浪涌电路，所述PFC主电路为升压电路，所述防浪涌电路并联于所述PFC主电路的输入端与输出端之间，且所述防浪涌电路导通时的导通压降大于所述PFC主电路中升压二极管的导通压降；其中，所述防浪涌电路包括第一二极管，所述第一二极管的阳极连接所述PFC主电路的输入端，所述第一二极管的阴极连接所述PFC主电路的输出端，所述第一二极管正向导通，反向截止。

设计方案

1.一种防浪涌的有源PFC电路，其特征在于，所述防浪涌的有源PFC电路至少包括：

PFC主电路及防浪涌电路，所述PFC主电路为升压电路，所述防浪涌电路并联于所述PFC主电路的输入端与输出端之间，且所述防浪涌电路导通时的导通压降大于所述PFC主电路中升压二极管的导通压降；

其中，所述防浪涌电路包括第一二极管，所述第一二极管的阳极连接所述PFC主电路的输入端，所述第一二极管的阴极连接所述PFC主电路的输出端，所述第一二极管正向导通，反向截止。

2.根据权利要求1所述的防浪涌的有源PFC电路，其特征在于：所述第一二极管包括整流二极管。

3.根据权利要求1所述的防浪涌的有源PFC电路，其特征在于：所述PFC主电路包括电抗器、功率开关管及所述升压二极管；

所述电抗器的第一端连接所述PFC主电路的输入端，所述电抗器的第二端连接所述升压二极管的阳极，所述升压二极管的阴极连接所述PFC主电路的输出端；所述功率开关管连接于所述升压二极管的阳极与参考地之间；

所述防浪涌电路并联于所述电抗器的第一端与所述升压二极管的阴极之间。

4.根据权利要求1所述的防浪涌的有源PFC电路，其特征在于：所述防浪涌电路还包括第二二极管；所述第一二极管的阳极连接所述PFC主电路的输入端，所述第一二极管的阴极连接所述第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极连接所述PFC主电路的输出端；或者所述第二二极管的阳极连接所述PFC主电路的输入端，所述第二二极管的阴极连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述PFC主电路的输出端；所述第一二极管及所述第二二极管导通时的导通压降之和大于所述PFC主电路中所述升压二极管的导通压降。

5.根据权利要求4所述的防浪涌的有源PFC电路，其特征在于：所述第二二极管包括整流二极管、瞬态抑制二极管。

6.根据权利要求1所述的防浪涌的有源PFC电路，其特征在于：所述防浪涌电路还包括第三二极管；所述第一二极管的阳极连接所述PFC主电路的输入端，所述第一二极管的阴极连接所述第三二极管的阴极，所述第三二极管的阳极连接所述PFC主电路的输出端；或者所述第三二极管的阴极连接所述PFC主电路的输入端，所述第三二极管的阳极连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述PFC主电路的输出端；所述第一二极管及所述第三二极管导通时的导通压降之和大于所述PFC主电路中所述升压二极管的导通压降；所述第三二极管正向导通，反向钳位。

7.根据权利要求6所述的防浪涌的有源PFC电路，其特征在于：所述第三二极管包括瞬态抑制二极管。

8.根据权利要求1所述的防浪涌的有源PFC电路，其特征在于：所述防浪涌电路还包括电阻；所述第一二极管的阳极连接所述PFC主电路的输入端，所述第一二极管的阴极连接所述电阻的第一端，所述电阻的第二端连接所述PFC主电路的输出端；或者所述电阻的第一端连接所述PFC主电路的输入端，所述电阻的第二端连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述PFC主电路的输出端；所述第一二极管及所述电阻导通时的导通压降之和大于所述PFC主电路中所述升压二极管的导通压降。

9.根据权利要求8所述的防浪涌的有源PFC电路，其特征在于：所述电阻包括正温度系数热敏电阻。

10.一种变频驱动系统，其特征在于，所述变频驱动系统至少包括：

整流器，连接输入交流电，用于整流所述输入交流电；

如权利要求1～9任意一项所述的防浪涌的有源PFC电路，连接于所述整流器的输出端，用于将经过整流的输入交流电转换为直流母线电压；

逆变器，连接于所述防浪涌的有源PFC电路的输出端，用于将所述直流母线电压转化为输出交流电；

负载，连接于所述逆变器的输出端，所述负载受所述输出交流电的驱动运转。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电路设计领域，特别是涉及一种防浪涌的有源PFC电路及变频驱动系统。

背景技术

为了抑制谐波的产生，同时提高功率因数，有源PFC电路被引入变频驱动系统中。由于变频驱动系统的工作环境复杂多样，具有运行功率宽、频率高及负载波动大等特点，因此，对有源PFC电路的可靠性提出了很高的要求。

浪涌是电路在遭受雷击时产生的过电压(过电流)或电气系统内部产生的过操作电压(过电流)，是一种瞬变干扰。如果对浪涌不加以限制将导致系统或装置中各种器件的误动甚至失效，尤其对于有源PFC电路这种对可靠性及稳定性要求较高的设备，其直接面对电网，更加容易遭受浪涌冲击，如何防止浪涌电压(电流)对器件的损伤，确保其电路功能有效进行，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种防浪涌的有源PFC电路及变频驱动系统，用于解决浪涌电压或电流对有源PFC电路的稳定性、可靠性产生影响的问题，同时提高防浪涌电路自身有效性、可靠性。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种防浪涌的有源PFC电路，所述防浪涌的有源PFC电路至少包括：

可选地，所述第一二极管包括整流二极管。

更可选地，所述PFC主电路包括电抗器、功率开关管及所述升压二极管；

所述防浪涌电路并联于所述电抗器的第一端与所述升压二极管的阴极之间。

可选地，所述防浪涌电路还包括第二二极管；所述第一二极管的阳极连接所述PFC主电路的输入端，所述第一二极管的阴极连接所述第二二极管的阳极，所述第二二极管的阴极连接所述PFC主电路的输出端；或者所述第二二极管的阳极连接所述PFC主电路的输入端，所述第二二极管的阴极连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述PFC主电路的输出端；所述第一二极管及所述第二二极管导通时的导通压降之和大于所述PFC主电路中所述升压二极管的导通压降。

更可选地，所述第二二极管包括整流二极管、瞬态抑制二极管。

可选地，所述防浪涌电路还包括第三二极管；所述第一二极管的阳极连接所述PFC主电路的输入端，所述第一二极管的阴极连接所述第三二极管的阴极，所述第三二极管的阳极连接所述PFC主电路的输出端；或者所述第三二极管的阴极连接所述PFC主电路的输入端，所述第三二极管的阳极连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述PFC主电路的输出端；所述第一二极管及所述第三二极管导通时的导通压降之和大于所述PFC主电路中所述升压二极管的导通压降；所述第三二极管正向导通，反向钳位。

更可选地，所述第三二极管包括瞬态抑制二极管。

可选地，所述防浪涌电路还包括电阻；所述第一二极管的阳极连接所述PFC主电路的输入端，所述第一二极管的阴极连接所述电阻的第一端，所述电阻的第二端连接所述PFC主电路的输出端；或者所述电阻的第一端连接所述PFC主电路的输入端，所述电阻的第二端连接所述第一二极管的阳极，所述第一二极管的阴极连接所述PFC主电路的输出端；所述第一二极管及所述电阻导通时的导通压降之和大于所述PFC主电路中所述升压二极管的导通压降。

更可选地，所述电阻包括正温度系数热敏电阻。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型还提供一种变频驱动系统，所述变频驱动系统至少包括：

整流器，连接输入交流电，用于整流所述输入交流电；

上述防浪涌的有源PFC电路，连接于所述整流器的输出端，用于将经过整流的输入交流电转换为直流母线电压；

逆变器，连接于所述防浪涌的有源PFC电路的输出端，用于将所述直流母线电压转化为输出交流电；

负载，连接于所述逆变器的输出端，所述负载受所述输出交流电的驱动运转。

如上所述，本实用新型的防浪涌的有源PFC电路及变频驱动系统，具有以下有益效果：

本实用新型的防浪涌的有源PFC电路及变频驱动系统通过防浪涌电路保护有源PFC电路免受浪涌电压的冲击；同时在有源PFC电路工作于不控整流模式时保护防浪涌器件，避免长时间承受大电流而发热损坏，确保防浪涌保护的有效性，进而大大提升本实用新型的防浪涌的有源PFC电路及变频驱动系统的可靠性及稳定性。

运用本实用新型的所述防浪涌的有源PFC电路，还能使得其前端整流器中的功率器件也无需承受浪涌电压的冲击，从而只需选择符合正常设计耐压值的器件即可，有效降低了器件成本。

附图说明

图1显示为本实用新型的防浪涌的有源PFC电路的第一种实施方式的结构示意图。

图2显示为本实用新型的防浪涌的有源PFC电路的第二种实施方式的结构示意图。

图3显示为本实用新型的防浪涌的有源PFC电路的第三种实施方式的结构示意图。

图4显示为本实用新型的防浪涌的有源PFC电路的第四种实施方式的结构示意图。

图5显示为本实用新型的变频驱动系统的结构示意图。

元件标号说明

1防浪涌的有源PFC电路

11PFC主电路

12防浪涌电路

2整流器

3逆变器

4负载

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种防浪涌的有源PFC电路1，所述防浪涌的有源PFC电路1包括：

PFC主电路11及防浪涌电路12，所述PFC主电路为升压电路。

如图1所示，所述PFC主电路11用于将经过整流的交流电压转换为直流母线电压。

具体地，在本实施例中，所述PFC主电路11为升压电路中的一种，具体包括电抗器Lpfc、功率开关管S1及升压二极管D1。所述电抗器Lpfc的一端连接所述PFC主电路11的输入端Vi，另一端连接所述升压二极管D1的阳极，所述升压二极管D1的阴极连接所述PFC主电路11的输出端Vo，在本实施例中，所述PFC主电路11的输出电压即为直流母线电压；所述功率开关管S1的集电极连接所述升压二极管D1的正极，发射极连接参考地，门极连接驱动模块(图中未显示)。

需要说明的是，在实际使用中可根据需要选择不同拓扑结构的PFC升压电路，例如交错并联式PFC升压电路。

需要说明的是，在本实施例中，所述功率开关管S1为绝缘栅双极型晶体管；在实际使用中可根据需要设定所述功率开关管S1的类型，包括但不限于金属-氧化物半导体场效应晶体管，此时，所述功率开关管S1的漏极连接所述升压二极管D1的正极、源极连接参考地，栅极连接所述驱动模块。

如图1所示，所述防浪涌电路12并联于所述PFC主电路11的输入端与输出端之间，所述防浪涌电路12导通时的导通压降大于所述PFC主电路11中所述升压二极管D1的导通压降。

具体地，在本实施例中，所述防浪涌电路12包括第一二极管D2；所述第一二极管D2的阳极连接所述PFC主电路12的输入端，所述第一二极管D2的阴极连接所述升压二极管D1的阴极，且所述第一二极管D2正向导通，反向截止。

需要说明的是，在本实施例中，所述第一二极管D2采用整流二极管(RectifierDiode，RD)。在实际应用中，所述第一二极管D2包括但不限于整流二极管、普通二极管，任意电流正向流过时导通、反向流过时截止(反向时会存在漏电流，但是漏电流很小，处于截止状态)的器件均适用于本实用新型，不以本实施例为限。

需要说明的是，在本实施例中，所述防浪涌电路12导通时的导通压降即为所述第一二极管D2的导通压降。

作为本实施例的一种实现方式，在本实施例中，所述防浪涌的有源PFC电路1还包括连接于所述PFC主电路11的输入端与参考地之间的滤波电容C1，用于对所述PFC主电路11前端整流器的输出电压进行滤波。

作为本实施例的一种实现方式，在本实施例中，所述防浪涌的有源PFC电路1还包括连接于所述PFC主电路11的输出端与参考地之间的平滑电容C2，用于平衡输入功率和输出功率。

需要说明的是，在本实施例中，所述平滑电容C2为一个电容，在实际使用中，所述平滑电容C2可以是多个电容的串、并联或串并联，不以本实施例为限。

具体地，当所述PFC主电路11正常工作时，所述PFC主电路11输入端的电压低于输出端的电压，因此所述防浪涌电路12不导通。当发生浪涌时，浪涌电压使得所述PFC主电路11输入端的电压高于输出端的电压，所述第一二极管D2导通，并且由于所述PFC主电路11常规应用时输入端滤波电容C1的容值远小于输出端平滑电容C2的容值，因此所述PFC主电路11输入端的电压被钳位为所述PFC主电路11输出端的电压，进而保护所述PFC主电路11免受浪涌电压的冲击。并且，同样由于所述PFC主电路11输入端的电压被钳位为所述PFC主电路11输出端的电压，使得所述PFC主电路11前端整流器中的功率器件也无需承受浪涌电压而只需承受所述PFC主电路11输出端的电压即可，因此所述PFC主电路11前端整流器中的功率器件的选择只需符合正常设计耐压值即可，而无需选择具有更高耐压值的规格型号，从而有效降低了器件成本。当所述PFC主电路11处于不控整流工作模式(所述功率开关管S1不工作，而所述PFC主电路11仍有电压输入和输出)时，由于所述第一二极管D2导通时的导通压降大于所述升压二极管D1的导通压降(不控整流工作模式时频率为工频，所述电抗器Lpfc相当于导线，因此所述电抗器Lpfc两端的压降可以忽略)，则输入的工频电流中的大部分流经所述升压二极管D1，而小部分流经所述第一二极管D2，从而避免所述第一二极管D2长时间承受大电流而发热损坏，失去防浪涌的作用。

实施例二

如图2所示，本实施例提供一种防浪涌的有源PFC电路1，与实施例一的不同之处在于，所述防浪涌电路12还包括第二二极管D3。

具体地，所述防浪涌电路12包括第一二极管D2及第二二极管D3；所述第一二极管D2的阳极连接所述PFC主电路11的输入端，所述第一二极管D2的阴极连接所述第二二极管D3的阳极，所述第二二极管D3的阴极连接所述PFC主电路11的输出端。所述防浪涌电路12的导通压降即为所述第一二极管D2与所述第二二极管D3均导通时的导通压降之和，所述第一二极管D2与所述第二二极管D3均导通时的导通压降之和大于所述PFC主电路11中所述升压二极管D1的导通压降，但所述第一二极管D2或所述第二二极管D3的导通压降可小于所述升压二极管D1的导通压降。

需要说明的是，在本实施例中，所述第二二极管D3采用整流二极管，在实际应用中，所述第二二极管D3包括但不限于整流二极管、瞬态抑制二极管(Transient VoltageSuppressor，TVS)、普通二极管，任意电流正向流过时导通的器件均适用于本实用新型，不以本实施例为限。

需要说明的是，所述第二二极管D3与所述第一二极管D2的位置可互换，以串联的方式连接即可，即所述第二二极管D3的阳极连接所述PFC主电路11的输入端，所述第二二极管D3的阴极连接所述第一二极管D2的阳极，所述第一二极管D2的阴极连接所述PFC主电路11的输出端。

需要说明的是，在实际应用中，所述防浪涌电路12中还可以串联一个或多个二极管(任意电流正向流过时导通的器件均适用)，各二极管依次串联，其连接关系可根据本实施例的第一二极管D2及第二二极管D3类推得到，在此不一一赘述。

具体地，参照上述实施例一的工作原理，当发生浪涌时，浪涌电压使得所述第一二极管D2及所述第二二极管D3均导通，所述PFC主电路11输入端的电压被钳位为所述PFC主电路11输出端的电压，进而保护所述PFC主电路11免受浪涌电压的冲击。而当所述PFC主电路11处于不控整流工作模式时，由于所述第一二极管D2与所述第二二极管D3均导通时的导通压降之和大于所述升压二极管D1的导通压降，则输入的工频电流中的大部分流经所述升压二极管D1，而小部分流经所述第一二极管D2及所述第二二极管D3，从而避免所述第一二极管D2及所述第二二极管D3长时间承受大电流而发热损坏，失去防浪涌的作用。

实施例三

如图3所示，本实施例提供一种防浪涌的有源PFC电路1，与实施例一的不同之处在于，所述防浪涌电路12还包括第三二极管D4。

具体地，所述防浪涌电路12包括第一二极管D2及第三二极管D4；所述第一二极管D2的阳极连接所述PFC主电路11的输入端，所述第一二极管D2的阴极连接所述第三二极管D4的阴极，所述第三二极管D4的阳极连接所述PFC主电路11的输出端。所述防浪涌电路12的导通压降即为所述第一二极管D2与所述第三二极管D4均导通时的导通压降之和，所述第一二极管D2与所述第三二极管D4均导通时的导通压降之和大于所述PFC主电路11中所述升压二极管D1的导通压降，但所述第一二极管D2或所述第三二极管D4的导通压降可小于所述PFC主电路11中所述升压二极管D1的导通压降。

需要说明的是，在本实施例中，所述第三二极管D4采用瞬态抑制二极管。在实际应用中，所述第三二极管D4包括但不限于单向瞬态抑制二极管、双向瞬态抑制二极管，任意电流正向流过时导通，电流反向流过时两端电压箝位于一个预定值的器件均适用于本实用新型，不以本实施例为限。

需要说明的是，在本实施例中，所述第三二极管D4的导通压降是指所述第三二极管D4的反向导通电压，即钳位电压。

需要说明的是，所述第三二极管D4与所述第一二极管D2的位置可互换，以串联的方式连接即可，即所述第三二极管D4的阴极连接所述PFC主电路11的输入端，所述第三二极管D4的阳极连接所述第一二极管D2的阳极，所述第一二极管D2的阴极连接所述PFC主电路11的输出端。

需要说明的是，所述第一二极管D2与所述第三二极管D4的数量可包括多个，以串联的方式连接即可，顺序不限，在此不一一赘述。

具体地，参照上述实施例一的工作原理，当发生浪涌时，浪涌电压使得所述第一二极管D2及所述第三二极管D4均导通，所述PFC主电路11输入端的电压被钳位为所述PFC主电路11输出端的电压与第三二极管D4的钳位电压(一般为几伏～几十伏)之和，进而保护所述PFC主电路11免受浪涌电压的冲击。而当所述PFC主电路11处于不控整流的工作模式时，由于第三二极管D4的钳位电压远大于所述升压二极管D1的导通压降，因而所述第一二极管D2与所述第三二极管D4均导通时的导通压降之和也远大于所述升压二极管D1的导通压降，则输入的工频电流中的绝大部分流经所述升压二极管D1，而只有很小部分流经所述第一二极管D2及所述第三二极管D4，从而避免所述第一二极管D2及所述第三二极管D4长时间承受大电流而发热损坏，失去防浪涌的作用，进而可确保防浪涌保护的有效性，提高电路可靠性。

实施例四

如图4所示，本实施例提供一种防浪涌的有源PFC电路1，与实施例一的不同之处在于，所述防浪涌电路12还包括电阻R。

具体地，所述防浪涌电路12包括第一二极管D2及电阻R；所述第一二极管D2的阳极连接所述PFC主电路11的输入端，所述第一二极管D2的阴极连接所述电阻R的一端，所述电阻R的另一端连接所述PFC主电路11的输出端。所述防浪涌电路12导通时的导通压降即为所述第一二极管D2与所述电阻R均导通时的导通压降之和，所述第一二极管D2与所述电阻R的导通压降之和大于所述PFC主电路中所述升压二极管D1的导通压降，但所述第一二极管D2或所述电阻R的导通压降可小于所述PFC主电路11中所述升压二极管D1的导通压降。

需要说明的是，在本实施例中，所述电阻R采用正温度系数热敏电阻(PositiveTemperature Coefficient，PTC)。在实际应用中，所述电阻R包括但不限于普通电阻、正温度系数热敏电阻，任意能够承受一定的功率、电流流过能产生压降的器件均适用于本实用新型，不以本实施例为限。

需要说明的是，所述第一二极管D2与所述电阻R的位置可互换，以串联的方式连接即可，即所述电阻R的一端连接所述PFC主电路11的输入端，所述电阻R的另一端连接所述第一二极管D2的阳极，所述第一二极管D2的阴极连接所述PFC主电路11的输出端。

需要说明的是，所述第一二极管D2与所述电阻R的数量可包括多个，以串联的方式连接即可，顺序不限，在此不一一赘述。

具体地，参照上述实施例一的工作原理，当发生浪涌时，浪涌电压使得所述第一二极管D2导通，所述PFC主电路11输入端的电压被钳位为所述PFC主电路11输出端的电压，进而保护所述PFC主电路11免受浪涌电压的冲击。而当所述PFC主电路11处于不控整流的工作模式时，对于普通电阻，有电流流过即可产生压降，普通电阻的阻值可根据设计参数进行适当的选择，保证不控整流时所述第一二极管D2与所述电阻R的压降之和大于所述升压二极管D1的压降即可，此时，输入的工频电流中的大部分流经所述升压二极管D1，而小部分流经所述第一二极管D2及所述电阻R，从而避免所述第一二极管D2及所述电阻R长时间承受大电流而发热损坏；对于正温度系数热敏电阻，由于正温度系数热敏电阻在温度越高时电阻值越大，所述第一二极管D2导通后，所述电阻R承受电流进而发热导致其阻值变大，则所述电阻R的压降变大，使所述第一二极管D2及所述电阻R的压降之和变大，所述第一二极管D2及所述电阻R承受的电流降低，则输入的工频电流中的大部分流经所述升压二极管D1，而小部分流经所述第一二极管D2及所述电阻R，从而避免所述第一二极管D2长时间承受大电流而发热损坏，失去防浪涌的作用，进而可确保防浪涌保护的有效性，提高电路可靠性。

实施例五

如图5所示，本实施例提供一种变频驱动系统，所述变频驱动系统包括：

整流器2、防浪涌的有源PFC电路1、逆变器3及负载4。

如图5所示，所述整流器2接收输入交流电Vac，对所述输入交流电Vac进行整流。

具体地，在本实施例中，所述整流器2的输入端分别连接所述输入交流电Vac的火线L和零线N，所述整流器2包括四个二极管，四个二极管构成整流桥结构。

如图5所示，所述防浪涌的有源PFC电路1，连接于所述整流器2的输出端，用于将经整流后的输入交流电Vac转换为直流母线电压。

具体地，所述防浪涌的有源PFC电路1的结构可采用实施例一～实施例四中任意一种，在此不一一赘述。

如图5所示，所述逆变器3连接于所述防浪涌的有源PFC电路1的输出端，用于将所述直流母线电压转化为输出交流电。

具体地，所述逆变器3的结构可根据需要选择任意一种结构，不以本实施例为限。在本实施例中，所述逆变器3包括六个功率开关管，构成三相逆变桥，具体结构在此不一一赘述。在本实施例中，所述逆变器3中各功率开关管为绝缘栅双极型晶体管，在实际使用中可根据需要设定各功率开关管的类型。所述逆变电路3的三相输出端连接所述负载4的三相输入端。

如图5所示，所述负载4连接于所述逆变器3的输出端，所述负载4受所述输出交流电的驱动运转。

具体地，在本实施例中，所述负载4为三相电机，当电机的三相定子绕组(各相差120度电角度)通入输出交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流。

需要说明的是，在实际使用中，所述负载4包括但不限于单相电机或其他用电设备，所述逆变器3的结构做适应性的修改，在此不一一赘述。

运用本实用新型的所述防浪涌的有源PFC电路1，浪涌发生时通过将所述PFC主电路11输入端的电压被钳位为所述PFC主电路11输出端的电压，使得所述整流器2中的功率器件也无需承受浪涌电压而只需承受所述防浪涌的有源PFC电路1输出端的电压即可，因此所述整流器2中的功率器件的选择只需符合正常设计耐压值即可，而无需选择具有更高耐压值的规格型号，从而有效降低了器件成本。

本实施例的变频驱动系统可以用于家用电器(例如变频空调)、工业变流器等各种电力电子应用领域。

基于所述防浪涌的有源PFC电路1，本实施例的变频驱动系统可大大提高稳定性和可靠性。

综上所述，本实用新型提供一种防浪涌的有源PFC电路及变频驱动系统，包括：防浪涌的有源PFC电路，用于将经过整流的输入交流电转换为直流母线电压，其中，防浪涌的有源PFC电路包括PFC主电路及防浪涌电路，所述防浪涌电路并联于所述PFC主电路的输入输出端之间；逆变器，连接于所述防浪涌的有源PFC电路的输出端，用于将所述直流母线电压转化为输出交流电；负载，连接于所述逆变器的输出端，所述负载受所述输出交流电的驱动运转。本实用新型的防浪涌的有源PFC电路及变频驱动系统通过防浪涌电路保护有源PFC电路免受浪涌电压的冲击；同时在有源PFC电路工作于不控整流模式时保护防浪涌器件，避免长时间承受大电流而发热损坏，确保防浪涌保护的有效性，进而大大提升本实用新型的防浪涌的有源PFC电路及变频驱动系统的可靠性。同时，运用本实用新型的所述防浪涌的有源PFC电路还能使得其前端整流器中的功率器件也无需承受浪涌电压的冲击，从而只需选择符合正常设计耐压值的器件即可，有效降低了器件成本。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

设计图

防浪涌的有源PFC电路及变频驱动系统论文和设计

防浪涌的有源PFC电路及变频驱动系统论文和设计-甘鸿坚

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主设计要求

设计方案

设计说明书

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