[发明专利]用于功率因数校正的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求在2010年8月9日提交的美国实用专利申请No.12/852,553和在2009年8月10日提交的美国临时申请No.61/232,734的优先权。上面的申请的整体公开通过引用被包含在此。

技术领域

本公开涉及电动机控制系统和方法，并且更具体地涉及功率因数校正系统和方法。

背景技术

在此提供的背景技术说明用于一般地呈现本公开的背景的目的。在本背景技术部分中描述的当前提名的发明人的工作以及否则不合适作为在提交时的现有技术的说明的方面既不明确地也不隐含地被承认为相对于本公开的现有技术。

在包括但是不限于加热、通风和空气调节(HVAC)系统的各种各样的工业和居住应用中使用电动机。仅作为示例，电动机可以驱动在HVAC系统中的压缩机。也可以在HVAC系统中实现一个或更多个另外的电动机。仅作为示例，HVAC系统可以包括驱动与冷凝器相关联的风扇的另一个电动机。可以在HVAC系统中包括另一个电动机，以驱动与蒸发器相关联的风扇。

功率因数是在电路中的电流和电压之间的关系或与存储和向电源返回能量作比较而言电路如何有效地使用有效功率的指示器。功率因数可以被表达为在0和1之间的值。电路的实际有效功率的使用除以由电路拉出的总的伏安会随着功率因数接近1而增大。在不同实现方式中，可以实现功率因数校正(PFC)系统。PFC系统通常运行以将电路的功率因数向1增大，由此与电路存储和向电源返回的无功功率的数量作比较而言提高电路的有效功率的使用。

发明内容

第一整流器二极管电连接在其中接收交流(AC)功率的第一输入端子和其中输出直流(DC)功率的第一输出端子之间。第二整流器二极管电连接在第一输入端子和第二输出端子之间。第一和第二整流器二极管分别将AC功率的第一和第二部分整流为DC功率。当多个功率因数校正(PFC)开关的切换被使能时，多个PFC开关使DC功率的电压增加到大于AC功率的峰值电压。电感器电连接在第二输入端子和多个PFC开关中的两个PFC开关之间。当切换被禁用时，第一和第二旁路二极管提供经过多个PFC开关和电感器的电流路径。

在其他特征中，第一和第二旁路二极管中的第一个电连接在第二输入端子和第一输出端子之间，并且第一和第二旁路二极管中的第二个电连接在第一输入端子和第二输出端子之间。

在其他特征中，第一和第二旁路二极管中的第一个在阴极处电连接到第二输入端子并且在阳极处电连接到第一和第二输出端子中的负的输出端子，并且第一和第二旁路二极管中的第二个在阴极处电连接到第一和第二输出端子中的正的输出端子并且在阳极处电连接到第二输入端子。

在其他特征中，第一和第二旁路二极管在切换被禁用时被前向偏置并且在切换被使能时被反向偏置。

在其他特征中，PFC系统进一步包括第三和第四整流器二极管。第三整流器二极管与第一整流器二极管并联地电连接在第一输入端子和第一输出端子之间。第四整流器二极管与第二整流器二极管并联地电连接在第一输入端子和第二输出端子之间。

在其他特征中，第一和第二旁路二极管均包括功率二极管。

在其他特征中，第一和第二旁路二极管的最大切换频率能力小于多个PFC开关的预定最小切换频率。

在其他特征中，PFC系统进一步包括第二和第三电感器。多个PFC开关包括三对PFC开关。第二电感器电连接在第二输入端子和三对PFC开关中的第一对PFC开关之间的第一连接节点之间，并且第三电感器电连接在第二输入端子和三对PFC开关中的第二对PFC开关之间的第二连接节点之间。

在其他特征中，PFC系统进一步包括第二电感器。多个PFC开关包括两对PFC开关。第二电感器电连接在第二输入端子和两对PFC开关中的一对PFC开关之间的连接节点之间。

在其他特征中，PFC系统进一步包括多个反并联二极管。多个反并联二极管中的一个反并联地分别与多个PFC开关中的每个PFC开关电连接。

在其他特征中，PFC系统进一步包括基于至少一个参数选择性地禁用切换的模块，基于AC功率、期望的切换占空比和电流需求来确定该至少一个参数。