[发明专利]一种基于Z源变换器的变频空调系统

说明书

技术领域

本发明属于变频空调技术领域，尤其涉及一种基于Z源变换器的变频空调系统。

背景技术

在传统的变频空调中，所使用的PFC（Power Factor Correction，功率因数校正）电路是采用BOOST电路拓扑结构实现的，在实现PFC时，BOOST电路中的开关管存在导通损耗和开关损耗，进而降低了变换效率，同时BOOST电路中的开关管还存在过流和过温损坏的可能性，从而导致变频空调的工作可靠性较差；再者，由逆变器控制的压缩机是变频空调的主要部件，而逆变器会因控制失误或电磁干扰等原因导致其内部上下桥臂的开关管出现直通而发生损坏，进而导致变频空调系统发生损坏。

为避免压缩机的逆变器内部的开关管发生直通，现有技术采用设置死区时间的方式控制上下桥臂开关器件不在同一时间导通。但是，对逆变器中的上下桥臂开关器件设置死区时间又会影响输出电流波形的质量，从而导致压缩机的逆变器的输出电流谐波畸变恶化、压缩机的转矩波动大以及噪音大，且进一步影响变频空调的工作稳定性和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Z源变换器的变频空调系统，旨在解决现有技术所存在的导致压缩机的逆变器出现输出电流谐波失真、压缩机的转矩波动大以及噪音大的问题。

本发明是这样实现的，一种基于Z源变换器的变频空调系统，包括室内机、压缩机及风机，所述变频空调系统还包括：

软启动电路、控制器、整流桥、第一储能电容C1、Z源变换器、第一逆变器、第一二极管D1、第二储能电容C2以及第二逆变器；

所述软启动电路的输入端和输出端分别连接电网的火线端和所述整流桥的正输入端，所述软启动电路的第一控制端和第二控制端连接所述控制器，所述控制器还连接所述室内机，所述整流桥的负输入端连接所述电网的零线端，所述整流桥的输出端与所述第一储能电容C1的正极共接于所述Z源变换器的正输入端，所述整流桥的接地端与所述第一储能电容C1的负极共接于所述Z源变换器的负输入端，所述Z源变换器的正输出端同时连接所述第一逆变器的正输入端和所述第一二极管D1的阳极，所述Z源变换器的负输出端同时连接所述第一逆变器的负输入端、所述第二储能电容C2的负极以及所述第二逆变器的负输入端，所述第一二极管D1的阴极与所述第二储能电容C2的正极共接于所述第二逆变器的正输入端，所述第一逆变器的多个控制端和所述第二逆变器的多个控制端均与所述控制器连接，所述第一逆变器的U相输出端、V相输出端及W相输出端连接所述压缩机的电机，所述第二逆变器的U相输出端、V相输出端及W相输出端连接所述风机的电机，所述第一逆变器和所述第二逆变器均包含有上桥臂开关管和下桥臂开关管；

所述变频空调系统还包括输入电压采样电路和输入电流采样电路，所述输入电压采样电路的第一采样端和第二采样端分别连接所述电网的火线端和零线端，所述输入电压采样电路的输出端连接所述控制器，所述输入电流采样电路的第一采样端和第二采样端分别连接所述整流桥的接地端和所述Z源变换器的负输入端，所述输入电流采样电路的输出端连接所述控制器。

本发明通过在变频空调系统中采用软启动电路、控制器、整流桥、第一储能电容C1、Z源变换器、第一逆变器、第一二极管D1、第二储能电容C2、第二逆变器、输入电压采样电路以及输入电流采样电路，由软启动电路对变频空调在启动时所产生的电涌进行抑制以防止整流桥和Z源变换器因瞬间过流而导致供电开关跳闸和器件过流损坏，保证了变频空调的工作安全性，Z源变换器同时通过第一逆变器和第二逆变器分别驱动压缩机和风机运转，且由控制器根据电网的输入电压和输入电流控制第一逆变器对Z源变换器实现宽范围调压控制和功率因数校正控制，从而允许第一逆变器的上下桥臂开关管出现直通现象，提高了第一逆变器的工作安全性，消除了死区时间的设置对第一逆变器的输出电流谐波的影响，进而减小了压缩机的转矩波动和降低了压缩机的噪音，从而能够提高变频空调的工作稳定性和可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的基于Z源变换器的变频空调系统的模块结构图；

图2是本发明实施例提供的基于Z源变换器的变频空调系统的示例电路结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明实施例所提供的基于Z源变换器的变频空调系统的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下：