高可靠性运输制冷装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于制冷机领域，特别涉及一种具有中间抽头变压器的共振变换器的高可靠性运输制冷装置。
【背景技术】
[0002]近年来，国内一些轿车、商务车生产厂家纷纷开发了小型商务冷藏车，该车是由轿车、面包车或商务车改装而成的，比厢式车美观，体积较小，更适用于市内配送，未来市场前景可观。
[0003]此类小型商务冷藏车有专门为其开发的运输制冷机组，当前先进运输制冷机组的直流变频运输制冷机系统不依赖发动机的运转而工作，无需消耗燃油；并且汽车在行使过程中由发电机或电池供电供机组使用；停车时利用开关电源外接市电使用，以节约能源。
[0004]目前小型商务冷藏车中所使用的运输制冷机组的开关电源的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节；一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低，通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压值，最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。
[0005]但使用上述开关电源的运输制冷机存在开关损耗、在断开开关元件时会产生的冲击电压以及因电压不稳而导致的运输制冷机工作稳定性差，其损耗高，功率密度低，工作寿命和可靠性低的问题。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题，是针对前述【背景技术】中的缺陷和不足，提出一种具有中间抽头变压器的共振变换器的直流变频高可靠性运输制冷装置，其损耗低，功率密度高，可提高运输制冷机的工作寿命和可靠性。
[0007]本实用新型通过以下技术方案实现上述目的:
[0008]针对现有的冷藏车制冷机的结构存在的技术缺点，重新设计一种高可靠性运输制冷装置，包括压缩机、冷凝器、电机、干燥储液器和蒸发机，所述电机串联有开关电源、控制开关和驱动器，所述开关电源包括具有中间抽头变压器的共振变换器，所述控制开关为IGBT 或 MOSFET。
[0009]进一步的，所述共振变换器包括输入电压Uin、原边和副边都具有中间抽头的变压器T、开关元件S1、S2、S3、S4、二极管Dl、D2、D3、D4、电感L和控制器，各开关管具有反并联的寄生二极管和寄生电容。
[0010]进一步的，其拓扑结构为:包括输入电压Uin、原边和副边都具有中间抽头的变压器T、开关元件51、52、53川4、二极管01、02、03、04、电感匕上述开关元件可为IGBT，二极管为快恢复二极管。
[0011]进一步的，所述输入电压Uin的正端连接所述开关元件S1、S3的集电极，输入电压Uin的负端连接二极管Dl、D2的阴极、开关元件S2、S4的发射极；原边绕组中间抽头上半部分绕组的异名端连接二极管Dl的阳极，原边绕组中间抽头下半部分绕组的同名端连接二极管D2的阳极，原边绕组中间抽头上半部分绕组NI的同名端和原边绕组中间抽头下半部分绕组N2的异名端的连接点与输入电压Uin的正端相连接；开关元件SI的发射极连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接副边绕组中间抽头上半部分绕组的同名端，副边绕组中间抽头上半部分绕组N3的异名端与副边绕组中间抽头下半部分绕组N4的同名端连接，且其连接点与电感L的一端连接，副边绕组中间抽头下半部分绕组的异名端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极连接开关元件S2的集电极；开关元件S3的发射极与开关元件S4的集电极相连接，且其连接点与电感L的另一端以及负载相连接。
[0012]进一步的，所述控制器控制开关SI和S2交替导通、S3和S4交替导通，通过电感L和各开关元件的杂散电容构成的共振回路，在各开关元件的端电压为O时导通各开关元件，从而实现零电压开通。
[0013]进一步的，所述的各二极管为快恢复二极管或者肖特基二极管。
[0014]进一步的，所述驱动器为直流变频驱动器。
[0015]进一步的，所述压缩机的机轴通过变速箱与驱动器上的转轴连接。
[0016]与现有技术相比，本实用新型所述的高可靠性运输制冷机具有下列优点:
[0017]具有中间抽头变压器的共振变换器的直流变频运输制冷机利用中间抽头变压器的形式可实现通过控制电路控制开关元件的开关频率，使得输出电压成为预定值。
[0018]并且各开关元件接通时因为电流流过负方向，因此不产生开关损失。
[0019]而因为进行了共振动作，也不会产生断开开关元件时的冲击电压。
[0020]在实现能量回馈的同时，利用电感和开关元件的寄生电容形成软开关形式，没有多余的功率电容，其损耗低，功率密度高，可提高运输制冷机的工作寿命和可靠性。
【附图说明】
[0021]图1:本实用新型的运输制冷机结构示意图；
[0022]图2:本实用新型的具有中间抽头变压器的共振变换器的结构示意图；
[0023]图3:开关元件S1、S2、S3、S4的控制脉冲时序图。
[0024]其中，I一压缩机、11一机轴、2—冷凝器、3—电机、4一干燥储液器、5—驱动器、51 —转轴、6—导管、7—变速箱、8—变速器、Uin—输入电压、T一中间抽头的变压器、S1、S2、S3、S4—开关元件、D1、D2、D3、D4—二极管、L 一电感、NI—原边绕组中间抽头上半部分绕组、N2—原边绕组中间抽头下半部分绕组、N3—副边绕组中间抽头上半部分绕组、N4—副边绕组中间抽头下半部分绕组。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0026]如图1所示，本实用新型的运输制冷机包括压缩机1、冷凝器2、电机3、干燥储液器4和未在图中显示的蒸发机，所述电机3串联有开关电源、控制开关和驱动器5，所述开关电源包括具有中间抽头变压器的共振变换器，所述冷凝器2通过导管6与压缩机I和干燥储液器4连通。所述的压缩机I与电机3(该电机可以采用直流变频电机)通过变速器8连接；在冷藏车行驶时，所述电机3通过直流变频驱动器电由汽车电源驱动工作(汽车电源指车载发电机或蓄电池)；当冷藏车停车熄火时，控制开关自动切断汽车电源，外接市电通过开关电源为电机3提供能源，压缩机I的机轴11通过变速箱7与驱动器5上的转轴51连接。
[0027]如图2所示，本实用新型的运输制冷机中的电源开关包括输入电压Uin、原边和副边都具有中间抽头的变压器T、开关元件S1、S2、S3、S4、二极管D1、D2、D3、D4、电感L。上述开关元件为IGBT，二极管为快恢复二极管。
[0028]结合附图2对本实用新型的运输制冷机中的电源开关结构作详细说明，具体连接关系为:输入电压Uin的正端连接开关元件S1、S3的集电极，输入电压U ^的负端连接二极管Dl、D2的阴极、开关元件S2、S4的发射极；原边绕组中间抽头上半部分绕组的异名端连接二极管Dl的阳极，原边绕组中间抽头下半部分绕组的同名端连接二极管D2的阳极，原边绕组中间抽头上半部分绕组NI的同名端和原边绕组中间抽头下半部分绕组N2的异名端的连接点与输入电压Uin的正端相连接；开关元件SI的发射极连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接副边绕组中间抽头上半部分绕组的同名端，副边绕组中间抽头上半部分绕组N3的异名端与副边绕组中间抽头下半部分绕组N4的同名端连接，且其连接点与电感L的一端连接，副边绕组中间抽头下半部分绕组的异名端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极连接开关元件S2的集电极；开关元件S3的发射极与开关元件S4的集电极相连接，且其连接点与电感L的另一端以及负载相连接。
[0029]各开关元件SI?S4由控制器按照图3的脉冲时序图进行交替导通和关断；由电路结构和上述脉冲时序图可知，在S1、S2关断期间，原边绕组中的能量通过二极管D1、D2回馈到输入电源，且控制器控制S3或S4其中之一导通，通过电感L和开关管S1、S2的寄生电容构成共振回路，在S1、S2的端电压为O时导通SI或者S2，实现零电压开通；在S3、S4关断期间，控制器控制SI或S2其中之一导通，通过电感L和开关管S3、S4的寄生电容构成的共振回路，在S3、S4的端电压为O时导通S3或者S4，从而实现零电压开通。
[0030]开关元件S可以替换为MOSFET，输入电源为可充电蓄电池、燃料电池或光伏电池等。负载可以为交流负载或者进一步整流供直流负载使用，整流的形式均是现有技术，不再赘述。
[0031]以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所述领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者同等替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种高可靠性运输制冷装置，包括压缩机、冷凝器、电机、干燥储液器和蒸发机，所述电机串联有开关电源、控制开关和驱动器，所述控制开关采用IGBT或MOSFET，其特征在于，所述开关电源包括具有中间抽头变压器的共振变换器； 所述共振变换器包括输入电压Uin、原边和副边都具有中间抽头的变压器T、开关元件S1、S2、S3、S4、二极管Dl、D2、D3、D4、电感L和控制器，各开关管具有反并联的寄生二极管和寄生电容； 所述输入电压Uin的正端连接所述开关元件S1、S3的集电极，输入电压U in的负端连接二极管Dl、D2的阴极、开关元件S2、S4的发射极；原边绕组中间抽头上半部分绕组的异名端连接二极管Dl的阳极，原边绕组中间抽头下半部分绕组的同名端连接二极管D2的阳极，原边绕组中间抽头上半部分绕组NI的同名端和原边绕组中间抽头下半部分绕组N2的异名端的连接点与输入电压U in的正端相连接；开关元件SI的发射极连接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极连接副边绕组中间抽头上半部分绕组的同名端，副边绕组中间抽头上半部分绕组N3的异名端与副边绕组中间抽头下半部分绕组N4的同名端连接，且其连接点与电感L的一端连接，副边绕组中间抽头下半部分绕组的异名端与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极连接开关元件S2的集电极；开关元件S3的发射极与开关元件S4的集电极相连接，且其连接点与电感L的另一端以及负载相连接。
2.如权利要求1所述的高可靠性运输制冷装置，其特征在于，所述驱动器为直流变频驱动器。
3.如权利要求1所述的高可靠性运输制冷装置，其特征在于，其中所述的各二极管为快恢复二极管或者肖特基二极管。
4.如权利要求1所述的高可靠性运输制冷装置，其特征在于，所述压缩机的机轴通过变速箱与驱动器上的转轴连接。
【专利摘要】本实用新型提供了一种高可靠性运输制冷装置，包括压缩机、冷凝器、电机、干燥储液器和蒸发机，与电机串联的开关电源、控制开关和驱动器，开关电源包括具有中间抽头变压器的共振变换器。本实用新型提供的具有中间抽头变压器的共振变换器的高可靠性运输制冷机，其损耗低，功率密度高，可提高运输制冷机的工作寿命和可靠性。
【IPC分类】H02M7-537, F25B1-00
【公开号】CN204597806
【申请号】CN201520007231
【发明人】姜大志, 王子坤
【申请人】贵州永红航空机械有限责任公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年1月7日