一种无桥PFC电源的驱动装置和电机系统的制作方法

一种无桥pfc电源的驱动装置和电机系统
技术领域
1.本实用新型属于电源技术领域，具体涉及一种无桥pfc电源的驱动装置、电机系统、以及无桥pfc电源的驱动装置的控制方法，尤其涉及一种无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路、具有无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路的电机系统、以及无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路的控制方法。


背景技术：

2.相关方案中，驱动电机(如压缩机中的电机)变频器，采用交直交变频技术(即交
‑
直
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交变频技术)。在交直交变频技术中，单相输入220v电压，经过整流器交流转换成直流电压310v，经过pfc(功率因数校正)电路后直流母线电压接近380v，直流母线电压提供给风机ipm(智能功率模块)模块、压缩机ipm模块，实现风机、压缩机、阀体等协调控制。但在交直交变频技术中，pfc电路存在通态损耗大的缺点。
3.上述内容仅用于辅助理解本实用新型的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于，提供一种无桥pfc电源的驱动装置和电机系统，以解决在交直交变频技术中，pfc电路存在通态损耗大的问题，达到通过设置三路交错并联驱动的无桥pfc电路，能够减小pfc电路的通态损耗的效果。
5.本实用新型提供一种无桥pfc电源的驱动装置，包括：充电单元、控制单元和母线电容单元；所述充电单元，包括：第一电感模块、第二电感模块和第三电感模块；其中，所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中的任一电感模块，被配置为接收自交流电源输入的第一交流电，并在自身的充电回路接通的情况下，利用自交流电源输入的第一交流电为任一电感模块自身充电；所述控制单元，被配置为根据自交流电源输入的第一交流电的电流大小，控制所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通；所述母线电容单元，被配置为在所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通并充电的情况下，对所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块充电得到的电能进行储存，得到直流电。
6.在一些实施方式中，还包括：逆变单元；所述逆变单元，被配置为对所述母线电容单元储存的直流电进行逆变，得到待供电设备工作所需的第二交流电。
7.在一些实施方式中，所述控制单元，包括：控制模块；所述控制模块，包括：第一开关管模块、第二开关管模块、第三开关管模块、第四开关管模块、第五开关管模块和第六开关管模块，以及第一方向模块和第二方向模块；其中，每个开关管模块，能够与一个电感模块、以及所述交流电源的正半周或负半周形成充电回路；所述第一方向模块，设置在所述交流电源的输入端口与所述第二开关管模块、所述第四开关管模块和所述第五开关管模块之
间，且能够由所述第二开关管模块、所述第四开关管模块和所述第五开关管模块中的任一开关模块向所述交流电源的输入端口导通；所述第二方向模块，设置在所述交流电源的输入端口所述第一开关管模块、所述第三开关管模块和所述第六开关管模块之间，且能够有所述交流电源的输入端口向所述第一开关管模块、所述第三开关管模块和所述第六开关管模块中任一开关管模块导通。
8.在一些实施方式中，所述控制单元，根据自交流电源输入的第一交流电的电流大小，控制所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通，包括：在所述第一交流电的电流小于第一设定电流阈值的情况下，控制所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通；其中：控制所述第二开关管模块导通，且控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块至所述第六开关管模块断开，以在所述交流电源的正半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电，经所述第一方向模块后给所述第一电感模块充电，向所述母线电容单元供电；控制所述第二开关管模块断开，且控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块至所述第六开关管模块也断开，以在所述交流电源的正半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电、结合所述第一电感模块上的充电能量，经所述第一开关管模块中开关管的体二极管向所述母线电容单元充电；控制所述第一开关管模块导通，且控制所述第二开关管模块至所述第六开关管模块断开，以在所述交流电源的负半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电经所述第二方向模块向所述第一电感模块充电，向所述母线电容单元供电；控制所述第一开关管模块断开，且控制所述第二开关管模块至所述第六开关管模块断开，以在所述交流电源的负半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电、结合所述第一电感模块上的充电能量，经所述第二开关管模块中开关管的体二极管向所述母线电容单元充电。
9.在一些实施方式中，所述控制单元，根据自交流电源输入的第一交流电的电流大小，控制所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通，包括：在所述第一交流电的电流大于第一设定电流阈值、且小于第二设定电流阈值的情况下，控制所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通；其中：控制所述第二开关管模块、所述第四开关管模块导通，且控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块、所述第五开关管模块和所述第六开关管模块断开，以在所述交流电源的正半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电，经所述第一方向模块后给所述第一电感模块和所述第二电感模块充电，向所述母线电容单元供电；控制所述第二开关管模块、所述第四开关管模块断开，且控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块、所述第五开关管模块和所述第六开关管模块断开，以在所述交流电源的正半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电、结合所述第一电感模块和所述第二电感模块上的充电能量，经所述第一开关管模块中开关管的体二极管、以及所述第三开关管模块中开关管的体二极管，并经所述第一方向模块后，向所述母线电容单元充电；控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块导通，且控制所述第二开关管模块、所述第四开关管模块、所述第五开关管模块和所述第六开关管模块断开，以在所述交流电源的负半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电，经所述第二方向模块后给所述第一电感模块和所述第二电感模块充电，向所述母线电容单元供电；控制所
述第一开关管模块、所述第三开关管模块导通，且控制所述第二开关管模块、所述第四开关管模块、所述第五开关管模块和所述第六开关管模块断开，以在所述交流电源的负半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电、结合所述第一电感模块和所述第二电感模块上的充电能量，经所述第二方向模块后给所述第一电感模块和所述第二电感模块充电，经所述第二开关管模块中开关管的体二极管、以及所述第四开关管模块中开关管的体二极管，并经所述第二方向模块后，向所述母线电容单元充电。
10.在一些实施方式中，所述控制单元，还包括：切换模块；所述切换模块，包括：第一切换开关管模块和第二切换开关管模块；所述第一切换开关管模块，设置在所述第二电感模块的输出侧；所述第二切换开关管模块，设置在所述第三电感模块的输出侧；所述控制单元，根据自交流电源输入的第一交流电的电流大小，控制所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通，包括：在所述第一交流电的电流大于第二设定电流阈值、且小于第三设定电流阈值的情况下，控制所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通；其中：控制所述第二开关管模块、所述第四开关管模块和所述第五开关管模块导通，且控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块和所述第六开关管模块断开，以在所述交流电源的正半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电，经所述第一方向模块后给所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块充电，向所述母线电容单元供电；控制所述第二开关管模块、所述第四开关管模块和所述第五开关管模块断开，且控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块和所述第六开关管模块断开，以在所述交流电源的正半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电，结合所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块上的充电能量，经过所述第一方向模块后，给向所述母线电容单元充电；控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块和所述第六开关管模块导通，且控制所述第二开关管模块、所述第四开关管模块和所述第五开关管模块断开，以在所述交流电源的负半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电，经所述第二方向模块后给所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块充电，向所述母线电容单元供电；控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块和所述第六开关管模块断开，且控制所述第二开关管模块、所述第四开关管模块和所述第五开关管模块断开，以在所述交流电源的负半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电，结合所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块上的充电能量，经过所述第二方向模块后，给向所述母线电容单元充电。
11.在一些实施方式中，所述母线电容单元，包括：第一电容模块、第二电容模块和第三电容模块；所述第一电容模块、所述第二电容模块和所述第三电容模块，并行设置。
12.与上述装置相匹配，本实用新型再一方面提供一种电机系统，包括：以上所述的无桥pfc电源的驱动装置。
13.由此，本实用新型的方案，通过利用无效pfc电路和交错并联技术相结合，设置无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路，通过根据输入的交流电源的电流大小，控制三路交错并联驱动电路的通断，从而，通过设置三路交错并联驱动的无桥pfc电路，能够减小pfc电路的通态损耗。
14.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书
中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
15.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
16.图1为本实用新型的无桥pfc电源的驱动装置的一实施例的结构示意图；
17.图2为本实用新型的无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路的一实施例的结构示意图；
18.图3为本实用新型的无桥pfc电源的驱动装置的控制方法的一实施例的流程示意图。
具体实施方式
19.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.考虑到，相关方案中，pfc电路的变换器具有可靠性高、成本低、结构简单、共模干扰小的优点，但存在通态损耗大的缺点。通态损耗是igbt导通和关断时候的损耗。
21.根据本实用新型的实施例，提供了一种无桥pfc电源的驱动装置。参见图1所示本实用新型的装置的一实施例的结构示意图。该无桥pfc电源的驱动装置可以包括：充电单元、控制单元和母线电容单元。所述充电单元、所述控制单元和所述母线电容单元，依次连接。所述充电单元，包括：第一电感模块、第二电感模块和第三电感模块。所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中的每个电感模块，可以只包括一个电感，如第一电感模块可以包括电感l1、第二电感模块可以包括电感l2、第三电感模块可以包括电感l3。所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中的每个电感模块，也可以包括一个电感组，如几个电感串并联形成的电感组。
22.其中，所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中的任一电感模块，被配置为接收自交流电源输入的第一交流电，并在自身的充电回路接通的情况下，利用自交流电源输入的第一交流电为任一电感模块自身充电。
23.所述控制单元，被配置为根据自交流电源输入的第一交流电的电流大小，控制所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通，以使所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中充电回路接通的至少一个充电模块，能够接收自交流电源输入的第一交流电，并利用自交流电源输入的第一交流电为自身充电。
24.所述母线电容单元，被配置为在所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通并充电的情况下，对所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块充电得到的电能进行储存，得到直流电。
25.这样，本实用新型的方案，提供一种无桥pfc电源的驱动装置，具体是无桥pfc电路
的三路交错并联驱动电路，使得电压和电流同相位一致，能够提高pfc电路的功率因数，从而能够提高pfc电路的效率，降低了电流谐波畸变。具体地，通过所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块，可以将交流电源分成3段，每段120
°
，均流效果更好，电能变换效率更高。
26.在一些实施方式中，还包括：逆变单元。所述逆变单元，如逆变器，设置在所述母线电容单元的输出侧，用于向待供电设备如电机进行供电。
27.所述逆变单元，被配置为对所述母线电容单元储存的直流电进行逆变，得到待供电设备工作所需的第二交流电。
28.为了提升无桥pfc电源的驱动器(即pfc电路)的效率，很多无桥pfc电源的驱动器拓扑被提出来。相对于相关方案中的无桥pfc电源的驱动器，无桥pfc电源的驱动器功率回路上的少一个二极管，从而提升了无桥pfc电源的驱动器的效率。本实用新型的方案提供的无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路，相对三路交错pfc电路，少用了四个二极管，成本相对降低，节省了器件成本，也减小了器件的体积。
29.在一些实施方式中，所述控制单元，包括：控制模块。所述控制模块，包括：第一开关管模块、第二开关管模块、第三开关管模块、第四开关管模块、第五开关管模块和第六开关管模块，以及第一方向模块和第二方向模块。第一开关管模块如功率mos管模块und1，第二开关管模块如功率mos管模块und2，第三开关管模块如功率mos管模块und3，第四开关管模块如功率mos管模块und4，第五开关管模块如功率mos管模块und5，第六开关管模块如功率mos管模块und6。第一方向模块如二极管d1，第二方向模块如二极管d2。
30.图2为本实用新型的无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路的一实施例的结构示意图。如图2所示，无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路，包括：输入电源的输入端口j3，交流电源的输入电感如电感l1、电感l2、电感l3，控制模块如功率mos管模块und1～und6，低速二极管如二极管d1、二极管d2，逆变器如由功率mos管模块und7～und12构成的逆变器，以及逆变器的三相输出端子如端子x1、端子x2和端子x3。自输入电源的输入端口j3，能够输入220v的电压。功率mos管模块中，设置有功率mos管(金属
‑
氧化物半导体场效应晶体管，mosfet)、以及功率mos管的体二极管。
31.其中，每个开关管模块，能够与一个电感模块、以及所述交流电源的正半周或负半周形成充电回路。
32.所述第一方向模块，设置在所述交流电源的输入端口与所述第二开关管模块、所述第四开关管模块和所述第五开关管模块之间，且能够由所述第二开关管模块、所述第四开关管模块和所述第五开关管模块中的任一开关模块向所述交流电源的输入端口导通。
33.所述第二方向模块，设置在所述交流电源的输入端口所述第一开关管模块、所述第三开关管模块和所述第六开关管模块之间，且能够有所述交流电源的输入端口向所述第一开关管模块、所述第三开关管模块和所述第六开关管模块中任一开关管模块导通。
34.例如：所述第一开关管模块，能够与所述第一电感模块、以及所述交流电源的正半周形成充电回路。所述第二开关管模块，能够与所述第一电感模块、以及所述交流电源的负半周形成充电回路。所述第三开关管模块，能够与所述第二电感模块、以及所述交流电源的正半周形成充电回路。所述第四开关管模块，能够与所述第二电感模块、以及所述交流电源的负半周形成充电回路。所述第六开关管模块，能够与所述第三电感模块、以及所述交流电
源的正半周形成充电回路。所述第五开关管模块，能够与所述第三电感模块、以及所述交流电源的负半周形成充电回路。
35.在一些实施方式中，所述控制单元，根据自交流电源输入的第一交流电的电流大小，控制所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通，包括：在所述第一交流电的电流小于第一设定电流阈值的情况下，控制所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通。
36.其中，所述控制单元，在所述第一交流电的电流小于第一设定电流阈值的情况下，控制所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通，包括：
37.所述控制单元，具体还被配置为控制所述第二开关管模块导通，且控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块至所述第六开关管模块断开，以在所述交流电源的正半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电，经所述第一方向模块后给所述第一电感模块充电，向所述母线电容单元供电。
38.所述控制单元，具体还被配置为控制所述第二开关管模块断开，且控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块至所述第六开关管模块也断开，以在所述交流电源的正半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电、结合所述第一电感模块上的充电能量，经所述第一开关管模块中开关管的体二极管向所述母线电容单元充电。
39.所述控制单元，具体还被配置为控制所述第一开关管模块导通，且控制所述第二开关管模块至所述第六开关管模块断开，以在所述交流电源的负半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电经所述第二方向模块向所述第一电感模块充电，向所述母线电容单元供电。
40.所述控制单元，具体还被配置为控制所述第一开关管模块断开，且控制所述第二开关管模块至所述第六开关管模块断开，以在所述交流电源的负半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电、结合所述第一电感模块上的充电能量，经所述第二开关管模块中开关管的体二极管向所述母线电容单元充电。
41.例如：在图2所示的例子中，无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路的工作情况，包括：第一种工作情况：自输入电源的输入端口j3输入交流电压220v，当输入的交流电压相对应的输入电流小于10a时，系统工作在临界状态，控制模块的控制情形如下：
42.步骤11、功率mos管模块und2闭合、其它功率mos管模块undx断开，在输入电源的输入端口j3输入的220v电压的正半周，输入端口j3的3管脚为正、输入端口j3的1管脚为负，经过二极管d1给电感l1充电。电容c1、电容c2、电容c3给逆变器提供上正下负的直流电，驱动电机(如压缩机中的电机)工作。此处，其它功率mos管模块undx，是除此处参与控制的功率mos管模块und2之外的其它功率mos管模块，如功率mos管模块und1～und6中除功率mos管模块und2之外的其它功率mos管模块，以下各处与此处类似。
43.步骤12、功率mos管模块und2断开，其它功率mos管模块undx断开，在输入电源的输入端口j3输入的220v电压的正半周，加上电感l1的充电能量，经过功率mos管模块und1的体二极管，通过电容c1、电容c2、电容c3电解电容充电。电容c1、电容c2、电容c3，可以是电解电容。
44.步骤13、功率mos管模块und1闭合，其它功率mos管模块undx断开，在输入电源的输入端口j3输入的220v电压的负半周，输入端口j3的3管脚负，输入端口j3的1管脚正，经过二极管d2给电感l1充电。电容c1、电容c2、电容c3给逆变器提供上正下负的直流电，驱动电机(如压缩机中的电机)工作。
45.步骤14、功率mos管模块und1断开，其它功率mos管模块undx断开，在输入电源的输入端口j3输入的220v电压的负半周，加上电感l1充电能量，经过功率mos管模块und2的体二极管，通过电容c1、电容c2、电容c3充电。
46.在一些实施方式中，所述控制单元，根据自交流电源输入的第一交流电的电流大小，控制所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通，包括：在所述第一交流电的电流大于第一设定电流阈值、且小于第二设定电流阈值的情况下，控制所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通。
47.其中，所述控制单元，在所述第一交流电的电流大于第一设定电流阈值、且小于第二设定电流阈值的情况下，控制所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通，包括：
48.所述控制单元，具体还被配置为控制所述第二开关管模块、所述第四开关管模块导通，且控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块、所述第五开关管模块和所述第六开关管模块断开，以在所述交流电源的正半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电，经所述第一方向模块后给所述第一电感模块和所述第二电感模块充电，向所述母线电容单元供电。
49.所述控制单元，具体还被配置为控制所述第二开关管模块、所述第四开关管模块断开，且控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块、所述第五开关管模块和所述第六开关管模块断开，以在所述交流电源的正半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电、结合所述第一电感模块和所述第二电感模块上的充电能量，经所述第一开关管模块中开关管的体二极管、以及所述第三开关管模块中开关管的体二极管，并经所述第一方向模块后，向所述母线电容单元充电。
50.所述控制单元，具体还被配置为控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块导通，且控制所述第二开关管模块、所述第四开关管模块、所述第五开关管模块和所述第六开关管模块断开，以在所述交流电源的负半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电，经所述第二方向模块后给所述第一电感模块和所述第二电感模块充电，向所述母线电容单元供电。
51.所述控制单元，具体还被配置为控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块导通，且控制所述第二开关管模块、所述第四开关管模块、所述第五开关管模块和所述第六开关管模块断开，以在所述交流电源的负半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电、结合所述第一电感模块和所述第二电感模块上的充电能量，经所述第二方向模块后给所述第一电感模块和所述第二电感模块充电，经所述第二开关管模块中开关管的体二极管、以及所述第四开关管模块中开关管的体二极管，并经所述第二方向模块后，向所述母线电容单元充电。
52.例如：在图2所示的例子中，无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路的工作情况，包
括：第二种工作情况：自输入电源的输入端口j3输入交流电压220v，当输入的交流电压相对应的输入电流大于10a，且输入的交流电压相对应的输入电流小于20a时，系统工作在临界状态，功率mos管模块und13闭合，控制模块的控制情形如下：
53.步骤21、und2、und4功率mos管模块闭合、其它undx功率mos管模块断开，在输入电源的输入端口j3输入的220v电压的正半周，输入端口j3的3管脚正，输入端口j3的1管脚负，经过二极管d1给电感l1、电感l2充电。电容c1、电容c2、电容c3给逆变器提供上正下负的直流电，驱动电机(如压缩机中的电机)工作。
54.步骤22、功率mos管模块und2、功率mos管模块und4断开，其它功率mos管模块undx断开，在输入电源的输入端口j3输入的220v电压的正半周，加上电感l1、电感l2的充电能量，经过功率mos管模块und1、功率mos管模块und3的体二极管，经过二极管d1，通过电容c1、电容c2、电容c3充电，驱动电机(如压缩机中的电机)工作。
55.步骤23、功率mos管模块und1、功率mos管模块und3闭合，其它功率mos管模块undx断开，在输入电源的输入端口j3输入的220v电压的负半周，输入端口j3的3管脚负，输入端口j3的1管脚正，经过二极管d2给电感l1、电感l2充电。电容c1、电容c2、电容c3给逆变器提供上正下负的直流电，驱动电机(如压缩机中的电机)工作。
56.步骤24、功率mos管模块und1、功率mos管模块und3断开，其它功率mos管模块undx断开，在输入电源的输入端口j3输入的220v电压的负半周，加上电感l1、电感l2的充电能量，经过功率mos管模块und2、功率mos管模块und4的体二极管，通过电容c1、电容c2、电容c3充电，驱动电机(如压缩机中的电机)工作。
57.这样，本实用新型的方案提供的无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路，能够实现功率mosfet的谷底导通(vs)或零电压开通(zvs)，以及二极管的零电流关断，从而减小功率mosfet的开关损耗和二极管的反向恢复损耗。从而，在无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路控制策略上，实现了零电压开通(zvs)以及二极管的零电流关断，从而减小功率mosfet的开关损耗和二极管的反向恢复损耗，降低了电路切换的自我损耗，减小了pfc电路的通态损耗。通态耗损，是在二极管处于正向导通的情况下，通过二极管的正向压降与正向电流的积。
58.在一些实施方式中，所述控制单元，还包括：切换模块。所述切换模块，包括：第一切换开关管模块和第二切换开关管模块。所述第一切换开关管模块，设置在所述第二电感模块的输出侧。所述第二切换开关管模块，设置在所述第三电感模块的输出侧。例如：第一切换开关管模块如功率开关管模块und13，第二切换开关管模块如功率开关管模块und14。如图2所示，无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路，还包括：换向模块如功率mos管模块und13～und14。
59.所述控制单元，根据自交流电源输入的第一交流电的电流大小，控制所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通，包括：在所述第一交流电的电流大于第二设定电流阈值、且小于第三设定电流阈值的情况下，控制所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通。
60.其中，所述控制单元，在所述第一交流电的电流大于第二设定电流阈值、且小于第三设定电流阈值的情况下，控制所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模
块中至少一个电感模块的充电回路接通，包括：
61.所述控制单元，具体还被配置为控制所述第二开关管模块、所述第四开关管模块和所述第五开关管模块导通，且控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块和所述第六开关管模块断开，以在所述交流电源的正半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电，经所述第一方向模块后给所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块充电，向所述母线电容单元供电。
62.所述控制单元，具体还被配置为控制所述第二开关管模块、所述第四开关管模块和所述第五开关管模块断开，且控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块和所述第六开关管模块断开，以在所述交流电源的正半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电，结合所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块上的充电能量，经过所述第一方向模块后，给向所述母线电容单元充电。
63.所述控制单元，具体还被配置为控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块和所述第六开关管模块导通，且控制所述第二开关管模块、所述第四开关管模块和所述第五开关管模块断开，以在所述交流电源的负半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电，经所述第二方向模块后给所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块充电，向所述母线电容单元供电。
64.所述控制单元，具体还被配置为控制所述第一开关管模块、所述第三开关管模块和所述第六开关管模块断开，且控制所述第二开关管模块、所述第四开关管模块和所述第五开关管模块断开，以在所述交流电源的负半周，使所述交流电源的输入端口输入的所述第一交流电，结合所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块上的充电能量，经过所述第二方向模块后，给向所述母线电容单元充电。
65.例如：在图2所示的例子中，无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路的工作情况，包括：第三种工作情况：自输入电源的输入端口j3输入交流电压220v，当输入的交流电压相对应的输入电流大于20a，且输入的交流电压相对应的输入电流小于30a时，系统工作在临界状态，功率mos管模块und13、功率mos管模块und14开关管闭合，控制模块的控制情形如下：
66.步骤31、功率mos管模块und2、功率mos管模块und4、功率mos管模块und5闭合、其它功率mos管模块undx断开，在输入电源的输入端口j3输入的220v电压的正半周，输入端口j3的3管脚正，输入端口j3的1管脚负，经过二极管d1给电感l1、电感l2、电感l3充电。电容c1、电容c2、电容c3给逆变器提供上正下负的直流电，驱动电机(如压缩机中的电机)工作。
67.步骤32、功率mos管模块und2、功率mos管模块und4、功率mos管模块und5断开，其它功率mos管模块undx断开，在输入电源的输入端口j3输入的220v电压的正半周，加上电感l1、电感l2、电感l3的充电能量，经过功率mos管模块und1、und3、und6的体二极管，通过电容c1、电容c2、电容c3充电，经过二极管d1，驱动电机(如压缩机中的电机)工作。设置电容c1、电容c2、电容c3，可以实现均流，出于成本考虑。
68.步骤33、功率mos管模块und1、功率mos管模块und3、功率mos管模块und6闭合，其它功率mos管模块undx断开，在输入电源的输入端口j3输入的220v电压的负半周，输入端口j3的3管脚负，输入端口j3的1管脚正，经过二极管d2给电感l1、电感l2、电感l3充电。电容c1、电容c2、电容c3给逆变器提供上正下负的直流电，驱动电机(如压缩机中的电机)工作。
69.步骤34、功率mos管模块und1、功率mos管模块und3、功率mos管模块und6断开，其它
功率mos管模块undx断开，在输入电源的输入端口j3输入的220v电压的负半周，加上电感l1、电感l2、电感l3充电能量，经过功率mos管模块und2、功率mos管模块und4、功率mos管模块und5的体二极管，通过电容c1、电容c2、电容c3充电，驱动电机(如压缩机中的电机)工作。
70.其中，上述功率mos管模块中的功率mos管，也可以用igbt(绝缘栅双极型晶体管)等其它开关器件、以及无桥pfc模块替代。
71.本实用新型的方案，采用三个输入电感如电感l1、电感l2、电感l3，与相关方案中采用一个输入电感相比，功率密度比有所改善。并且，无桥pfc电路配上三路并联交错控制，三个电感均摊上的电流更小一点，整个驱动方案的寿命相对较高。另外，对系统输入电流的控制逻辑判断，根据系统的电流等级合理切换电路，使得系统的控制更加均衡。
72.在一些实施方式中，所述母线电容单元，包括：第一电容模块、第二电容模块和第三电容模块。所述第一电容模块、所述第二电容模块和所述第三电容模块，并行设置。
73.例如：第一电容模块如电容c1，第二电容模块如电容c1，第三电容模块如电容c3。如图2所示，无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路中，直流母线电容如电容c1、电容c2、电容c3。
74.本实用新型的方案提供的无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路，利用无桥和交错并联技术的结合，提高了无桥pfc电源的驱动器的效率和功率密度，相比于相关方案中交错并联boost型pfc电路(即升压型pfc电路)，均流性能和变换效率得到明显提升。
75.经大量的试验验证，采用本实用新型的技术方案，通过利用无效pfc电路和交错并联技术相结合，设置无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路，通过根据输入的交流电源的电流大小，控制三路交错并联驱动电路的通断，从而，通过设置三路交错并联驱动的无桥pfc电路，能够减小pfc电路的通态损耗。
76.根据本实用新型的实施例，还提供了对应于无桥pfc电源的驱动装置的一种电机系统。该电机系统可以包括：以上所述的无桥pfc电源的驱动装置。
77.由于本实施例的电机系统所实现的处理及功能基本相应于前述装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
78.经大量的试验验证，采用本实用新型的技术方案，通过利用无效pfc电路和交错并联技术相结合，设置无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路，通过根据输入的交流电源的电流大小，控制三路交错并联驱动电路的通断，实现了零电压开通(zvs)以及二极管的零电流关断，从而减小功率mosfet的开关损耗和二极管的反向恢复损耗，降低了电路切换的自我损耗。
79.根据本实用新型的实施例，还提供了对应于电机系统的一种无桥pfc电源的驱动装置的控制方法，如图3所示本实用新型的方法的一实施例的流程示意图。该无桥pfc电源的驱动装置的控制方法可以包括：步骤s110和步骤s120。
80.在步骤s110处，通过控制单元，根据自交流电源输入的第一交流电的电流大小，控制第一电感模块、第二电感模块和第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通，以使所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中充电回路接通的至少一个充电模块，能够接收自交流电源输入的第一交流电，并利用自交流电源输入的第一交流电为自身充电。所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中的任一电感模
块，接收自交流电源输入的第一交流电，并在自身的充电回路接通的情况下，利用自交流电源输入的第一交流电为任一电感模块自身充电。
81.在步骤s120处，通过母线电容单元，在所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块的充电回路接通并充电的情况下，对所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块中至少一个电感模块充电得到的电能进行储存，得到直流电。
82.这样，本实用新型的方案，提供一种无桥pfc电源的驱动装置，具体是无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路，使得电压和电流同相位一致，能够提高pfc电路的功率因数，从而能够提高pfc电路的效率，降低了电流谐波畸变。具体地，通过所述第一电感模块、所述第二电感模块和所述第三电感模块，可以将交流电源分成3段，每段120
°
，均流效果更好，电能变换效率更高。
83.在一些实施方式中，还包括：通过逆变单元，对所述母线电容单元储存的直流电进行逆变，得到待供电设备工作所需的第二交流电。所述逆变单元，如逆变器，设置在所述母线电容单元的输出侧，用于向待供电设备如电机进行供电。
84.为了提升无桥pfc电源的驱动器(即pfc电路)的效率，很多无桥pfc电源的驱动器拓扑被提出来。相对于相关方案中的无桥pfc电源的驱动器，无桥pfc电源的驱动器功率回路上的少一个二极管，从而提升了无桥pfc电源的驱动器的效率。本实用新型的方案提供的无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路，相对三路交错pfc电路，少用了四个二极管，成本相对降低，节省了器件成本，也减小了器件的体积。
85.由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述无桥pfc电源的驱动装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
86.经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过利用无效pfc电路和交错并联技术相结合，设置无桥pfc电路的三路交错并联驱动电路，通过根据输入的交流电源的电流大小，控制三路交错并联驱动电路的通断，通态损耗小；并且，相对三路交错pfc电路，少用了四个二极管，成本相对降低，节省了器件成本，也减小了器件的体积。
87.综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
88.以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。