变频空调机及其变频回路和三回路交错模式变换回路技术领域
本发明涉及变频空调机技术领域，具体涉及一种变频空调机及其中使用的变频回
路和三回路交错模式变换回路。
背景技术
为了满足IEC及GB的谐波电流标准，在变频空调机的变频回路中，都使用有PAM回
路（PAM：脉冲幅度调制）。图1示出一个变频空调机的变频回路及其中的PAM回路，图2、图3分
别为其中电源侧的电压电流波形及晶体管的驱动信号。
所述的变频回路中，包含：二极管桥堆DB，用于整流，将由电源输入的交流电变为
直流电输出；电抗器L（reactor），起改善功率因数的作用；晶体管Q（transistor），起到无触
点开关的作用；二极管D（diode），用于整流，将交流电变为直流电；电容器C（capacity），平
滑电容，使直流电压更平滑；智能功率模块IPM（intelligent power module），内部是由多
组开关管及续流二极管连接构成的三相桥式逆变电路，起驱动压缩机的作用，向其输入的
是直流电压及CPU控制信号，输出的是可变频可变压的电源，用以驱动相连接的压缩机马达
MC。
其中，晶体管Q的集电极连接至电抗器L与二极管D正极的连接节点；二极管D负极
连接至电容器C正极；电容器C负极和晶体管Q的发射极，均接至IPM回路以及经同一电阻接
至二极管桥堆DB，由此构成一种单回路的PAM回路。
如果在5匹（Hp）、6匹及以上的大能力的空调中使用上述的PAM回路，回路电流大，
则需要为其配备大容量的电抗器L及晶体管Q。然而，大容量电抗器的铁芯大、铜线粗、重量
重，价格高，且在运转中的损耗大（铜耗、铁耗）。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变频空调机及其变频回路和三回路交错模式变换回
路，能够有效减小每个回路的电流，使小型化的电抗器、晶体管得以适用，从而降低成本和
损耗。
为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供一种三回路交错模式变换回
路；所述三回路交错模式变换回路是并接有三个支路的脉冲幅度调制回路，每个支路中包
含一个电抗器、一个二极管和一个晶体管，所述电抗器一端与二极管的正极在该支路相应
的第一节点处连接，所述第一节点与晶体管的集电极连接；所述晶体管作为无触点开关，其
门极与相应的控制装置连接来接收驱动信号；这三个支路中，共用的一个第二节点与各晶
体管的发射极连接，共用的一个第三节点与各电抗器的另一端连接，共用的一个第四节点
与各二极管的负极连接。
优选地，所述脉冲幅度调制回路设置在变频回路之中，所述变频回路还设置有整
流回路和逆变回路；所述脉冲幅度调制回路中，连接各晶体管发射极的第二节点，通过一个
电阻后分别连接至整流回路的第二输出端和逆变回路的第二输入端；连接各电抗器的第三
节点与整流回路的第一输出端连接；连接各二极管负极的第四节点，通过一个电容器后分
别连接至整流回路的第二输出端和逆变回路的第二输入端；所述第四节点还直接连接至逆
变回路的第一输入端。
本发明的另一个技术方案是提供一种变频回路；所述变频回路设置有整流回路、
脉冲幅度调制回路和逆变回路；所述脉冲幅度调制回路包含并接的三个支路，每个支路中
包含一个电抗器、一个二极管和一个晶体管，所述电抗器一端与二极管的正极在该支路相
应的第一节点处连接，所述第一节点与晶体管的集电极连接；所述晶体管作为无触点开关，
其门极与相应的控制装置连接来接收驱动信号；这三个支路中，各晶体管的发射极连接至
三个支路共用的同一个第二节点，所述第二节点通过一个电阻后分别连接至整流回路的第
二输出端和逆变回路的第二输入端；各电抗器的另一端连接至三个支路共用的同一个第三
节点，所述第三节点与整流回路的第一输出端连接；各二极管的负极连接至三个支路共用
的同一个第四节点，所述第四节点通过一个电容器后分别连接至整流回路的第二输出端和
逆变回路的第二输入端；所述第四节点还直接连接至逆变回路的第一输入端。
优选地，在上述任意方案中，各晶体管是带反并联二极管的绝缘栅双极型晶体管；
所述整流回路是二极管桥堆；所述逆变回路是智能功率模块，其内部包含由多组开关管及
续流二极管连接构成的三相桥式逆变电路。
本发明的又一个技术方案是提供一种变频空调机，所述变频空调机的变频回路中
设置有上述的任意一种三回路交错模式变换回路，或设置有上述的任意一种变频回路。
优选地，所述变频回路设置于变频空调机的室外机。
优选地，所述变频空调机的功率为5匹、或6匹、或6匹以上。
与现有技术相比，本发明所述变频空调机及其变频回路和三回路交错模式变换回
路，达成的效果如下：
PAM回路从单回路变更为三回路，每个回路的电流变小，通过电抗器的电流也变小，可
以使用小型化的电抗器，降低电抗器重量（三个电抗器的重量相加小于原先一个大电抗器
的重量），减少损耗（铜耗、铁耗），有效降低成本。
PAM回路从单回路变更为三回路，使得通过晶体管的电流也变为原来的1/3，通用
的、小型化的晶体管得以适用，降低成本；并且，回路中消费的电力能够降低，散发的热量也
能够降低。
附图说明
图1是现有技术中变频回路及其中单回路PAM回路的示意图；
图2是现有技术中电源侧的电压电流波形示意图；
图3是现有技术中晶体管的驱动信号示意图；
图4是本发明中变频回路及其中三回路PAM回路的示意图；
图5是本发明中电源侧的电压电流波形示意图；
图6是本发明中晶体管的驱动信号示意图。
具体实施方式
如图4所示，本发明提供一种三回路交错模式的PAM回路，以及使用了该PAM回路的
变频回路，适用于5匹、6匹及以上的大功率变频空调，设置在变频空调机的室外机中。
所述的变频回路中，包含：整流用的二极管桥堆DB、PAM回路、逆变用的智能功率模
块IPM。智能功率模块IPM内部为多组开关管及续流二极管连接构成的三相桥式逆变电路，
向其输入CPU控制信号，以及输入经二极管桥堆DB整流、PAM回路进行脉冲幅度调制的直流
电压，得到可变频可变压的电源，用来驱动与该智能功率模块IPM输出连接的压缩机马达。
所述的PAM回路包含三个并接的支路：电抗器L1,L2,L3与二极管D1,D2,D3正极对
应连接的三个第一节点1，分别与晶体管Q1,Q2,Q3的集电极对应连接；晶体管Q1,Q2,Q3的发
射极在第二节点2处，经同一个电阻后分别连接二极管桥堆DB和智能功率模块IPM；各电抗
器L1,L2,L3另一端还在第三节点3处与二极管桥堆DB连接；二极管D1,D2,D3负极在第四节
点4处连接至同一电容器C的正极；电容器C的负极分别连接二极管桥堆DB和智能功率模块
IPM。
其中，电抗器L1,L2,L3起改善功率因数的作用；二极管D1,D2,D3用于整流；电容器
C是平滑电容，使直流电压更平滑；晶体管Q1,Q2,Q3起到无触点开关的作用，各自门极的驱
动信号（20~30kHz）如图6所示。各晶体管Q1,Q2,Q3可以是各自带反并联二极管的IGBT（绝缘
栅双极型晶体管）。
配合参见图2、图5所示电源侧的电压电流波形，可知与使用现有单回路PAM回路的
情况相比，本发明中使用三回路交错模式的PAM回路时，电压波形不变，而电流波形变化，频
率是单回路时的3倍，波动幅度是单回路时的1/3。即，电源处的总电流不变，电流由三个回
路分担，所以每个电抗器的电流、晶体管的电流是单回路时的1/3，每个电抗器的电流、晶体
管消耗的电力也是单回路时的1/3，因而可以使用小型化的电抗器、晶体管，降低对元器件
的参数要求，减少成本。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的
描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的
多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。