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输入电压有效值获取方法、装置、空调设备及存储介质

申请号 CN202410096744.1 申请日 2024-01-23 公开(公告)号 CN118050558A 公开(公告)日 2024-05-17
申请人 广东美的暖通设备有限公司; 合肥美的暖通设备有限公司; 发明人 彭国彬;
摘要 本 发明 公开一种输入 电压 有效值获取方法、装置、 空调 设备及存储介质。该输入电压有效值获取方法,包括:获取功率因数校正 电路 PFC的开启关闭指示信息、所述PFC的负载功率以及所述PFC电源的整流电压;根据所述开启关闭指示信息、所述负载功率以及所述整流电压,获取输入电压有效值。本 申请 实施例 提供的输入电压有效值获取方法,获取功率因数校正电路PFC的开启关闭指示信息、PFC的负载功率以及PFC电源的整流电压,根据开启关闭指示信息、负载功率以及整流电压,获取输入电压有效值,对输入电压有效值的获取过程较为简单,获取的输入电压有效值准确度较高。
权利要求

1.一种功率因数校正电源输入电压有效值获取方法,其特征在于,包括:
获取功率因数校正电路PFC的开启关闭指示信息、所述PFC的负载功率以及所述PFC电源的整流电压;
根据所述开启关闭指示信息、所述负载功率以及所述整流电压,获取输入电压有效值。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述开启关闭指示信息、所述负载功率以及所述整流电压,获取输入电压有效值,包括:
根据所述开启关闭指示信息为PFC关闭,判断所述负载功率等于0还是大于0;
根据所述负载功率等于0,采用所述整流电压与预设值的比值作为输入电压有效值;
根据所述负载功率大于0,保持当前的输入电压有效值不更新。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述根据所述开启关闭指示信息、所述负载功率以及所述整流电压,获取输入电压有效值,包括:
根据所述开启关闭指示信息为PFC开启,获取所述PFC的输入功率;
根据所述负载功率、所述输入功率和所述整流电压获取输入电压有效值。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述负载功率、所述输入功率和所述整流电压获取输入电压有效值,包括:
根据所述负载功率≥第一预设负载功率阈值,采用有效值定义法获取输入电压有效值;
根据所述负载功率≤第二预设负载功率阈值、且所述输入功率>预设开启阈值功率,采用有效值定义法获取输入电压有效值;所述第二预设负载功率阈值小于或等于所述第一预设负载功率阈值;
所述采用有效值定义法获取输入电压有效值包括:
对所述整流电压进行预设数目次采样,获得每次采样的采样电压值;
计算所述预设数目次的采样电压值的平方和;
计算所述平方和与所述预设数目的商;
计算所述商的算术平方根,得到所述输入电压有效值。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述负载功率、所述输入功率和所述整流电压获取输入电压有效值,还包括:
根据所述负载功率≤第二预设负载功率阈值、且输入功率≤预设开启阈值功率,保持当前的输入电压有效值不更新;
根据所述第二预设负载功率阈值<所述负载功率<所述第一预设负载功率阈值,保持当前的输入电压有效值不更新。
6.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述预设开启阈值功率的设置方法包括:
根据0≤输入电压<预设电压值,将预设开启阈值功率设置为第一预设功率;
根据输入电压≥预设电压值,获取当前的输入电压,根据所述预设开启阈值功率与输入电压之间的预设一次方函数关系以及所述当前的输入电压,计算得到与所述当前的输入电压相对应的预设开启阈值功率。
7.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述负载功率、所述输入功率和所述整流电压获取输入电压有效值,还包括:
根据所述负载功率≤第二预设负载功率阈值、且所述输入功率<预设关闭阈值功率,保持当前的输入电压有效值不更新。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述预设关闭阈值功率为所述预设开启阈值功率与预设功率回差的差值。
9.如权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述功率因数校正电路为多通道升压型功率因数校正电路,所述获取功率因数校正电路PFC的工作状态信息之前,所述获取方法还包括:
响应于通道数变化,从所述通道数变化时起的预设时长内采用所述通道数变化前最后一次获取的输入电压有效值作为所述预设时长内的输入电压有效值。
10.一种功率因数校正电源输入电压有效值获取装置,其特征在于,包括:
工作状态信息获取模,用于获取功率因数校正电路PFC的开启关闭指示信息、所述PFC的负载功率以及所述PFC电源的整流电压;
输入电压有效值获取模块,用于根据所述开启关闭指示信息、所述负载功率以及所述整流电压,获取输入电压有效值。
11.一种空调设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序,以实现如权利要求1‑9中任一项所述的功率因数校正电源输入电压有效值获取方法。
12.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行,以实现如权利要求1‑9中任一项所述的功率因数校正电源输入电压有效值获取方法。

说明书全文

输入电压有效值获取方法、装置、空调设备及存储介质

技术领域

[0001] 本发明涉及电器设备领域,具体涉及一种输入电压有效值获取方法、装置、空调设备及存储介质。

背景技术

[0002] 单相功率因数校正电路由于其结构简单、功能高效以及能提升输出电压等特点,广泛应用于空调器、电源、变频器、新能源等领域。单相功率因数校正电路通常需要获取输入电压的有效值以用于限频控制和保护,相关技术中对输入电压有效值的获取过程较为复杂,获取结果准确度不高,该技术问题亟待解决。

发明内容

[0003] 本发明的主要目的是提供一种输入电压有效值获取方法、装置、空调设备及存储介质,旨在解决相关技术中对输入电压有效值的获取过程较为复杂、获取结果准确度不高的技术问题。
[0004] 为实现上述目的,本发明实施例提出了一种功率因数校正电源输入电压有效值获取方法,包括:
[0005] 获取功率因数校正电路PFC的开启关闭指示信息、所述PFC的负载功率以及所述PFC电源的整流电压;
[0006] 根据所述开启关闭指示信息、所述负载功率以及所述整流电压,获取输入电压有效值。
[0007] 优选地,所述根据所述开启关闭指示信息、所述负载功率以及所述整流电压,获取输入电压有效值,包括:
[0008] 根据所述开启关闭指示信息为PFC关闭,判断所述负载功率等于0还是大于0;
[0009] 根据所述负载功率等于0,采用所述整流电压与预设值的比值作为输入电压有效值;
[0010] 根据所述负载功率大于0,保持当前的输入电压有效值不更新。
[0011] 优选地,所述根据所述开启关闭指示信息、所述负载功率以及所述整流电压,获取输入电压有效值,包括:
[0012] 根据所述开启关闭指示信息为PFC开启,获取所述PFC的输入功率;
[0013] 根据所述负载功率、所述输入功率和所述整流电压获取输入电压有效值。
[0014] 优选地,所述根据所述负载功率、所述输入功率和所述整流电压获取输入电压有效值,包括:
[0015] 根据所述负载功率≥第一预设负载功率阈值,采用有效值定义法获取输入电压有效值;
[0016] 根据所述负载功率≤第二预设负载功率阈值、且所述输入功率>预设开启阈值功率,采用有效值定义法获取输入电压有效值;所述第二预设负载功率阈值小于或等于所述第一预设负载功率阈值;
[0017] 所述采用有效值定义法获取输入电压有效值包括:
[0018] 对所述整流电压进行预设数目次采样,获得每次采样的采样电压值;
[0019] 计算所述预设数目次的采样电压值的平方和;
[0020] 计算所述平方和与所述预设数目的商;
[0021] 计算所述商的算术平方根,得到所述输入电压有效值。
[0022] 优选地,所述根据所述负载功率、所述输入功率和所述整流电压获取输入电压有效值,还包括:
[0023] 根据所述负载功率≤第二预设负载功率阈值、且输入功率≤预设开启阈值功率,保持当前的输入电压有效值不更新;
[0024] 根据所述第二预设负载功率阈值<所述负载功率<所述第一预设负载功率阈值,保持当前的输入电压有效值不更新。
[0025] 优选地,所述预设开启阈值功率的设置方法包括:
[0026] 根据0≤输入电压<预设电压值,将预设开启阈值功率设置为第一预设功率;
[0027] 根据输入电压≥预设电压值,获取当前的输入电压,根据所述预设开启阈值功率与输入电压之间的预设一次方函数关系以及所述当前的输入电压,计算得到与所述当前的输入电压相对应的预设开启阈值功率。
[0028] 优选地,所述根据所述负载功率、所述输入功率和所述整流电压获取输入电压有效值,还包括:
[0029] 根据所述负载功率≤第二预设负载功率阈值、且所述输入功率<预设关闭阈值功率,保持当前的输入电压有效值不更新。
[0030] 优选地,所述预设关闭阈值功率为所述预设开启阈值功率与预设功率回差的差值。
[0031] 优选地,根据所述功率因数校正电路为多通道升压型功率因数校正电路,所述获取功率因数校正电路PFC的工作状态信息之前,所述获取方法还包括:
[0032] 响应于通道数变化,从所述通道数变化时起的预设时长内采用所述通道数变化前最后一次获取的输入电压有效值作为所述预设时长内的输入电压有效值。
[0033] 本发明实施例还提供了一种功率因数校正电源输入电压有效值获取装置,包括:
[0034] 工作状态信息获取模,用于获取功率因数校正电路PFC的开启关闭指示信息、所述PFC的负载功率以及所述PFC电源的整流电压;
[0035] 输入电压有效值获取模块,用于根据所述开启关闭指示信息、所述负载功率以及所述整流电压,获取输入电压有效值。
[0036] 本发明实施例还提供了一种空调设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序,以实现如本申请任一实施例所述的功率因数校正电源输入电压有效值获取方法。
[0037] 本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行,以实现如本申请任一实施例所述的功率因数校正电源输入电压有效值获取方法。
[0038] 本发明技术方案中,获取功率因数校正电路PFC的开启关闭指示信息、PFC的负载功率以及PFC电源的整流电压,根据开启关闭指示信息、负载功率以及整流电压,获取输入电压有效值,对输入电压有效值的获取过程较为简单,获取的输入电压有效值准确度较高。附图说明
[0039] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0040] 图1为功率因数校正电路PFC电源的电路原理图;
[0041] 图2为一些实施例的功率因数校正电源输入电压有效值获取方法流程图
[0042] 图3为一些实施例中步骤S20的流程图;
[0043] 图4为一些实施例中步骤S20的流程图;
[0044] 图5为一些实施例中SwitchOnPower设置方式示意图;
[0045] 图6为一些实施例中空载时PFC未开启的VBD曲线图;
[0046] 图7为一些实施例中PFC开启后轻载时的VBD曲线图;
[0047] 图8为一些实施例中PFC开启后重载时的VBD曲线图;
[0048] 图9为一些实施例中SwitchOnPower设置方式示意图;
[0049] 图10为一些实施例中PFC反复开关时计算的Vac有效值曲线图;
[0050] 图11为一些实施例的功率因数校正电源输入电压有效值获取装置结构框图
[0051] 图12为一些实施例的空调设备结构框图。
[0052] 图13为一些实施例的计算机可读存储介质示意图。
[0053] 附图标号说明:
[0054]
[0055]
[0056] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。

具体实施方式

[0057] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0058] 需要说明,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
[0059] 另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
[0060] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,“固定”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0061] 另外,本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
[0062] 功率因数校正电源包括互连的整流电路和功率因数校正电路PFC(PFC,Power Factor Correction)。功率因数校正电源简称为PFC电源。单相功率因数校正电路已经被广泛应用。例如,基于Boost‑PFC(升压型功率因数校正电路)的单相功率因数校正电路具有结构简单、功能高效以及能提升输出电压等特点,已经在空调器、电源、变频器、新能源等领域被广泛应用。单相BoostPFC通常需要采样输入电压Vac以获取Vac幅值及相位信息参与环路控制,相关技术中的Vac采样方式主要有两种,一种直接采样整流前的交流电压,这种采样方式任何时候都可以直接实时获取Vac的实际幅值和相位信息(包括过零点),但是采样电路需要差分运放电路,硬件成本相对更高,有效值计算结果准确度不高。另一种就是采样整流后的直流侧电压VBD,该采样电路无法做到任何时候实时获取Vac的实际幅值和相位信息(包括过零点),Vac有效值计算较为复杂,计算结果准确度不高。
[0063] 针对相关技术中对输入电压有效值的获取过程较为复杂、获取结果准确度不够的技术问题,本申请的一个实施例提供了一种功率因数校正电源输入电压有效值获取方法,获取功率因数校正电路PFC的开启关闭指示信息、PFC的负载功率以及PFC电源的整流电压,根据开启关闭指示信息、负载功率以及整流电压,获取输入电压有效值,对输入电压有效值的获取过程较为简单,获取的输入电压有效值准确度较高。
[0064] 本申请实施例的功率因数校正电源输入电压有效值获取方法,应用于功率因数校正电路PFC电源,在一个实施例中,参考图1所示,PFC电源包括功率因数校正电路1、整流电路2和电容Cbus。整流电路2为整流桥电路。功率因数校正电路1包括电感L1、开关管Q1和二极管D1,其中开关管Q1用于作为开关控制功率因数校正电路PFC的开启和关闭,本示例中开关管Q1采用NMOS管。开关管Q1的漏极分别连接电感L1的一端和二极管D1的正极。电容Cbus的正极连接二极管D1的负极,电容Cbus的负极连接开关管Q1的源极。电感L1的另一端连接整流桥电路的正输出端。负载3包括电机及电机控制器。该功率因数校正电路电源的输入电压为交流电压Vac。电容Cbus可以为电解电容。整流桥电路的负输出端与开关管Q1的源极之间连接有电阻R1。电容Cbus的负极与负载3之间连接有电阻R2。功率因数校正电路电源的输入电压为交流输入电压Vac。本示例中的交流输入电压Vac与整流电路1之间设置有PTC热敏电阻,还设置有与PTC热敏电阻并联的延迟开关Relay。在工作时,PFC开启是通过控制开关管Q1动作实现的。本示例中的PFC具体工作过程包括:Q1开通时,电流流经Q1,电感L1充电,电感电流逐渐增加,母线电容Cbus放电给负载3供电,电容电压下降;Q1关断时,电流经过二极管D1续流,电感L1放电,向母线电容Cbus和负载3供电,电感电流逐渐减小,母线电容Cbus充电,电容电压升高。
[0065] 参考图2所示,本申请实施例的功率因数校正电源输入电压有效值获取方法,可以包括步骤S10和S20:
[0066] S10、获取功率因数校正电路PFC的开启关闭指示信息、PFC的负载功率以及PFC电源的整流电压。
[0067] 参考图1所示,功率因数校正电路PFC的开启关闭指示信息可以通过开关管Q1的栅极获取,从而确定PFC是开启或关闭的;PFC电源的整流电压即通过整流电路2整流后的直流侧电压VBD。
[0068] S20、根据开启关闭指示信息、负载功率以及整流电压,获取输入电压有效值。
[0069] 参考图3所示,在一些实施例中,根据开启关闭指示信息、负载功率以及整流电压,获取输入电压有效值,可以包括:
[0070] S2011、根据开启关闭指示信息为PFC关闭,判断负载功率等于0还是大于0。
[0071] S2012、根据负载功率等于0,采用整流电压与预设值的比值作为输入电压有效值。
[0072] 预设值例如可以为 等数值,具体可以根据实际应用需要进行选择。示例性地,当负载功率等于0即空载时,由于整流后的直流侧电压VBD等于母线电压Vdc,即整流电压等于母线电压Vdc,所以输入电压有效值Vac_rms的计算公式为
在本示例中预设值为 空载是指PFC后端没有带负载或者负载功率
接近0的情况。
[0073] S2013、根据负载功率大于0,保持当前的输入电压有效值不更新。
[0074] 示例性地,在PFC关闭但有负载(即负载功率大于0)的情况下,整流后的直流侧电压VBD仍等于母线电压Vdc,但是母线电压Vdc会比待机时有所降低(待机的状态与空载的状态相同),所以此时可以将输入电压有效值Vac_rms保持为空载时的输入电压有效值不更新,空载时的输入电压有效值为整流电压与预设值的比值。因此,在PFC关闭但有负载的情况下,同样采用整流电压与预设值的比值作为输入电压有效值。
[0075] 参考图4所示,在一些实施例中,根据开启关闭指示信息、负载功率以及整流电压,获取输入电压有效值,可以包括:
[0076] S2021、根据开启关闭指示信息为PFC开启,获取PFC的输入功率;
[0077] S2022、根据负载功率、输入功率和整流电压获取输入电压有效值。
[0078] 在一些实施例中,根据负载功率、输入功率和整流电压获取输入电压有效值,可以包括:
[0079] 根据负载功率≥第一预设负载功率阈值,采用有效值定义法获取输入电压有效值;
[0080] 根据负载功率≤第二预设负载功率阈值、且输入功率>预设开启阈值功率,采用有效值定义法获取输入电压有效值;第二预设负载功率阈值小于或等于第一预设负载功率阈值;
[0081] 采用有效值定义法获取输入电压有效值可以包括:对整流电压进行预设数目次采样,获得每次采样的采样电压值;计算预设数目次的采样电压值的平方和;计算平方和与预设数目的商;计算商的算术平方根,得到输入电压有效值。
[0082] 示例性地,有效值定义法可以描述为:预设数目记为n,每次采样的采样电压值记为Um,其中1≤m≤n,输入电压有效值Vac_rms的计算公式为n例如可以设置为10、20、30等。
[0083] 示例性地,在PFC已开启且重载(重载即负载功率≥第一预设负载功率阈值的情况)的情况下,由于整流后的直流侧电压VBD已经完全变成馒头波形状,所以采用有效值定义法计算输入电压有效值Vac_rms;重载是指PFC后端带有功率较大的负载,即负载功率≥第一预设负载功率阈值。有效值定义法可以描述如下:
[0084]
[0085] 其中,最大的平方和累加次数c_max需要与电源频率相关联,因为要计算整数个馒头波周期内的有效值才是准确的,且优选偶数个馒头波,假设每次需要计算n个馒头波周期内的有效值,算法中断频率为fs,馒头波频率为f,则c_max=n*fs/f。有效值累加计算需要放在快速环中断内,为了节省快速环中断执行时间,将开方动作放在慢速环中断内(例如每1ms计算一次开方)。
[0086] 在一些实施例中,根据负载功率、输入功率和整流电压获取输入电压有效值,还可以包括:
[0087] 根据负载功率≤第二预设负载功率阈值、且输入功率≤预设开启阈值功率,保持当前的输入电压有效值不更新;
[0088] 根据第二预设负载功率阈值<负载功率<第一预设负载功率阈值,保持当前的输入电压有效值不更新。
[0089] 示例性地,根据负载功率≤第二预设负载功率阈值、且输入功率<预设关闭阈值功率,保持当前的输入电压有效值不更新;根据负载功率≤第二预设负载功率阈值、且预设关闭阈值功率≤输入功率≤预设开启阈值功率,保持当前的输入电压有效值不更新。
[0090] 在一些实施例中,预设开启阈值功率的设置方法可以包括:
[0091] 根据0≤输入电压<预设电压值,将预设开启阈值功率设置为第一预设功率;
[0092] 根据输入电压≥预设电压值,获取当前的输入电压,根据预设开启阈值功率与输入电压之间的预设一次方函数关系以及当前的输入电压,计算得到与当前的输入电压相对应的预设开启阈值功率。
[0093] 在一些实施例中,预设关闭阈值功率为预设开启阈值功率与预设功率回差的差值。
[0094] 在一些实施例中,根据负载功率、输入功率和整流电压获取输入电压有效值,还可以包括:根据负载功率≤第二预设负载功率阈值、且输入功率<预设关闭阈值功率,保持当前的输入电压有效值不更新。
[0095] 示例性地,在PFC已开启且轻载(轻载即负载功率≤第二预设负载功率阈值的情况)的情况下,由于输入功率≤预设开启阈值功率时的输入功率较小,整流后的直流侧电压VBD尚未完全变成馒头波,此时如果直接采用有效值定义法计算输入电压有效值Vac_rms会导致得到的结果偏大。为此,本示例根据负载功率与开启阈值功率和关闭阈值功率获取输入电压有效值。预先设置开启阈值功率SwitchOnPower和关闭阈值功率SwitchOffPower,即SwitchOnPower为预设开启阈值功率,SwitchOffPower为预设关闭阈值功率。当输入功率超过开启阈值功率SwitchOnPower时,采用有效值定义法计算有效值;当输入功率小于关闭阈值功率SwitchOffPower时,保持当前的有效值不更新。
[0096] 其中,预设开启阈值功率SwitchOnPower的设置方式如图5所示,其中,当0≤输入电压<预设电压值Vac1时,SwitchOnPower=Power1,Power1即为第一预设功率。
[0097] 预设开启阈值功率与输入电压之间的预设一次方函数关系可以表示为:
[0098] SwitchOnPower=Power1+(Power2‑Power1)*(Vac–Vac1)/(Vac2–Vac1);其中,Vac≥Vac1,(Vac2,Power2)为已知坐标值,Vac2为已知电压值,Power2为已知功率值。例如,(Vac1,Power1)为(220V,300W),(Vac2,Power2)为(270V,700W);(Vac1,Power1)为(225V,310W),(Vac2,Power2)为(275V,710W);(Vac1,Power1)为(240V,320W),(Vac2,Power2)为(285V,720W);等等,具体数值可以根据实际应用需要进行设定。
[0099] 在预设开启阈值功率与输入电压之间的预设一次方函数关系中,当输入电压Vac等于Vac2时,SwitchOnPower=Power2。
[0100] 当输入电压Vac≥预设电压值Vac1时,通过对SwitchOnPower=Power1+(Power2‑Power1)*(Vac–Vac1)/(Vac2–Vac1)进行线性插值计算出对应的SwitchOnPower。其中Vac1、Vac2、Power1、Power2四个参数和硬件电路有关,可通过实测效果来选取。
[0101] 预设关闭阈值功率SwitchOffPower=SwitchOnPower–DeltaPower,其中,DeltaPower为预先设置的功率回差。
[0102] 在一些实施例中,根据功率因数校正电路为多通道升压型功率因数校正电路,获取功率因数校正电路PFC的工作状态信息之前,获取方法还包括:响应于通道数变化,从通道数变化时起的预设时长内采用通道数变化前最后一次获取的输入电压有效值作为预设时长内的输入电压有效值。
[0103] 示例性地,若PFC为多通道升压型功率因数校正电路Boost‑PFC,则在通道数变化时保持上一时刻的输入电压有效值Vac_rms在预设时长(例如5s)内不更新,经过预设时长(例如5s)之后再更新。预设时长例如可以为5s、6s、7s等,具体可以根据实际应用需要进行设定。
[0104] 相关技术中的输入电压有效值获取结果准确度不高,影响输入电压准确度,导致容易发生输入电压异常而损坏电控元器件的情况。本申请实施例的功率因数校正电源输入电压有效值获取方法,获取的输入电压有效值准确度较高,从而提高了输入电压控制准确度,大大降低了由于输入电压异常而损坏电控元器件的情况的发生概率。
[0105] 在一个具体示例的功率因数校正电源输入电压有效值获取方法中,采用单通道Boost‑PFC,待机时PFC不开启,待机时的状态即空载状态,整流电压VBD的电压波形就是母线电压Vdc的电压波形,如图6所示的曲线S即为VBD曲线。此时采用计算公式Vac_rms=Vdc/√2计算Vac有效值。PFC开启前带有负载时,Vdc会降低,所以此时保持待机时(即空载时)计算的输入电压有效值不更新。
[0106] PFC开启后轻载(轻载即负载功率≤第二预设负载功率阈值的情况)时,VBD的电压波形为介于直流与馒头波中间形态的“宽窄不一”的特殊波形,如图7中所示的曲线S即VBD曲线。此时输入功率小于预设关闭阈值功率SwitchOffPower,保持上一次计算的有效值不更新。
[0107] PFC开启后重载(重载即负载功率≥第一预设负载功率阈值的情况)时,VBD的电压波形就完全变成馒头波了,如图8所示的曲线S即VBD曲线。此时输入功率大于等于预设开启阈值功率SwitchOnPower,采用有效值定义法计算Vac有效值。
[0108] 若PFC开启后,负载从重载减小至轻载过程中,当输入功率小于SwitchOffPower时,保持上一次计算的有效值不更新。
[0109] SwitchOnPower设置方式如图9所示,当输入电压在220V以下时,SwitchOnPower=300W,当输入电压等于270V时,SwitchOnPower=700W,当输入电压等于其他电压时线性插值计算出对应的SwitchOnPower,即SwitchOnPower=300W+(700W–300W)*(Vac–220V)/(270V–220V)。
[0110] SwitchOffPower=SwitchOnPower–50W,50W为设置的功率回差。
[0111] 本示例中,负载为2300W机,风机做频繁启动测试(先升频再降频最后停机),如图10所示,随着风机的频繁启动,PFC也在反复开关(PFC开启条件为功率超过300W,关闭条件为功率小于200W),母线电压Vdc也在不断上升下降(PFC目标电压为380V),但是计算得到的Vac有效值基本稳定在225V,实际电源电压为226V,准确度很高,且没有任何突变,证明了本实施例方法的有效性。
[0112] 本示例的功率因数校正电源输入电压有效值获取方法采用了一种基于整流后的直流侧电压VBD采样的单相Boost‑PFC输入电压有效值计算方案,根据不同负载及不同电源电压下的整流后的直流侧电压VBD变化情况,采用不同的有效值计算方法,并设计了其切换方式,使获得的输入电压有效值更准确,同时不会产生突变。本实施例获得的输入电压有效值例如可以应用于更加准确地为负载供电,实现输入电压异常保护功能,减少由于输入电压异常(例如过高或过低)而导致相关电控元器件损坏的情况。获得的输入电压有效值较为准确,可以根据获得的输入电压有效值准确地执行输入电压限频逻辑,例如当输入电压有效值较低时对负载(例如压缩机或风机)的运行频率进行限制,从而降低输入电流发生过流保护而停机的发生概率。
[0113] 参考图11所示,本申请的另一个实施例提供了一种功率因数校正电源输入电压有效值获取装置,包括:
[0114] 工作状态信息获取模块,用于获取功率因数校正电路PFC的开启关闭指示信息、PFC的负载功率以及PFC电源的整流电压;
[0115] 输入电压有效值获取模块,用于根据开启关闭指示信息、负载功率以及整流电压,获取输入电压有效值。
[0116] 在一些实施例中,输入电压有效值获取模块包括:
[0117] 判断单元,用于根据PFC关闭,判断负载功率等于0还是大于0;
[0118] 计算单元,用于根据负载功率等于0,采用整流电压与预设值的比值作为输入电压有效值;
[0119] 计算单元还用于根据负载功率大于0,保持当前的输入电压有效值不更新。
[0120] 在一些实施例中,输入电压有效值获取模块包括:
[0121] 输入功率获取单元,用于根据PFC开启,获取PFC的输入功率;
[0122] 输入电压有效值获取单元,用于根据负载功率、输入功率和整流电压获取输入电压有效值。
[0123] 在一些实施例中,输入电压有效值获取单元,进一步具体用于:
[0124] 根据负载功率≥第一预设负载功率阈值,采用有效值定义法获取输入电压有效值;
[0125] 根据负载功率≤第二预设负载功率阈值、且输入功率>预设开启阈值功率,采用有效值定义法获取输入电压有效值;第二预设负载功率阈值小于或等于第一预设负载功率阈值;
[0126] 采用有效值定义法获取输入电压有效值包括:对整流电压进行预设数目次采样,获得每次采样的采样电压值;计算预设数目次的采样电压值的平方和;计算平方和与预设数目的商;计算商的算术平方根,得到输入电压有效值。
[0127] 在一些实施例中,输入电压有效值获取单元,进一步具体还用于:
[0128] 根据负载功率≤第二预设负载功率阈值、且输入功率≤预设开启阈值功率,保持当前的输入电压有效值不更新;
[0129] 根据第二预设负载功率阈值<负载功率<第一预设负载功率阈值,保持当前的输入电压有效值不更新。
[0130] 在一些实施例中,输入电压有效值获取单元,进一步具体还用于设置预设开启阈值功率;预设开启阈值功率的设置方法包括:
[0131] 根据0≤输入电压<预设电压值,将预设开启阈值功率设置为第一预设功率;
[0132] 根据输入电压≥预设电压值,获取当前的输入电压,根据预设开启阈值功率与输入电压之间的预设一次方函数关系以及当前的输入电压,计算得到与当前的输入电压相对应的预设开启阈值功率。
[0133] 在一些实施例中,输入电压有效值获取单元,进一步具体还用于:根据负载功率≤第二预设负载功率阈值、且输入功率<预设关闭阈值功率,保持当前的输入电压有效值不更新。
[0134] 在一些实施例中,预设关闭阈值功率为预设开启阈值功率与预设功率回差的差值。
[0135] 在一些实施例中,输入电压有效值获取模块还用于:根据功率因数校正电路为多通道升压型功率因数校正电路,获取功率因数校正电路PFC的工作状态信息之前,响应于通道数变化,从通道数变化时起的预设时长内采用通道数变化前最后一次获取的输入电压有效值作为预设时长内的输入电压有效值。
[0136] 本申请实施例提供的输入电压有效值获取装置,获取功率因数校正电路PFC的开启关闭指示信息、PFC的负载功率以及PFC电源的整流电压,根据开启关闭指示信息、负载功率以及整流电压,获取输入电压有效值,对输入电压有效值的获取过程较为简单,获取的输入电压有效值准确度较高。
[0137] 本申请另一个实施例提供了一种空调设备,包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序,以实现上述任一实施方式所述的方法。
[0138] 参考图12所示,空调设备10可以包括:处理器100,存储器101,总线102和通信接口103,处理器100、通信接口103和存储器101通过总线102连接;存储器101中存储有可在处理器100上运行的计算机程序,处理器100运行该计算机程序时执行本申请前述任一实施方式所提供的方法。
[0139] 其中,存储器101可能包含高速随机存取存储器(RAM:Random Access Memory),也可能还可以包括非不稳定的存储器(non‑volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口103(可以是有线或者无线)实现该装置网元与至少一个其他网元之间的通信连接,可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。
[0140] 总线102可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。总线可以分为地址总线数据总线、控制总线等。其中,存储器101用于存储程序,处理器100在接收到执行指令后,执行该程序,前述本申请实施例任一实施方式揭示的方法可以应用于处理器100中,或者由处理器100实现。
[0141] 处理器100可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器100中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器100可以是通用处理器,可以包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器101,处理器100读取存储器101中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。
[0142] 本申请实施例提供的空调设备与本申请实施例提供的方法出于相同的发明构思,具有与其采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
[0143] 本申请另一个实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行,以实现上述任一实施方式所述的方法。参考图13所示,其示出的计算机可读存储介质为光盘20,其上存储有计算机程序(即程序产品),该计算机程序在被处理器运行时,会执行前述任意实施方式所提供的方法。
[0144] 需要说明的是,计算机可读存储介质的例子还可以包括,但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质,在此不再一一赘述。
[0145] 本申请的上述实施例提供的计算机可读存储介质与本申请实施例提供的方法出于相同的发明构思,具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
[0146] 以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
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