CN102901936A - 交流电源断电检测方法及直流变频压缩机的断电保护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种交流电源断电检测方法及直流变频压缩机的断电保护方法,检测交流电源的交流电压波形,当交流电压的幅值的绝对值小于保护阈值Vp,且持续时间超过设定的维持时间T时,判定所述交流电源断电;其中,所述维持时间T大于交流电压正常时,在过零点前后从-Vp变化到+Vp或者从+Vp变化到-Vp所经历的死区时间t0。本发明的交流电源断电检测方法能够对交流供电电源进行实时检测,并在极短的时间内检测出电源的瞬时断电情况,并对被控对象的控制迅速做出反应,实施快速保护。将该方法应用在直流变频压缩机的断电保护过程中,可以有效保护电源逆变器件和直流压缩机,进而提高产品的可靠性,延长产品的使用寿命。

Description

交流电源断电检测方法及直流变频压缩机的断电保护方法
技术领域
本发明属于电源电力检测技术领域,具体地说,是涉及一种用于检测交流电源是否断电的检测方法以及采用这种检测方法设计的直流变频压缩机的断电保护方法。
背景技术
交流市电或者三相电源断电检测不是一项新的技术,目前已经在工业、农业等各项领域得到广泛应用。例如:在水产养殖领域,若长时间断电,水体供氧不足,会造成鱼虾大量死亡的损失;在物品冷藏领域,一旦冷库断电,会对存储的产品的保存期产生影响;在机房管理领域,一旦机房断电,要求UPS电源立即启动,以满足机房的连续用电需求,等等。因此,在需要电源供应的各项领域,如何及时地获知断电信息,就显得尤为重要。
但是,目前的断电检测方法,实时性不高,一般采用鉴幅电路或者开关电路等进行断电检测,如图1所示。这种断电检测电路采用光电耦合器隔离技术或者采用变压器降压后,直接利用三极管开关电路检测交流电源的过零点,由此来判断交流电源是否断电。其工作原理是:当50Hz的交流输入电压经过光耦PC2隔离后,输出图2所示的周期为20ms的方波。如果将此方波输入到主控MCU,MCU采用边沿变化触发方式,最小检测间隔时间将是电源周期的一半,也就是t=10ms。这个检测时间t对于普通的交流电源检测应用场合是足够了,但对于像直流变频空调器这种采用逆变电源的应用场合是不够的。因为在交流电源断电的瞬间,如果不能够及时检出并执行相应的保护措施,会造成直流变频压缩机内部的永磁体退磁或者损坏逆变电源中智能电源模块IPM (Intelligent Power Module)内的逆变器件,从而造成整机产品的失效。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种实时性强的交流电源断电检测方法,能够对交流输入电源的电压变化进行实时检测,并在极短的时间内检测出电源的瞬时断电情况,从而有利于减少由于电网问题造成的用电设备损坏事故发生的几率。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案予以实现:
一种交流电源断电检测方法,检测交流电源的交流电压波形,当交流电压的幅值的绝对值小于保护阈值Vp,且持续时间超过设定的维持时间T时,判定所述交流电源断电;其中,所述维持时间T大于交流电压正常时,在过零点前后从-Vp变化到+Vp或者从+Vp变化到-Vp所经历的死区时间t0
由于输入到电气设备的交流电源都有一定的电压允许范围,为了提高断电检测的准确性,假设所述交流电压的输入范围在Vac_min至Vac_max之间,其中,Vac_min和Vac_max均为交流电压的有效值,根据有效值为Vac_min的交流电压确定所述的死区时间t0。 
进一步的,所述T=t0*k,其中,k为大于1的系数,且T小于等于4毫秒。
优选的,所述k优选在大于1、小于等于1.5的范围内取值,在保证准确检测的同时,加快检测结果生成的速度,以便在交流电源断电后的尽可能短的时间内做出响应。
又进一步的,所述交流电源为单相交流电源,为了方便对所述交流电源的交流电压波形进行采集、判断,优选对所述交流电源的交流电压进行同步等比例缩小,然后传输至处理器与等比例缩小后的保护阈值Vp进行比较,若小于缩小后的保护阈值Vp,则启动计时,并在计时时间到达所述的维持时间T时,生成交流电源断电的检测结果。
再进一步的,所述交流电源通过一运算放大电路输出同步等比例缩小的交流电压,调节通过运算放大电路输出的交流电压的中心电压,使输出的交流电压的幅值在整个周期内均为正值,且电压峰值小于处理器所允许的接口电压。
更进一步的,在所述运算放大电路中包括一个运算放大器,将所述运算放大器的同相输入引脚和反相输入引脚各自经由一个等阻值的电阻与交流电源的火线和零线一对一连接,且将同相输入引脚通过第三电阻连接到偏置电压,反相输入引脚通过第四电阻连接到运算放大器的输出引脚;其中,第三电阻和第四电阻的阻值相等,偏置电压值等于所述的中心电压;调节四个电阻的阻值,使通过运算放大器输出的交流电压满足处理器的接收要求。
优选的,所述中心电压为处理器的接口电压的一半。
基于上述交流电源断电检测方法,本发明还提供了一种采用所述交流电源断电检测方法设计的直流变频压缩机的断电保护方法,用于对交流输入电源的电压变化情况做出快速响应,实施有效保护,进而提高直流变频压缩机运行的可靠性。具体技术方案为:检测交流电源的交流电压波形,当交流电压的幅值的绝对值小于保护阈值Vp,且持续时间超过设定的维持时间T时,判定所述交流电源断电;其中,所述维持时间T大于交流电压正常时,在过零点前后从-Vp变化到+Vp或者从+Vp变化到-Vp所经历的死区时间t0;在判定交流电源断电后,切断向直流变频压缩机输出的供电电源,控制直流变频压缩机停止运行。
进一步的,所述供电电源由所述交流电源通过整流、逆变电路转换生成,在判定交流电源断电后,停止向所述逆变电路发送触发信号,通过控制逆变电路停止运行,以切断直流变频压缩机的供电电源。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果是:本发明的交流电源断电检测方法能够对交流供电电源进行实时检测,并在极短的时间内检测出电源的瞬时断电情况,并对被控对象的控制迅速做出反应,实施快速保护。将所述交流电源断电检测方法应用在直流变频压缩机的断电保护过程中,可以有效保护电源逆变器件和直流压缩机,减小由于电网断电造成直流变频压缩机的永磁体在断电瞬间退磁或者逆变器件损坏等问题发生的几率,提高了产品的可靠性,延长了产品的使用寿命。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后,本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是现有交流电源过零检测电路的原理图;
图2是采用图1所示交流电源过零检测电路所产生的检测信号波形图;
图3是逆变电源的电路原理图;
图4是本发明所提出的交流电源断电检测及保护方法的一种实施例的检测流程图;
图5是瞬时断电检测和保护时序图;
图6是交流电源断电检测电路的一种实施例的电路原理图;
图7是图6所示交流电源断电检测电路的输入和输出波形图;
图8是未使用本发明所提出的交流电源断电检测和保护方法所捕捉到的断电瞬间波形图;
图9是使用本发明所提出的交流电源断电检测和保护方法以后捕捉到的断电瞬间波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。
本实施例首先以直流变频空调器为例,对直流变频压缩机所需的逆变电源的产生原理进行简要介绍。
参见图3所示,直流变频压缩机都是采用交流-直流-交流的电源逆变原理,即,将输入的交流电源通过整流电路整流成直流电源后,输出至由电解电容C1~C3并联组成的滤波电路进行滤波处理,产生直流母线电压输入到逆变电路。所述逆变电路接收处理器MCU输出的PWM触发信号,进而将直流母线电压逆变成三相频率可变、电压幅值可调的三相交流电压,输出至直流变频压缩机,控制压缩机运行。直流变频压缩机采用永磁无刷电机,目前的驱动控制大都采用磁场定向控制FOC(FOC即Field-Oriented Control的英文缩写),MCU根据压缩机反馈的相电流信号在每个PWM周期估算压缩机的转子位置,根据当前的位置计算下一步的输出力矩,如果转子位置估算不准确,就会导致永磁无刷电机失步。
交流输入电源的瞬时断电会对这种逆变电源以及控制部件产生极大的危害,究其原因是:在交流输入电源瞬时断电时,整流电路前端的电源消失,通过整流电路输出的直流母线电压急剧下降,导致压缩机驱动控制失步。驱动控制失步后,由于MCU不能准确的估算转子位置,因为无法正常控制压缩机转子换向。此时,滤波电路中的电解电容C1~C3中存储的大量能量便会全部施加到压缩机电机的两相绕组上,如图8所示,流过两相绕组的瞬间大电流会造成压缩机中的永磁体退磁。
另一方面,由于直流变频空调器都是采用开关电源热地设计技术,即弱电源和强电源采用共地设计,共用直流母线电压供电。在交流输入电源断电后,逆变电路的工作电压迅速下降到15V以下,逆变电路内部的驱动器的工作电压也随之下降到15V以下。由于电压过低,造成驱动器工作不稳定,不能正常驱动逆变电路内部的开关管IGBT导通或者关断。但是此时,MCU所需的5V工作电压还保持正常,还会继续有PWM触发信号输出,但由于驱动器工作的不稳定,导致逆变电路内部的开关管IGBT的上、下桥臂导通,大电流将逆变电路中的IGBT击穿,造成整机产品的失效。
基于以上原因,如何实现对输入的交流电源的断电情况进行瞬时检测,以便对被控对象的控制做出迅速的反应,实施快速的保护,便成为确保用电设备安全运行的关键。
下面首先对交流电源瞬时断电的快速检测方法进行详细的阐述。
结合图4所示,所述交流电源瞬时断电的快速检测方法包括以下步骤:
S401、采集交流电源的交流电压波形。
在此步骤中,优选利用直流变频空调器中布设在电控板上的处理器MCU对输入到空调器中的交流电源的交流电压波形进行采集。考虑到交流电压的幅值较高,若直接输入到处理器MCU中,会导致处理器MCU烧毁。因此,为了满足处理器MCU的接口电压要求,需要首先对交流电压进行同步等比例缩小,生成满足处理器MCU接收要求的电压波形,然后再传送给处理器MCU,具体可以传输至处理器MCU的AD接口,以实现对交流电压波形的采集。
S402、将采集到的交流电压的幅值的绝对值与事先设定的保护阈值Vp进行比较,若交流电压的幅值的绝对值小于Vp,则执行后续步骤;否则,返回步骤S401重复执行交流电压的采样和检测判断过程。
在本步骤中,处理器MCU通过其AD接口以16KHz的采样频率对输入的交流电压进行采样,采样一次,便进行一次与Vp的比较过程。当然,所述MCU的采样频率也可以设定为8KHz或者32KHz等其他数值,只要所述的采样频率远大于交流电源的频率,能够满足快速检测的要求即可,本实施例对此不进行具体限制。
考虑到传输至MCU的交流电压波形是经过同步等比例缩小的电压波形,为了实现准确的比较判断,需要对所述的保护阈值Vp进行同比例缩小,将缩小后的保护阈值记为Vp’,这样MCU在对其接收到的交流电压采样值与Vp’进行比较时,若采样值的绝对值小于Vp’,则可以认为实际输入的交流电压的幅值小于Vp。
S403、判断交流电压的幅值的绝对值小于Vp的持续时间是否超过维持时间T,若超过T,则判定交流电源断电;否则,返回步骤S401继续执行交流电压的采样和检测判断过程。
在此步骤中,当MCU检测到交流电压的幅值的绝对值小于Vp时,立即启动开始计时,高于保护阈值Vp时停止计时,并对计时值清零。
对于维持时间T的确定,本实施例采用以下方式计算获得:
在实际应用中,对于50Hz的交流输入电源,其交流电压每间隔10ms会有一个过零点,在过零点前后2φ的范围内交流电压的幅值会低于Vp这个保护阈值,检测时应该避开这个区间,如图5所示。这个区间2φ称为检测死区带,2φ为死区角度,即交流电压从-Vp变化到+Vp或者从+Vp变化到-Vp所对应的角度范围。只要设定维持时间T大于交流电压正常时经过这个检测死区带2φ所对应的死区时间t0,就可以防止在死区带产生误检测。
在本实施例中,所述死区时间t0的大小可以由以下公式计算得出:
Figure 2012103997164100002DEST_PATH_IMAGE001
Figure 624035DEST_PATH_IMAGE002
                                 (1)
其中,Vac为输入的交流电压的有效值。
由于输入到直流变频空调器的交流电源并不固定,电压在一定范围内的交流电源都是允许接入的,因此,即使在保护阈值Vp一定的情况下,会由于输入的交流电压的不同而导致对应的死区带角度2φ和死区时间t0有所不同。因此,如何设计出合适的死区时间t0,从而对允许范围内接入的交流电源都能实现准确的断电检测,是本实施例所要解决的一个主要问题。
假设允许接入的交流电源的交流电压的输入范围在Vac_min至Vac_max之间,其中,Vac_min和Vac_max均为交流电压的有效值,分别计算有效值为Vac_min的交流电压所对应的死区带角度和死区时间,以及有效值为Vac_max的交流电压所对应的死区带角度和死区时间,我们会发现,有效值为Vac_min的交流电压所对应的死区时间要大于有效值为Vac_max的交流电压所对应的死区时间。为了满足对不同交流输入电源断电情况的准确检测,本实施例优选将有效值为Vac_min的交流电压所对应的死区时间赋予t0,用于与维持时间T进行比较。
举例说明:假设将保护阀值Vp设定为50V,即Vp=50V,而允许输入的交流电源的交流电压有效值Vac的范围为140V-280V,则
当Vac=140V时,由公式(1)计算得:
Figure 2012103997164100002DEST_PATH_IMAGE003
                                             (2);
当Vac=280V时,由公式(1)计算得:
                                             (3)。
通过公式(2)和(3)的计算结果可以看出,在140V-280V的交流输入电压范围内,交流140V对应死区角度最大,对应的死区时间最长,只要检测维持时间T大于最长死区时间t0,就可以避开死区时间,并有效检测出交流输入电源是否断电。
为了避免误检测,在确定维持时间T的取值时,可以将死区时间t0乘以一个系数k,计算出维持时间T。在本实施例中,所述系数k的取值应大于1,但是k的取值越大,确定出的维持时间T越大,生成断电检测结果的时间就越长,响应的实时性就越差,因此需要对T进行合理取值。从设计理论上讲,在能够避免断电误检测的情况下,检测时间越短越好,时间越短可以更有效地防止直流变频压缩机失步和永磁体退磁。从断电开始到压缩机失步这个时间与滤波电路中电解电容C1~C3中存储的能量有关,能量的大小与电解电容的容量有关;而且这个时间与压缩机所运转的频率以及整机产品的负荷都有关系。在电路设计不变的情况下,让压缩机运转在不同负荷和不同频率发生断电,通过测试证明:能在4ms时间内检测到断电是非常合适的,时间太短会产生误检测,时间太长在高负荷运转时不能有效检测到断电。
作为本实施例的一种优选设计方案,设定1<k≤1.5。以k=1.2为例进行说明,则T的取值为:
Figure 2012103997164100002DEST_PATH_IMAGE005
根据以上分析和计算,取Vp=50V作为保护阈值,取T=2ms作为维持时间,利用这两个参数作为检测条件,当检测到交流电压低于50V并持续时间超过2ms时,则认为交流电源断电;若交流电压低于50V,但在2ms的时间内又上升到50V以上,则认为交流电压进入正常的死区带,解除计时,判定交流电源正常。
由以上步骤便实现了对交流电源瞬时断电的快速检测。将所述检测方法应用于对空调器内直流变频压缩机的断电保护过程中,可以在交流电源断电的瞬间,实现对直流变频压缩机的断电保护。具体过程为:
S404、在判定交流电源断电后,切断向直流变频压缩机输出的供电电源,控制直流变频压缩机停止运行,实现断电保护。
在此步骤中,对于采用如图3所示的逆变电源为直流变频压缩机供电的系统来说,在处理器MCU检测到交流电源断电时,可以采用停止向逆变电路发送PWM触发信号的方式,控制逆变电路停止运行,进而关断逆变电路的电源输出,切断直流变频压缩机的供电电源,达到有效保护逆变电路中的IGBT元件以及直流变频压缩机的设计目的。其中,处理器MCU输出的PWM触发信号的波形图参见图5所示。
为了使得上述交流电源瞬时断电的快速检测及保护方法得以实施,本实施例提出以下交流电源断电检测电路给予硬件上的支持。
参见图6所示,在空调器的交流电源接入端子与处理器MCU之间设计一个运算放大电路,通过运算放大电路接收单相的交流电源,并对所述交流电源的交流电压进行同步等比例缩小后,传输至处理器MCU,与等比例缩小后的保护阈值Vp进行比较,进而生成交流电源是否断电的检测结果。
作为本实施例的一种优选设计方案,在所述运算放大电路中包含有一个运算放大器A,如图6所示,将所述运算放大器A的反相输入引脚-通过第一电阻R1连接交流电源的零线,同相输入引脚+通过第二电阻R2连接交流电源的火线,且所述第一电阻R1与第二电阻R2的阻值相等;然后,将所述运算放大器A的输出引脚通过第三电阻R3连接到所述运算放大器A的反相输入引脚-,将运算放大器A的同相输入引脚+通过第四电阻R4连接偏置电压Vct。在本实施例中,所述第三电阻R3与第四电阻R4的阻值相等,偏置电压Vct为通过运算放大器A输出的交流电压的中心电压。调节四个电阻R1~R4的阻值,确定运算放大器A的放大倍数,并根据处理器MCU所允许的最大接口电压值,合理的选定偏置电压Vct的大小,进而使得通过运算放大器A输出的交流电压的幅值在整个周期内均为正值,且电压峰值小于MCU所允许的接口电压值,由此便可以满足MCU对输入的交流电压的采样要求。
在本实施例中,所述中心电压优选设定为MCU的接口电压的一半。以MCU的接口电压为5V为例进行说明,则中心电压即为2.5V,即偏置电压Vct=2.5V,这样通过运算放大器A输出的同步等比例缩小的交流电压即为以2.5V为中心电压的正弦波形,参见图7所示。
对于所述四个电阻R1~R4的参数配置应考虑以下几个因素:
(1)根据运算放大器A对其输入引脚的电流要求,进行四个电阻R1-R4的参数配置。
以所选用的运算放大器A的输入引脚电流要求小于2mA为例进行说明。
当输入电压为0V时,输入引脚的电流I=Vct/R3,假设Vct=2.5V、R3=7.5KΩ,则I=Vct/R3=2.5/7.5=0.33mA,由于0.33mA<2mA,所以满足运算放大器A对其输入引脚的电流要求。
当输入电压为最高值280V时,峰值电压
Figure 632497DEST_PATH_IMAGE006
,此时运算放大器A的输入引脚电流I=Vpeak/R2,假设R2=1414KΩ,则I=Vpeak/R2= 396/1410=0.28mA。由于0.28mA<2mA,所以满足运算放大器A对其输入引脚的电流要求。
(2)电阻的配置优先选用标准电阻。
(3)运算放大电路的设计要保证运算放大器A的输出不能超过其最大摆幅值,需要通过匹配电阻R1~R4的参数来匹配出合理的运算放大倍数,保证MCU能够准确地测量出整个电压范围。
在本实施例中,假设配置四个电阻R1~R4的阻值分别为:
R1=R2=1410KΩ;
R3=R4=7.5KΩ。
根据运算放大电路的特性和公式,交流电压同时作用于运算放大器A的两端,运算放大器A的输出电压Uo为:
Figure 2012103997164100002DEST_PATH_IMAGE007
                                    (4)。
将四个电阻R1~R4的阻值代入公式(4),得:
Figure 965389DEST_PATH_IMAGE008
由:
Figure 2012103997164100002DEST_PATH_IMAGE009
得:
Figure 966712DEST_PATH_IMAGE010
                              (5)。
由公式(5)说明,输入的交流电压经运算放大电路进行缩小后,输出的交流电压为与输入的交流电压同步等比例缩小的正弦波形,且中心电压为2.5V,交流电压的输入和输出波形如图7所示。
假设所选用的运算放大器A的最大输出电压摆幅为0.2~4.8V,则四个电阻R1~R4的阻值匹配要保证在交流输入电压范围内运算放大器A的输出值不能超过0.2~4.8V这个范围。
根据公式(5)计算运算放大器A的放大倍数Gain,则
Figure DEST_PATH_IMAGE011
由此可知,当输入的交流电压为最高值280V时,正半轴时,运算放大器A的输出电压Uo=280*0.0075=2.1V,加上偏置电压Vct=2.5V,则2.1+2.5=4.6V<4.8V;负半轴时,输出电压Uo=-280*0.0075=-2.1V,加上偏置电压Vct=2.5V,则2.5-2.1=0.4V>0.2V,满足运算放大器A的输出电压摆幅要求。
(4)通过运算放大器A输出的交流电压的幅值在0~5V之间,所述5V为MCU的接口电压的最大值。
当然,所述四个电阻R1~R4的阻值也可以配置成其他参数值,只要满足上述四方面要求即可,本实施例并不仅限于以上举例。
由于一般的集成运放放大器A的带宽都比较高,通常可以达到1MHz,足可以响应50Hz交流输入电压正弦波的变化。当然,所述四个电阻R1~R4与运算放大器A的两个输入引脚的连接位置也可以对调,即,将运算放大器A的同相输入引脚+通过第一电阻R1连接交流电源的零线,并通过第四电阻R4连接运算放大器A的输出引脚;将运算放大器A的反相输入引脚-通过第二电阻R2连接交流电源的火线,并通过第三电阻R3连接偏置电压Vct。由此构建的运算放大电路同样可以实现对交流输入电压的波形进行同步等比例缩小,以满足MCU的接收要求。
当然,也可以采用其他具有对交流电压波形进行同步等比例缩小的电子线路进行所述运算放大电路的具体设计,本实施例并不仅限于以上举例。
作为本实施例的一种优选设计方案,优选将所述运算放大器A的输出引脚连接到MCU的其中一路AD接口上,利用MCU的AD接口进行交流电压波形的采样检测,并转换成与采样到的模拟电压相对应的数字量与保护阈值Vp等比例缩小后所对应的数字量进行比较,若输入的交流电压的瞬时值小于Vp,则启动MCU内部的计时器开始计时,高于保护阈值Vp时解除计时,计时时间超过维持时间T,则认为输入的交流电源已经断电,MCU立即关闭其PWM触发信号的输出,即关闭直流变频压缩机的驱动控制输出,控制逆变电路停止运行,不再为压缩机提供供电电源,进而使压缩机断电停止运行,由此实现对直流变频压缩机的瞬时断电保护,保护时序参见图5所示。
将图6所示的交流电源断电保护电路应用于直流变频空调器的室外机主控板的电路设计中,并运行如图4所示的断电检测和保护方法,则可以在输入的交流电源发生断电的瞬间,实现对空调器内部电路以及直流变频压缩机的迅速保护,真正避免了直流变频压缩机的永磁体在交流电源断电瞬间退磁或者逆变器件损坏等问题的发生。
图8、图9分别为不采用瞬时断电保护和采用瞬时断电保护两种情况的对比测试分析。其中,图8是不采用瞬时断电保护技术时捕捉到的断电瞬间直流母线电压、压缩机相电流和PWM触发信号的波形图。由图8中的波形可以看出:在断电瞬间,滤波电路中的电解电容储存的大量能量全部施加到压缩机的两相绕组上,相电流有一个非常大的过冲,冲击电流峰值达到35A,这个电流足可以使压缩机的永磁体退磁,缩短直流变频压缩机的使用寿命。图9是采用瞬时断电保护技术时捕捉到的断电瞬间直流母线电压、压缩机相电流和PWM触发信号的波形图。由图9中的波形可以看出:当检测到交流电源瞬时断电时,MCU立即关闭PWM触发信号的输出,使得逆变电路中的IGBT管关断,此时压缩机的相电流立即归零,没有任何冲击电流,真正实现了对直流变频压缩机的瞬时断电保护。
当然,本发明所提出的交流电源瞬时断电快速检测及保护技术,同样适用于除直流变频压缩机以外的其他需要逆变电源供电的负载设备中。
应当指出的是,以上所述仅是本发明的一种优选实施方式,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种交流电源断电检测方法,其特征在于:检测交流电源的交流电压波形,当交流电压的幅值的绝对值小于保护阈值Vp,且持续时间超过设定的维持时间T时,判定所述交流电源断电;其中,所述维持时间T大于交流电压正常时,在过零点前后从-Vp变化到+Vp或者从+Vp变化到-Vp所经历的死区时间t0
2.根据权利要求1所述的交流电源断电检测方法,其特征在于:假设所述交流电压的输入范围在Vac_min至Vac_max之间,其中,Vac_min和Vac_max均为交流电压的有效值,根据有效值为Vac_min的交流电压确定所述的死区时间t0
3.根据权利要求2所述的交流电源断电检测方法,其特征在于:所述T=t0*k,其中,k为大于1的系数,且T小于等于4毫秒。
4.根据权利要求3所述的交流电源断电检测方法,其特征在于:所述k在大于1、小于等于1.5的范围内取值。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的交流电源断电检测方法,其特征在于:所述交流电源为单相交流电源,对所述交流电源的交流电压进行同步等比例缩小后,传输至处理器与等比例缩小后的保护阈值Vp进行比较,若小于缩小后的保护阈值Vp,则启动计时,并在计时时间到达所述的维持时间T时,生成交流电源断电的检测结果。
6.根据权利要求5所述的交流电源断电检测方法,其特征在于:所述交流电源通过一运算放大电路输出同步等比例缩小的交流电压,调节通过运算放大电路输出的交流电压的中心电压,使输出的交流电压的幅值在整个周期内均为正值,且电压峰值小于处理器所允许的接口电压。
7.根据权利要求6所述的交流电源断电检测方法,其特征在于:在所述运算放大电路中包括一个运算放大器,将所述运算放大器的同相输入引脚和反相输入引脚各自经由一个等阻值的电阻与交流电源的火线和零线一对一连接,且将同相输入引脚通过第三电阻连接到偏置电压,反相输入引脚通过第四电阻连接到运算放大器的输出引脚上;其中,第三电阻和第四电阻的阻值相等,偏置电压等于所述的中心电压;调节四个电阻的阻值,使通过运算放大器输出的交流电压满足处理器的接收要求。
8.根据权利要求7所述的交流电源断电检测方法,其特征在于:所述中心电压为处理器的接口电压的一半。
9.一种直流变频压缩机的断电保护方法,其特征在于:包括如权利要求1至8中任一项所述的交流电源断电检测方法,在判定交流电源断电后,切断向直流变频压缩机输出的供电电源,控制直流变频压缩机停止运行。
10.根据权利要求9所述的直流变频压缩机的断电保护方法,其特征在于:所述供电电源由所述交流电源通过整流、逆变电路转换生成,在判定交流电源断电后,停止向所述逆变电路发送触发信号,通过控制逆变电路停止运行,以切断直流变频压缩机的供电电源。
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Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104389775A (zh) * 2014-11-03 2015-03-04 宁波奥克斯空调有限公司 一种空调压缩机异常掉电的保护方法
CN104767181A (zh) * 2014-01-02 2015-07-08 广东美的制冷设备有限公司 静电保护装置、智能功率模块和变频家电
CN105137251A (zh) * 2015-10-09 2015-12-09 珠海格力电器股份有限公司 空调器及其故障的检测方法、装置和系统
CN105633919A (zh) * 2014-10-27 2016-06-01 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 空调机组的断电保护方法和系统
CN106980040A (zh) * 2017-03-10 2017-07-25 厦门致杰智能科技有限公司 隔离电力线电压测量装置
CN107994542A (zh) * 2017-12-28 2018-05-04 杭州先途电子有限公司 变频控制器及其控制方法
CN107994541A (zh) * 2017-12-28 2018-05-04 杭州先途电子有限公司 变频控制器及其控制方法
CN108508380A (zh) * 2018-04-23 2018-09-07 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种ac电压掉电的快速检测方法
CN108508378A (zh) * 2018-03-30 2018-09-07 四川斐讯信息技术有限公司 一种电源启动特性的测试方法及系统
CN109458695A (zh) * 2018-10-31 2019-03-12 奥克斯空调股份有限公司 一种断电压缩机退磁保护方法及装置
CN109613452A (zh) * 2018-11-29 2019-04-12 奥克斯空调股份有限公司 交流电源掉电检测方法、直流变频压缩机的掉电保护方法
CN110687475A (zh) * 2019-11-18 2020-01-14 珠海格力电器股份有限公司 远程故障诊断电路、检测方法和多联机空调机组
CN110865275A (zh) * 2018-08-28 2020-03-06 盾安环境技术有限公司 母线故障状态的确定方法及装置
CN111337856A (zh) * 2020-03-23 2020-06-26 广州市极越电子有限公司 一种断电检测方法及断电传感器
CN111404121A (zh) * 2020-05-14 2020-07-10 儒竞艾默生环境优化技术(上海)有限公司 电源欠压保护方法、系统、介质及装置
CN111714035A (zh) * 2020-05-20 2020-09-29 科沃斯机器人股份有限公司 集尘设备、机器人系统、放电装置及放电方法
CN111894840A (zh) * 2020-07-28 2020-11-06 珠海格力电器股份有限公司 一种压缩机防失步电路、控制方法及空调器
CN112840522A (zh) * 2019-06-17 2021-05-25 东芝三菱电机产业系统株式会社 电源装置以及交流电源的异常检测方法
CN112909885A (zh) * 2021-03-03 2021-06-04 日立楼宇技术(广州)有限公司 变频控制电路的控制方法、装置、计算机设备和存储介质
CN113740760A (zh) * 2020-05-29 2021-12-03 株式会社村田制作所 用于对交流电源进行快速故障检测的方法和装置
CN114137291A (zh) * 2021-11-16 2022-03-04 广东格兰仕集团有限公司 过零检测方法、装置、洗衣机及可读存储介质
CN114229638A (zh) * 2021-11-10 2022-03-25 淮北矿业股份有限公司 矿井提升机安全回路瞬间断路故障捕捉电路

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1217459A (zh) * 1997-11-07 1999-05-26 三洋电机株式会社 冷冻机的保护装置
US20080106966A1 (en) * 2006-11-03 2008-05-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Circuit of detecting power-up and power-down
CN101295593A (zh) * 2008-06-15 2008-10-29 王振民 电流零点附近断电交流电力开关
US20090009920A1 (en) * 2007-07-04 2009-01-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormality detecting device of electric power converting device and abnormality detecting method
CN101355315A (zh) * 2007-07-25 2009-01-28 中兴通讯股份有限公司 正弦逆变系统输出直流量采样方法和电路
CN101431256A (zh) * 2008-07-28 2009-05-13 北京市研祥兴业国际智能科技有限公司 断电保护装置
CN101674046A (zh) * 2009-09-07 2010-03-17 清华大学 一种空调变频器的电流重构过调制装置及方法
CN102116822A (zh) * 2010-12-30 2011-07-06 易事特电力系统技术有限公司 三相不间断电源的电网掉电检测方法
CN202305717U (zh) * 2011-10-13 2012-07-04 瑞谷科技(深圳)有限公司 交流断电快速检测电路
CN102628907A (zh) * 2012-04-27 2012-08-08 梅特勒-托利多(常州)精密仪器有限公司 电子设备断电持续时间的检测方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1217459A (zh) * 1997-11-07 1999-05-26 三洋电机株式会社 冷冻机的保护装置
US20080106966A1 (en) * 2006-11-03 2008-05-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Circuit of detecting power-up and power-down
US20090009920A1 (en) * 2007-07-04 2009-01-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Abnormality detecting device of electric power converting device and abnormality detecting method
CN101355315A (zh) * 2007-07-25 2009-01-28 中兴通讯股份有限公司 正弦逆变系统输出直流量采样方法和电路
CN101295593A (zh) * 2008-06-15 2008-10-29 王振民 电流零点附近断电交流电力开关
CN101431256A (zh) * 2008-07-28 2009-05-13 北京市研祥兴业国际智能科技有限公司 断电保护装置
CN101674046A (zh) * 2009-09-07 2010-03-17 清华大学 一种空调变频器的电流重构过调制装置及方法
CN102116822A (zh) * 2010-12-30 2011-07-06 易事特电力系统技术有限公司 三相不间断电源的电网掉电检测方法
CN202305717U (zh) * 2011-10-13 2012-07-04 瑞谷科技(深圳)有限公司 交流断电快速检测电路
CN102628907A (zh) * 2012-04-27 2012-08-08 梅特勒-托利多(常州)精密仪器有限公司 电子设备断电持续时间的检测方法

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104767181A (zh) * 2014-01-02 2015-07-08 广东美的制冷设备有限公司 静电保护装置、智能功率模块和变频家电
CN104767181B (zh) * 2014-01-02 2018-03-27 广东美的制冷设备有限公司 静电保护装置、智能功率模块和变频家电
CN105633919A (zh) * 2014-10-27 2016-06-01 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 空调机组的断电保护方法和系统
CN105633919B (zh) * 2014-10-27 2018-09-07 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 空调机组的断电保护方法和系统
CN104389775A (zh) * 2014-11-03 2015-03-04 宁波奥克斯空调有限公司 一种空调压缩机异常掉电的保护方法
CN105137251A (zh) * 2015-10-09 2015-12-09 珠海格力电器股份有限公司 空调器及其故障的检测方法、装置和系统
CN106980040A (zh) * 2017-03-10 2017-07-25 厦门致杰智能科技有限公司 隔离电力线电压测量装置
CN107994542A (zh) * 2017-12-28 2018-05-04 杭州先途电子有限公司 变频控制器及其控制方法
CN107994541A (zh) * 2017-12-28 2018-05-04 杭州先途电子有限公司 变频控制器及其控制方法
CN108508378A (zh) * 2018-03-30 2018-09-07 四川斐讯信息技术有限公司 一种电源启动特性的测试方法及系统
CN108508380A (zh) * 2018-04-23 2018-09-07 深圳市高斯宝电气技术有限公司 一种ac电压掉电的快速检测方法
CN110865275A (zh) * 2018-08-28 2020-03-06 盾安环境技术有限公司 母线故障状态的确定方法及装置
CN109458695A (zh) * 2018-10-31 2019-03-12 奥克斯空调股份有限公司 一种断电压缩机退磁保护方法及装置
CN109613452A (zh) * 2018-11-29 2019-04-12 奥克斯空调股份有限公司 交流电源掉电检测方法、直流变频压缩机的掉电保护方法
CN112840522B (zh) * 2019-06-17 2024-09-20 株式会社Tmeic 电源装置以及交流电源的异常检测方法
CN112840522A (zh) * 2019-06-17 2021-05-25 东芝三菱电机产业系统株式会社 电源装置以及交流电源的异常检测方法
CN110687475A (zh) * 2019-11-18 2020-01-14 珠海格力电器股份有限公司 远程故障诊断电路、检测方法和多联机空调机组
CN111337856A (zh) * 2020-03-23 2020-06-26 广州市极越电子有限公司 一种断电检测方法及断电传感器
CN111404121A (zh) * 2020-05-14 2020-07-10 儒竞艾默生环境优化技术(上海)有限公司 电源欠压保护方法、系统、介质及装置
CN111714035A (zh) * 2020-05-20 2020-09-29 科沃斯机器人股份有限公司 集尘设备、机器人系统、放电装置及放电方法
CN111714035B (zh) * 2020-05-20 2022-07-05 科沃斯机器人股份有限公司 集尘设备、机器人系统、放电装置及放电方法
CN113740760B (zh) * 2020-05-29 2023-05-16 株式会社村田制作所 用于对交流电源进行快速故障检测的方法和装置
CN113740760A (zh) * 2020-05-29 2021-12-03 株式会社村田制作所 用于对交流电源进行快速故障检测的方法和装置
CN111894840A (zh) * 2020-07-28 2020-11-06 珠海格力电器股份有限公司 一种压缩机防失步电路、控制方法及空调器
CN111894840B (zh) * 2020-07-28 2021-10-26 珠海格力电器股份有限公司 一种压缩机防失步电路、控制方法及空调器
CN112909885A (zh) * 2021-03-03 2021-06-04 日立楼宇技术(广州)有限公司 变频控制电路的控制方法、装置、计算机设备和存储介质
CN114229638A (zh) * 2021-11-10 2022-03-25 淮北矿业股份有限公司 矿井提升机安全回路瞬间断路故障捕捉电路
CN114137291A (zh) * 2021-11-16 2022-03-04 广东格兰仕集团有限公司 过零检测方法、装置、洗衣机及可读存储介质

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