CN104362861A - 一种控制压缩机驱动频率的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制压缩机驱动频率的方法和控制压缩机驱动频率的装置，应用于变频空调中，用于实现通过改变控制开关电源的PWM载频来调整压缩机的驱动频率，提高电源的利用率，增大功率因数的技术效果。在第一时刻起的第一时间段内，以第一输入频率控制所述变频空调的开关电源进行开通和断开，获得与所述开关电源对应的第一脉冲宽度调制PWM载频；控制与所述开关电源相连的变压器输出与所述第一PWM载频对应的第一直流电压；在第二时间段内，以不同于所述第一输入频率的第二输入频率控制所述开关电源进行开通和断开，获得与所述开关电源对应的第二PWM载频；控制所述变压器动态地输出与所述第二PWM载频对应的第二直流电压。

Description

一种控制压缩机驱动频率的方法和装置
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种控制压缩机驱动频率的方法和装置。
背景技术
随着科学技术的不断发展，全球倡导“环保低碳”，环保变频空调进入了一个新时代，变频空调也应运而生。变频空调是指其压缩机的工作电源的频率及压缩机的转速都是可变的空调，变频空调依靠压缩机中电机转速的变化来达到对室温的控制，因此压缩机是空调的心脏，其转速直接影响到空调的使用效率，变频器就是用来控制和调整压缩机转速的控制系统，使之始终处于最佳的转速状态，从而提高能效比。
目前，在向变频空调提供工作电源时，常是采用开关电源进行供电。开关电源是指通过控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。但目前，为了方便控制，开关电源的采用的输入频率常为固定频率，使得对应的功率因数(Power Factor Correction，PFC)的频率不够理想，不易通过EMC测试，从而成本较高，电源利用率较低。
发明内容
本发明实施例提供一种控制压缩机驱动频率的方法和装置，用于实现通过改变控制开关电源的PWM载频来调整压缩机的驱动频率，从而提高电源的利用率，增大功率因数的技术效果。
一种控制压缩机驱动频率的方法，应用在变频空调中，包括以下步骤：
在第一时刻起的第一时间段内，以第一输入频率控制所述变频空调的开关电源进行开通和断开，获得与所述开关电源对应的第一脉冲宽度调制PWM载频；
控制与所述开关电源相连的变压器动态地输出与所述第一PWM载频对应的第一直流电压；
在所述第一时间段的第一结束时刻后的第二时刻起的第二时间段内，以不同于所述第一输入频率的第二输入频率控制所述开关电源进行开通和断开，获得与所述开关电源对应的第二PWM载频；
控制所述变压器动态地输出与所述第二PWM载频对应的第二直流电压。
另一方面，本申请提供了一种控制压缩机驱动频率的装置，包括：
控制模块，用于在第一时刻起的第一时间段内，以第一输入频率控制所述变频空调的开关电源进行开通和断开，获得与所述开关电源对应的第一脉冲宽度调制PWM载频；
输出模块，用于控制与所述开关电源相连的变压器输出与所述第一PWM载频对应的第一直流电压；
所述控制模块还用于在所述第一时间段的第一结束时刻后的第二时刻起的第二时间段内，以不同于所述第一输入频率的第二输入频率控制所述开关电源进行开通和断开，获得与所述开关电源对应的第二PWM载频；
所述输出模块还用于控制所述变压器动态地输出与所述第二PWM载频对应的第二直流电压。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
本申请的技术方案中，由于在第一时间段内，通过以第一输入频率控制开关电源进行开通和断开，获得对应的第一PWM载频，并通过相连的变压器在第一段时间内输出对应的第一直流电压，通过进一步的转化可以驱动压缩机的电机以相应频率进行转动，即通过在不同时间段内以不同的输入频率控制开关电源的开通和断开，从而使得与开关电源连接的变压器动态地输出相应的直流电压，从而将直流电压通过逆变器可以转换为驱动压缩机的交变电压，由于产生变化的PWM频率，因此，使得控制压缩机的电机处于转动过程中，不会因固定的PWM频率而对周围部件持续产生的较强的电磁骚扰，同时，通过动态改变开关电源的PWM载频来驱动压缩机，从而提高了电源利用率。
附图说明
图1为本申请实施例一中控制压缩机驱动频率的方法流程图；
图2为本申请实施例二中控制压缩机驱动频率的装置结构图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种控制压缩机驱动频率的方法和装置，通过改变控制开关电源的PWM载频来调整压缩机的驱动频率，从而提高电源的利用率，增大功率因数。
为了解决上述技术问题，本申请提供的技术方案总体思路如下：
在第一时刻起的第一时间段内，以第一输入频率控制所述变频空调的开关电源进行开通和断开，获得与所述开关电源对应的第一脉冲宽度调制PWM载频；
控制与所述开关电源相连的变压器输出与所述第一PWM载频对应的第一直流电压；
在所述第一时间段的第一结束时刻后的第二时刻起的第二时间段内，以不同于所述第一输入频率的第二输入频率控制所述开关电源进行开通和断开，获得与所述开关电源对应的第二PWM载频；
控制所述变压器动态地输出与所述第二PWM载频对应的第二直流电压。
本申请的技术方案中，由于在第一时间段内，通过以第一输入频率控制开关电源进行开通和断开，获得对应的第一PWM载频，并通过相连的变压器在第一段时间内输出对应的第一直流电压，通过进一步的转化可以驱动压缩机中电机进行转动，即通过在不同时间段内以不同的输入频率控制开关电源的开通和断开，从而使得与开关电源连接的变压器动态地输出相应的直流电压，从而将直流电压通过逆变器可以转换为驱动压缩机的交变电压，由于产生变化的PWM频率，因此，使得控制压缩机的电机处于转动过程中，不会因固定的PWM频率而对周围部件持续产生的较强的电磁骚扰，同时，通过动态改变开关电源的PWM载频来驱动压缩机，从而提高了电源利用率。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
实施例一：
本申请第一方面提供了一种控制压缩机驱动频率的方法，应用于变频空调中，请参见图1，该方法可以包括以下步骤：
S1：在第一时刻起的第一时间段内，以第一输入频率控制所述变频空调的开关电源进行开通和断开，获得与所述开关电源对应的第一脉冲宽度调制PWM载频。
S2：控制与所述开关电源相连的变压器输出与所述第一PWM载频对应的第一直流电压。
S3：在所述第一时间段的第一结束时刻后的第二时刻起的第二时间段内，以不同于所述第一输入频率的第二输入频率控制所述开关电源进行开通和断开，获得与所述开关电源对应的第二PWM载频。
S4：控制所述变压器动态地输出与所述第二PWM载频对应的第二直流电压。
本发明实施例中，开关电源只要由主电路、控制电路、检测电路、辅助电源四大部份组成，其通过控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压，且开关电源可以是由脉冲宽度调制(Pulse-Width Modulation，PWM)控制集成电路和金属氧化物半导体场效应管而构成。
PWM是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法，其通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有，要么完全无，即电压或电流源是以一种开通或断开的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。例如，开通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断开的时候即是供电被断开的时候。多数负载(无论是电感性负载还是电容性负载)需要的调制频率高于10Hz，通常调制频率为1kHz到200kHz之间。
在S1中，从第一时刻起的第一时间段内，以第一输入频率控制所述变频空调的开关电源进行开通和断开，其中，第一时间段可以是PWM载频的一个载波周期中，脉冲宽度输出高电平的时间。例如，若周期T＝64us，脉冲宽度D＝32us，则第一时间段为32us，故在该段时间内，可以将PWM波对应的频率调整为第一输入频率，从而输出具有第一输入频率对应的所述第一PWM载频。
可选的，在实际应用过程中，在执行S1之前，该方法还可以包括：检测变频空调中当前负载所需的第一电源电压；根据第一电源电压确定控制开关电源的所述第一输入频率。即在确定控制开关电源对应的PWM载频时，可以检测在该第一时间段内，驱动负载所需要的第一电源电压，从而控制开关电源的输入频率。
具体的，在通过与开关电源连接的变压器输出第一直流电压后，可将第一直流电压通过逆变器，进而将第一直流电压转换为可驱动压缩机中电机的第一交流电压，从而驱动电机。
在实际控制过程中，可将压缩机中的电机作为模拟负载，则通过对开关电源的PWM载频的控制，通过开关电源中的变压器可为模拟负载提供驱动电源，进而通过获得比较和分析模拟负载的实际电流值和输入给模拟负载的目标电流值，来检测驱动板或主控电路的电参数是否符合标准，若不符合，则可通过改变开关电源的PWM载频来进行调整。
在进行S3之前，可以检测变频空调中，当前负载所需的第二电源电压，进而确定在第一时间段的第一结束时刻后的第二时刻起的第二时间段内，将以第二输入频率进行控制，即开始执行S3，以不同于第一输入频率的第二输入频率来控制开关电源的开通和断开，从而使得对应的PWM波具有第二PWM载频，其中，第二输入频率和第一输入频率可以具有一定的关联，以使得在不同时间段内通过规律的波动性来控制开关电源的开通和断开。现有技术中在控制开关电源时，开关电压的载频通常为固定的频率，例如20KHz。则在对开关电源进行控制后，设置的输入频率可以是20KHz±1KHz，例如，第一输入频率可以是19KHz，第二输入频率可以是21IKHz，以便控制开关电源的频率动态的变化。
在获得与开关电源对应的第二PWM载频后，执行S4，将具有第二PWM载频的PWM波通过开关电源中的变压器，以获得不同于第一直流电压的第二直流电压，且进一步可将第二直流电压通过与变压器相连的逆变器，从而获得驱动压缩机中电机的第二交流电压，控制电机的转子进行转动。
并且，在第二时间段结束后的其它时间段内，可以根据检测的电源需求，设置其它不同的输入频率来控制开关电源的开通和断开，以便在驱动压缩机的电机时，能够在保持提供稳定的电压的同时，提高电源的利用率。
由于本发明实施例中，对通过对输入频率的调整使得开关电源对应的PWM载频为动态变化的，从而利用输出的交流电压驱动压缩机的电机，可以减小压缩机中电机在转动过程中对其它部件造成的电磁骚扰，提高电源利用率，从而较好地控制功率因数(Power Factor Correction，PFC)，使得易于通过EMC检测。
其中，控制PFC的方法可以采取通过检测电源电流的平均值和瞬时平均值进行算法，从而自动输出PWM，进而可以通过控制绝缘栅双极型晶体管的导通和关断，调节直流母线电压和功率因数，直流母线电压随意提升，而且稳定，可实现98～99.9％的开关电源功率因素的调节，输出电压波动非常小。
实施例二：
请参考图2，本申请实施例中的控制压缩机驱动频率的装置可以包括：
控制模块201可以用于在第一时刻起的第一时间段内，以第一输入频率控制所述变频空调的开关电源进行开通和断开，获得与所述开关电源对应的第一脉冲宽度调制PWM载频。
输出模块202可以用于控制与所述开关电源相连的变压器输出与所述第一PWM载频对应的第一直流电压。
所述控制模块201还可以用于在所述第一时间段的第一结束时刻后的第二时刻起的第二时间段内，以不同于所述第一输入频率的第二输入频率控制所述开关电源进行开通和断开，获得与所述开关电源对应的第二PWM载频。
所述输出模块202还可以用于控制所述变压器动态地输出与所述第二PWM载频对应的第二直流电压。
可选的，本发明实施例中，所述装置还包括：检测模块，用于检测所述变频空调中当前负载所需的第一电源电压；根据所述第一电源电压确定控制所述开关电源的所述第一输入频率。
其中，所述检测模块还用于检测所述变频空调中负载所需的第二电源电压；根据所述第二电源电压确定控制所述开关电源的所述第二输入频率。
可选的，本发明实施例中，所述装置还包括：转换模块，用于将所述第一直流电压输入与所述开关电源相连的逆变器，获得驱动与所述逆变器相连的压缩机中电机的第一交流电压。
其中。所述转换模块还用于将所述第二直流输入所述逆变器，获得驱动所述电机的第二交流电压。
可选的，本发明实施例中，所述第一输入频率和所述第二输入频率为处于预设频率范围的频率，所述预设频率范围为根据所述变频空调的负载确定的频率范围。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种控制压缩机驱动频率的方法，应用于变频空调中，其特征在于，所述方法包括：
在第一时刻起的第一时间段内，以第一输入频率控制所述变频空调的开关电源进行开通和断开，获得与所述开关电源对应的第一脉冲宽度调制PWM载频；
控制与所述开关电源相连的变压器输出与所述第一PWM载频对应的第一直流电压；
在所述第一时间段的第一结束时刻后的第二时刻起的第二时间段内，以不同于所述第一输入频率的第二输入频率控制所述开关电源进行开通和断开，获得与所述开关电源对应的第二PWM载频；
控制所述变压器动态地输出与所述第二PWM载频对应的第二直流电压。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述在第一时刻起的第一时间段内，以第一输入频率控制所述变频空调的开关电源进行开通和断开，获得与所述开关电源对应的第一脉冲宽度调制PWM载频之前，所述方法还包括：
检测所述变频空调中当前负载所需的第一电源电压；
根据所述第一电源电压确定控制所述开关电源的所述第一输入频率。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述在所述第一时间段的第一结束时刻后的第二时刻起的第二时间段内，以不同于所述第一输入频率的第二输入频率控制所述开关电源进行开通和断开，获得与所述开关电源对应的第二PWM载频之前，所述方法还包括：
检测所述变频空调中负载所需的第二电源电压；
根据所述第二电源电压确定控制所述开关电源的所述第二输入频率。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在控制与所述开关电源相连的变压器动态地输出与所述第一PWM载频对应的第一直流电压之后，所述方法还包括：
将所述第一直流电压输入与所述开关电源相连的逆变器，获得驱动与所述逆变器相连的压缩机中电机的第一交流电压。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在控制所述变压器动态地输出与所述第二PWM载频对应的第二直流电压之后，所述方法还包括：
将所述第二直流输入所述逆变器，获得驱动所述电机的第二交流电压。
6.如权利要求1-5任一权项所述的方法，其特征在于，所述第一输入频率和所述第二输入频率为处于预设频率范围的频率，所述预设频率范围为根据所述变频空调的负载确定的频率范围。
7.一种控制压缩机驱动频率的装置，应用于变频空调中，其特征在于，所述装置包括：
控制模块，用于在第一时刻起的第一时间段内，以第一输入频率控制所述变频空调的开关电源进行开通和断开，获得与所述开关电源对应的第一脉冲宽度调制PWM载频；
输出模块，用于控制与所述开关电源相连的变压器输出与所述第一PWM载频对应的第一直流电压；
所述控制模块还用于在所述第一时间段的第一结束时刻后的第二时刻起的第二时间段内，以不同于所述第一输入频率的第二输入频率控制所述开关电源进行开通和断开，获得与所述开关电源对应的第二PWM载频；
所述输出模块还用于控制所述变压器动态地输出与所述第二PWM载频对应的第二直流电压。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
检测模块，用于检测所述变频空调中当前负载所需的第一电源电压；根据所述第一电源电压确定控制所述开关电源的所述第一输入频率。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述检测模块还用于检测所述变频空调中负载所需的第二电源电压；根据所述第二电源电压确定控制所述开关电源的所述第二输入频率。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
转换模块，用于将所述第一直流电压输入与所述开关电源相连的逆变器，获得驱动与所述逆变器相连的压缩机中电机的第一交流电压。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述转换模块还用于将所述第二直流输入所述逆变器，获得驱动所述电机的第二交流电压。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第一输入频率和所述第二输入频率为处于预设频率范围的频率，所述预设频率范围为根据所述变频空调的负载确定的频率范围。
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