CN104377951B - 功率因素校正方法和装置、空调以及电器 - Google Patents

Abstract

本发明适用于电器领域，提供了功率因素校正方法和装置、空调以及电器。电流检测模块检测PFC电路模块的输入电流；输入电压检测模块检测PFC电路模块的输入电压；输出电压检测模块检测PFC电路模块的输出电压；驱动模块基于所述电流检测模块检测的输入电流、所述输入电压检测模块检测到的输入电压和所述输出电压采样模检测到的输出电压，并根据第一算法生成具有指定频率范围内至少两个频率的变频驱动信号，以所述变频驱动信号控制所述PFC电路模块中所述开关模块的导通或关断。对于由开关模块的导通/关断而引入的EMI噪声，该EMI噪声的能量散布在多个频率成分，使得即使不在PFC电路模块添加EMI滤波电路，引入的EMI噪声在不同频率成分的裕量均满足国家制定的标准。

Description

功率因素校正方法和装置、空调以及电器

技术领域

本发明属于电器领域，尤其涉及功率因素校正方法和装置、空调以及电器。

背景技术

目前，许多电器需直流供电，所需直流电由整流电路对市电(单相或三相交流电)整流得到。因整流电路对输出电压的相位与电流的相位均不做控制，如果通过整流电路所得的直流电对非线性负载模块(例如电机)直接供电，电路的功率因数较低；与此同时，负载模块中的电力电子器件也会产生大量谐波，对电网电源造成污染。为了减少电器产生的电流谐波和无功功率，提高电网电能质量，我国颁布了限制用电设备电流谐波的国家标准，如GB/T14549《电能质量公用电网谐波》以及GB17625.1标准。

为减少电器产生的电流谐波和无功功率，在所述整流电路和所述负载模块之间添加功率因数校正环节(Power Factor Correction，PFC)。目前主要采用的PFC电路，包括无源PFC电路和有源PFC电路两种；其中，无源PFC电路主要采用电感和电容组成的无源网络；其中，有源PFC电路不但可采用无源PFC电路所采用的元器件，还具有开关模块(例如MOSFET，再例如三极管)，可人为控制该开关模块以进一步调整功率因素，使得有源PFC电路具有功率因数高、谐波电流小、输出电压稳定等优点，从而得到广泛应用，譬如在空调领域，为压缩机和风机供电的直流电源的功率因素均由有源PFC电路校正。

有源PFC电路常用的控制策略包括峰值、滞环、平均电流以及单周期控制等方式。虽然，单周期控制方式在一定程度上具备了较好的功率因数校正与电流谐波抑制功能；但是，单周期控制方式需控制有源PFC电路内部的开关器件不停动作来实现，由于开关器件的电压以单频率(与该单周期对应)不停在零伏至母线电压之间变化，导致较大电磁干扰(Electromagnetic Interference，EMI)的产生(占产生的EMI噪声大部分能量的频率为该单频率的倍数)，影响周围通信等电子设备的正常工作。产生的电磁干扰主要分为传导干扰和辐射干扰两种类型；传导干扰主要包括：开关器件的单频率开关动作产生的脉动电流(差模干扰)，开关器件引起的电压变化(du/dt)与杂散参数间相互作用而导致的共模干扰。国家制定标准GB/T6113对无线电骚扰、抗扰度测量设备和测量方法进行了规范，同时也提出了对家用电器和电动工具的电磁兼容要求。因此，有源PFC电路的设计还必须考虑EMI抑制的要求。抑制EMI噪声的方法主要有滤波、接地、屏蔽等技术方法，上述方法均要求在电源电路(包括PFC电路)的设计初期就考虑，且调试过程复杂漫长，还需不断对电源电路的布线和元器件的摆放位置进行调试修改；另外，上述方法所需的EMI滤波电路，会因增加的电容或电感而导致成本增加。

发明内容

本发明的目的在于提供功率因素校正方法和装置、空调以及电器，以解决因单周期控制方式导致集中在与单频率成倍数关系的频率的EMI噪声较大，需采用EMI滤波电路而导致的成本增加的问题。

一方面，本发明提供一种功率因素校正装置，连接在整流模块和负载模块之间；所述功率因素校正装置包括PFC电路模块，所述PFC电路模块包括开关模块；还包括电流检测模块、输入电压检测模块、输出电压检测模块和驱动模块，所述电流检测模块、所述输入电压检测模块、所述输出电压检测模块分别与所述驱动模块电连接，所述PFC电路模块分别与所述电流检测模块、所述输入电压检测模块和所述输出电压检测模块电连接，所述驱动模块与所述开关模块电连接；

所述电流检测模块，用于检测所述PFC电路模块的输入电流；

所述输入电压检测模块，用于检测所述PFC电路模块的输入电压；

所述输出电压检测模块，用于检测所述PFC电路模块的输出电压；

所述驱动模块，用于基于所述电流检测模块检测的输入电流、所述输入电压检测模块检测到的输入电压和所述输出电压检测模块检测到的输出电压，并根据第一算法生成具有指定频率范围内至少两个频率的变频驱动信号，以所述变频驱动信号控制所述PFC电路模块中所述开关模块的导通或关断。

一方面，本发明提供一种电器，所述电器包括上述的功率因素校正装置。

一方面，本发明提供一种空调，所述空调包括上述的功率因素校正装置。

一方面，本发明提供电机驱动方法，所述电机驱动方法包括：

步骤A11，电流检测模块检测PFC电路模块的输入电流；

步骤A12，输入电压检测模块检测所述PFC电路模块的输入电压；

步骤A13，输出电压检测模块检测所述PFC电路模块的输出电压；

步骤A14，驱动模块基于所述电流检测模块检测的输入电流、所述输入电压检测模块检测到的输入电压和所述输出电压检测模块检测到的输出电压，并根据第一算法生成具有指定频率范围内至少两个频率的变频驱动信号，以所述变频驱动信号控制PFC电路模块中开关模块的导通或关断。

本发明的有益效果：基于检测到的检测PFC电路模块的输入电流、输入电压和输出电压，根据第一算法生成具有指定频率范围内至少两个频率的变频驱动信号。以该变频驱动信号控制控制PFC电路模块中开关模块的导通或关断，对于由中开关模块的导通/关断而引入的EMI噪声，该EMI噪声的能量散布在多个频率成分(与变频驱动信号的频率成分具有倍数关系)，使得即使不在PFC电路模块添加EMI滤波电路，引入的EMI噪声在不同频率成分均满足国家制定的标准(例如GB/T6113)。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是背景技术提供的功率因素校正装置的组成结构图；

图2是图1中所述驱动模块15的一种组成结构图；

图3是图2中所述载波模块151的一种组成结构图；

图4是图3中所述限幅输出单元1513的一种组成结构图；

图5是图2中所述基准模块152的一种组成结构图；

图6是本发明实施例提供的电机驱动方法的流程图；

图7是图6中步骤A14的一种具体流程图；

图8是图7中步骤A141的一种具体流程图；

图9是图8中步骤A1414的一种具体流程图；

图10是图7中步骤A142的一种具体流程图；

图11是载波模块151生成载波信号的一种示意图；

图12是比较模块153生成PWM格式的变频驱动信号的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本发明实施例提供的功率因素校正装置1的组成结构，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本发明实施例所述的功率因素校正装置，可以是电器内的功率因素校正装置，例如是空调包括的功率因素校正装置，再例如是变频空调包括的功率因素校正装置。在本发明实施例中，所述功率因素校正装置内的所有模块(包括PFC电路模块11、电流检测模块12、输入电压检测模块13、输出电压检测模块14和驱动模块15)均可以采用电路实现；另外，驱动模块15还可以采用控制器实现，本发明实施例对该控制器不做限定，例如该控制器可以采用DSP、单片机、ARM处理器或可编程逻辑器件等等具有数据处理功能的器件或芯片实现。

如图1所示，本发明实施例提供的功率因素校正装置1，连接在整流模块2和负载模块3之间；所述功率因素校正装置1包括PFC电路模块11，所述PFC电路模块11包括开关模块111。

其中，所述整流模块2对接入的市电整流，并向所述PFC电路输出整流得到的直流电。需说明的是，所述整流模块2可以是全波整流电路，也可以是半波整流电路；另外，对于所述整流模块2所采用的电路和该电路所采用的电子元器件，在此均不做限定，例如所述整流模块2为采用二极管组成的全波整流电路。

另需说明的是，本发明实施例对所述开关模块111的电路结构以及其包含的电子元器件和/或芯片均不做限定，例如选用三极管作为开关模块111，再例如选用MOS管作为所述开关模块111。

另需说明的是，本发明实施例对所述负载模块3所包含的耗电器件不做限定，例如所述负载模块3可以是电机，也可以是其它耗电设备。

另外，本发明实施例所述的PFC电路模块11包含有源PFC电路，其中该有源PFC电路包括上述开关模块111，以控制该开关模块111导通或关断的方式，实现功率因素的校正，选用有源PFC电路是为利用有源PFC电路具有功率因数高、谐波电流小、输出电压稳定等优点。

作为本发明实施例所述的PFC电路模块11的一种具体实现方式，如图5所示，PFC电路模块11包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、电感L1、采样电阻RH、电解电容C1和快速恢复二极管D1；所述第一电阻R1的第一端和所述整流模块2的高电位输出端，所述第二电阻R2的第二端和所述整流模块2的低电位输出端，所述第一电阻R1的第二端和所述第二电阻R2的第一端，所述电感L1的第一端接所述第一电阻R1的第一端，所述电感L1的第二端分别和快速恢复二极管D1的阳极和开关模块111的高电位端电连接，所述采样电阻RH的第一端和第二端对应接所述第二电阻R2的第二端和所述开关模块111的低电位端电连接，所述第三电阻R3的第一端和第二端对应接快速恢复二极管D1的阴极和第四电阻R4的第一端，所述第四电阻R4的第二端和所述采样电阻RH的第二端电连接，所述电解电容C1的第一端和第二端对应接所述快速恢复二极管D1的阴极和所述采样电阻RH的第二端，所述负载模块3与所述电解电容C1并联。另外，本发明实施例提供的输入电压检测模块13与所述第二电阻R2的第一端电连接，该输入电压检测模块13检测所述第二电阻R2的第一端的电位，从而计算出第一电阻R1和第二电阻R2的串联电压，实现该输入电压检测模块13对所述PFC电路模块11的输入电压的检测。本发明实施例提供的输入电流检测模块12检测采样电阻RH两端的电压，从而根据采样电阻RH的阻值，计算出所述PFC电路模块11的输入电流。本发明实施例提供的输出电压检测模块14与所述第四电阻R4的第一端电连接，检测所述第四电阻R4的第一端的电位，从而计算出第三电阻R3和第四电阻R4的串联电压，实现输出电压检测模块14对所述PFC电路模块11的输出电压的检测。另外，从开关模块111的受控端引入本发明实施例所述的驱动模块15输出的变频驱动信号，以所述变频驱动信号控制所述开关模块111的导通或关断，实现功率因素的校正。

值得说明的是，如图1所示，本发明实施例提供的功率因素校正装置1还包括电流检测模块12、输入电压检测模块13、输出电压检测模块14和驱动模块15，所述电流检测模块12、所述输入电压检测模块13、所述输出电压检测模块14分别与所述驱动模块15电连接，所述PFC电路模块11分别与所述电流检测模块12、所述输入电压检测模块13和所述输出电压检测模块14电连接，所述驱动模块15与所述开关模块111电连接。

具体地，所述驱动模块15与所述开关模块111的受控端电连接的，从而由所述驱动模块15向所述开关模块111的受控端输出变频驱动信号以控制所述开关模块111的导通或关断。举例说明，当所述开关模块111为N型MOS管时，所述驱动模块15与所述N型MOS管的栅极(受控端)电连接，所述驱动模块15输出的变频驱动信号为由电平“1”和电平“0”组成的PWM信号，当所述驱动模块15向所述开关模块111输出电平“1”时，所述N型MOS管导通，当所述驱动模块15向所述开关模块111输出电平“0”时，所述N型MOS管关断。

其中，所述电流检测模块12用于：检测所述PFC电路模块11的输入电流。本发明实施例对所述电流检测模块12所采用的具体电路，以及所述电流检测模块12检测所述PFC电路模块11的输入电流的具体检测方式，在此不做限定，例如采用现有技术实现，再例如上述，检测采样电阻RH两端的电压，从而根据采样电阻RH的阻值，计算出所述PFC电路模块11的输入电流。

本发明实施例中的电流检测模块12与驱动模块15是电连接的，所述电流检测模块12会实时将检测到的输入电流输出给驱动模块15。

其中，所述输入电压检测模块13用于：检测所述PFC电路模块11的输入电压。本发明实施例对所述输入电压检测模块13所采用的具体电路，以及所述输入电压检测模块13检测所述PFC电路模块11的输入电压的具体检测方式，在此不做限定，例如采用现有技术实现，再例如上述，检测第一电阻R1和第二电阻R2的串联连接点，从而确定串联的第一电阻R1和第二电阻R2所具有的电压(即所述PFC电路模块11的输入电压)。

本发明实施例中的输入电压检测模块13与驱动模块15是电连接的，所述输入电压检测模块13会实时将检测到的输入电压输出给驱动模块15。

其中，所述输出电压检测模块14用于：检测所述PFC电路模块11的输出电压。本发明实施例对所述输出电压检测模块14所采用的具体电路，以及所述输出电压检测模块14检测所述PFC电路模块11的输出电压的具体检测方式，在此不做限定，例如采用现有技术实现，再例如上述，检测第三电阻R3和第四电阻R4的串联连接点，从而确定串联的第三电阻R3和第四电阻R4所具有的电压(即所述PFC电路模块11的输出电压)。

本发明实施例中的输出电压检测模块14与驱动模块15是电连接的，所述输出电压检测模块14会实时将检测到的输出电压输出给驱动模块15。

其中，所述驱动模块15用于：基于所述电流检测模块12检测的输入电流、所述输入电压检测模块13检测到的输入电压和所述输出电压检测模块检测到的输出电压，并根据第一算法生成变频驱动信号，以所述变频驱动信号控制所述PFC电路模块11中所述开关模块111的导通或关断，所述变频驱动信号具有指定频率范围内至少两个频率的频率成分。

本发明实施例所述的变频驱动信号具有至少两个频率成分，该变频驱动信号所具有的所有频率成分都属于指定频率范围。

其中，所述第一算法的引入，是为：基于所述电流检测模块12检测的输入电流、所述输入电压检测模块13检测到的输入电压和所述输出电压检测模块14检测到的输出电压这些参数，生成具有指定频率范围内的至少两个频率成分的变频驱动信号。值得说明的是，所述第一算法可根据实验数据建模确定，也可人为设定，在此不做限定。作为一具体实施方式，在根据实验数据确定该第一算法时，需考虑：以生成的变频驱动信号控制开关模块111的导通或关断时所引入的EMI噪声，该EMI噪声所具有的能量在多个频率成分分散。由于引入的EMI噪声的大部分能量是分布在与变频驱动信号所具有的频率成分成倍数关系的频率成分上，因此在通常情况下，变频驱动信号占用的频率成分越多，引入EMI噪声的能量在更多频率成分上分散，使得电磁兼容性(Electro Magnetic Compatibility，EMC)裕量满足国家制定的标准(例如GB/T6113)。

这样，即使在PFC电路模块11中不添加EMI滤波电路，采用本发明实施例生成的变频驱动信号驱动开关模块111的导通或断开所引入的EMI噪声，该EMI噪声仍满足国家制定的标准(例如GB/T6113)。

作为本发明实施例一优选实施方式，对于对EMI噪声要求较严格的应用场合，可对本发明实施例提供的PFC电路模块11做进一步优化，在PFC电路模块11添加EMI滤波电路。需说明的是，本优选实施方式对添加的EMI滤波电路所采用的电子元器件和/或芯片，以及EMI滤波电路的滤波方式，在此均不做限定，例如可采用现有技术实现。

图2示出了图1中所述驱动模块15的一种组成结构，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明实施例的一具体实施方式，参见图2，所述驱动模块15具体包括载波模块151、基准模块152和比较模块153；其中，所述比较模块153分别与所述载波模块151、所述基准模块152和所述PFC电路模块11中的开关模块111电连接，所述载波模块151与所述输入电压检测模块13电连接，所述基准模块152分别与所述电流检测模块12、所述输入电压检测模块13和所述输出电压检测模块14电连接。

其中，所述载波模块151用于：以所述输入电流的频率或所述输入电压的频率为中心频率，以所述中心频率确定所述指定频率范围，生成载波信号，所述载波信号具有指定频率范围内至少两个频率的频率成分。

具体地，当整流模块2将市电转换为直流电之后，所述整流模块2向PFC电路模块11输出所述直流电；在具体实施过程中，所述电流检测模块12会检测所述PFC电路模块11的输入电流，同时所述输入电压检测模块13会检测所述PFC电路模块11的输入电压，由于检测到的输入电流为所述直流电的电流，由于检测到的输入电压为所述直流电的电压，因此，检测到的输入电流、检测到的输入电压与所述直流电是同周期的，因此所述载波模块151只需根据检测到的输入电压解析出所述直流电的频率，或者根据检测到的输入电流解析出所述直流电的频率。

再以所述直流电的频率为中心频率，根据实验数据确定或人为设定了所述指定频率范围，所述指定频率范围包括所述中心频率。进而再在所述指定频率范围内确定至少两个频率，生成具有确定的至少两个频率的频率成分的载波信号。需说明的是，本实施方式对于如何从所述指定频率范围内确定至少两个频率的具体确定方式，在此不做限定，例如可根据实验数据确定一算法，根据该算法从所述指定频率范围内确定至少两个频率。

另外，本实施方式对载波信号的具体格式不做限定，例如可为正弦波、三角板或者斜波等等。作为生成所述载波信号的一优选案例，生成具有确定的频率的频率成分的三角波，将生成的三角波作为载波信号。

其中，所述基准模块152用于：基于所述输入电流、所述输入电压和所述输出电压，并根据第二算法确定基准电压值。

具体地，所述基准模块152是以所述输入电流、所述输入电压和所述输出电压为第二算法的参数，确定基准电压值。由于所述电流检测模块12、所述输入电压检测模块13和所述输出电压检测模块14持续对所述PFC电路模块11进行电流和电压检测的，因此所述基准模块152会持续以当前检测到的所述输入电流、所述输入电压和所述输出电压作为第二算法的参数，持续更新基准电压值。

其中，所述比较模块153用于：对所述载波信号与所述基准电压值进行幅值比较，并根据比较结果生成PWM格式的变频驱动信号。

具体地，所述比较模块153进行幅值比较并生成PWM格式的变频驱动信号的规则为：在同一时刻，如果所述载波信号的幅值高于所述基准电压值，则所述比较模块153输出电平“1”；在同一时刻，如果所述载波信号的幅值等于或小于所述基准电压值，则所述比较模块153输出电平“0”。这样，随着时间段的持续，所述比较模块153会生成由电平“1”和电平“0”组成的PWM信号(即PWM格式的变频驱动信号)。

需说明的是，本实施方式对所述比较模块153的电路结构和工作方式均不做限定，只要能实现上述的比较功能即可；通常需要根据开关模块111的工作电压需要，对比较模块153的驱动电压做相应调整，使得比较模块153输出电平“1”时，开关模块111能够准确地及时地导通，使得比较模块153输出电平“0”时，开关模块111能够准确地及时地关断。

举例说明，为便于理解比较模块153生成变频驱动信号的过程，以图12为例详述如下：比较模块153将载波模块151输出的三角波(载波信号)与基准模块152输出的基准电压值V_ref进行大小比较，所述载波信号的幅值高于所述基准电压值，则所述比较模块153输出电平“1”；所述载波信号的幅值等于或小于所述基准电压值，则所述比较模块153输出电平“0”。这样，随着时间段的持续，所述比较模块153会生成并输出由电平“1”和电平“0”组成的PWM信号(即PWM格式的变频驱动信号)。

图3示出了图2中所述载波模块151的一种组成结构，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明实施例一优选实施方式，参见图3，所述载波模块151包括步长单元1511、乘法单元1512、限幅输出单元1513、逻辑判断单元1514、计数单元1515和峰值检测单元1516；其中，所述乘法单元1512分别与步长单元1511、限幅输出单元1513和逻辑判断单元1514电连接；其中，计数单元1515分别与限幅输出单元1513、逻辑判断单元1514和峰值检测单元1516电连接，峰值检测单元1516与输入电压检测模块13电连接，限幅输出单元1513与比较模块153电连接。

其中，所述步长单元1511用于：以所述中心频率加上预设的变频幅度作为所述指定频率范围的上限频率，以所述中心频率减去所述变频幅度作为所述指定频率范围的下限频率。

具体在本优选实施方式中，待解析出所述输入电流的频率或者输入电压的频率，并以所述输入电流的频率或者输入电压的频率作为所述中心频率之后。进一步确定所述指定频率范围，具体为：以所述中心频率加上预设的变频幅度作为所述指定频率范围的上限频率，以所述中心频率减去所述变频幅度作为所述指定频率范围的下限频率；以该下限频率到该上限频率这一频率区间作为所述指定频率范围。值得说明的是，所述变频幅度是根据实验数据预先设定的，或者人为设定的。

另外，所述步长单元1511还用于：基于预设的变频次数和所述变频幅度，以第三算法确定变频步长。

具体地，预先根据实验数据设定该变频次数，或者人为设定该变频次数。进而以预先设定的变频次数和预先设定的变频幅度作为第三算法的参数，确定出变频步长。

具体地，所述第三算法为：

其中，所述Δf为所述变频步长，所述N为预设的所述变频次数，所述f_h为所述变频幅度。

其中，所述乘法单元1512用于：对所述步长单元1511输出的变频步长与所述逻辑判断单元1514输出的逻辑值相乘，向所述限幅输出单元1513输出相乘结果。

需说明的是，所述逻辑判断单元1514输出的逻辑值仅为“1”或“-1”。

对于乘法单元1512的工作方式，举例说明如下：当逻辑值为“1”、且所述步长单元1511输出的变频步长为“Δf”时，所述乘法单元1512输出的相乘结果为“Δf”；当逻辑值为“-1”、且所述步长单元1511输出的变频步长为“Δf”时，所述乘法单元1512输出的相乘结果为“-Δf”。

其中，所述限幅输出单元1513用于：对所述限幅输出单元1513上次输出的信号f_n-1和所述乘法单元1512输出的所述相乘结果相加，输出相加得到的信号f_n。

所述限幅输出单元1513的具体工作方式如下：当述乘法单元1512输出的所述相乘结果为“Δf”时，所述限幅输出单元1513本次输出的信号f_n为：“f_n-1+Δf”；当述乘法单元1512输出的所述相乘结果为“-Δf”时，所述限幅输出单元1513本次输出的信号f_n为：“f_n-1-Δf”。

其中，所述计数单元1515用于：对所述限幅输出单元1513输出信号的次数n计数，向所述逻辑判断单元1514输出计数的所述次数n，所述次数n为正整数。

在本实施方式中，所述计数单元1515计数的次数为n，以n记录所述限幅输出单元1513输出信号的次数；对应地，所述限幅输出单元1513第n-1输出的信号为f_n-1，所述限幅输出单元1513第n输出的信号为f_n。

其中，所述逻辑判断单元1514用于：基于所述计数单元1515输出的所述次数n，根据第四算法确定所述逻辑值，向所述乘法单元1512输出所述逻辑值。

具体地，所述第四算法为所述K为所述逻辑值，所述n为所述计数单元1515计数的所述次数，所述N为预设的所述变频次数。

所述峰值检测单元1516用于：在检测到所述输入电压的峰值时，将所述计数单元1515计数n的次数置为零。

具体地，所述输入电压检测模块13检测到的输入电压为周期信号，每检测到所述输入电压的一次峰值时，代表已经过该输入电压的一个周期；因此需要将所述计数单元1515计数的次数n置为零，重新开始调整所述限幅输出单元1513输出的信号f_n(即所述变频驱动信号)。

为便于理解载波模块151生成载波信号的过程，以图11为例，详述如下：

预先根据输入电压检测模块13检测到的输入电压V_in，确定该输入电压V_in的频率，以该输入电压V_in的频率作为中心频率f_m。

预先确定变频幅度f_h，再根据以所述中心频率f_m加上预设的变频幅度f_h作为所述指定频率范围的上限频率f_max，以所述中心频率f_m减去所述变频幅度f_h作为所述指定频率范围的下限频率f_min。当预先设定变频次数N之后，根据第三算法确定变频步长Δf。

具体限幅输出单元1513在第n次生成信号时，即生成信号f_n时，如果逻辑判断单元1514输出的逻辑值为“1”，则本次生成并输出的信号f_n为：“f_n-1+Δf”。

这样，当持续根据本实施方式提供的技术手段生成信号时，生成的载波信号如图11所示。

图4示出了图3中所述限幅输出单元1513的一种组成结构，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本实施方式的一优选案例，参见图4，所述限幅输出单元1513包括延迟单元15131和限幅单元15132。

其中，所述延迟单元15131用于：对上次输出的信号f_n-1延迟。

具体地，当所述限幅单元15132在上次输出信号f_n-1之后，所述延迟单元15131将信号f_n-1延迟到所述限幅单元15132的本次输出。

所述限幅单元15132用于：对所述延迟单元15131输出的信号f_n-1和所述乘法单元1512输出的所述相乘结果相加，以预设峰值对相加得到的信号f_n的峰值进行限制，输出以所述预设峰值为峰值的信号f_n。

具体地，在所述限幅单元15132的本次输出中，当述乘法单元1512输出的所述相乘结果为“Δf”时，所述限幅单元15132本次输出的信号f_n为：“f_n-1+Δf”；当述乘法单元1512输出的所述相乘结果为“-Δf”时，所述限幅单元15132本次输出的信号f_n为：“f_n-1-Δf”。

图5示出了图2中所述基准模块152的一种组成结构，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明实施例一具体实施方式，参见图5，所述基准模块152包括：第一减法器1521、直流母线电压调节器1522、乘法器1523、第二减法器1524、电流调节器1525；其中，第一减法器1521分别与输出电压检测模块14和直流母线电压调节器1522电连接，乘法器1523分别与输入电压检测模块13、直流母线电压调节器1522和第二减法器1524电连接，第二减法器1524分别与电流检测模块12和电流调节器1525电连接，电流调节器1525与比较模块153电连接。

其中，所述第一减法器1521用于：将预设的直流母线电压V_rdc与所述输出电压检测模块14检测到的输出电压V_out相减，向所述直流母线电压调节器1522输出相减结果。

具体地，预先根据实验数据设定了直流母线电压V_rdc，或者根据用户期望而设定了直流母线电压V_rdc。

所述第一减法器1521将所述直流母线电压V_rdc与所述输出电压检测模块14持续检测到的输出电压V_out进行大小比较，向所述直流母线电压调节器1522输出比较结果(即相减结果)。

其中，所述直流母线电压调节器1522用于：基于所述第一减法器1521输出的相减结果，根据第五算法确定电流幅值系数A_Iref。

具体地，所述直流母线电压调节器1522采用PI调节器实现，对于该PI调节器的参数，根据实验数据设定；对应地，该第五算法为实现该PI调节器的算法。

优选地，所述第五算法为：A_Iref＝K_p1(V_rdc-V_out)+K_i1∫(V_rdc-V_out)dt，所述A_Iref为所述电流幅值系数，所述V_rdc为预设的所述直流母线电压，所述V_out为所述输出电压检测模块14检测到的输出电压，所述K_p1和K_i1均为第一预设参数；该第一预设参数根据实验数据设定。

其中，所述乘法器1523用于：将所述电流幅值系数A_Iref与所述输入电压检测模块13检测到的输入电压V_in相乘，向所述第二减法器1524输出相乘结果。

具体地，所述乘法器1523对所述电流幅值系数A_Iref与所述输入电压检测模块13检测到的输入电压V_in进行数值上的相乘，并向所述第二减法器1524输出数值上的相乘结果I_ref。

其中，所述第二减法器1524用于：将所述乘法器1523输出的相乘结果I_ref与所述电流检测模块12检测到的输入电流I_in相减，向所述电流调节器1525输出相减结果。

其中，所述电流调节器1525用于：基于所述第二减法器1524输出的相减结果，根据第六算法确定所述基准电压值V_ref，并向所述比较模块153输出所述基准电压值V_ref。

具体地，所述电流调节器1525采用PI调节器实现，对于该PI调节器的参数，根据实验数据设定；对应地，该第六算法为实现该PI调节器的算法。

优选地，所述第六算法为：V_ref＝K_p2(I_ref-I_in)+K_i2∫(I_ref-I_in)dt，所述V_ref为所述基准电压值，所述K_p2和所述K_i2为第二预设参数，所述I_ref为所述乘法器1523输出的相乘结果，所述I_in为所述电流检测模块12检测到的输入电流。

因此在本实施方式中，针对所述PFC电路模块11的检测，因在不同时刻，所述电流检测模块12检测到的输入电流可能不同，和/或所述输入电压检测模块13检测到的输入电压也可能不同，和/或所述输出电压检测模块14检测到的输出电压也可能不同，进而所述基准模块152在不同时刻输出的基准电压值可能不同。在所述载波模块151输出的载波信号为周期信号的情况下，所述比较模块153将已定的载波信号与所述基准模块152输出的基准电压值进行比较并根据比较结果生成PWM格式的变频驱动信号，以该变频驱动信号控制所述PFC电路模块11中所述开关模块111的导通或关断，继而改变所述输出电压检测模块14检测到的输出电压，实现功率因素校正装置1的自适应调整。并在自适应调整的同时，能够保证因开关模块111的导通或关断而引入的EMI噪声分散在多个不具有倍数关系的频率成分上，保证足够的EMC裕量，以满足国家制定的标准(例如GB/T6113)

本发明实施例还提供一种电器，所述电器包括上述的功率因素校正装置1。

本发明实施例还提供一种空调，所述空调包括上述的功率因素校正装置1。

图6示出了本发明实施例提供的电机驱动方法的流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

本发明实施例还提供一种电机驱动方法，应用于包括功率检测模块、驱动模块、温度检测模块和控制模块的功率因素校正装置1，如图6所示，所述电机驱动方法包括：

步骤A11，电流检测模块检测PFC电路模块的输入电流；

步骤A12，输入电压检测模块检测所述PFC电路模块的输入电压；

步骤A13，输出电压检测模块检测所述PFC电路模块的输出电压；

步骤A14，驱动模块基于所述电流检测模块检测的输入电流、所述输入电压检测模块检测到的输入电压和所述输出电压检测模块检测到的输出电压，并根据第一算法生成变频驱动信号，以所述变频驱动信号控制PFC电路模块中开关模块的导通或关断，所述变频驱动信号具有指定频率范围内至少两个频率的频率成分。

图7示出了图6中步骤A14的一种具体流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明实施例一实施方式，所述驱动模块具体包括载波模块、基准模块和比较模块；参见图7，所述步骤A14具体包括：

步骤A141，所述载波模块以所述输入电流的频率或所述输入电压的频率为中心频率，以所述中心频率确定所述指定频率范围，生成载波信号，所述载波信号具有指定频率范围内至少两个频率的频率成分；

步骤A142，所述基准模块基于所述输入电流、所述输入电压和所述输出电压，并根据第二算法确定基准电压值；

步骤A143，所述比较模块对所述载波信号与所述基准电压值进行幅值比较，并根据比较结果生成PWM格式的变频驱动信号。

图8示出了图7中步骤A141的一种具体流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明实施例一实施方式，所述载波模块包括步长单元、乘法单元、限幅输出单元、逻辑判断单元、计数单元和峰值检测单元；参见图8，所述步骤A141具体包括：

步骤A1411，所述步长单元以所述中心频率加上预设的变频幅度作为所述指定频率范围的上限频率，以所述中心频率减去所述变频幅度作为所述指定频率范围的下限频率；

步骤A1412，所述步长单元基于预设的变频次数和所述变频幅度，以第三算法确定变频步长；

步骤A1413，所述乘法单元对所述步长单元输出的变频步长与所述逻辑判断单元输出的逻辑值相乘，向所述限幅输出单元输出相乘结果；

步骤A1414，所述限幅输出单元对所述限幅输出单元上次输出的信号f_n-1和所述乘法单元输出的所述相乘结果相加，输出相加得到的信号f_n；

步骤A1415，所述计数单元对所述限幅输出单元输出信号的次数计数，向所述逻辑判断单元输出计数的所述次数，所述次数为正整数；

步骤A1416，所述逻辑判断单元基于所述计数单元输出的所述次数，根据第四算法确定所述逻辑值，向所述乘法单元输出所述逻辑值；

步骤A1417，所述峰值检测单元在检测到所述输入电压的峰值时，将所述计数单元计数的次数置为零；

其中，所述第三算法为所述Δf为所述变频步长，所述N为预设的所述变频次数，所述f_h为所述变频幅度；

其中，所述第四算法为所述K为所述逻辑值，所述n为所述计数单元计数的所述次数，所述N为预设的所述变频次数。

图9示出了图8中步骤A1414的一种具体流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明实施例一实施方式，所述限幅输出单元包括延迟单元和限幅单元；参见图9，所述步骤A1414具体包括：

步骤A14141，所述延迟单元对上次输出的信号f_n-1延迟；

步骤A14142，所述限幅单元对所述延迟单元输出的信号f_n-1和所述乘法单元输出的所述相乘结果相加，以预设峰值对相加得到的信号f_n的峰值进行限制，输出以所述预设峰值为峰值的信号f_n。

图10示出了图7中步骤A142的一种具体流程，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

作为本发明实施例一实施方式，所述基准模块包括：第一减法器、直流母线电压调节器、乘法器、第二减法器、电流调节器；参见图10，所述步骤A142具体包括：

步骤A1421，所述第一减法器将预设的直流母线电压与所述输出电压检测模块检测到的输出电压相减，向所述直流母线电压调节器输出相减结果；

步骤A1422，所述直流母线电压调节器基于所述第一减法器输出的相减结果，根据第五算法确定电流幅值系数；

步骤A1423，所述乘法器将所述电流幅值系数与所述输入电压检测模块检测到的输入电压相乘，向所述第二减法器输出相乘结果；

步骤A1424，所述第二减法器将所述乘法器输出的相乘结果与所述电流检测模块检测到的输入电流相减，向所述电流调节器输出相减结果；

步骤A1425，所述电流调节器基于所述第二减法器输出的相减结果，根据第六算法确定所述基准电压值，并向所述比较模块输出所述基准电压值；

其中，所述第五算法为：A_Iref＝K_p1(V_rdc-V_out)+K_i1∫(V_rdc-V_out)dt，所述A_Iref为所述电流幅值系数，所述V_rdc为预设的所述直流母线电压，所述V_out为所述输出电压检测模块检测到的输出电压，所述K_p1和K_i1均为第一预设参数；

其中，所述第六算法为：V_ref＝K_p2(I_ref-I_in)+K_i2∫(I_ref-I_in)dt，所述V_ref为所述基准电压值，所述K_p2和所述K_i2为第二预设参数，所述I_ref为所述乘法器输出的相乘结果，所述I_in为所述电流检测模块检测到的输入电流。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种功率因素校正装置，连接在整流模块和负载模块之间；所述功率因素校正装置包括PFC电路模块，所述PFC电路模块包括开关模块；其特征在于，还包括电流检测模块、输入电压检测模块、输出电压检测模块和驱动模块，所述电流检测模块、所述输入电压检测模块、所述输出电压检测模块分别与所述驱动模块电连接，所述PFC电路模块分别与所述电流检测模块、所述输入电压检测模块和所述输出电压检测模块电连接，所述驱动模块与所述开关模块电连接；

所述电流检测模块，用于检测所述PFC电路模块的输入电流；

所述输入电压检测模块，用于检测所述PFC电路模块的输入电压；

所述输出电压检测模块，用于检测所述PFC电路模块的输出电压；

所述驱动模块，用于基于所述电流检测模块检测的输入电流、所述输入电压检测模块检测到的输入电压和所述输出电压检测模块检测到的输出电压，并根据第一算法生成变频驱动信号，以所述变频驱动信号控制所述PFC电路模块中所述开关模块的导通或关断，所述变频驱动信号具有指定频率范围内至少两个频率的频率成分；

所述驱动模块具体包括载波模块、基准模块和比较模块；

所述载波模块，用于以所述输入电流的频率或所述输入电压的频率为中心频率，以所述中心频率确定所述指定频率范围，生成载波信号，所述载波信号具有指定频率范围内至少两个频率的频率成分；

所述基准模块，用于基于所述输入电流、所述输入电压和所述输出电压，并根据第二算法确定基准电压值；

所述比较模块，用于对所述载波信号与所述基准电压值进行幅值比较，并根据比较结果生成PWM格式的变频驱动信号。

2.如权利要求1所述的功率因素校正装置，其特征在于，所述载波 模块包括步长单元、乘法单元、限幅输出单元、逻辑判断单元、计数单元和峰值检测单元；

所述步长单元，用于以所述中心频率加上预设的变频幅度作为所述指定频率范围的上限频率，以所述中心频率减去所述变频幅度作为所述指定频率范围的下限频率；所述步长单元还用于基于预设的变频次数和所述变频幅度，以第三算法确定变频步长；

所述乘法单元，用于对所述步长单元输出的变频步长与所述逻辑判断单元输出的逻辑值相乘，向所述限幅输出单元输出相乘结果；

所述限幅输出单元，用于对所述限幅输出单元上次输出的信号f_n-1和所述乘法单元输出的所述相乘结果相加，输出相加得到的信号f_n；

所述计数单元，用于对所述限幅输出单元输出信号的次数计数，向所述逻辑判断单元输出计数的所述次数，所述次数为正整数；

所述逻辑判断单元，用于基于所述计数单元输出的所述次数，根据第四算法确定所述逻辑值，向所述乘法单元输出所述逻辑值；

所述峰值检测单元，用于在检测到所述输入电压的峰值时，将所述计数单元计数的次数置为零；

其中，所述第三算法为所述Δf为所述变频步长，所述N为预设的所述变频次数，所述f_h为所述变频幅度；

其中，所述第四算法为所述K为所述逻辑值，所述n为所述计数单元计数的所述次数，所述N为预设的所述变频次数。

3.如权利要求2所述的功率因素校正装置，其特征在于，所述限幅输出单元包括延迟单元和限幅单元；

所述延迟单元，用于对上次输出的信号f_n-1延迟；

所述限幅单元，用于对所述延迟单元输出的信号f_n-1和所述乘法单元输出的所述相乘结果相加，以预设峰值对相加得到的信号f_n的峰值进行限制，输出以所述预设峰值为峰值的信号f_n。

4.如权利要求1所述的功率因素校正装置，其特征在于，所述基准模块包括：第一减法器、直流母线电压调节器、乘法器、第二减法器、电流调节器；

所述第一减法器，用于将预设的直流母线电压与所述输出电压检测模块检测到的输出电压相减，向所述直流母线电压调节器输出相减结果；

所述直流母线电压调节器，用于基于所述第一减法器输出的相减结果，根据第五算法确定电流幅值系数；

所述乘法器，用于将所述电流幅值系数与所述输入电压检测模块检测到的输入电压相乘，向所述第二减法器输出相乘结果；

所述第二减法器，用于将所述乘法器输出的相乘结果与所述电流检测模块检测到的输入电流相减，向所述电流调节器输出相减结果；

所述电流调节器，用于基于所述第二减法器输出的相减结果，根据第六算法确定所述基准电压值，并向所述比较模块输出所述基准电压值；

其中，所述第五算法为：A_Iref＝K_p1×(V_rdc-V_out)+K_i1×∫(V_rdc-V_out)dt，所述A_Iref为所述电流幅值系数，所述V_rdc为预设的所述直流母线电压，所述V_out为所述输出电压检测模块检测到的输出电压，所述K_p1和K_i1均为第一预设参数；

其中，所述第六算法为：V_ref＝K_p2×(I_ref-I_in)+K_i2×∫(I_ref-I_in)dt，所述V_ref为所述基准电压值，所述K_p2和所述K_i2为第二预设参数，所述I_ref为所述乘法器输出的相乘结果，所述I_in为所述电流检测模块检测到的输入电流。

5.一种电器，其特征在于，所述电器包括权利要求1至4任一项所述的功率因素校正装置。

6.一种空调，其特征在于，所述空调包括权利要求1至4任一项所述的功率因素校正装置。

7.一种电机驱动方法，其特征在于，所述电机驱动方法包括：

步骤A11，电流检测模块检测PFC电路模块的输入电流；

步骤A12，输入电压检测模块检测所述PFC电路模块的输入电压；

步骤A13，输出电压检测模块检测所述PFC电路模块的输出电压；

步骤A14，驱动模块基于所述电流检测模块检测的输入电流、所述输入电压检测模块检测到的输入电压和所述输出电压检测模块检测到的输出电压，并根据第一算法生成变频驱动信号，以所述变频驱动信号控制PFC电路模块中开关模块的导通或关断，所述变频驱动信号具有指定频率范围内至少两个频率的频率成分；

所述驱动模块具体包括载波模块、基准模块和比较模块；所述步骤A14具体包括：

步骤A141，所述载波模块以所述输入电流的频率或所述输入电压的频率为中心频率，以所述中心频率确定所述指定频率范围，生成载波信号，所述载波信号具有指定频率范围内至少两个频率的频率成分；

步骤A142，所述基准模块基于所述输入电流、所述输入电压和所述输出电压，并根据第二算法确定基准电压值；

步骤A143，所述比较模块对所述载波信号与所述基准电压值进行幅值比较，并根据比较结果生成PWM格式的变频驱动信号。

8.如权利要求7所述的电机驱动方法，其特征在于，所述载波模块包括步 长单元、乘法单元、限幅输出单元、逻辑判断单元、计数单元和峰值检测单元；所述步骤A141具体包括：

步骤A1411，所述步长单元以所述中心频率加上预设的变频幅度作为所述指定频率范围的上限频率，以所述中心频率减去所述变频幅度作为所述指定频率范围的下限频率；

步骤A1412，所述步长单元基于预设的变频次数和所述变频幅度，以第三算法确定变频步长；

步骤A1413，所述乘法单元对所述步长单元输出的变频步长与所述逻辑判断单元输出的逻辑值相乘，向所述限幅输出单元输出相乘结果；

步骤A1414，所述限幅输出单元对所述限幅输出单元上次输出的信号f_n-1和所述乘法单元输出的所述相乘结果相加，输出相加得到的信号f_n；

步骤A1415，所述计数单元对所述限幅输出单元输出信号的次数计数，向所述逻辑判断单元输出计数的所述次数，所述次数为正整数；

步骤A1416，所述逻辑判断单元基于所述计数单元输出的所述次数，根据第四算法确定所述逻辑值，向所述乘法单元输出所述逻辑值；

步骤A1417，所述峰值检测单元在检测到所述输入电压的峰值时，将所述计数单元计数的次数置为零；

其中，所述第三算法为所述Δf为所述变频步长，所述N为预设的所述变频次数，所述f_h为所述变频幅度；

其中，所述第四算法为所述K为所述逻辑值，所述n为所述计数单元计数的所述次数，所述N为预设的所述变频次数。

9.如权利要求8所述的电机驱动方法，其特征在于，所述限幅输出单元包 括延迟单元和限幅单元；所述步骤A1414具体包括：

步骤A14141，所述延迟单元对上次输出的信号f_n-1延迟；

步骤A14142，所述限幅单元对所述延迟单元输出的信号f_n-1和所述乘法单元输出的所述相乘结果相加，以预设峰值对相加得到的信号f_n的峰值进行限制，输出以所述预设峰值为峰值的信号f_n。

10.如权利要求7至9任一项所述的电机驱动方法，其特征在于，所述基准模块包括：第一减法器、直流母线电压调节器、乘法器、第二减法器、电流调节器；所述步骤A142具体包括：

步骤A1421，所述第一减法器将预设的直流母线电压与所述输出电压检测模块检测到的输出电压相减，向所述直流母线电压调节器输出相减结果；

步骤A1422，所述直流母线电压调节器基于所述第一减法器输出的相减结果，根据第五算法确定电流幅值系数；

步骤A1423，所述乘法器将所述电流幅值系数与所述输入电压检测模块检测到的输入电压相乘，向所述第二减法器输出相乘结果；

步骤A1424，所述第二减法器将所述乘法器输出的相乘结果与所述电流检测模块检测到的输入电流相减，向所述电流调节器输出相减结果；

步骤A1425，所述电流调节器基于所述第二减法器输出的相减结果，根据第六算法确定所述基准电压值，并向所述比较模块输出所述基准电压值；

其中，所述第五算法为：A_Iref＝K_p1×(V_rdc-V_out)+K_i1×∫(V_rdc-V_out)dt，所述A_Iref为所述电流幅值系数，所述V_rdc为预设的所述直流母线电压，所述V_out为所述输出电压检测模块检测到的输出电压，所述K_p1和K_i1均为第一预设参数；

其中，所述第六算法为：V_ref＝K_p2×(I_ref-I_in)+K_i2×∫(I_ref-I_in)dt，所述V_ref为所述基准电压值，所述K_p2和所述K_i2为第二预设参数，所述I_ref为所述乘法 器输出的相乘结果，所述I_in为所述电流检测模块检测到的输入电流。