CN105186842B - Pfc电路的输入电压自适应的电流限频方法和装置 - Google Patents

Pfc电路的输入电压自适应的电流限频方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变频空调中功率因数校正PFC电路的输入电压自适应的电流限频方法和装置,所述PFC电路的输出端连接的负载为压缩机,所述方法包括以下步骤:获取电压有效值Vin_rms和电流有效值Iin_rms;根据所述输入电压有效值Vin_rms获取电流限频阈值,并根据所述电流有效值Iin_rms和所述电流限频阈值对所述压缩机进行控制;在所述输入电流有效值Iin_rms大于所述电流限频阈值时,控制所述压缩机降频运行,从而降低输出功率,达到减小输入电流的目的,改善输入电路的发热状况,提高系统可靠性。

Description

PFC电路的输入电压自适应的电流限频方法和装置
技术领域
[0001] 本发明涉及电力电子技术领域,特别涉及一种变频空调中功率因数校正PFC电路 的输入电压自适应的电流限频方法以及一种变频空调中功率因数校正PFC电路的输入电压 自适应的电流限频装置。
背景技术
[0002] 在单相交流电源输入系统例如家用空调中,来自电网的单相交流电源通常先经过 不可控全桥整流电路,再经过功率因数校正电路,然后输出直流电并接至大容量电解电容, 最后提供给负载例如内部开关电源、压缩机和风机等。
[0003] 功率因数校正电路可采用典型的Boost型功率因数校正电路,不仅可以达到较高 的功率因数,而且可以升压输出稳定的直流电压,从而给负载提供稳定的直流电源。这样, 当单相交流电源输入的交流电压较低时,由于功率因数校正电路的升压作用,直流母线电 压依然可以达到较高幅值,使得压缩机依然能够运行到较高频率。但是,相比交流电压正常 时,在输入电压较低时,输入到PFC电路的输入电流的幅值增加使得输入电路中的器件发热 严重,同时交流风机转速下降、散热变差,容易造成器件损坏。
[0004] 当功率因数校正电路采用不可升压的无源PFC时,虽然不能升高母线电压,但是在 输入电压较低时,压缩机可以通过深度弱磁控制,运行到较高频率。但是,类似的,相比交流 电压正常时,在输入电压较低时,输入到PFC电路的输入电流的幅值增加使得输入电路中的 器件发热严重,同时交流风机转速下降、散热变差,容易造成器件损坏。
发明内容
[0005] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的 一个目的在于提出一种变频空调中功率因数校正PFC电路的输入电压自适应的电流限频方 法,该方法能够改善输入电路的发热状况。
[0006] 本发明的另一个目的在于提出一种变频空调中功率因数校正PFC电路的输入电压 自适应的电流限频装置。
[0007] 为达到上述目的,本发明一方面实施例提出了一种变频空调中功率因数校正PFC 电路的输入电压自适应的电流限频方法,其特征在于,获取电压有效值Vin_rms和电流有效 值Iin_rms;根据所述输入电压有效值Vin_rms获取电流限频阈值,并根据所述电流有效值 Iin_rms和所述电流限频阈值对所述压缩机进行控制;在所述输入电流有效值Iin_rms大于 所述电流限频阈值时,控制所述压缩机降频运行。
[0008] 根据本发明实施例提出的变频空调中功率因数校正PFC电路的输入电压自适应的 电流限频方法,根据输入电压有效值Vin_rms获取电流限频阈值,并在输入电流有效值Iin_ rms大于电流限频阈值时,控制压缩机降频运行。由此,在输入电流有效值Iin_rms大于电流 限频阈值时控制压缩机降频运行,从而降低输出功率,达到减小输入电流的目的,改善输入 电路的发热状况,并且,根据输入电压有效值Vin_rms自适应调整电流限频阈值,避免室外 交流风机散热性能下降导致的输入电路发热严重,进一步改善输入电路的发热状况,提高 系统可靠性。
[0009] 根据本发明的一个实施例,所述输入电压有效值Vin_rms与所述电流限频阈值呈 正相关关系。
[0010] 根据本发明的一个实施例,可通过查表的方式或分段线性化的方式获取所述电流 限频阈值。
[0011] 根据本发明的一个具体实施例,当通过查表的方式获取所述电流限频阈值时,将 输入电压有效值Vin_rms的电压范围划分为N个区间,并按照电压从低到高的顺序将每个区 间的电流限频阈值依次设置为Iin_thrl、Iin_thr2、…、Iin_thrN,其中,Iin_thrl <Iin_ thr2<〜<Iin_thrN。根据本发明的另一个具体实施例,当通过分段线性化的方式获取所 述电流限频阈值时,将所述输入电压有效值Vin_rms的电压范围划分为N个区间,并在每个 电压区间分界点设置一个电流限频阈值,以及处于每个电压区间的输入电压有效值对应的 电流限频阈值根据相邻的两个电压区间分界点对应的电流限频阈值线性计算得到。
[0012] 为达到上述目的,本发明另一个方面实施例提出了一种变频空调中功率因数校正 PFC电路的输入电压自适应的电流限频装置,所述PFC电路的输出端连接的负载为压缩机, 所述装置包括:获取单元,用于获取电压有效值Vin_rms和电流有效值I in_rms;控制单元, 用于根据所述输入电压有效值Vin_rms获取电流限频阈值,并根据所述电流有效值Iin_rms 和所述电流限频阈值对所述压缩机进行控制,其中,在所述输入电流有效值Iin_rms大于所 述电流限频阈值时,控制所述压缩机降频运行。
[0013] 根据本发明实施例提出的功率因数校正PFC电路的输入电压自适应的电流限频装 置,控制单元根据输入电压有效值Vin_rms获取电流限频阈值,并在输入电流有效值I in_ rms大于电流限频阈值时,控制压缩机降频运行。由此,在输入电流有效值Iin_rms大于电流 限频阈值时控制压缩机降频运行,从而降低输出功率,达到减小输入电流的目的,改善输入 电路的发热状况,并且,根据输入电压有效值Vin_rms自适应调整电流限频阈值,避免室外 交流风机散热性能下降导致的输入电路发热严重,进一步改善输入电路的发热状况,提高 系统可靠性。
[0014] 根据本发明的一个实施例,所述输入电压有效值Vin_rms与所述电流限频阈值呈 正相关关系。
[0015] 根据本发明的一个实施例,所述控制单元可通过查表的方式或分段线性化的方式 获取所述电流限频阈值。
[0016] 根据本发明的一个具体实施例,当通过查表的方式获取所述电流限频阈值时,所 述控制单元将输入电压有效值Vin_rms的电压范围划分为N个区间,并按照电压从低到高的 顺序将每个区间的电流限频阈值依次设置为Iin_thrI、Iin_thr2、…、I in_thrN,其中,Iin_ thrI < Iin_thr2<…< I in_thrN。根据本发明的另一个具体实施例,当通过分段线性化的 方式获取所述电流限频阈值时,所述控制单元将所述输入电压有效值Vin_rms电压的范围 划分为N个区间,并在每个电压区间分界点设置一个电流限频阈值,以及处于每个电压区间 的输入电压有效值对应的电流限频阈值根据相邻的两个电压区间分界点对应的电流限频 阈值线性计算得到。
附图说明
[0017] 图1是根据本发明实施例的变频空调中功率因数校正PFC电路的输入电压自适应 的电流限频方法的流程图;
[0018] 图2是根据本发明实施例的变频空调中功率因数校正PFC电路的电路原理图;
[0019] 图3是根据本发明一个具体实施例的具有升压功能的功率因数校正PFC电路的电 路原理图;
[0020] 图4是根据本发明一个具体实施例的不具有升压功能的功率因数校正PFC电路的 电路原理图;以及
[0021] 图5是根据本发明实施例的功率因数校正PFC电路的输入电压自适应的电流限频 装置的方框示意图。
具体实施方式
[0022] 下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
[0023] 下面参考附图来描述本发明实施例提出的变频空调中功率因数校正PFC电路的输 入电压自适应的电流限频方法和装置,其中,单相交流电源经过整流电路整流后输入到功 率因素校正PFC (Power Factor Correction,功率因数校正)电路。
[0024] 根据图2-4的示例,变频空调的供电装置可包括整流电路10、PFC (Power Factor Correction,功率因数校正)电路20和电解电容El。其中,整流电路10的输入端与单相交流 电源AC相连,整流电路10用于将单相交流电源AC提供的单相交流电进行整流以获取整流后 的直流电;PFC电路20连接在整流电路10的输出端与电解电容E1之间,PFC电路20用于对电 源进行功率因数校正;电解电容El与负载30并联。其中,负载30可优选为压缩机M,负载30也 可为内部开关电源、直流风机等。
[0025] 也就是说,单相交流电源AC经过整流电路10的不可控全波整流,然后经过PFC电路 20,输出接到大容量的电解电容E1,进而给负载30供电。
[0026] 需要说明的是,PFC电路20可采用具有升压功能的PFC电路,也可采用不具有升压 功能的PFC电路。具体地,PFC电路20可采用如图3所示的具有升压功能的Boost型PFC电路, 整流电路10具有第一输出端和第二输出端,Boost型PFC电路可包括第一电感LU功率开关 管Sl和第一二极管Dl,其中,第一电感Ll的一端与整流电路10的第一输出端相连,第一电感 Ll的另一端与第一二极管Dl的阳极相连,第一电感Ll与第一二极管Dl之间具有第一节点; 第一二极管Dl的阴极与电解电容El的正极端相连;功率开关管Sl的集电极与第一节点相 连,功率开关管Sl的发射极分别与整流电路10的第二输出端和电解电容El的负极端相连。
[0027] 在图3的实施例中,PFC电路20在对电源进行功率因数校正的同时还可对整流后的 直流电进行升压处理,以为电解电容E1和负载30提供稳定的直流电压。此时,整流电路10和 PFC电路20作为供电装置的输入电路,输入电流主要整流电路10、第一电感LU功率开关管 S1、二极管Dl等器件,电流流向如图3中短虚线中箭头所示。
[0028] 具体地,PFC电路20也可采用如图4所示的不具有升压功能的PFC电路,整流电路10 具有第一输出端和第二输出端,不具有升压功能的PFC电路可包括第二电感L2、第一电容Cl 和第二二极管D2,其中,第二电感L2与第二二极管D2串联,第二电感L2的一端与整流电路10 的第一输出端相连,第二电感L2的另一端与第二二极管D2的阳极相连,第二二极管D2的阴 极与电解电容El的正极端相连;第一电容Cl与串联的第二电感L2与第二二极管D2并联,第 一电容Cl的一端与第二电感L2的一端相连,第一电容Cl的另一端与第二二极管D2的阴极相 连。
[0029] 在图4的实施例中,PFC电路20仅对电源进行功率因数校正,而不对整流后的直流 电进行升压处理。此时,整流电路10和PFC电路20作为供电装置的输入电路,输入电流主要 整流电路10、第二电感L2、第一电容Cl、第二二极管D2等器件,电流流向如图4中短虚线中箭 头所示。
[0030] 结合图2-4的实施例,本发明一方面实施例提出了一种变频空调中功率因数校正 PFC电路的输入电压自适应的电流限频方法。
[0031] 图1是根据本发明实施例的功率因数校正PFC电路的输入电压自适应的电流限频 方法的流程图。PFC电路的输出端连接的负载为压缩机,如图1所示,功率因数校正PFC电路 的输入电压自适应的电流限频方法包括以下步骤:
[0032] Sl:获取电压有效值Vin_rms和电流有效值Iin_rms。
[0033] 根据本发明的一个具体实施例,可根据PFC电路的输入电流瞬时值Iin计算输入电 流有效值Iin_rms,并根据输入电压交流侧瞬时值Vin_ac或输入电压直流侧瞬时值Vin_dc 计算输入电压有效值Vin_rms。也就是说,可检测整流后的电流以获取输入电流瞬时值I in 以及检测整流后的电压以获取输入电压直流侧瞬时值Vin_dc,或者检测整流前的电压以获 取输入电压交流侧瞬时值Vin_ac〇
[0034] 具体地,可根据以下公式计算输入电压有效值Vin_rms:
Figure CN105186842BD00061
[0036] 其中,Vin_mean为输入电压平均值,Vin_mean = MEAN (I Vin_ac I)或者Vin_mean = MEAN (Vin_dc),其中I I表示求绝对值,MEAN表示平均值计算。
[0037] 同样地,可根据以下公式计算输入电流有效值Iin_rms:
Figure CN105186842BD00062
[0039] 其中,Iin_mean为输入电流平均值,Iin_mean=MEAN (Iin),其中MEAN表示平均值 计算。
[0040] 另外,根据本发明的一个具体示例,可通过电阻采样法检测输入电流瞬时值Iin, 并可通过分压电阻法检测输入电压直流侧瞬时值Vin_dc。
[0041] S2:根据输入电压有效值Vin_rms获取电流限频阈值,并根据电流有效值Iin_rms 和电流限频阈值对压缩机进行控制。
[0042] S3:在输入电流有效值Iin_rms大于电流限频阈值时,控制压缩机降频运行。
[0043] 具体而言,可实时检测输入电流瞬时值I in和输入电压瞬时值Vin_ac/Vin_dc,并 分别计算输入电流有效值Iin_rms和输入电压有效值Vin_rms,然后,根据输入输入电压有 效值Vin_rms自动设定不同输入电压有效值Vin_rms下的电流限频阈值,当输入电流有效值 Iin_rms高于电流限频阈值时,可逐渐降低压缩机运行频率,例如可每隔预设时间将压缩机 运行频率降低预设频率,直到输入电流有效值低于电流限频阈值。
[0044] 进一步地,根据本发明的一个实施例,输入电压有效值Vin_rms与电流限频阈值呈 正相关关系。也就是说,在额定电压及以下范围内,输入电压有效值Vin_rms越低,电流限频 阈值越小。
[0045] 需要说明的是,对于采用交流风机进行散热的三级空调系统,交流风机的转速随 着单相交流电源的电压幅值的下降而降低,从而使得空调系统的散热能力降低,由此,根据 输入电压有效值Vin_rms设定电流限频阈值,即输入电压有效值Vin_rms越低,电流限频阈 值也越低,可改善散热能力降低而引起的输入电路发热严重的问题。
[0046] 根据本发明的一个实施例,可通过以下两种方法获取电流限频阈值,具体地,可通 过查表的方式或分段线性化的方式获取电流限频阈值。
[0047] 更具体地,当通过查表的方式获取电流限频阈值时,可将输入电压有效值Vin_rms 的电压范围划分为N个区间,并按照电压从低到高的顺序将每个区间的电流限频阈值依次 设置为Iin_thrl、Iin_thr2、…、Iin_thrN,其中,Iin_thrl<Iin_thr2<···<Iin_thrN〇
[0048] 举例来说,如表I所示,可将输入电压有效值Vin_rms的电压范围划分为5个区间, 输入电压有效值Vin_rms与电流限频阈值之间可满足以下表格关系:
[0049] 表1
Figure CN105186842BD00071
[0051] 其中,Iin_thrl<Iin_thr2<Iin_thr3<Iin_thr4<Iin_thr5。
[0052] 也就是说,当Vin_rms<150V时,设定电流限频阈值为Iin_thrl;当150V〈Vin_rms 彡170V时,设定电流限频阈值为I in_thr2;当170V〈Vin_rms彡190V时,设定电流限频阈值为 1;[11_1:1^3;当190¥〈¥;[11_1'1118<210¥时,设定电流限频阈值为1;[11_1:1^4;当¥;[11_1'1118>210¥时, 设定电流限频阈值为I in_thr5。
[0053] 其中,需要说明的是,每个电流限频阈值均可根据不同输入电压下的发热测试结 果设定,以保证每段电压范围内都不会发热超标。
[0054] 应当理解的是,表1所示实施例仅为一个优选实施例,输入电压有效值Vin_rms与 电流限频阈值之间的关系不限于表1的实施例,也可以为满足其他的表格关系。
[0055] 更具体地,当通过分段线性化的方式获取电流限频阈值时,将输入电压有效值 Vin_rms的电压范围划分为N个区间,并在每个区间分界点设置一个电流限频阈值,以及处 于每个电压区间的输入电压有效值对应的电流限频阈值根据相邻的两个电压区间分界点 对应的电流限频阈值线性计算得到。
[0056] 也就是说,可将输入电压有效值Vin_rms的电压范围划分为N个区间,每个电压区 间分界点设置一个电流限频阈值,当输入电压有效值Vin_rms等于多个电压区间分界点中 的一个时,可设定电流限频阈值为电压区间分界点对应的电流限频阈值,当输入电压有效 值Vin_rms为其他电压点时,电流限频阈值可根据相邻的两个电压区间分界点对应的电流 限频阈值并通过线性计算得到。
[0057] 举例来说,可将输入电压有效值Vin_rms的电压范围划分为5个区间,并设置4个电 压区间分界点,即第一电压区间分界点为150V,其对应第六电流限频阈值为Iin_thr6;第二 电压区间分界点为170V,其对应第七电流限频阈值为Iin_thr7;第三电压区间分界点为 190V,其对应第八电流限频阈值为I in_thr8;第四电压区间分界点为21OV,其对应第九电流 限频阈值为Iin_thr9。
[0058] 这样,当输入电压有效值Vin_rms〈150V,相邻的电压区间分界点仅为第一电压区 间分界点15 0 V,设定电流限频阈值为I i n_t hr 1;当V i n_rm s = 15 0 V,设定电流限频阈值为 Iin_thr6;当150¥〈¥111_^8〈170¥,相邻的电压区间分界点为第一电压区间分界点150¥和第 二电压区间分界点170V,设定电流限频阈值为奶11_^18-150^(170¥-150¥)/(111^1^7-1;[11_1:1^6)+1;[11_1:1^6;当¥;[11_1'1118 = 170¥时,设定电流限频阈值为1;[11_1:1^7;当170¥〈¥;[11_ rms〈190V,相邻的电压区间分界点为第二电压区间分界点170V和第三电压区间分界点 190V,设定电流限频阈值为(Vin_rms-170V) A190V-170V) X (Iin_thr8-Iin_thr7)+Iin_ 1:1^7;当¥;[11_1'1118 = 190¥时,设定电流限频阈值为1;[11_1:1^8;当190¥〈¥;[11_1'1118〈210¥,相邻的 电压区间分界点为第三电压区间分界点190V和第四电压区间分界点210V,设定电流限频阈 值为(Vin_rms-190V)/(210V_190V) X (Iin_thr9_Iin_thr8)+Iin_thr8;当Vin_rms = 210V 时,设定电流限频阈值为Iin_thr9;当Vin_rms>210V时,相邻的电压区间分界点仅为第四电 压区间分界点210V,设定电流限频阈值为Iin_thr9。
[0059] 具体地,当输入电压有效值Vin_rms为155V时,电流限频阈值Iin_thr为:Iin_thr =(155V-150W(170V-150V) X (Iin_thr2-Iin_thrl)+Iin_thrl;当输入电压有效值Vin_ rms为 185V时,电流限频阈值Iin_thr为:Iin_thr= (185V-170V)/(190V-170V) X (Iin_ thr3_Iin_thr2) +Iin_thr2;当输入电压有效值Vin_rms为200V时,电流限频阈值Iin_thr 为:Iin_thr= (200V-190W(210V-190V) X (Iin_thr4-Iin_thr3)+Iin_thr3。
[0060] 下面结合一个优选实施例来详细描述本发明实施例的输入电压自适应的电流限 频方法。
[0061] 假设输入到整流电路10的交流电压的频率为50Hz,即整流后输入到PFC电路的输 入电压周期和输入电流周期为IOms;输入电压的采样频率为18kHz,即输入电压瞬时值Vin_ d(VVin_aC的更新频率为18kHz;输入电流的采样频率为42kHz,即输入电流瞬时值Iin的更 新频率为42kHz。
[0062] 这样,在每个输入电压周期中,每个输入电压平均值计算的滑动窗口大小为180, 输入电压平均值Vinjnean即为180个电压瞬时值的平均值,根据输入电压平均值Vinjnean 即可计算出输入电压有效值Vin_rms,即Vin_rms = sqrt (2) ^^n/^Vinjiear^ 1 · ll*Vin_ mean 〇
[0063] 在每个输入电流周期中,输入电流平均值计算的滑动窗口大小为420,输入电流平 均值Iinjnean即为420个电流瞬时值的平均值,根据输入电流平均值Iinjnean即可计算出 输入电流有效值Iin_rms,即Iin_rms = sqrt (2) ^^n/^Iinjnean^^ 1 · ll*Iin_mean〇
[0064] 在计算出输入电压有效值Vin_rms和输入电流有效值Iin_rms之后,S卩可根据输入 电压有效值Vin_rms,自动设定不同输入电压有效值下的电流限频阈值Iin_thr,并且,如果 输入电流有效值Iin_rms高于该电流限频阈值Iin_thr,则逐渐降低压缩机运行频率,例如 可每1秒钟将压缩机的运行频率降低1Hz,直到输入电流有效值Iin_rms低于电流限频阈值 Iin_thr〇
[0065] 综上所述,根据本发明实施例提出的变频空调中功率因数校正PFC电路的输入电 压自适应的电流限频方法,根据输入电压有效值Vin_rms获取电流限频阈值,并在输入电流 有效值Iin_rms大于电流限频阈值时,控制压缩机降频运行。由此,在输入电流有效值Iin_ rms大于电流限频阈值时控制压缩机降频运行,从而降低输出功率,达到减小输入电流的目 的,改善输入电路的发热状况,并且,根据输入电压有效值Vin_rms自适应调整电流限频阈 值,避免风机散热性能下降导致的输入电路发热严重,进一步改善输入电路的发热状况,提 高系统可靠性。
[0066] 为了执行上述实施例,本发明另一方面实施例还提出了一种变频空调中功率因数 校正PFC电路的输入电压自适应的电流限频装置。
[0067] 图5是根据本发明实施例的变频空调中功率因数校正PFC电路的输入电压自适应 的电流限频装置的方框示意图。如图5所示,PFC电路20的输出端连接的负载30为压缩机M, 电流限频装置100包括:获取单元101电流检测器1011电压检测器1012电流计算器1013电压 计算器1013和控制单元102。
[0068] 其中,获取单元101用于获取电压有效值Vin_rms和电流有效值Iin_rms。根据本发 明的一个具体实施例,获取单元101可包括电流检测器1011、电压检测器1012、电流计算器 1013和电压计算器1014,其中,电流检测器1011用于检测PFC电路20的输入电流瞬时值Iin; 电压检测器1012用于检测输入电压交流侧瞬时值Vin_ac或输入电压直流侧瞬时值Vin_dc; 电流计算器1013用于根据输入电流瞬时值I iη计算输入电流有效值I in_rms,电压计算器 1014用于根据输入电压交流侧瞬时值Vin_ac或输入电压直流侧瞬时值Vin_dc计算输入电 压有效值Vin_rms。
[0069] 也就是说,电流检测器1011可检测整流后的电流以获取输入电流瞬时值Iin。具体 地,电流检测器1011可通过电阻采样法检测输入电流瞬时值Iin。而电压检测器1012可检测 整流后的电压以获取输入电压直流侧瞬时值Vin_dc,或者检测整流前的电压以获取输入电 压较流侧瞬时值Vin_ac。具体地,电压检测器1012可通过分压电阻法检测输入电压直流侧 瞬时值Vin_dc〇
[0070] 具体地,电压计算器1014可根据以下公式计算输入电压有效值Vin_rms:
Figure CN105186842BD00091
[0072] 其中,Vin_mean为输入电压平均值,Vin_mean = MEAN (I Vin_ac I)或者Vin_mean = MEAN (Vin_dc),其中I I表示求绝对值,MEAN表示平均值计算。
[0073] 同样地,电流计算器1013可根据以下公式计算输入电流有效值Iin_rms:
Figure CN105186842BD00092
[0075] 其中,Iin_mean为输入电流平均值,Iin_mean=MEAN (Iin),其中MEAN表示平均值 计算。
[0076] 控制单元102用于根据输入电压有效值Vin_rms获取电流限频阈值,并根据电流有 效值Iin_rms和电流限频阈值对压缩机进行控制,其中,在输入电流有效值Iin_rms大于电 流限频阈值时,控制压缩机M降频运行。
[0077] 具体而言,电流检测器1011和电压检测器1012可实时检测输入电流瞬时值Iin和 输入电压直流侧瞬时值Vin_dc/Vin_ac,之后,电流计算器1013和电压计算器1013分别计算 输入电流有效值I in_rms和输入电压有效值Vin_rms,然后,控制单元102根据输入输入电压 有效值Vin_rms自动设定不同输入电压有效值Vin_rms下的电流限频阈值,当输入电流有效 值Iin_rms高于电流限频阈值时,控制单元102可逐渐降低压缩机运行频率,例如可每隔预 设时间将压缩机运行频率降低预设频率,直到输入电流有效值低于电流限频阈值。
[0078] 进一步地,根据本发明一个实施例,输入电压有效值Vin_rms与电流限频阈值呈正 相关关系。也就是说,在额定电压及以下范围内,输入电压有效值Vin_rms越低,电流限频阈 值越小。
[0079] 需要说明的是,对于采用交流风机进行散热的三级空调系统,交流风机的转速随 着单相交流电源的电压幅值的下降而降低,从而使得空调系统的散热能力降低,由此,根据 输入电压有效值Vin_rms设定电流限频阈值,即输入电压有效值Vin_rms越低,电流限频阈 值也越低,可改善散热能力降低而引起的输入电路发热严重的问题。
[0080] 根据本发明的一个实施例,可通过以下两种方法获取电流限频阈值,具体地,控制 单元102可通过查表的方式或分段线性化的方式获取电流限频阈值。
[0081] 更具体地,当通过查表的方式获取电流限频阈值时,可将输入电压有效值Vin_rms 的电压范围划分为N个区间,并按照电压从低到高的顺序将每个区间的电流限频阈值依次 设置为Iin_thrl、Iin_thr2、…、Iin_thrN,其中,Iin_thrl<Iin_thr2<···<Iin_thrN〇
[0082] 举例来说,如表I所示,可将输入电压有效值Vin_rms的电压范围划分为5个区间, 输入电压有效值Vin_rms与电流限频阈值之间可满足以下表格关系:
[0083] 表 1
Figure CN105186842BD00101
[0085] 其中,Iin_thrl<Iin_thr2<Iin_thr3<Iin_thr4<Iin_thr5。
[0086] 也就是说,当Vin_rms< 150V时,控制单元102设定电流限频阈值为Iin_thrl;当 150V〈Vin_rms< 170V时,控制单元102设定电流限频阈值为Iin_thr2;当170V〈Vin_rms< 190V时,控制单元102设定电流限频阈值为Iin_thr3;当190V〈Vin_rms<210V时,控制单元 102设定电流限频阈值为Iin_thr4;当Vin_rms>210V时,控制单元102设定电流限频阈值为 Iin_thr5〇
[0087] 其中,需要说明的是,每个电流限频阈值均可根据不同输入电压下的发热测试结 果设定,以保证每段电压范围内都不会发热超标。
[0088] 应当理解的是,表1所示实施例仅为一个优选实施例,输入电压有效值Vin_rms与 电流限频阈值之间的关系不限于表1的实施例,也可以为满足其他的表格关系。
[0089] 更具体地,当通过分段线性化的方式获取电流限频阈值时,控制单元102将输入电 压有效值Vin_rms的电压范围划分为N个区间,并在每个电压区间分界点设置一个电流限频 阈值,以及处于每个电压区间的输入电压有效值对应的电流限频阈值根据相邻的两个电压 区间分界点对应的电流限频阈值线性计算得到。
[0090] 也就是说,可将输入电压有效值Vin_rms的电压范围划分为N个区间,每个电压区 间分界点设置一个电流限频阈值,当输入电压有效值Vin_rms等于多个电压区间分界点中 的一个时,可设定电流限频阈值为电压区间分界点对应的电流限频阈值,当输入电压有效 值Vin_rms为其他电压点时,电流限频阈值可根据相邻的两个电压区间分界点对应的电流 限频阈值并通过线性计算得到。
[0091] 举例来说,可将输入电压有效值Vin_rms的电压范围划分为5个区间,并设置4个电 压区间分界点,即第一电压区间分界点为150V,其对应第六电流限频阈值为Iin_thr6;第二 电压区间分界点为170V,其对应第七电流限频阈值为Iin_thr7;第三电压区间分界点为 190V,其对应第八电流限频阈值为I in_thr8;第四电压区间分界点为21OV,其对应第九电流 限频阈值为Iin_thr9。
[0092] 这样,当输入电压有效值Vin_rms〈150V,相邻的电压区间分界点仅为第一电压区 间分界点150V,控制单元102设定电流限频阈值为I in_thr 1;当Vin_rms = 150V,设定电流限 频阈值为Iin_thr6;当150¥〈¥111_^18〈170¥,相邻的电压区间分界点为第一电压区间分界 150V和第二电压区间分界点170V,控制单元102设定电流限频阈值为(Vin_rms-150V) / (170V-150V) X (Iin_thr7_Iin_thr6) +Iin_thr6;当Vin_rms = 170V时,控制单元 102设定电 流限频阈值为Iin_thr7;当170V〈Vin_rms〈190V,相邻的电压区间分界点为第二电压区间分 界点170V和第三电压区间分界点190V,控制单元102设定电流限频阈值为(Vin_rms-170V) / (190V-170V) X (Iin_thr8_Iin_thr7) +Iin_thr7;当Vin_rms= 190V时,设定电流限频阈值 为Iin_thr8;当190¥〈¥丨11_^18〈210¥,相邻的电压区间分界点为第三电压区间分界点19(^和 第四电压区间分界点210V,控制单元102设定电流限频阈值为(Vir^rms-igoWQlOV-igOV) X (Iin_thr9-Iin_thr8) +Iin_thr8; 当 Vin_rms=210V 时,控制单元 102 设定电流限频 阈值为I in_thr9;当Vin_rms>210V时,相邻的电压区间分界点仅为第四电压区间分界点 21OV,控制单元102设定电流限频阈值为I in_thr9。
[0093] 具体地,当输入电压有效值Vin_rms为155V时,电流限频阈值Iin_thr为:Iin_thr =(155V-150W(170V-150V) X (Iin_thr2-Iin_thrl)+Iin_thrl;当输入电压有效值Vin_ rms为 185V时,电流限频阈值Iin_thr为:Iin_thr= (185V-170V)/(190V-170V) X (Iin_ thr3_Iin_thr2) +Iin_thr2;当输入电压有效值Vin_rms为200V时,电流限频阈值Iin_thr 为:Iin_thr= (200V-190W(210V-190V) X (Iin_thr4-Iin_thr3)+Iin_thr3。
[0094] 综上所述,根据本发明实施例提出的变频空调中功率因数校正PFC电路的输入电 压自适应的电流限频装置,控制单元根据输入电压有效值Vin_rms获取电流限频阈值,并在 输入电流有效值Iin_rms大于电流限频阈值时,控制压缩机降频运行。由此,在输入电流有 效值Iin_rms大于电流限频阈值时控制压缩机降频运行,从而降低输出功率,达到减小输入 电流的目的,改善输入电路的发热状况,并且,根据输入电压有效值Vin_rms自适应调整电 流限频阈值,避免风机散热性能下降导致的输入电路发热严重,进一步改善输入电路的发 热状况,提高系统可靠性。
[0095] 在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、 “厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时 针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或 位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0096] 此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性 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。
[0097] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等 术语应做广义理解,例如,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。
[0098] 在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以 是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在 第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第 一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0099] 在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示 例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不 必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任 一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技 术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结 合和组合。
[0100] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例 性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1. 一种变频空调中功率因数校正PFC电路的输入电压自适应的电流限频方法,其特征 在于,所述PFC电路的输出端连接的负载为压缩机,所述方法包括以下步骤: 获取电压有效值Vin_rms和电流有效值Iin_rms; 根据所述输入电压有效值Vin_rms获取电流限频阈值,并根据所述电流有效值Iin_rms 和所述电流限频阈值对所述压缩机进行控制; 在所述输入电流有效值Iin_rms大于所述电流限频阈值时,控制所述压缩机降频运行。
2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述输入电压有效值Vin_rms与所述电流 限频阈值呈正相关关系。
3. 根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,通过查表的方式或分段线性化的方式 获取所述电流限频阈值。
4. 根据权利要求3所述的方法,其特征在于,当通过查表的方式获取所述电流限频阈值 时,将输入电压有效值Vin_rms的电压范围划分为N个区间,并按照电压从低到高的顺序将 每个区间的电流限频阈值依次设置为Iin_thrI、Iin_thr2、…、I in_thrN,其中,Iin_thr 1 < I in_thr2 < …< I in_thrN〇
5. 根据权利要求3所述的方法,其特征在于,当通过分段线性化的方式获取所述电流限 频阈值时,将所述输入电压有效值Vin_rms的电压范围划分为N个区间,并在每个电压区间 分界点设置一个电流限频阈值,以及处于每个电压区间的输入电压有效值对应的电流限频 阈值根据相邻的两个电压区间分界点对应的电流限频阈值线性计算得到。
6. —种变频空调中功率因数校正PFC电路的输入电压自适应的电流限频装置,其特征 在于,所述PFC电路的输出端连接的负载为压缩机,所述装置包括: 获取单元,用于获取电压有效值Vin_rms和电流有效值I in_rms; 控制单元,用于根据所述输入电压有效值Vin_rms获取电流限频阈值,并根据所述电流 有效值Iin_rms和所述电流限频阈值对所述压缩机进行控制,其中,在所述输入电流有效值 Iin_ms大于所述电流限频阈值时,控制所述压缩机降频运行。
7. 根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述输入电压有效值Vin_rms与所述电流 限频阈值呈正相关关系。
8. 根据权利要求6或7所述的装置,其特征在于,所述控制单元通过查表的方式或分段 线性化的方式获取所述电流限频阈值。
9. 根据权利要求8所述的装置,其特征在于,当通过查表的方式获取所述电流限频阈值 时,所述控制单元将输入电压有效值Vin_rms的电压范围划分为N个区间,并按照电压从低 到高的顺序将每个区间的电流限频阈值依次设置为Iin_thrl、I in_thr2、…、I in_thrN,其 中,Iin_thrl<Iin_thr2<...<Iin_thrN。
10. 根据权利要求8所述的装置,其特征在于,当通过分段线性化的方式获取所述电流 限频阈值时,所述控制单元将所述输入电压有效值Vin_rms电压的范围划分为N个区间,并 在每个电压区间分界点设置一个电流限频阈值,以及处于每个电压区间的输入电压有效值 对应的电流限频阈值根据相邻的两个电压区间分界点对应的电流限频阈值线性计算得到。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105910233B (zh) * 2016-04-29 2019-01-29 广东美的制冷设备有限公司 空调器控制方法及装置
CN106481537B (zh) * 2016-11-25 2018-11-27 广东美的制冷设备有限公司 压缩机的控制方法、装置和家用电器
CN106787673B (zh) * 2016-12-20 2019-03-22 四川长虹电器股份有限公司 一种变频空调pfc控制方法
CN106918121A (zh) * 2017-03-31 2017-07-04 广东美的制冷设备有限公司 空调器及其的控制方法和装置
CN109560712A (zh) * 2018-11-30 2019-04-02 广东美的制冷设备有限公司 空调系统、变频控制器及其交流电压估算方法和装置
CN110173850A (zh) * 2019-05-10 2019-08-27 广东美的制冷设备有限公司 空调器的限频方法、装置、空调器及电子设备
CN111251824A (zh) * 2020-01-20 2020-06-09 广州华凌制冷设备有限公司 空调器的控制方法、控制装置和空调器
CN111490673B (zh) * 2020-05-21 2021-02-09 四川虹美智能科技有限公司 输出电压控制方法及装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101902122A (zh) * 2010-07-29 2010-12-01 中兴通讯股份有限公司 一种vienna整流器逐波限流保护的方法和装置
CN102055344A (zh) * 2010-12-22 2011-05-11 上海明石光电科技有限公司 开关电源
CN104218785A (zh) * 2013-05-31 2014-12-17 浙江三花股份有限公司 一种有源功率因数校正系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5217544B2 (ja) * 2008-03-19 2013-06-19 富士電機株式会社 スイッチング電源制御用半導体装置、起動回路、およびスイッチング電源装置の起動方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101902122A (zh) * 2010-07-29 2010-12-01 中兴通讯股份有限公司 一种vienna整流器逐波限流保护的方法和装置
CN102055344A (zh) * 2010-12-22 2011-05-11 上海明石光电科技有限公司 开关电源
CN104218785A (zh) * 2013-05-31 2014-12-17 浙江三花股份有限公司 一种有源功率因数校正系统

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