CN106787673A - 一种变频空调pfc控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变频空调PFC控制方法,整流桥与外部220V交流电电连接,整流桥具有接线端A和接线端B,变频器具有与整流桥相对应的接线端C和接线端D,整流桥的接线端A与变频器的接线端C之间依次串联有C电感、二极管,整流桥的接线端B与变频器的接线端D之间电连接有采样电阻,整流桥的接线端A与接线端B之间并联有滤波电容,变频器的接线端C与接线端D之间并联有稳压电容,IGBT模块一端电连接于电感与二极管之间的线路上,IGBT模块另一端连接于整流桥接线端B与变频器接线端D之间的线路上。本发明根据负载电流的变化,控制IGBT模块的占空比,使得输入电流能很好地跟踪变频器负载的变化,大大降低了变频器负载突变时对直流母线电压的影响。
Description
技术领域
本发明涉及空调控制技术领域,尤其涉及一种变频空调PFC控制方法。
背景技术
与定频空调不同,变频空调压缩机一般采用永磁同步电机且压缩机转速可调节。变频空调通常采用交-直-交变频方法进行控制。因此,当变频空调频率和负载增大时,直流母线电压会出现下降,电流畸变会增大,导致功率因数下降,电流波形如图1所示。为了稳定直流电压,提高功率因数,降低电磁干扰,通常要采用PFC(功率因数矫正)控制技术。加入PFC控制之后,电流波形恢复到接近正弦状态,电流波形如图2所示。
通常功率因数矫正一般采用硬件PFC或者软件PFC。采用硬件PFC,不仅会增加额外的硬件电路,使得电路变得非常复杂,且提高了成本。采用现有的软件PFC,如申请号CN201310151565.5的发明专利,公开的是一种PFC控制方法,但是基于输入电流实现,在算法中并没有直接考虑负载的作用,当负载电流发生变化时,输入电流的变化有滞后,所以不能很好的控制直流电压,导致直流电压有波动。因此需要一种简单可靠的PFC控制方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足之处,本发明的目的在于提供一种变频空调PFC控制方法,根据负载电流的变化,控制IGBT模块的占空比,使得输入电流能很好地跟踪变频器负载的变化,大大降低了变频器负载突变时对直流母线电压的影响。
本发明的目的通过下述技术方案实现:
一种变频空调PFC控制方法,变频空调PFC控制电路包括整流桥、滤波电容、电感、二极管、稳压电容、IGBT模块、采样电阻和变频器,所述整流桥与外部220V交流电电连接,所述整流桥具有接线端A和接线端B,所述变频器具有与整流桥相对应的接线端C和接线端D,所述整流桥的接线端A与变频器的接线端C之间依次串联有C电感、二极管,所述整流桥的接线端B与变频器的接线端D之间电连接有采样电阻,所述采样电阻靠近整流桥一侧;所述整流桥的接线端A与接线端B之间并联有滤波电容,所述滤波电容靠近整流桥一侧,所述变频器的接线端C与接线端D之间并联有稳压电容,所述稳压电容靠近变频器一侧;所述IGBT模块一端电连接于电感与二极管之间的线路上,所述IGBT模块另一端连接于整流桥接线端B与变频器接线端D之间的线路上;其变频空调PFC控制方法如下:
A、电流流过采样电阻时,采样电阻上会有电压,通过采集这个电压,可以得到采样电阻上的电流,这个电流为整个系统的瞬时电流,称作输入电流iPFC;
B、变频空调压缩机控制程序中,可以通过空调自身的控制算法计算得到空调消耗的功率P;用功率P除以直流母线电压Vdc,可以得到负载平均电流ILavr=P/Vdc,直流母线电压Vdc为稳压电容两端的电压;
C、为实现PFC对直流电压的调节,首先需要一个直流电压给定值作为直流电压控制的目标值,并对直流母线电压要进行PI调节;直流电压给定值与直流母线电压Vdc做差后进行PI调节,可得到电压调节系数其中Kp为比例系数,Ki为积分系数;Kp和Ki为控制参数,同一个变频空调PFC控制电路的Kp与Ki为一固定值;
D、将电压调节系数α与负载平均电流ILavr相乘,得到输入平均电流参考值
E、将输入电流iPFC与输入平均电流参考值进行比较,当输入电流iPFC高于输入平均电流参考值时,即时,让变频空调PFC控制电路中的IGBT模块处于关断状态;
当输入电流iPFC低于输入平均电流参考值时,即时,根据输入电流iPFC低于输入平均电流参考值的程度来确定IGBT模块开关占空比,IGBT模块的开关占空比为最后再将MPFC的值控制并限制在0到1之间;MPFC决定在一个PWM周期内IGBT模块的开通的比值,MPFC越大,IGBT模块开通的时间越多;当MPFC等于0时,IGBT模块在一个PWM周期内都不开通。当MPFC等于1时,IGBT模块在一个PWM周期内都开通。
本发明通过采样电路中输入电流iPFC,通过计算获得变频器负载的功率P,用负载的功率P除以稳压电容上的直流母线电压Vdc,得到负载平均电流ILavr=P/Vdc,具体电路见图3。将直流电压给定值与稳压电容上的直流母线电压Vdc进行比较,进行PI调节,PI调节器输出值称作电压调节系数α。将电压调节系数α乘以负载平均电流ILavr得到输入平均电流参考值将输入电流iPFC与输入平均电流参考值进行比较,当输入电流iPFC高于输入平均电流参考值ILavr时,变频空调PFC控制电路中的IGBT模块处于关断状态。当输入电流iPFC低于输入平均电流参考值ILavr时,根据输入电流iPFC低于输入平均电流参考值ILavr的程度来确定IGBT模块开关占空比通过调节IGBT模块的开关占空比,校正功率因数,稳定直流电压。
本发明较现有技术相比,具有以下优点及有益效果:
本发明根据负载电流的变化,控制IGBT模块的占空比,使得输入电流能很好地跟踪变频器负载的变化,大大降低了变频器负载突变时对直流母线电压的影响。
附图说明
图1为无变频空调PFC控制电路时的电流波形图;
图2为本发明的电流波形图;
图3为本发明的变频空调PFC控制电路的电路示意图;
图4为本发明变频空调的PFC控制流程框图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明:
实施例
如图3、图4所示,一种变频空调PFC控制方法,变频空调PFC控制电路包括整流桥、滤波电容、电感、二极管、稳压电容、IGBT模块、采样电阻和变频器,所述整流桥与外部220V交流电电连接,所述整流桥具有接线端A和接线端B,所述变频器具有与整流桥相对应的接线端C和接线端D,所述整流桥的接线端A与变频器的接线端C之间依次串联有C电感、二极管,所述整流桥的接线端B与变频器的接线端D之间电连接有采样电阻,所述采样电阻靠近整流桥一侧;所述整流桥的接线端A与接线端B之间并联有滤波电容,所述滤波电容靠近整流桥一侧,所述变频器的接线端C与接线端D之间并联有稳压电容,所述稳压电容靠近变频器一侧;所述IGBT模块一端电连接于电感与二极管之间的线路上,所述IGBT模块另一端连接于整流桥接线端B与变频器接线端D之间的线路上;其变频空调PFC控制方法如下:
A、电流流过采样电阻时,采样电阻上会有电压,通过采集这个电压,可以得到采样电阻上的电流,这个电流为整个系统的瞬时电流,称作输入电流iPFC;
B、变频空调压缩机控制程序中,可以通过空调自身的控制算法计算得到空调消耗的功率P;用功率P除以直流母线电压Vdc,可以得到负载平均电流ILavr=P/Vdc,直流母线电压Vdc为稳压电容两端的电压;
C、为实现PFC对直流电压的调节,首先需要一个直流电压给定值作为直流电压控制的目标值,并对直流母线电压要进行PI调节;直流电压给定值与直流母线电压Vdc做差后进行PI调节,可得到电压调节系数其中Kp为比例系数,Ki为积分系数;Kp和Ki为控制参数,同一个变频空调PFC控制电路的Kp与Ki为一固定值;
D、将电压调节系数α与负载平均电流ILavr相乘,得到输入平均电流参考值
E、将输入电流iPFC与输入平均电流参考值进行比较,当输入电流iPFC高于输入平均电流参考值时,即时,让变频空调PFC控制电路中的IGBT模块处于关断状态;当IGBT模块处于关断状态时,外部交流电通过整流桥依次通过电感、二极管、稳压电容,然后经过采样电阻回流到整流桥中,变频器从稳压电容中取电,当变频器从稳压电容中取电突然变少时,变频器两端的电压相对于稳压电容两端的电压偏低,即变频器两端的电压与稳压电容两端的电压不匹配,此时采样电阻的输入电流iPFC就会相对变高,IGBT模块就需要关断,稳压电容的电流就会流入到采样电阻、整流桥、电感中,以使得稳压电容两端的电压与变频器两端的电压相匹配。并且本发明的变频空调PFC控制电路的电流波形图就会呈现出如图2所示的正弦波,保证了变频器所需的正弦波电流。
当输入电流iPFC低于输入平均电流参考值时,即时,根据输入电流iPFC低于输入平均电流参考值的程度来确定IGBT模块开关占空比,IGBT模块的开关占空比为最后再将MPFC的值控制并限制在0到1之间;MPFC决定在一个PWM周期(本发明的PWM周期为一个时间周期,本实施例的PWM周期选择为50秒)内IGBT模块的开通的比值,MPFC越大,IGBT模块开通的时间越多;当MPFC等于0时,IGBT模块在一个PWM周期内都不开通。当MPFC等于1时,IGBT模块在一个PWM周期内都开通。当IGBT模块处于接通状态时,外部交流电通过整流桥依次通过电感、IGBT模块,然后经过采样电阻回流到整流桥中,这时电能会储存在电感中;当IGBT断开时,外部交流电通过整流桥依次通过电感、二极管,稳压电容,然后经过采样电阻回流到整流桥中,这时电感中储存的电能会传输到稳压电容上,经过这一周期,就完成一次从整流桥到稳压电容的电能传输。IGBT模块的占空比越高(接通的时间越多),从整流桥传输到稳压电容上的功率就越大,直流电压的上升越高;IGBT模块的占空比越低(接通的时间越短),从整流桥传输到稳压电容上的功率就越小,直流电压的上升越低。变频器从稳压电容中取电,当变频器从稳压电容中取电突然变多时,变频器功率P增大,如果IGBT的占空比不变,会导致稳压电容电压下降。根据上文提到的占空比公式,本发明在变频器功率P增大时,占空比也会同时增大,保证稳压电容两端的电压保持稳定。反之,当变频器从稳压电容中取电突然变多时,变频器功率P减小,如果IGBT的占空比不变,会导致稳压电容电压上升,本发明在变频器功率P减小时,占空比也会同时减小,保证稳压电容两端的电压保持稳定。并且本发明的变频空调PFC控制电路的电流波形图就会呈现出如图2所示的正弦波,保证了变频器所需的正弦波电流。本发明通过IGBT模块的开关占空比,来达到校正功率因数的目的,从而稳定了稳压电容两端的直流电压。
本发明通过采样电路中输入电流iPFC,通过计算获得变频器负载的功率P,用负载的功率P除以稳压电容上的直流母线电压Vdc,得到负载平均电流ILavr=P/Vdc,具体电路见图3。将直流电压给定值与稳压电容上的直流母线电压Vdc进行比较,进行PI调节,PI调节器输出值称作电压调节系数α。将电压调节系数α乘以负载平均电流ILavr得到输入平均电流参考值将输入电流iPFC与输入平均电流参考值进行比较,当输入电流iPFC高于输入平均电流参考值ILavr时,变频空调PFC控制电路中的IGBT模块处于关断状态。当输入电流iPFC低于输入平均电流参考值ILavr时,根据输入电流iPFC低于输入平均电流参考值ILavr的程度来确定IGBT模块开关占空比通过调节IGBT模块的开关占空比,校正功率因数,稳定直流电压。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种变频空调PFC控制方法,其特征在于:变频空调PFC控制电路包括整流桥、滤波电容、电感、二极管、稳压电容、IGBT模块、采样电阻和变频器,所述整流桥与外部220V交流电电连接,所述整流桥具有接线端A和接线端B,所述变频器具有与整流桥相对应的接线端C和接线端D,所述整流桥的接线端A与变频器的接线端C之间依次串联有C电感、二极管,所述整流桥的接线端B与变频器的接线端D之间电连接有采样电阻,所述采样电阻靠近整流桥一侧;所述整流桥的接线端A与接线端B之间并联有滤波电容,所述滤波电容靠近整流桥一侧,所述变频器的接线端C与接线端D之间并联有稳压电容,所述稳压电容靠近变频器一侧;所述IGBT模块一端电连接于电感与二极管之间的线路上,所述IGBT模块另一端连接于整流桥接线端B与变频器接线端D之间的线路上;其变频空调PFC控制方法如下:
A、电流流过采样电阻时,采样电阻上会有电压,通过采集这个电压,可以得到采样电阻上的电流,这个电流为整个系统的瞬时电流,称作输入电流iPFC;
B、变频空调压缩机控制程序中,可以通过空调自身的控制算法计算得到空调消耗的功率P;用功率P除以直流母线电压Vdc,可以得到负载平均电流ILavr=P/Vdc,直流母线电压Vdc为稳压电容两端的电压;
C、为实现PFC对直流电压的调节,首先需要一个直流电压给定值作为直流电压控制的目标值,并对直流母线电压要进行PI调节;直流电压给定值与直流母线电压Vdc做差后进行PI调节,可得到电压调节系数其中Kp为比例系数,Ki为积分系数;Kp和Ki为控制参数,同一个变频空调PFC控制电路的Kp与Ki为一固定值;
D、将电压调节系数α与负载平均电流ILavr相乘,得到输入平均电流参考值
E、将输入电流iPFC与输入平均电流参考值进行比较,当输入电流iPFC高于输入平均电流参考值时,即时,让变频空调PFC控制电路中的IGBT模块处于关断状态;
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109617388A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-04-12 | 四川虹美智能科技有限公司 | 一种功率因数矫正控制方法 |
CN111641333A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-09-08 | 四川虹美智能科技有限公司 | 多载波周期pfc控制方法 |
CN113932396A (zh) * | 2020-07-13 | 2022-01-14 | 海信(山东)空调有限公司 | 一种空调器和控制方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080285318A1 (en) * | 2007-01-15 | 2008-11-20 | Oyl Research And Development Centre Sdn. Bhd. | Power Factor Correction Circuit |
CN102104321A (zh) * | 2009-12-19 | 2011-06-22 | 张雪原 | 不可控单相整流器减小谐波含量的方法 |
CN103025021A (zh) * | 2012-12-14 | 2013-04-03 | 西安铨芯电子有限公司 | 基于电感放电时间调制的降压led驱动电路 |
CN105186842A (zh) * | 2015-08-05 | 2015-12-23 | 广东美的制冷设备有限公司 | Pfc电路的输入电压自适应的电流限频方法和装置 |
CN105337262A (zh) * | 2015-09-08 | 2016-02-17 | 广东美的制冷设备有限公司 | 变频空调以及功率因数校正pfc电路的过流保护电路 |
-
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080285318A1 (en) * | 2007-01-15 | 2008-11-20 | Oyl Research And Development Centre Sdn. Bhd. | Power Factor Correction Circuit |
CN102104321A (zh) * | 2009-12-19 | 2011-06-22 | 张雪原 | 不可控单相整流器减小谐波含量的方法 |
CN103025021A (zh) * | 2012-12-14 | 2013-04-03 | 西安铨芯电子有限公司 | 基于电感放电时间调制的降压led驱动电路 |
CN105186842A (zh) * | 2015-08-05 | 2015-12-23 | 广东美的制冷设备有限公司 | Pfc电路的输入电压自适应的电流限频方法和装置 |
CN105337262A (zh) * | 2015-09-08 | 2016-02-17 | 广东美的制冷设备有限公司 | 变频空调以及功率因数校正pfc电路的过流保护电路 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109617388A (zh) * | 2019-01-14 | 2019-04-12 | 四川虹美智能科技有限公司 | 一种功率因数矫正控制方法 |
CN111641333A (zh) * | 2020-05-21 | 2020-09-08 | 四川虹美智能科技有限公司 | 多载波周期pfc控制方法 |
CN113932396A (zh) * | 2020-07-13 | 2022-01-14 | 海信(山东)空调有限公司 | 一种空调器和控制方法 |
CN113932396B (zh) * | 2020-07-13 | 2023-08-04 | 海信空调有限公司 | 一种空调器和控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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