CN107070359B - 一种变频空调机pam回路控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变频空调机PAM回路控制方法，其通过驱动信号控制，该方法包含：S1，设定空调机的一主回路电流I的数值作为切换阈值；S2，当I＞切换阈值时，PAM回路采用复数回开关的方式，当I≤切换阈值时，PAM回路采用2回开关的方式，使得PAM回路输出满足标准的谐波电流。本发明能够根据主回路的电流变化采用分段控制的方式，起到有效降低损耗的作用。

Description

一种变频空调机PAM回路控制方法

技术领域

本发明涉及空调变频技术，特别涉及一种变频空调机PAM回路控制方法。

背景技术

传统的变频回路中，二极管模块将交流电压整流为直流电压，平滑电容将DC波形变得更加平滑，而IPM则将直流电压再次转换成模拟交流电压来驱动压缩机马达。

然而通过上述的回路很难满足“IEC谐波电流标准”，因为谐波会在输入电流波形中产生，功率因数也会降低。为了满足IEC及GB的谐波电流标准，在变频空调机的变频回路中，使用有PAM回路，我们使用PAM实现的简单局部转换方式，在被动控制的变频电路中交流电压被整流之前，引入一个升压斩波电路，通过增加前面所述的升压斩波电路以及同步一次性切换和波形的交叉零点，谐波会得到抑制，峰值下降，这样，输入电流波形会得到改善，同时也能达到“IEC谐波电流标准”的要求。由于切换时间点和交叉零点的同步，转换1次就可以切换完成。这种简单的局部转换方法比“有源滤波器”的方法具有低能量损耗的特点。除此之外，通过结合矢量控制逆变器，输出和效率会得到提升，从而供给IPM的电压会得到提高。

在变频空调PAM回路中，PAM回路的控制方法有两种：2回开关和复数回开关。

对于回路电流i小于等于13A的空调机，PAM采用2回开关的控制方式。

对于回路电流i大于13A的空调机，PAM采用复数回开关的控制方式。（电流i大于13A的空调机，PAM仍采用2回开关的方式的话，还是不能满足为了满足IEC及GB的谐波电流标准。为了满足波电流标准，PAM采用复数回开关的控制方式，复数回开关的载波频率一般为20kHz)

PAM回路存在损耗，PAM的损耗：P=Psw+Pave,其中Psw为开关损耗与载波频率成正比。所以，采用复数回开关的方式相对于2回开关的方式。功耗大、部品的温升高。

但对于电流i大于13A的空调机，其运转电流也不是始终大于13A的，在某些阶段其运转电流小于13A，故而需要根据主回路的电流变化更为有效的控制PAM回路。

发明内容

本发明的目的是提供一种变频空调机PAM回路控制方法，在同一空调机中根据主回路的电流变化采用分段控制的方式，起到有效降低损耗的作用。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种变频空调机PAM回路控制方法，PAM回路连接在整流电路与智能功率模块之间，所述的PAM回路包含一晶体管，其通过驱动信号控制，其特点是，该方法包含：

S1，设定空调机的一主回路电流I的数值作为切换阈值；

S2，当I＞切换阈值时，所述的PAM回路采用复数回开关的方式，当I≤切换阈值时，所述的PAM回路采用2回开关的方式，使得PAM回路输出满足标准的谐波电流。

所述的PAM回路采用复数回开关或2回开关时，需要对开关加载不同载波频率。

所述的步骤S2具体包含：

S2.1，设定第一切换阈值a；

S2.2，当I＞a时，所述的PAM回路采用复数回开关的方式，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第一工作频率；

S2.3，当I≤a时，所述的PAM回路采用2回开关的方式。

所述的步骤S2具体包含：

S2.1，分别设定主回路电流的第二切换阈值b和第三切换阈值c，其中b＜c；

S2.2，当I＞c时，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第三工作频率；

S2.3，当b＜I≤c时，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第四工作频率；

S2.4，当I≤b时，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第五工作频率。

所述的步骤S2具体包含：

S2.1，分别设定主回路电流的第四切换阈值d和第五切换阈值e，其中d＜e；

S2.2，当I＞d时，所述的PAM回路采用复数回开关的方式，按照I的不同采用不同的载波频率，当I≤d时，所述的PAM回路采用2回开关的方式。

所述的步骤S2.2包含：

S2.2.1，当I＞e时，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第六工作频率；

S2.2.2，当d＜I≤e时，加载在晶体管上的驱动信号的载波频率与电流成正比变化；

S2.2.3，当I≤d时，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第七工作频率。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

本发明根据主回路的电流变化采用分段控制的方式，起到有效降低损耗的作用。

附图说明

图1为变频空调机的变频回路及其PAM回路；

图2为2回开关的驱动方式及电压电流的波形；

图3为复数开关的驱动方式及电压电流的波形；

图4为本实施一的电流与载波频率的关系图；

图5为本实施二的电流与载波频率的关系图；

图6为本实施三的电流与载波频率的关系图；

图7为实施三的功耗变化图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。

图1为变频空调机的变频回路及其PAM回路，其包含：包含：二极管桥堆DB，用于整流，将由电源输入的交流电变为直流电输出；电抗器L（reactor），起改善功率因数的作用；晶体管Q1（transistor），起到无触点开关的作用；二极管D（diode），用于整流，将交流电变为直流电；电容器C（capacity），平滑电容，使直流电压更平滑；智能功率模块IPM（intelligent power module），内部是由多组开关管及续流二极管连接构成的三相桥式逆变电路，起驱动压缩机的作用，向其输入的是直流电压及CPU控制信号，输出的是可变频可变压的电源，用以驱动相连接的压缩机马达MC。

其中，晶体管Q1的集电极连接至电抗器L与二极管D正极的连接节点；二极管D负极连接至电容器C正极；电容器C负极和晶体管Q的发射极，均接至IPM回路以及经同一电阻接至二极管桥堆DB，由此构成一种单回路的PAM回路。通过晶体管Q1加载不同载波频率的驱动信号，使得PAM回路输出满足标准的谐波电流。

一种变频空调机PAM回路控制方法，该方法包含：

S1，设定空调机的一主回路电流I的数值作为切换阈值；

S2，当I＞切换阈值时，所述的PAM回路采用复数回开关的方式，当I≤切换阈值时，所述的PAM回路采用2回开关的方式，使得PAM回路输出满足标准的谐波电流。

实施例1：

如图2、3、4所示，上述的步骤S2具体包含：

S2.1，设定第一切换阈值a；

S2.1，当I＞a时，所述的PAM回路采用复数回开关的方式，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第一工作频率；

S2.3，当I≤a时，所述的PAM回路采用2回开关的方式，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第二工作频率。

PAM的损耗：P=Psw+Pave，其中Psw为开关损耗与载波频率成正比。本实施中a为13A，第一工作频率为20kHz，第二工作频率为100Hz，即当I＞13A时，调整加载在开关上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到20kHz，此时Psw为20w-40w；当I≤13A时，调整加载在开关上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到100Hz，此时Psw为0.1w-0.2w。这样，在I≤13A阶段，采用载波频率为100Hz的驱动信号，可以降低功耗19.9-39.8w。

实施例2：

如图5所示，上述的步骤S2中PAM回路运用复数回开关的方式，按I的不同采用不同的载波频率，具体包含：

S2.1，分别设定主回路电流的第二切换阈值b和第三切换阈值c，其中b＜c；

S2.2，当I＞c时，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第三工作频率；

S2.3，当b＜I≤c时，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第四工作频率；

S2.4，当I≤b时，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第五工作频率。

本实施例中c为13A，第三工作频率为20kHz；b为10A，第四工作频率为10kHz，第五工作频率为5 kHz；即当I＞13A时，调整加载在开关上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到20kHz，PAM回路采用复数回开关的方式，此时Psw为20w-40w；当10A＜I≤13A时，调整加载在开关上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到10kHz，此时Psw为10w-20w；当I≤10A时，调整加载在开关上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到5 kHz，此时Psw为5w-10w。

所以：

I≤10A时，载波频率采用5kHz，功耗可以相对于20kHz是小15w-30w。

10A＜I≤13A时，载波频率采用10kHz，功耗可以相对于20kHz是小10w-20w。

实施例3：

如图2、3、6所示，上述的步骤S2具体包含：

S2.1，分别设定主回路电流的第四切换阈值d和第五切换阈值e，其中d＜e；

S2.2，当I＞d时，所述的PAM回路采用复数回开关的方式，按照I的不同采用不同的载波频率，当I≤d时，所述的PAM回路采用2回开关的方式。

步骤S2.2包含：

S2.2.1，当I＞e时，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第六工作频率，此时PAM回路采用复数回开关的方式；

S2.2.2，当d＜I≤e时，加载在晶体管上的驱动信号的载波频率与电流成正比变化，此时PAM回路采用复数回开关的方式，按I的不同采用不同的载波频率；

S2.2.3，当I≤d时，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第七工作频率

本实施例中，e为13A，第六工作频率为20kHz，当I＞13A时，调整加载在开关上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到20kHZ；d为3A，第七工作频率为0.1kHz，当I≤3A时，调整加载在开关上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到0.1kHz；k=（20-0.1）/（13-3）=1.99，当3＜I≤13时，加载在开关上的驱动信号的载波频率与电流按照斜率1.99成正比变化；

此时功耗变化请参见图7。

综上所述，本发明一种变频空调机PAM回路控制方法，根据主回路的电流变化采用分段控制的方式，起到有效降低损耗的作用。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种变频空调机PAM回路控制方法，PAM回路连接在整流电路与智能功率模块之间，所述的PAM回路包含一晶体管，其通过驱动信号控制，其特征在于，该方法包含：

S1，设定空调机的一主回路电流I的数值作为切换阈值；

S2，当I＞切换阈值时，所述的PAM回路采用复数回开关的方式，当I≤切换阈值时，所述的PAM回路采用2回开关的方式，使得PAM回路输出满足标准的谐波电流。

2.如权利要求1所述的变频空调机PAM回路控制方法，所述的PAM回路采用复数回开关时，需要对开关加载不同载波频率。

3.如权利要求2所述的变频空调机PAM回路控制方法，其特征在于，所述的步骤S2具体包含：

S2.1，设定第一切换阈值a；

S2.2，当I＞a时，所述的PAM回路采用复数回开关的方式，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第一工作频率；

S2.3，当I≤a时，所述的PAM回路采用2回开关的方式。

4.如权利要求2所述的变频空调机PAM回路控制方法，其特征在于，所述的步骤S2具体包含：

S2.1，分别设定主回路电流的第二切换阈值b和第三切换阈值c，其中b＜c；

S2.2，当I＞c时，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第三工作频率；

S2.3，当b＜I≤c时，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第四工作频率；

S2.4，当I≤b时，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第五工作频率。

5.如权利要求2所述的变频空调机PAM回路控制方法，其特征在于，所述的步骤S2具体包含：

S2.1，分别设定主回路电流的第四切换阈值d和第五切换阈值e，其中d＜e；

S2.2，当I＞d时，所述的PAM回路采用复数回开关的方式，按照I的不同采用不同的载波频率，当I≤d时，所述的PAM回路采用2回开关的方式。

6.如权利要求5所述的变频空调机PAM回路控制方法，其特征在于，所述的步骤S2.2包含：

S2.2.1，当I＞e时，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第六工作频率；

S2.2.2，当d＜I≤e时，加载在晶体管上的驱动信号的载波频率与电流成正比变化；

S2.2.3，当I≤d时，调整加载在晶体管上的驱动信号的载波频率，使得载波频率达到第七工作频率。