CN107919795B - 变频空调器及其控制方法、装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变频空调器及其控制方法、装置，所述变频空调器包括室外机电控板，室外机电控板上设有PFC电路，所述方法包括以下步骤：获取室外环境温度；根据室外环境温度获取PFC电路的载波频率和直流母线电压目标值；根据直流母线电压目标值获取PFC电路中功率开关管的导通时间，并根据导通时间和载波频率对功率开关管进行控制，以降低功率开关管的发热。该方法根据室外环境温度实时调整PFC电路中功率开关管的导通时间，从而可以有效降解决PFC电路中功率开关管的发热问题。

Description

变频空调器及其控制方法、装置
技术领域
本发明涉及空调技术领域，特别涉及一种变频空调器的控制方法、一种非临时性计算机可读存储介质、一种变频空调器的控制装置和一种变频空调器。
背景技术
在室外环境温度较高时，为了使变频空调器的压缩机运行在较高的频率，需要提升室外机电控板的直流母线电压。在具有PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电路的变频空调器中，主要是通过增大PFC电路中功率开关管的导通时间提高直流母线电压。然而，在功率开关管的导通时间增大后，功率开关管的发热会增加，从而可能会导致功率开关管损坏，进而会影响变频空调器的正常运行。
发明内容
本申请是发明人对以下问题的认识和研究做出的：
为了降低PFC电路中功率开关管的发热，可以降低PFC电路的载波频率以减少功率开关管的开关损耗。另外，在高温情况下，变频空调器的室外机会根据室外环境温度限制压缩机的运行频率，一般会比常温下运行的频率低，此时，可以通过降低PFC电路的直流母线电压目标值，以减少PFC电路的功率开关管的导通时间，从而降低IGBT的发热。
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器的控制方法，该方法根据室外环境温度实时调整PFC电路中功率开关管的导通时间，从而可以有效降解决PFC电路中功率开关管的发热问题。
本发明的第二个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。
本发明的第三个目的在于提出一种变频空调器的控制装置。
本发明的第四个目的在于提出一种变频空调器。
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器的控制方法，所述变频空调器包括室外机电控板，所述室外机电控板上设有PFC电路，所述方法包括以下步骤：获取室外环境温度；根据所述室外环境温度获取所述PFC电路的载波频率和直流母线电压目标值；根据所述直流母线电压目标值获取所述PFC电路中功率开关管的导通时间，并根据所述导通时间和所述载波频率对所述功率开关管进行控制，以降低所述功率开关管的发热。
根据本发明实施例的变频空调器的控制方法，首先获取室外环境温度，然后根据室外环境温度获取PFC电路的载波频率和直流母线电压目标值，再根据直流母线电压目标值获取PFC电路中功率开关管的导通时间，并根据导通时间和载波频率对功率开关管进行控制，以降低功率开关管的发热。由此，该方法根据室外环境温度实时调整PFC电路中功率开关管的导通时间，从而可以有效降解决PFC电路中功率开关管的发热问题。
另外，根据本发明上述实施例提出的变频空调器的控制方法还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，根据所述室外环境温度获取所述PFC电路的载波频率和直流母线电压目标值，包括：判断所述室外环境温度是否小于等于第一预设温度；如果所述室外环境温度小于等于所述第一预设温度，则获取所述载波频率为第一载波频率，并获取所述直流母线电压目标值为第一预设电压值；如果所述室外环境温度大于所述第一预设温度，则进一步判断所述室外环境温度是否大于等于第二预设温度，其中，所述第二预设温度大于所述第一预设温度；如果所述室外环境温度大于等于所述第二预设温度，则获取所述载波频率为第二载波频率，并获取所述直流母线电压目标值为第二预设电压值，其中，所述第二载波频率小于所述第一载波频率，所述第二预设电压值小于所述第一预设电压值；如果所述室外环境温度大于所述第一预设温度且小于所述第二预设温度，则根据所述第一预设温度、所述第二预设温度、所述第一载波频率、所述第二载波频率和当前室外环境温度获取所述载波频率，并根据所述第一预设温度、所述第二预设温度、所述第一预设电压值、所述第二预设电压值和当前室外环境温度获取所述直流母线电压目标值。
根据本发明的一个实施例，根据以下公式获取所述载波频率：其中，CFx为所述载波频率，CF1为所述第一载波频率，CF2为所述第二载波频率，Tx为当前室外环境温度，T1为所述第一预设温度，T2为所述第二预设温度。
根据本发明的一个实施例，根据以下公式获取所述直流母线电压目标值：其中，Vx为所述直流母线电压目标值，V1为所述第一预设电压值，V2为所述第二预设电压值，Tx为当前室外环境温度，T1为所述第一预设温度，T2为所述第二预设温度。
根据本发明的一个实施例，根据所述直流母线电压目标值获取所述PFC电路中功率开关管的导通时间，包括：获取直流母线电压实际值；根据所述直流母线电压目标值和直流母线电压实际值获取所述PFC电路的控制电压；根据所述控制电压获取所述PFC电路的升压比；根据所述升压比获取所述功率开关管的导通时间。
根据本发明的一个实施例，根据以下公式获取所述功率开关管的导通时间：其中，Iin为所述PFC电路的输入电流瞬时值，Iin-avg为所述PFC电路的输入电流平均值，Ka为所述升压比，T为所述PFC电路的载波周期。
为达到上述目的，本发明的第二方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明的第一方面实施例所述的变频空调器的控制方法。
根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，首先获取室外环境温度，然后根据室外环境温度获取PFC电路的载波频率和直流母线电压目标值，再根据直流母线电压目标值获取PFC电路中功率开关管的导通时间，并根据导通时间和载波频率对功率开关管进行控制，从而可以有效降解决PFC电路中功率开关管的发热问题。
为达到上述目的，本发明的第三方面实施例提出了一种变频空调器的控制装置，所述变频空调器包括室外机电控板，所述室外机电控板上设有PFC电路，所述装置包括：第一获取模块，所述第一获取模块用以获取室外环境温度；第二获取模块，所述第二获取模块与所述第一获取模块相连，所述第二获取模块用以根据所述室外环境温度获取所述PFC电路的载波频率和直流母线电压目标值；控制模块，所述控制模块与所述第二获取模块相连，所述控制模块用以根据所述直流母线电压目标值获取所述PFC电路中功率开关管的导通时间，并根据所述导通时间和所述载波频率对功率开关管进行控制，以降低所述功率开关管的发热。
根据本发明实施例的变频空调器的控制装置，通过第一获取模块用以获取室外环境温度，第二获取模块根据室外环境温度获取PFC电路的载波频率和直流母线电压目标值，控制模块根据直流母线电压目标值获取PFC电路中功率开关管的导通时间，并根据导通时间和载波频率对功率开关管进行控制，以降低功率开关管的发热。由此，该装置根据室外环境温度实时调整PFC电路中功率开关管的导通时间，从而可以有效降解决PFC电路中功率开关管的发热问题。
另外，根据本发明上述实施例提出的变频空调器的控制装置还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述第二获取模块进一步用于判断所述室外环境温度是否小于等于第一预设温度，如果所述室外环境温度小于等于所述第一预设温度时，则所述第二获取模块获取所述载波频率为第一载波频率，并获取所述直流母线电压目标值为第一预设电压值，如果所述室外环境温度大于所述第一预设温度，则所述第二获取模块进一步判断所述室外环境温度是否大于等于第二预设温度，如果所述室外环境温度大于等于所述第二预设温度，则所述第二获取模块获取所述载波频率为第二载波频率，并获取所述直流母线电压目标值为第二预设电压值，如果所述室外环境温度大于所述第一预设温度且小于所述第二预设温度，则所述第二获取模块根据所述第一预设温度、所述第二预设温度、所述第一载波频率、所述第二载波频率和当前室外环境温度获取所述载波频率，并根据所述第一预设温度、所述第二预设温度、所述第一预设电压值、所述第二预设电压值和当前室外环境温度获取所述直流母线电压目标值，其中，所述第二预设温度大于所述第一预设温度，所述第二载波频率小于所述第一载波频率，所述第二预设电压值小于所述第一预设电压值。
根据本发明的一个实施例，所述第二获取模块根据以下公式获取所述载波频率：其中，CFx为所述载波频率，CF1为所述第一载波频率，CF2为所述第二载波频率，Tx为当前室外环境温度，T1为所述第一预设温度，T2为所述第二预设温度。
根据本发明的一个实施例，所述第二获取模块根据以下公式获取所述直流母线电压目标值：其中，Vx为所述直流母线电压目标值，V1为所述第一预设电压值，V2为所述第二预设电压值，Tx为当前室外环境温度，T1为所述第一预设温度，T2为所述第二预设温度。
根据本发明的一个实施例，所述控制模块还用于获取直流母线电压实际值，并根据所述直流母线电压目标值和直流母线电压实际值获取所述PFC电路的控制电压，再根据所述控制电压获取所述PFC电路的升压比，以及根据所述升压比获取所述功率开关管的导通时间。
根据本发明的一个实施例，所述控制模块根据以下公式获取所述功率开关管的导通时间：其中，Iin为所述PFC电路的输入电流瞬时值，Iin-avg为所述PFC电路的输入电流平均值，Ka为所述升压比，T为所述PFC电路的载波周期。
为达到上述目的，本发明的第四方面实施例提出了一种变频空调器，其包括本发明第三方面实施例所述的变频空调器的控制装置。
根据本发明实施例的变频空调器，通过上述的变频空调器的控制装置，可以根据室外环境温度实时调整PFC电路中功率开关管的导通时间，从而可以有效降解决PFC电路中功率开关管的发热问题。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，
图1是根据本发明一个实施例的变频空调器的控制方法的流程图；
图2是根据本发明另一个实施例的变频空调器的控制方法的流程图；
图3是根据本发明一个实施例的载波频率的获取原理示意图；
图4是根据本发明一个实施例的直流母线电压目标值的获取原理示意图；
图5是根据本发明又一个实施例的变频空调器的控制方法的流程图；
图6是根据本发明一个实施例的PFC电路的拓扑图；
图7是根据本发明一个实施例的比例-积分调节器的反馈控制系统的方框示意图；以及
图8是根据本发明一个实施例的变频空调器的控制装置方框示意图。
具体实施方式
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。
下面参照附图来描述根据本发明实施例提出的变频空调器的控制方法、非临时性计算机可读存储介质、变频空调器的控制装置和变频空调器。
图1是根据本发明一个实施例的变频空调器的控制方法的流程图。其中，变频空调器包括室外机电控板，室外机电控板上设有PFC电路。如图1所示，变频空调器的控制方法包括以下步骤：
S1，获取室外环境温度Tx。
S2，根据室外环境温度获取PFC电路的载波频率CFx和直流母线电压目标值Vx。
S3，根据直流母线电压目标值Vx获取PFC电路中功率开关管的导通时间t，并根据导通时间t和载波频率CFx对功率开关管进行控制，以降低功率开关管的发热。其中，功率开关管可以为IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)。
具体地，在变频空调器运行时，实时获取室外环境温度Tx，并根据室外环境温度Tx确定PFC电路的载波频率CFx和直流母线电压目标值Vx，并实时调整PFC电路的载波频率CFx，同时根据直流母线电压目标值Vx计算PFC电路中功率开关管的导通时间t，并根据导通时间t控制IGBT的导通/关断，以在高温时有效降解决PFC电路中功率开关管的发热问题，同时在常温下最大限度的提升PFC电路的直流母线电压，保证变频空调器的工作效果。
下面结合具体地实施例描述如何根据室外环境温度获取PFC电路的载波频率CFx和直流母线电压目标值Vx。
根据本发明的一个实施例，如图2所示，根据室外环境温度Tx获取PFC电路的载波频率CFx和直流母线电压目标值Vx，包括：
S21，判断室外环境温度Tx是否小于等于第一预设温度T1。
S22，如果室外环境温度Tx小于等于第一预设温度T1，则获取载波频率CFx为第一载波频率CF1，并获取直流母线电压目标值Vx为第一预设电压值V1。
S23，如果室外环境温度Tx大于第一预设温度T1，则进一步判断室外环境温度Tx是否大于等于第二预设温度T2。其中，第二预设温度T2大于第一预设温度T1，第二预设温度T2和第一预设温度T1可以根据实际情况进行预设，例如，第二预设温度T2可以为55℃，第一预设温度T1可以为35℃。
S24，如果室外环境温度Tx大于等于第二预设温度T2，则获取载波频率CFx为第二载波频率CF2，并获取直流母线电压目标值Vx为第二预设电压值V2。其中，第二载波频率CF2小于第一载波频率CF1，第二预设电压值V2小于第一预设电压值V1，第一载波频率CF1、第二载波频率CF2、第一预设电压值V1和第二预设电压值V2均可根据实际情况进行预设。
S25，如果室外环境温度Tx大于第一预设温度T1且小于第二预设温度T2，则根据第一预设温度T1、第二预设温度T2、第一载波频率CF1、第二载波频率CF2和当前室外环境温度Tx获取载波频率CFx，并根据第一预设温度T1、第二预设温度T2、第一预设电压值V1、第二预设电压值V2和当前室外环境温度Tx获取直流母线电压目标值Vx。
进一步地，如果室外环境温度Tx大于第一预设温度T1且小于第二预设温度T2，则可以根据以下公式(1)获取载波频率CFx：
其中，CFx为载波频率，CF1为第一载波频率，CF2为第二载波频率，Tx为当前室外环境温度，T1为第一预设温度，T2为第二预设温度。
如果室外环境温度Tx大于第一预设温度T1且小于第二预设温度T2，则可以根据以下公式(2)获取直流母线电压目标值Vx：
其中，Vx为直流母线电压目标值，V1为第一预设电压值，V2为第二预设电压值，Tx为当前室外环境温度，T1为第一预设温度，T2为第二预设温度。
具体地，如图3所示，如果室外环境温度Tx低于第一预设温度T1，那么PFC电路的载波频率CFx为第一载波频率CF1。如果室外环境温度Tx处于第一预设温度T1至第二预设温度T2之间，那么根据公式(1)获取PFC电路的载波频率CFx。而如果室外环境温度Tx大于第二预设温度T2，那么PFC电路的载波频率CFx为第二载波频率CF2。
如图4所示，如果室外环境温度Tx低于第一预设温度T1，那么PFC电路的直流母线电压目标值Vx为第一预设电压值V1。如果室外环境温度Tx处于第一预设温度T1至第二预设温度T2之间，那么根据公式(2)获取PFC电路的直流母线电压目标值Vx。而如果室外环境温度Tx大于第二预设温度T2，那么PFC电路的直流母线电压目标值Vx为第二预设电压值V2。
由图3和图4可知，本发明实施例的变频空调器的控制方法在常温时可最大限度的提升PFC电路的直流母线电压目标值Vx，在高温时(例如35～55℃)根据室外环境温度Tx降低PFC电路的载波频率CFx，以降低功率开关管的开关损耗，并根据室外环境温度Tx降低PFC电路的直流母线电压目标值Vx，以减小PFC电路中功率开关管的导通时间，从而降低IGBT的发热。
下面结合具体地实施例描述如何根据直流母线电压目标值Vx获取PFC电路中功率开关管的导通时间t。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，根据直流母线电压目标值Vx获取PFC电路中功率开关管的导通时间t，包括：
S31，获取直流母线电压实际值Vx。
S32，根据直流母线电压目标值Vx和直流母线电压实际值V获取PFC电路的控制电压Vm。
S33，根据控制电压Vm获取PFC电路的升压比Ka。
S34，根据升压比Ka获取功率开关管的导通时间t。
进一步地，在本发明的实施例中，根据以下公式(3)获取功率开关管的导通时间t：
其中，Iin为PFC电路的输入电流瞬时值，Iin-avg为PFC电路的输入电流平均值，Ka为升压比，T为PFC电路的载波周期，且T＝1/CFx。
具体地，PFC电路的结构可以参照图6所示。直流母线电压目标值Vx和直流母线电压实际值V经过比例-积分调节器得到控制电压Vm。进一步地，比例-积分调节器的反馈控制系统的方框示意图可如图7所示，比例-积分调节器的前向通道函数G(s)为：其中，Kp为比例-积分调节器的比例增益，Ki为比例-积分调节器的积分增益，τPFC为PFC电路的电压环控制周期延时，τi为电流环滞后时间，Vin-avg为PFC电路的输入电压平均值。反馈通道的传递函数H(s)为：其中，τd为直流母线电压检测延时(包括硬件低通滤波时间、软件采样与滤波时间)。
而控制电压Vm为：其中，Vx为直流母线电压目标值。将上述的G(s)、H(s)和直流母线电压目标值Vx代入，即可得到控制电压Vm。
PFC电路的升压比Ka定义为：其中，Vm为控制电压，Iin-avg为PFC电路的输入电流平均值，Rs为输入电流采样电阻的阻值。其中，如图6所示，可通过电流检测器检测PFC电路的输入电流，并通过计算模块计算PFC电路的输入电流平均值Iin-avg。
在一个PFC的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)周期Tc内，功率开关管的导通时间和关断时间分别为Ton和Toff(Tc＝on+Toff)。在连续也电流模式稳态工作时，由于PWM频率(18kHz或以上)远高于基波周期(50Hz)，因此可认为导通时间的电流变化量与关断时间的电流变化量之和为零，即可得出以下公式(4)：
其中，Vin为PFC电路的输入交流电压，V为PFC直流母线电压实际值，Ls为PFC电路的输入电感。
记功率开关管在一个PFC载波周期内的占空比D为D＝Ton/Toff，那么根据公式(4)可得出以下公式(5)：
根据公式(5)可得到以下公式(6)：
其中，Iin为PFC电路的输入电流瞬时值，Ka为升压比，Iin-avg为PFC电路的输入电流平均值。
将功率开关管在一个PFC载波周期内的占空比乘以PFC电路的载波周期即为功率开关管的导通时间t。也就是说，根据以下公式(3)即可获取功率开关管的导通时间t：
其中，Iin为PFC电路的输入电流瞬时值，Iin-avg为PFC电路的输入电流平均值，Ka为升压比，T为PFC电路的载波周期，且T＝1/CFx。
由于PFC电路的输入电流瞬时值Iin可通过电流检测器进行检测得到，PFC电路的输入电流平均值Iin-avg可通过计算模块根据Iin计算得到，升压比Ka可根据PFC电路的控制电压Vm计算得到，而控制电压Vm与直流母线电压目标值Vx和直流母线电压实际值V有关。因此，通过获取控制PFC电路的直流母线电压目标值Vx和直流母线电压实际值V，可以获取功率开关管的导通时间t。在降低PFC电路的直流母线电压目标值Vx时，可降低功率开关管的导通时间t，从而可以有效解决功率开关管的发热问题。
综上所述，根据本发明实施例的变频空调器的控制方法，首先获取室外环境温度，然后根据室外环境温度获取PFC电路的载波频率和直流母线电压目标值，再根据直流母线电压目标值获取PFC电路中功率开关管的导通时间，并根据导通时间和载波频率对功率开关管进行控制，以降低功率开关管的发热。由此，该方法根据室外环境温度实时调整PFC电路中功率开关管的导通时间，从而可以有效降解决PFC电路中功率开关管的发热问题。
本发明的实施例还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明的第一方面实施例所述的变频空调器的控制方法。
根据本发明实施例的非临时性计算机可读存储介质，首先获取室外环境温度，然后根据室外环境温度获取PFC电路的载波频率和直流母线电压目标值，再根据直流母线电压目标值获取PFC电路中功率开关管的导通时间，并根据导通时间和载波频率对功率开关管进行控制，从而可以有效降解决PFC电路中功率开关管的发热问题。
图8是根据本发明一个实施例的变频空调器的控制装置方框示意图。其中，变频空调器包括室外机电控板，室外机电控板上设有PFC电路100，变频空调器的控制装置包括：第一获取模块10、第二获取模块20和控制模块30。
其中，第一获取模块10用以获取室外环境温度Tx。第二获取模块20与第一获取模块10相连，第二获取模块20用以根据室外环境温度Tx获取PFC电路100的载波频率CFx和直流母线电压目标值Vx。控制模块30与第二获取模块20相连，控制模块30用以根据直流母线电压目标值Vx获取PFC电路中功率开关管的导通时间t，并根据导通时间t和载波频率CFx对功率开关管进行控制，以降低功率开关管的发热。
其中，功率开关管可以为IGBT。
具体地，在变频空调器运行时，第一获取模块10实时获取室外环境温度Tx，第二获取模块20根据室外环境温度Tx确定PFC电路的载波频率CFx和直流母线电压目标值Vx。控制模块30根据实时调整PFC电路的载波频率CFx，同时根据直流母线电压目标值Vx计算PFC电路中功率开关管的导通时间t，并根据导通时间t控制IGBT的导通/关断，以在高温时有效降解决PFC电路中功率开关管的发热问题，同时在常温下最大限度的提升PFC电路的直流母线电压，保证变频空调器的工作效果。
下面结合具体地实施例描述第二获取模块20如何根据室外环境温度获取PFC电路的载波频率CFx和直流母线电压目标值Vx。
根据本发明的一个实施例，第二获取模块20进一步用于判断室外环境温度Tx是否小于等于第一预设温度T1，如果室外环境温度Tx小于等于第一预设温度T1，则第二获取模块20获取载波频率CFx为第一载波频率CF1，并获取直流母线电压目标值Vx为第一预设电压值V1，如果室外环境温度Tx大于第一预设温度T1，则第二获取模块20进一步判断室外环境温度Tx是否大于等于第二预设温度T2，如果室外环境温度Tx大于等于第二预设温度T2，则第二获取模块20获取载波频率CFx为第二载波频率CF2，并获取直流母线电压目标值Vx为第二预设电压值V2，如果室外环境温度Tx大于第一预设温度T1且小于第二预设温度T2，则第二获取模块20根据第一预设温度T1、第二预设温度T2、第一载波频率CF1、第二载波频率CF2和当前室外环境温度Tx获取载波频率CFx，并根据第一预设温度T1、第二预设温度T2、第一预设电压值V1、第二预设电压值V2和当前室外环境温度Tx获取直流母线电压目标值Vx。其中，第二预设温度T2大于第一预设温度T1，第二预设温度T2和第一预设温度T1可以根据实际情况进行预设，例如，第二预设温度T2可以为55℃，第一预设温度T1可以为35℃。第二载波频率CF2小于第一载波频率CF1，第二预设电压值V2小于第一预设电压值V2，第一载波频率CF1、第二载波频率CF2、第一预设电压值V1和第二预设电压值V2均可根据实际情况进行预设。
进一步地，如果室外环境温度Tx大于第一预设温度T1且小于第二预设温度T2，则第二获取模块20可以根据以下公式(1)获取载波频率CFx：
其中，CFx为载波频率，CF1为第一载波频率，CF2为第二载波频率，Tx为当前室外环境温度，T1为第一预设温度，T2为第二预设温度。
如果室外环境温度Tx大于第一预设温度T1且小于第二预设温度T2，则第二获取模块20可以根据以下公式(2)获取直流母线电压目标值Vx：
其中，Vx为直流母线电压目标值，V1为第一预设电压值，V2为第二预设电压值，Tx为当前室外环境温度，T1为第一预设温度，T2为第二预设温度。
具体地，如图3所示，如果室外环境温度Tx低于第一预设温度T1，那么第二获取模块20获取PFC电路的载波频率CFx为第一载波频率CF1。如果室外环境温度Tx处于第一预设温度T1至第二预设温度T2之间，那么第二获取模块20根据公式(1)获取PFC电路的载波频率CFx。而如果室外环境温度Tx大于第二预设温度T2，那么第二获取模块20获取PFC电路的载波频率CFx为第二载波频率CF2。
如图4所示，如果室外环境温度Tx低于第一预设温度T1，那么第二获取模块20获取PFC电路的直流母线电压目标值Vx为第一预设电压值V1。如果室外环境温度Tx处于第一预设温度T1至第二预设温度T2之间，那么第二获取模块20根据公式(2)获取PFC电路的直流母线电压目标值Vx。而如果室外环境温度Tx大于第二预设温度T2，那么第二获取模块20获取PFC电路的直流母线电压目标值Vx为第二预设电压值V2。
由图3和图4可知，本发明实施例的变频空调器的控制装置在常温时可最大限度的提升PFC电路的直流母线电压目标值Vx，在高温时(例如35～55℃)根据室外环境温度Tx降低PFC电路的载波频率CFx，以降低功率开关管的开关损耗，并根据室外环境温度Tx降低PFC电路的直流母线电压目标值Vx，以减小PFC电路中功率开关管的导通时间，从而降低IGBT的发热。
下面结合具体的实施例描述控制模块30如何获取功率开关管的导通时间t。
根据本发明的一个实施例，控制模块30还用于获取直流母线电压实际值V，并根据直流母线电压目标值Vx和直流母线电压实际值V获取PFC电路的控制电压Vm，再根据控制电压Vm获取PFC电路的升压比Ka，以及根据升压比Ka获取功率开关管的导通时间t。
进一步地，控制模块30可以根据以下公式(3)获取功率开关管的导通时间t：
其中，Iin述PFC电路的输入电流瞬时值，Iin-avg为PFC电路的输入电流平均值，Ka为升压比，T为PFC电路的载波周期，且T＝1/CFx。
具体地，PFC电路100的结构可以参照图6所示，PFC电路100主要包括电抗器L、二极管D1、以及功率开关管Q。直流母线电压目标值Vx和直流母线电压实际值V经过比例-积分调节器301得到控制电压Vm。进一步地，比例-积分调节器反馈控制系统的方框示意图可如图7所示，比例-积分调节器的前向通道函数G(s)为：其中，Kp为比例-积分调节器的比例增益，Ki为比例-积分调节器的积分增益，τPFC为PFC电路的电压环控制周期延时，τi为电流环滞后时间，Vin-avg为PFC电路的输入电压平均值。反馈通道的传递函数H(s)为：其中，τd为直流母线电压检测延时(包括硬件低通滤波时间、软件采样与滤波时间)。
而控制电压Vm为：其中，Vx为直流母线电压目标值。将上述的G(s)、H(s)和直流母线电压目标值Vx代入，即可得到控制电压Vm。
PFC电路100的升压比Ka定义为：其中，Vm为控制电压，Iin-avg为PFC电路的输入电流平均值，Rs为输入电流采样电阻的阻值。其中，如图6所示，可通过电流检测器40检测PFC电路的输入电流，并通过计算模块50计算PFC电路的输入电流平均值Iin-avg。
在一个PFC的PWM周期Tc内，功率开关管的导通时间和关断时间分别为Ton和Toff(Tc＝on+Toff)。在连续也电流模式稳态工作时，由于PWM频率(18kHz或以上)远高于基波周期(50Hz)，因此可认为导通时间的电流变化量与关断时间的电流变化量之和为零，即可得出以下公式(4)：
其中，Vin为PFC电路的输入交流电压，V为PFC电路的直流母线电压实际值，Ls为PFC电路的输入电感。
记功率开关管在一个PFC载波周期内的占空比D为D＝Ton/Toff，那么根据公式(4)可得出以下公式(5)：
根据公式(5)可得到以下公式(6)：
其中，Iin为PFC电路的输入电流瞬时值，Ka为升压比，Iin-avg为PFC电路的输入电流平均值。
将功率开关管在一个PFC载波周期内的占空比乘以PFC电路的载波周期即为功率开关管的导通时间t。也就是说，控制模块30根据以下公式(3)即可获取功率开关管的导通时间t：
其中，Iin为PFC电路的输入电流瞬时值，Iin-avg为PFC电路的输入电流平均值，Ka为升压比，T为PFC电路的载波周期。
由于PFC电路的输入电流瞬时值Iin可通过电流检测器40进行检测得到，PFC电路的输入电流平均值Iin-avg可通过计算模块50根据Iin计算得到，升压比Ka可根据PFC电路的控制电压Vm计算得到，而控制电压Vm与直流母线电压目标值Vx和直流母线电压实际值V有关。因此，控制模块30通过获取控制PFC电路的直流母线电压目标值Vx和直流母线电压实际值V，可以获取功率开关管Q的导通时间t。在降低PFC电路的直流母线电压目标值Vx时，可降低功率开关管的导通时间t，从而可以有效解决功率开关管的发热问题。
综上所述，根据本发明实施例的变频空调器的控制装置，通过第一获取模块用以获取室外环境温度，第二获取模块根据室外环境温度获取PFC电路的载波频率和直流母线电压目标值，控制模块根据直流母线电压目标值获取PFC电路中功率开关管的导通时间，并根据导通时间和载波频率对功率开关管进行控制，以降低功率开关管的发热。由此，该装置根据室外环境温度实时调整PFC电路中功率开关管的导通时间，从而可以有效降解决PFC电路中功率开关管的发热问题。
此外，本发明的实施例还提出一种变频空调器，其包括上述的变频空调器的控制装置。
根据本发明实施例的变频空调器，通过上述的变频空调器的控制装置，可以根据室外环境温度实时调整PFC电路中功率开关管的导通时间，从而可以有效降解决PFC电路中功率开关管的发热问题。
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。
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。
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。
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。
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。
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 (12)

1.一种变频空调器的控制方法，其特征在于，所述变频空调器包括室外机电控板，所述室外机电控板上设有PFC电路，所述方法包括以下步骤：
获取室外环境温度；
根据所述室外环境温度获取所述PFC电路的载波频率和直流母线电压目标值；
根据所述直流母线电压目标值获取所述PFC电路中功率开关管的导通时间，并根据所述导通时间和所述载波频率对所述功率开关管进行控制，以降低所述功率开关管的发热，其中，根据所述室外环境温度获取所述PFC电路的载波频率和直流母线电压目标值，包括：
判断所述室外环境温度是否小于等于第一预设温度；
如果所述室外环境温度小于等于所述第一预设温度，则获取所述载波频率为第一载波频率，并获取所述直流母线电压目标值为第一预设电压值；
如果所述室外环境温度大于所述第一预设温度，则进一步判断所述室外环境温度是否大于等于第二预设温度，其中，所述第二预设温度大于所述第一预设温度；
如果所述室外环境温度大于等于所述第二预设温度，则获取所述载波频率为第二载波频率，并获取所述直流母线电压目标值为第二预设电压值，其中，所述第二载波频率小于所述第一载波频率，所述第二预设电压值小于所述第一预设电压值；
如果所述室外环境温度大于所述第一预设温度且小于所述第二预设温度，则根据所述第一预设温度、所述第二预设温度、所述第一载波频率、所述第二载波频率和当前室外环境温度获取所述载波频率，并根据所述第一预设温度、所述第二预设温度、所述第一预设电压值、所述第二预设电压值和当前室外环境温度获取所述直流母线电压目标值。
2.如权利要求1所述的变频空调器的控制方法，其特征在于，根据以下公式获取所述载波频率：
其中，CFx为所述载波频率，CF1为所述第一载波频率，CF2为所述第二载波频率，Tx为当前室外环境温度，T1为所述第一预设温度，T2为所述第二预设温度。
3.如权利要求1所述的变频空调器的控制方法，其特征在于，根据以下公式获取所述直流母线电压目标值：
其中，Vx为所述直流母线电压目标值，V1为所述第一预设电压值，V2为所述第二预设电压值，Tx为当前室外环境温度，T1为所述第一预设温度，T2为所述第二预设温度。
4.如权利要求1-3中任一项所述的变频空调器的控制方法，其特征在于，根据所述直流母线电压目标值获取所述PFC电路中功率开关管的导通时间，包括：
获取直流母线电压实际值；
根据所述直流母线电压目标值和直流母线电压实际值获取所述PFC电路的控制电压；
根据所述控制电压获取所述PFC电路的升压比；
根据所述升压比获取所述功率开关管的导通时间。
5.如权利要求4所述的变频空调器的控制方法，其特征在于，根据以下公式获取所述功率开关管的导通时间：
其中，Iin为所述PFC电路的输入电流瞬时值，Iin-avg为所述PFC电路的输入电流平均值，Ka为所述升压比，T为所述PFC电路的载波周期。
6.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一项所述的变频空调器的控制方法。
7.一种变频空调器的控制装置，其特征在于，所述变频空调器包括室外机电控板，所述室外机电控板上设有PFC电路，所述装置包括：
第一获取模块，所述第一获取模块用以获取室外环境温度；
第二获取模块，所述第二获取模块与所述第一获取模块相连，所述第二获取模块用以根据所述室外环境温度获取所述PFC电路的载波频率和直流母线电压目标值；
控制模块，所述控制模块与所述第二获取模块相连，所述控制模块用以根据所述直流母线电压目标值获取所述PFC电路中功率开关管的导通时间，并根据所述导通时间和所述载波频率对功率开关管进行控制，以降低所述功率开关管的发热，其中，所述第二获取模块进一步用于判断所述室外环境温度是否小于等于第一预设温度，如果所述室外环境温度小于等于所述第一预设温度，则所述第二获取模块获取所述载波频率为第一载波频率，并获取所述直流母线电压目标值为第一预设电压值，如果所述室外环境温度大于所述第一预设温度，则所述第二获取模块进一步判断所述室外环境温度是否大于等于第二预设温度，如果所述室外环境温度大于等于所述第二预设温度，则所述第二获取模块获取所述载波频率为第二载波频率，并获取所述直流母线电压目标值为第二预设电压值，如果所述室外环境温度大于所述第一预设温度且小于所述第二预设温度，则所述第二获取模块根据所述第一预设温度、所述第二预设温度、所述第一载波频率、所述第二载波频率和当前室外环境温度获取所述载波频率，并根据所述第一预设温度、所述第二预设温度、所述第一预设电压值、所述第二预设电压值和当前室外环境温度获取所述直流母线电压目标值，其中，所述第二预设温度大于所述第一预设温度，所述第二载波频率小于所述第一载波频率，所述第二预设电压值小于所述第一预设电压值。
8.如权利要求7所述的变频空调器的控制装置，其特征在于，所述第二获取模块根据以下公式获取所述载波频率：
其中，CFx为所述载波频率，CF1为所述第一载波频率，CF2为所述第二载波频率，Tx为当前室外环境温度，T1为所述第一预设温度，T2为所述第二预设温度。
9.如权利要求7所述的变频空调器的控制装置，其特征在于，所述第二获取模块根据以下公式获取所述直流母线电压目标值：
其中，Vx为所述直流母线电压目标值，V1为所述第一预设电压值，V2为所述第二预设电压值，Tx为当前室外环境温度，T1为所述第一预设温度，T2为所述第二预设温度。
10.如权利要求7-9中任一项所述的变频空调器的控制装置，其特征在于，所述控制模块还用于获取直流母线电压实际值，并根据所述直流母线电压目标值和直流母线电压实际值获取所述PFC电路的控制电压，再根据所述控制电压获取所述PFC电路的升压比，以及根据所述升压比获取所述功率开关管的导通时间。
11.如权利要求10所述的变频空调器的控制装置，其特征在于，所述控制模块根据以下公式获取所述功率开关管的导通时间：
其中，Iin为所述PFC电路的输入电流瞬时值，Iin-avg为所述PFC电路的输入电流平均值，Ka为所述升压比，T为所述PFC电路的载波周期。
12.一种变频空调器，其特征在于，包括如权利要求7-11中任一项所述的变频空调器的控制装置。
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