CN108173427A - 功率因数校正电路的控制方法、装置、存储介质及电器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种功率因数校正电路的控制方法、装置、存储介质及电器。其中功率因数校正电路的控制方法包括:检测步骤,用于检测电路的功率因数;调节步骤,用于根据所述检测到的电路的功率因数调节脉冲宽度调制信号的占空比,以达到预设的功率因数。本发明提供的技术方案根据电路的功率因数主动调节脉冲宽度调制信号的占空比,比被动式的根据电流进行PFC调节的效率高,提高了电器的安全性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域,尤其涉及一种功率因数校正电路的控制方法、装置、存储介质及电器。
背景技术
目前常用的电器通常情况下都有单路或双路PFC(Power Factor Correction,功率因数校正)电路用以提高功率因数。以变频空调器为例,PFC开启条件一般根据整机电流大小确定,如大于等于4A时开启,然后检测母线电压、压缩机频率及整机电流等来调节控制PFC电路的PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)占空比。以上仅根据整机电流确定PFC电路开启条件,且根据母线电压、压缩机频率及整机电流等来调节PWM占空比来实现提高PFC值,采用这种控制方法并不知道此时PFC值是否到达理想设定功率因数值,这种方法称为被动式PFC的控制方式,没法实现闭环控制。如仅根据电流大小(电流大于4A即开启PFC),但此时或已达到理想PFC值(PFC可能已达到99%),在这种情况下还开启PWM,显然调节的效率较低,从而导致电器的安全性、可靠性都下降。
发明内容
本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺陷,提供了一种功率因数校正电路的控制方法、装置、存储介质及电器,以解决电路的功率因数调节效率低的问题。
本发明一方面提供了一种功率因数校正电路的控制方法,包括:检测步骤,用于检测电路的功率因数;调节步骤,用于根据所述检测到的电路的功率因数调节脉冲宽度调制信号的占空比,以达到预设的功率因数。
可选地,根据所述检测到的电路的功率因数调节脉冲宽度调制信号的占空比,包括:根据所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值调节所述脉冲宽度调制信号的占空比。
可选地,根据所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值调节所述脉冲宽度调制信号的占空比,包括:在所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值大于等于预设的第一差值阈值时,调小所述脉冲宽度调制信号的占空比;在所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值小于等于预设的第二差值阈值时,调大所述脉冲宽度调制信号的占空比。
可选地,还包括:在所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值的绝对值大的情况下,所述脉冲宽度调制信号的占空比的调节量相应大。
可选地,在所述检测步骤之后,且在所述调节步骤之前,还包括判断步骤,用于:判断所述检测到的电路的功率因数是否小于预设的开启阈值,若是则执行所述调节步骤。
可选地,所述调节步骤还包括:检测电器的工作电流是否大于预设的电流保护阈值,若是则调小所述脉冲宽度调制信号的占空比;和/或,检测直流母线电压是否大于预设的直流母线电压保护阈值,若是则调小所述脉冲宽度调制信号的占空比。
本发明的另一方面又提供了一种功率因数校正电路的控制装置,包括:检测单元,用于检测电路的功率因数;调节单元,用于根据所述检测到的电路的功率因数调节脉冲宽度调制信号的占空比,以达到预设的功率因数。
可选地,根据所述检测到的电路的功率因数调节脉冲宽度调制信号的占空比,包括:根据所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值调节所述脉冲宽度调制信号的占空比。
可选地,根据所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值调节所述脉冲宽度调制信号的占空比,包括:在所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值大于等于预设的第一差值阈值时,调小所述脉冲宽度调制信号的占空比;在所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值小于等于预设的第二差值阈值时,调大所述脉冲宽度调制信号的占空比。
可选地,还包括:在所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值的绝对值大的情况下,所述脉冲宽度调制信号的占空比的调节量相应大。
可选地,还包括判断单元,用于判断所述检测到的电路的功率因数是否小于预设的开启阈值,若是则执行所述调节步骤。
可选地,所述调节单元还用于:检测电器的工作电流是否大于预设的电流保护阈值,若是则调小所述脉冲宽度调制信号的占空比;和/或,检测直流母线电压是否大于预设的直流母线电压保护阈值,若是则调小所述脉冲宽度调制信号的占空比。
本发明的又一方面又提供了一种电器,具有上述任一项所述的装置。
本发明的又一方面又提供了一种电器,包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述方法的步骤。
可选地,所述电器包括空调。
本发明的再一方面又提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法的步骤。
本发明提供的技术方案根据电路的功率因数主动调节脉冲宽度调制信号的占空比,比被动式的根据电流进行PFC调节的效率高,提高了电器的安全性和可靠性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明提供的功率因数校正电路的控制方法的整体框架图;
图2是本发明提供的功率因数校正电路的控制方法的一种优选实施例的步骤流程图;
图3是本发明提供的功率因数校正电路的控制方法的电路拓扑图;
图4是本发明提供的功率因数校正电路的控制方法的另一优选实施例的步骤流程图;
图5是本发明提供的功率因数校正电路的控制装置的整体框架图;
图6是本发明提供的功率因数校正电路的控制装置的一种优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明一方面提供了一种功率因数校正电路的控制方法。图1是本发明提供的功率因数校正电路的控制方法的整体框架图。如图1所示,本发明功率因数校正电路的控制方法包括:步骤S110,检测步骤,用于检测电路的功率因数;步骤S120,调节步骤,用于根据所述检测到的电路的功率因数调节脉冲宽度调制信号的占空比,以达到预设的功率因数。本发明提供的技术方案根据所述检测到的目前电路的PFC值调节调节PWM信号,避免了在PFC值已达到理想的情况下而做的无效调节,提高了调节效率。
根据本发明功率因数校正电路的控制方法的一种实施方式,根据所述检测到的电路的功率因数调节脉冲宽度调制信号的占空比,包括:根据所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值调节所述脉冲宽度调制信号的占空比。
本发明提供的技术方案采用主动式PFC控制方式,先测试计算目前电路的PFC值(PFC值=W有用/W总),检测到的PFC值用PFC测表示,如PFC测=W有用/W总=78%,再比较检测到的PFC值与设定的PFC值(用PFC设表示),如设定PFC设=98%,即两者的差值PFC差=PFC测-PFC设=78%-98%=-20%,再根据PFC差的值调节PWM信号,实现PFC电路闭环控制。闭环也叫反馈控制系统,是将系统输出量的测量值与所期望的给定值相比较,由此产生一个偏差信号,利用此偏差信号进行调节控制,使输出值尽量接近于期望值。因根据PFC差值主动调节PWM信号,比较现有技术仅根据电流大小调节的方法的节能效果明显,现有技术中如电流大于4A即开启PFC,这时或已达到理想PFC值(如PFC已达到99%),这时本不需要开启PFC电路,但却在这种情况下还开启PWM,调节效果已经不明显。本发明提供的技术方案主动式调节PWM信号占空比,比仅根据电流的被动式PFC调节的效率更高,从而提高了电器的安全性和可靠性。
根据本发明功率因数校正电路的控制方法的一种实施方式,根据所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值调节所述脉冲宽度调制信号的占空比,包括:在所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值大于等于预设的第一差值阈值时,调小所述脉冲宽度调制信号的占空比;在所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值小于等于预设的第二差值阈值时,调大所述脉冲宽度调制信号的占空比。
例如:第一差值阈值取值2%;第二差值阈值取值-1%。当检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值PFC差>=2%时,调小PWM占空比;当PFC差<=-1%时,调大PWM占空比。
根据本发明功率因数校正电路的控制方法的一种实施方式,还包括:在所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值的绝对值大的情况下,所述脉冲宽度调制信号的占空比的调节量相应大。具体地,调节速率根据PFC差值大小变化,如果检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值较大,则每次调节时相应加大调节量,以增加调节效率。
图2是本发明提供的功率因数校正电路的控制方法的一种优选实施例的步骤流程图。如图2所示,根据本发明功率因数校正电路的控制方法的一种实施方式,在所述检测步骤S110之后,且在所述调节步骤S120之前,还包括判断步骤S115,用于:判断所述检测到的电路的功率因数是否小于预设的开启阈值,若是则执行所述调节步骤。通常情况下,预设的开启阈值可取值为90%-95%。图4是是本发明提供的功率因数校正电路的控制方法的另一优选实施例的步骤流程图。如图4所示,在步骤S10测试计算PFC值之后,执行步骤S20判断PFC是否达到开启条件,如PFC小于90%,即达到开启条件时,执行下一步骤S30调节PWM占空比。
图3是本发明提供的功率因数校正电路的控制方法的电路拓扑图。本发明提供的技术方案可适用于单路或双路PFC电路,实施闭环控制。图3所示为双路PFC电路,包括功率开关管Q1和Q2,Q1和Q2可采用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)或MOS(metal oxide semiconductor)管。如PFC差(PFC差=PFC测-PFC设)>=2%时,MCU(Microcontroller Unit,微控制单元)调小PWM占空比,即MCU控制Q1或Q2的导通比,其中,占空比=导通时间/总时间,或者占空比=导通时间/周期时间,或者占空比=导通时间/(导通时间+关闭时间)。
根据本发明功率因数校正电路的控制方法的一种实施方式,所述调节步骤还包括:检测电器的工作电流是否大于预设的电流保护阈值,若是则调小所述脉冲宽度调制信号的占空比;和/或,检测直流母线电压是否大于预设的直流母线电压保护阈值,若是则调小所述脉冲宽度调制信号的占空比。如图3所示,模块S1用于检测PFC值;模块S2用于检测电流;模块S3用于检测直流母线电压。
如图4所示,在步骤S30调节PWM占空比之后,执行步骤S40判断检测到的电流是否大于极限保护值(即预设的电流保护阈值),若是则重新执行步骤S30调节PWM占空比的步骤;若否则执行步骤S50判断检测到的直流母线电压是否大于极限保护值(即预设的直流母线电压保护阈值),若是则重新执行步骤S30调节PWM占空比;若否则执行步骤S60再检测PFC值;之后执行步骤S70计算PFC差=PFC测-PFC设;然后执行步骤S80判断是否达到PFC调整条件,如当检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值PFC差>=2%时,调小PWM占空比,当PFC差<=-1%时,调大PWM占空比;若是则再执行步骤S30调节PWM占空比,若否则执行步骤S90按现有的PWM占空比执行;然后返回步骤S60再检测PFC值,重复执行以上S60-S90的步骤。其中,预设的电流保护阈值可根据具体电器的机型确定,比如小功率的电器可设置电流保护阈值为11A左右,大功率的电器可设置电流保护阈值为25A左右,如图4中的电流保护阈值为设置为17A;预设的母线电压保护阈值的取值范围为420V-440V,如图4中的直流母线电压保护阈值设置为420V。
另外,根据PFC差(PFC差=PFC测-PFC设)还可按模糊控制调节PWM占空比。由于每次检测的FFC值不是完全相等的,在处理的过程中,可去掉最大值和最小值,或去掉较大和较小的一部分数值,在剩下的数据区域中取平均值,将平均值确定为最终检测到的FFC值,后续根据这个值调节脉冲宽度调制信号的占空比。这种实施方式使检测值更接近真实值,检测更准确,可靠性更高。
本发明的另一方面又提供了一种功率因数校正电路的控制装置。图5是本发明提供的功率因数校正电路的控制装置的整体框架图。如图5所示,本发明功率因数校正电路的控制装置包括:检测单元100,用于检测电路的功率因数;调节单元200,用于根据所述检测到的电路的功率因数调节脉冲宽度调制信号的占空比,以达到预设的功率因数。
根据本发明功率因数校正电路的控制装置的一种实施方式,根据所述检测到的电路的功率因数调节脉冲宽度调制信号的占空比,包括:根据所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值调节所述脉冲宽度调制信号的占空比。
根据本发明功率因数校正电路的控制装置的一种实施方式,根据所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值调节所述脉冲宽度调制信号的占空比,包括:在所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值大于等于预设的第一差值阈值时,调小所述脉冲宽度调制信号的占空比;在所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值小于等于预设的第二差值阈值时,调大所述脉冲宽度调制信号的占空比。
根据本发明功率因数校正电路的控制装置的一种实施方式,还包括:在所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值的绝对值大的情况下,所述脉冲宽度调制信号的占空比的调节量相应大。
图6是本发明提供的功率因数校正电路的控制装置的一种优选实施例的结构示意图。如图6所示,根据本发明功率因数校正电路的控制装置的一种实施方式,还包括判断单元300,用于判断所述检测到的电路的功率因数是否小于预设的开启阈值,若是则执行所述调节步骤。
根据本发明功率因数校正电路的控制装置的一种实施方式,所述调节单元200还用于:检测电器的工作电流是否大于预设的电流保护阈值,若是则调小所述脉冲宽度调制信号的占空比;和/或,检测直流母线电压是否大于预设的直流母线电压保护阈值,若是则调小所述脉冲宽度调制信号的占空比。
本发明的又一方面又提供了一种电器,具有上述任一项所述的装置。
本发明的又一方面又提供了一种电器,包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述方法的步骤。
根据本发明电器的一种实施方式,所述电器包括空调。
本发明的再一方面又提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现上述任一项所述的方法的步骤。
本发明提供的技术方案根据电路的功率因数主动调节脉冲宽度调制信号的占空比,比被动式的根据电流进行PFC调节的效率高,提高了电器的安全性和可靠性。
本文中所描述的功能可在硬件、由处理器执行的软件、固件或其任何组合中实施。如果在由处理器执行的软件中实施,那么可将功能作为一或多个指令或代码存储于计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体予以传输。其它实例及实施方案在本发明及所附权利要求书的范围及精神内。举例来说,归因于软件的性质,上文所描述的功能可使用由处理器、硬件、固件、硬连线或这些中的任何者的组合执行的软件实施。此外,各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的技术内容,可通过其它的方式实现。其中,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如所述单元的划分,可以为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,单元或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为控制装置的部件可以是或者也可以不是物理单元,既可以位于一个地方,或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。对于装置实施例而言,由于其与方法实施例基本对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (16)
1.一种功率因数校正电路的控制方法,其特征在于,包括:
检测步骤,用于检测电路的功率因数;
调节步骤,用于根据所述检测到的电路的功率因数调节脉冲宽度调制信号的占空比,以达到预设的功率因数。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述检测到的电路的功率因数调节脉冲宽度调制信号的占空比,包括:
根据所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值调节所述脉冲宽度调制信号的占空比。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,根据所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值调节所述脉冲宽度调制信号的占空比,包括:
在所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值大于等于预设的第一差值阈值时,调小所述脉冲宽度调制信号的占空比;
在所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值小于等于预设的第二差值阈值时,调大所述脉冲宽度调制信号的占空比。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括:在所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值的绝对值大的情况下,所述脉冲宽度调制信号的占空比的调节量相应大。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于,在所述检测步骤之后,且在所述调节步骤之前,还包括判断步骤,用于:
判断所述检测到的电路的功率因数是否小于预设的开启阈值,若是则执行所述调节步骤。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其特征在于,所述调节步骤还包括:
检测电器的工作电流是否大于预设的电流保护阈值,若是则调小所述脉冲宽度调制信号的占空比;和/或,
检测直流母线电压是否大于预设的直流母线电压保护阈值,若是则调小所述脉冲宽度调制信号的占空比。
7.一种功率因数校正电路的控制装置,其特征在于,包括:
检测单元,用于检测电路的功率因数;
调节单元,用于根据所述检测到的电路的功率因数调节脉冲宽度调制信号的占空比,以达到预设的功率因数。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,根据所述检测到的电路的功率因数调节脉冲宽度调制信号的占空比,包括:
根据所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值调节所述脉冲宽度调制信号的占空比。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,根据所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值调节所述脉冲宽度调制信号的占空比,包括:
在所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值大于等于预设的第一差值阈值时,调小所述脉冲宽度调制信号的占空比;
在所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值小于等于预设的第二差值阈值时,调大所述脉冲宽度调制信号的占空比。
10.根据权利要求9所述的装置,其特征在于,还包括:在所述检测到的电路的功率因数与预设的功率因数阈值的差值的绝对值大的情况下,所述脉冲宽度调制信号的占空比的调节量相应大。
11.根据权利要求7-10中任一项所述的装置,其特征在于,还包括判断单元,用于判断所述检测到的电路的功率因数是否小于预设的开启阈值,若是则执行所述调节步骤。
12.根据权利要求7-11中任一项所述的装置,其特征在于,所述调节单元还用于:
检测电器的工作电流是否大于预设的电流保护阈值,若是则调小所述脉冲宽度调制信号的占空比;和/或,
检测直流母线电压是否大于预设的直流母线电压保护阈值,若是则调小所述脉冲宽度调制信号的占空比。
13.一种电器,其特征在于,具有如权利要求7-12中任一项所述的装置。
14.一种电器,其特征在于,包括处理器、存储器以及存储在存储器上可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-6任一所述方法的步骤。
15.根据权利要求13或14所述的电器,其特征在于,所述电器包括空调。
16.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
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