CN109405165A - 太阳能空调器控制方法、控制装置、空调器及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明的太阳能空调器控制方法，通过检测直流母线电压的纹波电压值大小，当纹波电压值低于预设阀值时，判断为压缩机停机，此时控制升压模块停止工作，以停止太阳能电池对压缩机驱动模块供电，以此实现了在空调器关机下压缩机不工作时，自动停止太阳能电池对空调器供电，以此延长了升压模块器件的工作寿命，同时避免了升压模块由于压缩机停止工作输出的电压突升导致对整个系统包括压缩机驱动模块中的IPM模块产生电压过高导致这些器件寿命降低，影响其工作可靠性。

Description

太阳能空调器控制方法、控制装置、空调器及存储介质

技术领域

本发明涉及太阳能空调控制领域，尤其涉及一种太阳能空调器控制方法、 控制装置、空调器及存储介质。

背景技术

目前，现有的太阳能和市电混合式供电的太阳能空调器方案中，由太阳 能电池经升压后给室外机中驱动空调器压缩机的直流母线供电，同时市电经 整理滤波后也对直流母线供电，平时由太阳能电池对直流母线供电，只有当 太阳能发电不足时才转有市电对直流母线供电，目前此种太阳能控制方案存 在以下不足：由于太阳能的升压模块无法获知空调器的工作状态，如不知道 是关机还是开机状态，当空调器关机时，太阳能的升压模块还是一直工作给 直流母线供电，以此造成太阳能升压模块一直处于长期工作状态，降低了其元器件寿命，而且，在空调器关机时，压缩机负载停止工作，导致负载功率 大大降低，以此造成升压模块输出的电压冲高，以此影响到系统包括压缩机 驱动模块等电路的可靠性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种太阳能空调器控制方法，目的在于解决 太阳能空调器的升压模块无法获知空调器开关机状态还一直给其供电的问 题。

为实现上述目的，本发明提供的一种太阳能空调器控制方法，所述太阳 能空调器控制装置包括太阳能电池、升压模块、电压采样模块、控制器、压 缩机驱动模块、交流输入端、整流模块、PFC模块和滤波模块，所述整流模 块用于对所述交流输入端输入的交流电源的交流输入电压进行整流后输出脉 动直流电压，所述脉动直流电压经过所述PFC模块功率因素校正。并经所述 滤波模块滤波后输出直流母线电压，所述太阳能电池输出电压经所述升压模 块升压后输出所述直流母线电压，所述直流母线电压输出至压缩机驱动模块 为所述压缩机驱动模块提供电源，所述电压采样模块用于采样所述直流母线 电压，所述控制器用于控制所述升压模块、PFC模块和所述压缩机驱动模块 工作，其特征在于，所述太阳能空调器控制方法包括：

检测所述直流母线电压的纹波电压值；

当所述纹波电压值小于第一预设阀值时，控制所述升压模块停止工作， 以停止所述太阳能电池对所述压缩机驱动模块供电。

优选的，在检测所述直流母线的文波电压之前，所述太阳能空调器控制 方法还包括：

检测所述直流母线电压是否正常；

当所述直流母线电压正常时，执行所述检测所述纹波电压值步骤。

优选的，所述太阳能空调器控制装置还包括电流检测模块，用于检测所 述直流母线电流值，所述太阳能空调器控制方法还包括：

检测所述直流母线电流值；

根据所述直流母线电压值和所述直流母线电流值计算功率值；

当所述功率值小于第二预设阀值时，控制所述升压模块停止工作，以停 止所述太阳能电池对所述压缩机驱动模块供电。

优选的，所述太阳能空调器控制装置还包括交流电压检测模块，用于检 测所述交流输入电压的电压值，所述太阳能空调器控制方法还包括：

在检测到所述直流母线文波电压正常时，还检测所述交流输入电压值；

当所述交流输入电压值为零时，控制所述升压模块停止工作，以停止所 述太阳能电池对所述压缩机驱动模块供电。

优选的，所述太阳能空调器控制方法还包括：

当所述交流输入电压值为零时，延时预设时间；

在预设时间到后，控制所述升压模块停止工作，以停止太阳能电池对所 述压缩机驱动模块供电。

为实现上述目的，本发明还提供一种太阳能空调器控制装置，所述太阳 能空调器控制装置包括太阳能电池、升压模块、电压采样模块、控制器、压 缩机驱动模块、交流输入端、整流模块、PFC模块和滤波模块，所述整流模 块用于对所述交流输入端输入的交流电源的交流输入电压进行整流后输出脉 动直流电压，所述脉动直流电压经过所述PFC模块功率因素校正。并经所述 滤波模块滤波后输出直流母线电压，所述太阳能电池输出电压经所述升压模 块升压后输出所述直流母线电压，所述直流母线电压输出至压缩机驱动模块 为所述压缩机驱动模块提供电源，所述电压采样模块用于采样所述直流母线 电压，所述控制器用于控制所述升压模块、PFC模块和所述压缩机驱动模块 工作；其中，

所述控制器包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处 理器上运行的太阳能空调器控制程序，所述太阳能空调器控制程序被所述处 理器执行时实现所述的太阳能空调器控制方法的步骤。

为实现上述目的，本发明还提供一种太阳能空调器，所述太阳能控制器 包括所述的太阳能空调器控制器。

为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读取存储介质，所述计算 机可读取存储介质存储有太阳能空调器控制，所述太阳能空调器控制被处理 器执行时实现所述的太阳能空调器控制方法的步骤。

本发明的太阳能空调器控制方法，通过检测直流母线电压的纹波电压值 大小，当纹波电压值低于预设阀值时，判断为压缩机停机，此时控制升压模 块停止工作，以停止太阳能电池对压缩机驱动模块供电，以此实现了在空调 器关机下压缩机不工作时，自动停止太阳能电池对空调器供电，以此延长了 升压模块器件的工作寿命，同时避免了升压模块由于压缩机停止工作输出的 电压突升导致对整个系统包括压缩机驱动模块中的IPM模块(智能功率模块) 产生电压过高导致这些器件寿命降低，影响其工作可靠性。

附图说明

图1为本发明太阳能空调器控制方法第一实施例的太阳能控制装置的电 路结构图；

图2为第一实施例中文波电压波形示意图；

图3为本发明太阳能空调器控制方法第一实施例的控制流程图；

图4为本发明太阳能空调器控制方法第二实施例的控制流程图；

图5为本发明太阳能空调器控制器的功能模块示意图；

图6为太阳能空调器控制装置中控制器的功能模块图。

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。

本发明首先提出一种太阳能空调器控制方法，应用于该方法的太阳能空 调器控制装置如图1所示，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的 部分，详述如下：

本发明实施例提供的太阳能空调器控制装置包括交流输入端ACL-IN(交 流火线输入)和ACN-IN(交流零线输入)、整流模块10、PFC(功率因素校 正)模块20、滤波模块30、压缩机驱动模块60、控制器即MCU(微控制单 元)80、电压采样模块50、太阳能电池B0和升压模块40；

整流模块10用于对交流输入端输入的交流电源的交流输入电压进行整 流，具体而言整流模块通过全桥整流电路对交流输入电压进行全波整流，PFC (功率因素校正)模块20对整流模块20输出的脉动直流电压进行功率因素 校正，PFC模块20的两输出端连接直流母线，滤波模块30、压缩机驱动模块 60依次与直流母线并联；脉动直流电压经过PFC模块20和滤波模块30输出 直流母线电压，以为压缩机60驱动模块提供电源，MCU80对压缩机驱动模 块50进行控制以驱动压缩机70运行；

太阳能电池B0输出的低压直流电经升压模块40升压后输出直流高压电 (310V左右)，与直流母线并联，因此太阳能电池B0输出的直流电压叠加到 所述直流母线电压以为所述压缩机驱动模块60的工作提供直流电源；

其中该升压模块40主要由开关管Q2、Q3、Q4、Q5组成H全桥组成的 全桥谐振变换器、高频变压器T1、二极管D2-D5组成的整流电路组成，通过 MCU80对全桥谐振变换器控制器工作为太阳能电池输出的低压直流电升压。

在太阳能电池B0和升压模块40工作时，其升压模块40输出的电压要比 交流电经PFC模块20和滤波模块30输出的直流电压高，因此在太阳能电池 正常发电时，压缩机驱动模块30的供电由太阳能电池经升压模块40输出的 直流母线电压提供，PFC模块此时不对直流母线提供电压。只有当太阳能电 池发电不足导致升压模块40输出的电压降低到PFC模块20输出的电压以下 时，才转由PFC模块20来对直流母线供电，即此时有市电对压缩机驱动模块 60供电。

由于压缩机70为大功率的感性负载，其依赖于压缩机70电机内部线圈电 感的不断储能和释放才能不断的运转，而电压的不断储能和释放时会导致其 电产生的电压发生变化，因此在压缩机70工作时，其母线上的电压不在是平 滑的直流电，而是具有一定的纹波电压，如图2所示，在压缩机70工作时，其 直流母线上产生一定的文波电压ΔV，因而通过判断文波电压ΔV的阀值，即 可判断压缩机70是否在工作。

如图3所示，基于上述太阳能空调器控制装置的太阳能空调器控制方法 包括：

步骤S10、检测直流母线电压的纹波电压值；

步骤S20、当纹波电压值小于第一预设阀值时，控制升压模块停止工作， 以停止太阳能电池对压缩机驱动模块供电。

具体可以参考图2中的直流母线文波电压波形示意图，在压缩机70工作 时，通过电压采样模块50对直流母线电压进行采样，可以实时检测器电压波 动，也即能检测出一段时间类电压前后波动即纹波电压值ΔV，该纹波电压值 的大小与压缩机的功率和滤波模块30中的电解电容E1和E2容量大小有关，一 般而言，压缩机功率越大时，纹波电压值ΔV越高，电解电容E1和E2容量越 大时，纹波电压值ΔV越低。如在压缩机功率工作在200W左右时，纹波电压 值ΔV为几百mV左右，而如果检测到此纹波电压值ΔV小于第一预设阀值如100mV以下，可以判断为压缩机停止工作，此时MCU80控制升压模块40停止 工作，此时升压模块30停止输出直流电，以此停止对压缩机驱动模块60供电。

进一步的，在检测直流母线电压的纹波电压值之前，还加入对直流母线 电压值本身的判断，因为只有在直流母线电压值正常情况下才能对负载进行 供电，因而需要判断该直流母线电压值是否正常，只有正常时才进一步判断 该纹波电压值ΔV的大小。

本发明的太阳能空调器控制方法，通过检测直流母线电压的纹波电压值 大小，当纹波电压值低于预设阀值时，判断为压缩机停机，此时控制升压模 块停止工作，以停止太阳能电池对压缩机驱动模块供电，以此实现了在空调 器关机下压缩机不工作时，自动停止太阳能电池对空调器供电，以此延长了 升压模块器件的工作寿命，同时避免了升压模块由于压缩机停止工作输出的 电压突升导致对整个系统包括压缩机驱动模块中的IPM模块(智能功率模块) 产生电压过高导致这些器件寿命降低，影响其工作可靠性。

进一步的，基于本发明太阳能空调器控制方法的第一实施例，在本发明 太阳能空调器控制方法的第二实施例中，如图4所示，太阳能空调器控制装 置还包括电流检测模块90，用于检测直流母线电流值，该太阳能空调器控制 方法还包括：

步骤S30、检测直流母线电流值；

步骤S40、根据直流母线电压值和直流母线电流值计算功率值；

步骤S50、当功率值小于第二预设阀值时，控制升压模块停止工作，以停 止太阳能电池对压缩机驱动模块供电。

当压缩机70的频率很低导致负载功率很小时，单靠检测纹波电压值难以 准确判断出压缩机的开关状态，此时需要加入对压缩机负载的实时功率的检 测才能准确判断出压缩的开关状态，此时需要利用连接太阳能电池B0的升压 模块40的输出端串联的电流检测模块90来检测升压模块输出后给直流母线 供电电流大小，此电流检测模块90基于电流采样电阻R5构成的差分电流采 样电路，实现电流采样并输出到MCU80，MCU80根据电压采样模块50采样 的直流母线电压值和此电流检测模块90采样的直流母线电流值，计算出对直流母线提供的功率，也即驱动压缩机70工作的压缩机驱动模块60的运行功 率，当该功率值低于第二预设阀值如10W以内时，判断此时压缩机70停止 工作，因而MCU80控制升压模块40停止工作，也即停止太阳能电池B0对 压缩机驱动模块60的供电。

此实施例相对第一实施例需要增加直流母线的电流检测模块90，但能更 加准确的判断出压缩机是否工作。

进一步的，基于本发明太阳能空调器控制方法的第一实施例，在本发明 太阳能空调器控制方法的第三实施例中，如图5所示，太阳能空调器控制装 置还包括交流电压检测模块A0，用于检测交流输入电压的电压值，太阳能空 调器控制方法还包括：

步骤S60、在检测到直流母线文波电压正常时，还检测交流输入电压值；

步骤S70、当交流输入电压值为零时，控制升压模块停止工作，以停止太 阳能电池对压缩机驱动模块供电。

由于市电给空调器室内机侧供电，当市电的交流输入电压不稳定或者突 然掉电时，会导致室内机侧掉电停止工作，而此时由于太阳能电池仍然继续 升压后给室外机电控的直流母线供电，因而室外机在短时间内仍然继续工作， 只有再超过一段时间如3分钟后由于室外机无法接收到室内机发送的通讯数 据而报通讯故障停机。因而在这段短时间内室外机完全自行工作，由于空调 器的室内机为主机，在正常情况下是室内机发控制指令经通讯发给室外机控 制压缩机等负载工作，此时室内机已经掉电停止工作，因此室外机此时处于 不受控状态的非正常运行状态，而且此时室内机停止工作，包括内风机停止 工作，如果室外机的压缩机此时仍然工作，会导致空调系统的冷媒管路中的 压力突增，有可能导致冷媒管路和压缩机损坏，因而此时在室内机停止工作 时需要室外机也同时停止工作。此时再通过交流电压检测模块A0检测交流输 入电压值，此交流电压检测模块A0在图1中并联于整流模块10输出端，由 于整流模块10输出端为脉动直流电，其电压值的大小完全与交流输入电压值 大小同步变化，因而可以根据去脉动直流电压值的大小反映交流输入电压值，此交流电压检测模块A0具体基于电子R1和电阻R2串联分压电路组成，将 脉动直流电降压后输出到MCU80，MCU80根据此电压值的大小判断交流输 入电压值是否为零即是否掉电，当检测到掉电时此时MCU80控制升压模块 40停止工作，以停止太阳能电池B0对压缩机驱动模块60供电。进一步的， 还可以在检测到交流电压值为零时，MCU80加入一个很短时间的延时如10 秒以内再控制升压模块40停止工作。以此实现了出现市电突然断电时能控制 太阳能电池B0对室外机电控断电，防止了此时在室内机停止工作时室外机仍 然工作导致空调管路系统和压缩机由于压力过高损坏的风险。

本发明还提出一种太阳能空调器控制装置，该太阳能空调器控制装置包 括交流输入端ACL-IN(交流火线输入)和ACN-IN(交流零线输入)、整流模 块10、PFC(功率因素校正)模块20、滤波模块30、压缩机驱动模块60、控 制器即MCU(微控制单元)80、电压采样模块50、太阳能电池B0和升压模 块40；

整流模块10用于对交流输入端输入的交流电源的交流输入电压进行整 流，具体而言整流模块通过全桥整流电路对交流输入电压进行全波整流，PFC (功率因素校正)模块20对整流模块20输出的脉动直流电压进行功率因素 校正，PFC模块20的两输出端连接直流母线，滤波模块30、压缩机驱动模块 60依次与直流母线并联；脉动直流电压经过PFC模块20和滤波模块30输出 直流母线电压，以为压缩机60驱动模块提供电源，MCU80对压缩机驱动模 块50进行控制以驱动压缩机70运行；

太阳能电池B0输出的低压直流电经升压模块40升压后输出直流高压电 (310V左右)，与直流母线并联，因此太阳能电池B0输出的直流电压叠加到 所述直流母线电压以为所述压缩机驱动模块60的工作提供直流电源；其中控 制器即MCU80如图6所示，包括：处理器81、存储器82，存储器82存储有 应用程序83，应用程序83为太阳能空调器控制方法的控制程序，除了存储应 用程序32，还可以存储其他的控制参数。处理器31通过执行存储在空调器的 存储器上的应用程序33，以实现太阳能空调器控制方法第一至第三实施例中 的太阳能控制方法步骤。

处理器81执行程序的控制方法同本发明的太阳能空调器控制方法的上述 第一至第三实施例，在此不再赘述。

本发明还提出一种计算机可读取存储介质，上述计算机可读取存储介质 存储有太阳能空调器控制程序，太阳能空调器控制程序实现上述第一至第三 实施例的太阳能空调器控制方法的步骤。上述计算机可读取存储介质可以为 如图6所述的设置于终端设备中的存储器82，如FLASH存储器，或者是可 以移动使用的便携式存储器，上述存储器也可以集成在处理81中，为处理81 的内置存储器。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是 利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间 接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种太阳能空调器控制方法，所述太阳能空调器控制装置包括太阳能电池、升压模块、电压采样模块、控制器、压缩机驱动模块、交流输入端、整流模块、PFC模块和滤波模块，所述整流模块用于对所述交流输入端输入的交流电源的交流输入电压进行整流后输出脉动直流电压，所述脉动直流电压经过所述PFC模块功率因素校正。并经所述滤波模块滤波后输出直流母线电压，所述太阳能电池输出电压经所述升压模块升压后输出所述直流母线电压，所述直流母线电压输出至压缩机驱动模块为所述压缩机驱动模块提供电源，所述电压采样模块用于采样所述直流母线电压，所述控制器用于控制所述升压模块、PFC模块和所述压缩机驱动模块工作，其特征在于，所述太阳能空调器控制方法包括：

检测所述直流母线电压的纹波电压值；

当所述纹波电压值小于第一预设阀值时，控制所述升压模块停止工作，以停止所述太阳能电池对所述压缩机驱动模块供电。

2.如权利要求1所述的太阳能空调器控制方法，其特征在于，在检测所述直流母线的文波电压之前，所述太阳能空调器控制方法还包括：

检测所述直流母线电压是否正常；

当所述直流母线电压正常时，执行所述检测所述纹波电压值步骤。

3.如权利要求2所述的太阳能空调器控制方法，其特征在于，所述太阳能空调器控制装置还包括电流检测模块，用于检测所述直流母线电流值，所述太阳能空调器控制方法还包括：

检测所述直流母线电流值；

根据所述直流母线电压值和所述直流母线电流值计算功率值；

当所述功率值小于第二预设阀值时，控制所述升压模块停止工作，以停止所述太阳能电池对所述压缩机驱动模块供电。

4.如权利要求2所述的太阳能空调器控制方法，其特征在于，所述太阳能空调器控制装置还包括交流电压检测模块，用于检测所述交流输入电压的电压值，所述太阳能空调器控制方法还包括：

在检测到所述直流母线文波电压正常时，还检测所述交流输入电压值；

当所述交流输入电压值为零时，控制所述升压模块停止工作，以停止所述太阳能电池对所述压缩机驱动模块供电。

5.如权利要求4所述的太阳能空调器控制方法，其特征在于，所述太阳能空调器控制方法还包括：

当所述交流输入电压值为零时，延时预设时间；

在预设时间到后，控制所述升压模块停止工作，以停止太阳能电池对所述压缩机驱动模块供电。

6.一种太阳能空调器控制装置，所述太阳能空调器控制装置包括太阳能电池、升压模块、电压采样模块、控制器、压缩机驱动模块、交流输入端、整流模块、PFC模块和滤波模块，所述整流模块用于对所述交流输入端输入的交流电源的交流输入电压进行整流后输出脉动直流电压，所述脉动直流电压经过所述PFC模块功率因素校正。并经所述滤波模块滤波后输出直流母线电压，所述太阳能电池输出电压经所述升压模块升压后输出所述直流母线电压，所述直流母线电压输出至压缩机驱动模块为所述压缩机驱动模块提供电源，所述电压采样模块用于采样所述直流母线电压，所述控制器用于控制所述升压模块、PFC模块和所述压缩机驱动模块工作；其中，

所述控制器包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的太阳能空调器控制程序，所述太阳能空调器控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的太阳能空调器控制方法的步骤。

7.一种太阳能空调器，其特征在于，所述太阳能控制器包括如权利要求6所述的太阳能空调器控制器。

8.一种计算机可读取存储介质，其特征在于，所述计算机可读取存储介质存储有太阳能空调器控制，所述太阳能空调器控制被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的太阳能空调器控制方法的步骤。