CN111294989A - 一种用于多支路ptc加热器的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于多支路PTC加热器的控制方法，多支路PTC加热器包括若干并联的PCT加热器件，采用电连接在直流母线电源和各PCT加热器件之间的驱动控制器，用于分别实现对各PCT加热器件的驱动控制；驱动控制器包括MCU主控制模块和分别用于各PCT加热器件的若干驱动电路，MCU主控制模块分别向各驱动电路发送频率相等的PWM占空比信号；其中，至少2个驱动电路的PWM占空比信号具有不等于0的相位差，用于提高多支路PTC加热器在单个信号周期内输入功率的平均度；本发明可以减少在多支路PTC加热器的工作过程中对PTC加热器和相关元器件产生的冲击，最终提高具有多支路PTC加热器的稳定性以及安全可靠性，进而确保了多支路PTC加热器在实际应用中的使用寿命。

Description

一种用于多支路PTC加热器的控制方法

技术领域

本发明属于PTC加热器的控制领域，具体涉及了一种用于多支路PTC加热器的控制方法。

背景技术

PTC(Positive Temperature Coefficient的缩写)特性通常是指其电阻率会随着温度升高而增大。正由于PTC特征的存在，人们利用了PTC特征用来制备具有温控功能的加热器件，也可称为PTC加热器件。

PTC加热器件的现有控制方法均采用温度闭环控制，具体是采用温度传感器对PTC元件或其应用的介质进行温度采样，通过对目标控制温度与实际采样温度进行PI调节，输出信号作为PWM占空比信号驱动PTC进行加热直至到达新的温度平衡。然而，申请人发现由于在温度闭环控制方案中，将温度差进行PI调节后的输出直接作为驱动PWM占空比信号会导致PTC加热器件的工作电流存在响应滞后性，这会造成控制系统的工作电流发生较大波动、平稳性差，对PTC加热器件和其控制系统的相关元器件均带来了较大冲击，最终对PTC加热器件的使用寿命造成负面影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种用于多支路PTC加热器的控制方法，可以有效地减少多支路PTC加热器在单个信号周期内的电流波动幅度，提高多支路PTC加热器在单个信号周期内输入功率的平均度，进而可以减少在多支路PTC加热器的工作过程中对PTC加热器和其控制系统的相关元器件产生的冲击，最终提高具有多支路PTC加热器的稳定性以及安全可靠性，进而确保了多支路PTC加热器在实际应用中的使用寿命。

本发明采用的技术方案如下：

一种PTC加热器件的控制方法，采用电连接在直流母线电源和所述PTC加热器件之间的驱动控制器，用于实现对所述PTC加热器件的驱动控制；所述驱动控制器的控制方法包括温度外闭环控制和电流内闭环控制；其中，所述温度外闭环控制的输出信号作为所述电流内闭环控制输入的目标工作电流信号，所述电流内闭环控制的输出信号作为驱动所述PTC加热器件的PWM占空比信号。

优选地，所述温度外闭环控制基于预设的目标温度信号与实际采样温度信号的温度差进行PI或PID调节后输出目标工作电流信号；所述电流内闭环控制基于所述目标工作电流信号与实际采样电流信号的电流差进行PI或PID调节后，其输出作为驱动所述PTC加热器件的PWM占空比信号。

优选地，所述实际采样电流信号的采样周期小于所述实际采样温度信号的采样周期。

优选地，所述实际采样电流信号的采样周期范围为20-200ms，所述实际采样温度信号的采样周期范围为300-800ms。

优选地，所述直流母线电源的电压范围为200-550V。

优选地，所述PTC加热器件的介质为冷却液，所述冷却液的目标温度范围为16-90℃，所述PTC加热器件的目标工作电流不大于35A。

优选地，本发明还提出了一种PTC加热器件的控制系统，包括直流母线电源、PTC加热器件以及电连接在所述直流母线电源和所述PTC加热器件之间的驱动控制器，所述驱动控制器用于实现对所述PTC加热器件的驱动控制；所述驱动控制器采用如上所述的控制方法进行驱动控制。

优选地，所述驱动控制器包括MCU主控制模块和用于PTC加热器件驱动运行的驱动电路，所述MCU主控制模块向所述驱动电路输出驱动信号；其中，

所述MCU主控制模块与所述PTC加热器件之间设有用于温度采样的温度传感器，用于向所述MCU主控制模块输入实际采样温度信号；

所述直流母线电源与所述PTC加热器件之间设有用于电流采样的电流采样电路，所述电流采样电路向所述MCU主控制模块输入实际采样电流信号；

所述MCU主控制模块基于所述目标温度、所述实际采样温度信号以及所述实际采样电流信号根据所述温度外闭环控制和电流内闭环控制计算并输出PWM占空比信号，将该PWM占空比信号作为所述驱动信号。

优选地，所述MCU主控制模块包括用于对温度差进行PI或PID调节的温度PI调节器，和用于对电流差进行PI或PID调节的电流PI调节器；所述温度PI调节器的输入信号包括目标温度信号和实际采样温度信号，且其输出端输出目标工作电流信号；所述电流PI调节器的输入信号包括所述目标工作电流信号和实际采样电流信号，且其输出端输出所述PWM占空比信号。

优选地，所述温度传感器采用NTC传感器；所述电流采样电路与所述MCU主控制模块之间设有用于对所述实际采样电流信号进行滤波处理的低通滤波器，或所述MCU主控制模块通过低通滤波算法对所述实际采样电流信号进行滤波处理。

需要说明的是，本发明涉及的PI调节是指比例和积分调节，涉及的PID调节是指比例、积分和微分调节，具体调节原理和计算公式均为本领域的公知常识，本实施例不具体展开说明；本领域技术人员可以根据实际需求并通过相关调节参数的设置来选择PI调节器的调节方式，例如采用PI调节方式还是采用PID调节方式，都可以获得本发明的技术效果，这些调节方式的等同替代或变化均处于本发明的保护范围。

还需要特别说明的是，由于：功率＝电流×直流母线电源的电压，本申请中直流母线电源的电压属于非闭环控制参数，因此，在本申请具体实施应用时，也完全可以采用功率内闭环控制来等同替换本申请的电流内闭环控制，功率内闭环控制的工作本质同样是基于电流内闭环控制，区别仅在于MCU主控制模块的运算数据不同，这些都是本领域技术人员在本发明披露技术方案基础上依据本领域的公知常识以及常规技术手段可以做出的等同替换选择；在需要说明的是，和采用功率内闭环控制的等同替换方案相同，基于电流内闭环控制作为基础通过改变运算数据来实现与电流内闭环控制效果相同或类似的相关参数内闭环控制，这些相关参数内闭环控制同样属于对本申请电流内闭环控制的等同替换方案，同样属于本发明的保护范围。

本发明创造性地提出温度外闭环控制加电流内闭环控制的控制思路，具体工作原理是首先通过温度外闭环控制基于目标温度与实际采样温度之间的温度差值进行PI或PID调节并输出调节信号，该调节信号进一步作为为了实现温度外闭环控制进而实现期望温度环平衡的目标工作电流信号，然后通过电流内闭环控制对目标工作电流信号和实际采样电流信号的电流差进行PI或PID调节，将其电流内闭环控制输出的信号作为驱动PTC加热器件的PWM占空比信号，PWM占空比信号可以灵敏快速地将直流母线电源向PTC加热器件输出按目标工作电流信号参数设置的工作电流，预先使得PTC加热器件的控制系统达到电流环平衡，而且在该目标工作电流下，使得PTC加热器件的温度达到预设的目标温度，最终达到温度环平衡，通过该工作过程可以显著提高整体PTC加热器件工作电流的响应灵敏度，使得PTC加热器件的工作电流相对于现有技术采用单独温度闭环的控制变得更加平稳，明显减少对PTC加热器件和其控制系统相关元器件的冲击，显著提高了PTC加热器件的稳定性和安全可靠性。

由于PCT加热器件在日常实际应用中，通常设有多个并联设置的PCT加热器件支路(本文简称为“多支路PTC加热器”)来实现对待温控介质(如冷却液)的高效、精准的加热温控效果，现有对于各PCT加热器件支路的控制方法基本都是采用由MCU输出同步的PWM信号给与各PCT加热器件支路对应的驱动电路，然而申请人发现在实际工作过程中，由于各个PCT加热器件支路采用同步PWM信号驱动，造成在单个驱动信号周期内，PTC加热器的整体工作电流会发生较大幅度波动，进而导致PTC加热器整体的控制系统在单个驱动信号周期内的输入功率平均度表现非常差，这同样会对PTC加热器和其控制系统的相关元器件带来了较大冲击，最终也会对PTC加热器的使用寿命造成负面影响。

为了解决以上技术问题，本发明还提出了一种用于多支路PTC加热器的控制方法，所述多支路PTC加热器包括若干并联的PCT加热器件，采用电连接在直流母线电源和各所述PCT加热器件之间的驱动控制器，用于分别实现对各所述PCT加热器件的驱动控制；所述驱动控制器包括MCU主控制模块和分别用于各所述PCT加热器件的若干驱动电路，所述MCU主控制模块分别向各所述驱动电路发送频率相等的PWM占空比信号；其中，至少2个驱动电路的PWM占空比信号具有不等于0的相位差，用于提高所述多支路PTC加热器在单个信号周期内输入功率的平均度。

优选地，所述相位差时间占单个PWM占空比信号周期的比例范围在10-90％。

优选地，所述相位差时间占单个PWM占空比信号周期的比例范围在30-60％。

优选地，所述PWM占空比信号的频率为5-50Hz。

优选地，所述占空比范围不大于33.3％，或大于33.3％且小于66.6％，或不小于66.6％。当然地，本申请涉及的PWM占空比信号的占空比大于0且小于100％，这属于本领域人员对于占空比定义的公知常识。

优选地，所述多支路PTC加热器包括3个并联的PCT加热器件，各PCT加热器件分别对应设有第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路；其中，所述MCU主控制模块分别向所述第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路发送频率相等的第一PWM占空比信号、第二PWM占空比信号和第三PWM占空比信号；其中，每两个PWM占空比信号之间均具有不等于0的相位差。

优选地，所述第一PWM占空比信号与第二PWM占空比信号的相位差时间与所述第二PWM占空比信号和第三PWM占空比信号的相位差时间相等。

优选地，所述第一PWM占空比信号与第二PWM占空比信号的相位差时间占单个PWM占空比信号周期的比例为1/3。

优选地，对于本申请中多支路PTC加热器中的各PCT加热器件采用如上文所述的PTC加热器件的控制方法：各所述驱动电路的PWM占空比信号通过所述MCU主控制模块采用温度外闭环控制和电流内闭环控制后输出；其中，所述温度外闭环控制的输出信号作为所述电流内闭环控制输入的目标工作电流信号，所述电流内闭环控制的输出信号作为驱动与其对应所述PCT加热器件的PWM占空比信号。

优选地，所述温度外闭环控制基于预设的目标温度信号与实际采样温度信号的温度差进行PI或PID调节后输出目标工作电流信号；所述电流内闭环控制基于所述目标工作电流信号与实际采样电流信号的电流差进行PI或PID调节后，其输出作为驱动与其对应所述PCT加热器件的PWM占空比信号。

其余优选技术方案具体参见上文PTC加热器件的控制方法中的优选技术方案，不再重复说明。

本发明创造性提出了采用具有非0相位差且频率相等的PWM占空比信号作为用于各PCT加热器件的驱动信号，在该技术思路作用下，可以有效地减少多支路PTC加热器在单个信号周期内的电流波动幅度，提高多支路PTC加热器在单个信号周期内输入功率的平均度，进而可以减少在多支路PTC加热器的工作过程中对PTC加热器和其控制系统的相关元器件产生的冲击，最终提高具有多支路PTC加热器的稳定性以及安全可靠性，进而确保了多支路PTC加热器在实际应用中的使用寿命；本发明还进一步通过特定参数设计，使得多支路PTC加热器可以得到具有良好平稳性的工作电流波形，在单个信号周期内多支路PTC加热器的输入功率得到平均分布，具有优异的平均功率控制效果。

附图说明

附图1是本发明实施例1中PTC加热器件的控制算法逻辑结构示意图；

附图2是本发明实施例1中PTC加热器件的控制系统结构示意图；

附图3是本发明比较例1中PTC加热器件的控制算法逻辑结构示意图；

附图4是本发明实施例1在具体应用案例实施过程中的工作电流波形图；

附图5是本发明比较例1在具体应用案例实施过程中的工作电流波形图；

附图6是本发明实施例2中多支路PTC加热器的控制系统结构示意图；

附图7是本发明实施例2中多支路PTC加热器各PWM占空比信号及其工作电流波形图(单个信号周期)；

附图8是本发明比较例2中多支路PTC加热器各PWM占空比信号及其工作电流波形图(单个信号周期)；

附图9是本发明实施例3中多支路PTC加热器各PWM占空比信号及其工作电流波形图(单个信号周期)；

附图10是本发明实施例4中多支路PTC加热器各PWM占空比信号及其工作电流波形图(单个信号周期)。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种用于多支路PTC加热器的控制方法，多支路PTC加热器包括若干并联的PCT加热器件，采用电连接在直流母线电源和各PCT加热器件之间的驱动控制器，用于分别实现对各PCT加热器件的驱动控制；其特征在于，驱动控制器包括MCU主控制模块和分别用于各PCT加热器件的若干驱动电路，MCU主控制模块分别向各驱动电路发送频率相等的PWM占空比信号；其中，至少2个驱动电路的PWM占空比信号具有不等于0的相位差，用于提高多支路PTC加热器在单个信号周期内输入功率的平均度。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

实施例1：请参见图1和图2所示，一种PTC加热器件20的控制方法，采用电连接在直流母线电源10和PTC加热器件20之间的驱动控制器30，用于实现对PTC加热器件20的驱动控制；驱动控制器的控制方法包括温度外闭环控制和电流内闭环控制；其中，温度外闭环控制的输出信号作为电流内闭环控制输入的目标工作电流信号，电流内闭环控制的输出信号作为驱动PTC加热器件20的PWM占空比信号；具体地，温度外闭环控制基于预设的目标温度信号与实际采样温度信号的温度差进行PI或PID调节后输出目标工作电流信号；电流内闭环控制基于目标工作电流信号与实际采样电流信号的电流差进行PI或PID调节后，其输出作为驱动PTC加热器件20的PWM占空比信号；

在本实施方式中，PTC加热器件20的介质为冷却液，考虑到冷却液的温控需要，本实施例进一步提出了优选方案，冷却液的目标温度范围为16-90℃，PTC加热器件20的目标工作电流不大于35A；直流母线电源10的电压范围为200-550V；当然地，在其他实施方式中，可以根据PTC加热器件20所应用的介质变化，来调整目标温度范围、目标工作电流范围以及直流母线电源10的电压范围，这些变化都是本领域技术人员可以根据本申请的说明内容所能做出的常规技术选择，因此，本申请实施例不再一一展开说明。

为了实现更佳的实施效果，在本实施方式中，实际采样电流信号的采样周期小于实际采样温度信号的采样周期；优选地，实际采样电流信号的采样周期范围为20-200ms，实际采样温度信号的采样周期范围为300-800ms；进一步具体优选地，在本实施方式中，实际采样电流信号的采样周期为100ms，实际采样温度信号的采样周期为500ms，温度采样信号的灵敏度通常小于电流采样信号的灵敏度；

请同样参见图2所示，本实施例进一步具体优选地提出了上述PTC加热器件20的控制方法应用的控制系统，包括直流母线电源10、PTC加热器件20以及电连接在直流母线电源10和PTC加热器件20之间的驱动控制器30，驱动控制器30用于实现对PTC加热器件20的驱动控制；驱动控制器30采用如上的控制方法进行驱动控制；优选地，在本实施方式中，驱动控制器30包括MCU主控制模块31和用于PTC加热器件20驱动运行的驱动电路32，MCU主控制模块31向驱动电路32输出驱动信号；其中，

MCU主控制模块31与PTC加热器件20之间设有用于温度采样的温度传感器41，用于向MCU主控制模块31输入实际采样温度信号；

直流母线电源10与PTC加热器件20之间设有用于电流采样的电流采样电路42(具体包括采样电阻43)，电流采样电路42向MCU主控制模块31输入实际采样电流信号；

MCU主控制模块31基于目标温度、实际采样温度信号以及实际采样电流信号根据温度外闭环控制和电流内闭环控制计算并输出PWM占空比信号，将该PWM占空比信号作为驱动信号；具体优选地，在本实施方式中，MCU主控制模块31包括用于对温度差进行PI或PID调节的温度PI调节器31a，和用于对电流差进行PI或PID调节的电流PI调节器31b；温度PI调节器31a的输入信号包括目标温度信号和实际采样温度信号，且其输出端输出目标工作电流信号；电流PI调节器31b的输入信号包括目标工作电流信号和实际采样电流信号，且其输出端输出PWM占空比信号。

需要说明的是，本实施例涉及驱动电路32可以采用现有技术具有驱动功能的驱动电路，本申请对其没有特别限定之处，具体地，在本实施方式中，驱动电路包括由若干功率开关管(例如MOS管或晶体三极管或两者结合)组成，用于输入PWM占空比信号后实现对PTC加热器件的驱动功能即可；温度传感器采用NTC传感器(属于一种热敏电阻)；电流采样电路42与MCU主控制模块31之间设有用于对实际采样电流信号进行滤波处理的低通滤波器44；在本申请其他实施方式中，也可以直接在MCU主控制模块中设置低通滤波算法对实际采样电流信号进行滤波处理，可以得到类似的滤波处理效果。

为了进一步对本实施例的实施过程进行具体说明，本申请特别展开一个具体应用案例的实施过程：

在本具体实施例中，PTC加热器件20的介质为冷却液，PTC加热器件20的控制系统处于预设目标温度为35℃，实际采样温度也同样为35℃，温度PI调节器31a输出的目标工作电流信号为8A，实际采样电流信号同样为8A，电流PI调节器31b输出占空比为50％的PWM占空比信号，此时PTC加热器件20处于双稳定平衡的温度外闭环控制状态和电流内闭环控制状态；当控制系统受到上位机输入新的预设目标温度为40℃时，温度PI调节器31a识别到此时产生了5℃的温度差，通过PID调节向上调节目标工作电流信号，将原来的8A提高10A，电流PI调节器31b识别到此时产生了2A的电流差，电流PI调节器31b通过PID调节，调节增加其输出的PWM占空比信号，具体将占空比为50％提高到80％，在该占空比为80％的PWM占空比信号的驱动作用下，使得PTC加热器件20的工作电流快速得到增加，直到实际采样电流信号达到10A后，电流内闭环控制首先进入稳定平衡状态，PTC加热器件20在10A的工作电流下，冷却液的温度被快速提升，直到实际采样温度信号显示达到40℃，此时温度外闭环控制也进入稳定平衡状态，此时PTC加热器件20再次进入双稳定平衡的温度外闭环控制状态和电流内闭环控制状态。

本实施例1创造性地提出温度外闭环控制加电流内闭环控制的控制思路，具体工作原理是首先通过温度外闭环控制基于目标温度与实际采样温度之间的温度差值进行PI或PID调节并输出调节信号，该调节信号进一步作为为了实现温度外闭环控制进而实现期望温度环平衡的目标工作电流信号，然后通过电流内闭环控制对目标工作电流信号和实际采样电流信号的电流差进行PI或PID调节，将其电流内闭环控制输出的信号作为驱动PTC加热器件的PWM占空比信号，PWM占空比信号可以灵敏快速地将直流母线电源10向PTC加热器件20输出按目标工作电流信号参数设置的工作电流，预先使得PTC加热器件20的控制系统达到电流环平衡，而且在该目标工作电流下，使得PTC加热器件20的温度达到预设的目标温度，最终达到温度环平衡，通过该工作过程可以显著提高整体PTC加热器件20工作电流的响应灵敏度，使得PTC加热器件20的工作电流相对于现有技术采用单独温度闭环的控制变得更加平稳，明显减少对PTC加热器件20和其控制系统相关元器件的冲击，显著提高了PTC加热器件20的稳定性和安全可靠性。

比较例1：本比较例1采用PTC加热器件20的现有控制方法和控制系统，本比较例1的控制系统整体框图同上实施例1，区别在于：请参见图3所示，在本比较例1中，MCU主控制模块的算法逻辑结构不包括采用电流PI调节器，其控制方法采用：MCU主控制模块的温度PI调节器31a基于目标温度以及实际采样温度信号根据现有的温度闭环控制计算并输出PWM占空比信号，将该PWM占空比信号直接作为驱动电路的驱动信号。

为了进一步对以上实施例1和比较例1的实施效果进行直接对比，本申请还分别采用实施例1和比较例1进行了相同条件的加热需求：从初始的平衡状态收到目标温度为45℃的加热需求。

请参见图4所示，实施例1在加热控制过程中，本实施例1控制系统的工作电流波形表现平稳；请参见图5所示，比较例1在加热控制过程中，该比较例1控制系统的工作电流波形呈现出明显剧烈的变化，平稳性差，这显然不利于PTC加热器件的稳定性和安全可靠性。

实施例2：请参见图6所示，一种用于多支路PTC加热器2的控制方法，多支路PTC加热器2包括若干并联的PCT加热器件20，采用电连接在直流母线电源1和各PCT加热器件20之间的驱动控制器，用于分别实现对各PCT加热器件20的驱动控制；驱动控制器包括MCU主控制模块31和分别用于各PCT加热器件20的若干驱动电路32，MCU主控制模块31分别向各驱动电路32发送频率相等的PWM占空比信号，其中，至少2个驱动电路32的PWM占空比信号具有不等于0的相位差，用于提高多支路PTC加热器2在单个信号周期内输入功率的平均度；在该技术思路作用下，可以有效地减少多支路PTC加热器2在单个信号周期内的电流波动幅度，提高多支路PTC加热器2在单个信号周期内输入功率的平均度，进而可以减少在多支路PTC加热器2的工作过程中对PTC加热器2和其控制系统的相关元器件产生的冲击，最终提高具有多支路PTC加热器2的稳定性以及安全可靠性，进而确保了有多支路PTC加热器2在实际应用中的使用寿命；

优选地，请进一步参见图6所示，在本实施方式中，多支路PTC加热器2包括3个并联的PCT加热器件20，各PCT加热器件20分别对应设有第一驱动电路32a、第二驱动电路32b和第三驱动电路32c；其中，MCU主控制模块31分别向第一驱动电路32a、第二驱动电路32b和第三驱动电路32c发送频率相等的第一PWM占空比信号PTC1、第二PWM占空比信号PTC2和第三PWM占空比信号PTC3；其中，每两个PWM占空比信号之间均具有不等于0的相位差；优选地，每个驱动电路的PWM占空比信号的频率为5-50Hz，更优选地，在本实施方式中，每个驱动电路的PWM占空比信号的频率为8-16Hz，具体地，在本实施方式中，第一PWM占空比信号PTC1、第二PWM占空比信号PTC2和第三PWM占空比信号PTC3的频率均为12Hz，且各PWM占空比信号PTC1,PTC2,PTC3的占空比范围不大于33.3％；

为了使得多支路PTC加热器2获得更加明显的平均输入功率效果，通常来说，相位差时间占单个PWM占空比信号周期的比例范围在10-90％；更优选地，相位差时间占单个PWM占空比信号周期的比例范围在30-60％；具体优选地，在本实施方式中，第一PWM占空比信号PTC1与第二PWM占空比信号PTC2的相位差时间t1与第二PWM占空比信号和第三PWM占空比信号的相位差时间t2相等；第一PWM占空比信号与第二PWM占空比信号的相位差时间t1占单个PWM占空比信号周期T的比例为1/3。

请进一步参见图7所示，本实施例1中各PCT加热器件20的PWM占空比信号以及PCT加热器2的工作电流波形图，可以明显看出本实施例1具有良好平稳性的工作电流波形，在单个信号周期内多支路PTC加热器2的输入功率得到平均分布。

更为优选地，在本实施方式中，对于本实施例中多支路PTC加热器2中的各PCT加热器件20采用如实施例1所述的PTC加热器件的控制方法和控制结构：直流母线电源10与各PTC加热器件20之间设有用于电流采样的电流采样电路42(具体包括采样电阻43)，电流采样电路42向MCU主控制模块31输入各PTC加热器件20的实际采样电流信号；MCU主控制模块31与各PTC加热器件20之间均设有用于温度采样的温度传感器41，用于向MCU主控制模块31输入各PTC加热器件20的实际采样温度信号；

各驱动电路32的PWM占空比信号通过MCU主控制模块31采用温度外闭环控制和电流内闭环控制后输出；其中，温度外闭环控制的输出信号作为电流内闭环控制输入的目标工作电流信号，电流内闭环控制的输出信号作为驱动与其对应PCT加热器件20的PWM占空比信号；温度外闭环控制基于预设的目标温度信号与实际采样温度信号的温度差进行PI或PID调节后输出目标工作电流信号；电流内闭环控制基于目标工作电流信号与实际采样电流信号的电流差进行PI或PID调节后，其输出作为驱动与其对应PCT加热器件20的PWM占空比信号；更具体的控制方法可以直接参见实施例1的技术方案，通过如上2个创新方案的结合应用实施，不仅可以多支路PTC加热器2可以得到具有良好平稳性的工作电流波形，在单个信号周期内多支路PTC加热器2的输入功率得到平均分布，具有优异的平均功率控制效果，同时还可以使得各个PTC加热器件20的工作电流相对于现有技术采用单独温度闭环的控制变得更加平稳，明显减少对所有PTC加热器件20和其控制系统相关元器件的冲击，更进一步显著提高PTC加热器件20的稳定性和安全可靠性。

比较例2：本比较例2的其余技术方案同上实施例2，区别在于，采用现有技术的同步驱动技术替代实施例2中具有非0相位差的控制方法，本比较例2的同步驱动技术具体是指第一PWM占空比信号PTC1’、第二PWM占空比信号PTC2’和第三PWM占空比信号PTC3’没有相位差。

请进一步参见图8所示，本比较例2中各PCT加热器件20的PWM占空比信号PTC1’,PTC2’,PTC3’以及PCT加热器2的工作电流波形图，可以明显看出本比较例2工作电流波形存在较大幅度波动，在单个信号周期内多支路PTC加热器2的输入功率平均分布表现明显较差。

实施例3：本实施例3的其余技术方案同实施例2，区别仅在于，在本实施例3中的各PWM占空比信号PTC1a,PTC2a,PTC3a的占空比范围大于33.3％且小于66.6％；请进一步参见图9所示，本实施例3中各PCT加热器件20的PWM占空比信号PTC1a,PTC2a,PTC3a以及PCT加热器2的工作电流波形图，可以明显看出本实施例3具有良好平稳性的工作电流波形，在单个信号周期内多支路PTC加热器2的输入功率得到平均分布。

实施例4：本实施例4的其余技术方案同实施例2，区别仅在于，在本实施例4中的各PWM占空比信号PTC1b,PTC2b,PTC3b的占空比范围不小于66.6％；请进一步参见图10所示，本实施例4中各PCT加热器件20的PWM占空比信号PTC1b,PTC2b,PTC3b以及PCT加热器2的工作电流波形图，可以明显看出本实施例4具有良好平稳性的工作电流波形，在单个信号周期内多支路PTC加热器2的输入功率得到平均分布。

需要特别说明的是，在本实施例技术方案的技术启示下，本领域技术人员可以根据实际驱动控制需要来对相位差时间、各PWM占空比信号周期以及各PWM占空比信号的占空比等参数设置来获得具有不同平均表现的输入功率效果，当这些参数设置的变化相对于现有技术中采用0相位差PWM占空比信号的多支路PTC加热器控制技术均可以获得提升多支路PTC加热器在单个信号周期内输入功率平均度水平，因此这些参数选择的变化通常均属于本申请的保护范围。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于多支路PTC加热器的控制方法，所述多支路PTC加热器包括若干并联的PCT加热器件，采用电连接在直流母线电源和各所述PCT加热器件之间的驱动控制器，用于分别实现对各所述PCT加热器件的驱动控制；其特征在于，所述驱动控制器包括MCU主控制模块和分别用于各所述PCT加热器件的若干驱动电路，所述MCU主控制模块分别向各所述驱动电路发送频率相等的PWM占空比信号；其中，至少2个驱动电路的PWM占空比信号具有不等于0的相位差，用于提高所述多支路PTC加热器在单个信号周期内输入功率的平均度。

2.根据权利要求1所述的用于多支路PTC加热器的控制方法，其特征在于，所述相位差时间占单个PWM占空比信号周期的比例范围在10-90％。

3.根据权利要求2所述的用于多支路PTC加热器的控制方法，其特征在于，所述相位差时间占单个PWM占空比信号周期的比例范围在30-60％。

4.根据权利要求1所述的用于多支路PTC加热器的控制方法，其特征在于，所述PWM占空比信号的频率为5-50Hz。

5.根据权利要求1所述的用于多支路PTC加热器的控制方法，其特征在于，所述占空比范围不大于33.3％，或大于33.3％且小于66.6％，或不小于66.6％。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的用于多支路PTC加热器的控制方法，其特征在于，所述多支路PTC加热器包括3个并联的PCT加热器件，各PCT加热器件分别对应设有第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路；其中，所述MCU主控制模块分别向所述第一驱动电路、第二驱动电路和第三驱动电路发送频率相等的第一PWM占空比信号、第二PWM占空比信号和第三PWM占空比信号；其中，每两个PWM占空比信号之间均具有不等于0的相位差。

7.根据权利要求6所述的用于多支路PTC加热器的控制方法，其特征在于，所述第一PWM占空比信号与第二PWM占空比信号的相位差时间与所述第二PWM占空比信号和第三PWM占空比信号的相位差时间相等。

8.根据权利要求7所述的用于多支路PTC加热器的控制方法，其特征在于，所述第一PWM占空比信号与第二PWM占空比信号的相位差时间占单个PWM占空比信号周期的比例为1/3。

9.根据权利要求1所述的用于多支路PTC加热器的控制方法，其特征在于，各所述驱动电路的PWM占空比信号通过所述MCU主控制模块采用温度外闭环控制和电流内闭环控制后输出；其中，所述温度外闭环控制的输出信号作为所述电流内闭环控制输入的目标工作电流信号，所述电流内闭环控制的输出信号作为驱动与其对应所述PCT加热器件的PWM占空比信号。

10.根据权利要求9所述的用于多支路PTC加热器的控制方法，其特征在于，所述温度外闭环控制基于预设的目标温度信号与实际采样温度信号的温度差进行PI或PID调节后输出目标工作电流信号；所述电流内闭环控制基于所述目标工作电流信号与实际采样电流信号的电流差进行PI或PID调节后，其输出作为驱动与其对应所述PCT加热器件的PWM占空比信号。

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