CN112436740A - 一种维持电源载波的控制方法、控制系统及厨房电器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种维持电源载波的控制方法、控制系统及厨房电器,其中,维持电源载波的控制方法具体按照如下步骤实施:S1,接通电源;其中,所述电源为市电经过PWM信号驱动后提供给负载的电源;S2,实时检测所述电源的当前电压;S3,根据所述当前电压与目标电压之间的关系调节所述PWM信号的占空比;其中,所述目标电压为维持负载工作所需的电压。本发明因为根据当前电压与目标电压之间的关系调节了PWM信号的占空比,因此在PWM信号的驱动下,电源不会产生过压现象,而是一直维持在过压值以下,因此不会产生丢生载波的现象;这样,整个系统更加稳定,且可以消除噪音。
Description
技术领域
本发明属于电源技术领域,具体涉及一种维持电源载波的控制方法、控制系统及厨房电器。
背景技术
传统的电源芯片通常采用PWM信号驱动,根据检测反馈的输出电压值和电流值来调节输出电压,即形成外闭环(电压环)和内闭环(电流环)。
其中,外闭环控制属于宏观控制,当系统电压高于上限值则关闭PWM信号;内闭环控制属于微观控制,可通过控制PWM信号每个周期的占空比来调整输出电压,以实现调整输出电流。
但是,当外闭环检测到过压产生时,需将PWM信号关闭以使输出电压为0V,此时占空比为0,即产生了丢载波现象,此现象会使系统产生明显的开关噪音,同时使系统失去稳定。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供一种维持电源载波的控制方法,根据当前电压与目标电压之间的关系调节所述PWM信号的占空比,避免产生过压而使载波丢失。
本发明的另一目的是提供一种维持电源载波的控制系统。
本发明的另一目的是提供一种厨房电器。
本发明所采用的技术方案是:
一种维持电源载波的控制方法,具体按照如下步骤实施:
S1,接通电源;
其中,所述电源为市电经过PWM信号驱动后提供给负载的电源;
S2,实时检测所述电源的当前电压;
S3,根据所述当前电压与目标电压之间的关系调节所述PWM信号的占空比;其中,所述目标电压为维持负载工作所需的电压。
优选地,所述S3中根据所述当前电压与目标电压之间的关系调节所述PWM信号的占空比,具体为:
当V实时<V目标时,增加所述PWM信号的占空比,并返回S2;
当V实时>V目标时,减小所述PWM信号的占空比,并返回S2;
当V实时=V目标时,继续输出当前占空比的PWM信号;
其中,V实时为当前电压,V目标为目标电压。
优选地,所述增加PWM信号的占空比,具体为:
D增加=K*A;
上式中,D增加为PWM信号所要增加的占空比;K为调节系数,其取决于当前电压、目标电压、最大电源电压和最小电源电压;A为调节步长,其取值范围为5%-15%。
优选地,所述减小PWM信号的占空比,具体为:
D减小=K*A;
上式中,D减小为PWM信号所要减小的占空比;K为调节系数,其取决于当前电压、目标电压、最大电源电压和最小电源电压;A为调节步长,其取值范围为5%-15%。
优选地,所述调节系数具体通过如下公式计算:
K=(V最大-V实时)/(V最大-V最小)
上式中,V最大和V最小分别为电源电压的最大值和最小值。
一种维持电源载波的控制系统,用于实现上述的维持电源载波的控制方法,其包括PWM输出单元、控制单元、电源以及负载;
所述控制单元检测电源的电压,并将其传递至控制单元,所述控制单元接收该电压并根据该电压与负载工作所需电压之间的关系控制PWM输出单元输出PWM信号的占空比。
优选地,所述电源包括第一二极管D1,所述第一二极管D1的一端和第一电感L1的一端连接,所述第一电感L1的另一端分别与电流检测点和第一电容C1的一端连接,所述第一电容C1的另一端和第一二极管D1的另一端连接形成电流内闭环。
优选地,所述电源还包括与第一电感L1的另一端连接的电压采集点,所述电压采集点与所述负载的一端连接,所述负载的另一端和第一二极管D1的另一端连接形成电压外闭环,所述第一电容C1与第二电容C2并联后与第一二极管D1的另一端、负载的另一端共接地。
优选地,所述第一电容C1为高频滤波电容,所述第二电容C2为低频滤波电容。
一种厨房电器,其包括电器本体和上述的维持电源载波的控制系统,所述维持电源载波的控制系统为电器本体提供电源。
与现有技术相比,本发明使用时,市电经过整流后通过PWM信号后形成电源,该电源用于驱动负载工作,在负载工作的过程中,实时检测电源的当前电压,并根据当前电压与目标电压之间的关系调节PWM信号的占空比;其中,目标电压为维持负载工作所需的电压。
因为根据当前电压与目标电压之间的关系调节了PWM信号的占空比,因此在PWM信号的驱动下,电源不会产生过压现象,而是一直维持在过压值以下,因此不会产生丢生载波的现象;这样,整个系统更加稳定,且可以消除噪音。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的一种维持电源载波的控制方法的流程图;
图2是本发明实施例1提供的一种维持电源载波的控制方法中PWM占空比和电压的关系图;
图3是本发明实施例2提供的一种维持电源载波的控制系统的系统框图;
图4是本发明实施例2提供的一种维持电源载波的控制系统中电源的电路图。
其中,1.PWM输出单元,2.控制单元,3.电源,4.负载。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
本发明实施例1提供一种维持电源载波的控制方法,如图1所示,具体按照如下步骤实施:
S1,接通电源;
其中,所述电源为市电经过PWM信号驱动后提供给负载的电源;
具体地,市电经过整流后产生310V电压,该电压通过PWM信号后形成电源,该电源用于驱动负载工作;
S2,实时检测所述电源的当前电压;
具体地,可通过万用表进行检测,也可通过电压传感器进行检测;
S3,根据所述当前电压与目标电压之间的关系调节所述PWM信号的占空比;其中,所述目标电压为维持负载工作所需的电压。
这样,采用上述方法,市电经过整流后通过PWM信号后形成电源,该电源用于驱动负载工作,在负载工作的过程中,实时检测电源的当前电压,并根据当前电压与目标电压之间的关系调节PWM信号的占空比;其中,目标电压为维持负载工作所需的电压;因为根据当前电压与目标电压之间的关系调节了PWM信号的占空比,因此在PWM信号的驱动下,电源不会产生过压现象,而是一直维持在过压值以下,因此不会产生丢生载波的现象;这样,整个系统更加稳定,且可以消除噪音
在具体实施例中,所述S3中根据所述当前电压与目标电压之间的关系调节所述PWM信号的占空比,具体为:
当V实时<V目标时,增加所述PWM信号的占空比,并返回S2;
当V实时>V目标时,减小所述PWM信号的占空比,并返回S2;
当V实时=V目标时,继续输出当前占空比的PWM信号;
其中,V实时为当前电压,V目标为目标电压。
这样做的原理在于:
如图2所示为PWM每个周期占空比与电压的关系,图中,t0~t1为PWM的一个周期,在该周期中,A点为PWM占空比取最小值持续运行时对应的电压最小值,D点为PWM占空比取最大值持续运行时对应的电压最大值;
从图2中可以看出,PWM占空比与电压值的大小正相关,因此当当前电压小于目标电压时,增加所述PWM信号的占空比;当当前电压大于目标电压时,减小所述PWM信号的占空比。
更具体地,假设B点为占空比取某值持续运行时对应的当前电压,C点为目标电压,则如图2中的虚线部分,对B点到C点对应的PWM信号进行了调节,增加了PWM信号的占空比,使当前电压更靠近目标电压;当当前电压达到目标电压之后,在该周期内,继续以增加之后的占空比输出PWM信号;
之后,当电压下降时,PWM占空比减小,如图2中D点之后的部分。
在具体实施例中,所述增加PWM信号的占空比,具体为:
D增加=K*A;
上式中,D增加为PWM信号所要增加的占空比;K为调节系数,其取决于当前电压、目标电压、最大电源电压和最小电源电压;A为调节步长,其取值范围为5%-15%。
所述减小PWM信号的占空比,具体为:
D减小=K*A;
上式中,D减小为PWM信号所要减小的占空比;K为调节系数,其取决于当前电压、目标电压、最大电源电压和最小电源电压;A为调节步长,其取值范围为5%-15%,优选10%。
更具体地,所述调节系数具体通过如下公式计算:
K=(V最大-V实时)/(V最大-V最小)
上式中,V最大和V最小分别为电源电压的最大值和最小值。
在具体实施例中,假设电源电压的最大值为250V,电源电压的最小值为50V,当前电压为80V,目标电压为200V,则PWM占空比的具体调节方法为:
因为当前电压小于目标电压,则需要增加PWM占空比,增加的占空比为:D增加=K*A;
其中,K=(250-80)/(250-50)=0.85,调节步长A取10%;
D增加=0.85*10%=8.5%;
则之后PWM的占空比需要增加8.5%,即D之后=D当前*(1+8.5%);
其中,D之后为调节之后的PWM的占空比,D当前为当前的PWM占空比。
在另外一个实施例中,假设电源电压的最大值为280V,电源电压的最小值为60V,当前电压为200V,目标电压为100V,则PWM占空比的具体调节方法为:
因为当前电压大于目标电压,则需要减小PWM占空比,减小的占空比为:D减小=K*A;
其中,K=(280-200)/(280-60)≈0.36,调节步长A取10%;
D减小=0.36*10%=3.6%;
则之后PWM的占空比需要减小3.6%,即D之后=D当前*(1-3.6%);
其中,D之后为调节之后的PWM的占空比,D当前为当前的PWM占空比。
本实施例通过采集当前的电压值,根据当前的电压值与目标电压的关系对PWM信号的占空比进行调节;当当前电压小于目标电压时,增加所述PWM信号的占空比;当当前电压大于目标电压时,减小所述PWM信号的占空比,通过这种方式使电压维持在正常的范围内,避免出现过压现象而导致负载工作不稳定,进而产生噪音。
实施例2
本发明实施例2提供一种维持电源载波的控制系统,如图3所示,用于实现实施例1所述的维持电源载波的控制方法,其包括PWM输出单元1、控制单元2、电源3以及负载4;
具体地,所述PWM输出单元1、电源3以及负载4依次连接,所述控制单元2与PWM输出单元1和电源3均连接;
这样,采用上述结构,所述控制单元2检测电源3的电压,并将其传递至控制单元2,所述控制单元2接收该电压并根据该电压与负载4工作所需电压之间的关系控制PWM输出单元1输出PWM信号的占空比。
在具体实施例中,如图4所示,所述电源3包括第一二极管D1,所述第一二极管D1的一端和第一电感L1的一端连接,所述第一电感L1的另一端分别与电流检测点和第一电容C1的一端连接,所述第一电容C1的另一端和第一二极管D1的另一端连接形成电流内闭环;
所述电源3还包括与第一电感L1的另一端连接的电压采集点,所述电压采集点与所述负载4的一端连接,所述负载4的另一端和第一二极管D1的另一端连接形成电压外闭环,所述第一电容C1与第二电容C2并联后与第一二极管D1的另一端、负载的另一端共接地;
所述第一电容C1为高频滤波电容,所述第二电容C2为低频滤波电容;
在该实施例中,第一电感L1用于防止电流激变。
工作原理:
假设本实施例中的负载4为吸油烟机的电机时,电机运转时负载大小会随着烟机排烟管压力的变化而变化;对于周期和占空比固定的PWM信号来说,当电机负载变大时则电机电流变大,原本的输出电压会减小;当电机负载变小时则电机电流变小,原本的输出电压会变大。当电压大于上限值则电压外闭环生效,此时需停止输出PWM信号,则会出现关闭载波现象,此现象会使吸油烟机产生明显的开关噪音,同时使系统失去稳定;
因此,在本实施例中,为避免出现此现象,控制单元检测电源的电压,并将其传递至控制单元,控制单元接收该电压并根据该电压与吸油烟机的电机工作所需电压之间的关系控制PWM输出单元输出PWM信号的占空比,通过对每个PWM周期进行占空比调节,实现全部周期都有开关动作,避免电压外闭环生效而出现噪音。
实施例3
本发明实施例3提供一种厨房电器,其包括电器本体和实施例2所述的维持电源载波的控制系统,所述维持电源载波的控制系统为电器本体提供电源。
本实施例中的厨房电器可以是吸油烟机、洗碗机等。
本实施例通过将实施例2中的维持电源载波的控制系统应用在厨房电器中,避免了厨房电器的开关噪音,提高了用户的体验。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种维持电源载波的控制方法,其特征在于,具体按照如下步骤实施:
S1,接通电源;
其中,所述电源为市电经过PWM信号驱动后提供给负载的电源;
S2,实时检测所述电源的当前电压;
S3,根据所述当前电压与目标电压之间的关系调节所述PWM信号的占空比;其中,所述目标电压为维持负载工作所需的电压。
2.根据权利要求1所述的一种维持电源载波的控制方法,其特征在于,所述S3中根据所述当前电压与目标电压之间的关系调节所述PWM信号的占空比,具体为:
当V实时<V目标时,增加所述PWM信号的占空比,并返回S2;
当V实时>V目标时,减小所述PWM信号的占空比,并返回S2;
当V实时=V目标时,继续输出当前占空比的PWM信号;
其中,V实时为当前电压,V目标为目标电压。
3.根据权利要求2所述的一种维持电源载波的控制方法,其特征在于,所述增加PWM信号的占空比,具体为:
D增加=K*A;
上式中,D增加为PWM信号所要增加的占空比;K为调节系数,其取决于当前电压、目标电压、最大电源电压和最小电源电压;A为调节步长,其取值范围为5%-15%。
4.根据权利要求3所述的一种维持电源载波的控制方法,其特征在于,所述减小PWM信号的占空比,具体为:
D减小=K*A;
上式中,D减小为PWM信号所要减小的占空比;K为调节系数,其取决于当前电压、目标电压、最大电源电压和最小电源电压;A为调节步长,其取值范围为5%-15%。
5.根据权利要求4所述的一种维持电源载波的控制方法,其特征在于,所述调节系数具体通过如下公式计算:
K=(V最大-V实时)/(V最大-V最小)
上式中,V最大和V最小分别为电源电压的最大值和最小值。
6.一种维持电源载波的控制系统,其特征在于,用于实现权利要求1-5任一项所述的维持电源载波的控制方法,其包括PWM输出单元(1)、控制单元(2)、电源(3)以及负载(4);
所述控制单元(2)检测电源(3)的电压,并将其传递至控制单元(2),所述控制单元(2)接收该电压并根据该电压与负载(4)工作所需电压之间的关系控制PWM输出单元(1)输出PWM信号的占空比。
7.根据权利要求6所述的一种维持电源载波的控制系统,其特征在于,所述电源(3)包括第一二极管D1,所述第一二极管D1的一端和第一电感L1的一端连接,所述第一电感L1的另一端分别与电流检测点和第一电容C1的一端连接,所述第一电容C1的另一端和第一二极管D1的另一端连接形成电流内闭环。
8.根据权利要求7所述的一种维持电源载波的控制系统,其特征在于,所述电源(3)还包括与第一电感L1的另一端连接的电压采集点,所述电压采集点与所述负载(4)的一端连接,所述负载(4)的另一端和第一二极管D1的另一端连接形成电压外闭环,所述第一电容C1与第二电容C2并联后与第一二极管D1的另一端、负载的另一端共接地。
9.根据权利要求7或者8所述的一种维持电源载波的控制系统,其特征在于,所述第一电容C1为高频滤波电容,所述第二电容C2为低频滤波电容。
10.一种厨房电器,其特征在于,其包括电器本体和权利要求6-9任一项所述的维持电源载波的控制系统,所述维持电源载波的控制系统为电器本体提供电源。
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Application publication date: 20210302 |