CN112503745A - 空调器容错控制方法及空调器 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种空调器容错控制方法及空调器，该方法包括：采样交流电压与直流电压，获得交流电压采样值与直流电压采样值并判断所述直流电压采样值是否满足第一预设条件，若所述直流电压采样值满足第一预设条件，按照平均电流PFC控制算法运行，否则，按照自适应PFC控制算法运行。本发明还提出了一种空调器，包括存储有容错程序的控制器，可以实现如权利要求1‑8任一项所述的空调器容错控制方法。本发明利用算法的冗余设计，将自适应PFC控制算法作为平均电流PFC控制算法的备选方案，使空调器在直流电压采样故障的情况下依旧能够正常运行，既保护了空调器硬件不受损坏，同时也保证了空调器正常的制冷、制热功能不受影响，保障了用户的体验。

Description

空调器容错控制方法及空调器

技术领域

本发明属于空调技术领域，尤其涉及一种空调器容错控制方法及空调器。

背景技术

空调器是一种家用电器，现有空调器室外机的控制器在实际应用当中为兼顾成本，直流电压采样通常直接由高压分压得到，使直流电压采样值与实际值之间存在偏差，并且直流电压采样与强电之间无隔离、无运放，因此相比于其它模拟量的采样，直流电压采样更容易出现故障，但现有的方案在直流电压采样出现故障后无故障判断，通常出现该故障会直接导致整机停机，容易造成控制器硬件损坏，并且导致故障难以定位，为售后维修造成了很大困难。

发明内容

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，提供一种空调器容错控制方法及空调器。

一种空调器容错控制方法，包括：

采样交流电压与直流电压，获得交流电压采样值与直流电压采样值并判断所述直流电压采样值是否满足第一预设条件，若所述直流电压采样值满足第一预设条件，按照平均电流PFC控制算法运行，否则，按照自适应PFC控制算法运行。

本发明提供的容错控制方法，利用算法的冗余设计，将自适应PFC控制算法作为平均电流PFC控制算法的备选方案，实现了PFC的容错控制，使空调器在直流电压采样故障的情况下依旧能够正常运行，既保护了空调器硬件不受损坏，同时也保证了空调器正常的制冷、制热功能正常运行，保障了用户的体验。

根据本申请的实施例，所述第一预设条件为：所述直流电压采样值与所述交流电压采样值近似满足换算关系：直流电压采样值＝交流电压值采样值*1.414。通过该直流电压与交流电压的基本运算关系实现在空调器初启动时对直流电压采样是否存在故障的初步判断。

根据本申请的实施例，在所述平均电流PFC控制算法运行期间，计算空调控制器内PWM调制的占空比，并基于所述占空比与所述交流电压采样值获得直流电压理论值，根据所述直流电压理论值判断所述直流电压采样值是否满足第二预设条件，若所述直流电压采样值满足第二预设条件，继续运行平均电流PFC控制算法，否则，停止运行所述平均电流PFC控制算法并改为运行所述自适应PFC控制算法。实现在空调器工作过程中对直流电压采样是否存在故障进行不间断的判断，确保发现故障的及时性。

根据本申请的实施例，所述第二预设条件为：所述直流电压采样值与所述直流电压理论值的差值小于预设的阈值。

根据本申请的实施例，在所述自适应PFC控制算法运行期间，采样直流电流，获取直流电压采样值并基于输出功率与所述直流电压采样值获得直流电压值，用以排除所述直流电压采样异常对空调器运行的影响。确保空调器在直流电压采样故障的情况下制冷、制热功能的正常实现。

根据本申请的实施例，在判断出所述直流电压采样值不满足所述第一预设条件或所述第二预设条件时，发出系统异常的提醒。用以向用户报告空调故障，提醒用户及时采取措施。

根据本申请的实施例，所述提醒以在空调器室内机显示屏上显示故障代码的形式发出，用于提醒用户直流电压采样位置出现异常情况。准确定位控制器故障原因，为售后维修提供便利。

根据本申请的实施例，所述提醒为发声提醒。具备较好的提醒效果，使用户及时发现空调故障并采取措施。

一种空调器，其特征在于，包括存储有容错程序的控制器，所述容错程序被所述控制器读取并运行时，实现如权利要求1-8任一项所述的空调器容错控制方法。

本发明提供的空调器采用了以上容错控制方法，使空调器在直流电压采样故障的情况下依旧能够正常运行，既保护了空调器硬件不受损坏，同时也保证了空调器正常的制冷、制热功能，保障了用户的体验。

附图说明

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。

图1是根据本申请实施方式控制器的结构示意图；

图2是根据本申请实施方式控制器的PFC电路结构图；

图3是根据本申请实施方式空调器容错控制方法的流程示意图；

图4是根据本申请实施方式空调器容错控制方法步骤S30细化后的流程示意图；

图5是根据本申请实施方式空调器容错控制方法步骤S40细化后的流程示意图。

具体实施方式

下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。

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一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了便于理解本发明的各实施例，给出如图1所示的空调室外控制器的结构示意图以及如图2所示的PFC电路结构图。如图1所示，输入电源(交流电源)经过输入电源电路、滤波电路后到达PFC电路进行整流升压后为负载供电；目前行业内PFC的控制算法通常采用平均电流PFC控制算法控制，平均电流PFC控制算法的控制方式与PFC电路拓扑结构如图2所示，分为电流环与电压环两个部分，MCU需要对输入电压(交流电压)、直流电压与电流进行采样，来计算IGBT的开关占空比，输出PWM波信号调节IGBT的开关，从而保证输入侧的高功率因数与直流电压的稳定。

在此控制模式下，直流电压采样值作为反馈信号直接影响着电压调制的准确度；同时作为保护，在直流电压过高或者过低时，MCU也会关闭IGBT来保护硬件电路不会损坏，综合以上两点，可以发现直流电压采样在空调室外控制器内承担着十分重要的作用，但是在实际应用当中，为兼顾成本，直流电压采样通常直接由高压分压得到，其与强电之间无隔离、无运放，因此相比于其它模拟量的采样，直流电压采样更容易出现故障，导致以下几种情况：

(1)直流电压采样值与实际值之间存在较小偏差，并且该偏差未超过系统保护值，此时系统可继续运行，但是运行处于异常状态，长期处于此种状态，导致控制器硬件的使用寿命缩短，可靠性下降；

(2)直流电压采样值与实际值之间存在较大偏差，且该偏差超过系统保护值，此时系统保护机制发挥作用会直接导致使整机停机，影响用户体验；

(3)运行过程中直流电压采样突然出现异常波动或跳变，导致控制失调，电流波形发生畸变，空调器有可能因保护停机，严重时甚至损坏控制器硬件，用户体验变差。

除此之外，相关方案在直流电压采样出现故障后并无故障判断，并且在判断处故障后控制器则直接关闭输入电源回路，使芯片复位重启。但电源回路的突然关闭会导致开关电路掉电，甚至造成控制器硬件损坏，进一步导致故障难以定位，为售后维修造成了很大困难。

本发明针对以上问题提出了一种空调器容错控制方法和适用于该方法的空调器。

第一方面，本发明所提供的空调器，在其室外机的控制器内存储有容错程序，该容错程序内写有两种控制算法，分别为平均电流PFC控制算法与自适应PFC控制算法。相比较平均电流PFC控制算法，自适应PFC控制算法控制性能略差，但是其无PI环，无需直流电压采样，足以在直流电压采样故障的情况下实现正常的升压、稳压、功率因数矫正的功能，以保证空调器系统的正常运行，因此本发明将其作为直流电压采样故障状况下的备选运行方案。

本发明利用算法的冗余设计，通过自适应PFC控制算法实现了PFC的容错控制，使控制器无直流电压采样的情况下，实现了控制器的对于直流电压异常的保护功能，确保空调器正常的制冷、制热功能不受直流电压采样故障的影响。

第二方面，参考图1，本发明提出的空调器容错控制方法包括以下步骤：

S10：采样输入电压与直流电压；

S20：获得输入电压采样值与直流电压采样值，判断直流电压采样值与交流电压采样值是否满足第一预设条件，若满足，执行S30，否则，执行S40；

S30：按照平均电流PFC控制算法运行所述控制器；

S40：按照自适应PFC控制算法运行所述控制器。

其中，步骤S20中的第一预设条件为：直流电压采样值与交流电压采样值近似满足换算关系：直流电压采样值＝交流电压值采样值*1.414。此为空调器在开机启动时对直流电压采样是否存在故障的预判，若预判结果为直流电压采样无故障，则正常启动空调，并按照平均电流PFC控制算法运行；相反，若开机时已经判断处直流电压采样存在故障，则直接按照自适应PFC控制算法运行，使得空调运行不受直流电压采样值的影响，以消除直流电压采样故障对控制器造成损害，保证空调器正常的制冷、制热功能。

进一步的，在步骤S30平均电流PFC控制算法运行期间，还包括以下跟踪判断步骤：

S31：计算PWM调制的占空比；

S32：基于占空比与交流电压采样值，获得直流电压理论值；

S33：根据直流电压理论值判断直流电压采样值是否满足第二预设条件，若直流电压采样值满足第二预设条件，则继续运行步骤S30，并重复跟踪判断步骤；否则，运行S34；

S34：终止运行平均电流PFC控制算法并转为运行自适应PFC控制算法。

其中，步骤S33中的第二预设条件为：直流电压采样值与直流电压理论值的差值小于预设的阈值。此为空调器在正常运行平均电流PFC控制算法过程中实时进行的跟踪判断过程，能够进一步实现在空调器工作过程中对直流电压采样是否存在故障进行不间断的判断，确保发现故障的及时性。若该判断结果为直流电压采样无故障，则继续运行平均电流PFC控制算法，否则，停止运行平均电流PFC控制算法并改为运行自适应PFC控制算法，及时消除直流电压采样故障对空调器造成的影响，确保空调器制冷、制热功能的正常实现。

进一步的，步骤S40自适应PFC控制算法的运行包括以下步骤：

S401：采样直流电流；

S402：基于输出功率与直流电流采样值，获得直流电压值；

S40：基于直流电压值，运行自适应PFC控制算法。

可计算输出功率与直流电流采样值的比值，作为直流电压值，具体可以为输出功率作为分子、直流电流采样值作为分母得到的比值。此时自适应PFC控制算法可完全摆脱直流电压采样的影响，使空调器在直流电压采样故障的情况下其制冷、制热的功能仍能正常实现。

以上步骤可在空调器运行过程中发生直流电压采样故障的情况下，依旧保证空调不停机，防止因采样故障导致电路掉电、控制器的硬件损坏等情况发生，同时也保障空调器制冷或制热功能的正常实现，保证用户体验不受直流电压采样故障的影响。

进一步的，在本发明实施例中，当系统判断出所述直流电压采样值不满足所述第一预设条件或所述第二预设条件时，首先发出系统异常的提醒，用以向用户报告空调器直流电压采样存在故障，提醒用户及时采取措施，继而运行自适应PFC控制算法保证用户的制冷制热需求不受影响，直至用户发现故障选择关机。

示例性的，针对直流电压采样故障的系统异常提醒可以通过在空调器室内机显示屏上显示故障代码的形式发出，也可以通过空调器室内机发出“嘀嘀”或“系统故障请关机”等声音的发生提醒，本申请对此不作具体限定。

本发明在直流电压采样故障时发出系统异常的提醒，可提醒用户直流电压采样位置出现异常情况，及时提醒用户关机并维修，保护控制器硬件不会因直流电压采样长期故障而发声损害，并且该提醒能够准确定位控制器故障原因及位置，为售后维修提供便利。

本发明提供的容错控制方法以及空调器，在未改变空调器结构的情况下，利用算法的冗余设计，通过自适应算法实现了PFC的容错控制，使空调器在直流电压采样故障的情况下依旧能够正常运行，既保护了空调器硬件不受损坏，同时也保证了空调器正常的制冷、制热功能，保障了用户的体验。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种空调器容错控制方法，其特征在于，包括：

采样交流电压与直流电压，获得交流电压采样值与直流电压采样值并判断所述直流电压采样值是否满足第一预设条件，若所述直流电压采样值满足第一预设条件，按照平均电流PFC控制算法运行，否则，按照自适应PFC控制算法运行。

2.根据权利要求1所述的空调器容错控制方法，其特征在于，所述第一预设条件为：所述直流电压采样值与所述交流电压采样值近似满足换算关系：直流电压采样值＝交流电压值采样值*1.414。

3.根据权利要求1所述的空调器容错控制方法，其特征在于，在所述平均电流PFC控制算法运行期间，计算空调控制器内PWM调制的占空比，并基于所述占空比与所述交流电压采样值获得直流电压理论值，根据所述直流电压理论值判断所述直流电压采样值是否满足第二预设条件，若所述直流电压采样值满足第二预设条件，继续运行平均电流PFC控制算法，否则，停止运行所述平均电流PFC控制算法并改为运行所述自适应PFC控制算法。

4.根据权利要求3所述的空调器容错控制方法，其特征在于，所述第二预设条件为：所述直流电压采样值与所述直流电压理论值的差值小于预设的阈值。

5.根据权利要求1所述的空调器容错控制方法，其特征在于，在所述自适应PFC控制算法运行期间，采样直流电流，获取直流电压采样值并基于输出功率与所述直流电压采样值获得直流电压值，用以排除所述直流电压采样异常对空调器运行的影响。

6.根据权利要求3所述的空调器容错控制方法，其特征在于，在判断出所述直流电压采样值不满足所述第一预设条件或所述第二预设条件时，发出系统异常的提醒。

7.根据权利要求6所述的空调器容错控制方法，其特征在于，所述提醒以在空调器室内机显示屏上显示故障代码的形式发出，用于提醒用户直流电压采样位置出现异常情况。

8.根据权利要求6所述的空调器容错控制方法，其特征在于，所述提醒为发声提醒。

9.一种空调器，其特征在于，包括存储有容错程序的控制器，所述容错程序被所述控制器读取并运行时，实现如权利要求1-8任一项所述的空调器容错控制方法。

Images