CN112806101A - 调节电气设备的参数的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种调节电气设备的参数的方法和装置。根据该调节电气设备的参数的方法，该电气设备包括转换器，该方法包括：当该转换器使用参数值表来运行时，计算该电气设备的性能评估参数；根据输入参数调节该转换器的该参数值表中的至少一个参数值，以便获得该电气设备的优化的性能评估参数，并使用与优化的性能评估参数对应的所调节的参数值表来运行。因此，该表中的自适应参数将使得能够找到针对不同输入和负载条件的最佳性能，并且谐波的更好性能将不会限制工作范围。

Description

调节电气设备的参数的方法和装置
技术领域
本公开的实施方案总体涉及电气设备领域，并且更具体地涉及调节电气设备的参数的方法和装置。
背景技术
本部分介绍可有利于更好地理解本公开的方面。因此，本部分的陈述应就此来阅读，并且不应理解为是对现有技术中的内容或不是现有技术中的内容的承认。
如今，诸如LED驱动器之类的电气设备广泛用于各种领域。利用LED驱动器，可在宽范围内调节发光装置的发光强度。
转换器通常包括在用于为发光装置提供恒定电流的电气设备中。LED转换器可以是开关转换器(升压转换器)。该转换器的电路拓扑是基于升压转换器的拓扑。在这种情况下，通过可控开关的接通和断开来使被提供有整流AC电压的电感或线圈用能量充电或者放电。该电感的放电电流经由二极管流到输出电容，导致高于输入电压的DC电压可在输出处被分接。
该升压转换器可具有控制电流消耗的控制设备。为此，例如，可设定开关在每种情况下切换到接通状态以便将能量存储在线圈中的Ton时间，或者例如，控制设备可设定将Ton时间延长附加间隔Ton-add时间以实现更好的性能。
发明内容
本公开的发明人发现，上述现有方法存在以下问题：该转换器可预设并存储包括与不同输入电压对应的多个附加间隔(例如，Ton-add)的表。但是，在针对所有负载条件的开发期间，该表对于转换器而言都是固定的。在一些负载下性能可能较差，并且谐波的不良性能将限制工作范围。
一个解决方法是在不同负载条件下手动调节该表中的参数值，但该解决方法在开发期间较为耗时。
一般来讲，本公开的实施方案提供了调节电气设备的参数的方法和装置，以及电气设备。在实施方案中，该电气设备可自适应调节上述表。因此，该表中的自适应参数将使得能够找到针对不同输入和负载条件的最佳性能，并且谐波的更好性能将不会限制工作范围。
在第一方面，提供了调节电气设备的参数的方法，该电气设备包括转换器，该方法包括：当该转换器使用参数值表来运行时，计算该电气设备的性能评估参数；根据输入参数调节转换器的参数值表中的至少一个参数值，以便获得该电气设备的优化的性能评估参数，并使用与优化的性能评估参数对应的所调节的参数值表来运行。
在一个实施方案中，该性能评估参数包括功率因数(PF)、总谐波失真(THD)和谐波值中的至少一者。
在一个实施方案中，转换器包括耦接到电感的开关装置，该开关装置用于使电感充电和放电，其中，该开关装置切换成接通状态达Ton时间，并且Ton时间取决于参数值。
在一个实施方案中，输入参数包括输入功率、输入电压和输入频率中的至少一者。
在一个实施方案中，参数值表包括分别对应于不同输入电压的多个参数值。
在一个实施方案中，该方法还包括：确定输入参数是否改变；以及，当输入参数改变时，计算性能评估参数并且调节参数值表中的至少一个参数值。
在一个实施方案中，根据输入参数调节转换器的参数值表中的至少一个参数值以便获得电气设备的优化的性能评估参数的步骤还包括：将转换器的参数值表中的至少一个参数值调节为不同的值；如果转换器使用不同的所调节的参数值来运行，则计算该电气设备的对应的性能评估参数；将对应的性能评估参数与调节之前的性能评估参数进行比较并且获得优化的性能评估参数；利用与优化的性能评估参数对应的所调节的参数值来更新该参数值表。
在一个实施方案中，该方法还包括：将所调节的至少一个参数值记录在该参数值表中。
在第二方面，提供了用于调节电气设备的参数的装置，该电气设备包括转换器，该装置包括：计量电路，该计量电路被配置为：当该转换器使用参数值表来运行时，计算该电气设备的性能评估参数；控制单元，该控制单元被配置为根据输入参数调节转换器的参数值表中的至少一个参数值，以便获得该电气设备的优化的性能评估参数，并使用与优化的性能评估参数对应的所调节的参数值表来运行。
在一个实施方案中，性能评估参数包括功率因数(PF)、总谐波失真(THD)和谐波值中的至少一者。
在一个实施方案中，转换器包括耦接到电感的开关装置，该开关装置用于使电感充电和放电，其中，该开关装置切换成接通状态达Ton时间，并且Ton时间取决于参数值。
在一个实施方案中，输入参数包括输入功率、输入电压和输入频率中的至少一者。
在一个实施方案中，参数值表包括分别对应于不同输入电压的多个参数值。
在一个实施方案中，控制单元被进一步配置为确定输入参数是否改变，并且当输入参数改变时，计算性能评估参数并且调节参数值表中的至少一个参数值。
在一个实施方案中，当控制单元将转换器的参数值表中的至少一个参数值调节为不同的值时，计量电路被进一步配置为如果转换器使用不同的所调节的参数值来运行，则计算该电气设备的对应的性能评估参数；然后控制单元被进一步配置为将对应的性能评估参数与调节之前的性能评估参数进行比较并且获得优化的性能评估参数；其中，转换器然后利用与优化的性能评估参数对应的所调节的参数值来更新参数值表，并且使用所更新的参数值表来运行。
在一个实施方案中，控制单元被进一步配置为将所调节的至少一个参数值记录在参数值表中。
在第三方面，提供了一种电气设备，该电气设备包括：根据第二方面所述的装置；被配置为提供恒定电流的转换器。
在一个实施方案中，该电气设备是LED驱动器。
根据本公开的各种实施方案，该电气设备可自适应调节上述表。因此，该表中的自适应参数将使得能够找到针对不同输入和负载条件的最佳性能，并且谐波的更好性能将不会限制工作范围。
附图说明
以举例的方式，通过以下参考附图的详细描述，本公开的各种实施方案的上述和其他方面、特征部和益处将变得更加显而易见，其中类似的附图标号或字母用于表示类似或等同的元件。附图是为了便于更好地理解本公开的实施方案而示出的并且未必按比例绘制，其中：
图1是根据本公开的实施方案的调节电气设备的参数的方法的流程图；
图2是根据本公开的实施方案的框102的流程图；
图3是根据本公开的实施方案的调节电气设备的参数的方法的另一个流程图；
图4是根据本公开的实施方案的调节电气设备的参数的装置的图示；
图5是根据本公开的实施方案的电子设备的示意图；
图6是根据本公开的实施方案的照明系统的框图。
具体实施方式
现在将参考若干示例性实施方案来讨论本公开。应当理解，讨论这些实施方案的目的仅在于使得本领域的技术人员能够更好地理解本公开并因此实施本公开，而不是提出对本公开的范围的任何限制。
如本文所用，术语“第一”和“第二”是指不同的元件。除非上下文另有明确说明，否则单数形式“一个”和“一种”旨在也包括复数形式。如本文所用，术语“包括”、“包含”、“具有”和/或“含有”指定所述特征部、元件和/或部件等的存在，但不排除一种或多种其他特征部、元件、部件和/或它们的组合的存在或添加。术语“基于”应被理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施方案”和“实施方案”应被理解为“至少一个实施方案”。术语“另一个实施方案”应被理解为“至少一个其他实施方案”。下文可包括其他明确和隐含的定义。
在本公开中，电气设备可为任何类型的电气设备。诸如用于发光装置的驱动器，或用于其他领域的驱动器。
第一实施方案
提供了一种对电气装置的异常效率保护的方法。该电气装置包括转换器。
图1是根据本公开的实施方案的调节电气设备的参数的方法的流程图。如图1所示，该电气设备包括转换器，该方法包括：
框101，当转换器使用参数值表来运行时，计算该电气设备的性能评估参数；
框102，根据输入参数调节转换器的参数值表中的至少一个参数值，以便获得该电气设备的优化的性能评估参数，并且使用与优化的性能评估参数对应的所调节的参数值表来运行。
在一个实施方案中，该电气设备用于发光装置，例如气体放电灯、荧光灯或另一种荧光发光装置或LED。该电气设备可以是驱动器以接收调光命令和/或输出电流和电压来驱动发光装置，并且调节发光装置的发光强度。
在一个实施方案中，该电气设备包括被配置为提供恒定电流和电压的转换器，该转换器可以是高频时钟控制的开关转换器，诸如升压转换器，包括耦接到电感的开关装置，该开关装置用于使该电感充电和放电。该开关装置是可控电子开关，它可以是断路器并且可以是场效应晶体管(FET)的形式，特别地是例如MOSFET的形式。该开关装置切换成接通状态和断开状态。处于接通状态时，电感经由该开关装置接地，导致电感充电并且能量储存在电感中。另一方面，如果处于断开状态，则电感可放电到输出滤波电容器中，并且储存在电感中的能量被传输到输出滤波电容器。转换器的功能和电路配置可类似于现有技术的功能和电路配置，本文将不再赘述。
在一个实施方案中，开关装置在Ton时间内切换成接通状态以便将能量储存在电感中，并且Ton时间取决于参数值，该参数值可以是例如在每种情况下Ton时间所延长的附加间隔的时间段。可将Ton时间延长该参数值(附加间隔Ton-add)，该参数值的持续时间取决于输入电压的当前值。因此，限定Ton时间的校正项并用于进一步减小谐波的Ton时间的延长(Ton-add)可针对相同的输入电压而不同地发生，具体取决于输入电压是增大还是减小。
在一个实施方案中，转换器可预设并存储参数值表(Ton-add表)。该参数值表包括分别对应于不同输入电压的多个参数值。对于输入电压的给定值，可设定该表以使得：当该输入电压增大时，Ton时间所延长的附加间隔的时间段Ton-add大于当该输入电压减小时的该时间段。例如，输入电压可被分成N段，并且为一段设置一个Ton-add。该参数值表存储Ton-add与输入电压之间的对应关系。转换器使用所存储的参数值表来运行，通过使用输入电压的当前值的表扫描来确定Ton-add，并且确定Ton时间取决于参数值(Ton-add)。
在现有技术中，该参数值表在开发期间对于转换器而言是固定的。在本公开中，该电气设备可自适应调节上述表。因此，该表中的自适应参数将使得能够找到针对不同输入和负载条件的最佳性能，并且谐波的更好性能将不会限制工作范围。
在一个实施方案中，参数调节过程是迭代循环过程，并且框101和102被执行若干次，直到获得电气设备的优化的性能评估参数。
在一个实施方案中，在框101中，当转换器使用参数值表来运行时，计算电气设备的性能评估参数。例如，性能评估参数包括功率因数(PF)、总谐波失真(THD)和谐波值中的至少一者。功率因数(PF)、总谐波失真(THD)和谐波值的含义可参见现有技术，本文将不再赘述。
在一个实施方案中，功率计量集成在转换器中。这意味着可由功率计量集成电路计算性能评估参数，例如功率因数(PF)、总谐波失真(THD)和谐波值。功率计量集成电路的性能评估参数计算方法可参见现有技术，本文将不再赘述。
在一个实施方案中，该方法还包括：确定输入参数是否改变(附图中未示出)；并且，当输入参数改变时，执行框101至102。
在一个实施方案中，输入参数包括输入功率、输入电压和输入频率中的至少一者。这意味着，确定输入功率和/或输入电压和/或输入频率中的至少一者是否改变，当所确定的结果未改变时，转换器仍然使用当前参数值表来运行，当所确定的结果改变时，执行框101至102以找到针对当前输入和负载条件的最佳性能评估参数。这意味着，当所确定的结果改变时，如果新的性能评估参数差于初始性能评估参数，则再次计算性能评估参数，根据输入参数来调节转换器的参数值表中的至少一个参数值，以便获得电气设备的优化的性能评估参数。
图2是根据本公开的实施方案的框102的流程图。如图2所示，框102包括：
框201，将转换器的参数值表中的至少一个参数值调节为不同的值；
框202，如果转换器使用不同的所调节的参数值来运行，则计算电气设备的对应的性能评估参数；
框203，将对应的性能评估参数与调节之前的性能评估参数进行比较；
框204，在比较之后获得优化的性能评估参数，
框205，利用与优化的性能评估参数对应的所调节的参数值来更新参数值表，其中转换器使用所更新的参数值表来运行。
在一个实施方案中，当输入参数改变时，在框201中，根据输入参数的改变将转换器的参数值表中的至少一个(N个，对应于N段)参数值中的每个参数值调节为不同的M个值。例如，当输入功率增大时，参数值(Ton-add)增大，当输入功率减小时，参数值(Ton-add)减小。对于该参数值表中的每个参数值，可将其调节为不同的M个值，以便获得M个不同的参数值表。
在一个实施方案中，在框202中，假定将所调节的参数值表应用于转换器，则计算该电气设备的对应的性能评估参数。即，可按照每个所调节的参数值表来计算对应的性能评估参数，以便获得分别对应于M个不同参数值表的M组性能评估参数。
在一个实施方案中，在框203中，可将该M组性能评估参数与调节之前的性能评估参数进行比较；选择最佳性能评估参数，在框204中，在比较之后获得优化的(最佳的)性能评估参数；在框205中，选择可用来获得优化的性能评估参数的参数值表T，将参数值表T确定为所更新的参数值表，其中转换器使用所更新的参数值表来运行。
在一个实施方案中，该方法还包括(附图中未示出)：将所调节的至少一个参数值记录在参数值表中。
图3是根据本公开的实施方案的调节电气设备的参数的方法的另一个流程图；
如图3所示，该方法包括：
框301，如果转换器使用参数值表来运行，则计算该电气设备的性能评估参数；
框302，根据输入参数调节转换器的参数值表中的至少一个参数值，以便获得该电气设备的优化的性能评估参数；
框303，利用与优化的性能评估参数对应的所调节的参数值来更新参数值表，存储所更新的参数值表，其中转换器使用所更新的参数值表来运行。
框304，确定输入参数是否改变，如果是，转到框301，如果否，转到305；
框305，正常运行。
在一个实施方案中，框301至302的实现可参见框101至102和201至205，本文将不再赘述。
从上述实施方案中可以看出，该电气设备可自适应调节上述表。因此，该表中的自适应参数将使得能够找到针对不同输入和负载条件的最佳性能，并且谐波的更好性能将不会限制工作范围。
第二实施方案
在第二实施方案中，提供了一种用于调节电气设备的参数的装置。该装置对应于第一实施方案中所描述的方法。
图4是根据本公开的实施方案的调节电气设备的参数的装置的图示。
如图4所示，该电气设备包括转换器，装置400包括：
计量电路401，该计量电路被配置为当转换器使用参数值表来运行时计算该电气设备的性能评估参数；
控制单元402，该控制单元被配置为根据输入参数调节转换器的参数值表中的至少一个参数值，以便获得该电气设备的优化的性能评估参数，并使用与优化的性能评估参数对应的所调节的参数值表来运行。
在一个实施方案中，性能评估参数包括功率因数(PF)、总谐波失真(THD)和谐波值中的至少一者。
在一个实施方案中，转换器包括耦接到电感的开关装置，该开关装置用于使电感充电和放电，其中，该开关装置切换成接通状态达Ton时间，并且Ton时间取决于参数值。
在一个实施方案中，输入参数包括输入功率、输入电压和输入频率中的至少一者。
在一个实施方案中，参数值表包括分别对应于不同输入电压的多个参数值。
在一个实施方案中，控制单元402被进一步配置为确定输入参数是否改变，并且当输入参数改变时，计算性能评估参数并且调节参数值表中的至少一个参数值。
在一个实施方案中，当控制单元402将转换器的参数值表中的至少一个参数值调节为不同的值时，计量电路被进一步配置为如果转换器使用不同的所调节的参数值来运行，则计算该电气设备的对应的性能评估参数；然后控制单元被进一步配置为将对应的性能评估参数与调节之前的性能评估参数进行比较并且获得优化的性能评估参数；其中，转换器402然后利用与优化的性能评估参数对应的所调节的参数值来更新参数值表，并使用所更新的参数值表来运行。
在一个实施方案中，控制单元402被进一步配置为将所调节的至少一个参数值记录在参数值表中。
在一个实施方案中，计量电路401、控制单元402的功能可对应于第一实施方案中的方法的步骤，并且本文将不再赘述。
在一个实施方案中，计量电路401可以是功率计量集成电路。功率计量集成电路的电路拓扑可参见现有技术，本文将不再赘述。
在一个实施方案中，控制单元402可以是微控制器单元(MCU)或单片微型计算机。MCU的结构可参见现有技术，本文将不再赘述。
在一个实施方案中，计量电路401连接到控制单元402，在计量电路401计算性能评估参数之后，计量电路401将性能评估参数发送到控制单元402，然后控制单元402可自适应调节上述表。
从上述实施方案中可以看出，该电气设备可自适应调节上述表。因此，该表中的自适应参数将使得能够找到针对不同输入和负载条件的最佳性能，并且谐波的更好性能将不会限制工作范围。
第三实施方案
在第三实施方案中，提供了一种电气设备。该电气设备包括第二实施方案中描述的调节电气设备的参数的装置。
在一个实施方案中，该电气设备用于发光装置，例如气体放电灯、荧光灯或另一种荧光发光装置或LED。该电气设备可以是驱动器以接收调光命令和/或输出电流和电压来驱动发光装置，并且调节发光装置的发光强度。
图5是根据本公开的实施方案的电子设备的示意图；如图5所示，电子设备500包括：
装置501，和被配置为提供恒定电流的转换器502。
在一个实施方案中，装置501与第二实施方案中描述的装置400相同，本文将不再赘述。
在一个实施方案中，转换器502的功能可利用任何现有方法来实现。
在该实施方案中，电子设备500不一定包括图5所示的所有部件。另外，该图仅为例示性的，并且也可使用其他类型的结构，以便补充或替换本结构并实现电信功能或其他功能。
在第三实施方案中，还提供了一种转换器。该转换器包括第二实施方案中描述的调节电气设备的参数的装置。
图6是根据本公开的实施方案的照明系统的框图。如图6所示，该照明系统包括电气设备601、发光装置602。发光装置602可包括例如气体放电灯、荧光灯或另一种荧光发光装置或LED。电气设备601可连接到总线603或无线通信系统，以便接收调光命令和/或输出电流和电压来驱动发光装置602，并且调节发光装置602的发光强度。
在一个实施方案中，电气设备601与第三实施方案中描述的电气设备500相同，本文将不再赘述。
从上述实施方案可以看出，当效率被确定为异常时，电气装置重新启动或关闭。因此，异常效率保护自动执行，并且可确保电气装置的性能。此外，不需要附加的硬件或电子元件，因此可节省成本和空间。
一般来讲，虽然操作以特定次序示出，但不应将这种情况理解为需要以所示的特定次序或以相继次序来执行此类操作或者需要执行所有所示的操作才能实现期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。同样，虽然若干具体实施细节包含在上述讨论中，但这些具体实施细节不应被理解为对本公开的范围的限制，而是应被理解为可能特定于具体实施方案的特征部的描述。在单独实施方案的上下文中描述的某些特征部也可以在单个实施方案中组合地实现。相反，在单个实施方案的上下文中描述的各种特征部也可单独地或者以任何合适的子组合的形式在多个实施方案中实现。
尽管以特定于结构特征部和/或方法动作的语言对本公开进行了描述，但应当理解，以所附权利要求书限定的本公开并不一定限于上述的特定特征部或动作。相反，上文所述的特定特征部和动作被公开为实现权利要求的示例性形式。

Claims (18)

1.一种调节电气设备的参数的方法，所述电气设备包括转换器，所述方法包括：
当所述转换器使用参数值表来运行时，计算所述电气设备的性能评估参数；
根据输入参数调节所述转换器的所述参数值表中的至少一个参数值，以便获得所述电气设备的优化的性能评估参数，并使用与所述优化的性能评估参数对应的所调节的参数值表来运行。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述性能评估参数包括功率因数(PF)、总谐波失真(THD)和谐波值中的至少一者。
3.根据权利要求1或2所述的方法，所述转换器包括耦接到电感的开关装置，所述开关装置用于使所述电感充电和放电，其中，所述开关装置切换成接通状态达Ton时间，并且所述Ton时间取决于所述参数值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述输入参数包括输入功率、输入电压和输入频率中的至少一者。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述参数值表包括分别对应于不同输入电压的多个参数值。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：
确定所述输入参数是否改变；以及，
当所述输入参数改变时，计算性能评估参数并调节所述参数值表中的至少一个参数值。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中根据输入参数调节所述转换器的所述参数值表中的至少一个参数值以便获得所述电气设备的优化的性能评估参数的步骤还包括：
将所述转换器的所述参数值表中的至少一个参数值调节为不同的值；
如果所述转换器使用所述不同的所调节的参数值来运行，则计算所述电气设备的对应的性能评估参数；
将所述对应的性能评估参数与调节之前的所述性能评估参数进行比较并获得所述优化的性能评估参数；
利用与所述优化的性能评估参数对应的所调节的参数值来更新所述参数值表。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述方法还包括：
将所调节的至少一个参数值记录在所述参数值表中。
9.一种调节电气设备的参数的装置，所述电气设备包括转换器，所述装置包括：
计量电路，所述计量电路被配置为当所述转换器使用参数值表来运行时计算所述电气设备的性能评估参数；
控制单元，所述控制单元被配置为根据输入参数调节所述转换器的所述参数值表中的至少一个参数值，以便获得所述电气设备的优化的性能评估参数，并使用与所述优化的性能评估参数对应的所调节的参数值表来运行。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述性能评估参数包括功率因数(PF)、总谐波失真(THD)和谐波值中的至少一者。
11.根据权利要求9或10所述的装置，所述转换器包括耦接到电感的开关装置，所述开关装置用于使所述电感充电和放电，其中，所述开关装置切换成接通状态达Ton时间，并且所述Ton时间取决于所述参数值。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的装置，其中所述输入参数包括输入功率、输入电压和输入频率中的至少一者。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的装置，其中所述参数值表包括分别对应于不同输入电压的多个参数值。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的装置，其中，所述控制单元被进一步配置为确定所述输入参数是否改变，以及当所述输入参数改变时，计算性能评估参数并调节所述参数值表中的至少一个参数值。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的装置，其中当所述控制单元将所述转换器的所述参数值表中的至少一个参数值调节为不同的值时，所述计量电路被进一步配置为如果所述转换器使用所述不同的所调节的参数值来运行，则计算所述电气设备的对应的性能评估参数；然后所述控制单元被进一步配置为将所述对应的性能评估参数与调节之前的所述性能评估参数进行比较并获得所述优化的性能评估参数；其中，所述转换器然后利用与所述优化的性能评估参数对应的所调节的参数值来更新所述参数值表，并使用所更新的参数值表来运行。
16.根据权利要求9至15中任一项所述的装置，其中，所述控制单元被进一步配置为将所调节的至少一个参数值记录在所述参数值表中。
17.一种电气设备，包括：
根据权利要求9至16中任一项所述的装置；
被配置为提供恒定电流的转换器。
18.根据权利要求17所述的电气设备，其中，
所述电气设备是LED驱动器。
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