CN112865070A - 一种电源系统的控制装置、方法和空调机组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源系统的控制装置、方法和空调机组，该装置包括：检测单元，被配置为检测供电电源输出的母线电压；控制单元，被配置为在供电电源向充电电容充电延时完成、开关模块闭合、且电源系统的负载能够正常运行的情况下，确定母线电压是否出现电压跌落现象，并确定母线电压是否低于设定的电压跌落保护阈值；以及，在母线电压出现电压跌落现象、母线电压低于设定的电压跌落保护阈值中的至少一种情况下，控制开关模块断开，以使限流模块接入充电电容的充电线路中，并限制电源系统的负载运行。该方案，通过在机组供电掉电的情况下进行掉电保护，能够避免出现较大的冲击电流，进而提升机组运行的安全性。

Description

一种电源系统的控制装置、方法和空调机组

技术领域

本发明属于电源技术领域，具体涉及一种电源系统的控制装置、方法和空调机组，尤其涉及一种具有电压跌落保护的控制机制的实现装置及方法、以及具有该装置的空调机组。

背景技术

汽车(如新能源汽车)的车载冷藏及空调设备使用电池组为机组供电，在运行或者启动时会出现机组供电掉电后快速再上电，电压会出现跌落后再上升的情况，如果此时负载运行，会出现较大的冲击电流，容易导致保险管烧坏并报过流故障，电容等器件长期受大电流冲击会缩短其寿命，造成机组故障频发，影响正常使用。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电源系统的控制装置、方法和空调机组，以解决车载冷藏及空调设备的机组使用电池组供电，机组供电掉电后快速上电的情况下若负载运行，则会出现较大的冲击电流，影响机组运行的安全性的问题，达到通过在机组供电掉电的情况下进行掉电保护，能够避免出现较大的冲击电流，进而提升机组运行的安全性的效果。

本发明提供一种电源系统的控制装置中，所述电源系统，包括：供电电源、软启动单元和充电电容；所述软启动电路，包括：开关模块和限流模块，所述开关模块和所述限流模块并联；所述电源系统的控制装置，包括：检测单元和控制单元；其中，所述检测单元，被配置为检测所述供电电源输出的母线电压；所述控制单元，被配置为在所述供电电源向所述充电电容充电延时完成、所述开关模块闭合、且所述电源系统的负载能够正常运行的情况下，确定所述母线电压是否出现电压跌落现象，并确定所述母线电压是否低于设定的电压跌落保护阈值；以及，在所述母线电压出现电压跌落现象、所述母线电压低于设定的电压跌落保护阈值中的至少一种情况下，控制所述开关模块断开，以使所述限流模块接入所述充电电容的充电线路中，并限制所述电源系统的负载运行。

在一些实施方式中，所述控制单元，确定所述母线电压是否出现电压跌落现象，包括：若所述母线电压在第一设定时间内的两次测量值之差大于设定电压，则确定所述母线电压出现一次电压跌落现象；若母线电压在第二设定时间内出现电压跌落现象的次数大于设定次数，则确定所述母线电压出现电压跌落现象。

在一些实施方式中，还包括：所述控制单元，还被配置为在所述供电电源向所述充电电容充电延时完成、所述开关模块闭合的情况下，确定所述母线电压是否出现电压陡增现象；以及，在所述母线电压出现电压陡增现象的情况下，控制所述开关模块断开，以使所述限流模块接入所述充电电容的充电线路中，并限制所述电源系统的负载运行；在所述母线电压未出现电压陡增现象的情况下，确定所述电源系统的负载能够开启运行。

在一些实施方式中，还包括：所述控制单元，还被配置为在控制所述开关模块断开、并限制所述电源系统的负载运行之后，若所述充电电容的充电延时时间完成，则控制所述开关模块闭合，以使所述限流模块移出所述充电电容的充电线路中，并解除对所述电源系统的负载的限制，以使所述电源系统的负载能够正常运行。

在一些实施方式中，还包括：所述控制单元，还被配置为在所述电源系统的负载上电启动的情况下，控制所述开关模块断开，以使所述限流模块接入所述充电电容的充电线路中，并限制所述电源系统的负载运行；以及，在控制所述开关模块断开、并限制所述电源系统的负载运行的情况下，若所述充电电容的充电延时时间到达设定时间，则确定所述充电电容的充电延时时间完成，控制所述开关模块闭合，以使所述限流模块移出所述充电电容的充电线路中，并解除对所述电源系统的负载的限制，以使所述电源系统的负载能够正常运行。

与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种空调机组，包括：以上所述的电源系统的控制装置。

与上述空调机组相匹配，本发明再一方面提供一种电源系统的控制方法中，所述电源系统，包括：供电电源、软启动单元和充电电容；所述软启动电路，包括：开关模块和限流模块，所述开关模块和所述限流模块并联；所述电源系统的控制方法，包括：检测所述供电电源输出的母线电压；在所述供电电源向所述充电电容充电延时完成、所述开关模块闭合、且所述电源系统的负载能够正常运行的情况下，确定所述母线电压是否出现电压跌落现象，并确定所述母线电压是否低于设定的电压跌落保护阈值；以及，在所述母线电压出现电压跌落现象、所述母线电压低于设定的电压跌落保护阈值中的至少一种情况下，控制所述开关模块断开，以使所述限流模块接入所述充电电容的充电线路中，并限制所述电源系统的负载运行。

在一些实施方式中，确定所述母线电压是否出现电压跌落现象，包括：若所述母线电压在第一设定时间内的两次测量值之差大于设定电压，则确定所述母线电压出现一次电压跌落现象；若母线电压在第二设定时间内出现电压跌落现象的次数大于设定次数，则确定所述母线电压出现电压跌落现象。

在一些实施方式中，还包括：在所述供电电源向所述充电电容充电延时完成、所述开关模块闭合的情况下，确定所述母线电压是否出现电压陡增现象；以及，在所述母线电压出现电压陡增现象的情况下，控制所述开关模块断开，以使所述限流模块接入所述充电电容的充电线路中，并限制所述电源系统的负载运行；在所述母线电压未出现电压陡增现象的情况下，确定所述电源系统的负载能够开启运行。

在一些实施方式中，还包括：在控制所述开关模块断开、并限制所述电源系统的负载运行之后，若所述充电电容的充电延时时间完成，则控制所述开关模块闭合，以使所述限流模块移出所述充电电容的充电线路中，并解除对所述电源系统的负载的限制，以使所述电源系统的负载能够正常运行。

在一些实施方式中，还包括：在所述电源系统的负载上电启动的情况下，控制所述开关模块断开，以使所述限流模块接入所述充电电容的充电线路中，并限制所述电源系统的负载运行；以及，在控制所述开关模块断开、并限制所述电源系统的负载运行的情况下，若所述充电电容的充电延时时间到达设定时间，则确定所述充电电容的充电延时时间完成，控制所述开关模块闭合，以使所述限流模块移出所述充电电容的充电线路中，并解除对所述电源系统的负载的限制，以使所述电源系统的负载能够正常运行。

由此，本发明的方案，通过设置电压跌落保护机制，利用电压跌落保护机制，检测母线电压，若母线电压在设定时间内连续降低，则确定母线电压跌落；并在母线电压跌落的情况下，执行电容充电软启动逻辑，以保证在母线电压跌落后再上升的阶段软启动电路中的继电器处于断开状态而使限流电阻串联在电容充电线路中，通过在机组供电掉电的情况下进行掉电保护，能够避免出现较大的冲击电流，进而提升机组运行的安全性。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的电源系统的控制装置的一实施例的结构示意图；

图2为新能源车载制冷设备的控制系统的一实施例的结构示意图；

图3为软启动电路的一实施例的结构示意图；

图4为电压跌落判定逻辑的一实施例的流程示意图；

图5为电压跌落保护控制的一实施例的流程示意图；

图6为电压跌落保护控制的另一实施例的流程示意图；

图7为本发明的电源系统的控制方法的一实施例的流程示意图；

图8为本发明的方法中确定所述母线电压是否出现电压跌落现象的一实施例的流程示意图；

图9为本发明的方法中电压陡增控制的一实施例的流程示意图；

图10为本发明的方法中充电控制的一实施例的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种电源系统的控制装置。参见图1所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。所述电源系统，包括：供电电源、软启动单元(如软启动电路)和充电电容(如电容器件)。所述软启动电路设置在所述供电电源与所述充电电容之间，在所述供电电源与所述软启动电路之间还能够设置保险管。所述软启动电路，包括：开关模块(如继电器K1)和限流模块(如限流电阻R1)，所述开关模块和所述限流模块并联。所述电源系统的控制装置，包括：检测单元(如电压检测模块)和控制单元(如MCU)。

其中，所述检测单元，被配置为检测所述供电电源输出的母线电压。具体地，电压采样电路位于供电电源之后，电容充电软启动电路之前，负责采集供电电源的实时电压。

所述控制单元，被配置为在所述电源系统能够正常向负载供电的情况下，即在所述供电电源向所述充电电容充电延时完成、所述开关模块闭合、且所述电源系统的负载能够正常运行的情况下，确定所述母线电压是否出现电压跌落现象，并确定所述母线电压是否低于设定的电压跌落保护阈值。以及，

在一些实施方式中，所述控制单元，确定所述母线电压是否出现电压跌落现象，包括：

所述控制单元，具体还被配置为若所述母线电压在第一设定时间内的两次测量值之差大于设定电压，则确定所述母线电压出现一次电压跌落现象。

所述控制单元，具体还被配置为若母线电压在第二设定时间内出现电压跌落现象的次数大于设定次数，则确定所述母线电压出现电压跌落现象。

具体地，当母线电压短时间内连续降低时，判定为电压跌落。为消除电压波动对判定电压跌落的干扰，两次测量电压值之差必须大于某设定不为零的值时才判定为一次有效的跌落，多次跌落依次连续发生才判定为电压跌落。这样，利用电源系统的控制电路获得电压信息，经算法逻辑处理，实时监测新能源车载设备供电情况，能够有效掌握电压信息，在电压发生跌落时快速作出响应。

也就是说，电压跌落的判定逻辑为：当电压短时间内连续降低时，判定为电压跌落。为消除电压波动对电压跌落判定造成的干扰，当两次测量电压值之差大于某设定值时才判定为一次有效的跌落，多次跌落依次连续发生才判定为电压跌落。这样可以有效防止电压正常波动和数据采集误差对电压跌落判定的干扰，此处的某设定值可以通过工程测量获得。设置电压跌落保护阈值是为了增加电压跌落判定的稳定性，当电压跌落判定失效时可以起到保障作用。

所述控制单元，还被配置为在所述母线电压出现电压跌落现象、所述母线电压低于设定的电压跌落保护阈值中的至少一种情况下，控制所述开关模块断开，以使所述限流模块接入所述充电电容的充电线路中，并限制所述电源系统的负载运行。

具体地，软启动电路位于电压采样电路之后，软启动电路中的继电器K1断开可以将限流电阻R1接入母线，与后端电容串联。继电器K1闭合会将限流电阻R1短路，从而将限流电阻R1移除出电路。

控制器上电瞬间，软启动电路的继电器K1处于断开状态，限流电阻R1串联接入母线，对电容充电过程起到限流作用，经过电容充电软启动延时后，继电器K1闭合，限流电阻R1被短路，此时系统进入可以正常开机运行阶段。MCU通过电源系统的控制电路获得母线电压，并实时判断母线电压是否跌落。即，在系统正常运行的过程中，MCU不停的接受电源系统的控制电路传回的电压数据，当检测到电压跌落，或者检测到电压低于电压跌落保护阈值时，立即执行电容充电软启动逻辑。为增加电压跌落判断的稳定性，设定电压跌落保护阈值，当电压低于该保护阈值时，执行与电压跌落同样的逻辑。通过对电压跌落进行监测并进行有效的处理，避免瞬时的大电流损坏保险管、电容等器件，避免因此造成的机组故障，增强新能源车载冷藏和空调设备的稳定性。

这样，MCU判定发生电压跌落或者电压低于机组最低工作电压时，执行电容充电软启动逻辑。通过算法逻辑获得电压跌落信息后，利用软启动装置来完成电压跌落保护逻辑，保证电压跌落后再上升的阶段软启动电路中的继电器K1处于断开状态(即保证限流电阻R1串联接入了电容充电线路)，能够有效抑制电容充电过程中产生的大电流冲击。

在一些实施方式中，还包括：电压陡增的控制过程，具体如下：

所述控制单元，还被配置为在所述供电电源向所述充电电容充电延时完成、所述开关模块闭合的情况下，且在解除对所述电源系统的负载的限制的之前，确定所述母线电压是否出现电压陡增现象。以及，

所述控制单元，还被配置为在所述母线电压出现电压陡增现象的情况下，控制所述开关模块断开，以使所述限流模块接入所述充电电容的充电线路中，并限制所述电源系统的负载运行。在所述母线电压未出现电压陡增现象的情况下，确定所述电源系统的负载能够开启运行。

具体地，为避免继电器K1闭合、限流电阻R1被短路阶段发生供电电压陡增，产生较大的冲击电流，设置电压陡增检测逻辑。电压陡增检测逻辑原理同电压跌落检测逻辑。检测到电压陡增后，立即控制继电器K1断开，执行电容充电软启动逻辑。MCU接收到电压采样信号后，通过电压跌落判断逻辑确定是否发生电压跌落，同时判断电压是否低于电压跌落保护阈值，当有任意一种情况发生时立即执行电容充电软启动逻辑。电容充电软启动逻辑为：MCU控制软启动电路动作，软启动电路的继电器K1断开，限流电阻R1串联接入母线，对母线上的电流起到限制作用。待电容充电延时完成，MCU控制继电器K1闭合，将限流电阻R1短路，消除其限流作用。在继电器K1闭合、限流电阻R1被短路阶段检测到电压陡增后，MCU立即控制继电器K1断开，执行电容充电软启动逻辑。

也就是说，为避免机组负载可以正常开机运行阶段发生供电电压陡增，产生较大的冲击电流，设置电压陡增检测逻辑。电压陡增检测逻辑针对的是软启动电路的继电器K1闭合、限流电阻R1被短路、系统处于可正常运行的阶段，此时若电压发生突然升高，不会触发电压跌落判断逻辑，电容会开始充电，去平衡供电电压和电容两端的电压差，从而形成较大的充电电流。电压陡增检测逻辑原理同电压跌落检测逻辑。当MCU检测到电压陡增后，立即控制继电器K1断开，执行电容充电软启动逻辑。

在一些实施方式中，还包括：恢复供电的过程，具体如下：

所述控制单元，还被配置为在控制所述开关模块断开、并限制所述电源系统的负载运行之后，若所述充电电容的充电延时时间完成，则控制所述开关模块闭合，以使所述限流模块移出所述充电电容的充电线路中，并解除对所述电源系统的负载的限制，以使所述电源系统的负载能够正常运行。

具体地，在电容充电软启动逻辑中，控制软启动电路的继电器K1断开，此时限流电阻R1串联接入电容充电电路，避免下一步电容的充电过程中出现较大电流。电容充电时间完成，控制继电器K1闭合，限流电阻被短路移除出电路，机组可以正常开机。

MCU接收电源系统的控制电路传回的电压数据，当发现电压在短时间内连续下降，判定发生电压跌落，或者MCU检测到电压低于电压跌落保护阈值时则执行电容充电软启动逻辑。MCU控制软启动电路中的继电器K1断开，限流电阻R1串接入电路，待电容充电延时完成后，继电器K1闭合，限流电阻R1被短路移除出电路。当继电器K1闭合阶段检测到电压陡增后，MCU立即控制继电器K1断开，执行电容充电软启动逻辑。同时在软启动电路中的继电器K1断开状态下，限制负载运行，待继电器K1闭合后，解除对负载运行的限制，主程序正常执行。

在一些实施方式中，还包括：充电控制的过程，具体如下：

所述控制单元，还被配置为在所述电源系统的负载上电启动的情况下，控制所述开关模块断开，以使所述限流模块接入所述充电电容的充电线路中，对所述充电电容的充电过程进行限流，并限制所述电源系统的负载运行。以及，

所述控制单元，还被配置为在控制所述开关模块断开、并限制所述电源系统的负载运行的情况下，若所述充电电容的充电延时时间到达设定时间，则确定所述充电电容的充电延时时间完成，控制所述开关模块闭合，以使所述限流模块移出所述充电电容的充电线路中，并解除对所述电源系统的负载的限制，以使所述电源系统的负载能够正常运行。

具体地，执行电容充电软启动逻辑时，MCU控制软启动电路的继电器K1断开，此时限流电阻R1串联接入电路，避免电容的充电过程中出现较大电流损坏保险管和对电容等器件造成较大的电流冲击。电容充电软启动延时完成，电容充电完成，此时电源和电容两端电压几乎相等，不会造成较大的冲击电流，MCU控制继电器K1闭合，限流电阻R1被短路移除出电路，系统恢复正常，解除对负载运行的限制，机组负载可以正常开机运行。此处的电容充电软启动延时为设置的固定时长，可通过工程试验测量获得。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过设置电压跌落保护机制，利用电压跌落保护机制，检测母线电压，若母线电压在设定时间内连续降低，则确定母线电压跌落。并在母线电压跌落的情况下，执行电容充电软启动逻辑，以保证在母线电压跌落后再上升的阶段软启动电路中的继电器处于断开状态而使限流电阻串联在电容充电线路中，通过在机组供电掉电的情况下进行掉电保护，能够避免出现较大的冲击电流，进而提升机组运行的安全性。

根据本发明的实施例，还提供了对应于电源系统的控制装置的一种空调机组。该空调机组可以包括：以上所述的电源系统的控制装置。

在一些实施方式中，本发明的方案提供了一种电压跌落保护机制。该电压跌落保护机制能够在新能源车载设备供电跌落时对控制器的电子元件起到保护作用，避免瞬时的大电流损坏保险管、电容等器件，避免因此造成的机组故障，增强新能源车载冷藏设备和空调设备的稳定性。

具体地，本发明的方案中，MCU通过电源系统的控制电路获得母线电压，并实时判断母线电压是否跌落。

其中，电压跌落的判定逻辑为：当母线电压短时间内连续降低时，判定为电压跌落。为消除电压波动对判定电压跌落的干扰，两次测量电压值之差必须大于某设定不为零的值时才判定为一次有效的跌落，多次跌落依次连续发生才判定为电压跌落。这样，利用电源系统的控制电路获得电压信息，经算法逻辑处理，实时监测新能源车载设备供电情况，能够有效掌握电压信息，在电压发生跌落时快速作出响应。

为增加电压跌落判断的稳定性，设定电压跌落保护阈值，当电压低于该保护阈值时，执行与电压跌落同样的逻辑。通过对电压跌落进行监测并进行有效的处理，避免瞬时的大电流损坏保险管、电容等器件，避免因此造成的机组故障，增强新能源车载冷藏和空调设备的稳定性。

本发明的方案中，MCU判定发生电压跌落或者电压低于机组最低工作电压时，执行电容充电软启动逻辑。通过算法逻辑获得电压跌落信息后，利用软启动装置来完成电压跌落保护逻辑，保证电压跌落后再上升的阶段软启动电路中的继电器K1处于断开状态(即保证限流电阻R1串联接入了电容充电线路)，能够有效抑制电容充电过程中产生的大电流冲击。

为避免继电器K1闭合、限流电阻R1被短路阶段发生供电电压陡增，产生较大的冲击电流，设置电压陡增检测逻辑。电压陡增检测逻辑原理同电压跌落检测逻辑。检测到电压陡增后，立即控制继电器K1断开，执行电容充电软启动逻辑。

其中，电容充电软启动逻辑为：控制软启动电路的继电器K1断开，此时限流电阻R1串联接入电容充电电路，避免下一步电容的充电过程中出现较大电流。电容充电时间完成，控制继电器K1闭合，限流电阻被短路移除出电路，机组可以正常开机。

下面结合图2至图6所示的例子，对本发明的方案的具体实现过程进行示例性说明。

图2为新能源车载制冷设备的控制系统的一实施例的结构示意图。如图2所示，新能源车载制冷设备的控制系统，包括：依次连接的供电电源、保险管、软启动电路、电容器件和负载。能够检测保险管与软启动电路之间的电压的电源系统的控制电路，电源系统的控制电路连接至MCU。MCU还分别连接至软启动电路和负载。电源系统的控制电路，可以包括：电压采样电路，如采样电阻。

图3为软启动电路的一实施例的结构示意图。软启动电路，包括：继电器K1和限流电阻R1。限流电阻R1和继电器K1的触点并联。

在图2和图3所示的例子中，电压采样电路位于供电电源之后，电容充电软启动电路之前，负责采集供电电源的实时电压。

在图2和图3所示的例子中，软启动电路位于电压采样电路之后，软启动电路中的继电器K1断开可以将限流电阻R1接入母线，与后端电容串联；继电器K1闭合会将限流电阻R1短路，从而将限流电阻R1移除出电路。

在图2和图3所示的例子中，MCU接收到电压采样信号后，通过电压跌落判断逻辑确定是否发生电压跌落，同时判断电压是否低于电压跌落保护阈值，当有任意一种情况发生时立即执行电容充电软启动逻辑。电容充电软启动逻辑为：MCU控制软启动电路动作，软启动电路的继电器K1断开，限流电阻R1串联接入母线，对母线上的电流起到限制作用；待电容充电延时完成，MCU控制继电器K1闭合，将限流电阻R1短路，消除其限流作用。在继电器K1闭合、限流电阻R1被短路阶段检测到电压陡增后，MCU立即控制继电器K1断开，执行电容充电软启动逻辑。

本发明的方案中，该电压跌落保护机制由电源系统的控制、电路软启动电路和控制核心MCU组成，MCU内有由电压跌落判定逻辑(如图4所示的例子)、电压陡增判定逻辑和电容充电软启动逻辑为核心组成的电压跌落保护控制逻辑，如图5所示的例子。

图4为电压跌落判定逻辑的一实施例的流程示意图。如图4所示，电压跌落判断逻辑，包括：主函数执行，判断电压是否短时间内连续下降，若是，则确定电压跌落；否则，确定未发生电压跌落，返回以继续判断电压是否短时间内连续下降。

本发明的方案中，MCU接收电源系统的控制电路传回的电压数据，当发现电压在短时间内连续下降，判定发生电压跌落，或者MCU检测到电压低于电压跌落保护阈值时则执行电容充电软启动逻辑。MCU控制软启动电路中的继电器K1断开，限流电阻R1串接入电路，待电容充电延时完成后，继电器K1闭合，限流电阻R1被短路移除出电路。当继电器K1闭合阶段检测到电压陡增后，MCU立即控制继电器K1断开，执行电容充电软启动逻辑。同时在软启动电路中的继电器K1断开状态下，限制负载运行，待继电器K1闭合后，解除对负载运行的限制，主程序正常执行。

图5为电压跌落保护控制的一实施例的流程示意图。如图5所示，电压跌落保护控制的流程，包括：

步骤11、上电，主函数执行。

步骤12、软启动电路的继电器K1初始处于断开状态，电容充电限流开启。

步骤13、限制负载运行。

步骤14、判断电容充电延时是否完成，若是，则MCU控制软启动电路的继电器K1闭合；否则，返回步骤13继续限制负载运行。

步骤15、在软启动电路的继电器K1闭合的情况下，判断电压是否陡增；若是，则控制软启动电路的继电器K1断开，电容充电限流开始；否则，负载可正常开启运行。

步骤16、在负载可正常开启运行的情况下，判断是否发生电压跌落，并判断电压是否低于电压跌落保护阈值。若发生电压跌落，和/或电压低于电压跌落保护阈值，则控制软启动电路的继电器K1断开，并控制电容充电限流开启。若未发生电压跌落，且电压未低于电压跌落保护阈值，则返回继续判断电压是否陡增。

由步骤11至步骤16可知，控制器上电瞬间，软启动电路的继电器K1处于断开状态，限流电阻R1串联接入母线，对电容充电过程起到限流作用，经过电容充电软启动延时后，继电器K1闭合，限流电阻R1被短路，此时系统进入可以正常开机运行阶段。在系统正常运行的过程中，MCU不停的接受电源系统的控制电路传回的电压数据，当检测到电压跌落，或者检测到电压低于电压跌落保护阈值时，立即执行电容充电软启动逻辑。

其中，电压跌落的判定逻辑为：当电压短时间内连续降低时，判定为电压跌落。为消除电压波动对电压跌落判定造成的干扰，当两次测量电压值之差大于某设定值时才判定为一次有效的跌落，多次跌落依次连续发生才判定为电压跌落。这样可以有效防止电压正常波动和数据采集误差对电压跌落判定的干扰，此处的某设定值可以通过工程测量获得。设置电压跌落保护阈值是为了增加电压跌落判定的稳定性，当电压跌落判定失效时可以起到保障作用。

执行电容充电软启动逻辑时，MCU控制软启动电路的继电器K1断开，此时限流电阻R1串联接入电路，避免电容的充电过程中出现较大电流损坏保险管和对电容等器件造成较大的电流冲击。电容充电软启动延时完成，电容充电完成，此时电源和电容两端电压几乎相等，不会造成较大的冲击电流，MCU控制继电器K1闭合，限流电阻R1被短路移除出电路，系统恢复正常，解除对负载运行的限制，机组负载可以正常开机运行。此处的电容充电软启动延时为设置的固定时长，可通过工程试验测量获得。

为避免机组负载可以正常开机运行阶段发生供电电压陡增，产生较大的冲击电流，设置电压陡增检测逻辑。电压陡增检测逻辑针对的是软启动电路的继电器K1闭合、限流电阻R1被短路、系统处于可正常运行的阶段，此时若电压发生突然升高，不会触发电压跌落判断逻辑，电容会开始充电，去平衡供电电压和电容两端的电压差，从而形成较大的充电电流。电压陡增检测逻辑原理同电压跌落检测逻辑。当MCU检测到电压陡增后，立即控制继电器K1断开，执行电容充电软启动逻辑。

图6为电压跌落保护控制的另一实施例的流程示意图。如图6所示的例子中，相比于图5所示的例子，省去了电压陡增判定逻辑，电压陡增在工程上不常见，故省去后也可实现基本的电压跌落保护逻辑，逻辑简单，省去了部分工作量。

由于本实施例的空调机组所实现的处理及功能基本相应于前述图1所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通检测母线电压，若母线电压在设定时间内连续降低，则确定母线电压跌落，并执行电容充电软启动逻辑，以保证在母线电压跌落后再上升的阶段软启动电路中的继电器处于断开状态而使限流电阻串联在电容充电线路中，能够避免瞬时的大电流损坏保险管、电容等器件，避免因此造成的机组故障。

根据本发明的实施例，还提供了对应于空调机组的一种电源系统的控制方法，如图7所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。所述电源系统，包括：供电电源、软启动单元(如软启动电路)和充电电容(如电容器件)。所述软启动电路设置在所述供电电源与所述充电电容之间，在所述供电电源与所述软启动电路之间还能够设置保险管。所述软启动电路，包括：开关模块(如继电器K1)和限流模块(如限流电阻R1)，所述开关模块和所述限流模块并联。所述电源系统的控制方法，包括：步骤S110至步骤S130。

在步骤S110处，检测所述供电电源输出的母线电压。具体地，电压采样电路位于供电电源之后，电容充电软启动电路之前，负责采集供电电源的实时电压。

在步骤S120处，在所述电源系统能够正常向负载供电的情况下，即在所述供电电源向所述充电电容充电延时完成、所述开关模块闭合、且所述电源系统的负载能够正常运行的情况下，确定所述母线电压是否出现电压跌落现象，并确定所述母线电压是否低于设定的电压跌落保护阈值。以及，

在一些实施方式中，结合图8所示本发明的方法中确定所述母线电压是否出现电压跌落现象的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S120中确定所述母线电压是否出现电压跌落现象的具体过程，包括：步骤S210和步骤S220。

步骤S210，若所述母线电压在第一设定时间内的两次测量值之差大于设定电压，则确定所述母线电压出现一次电压跌落现象。

步骤S220，若母线电压在第二设定时间内出现电压跌落现象的次数大于设定次数，则确定所述母线电压出现电压跌落现象。

具体地，当母线电压短时间内连续降低时，判定为电压跌落。为消除电压波动对判定电压跌落的干扰，两次测量电压值之差必须大于某设定不为零的值时才判定为一次有效的跌落，多次跌落依次连续发生才判定为电压跌落。这样，利用电源系统的控制电路获得电压信息，经算法逻辑处理，实时监测新能源车载设备供电情况，能够有效掌握电压信息，在电压发生跌落时快速作出响应。

也就是说，电压跌落的判定逻辑为：当电压短时间内连续降低时，判定为电压跌落。为消除电压波动对电压跌落判定造成的干扰，当两次测量电压值之差大于某设定值时才判定为一次有效的跌落，多次跌落依次连续发生才判定为电压跌落。这样可以有效防止电压正常波动和数据采集误差对电压跌落判定的干扰，此处的某设定值可以通过工程测量获得。设置电压跌落保护阈值是为了增加电压跌落判定的稳定性，当电压跌落判定失效时可以起到保障作用。

在步骤S130处，在所述母线电压出现电压跌落现象、所述母线电压低于设定的电压跌落保护阈值中的至少一种情况下，控制所述开关模块断开，以使所述限流模块接入所述充电电容的充电线路中，并限制所述电源系统的负载运行。

具体地，软启动电路位于电压采样电路之后，软启动电路中的继电器K1断开可以将限流电阻R1接入母线，与后端电容串联。继电器K1闭合会将限流电阻R1短路，从而将限流电阻R1移除出电路。

控制器上电瞬间，软启动电路的继电器K1处于断开状态，限流电阻R1串联接入母线，对电容充电过程起到限流作用，经过电容充电软启动延时后，继电器K1闭合，限流电阻R1被短路，此时系统进入可以正常开机运行阶段。MCU通过电源系统的控制电路获得母线电压，并实时判断母线电压是否跌落。即，在系统正常运行的过程中，MCU不停的接受电源系统的控制电路传回的电压数据，当检测到电压跌落，或者检测到电压低于电压跌落保护阈值时，立即执行电容充电软启动逻辑。为增加电压跌落判断的稳定性，设定电压跌落保护阈值，当电压低于该保护阈值时，执行与电压跌落同样的逻辑。通过对电压跌落进行监测并进行有效的处理，避免瞬时的大电流损坏保险管、电容等器件，避免因此造成的机组故障，增强新能源车载冷藏和空调设备的稳定性。

这样，MCU判定发生电压跌落或者电压低于机组最低工作电压时，执行电容充电软启动逻辑。通过算法逻辑获得电压跌落信息后，利用软启动方法来完成电压跌落保护逻辑，保证电压跌落后再上升的阶段软启动电路中的继电器K1处于断开状态(即保证限流电阻R1串联接入了电容充电线路)，能够有效抑制电容充电过程中产生的大电流冲击。

在一些实施方式中，还包括：电压陡增控制的过程。

下面结合图9所示本发明的方法中电压陡增控制的一实施例流程示意图，进一步说明电压陡增控制的具体过程，包括：步骤S310和步骤S320。

步骤S310，在所述供电电源向所述充电电容充电延时完成、所述开关模块闭合的情况下，且在解除对所述电源系统的负载的限制的之前，确定所述母线电压是否出现电压陡增现象。以及，

步骤S320，在所述母线电压出现电压陡增现象的情况下，控制所述开关模块断开，以使所述限流模块接入所述充电电容的充电线路中，并限制所述电源系统的负载运行。在所述母线电压未出现电压陡增现象的情况下，确定所述电源系统的负载能够开启运行。

具体地，为避免继电器K1闭合、限流电阻R1被短路阶段发生供电电压陡增，产生较大的冲击电流，设置电压陡增检测逻辑。电压陡增检测逻辑原理同电压跌落检测逻辑。检测到电压陡增后，立即控制继电器K1断开，执行电容充电软启动逻辑。MCU接收到电压采样信号后，通过电压跌落判断逻辑确定是否发生电压跌落，同时判断电压是否低于电压跌落保护阈值，当有任意一种情况发生时立即执行电容充电软启动逻辑。电容充电软启动逻辑为：MCU控制软启动电路动作，软启动电路的继电器K1断开，限流电阻R1串联接入母线，对母线上的电流起到限制作用。待电容充电延时完成，MCU控制继电器K1闭合，将限流电阻R1短路，消除其限流作用。在继电器K1闭合、限流电阻R1被短路阶段检测到电压陡增后，MCU立即控制继电器K1断开，执行电容充电软启动逻辑。

也就是说，为避免机组负载可以正常开机运行阶段发生供电电压陡增，产生较大的冲击电流，设置电压陡增检测逻辑。电压陡增检测逻辑针对的是软启动电路的继电器K1闭合、限流电阻R1被短路、系统处于可正常运行的阶段，此时若电压发生突然升高，不会触发电压跌落判断逻辑，电容会开始充电，去平衡供电电压和电容两端的电压差，从而形成较大的充电电流。电压陡增检测逻辑原理同电压跌落检测逻辑。当MCU检测到电压陡增后，立即控制继电器K1断开，执行电容充电软启动逻辑。

在一些实施方式中，还包括：恢复供电的过程，具体包括：在控制所述开关模块断开、并限制所述电源系统的负载运行之后，若所述充电电容的充电延时时间完成，则控制所述开关模块闭合，以使所述限流模块移出所述充电电容的充电线路中，并解除对所述电源系统的负载的限制，以使所述电源系统的负载能够正常运行。

具体地，在电容充电软启动逻辑中，控制软启动电路的继电器K1断开，此时限流电阻R1串联接入电容充电电路，避免下一步电容的充电过程中出现较大电流。电容充电时间完成，控制继电器K1闭合，限流电阻被短路移除出电路，机组可以正常开机。

MCU接收电源系统的控制电路传回的电压数据，当发现电压在短时间内连续下降，判定发生电压跌落，或者MCU检测到电压低于电压跌落保护阈值时则执行电容充电软启动逻辑。MCU控制软启动电路中的继电器K1断开，限流电阻R1串接入电路，待电容充电延时完成后，继电器K1闭合，限流电阻R1被短路移除出电路。当继电器K1闭合阶段检测到电压陡增后，MCU立即控制继电器K1断开，执行电容充电软启动逻辑。同时在软启动电路中的继电器K1断开状态下，限制负载运行，待继电器K1闭合后，解除对负载运行的限制，主程序正常执行。

在一些实施方式中，还包括：充电控制的过程。

下面结合图10所示本发明的方法中充电控制的一实施例流程示意图，进一步说明充电控制的具体过程，包括：步骤S410和步骤S420。

步骤S410，在所述电源系统的负载上电启动的情况下，控制所述开关模块断开，以使所述限流模块接入所述充电电容的充电线路中，对所述充电电容的充电过程进行限流，并限制所述电源系统的负载运行。以及，

步骤S420，在控制所述开关模块断开、并限制所述电源系统的负载运行的情况下，若所述充电电容的充电延时时间到达设定时间，则确定所述充电电容的充电延时时间完成，控制所述开关模块闭合，以使所述限流模块移出所述充电电容的充电线路中，并解除对所述电源系统的负载的限制，以使所述电源系统的负载能够正常运行。

具体地，执行电容充电软启动逻辑时，MCU控制软启动电路的继电器K1断开，此时限流电阻R1串联接入电路，避免电容的充电过程中出现较大电流损坏保险管和对电容等器件造成较大的电流冲击。电容充电软启动延时完成，电容充电完成，此时电源和电容两端电压几乎相等，不会造成较大的冲击电流，MCU控制继电器K1闭合，限流电阻R1被短路移除出电路，系统恢复正常，解除对负载运行的限制，机组负载可以正常开机运行。此处的电容充电软启动延时为设置的固定时长，可通过工程试验测量获得。

由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述空调机组的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。

经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通检测母线电压，若母线电压在设定时间内连续降低，则确定母线电压跌落，并执行电容充电软启动逻辑，以保证在母线电压跌落后再上升的阶段软启动电路中的继电器处于断开状态而使限流电阻串联在电容充电线路中，能够避免机组故障，有利于增强新能源车载冷藏设备和空调设备的稳定性和安全性。

综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (11)

1.一种电源系统的控制装置，其特征在于，所述电源系统，包括：供电电源、软启动单元和充电电容；所述软启动电路，包括：开关模块和限流模块，所述开关模块和所述限流模块并联；所述电源系统的控制装置，包括：检测单元和控制单元；其中，

所述检测单元，被配置为检测所述供电电源输出的母线电压；

所述控制单元，被配置为在所述供电电源向所述充电电容充电延时完成、所述开关模块闭合、且所述电源系统的负载能够正常运行的情况下，确定所述母线电压是否出现电压跌落现象，并确定所述母线电压是否低于设定的电压跌落保护阈值；以及，

在所述母线电压出现电压跌落现象、所述母线电压低于设定的电压跌落保护阈值中的至少一种情况下，控制所述开关模块断开，以使所述限流模块接入所述充电电容的充电线路中，并限制所述电源系统的负载运行。

2.根据权利要求1所述的电源系统的控制装置，其特征在于，所述控制单元，确定所述母线电压是否出现电压跌落现象，包括：

若所述母线电压在第一设定时间内的两次测量值之差大于设定电压，则确定所述母线电压出现一次电压跌落现象；

若母线电压在第二设定时间内出现电压跌落现象的次数大于设定次数，则确定所述母线电压出现电压跌落现象。

3.根据权利要求1所述的电源系统的控制装置，其特征在于，还包括：

所述控制单元，还被配置为在所述供电电源向所述充电电容充电延时完成、所述开关模块闭合的情况下，确定所述母线电压是否出现电压陡增现象；以及，

在所述母线电压出现电压陡增现象的情况下，控制所述开关模块断开，以使所述限流模块接入所述充电电容的充电线路中，并限制所述电源系统的负载运行；在所述母线电压未出现电压陡增现象的情况下，确定所述电源系统的负载能够开启运行。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电源系统的控制装置，其特征在于，还包括：

所述控制单元，还被配置为在控制所述开关模块断开、并限制所述电源系统的负载运行之后，若所述充电电容的充电延时时间完成，则控制所述开关模块闭合，以使所述限流模块移出所述充电电容的充电线路中，并解除对所述电源系统的负载的限制，以使所述电源系统的负载能够正常运行。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的电源系统的控制装置，其特征在于，还包括：

所述控制单元，还被配置为在所述电源系统的负载上电启动的情况下，控制所述开关模块断开，以使所述限流模块接入所述充电电容的充电线路中，并限制所述电源系统的负载运行；以及，

在控制所述开关模块断开、并限制所述电源系统的负载运行的情况下，若所述充电电容的充电延时时间到达设定时间，则确定所述充电电容的充电延时时间完成，控制所述开关模块闭合，以使所述限流模块移出所述充电电容的充电线路中，并解除对所述电源系统的负载的限制，以使所述电源系统的负载能够正常运行。

6.一种空调机组，其特征在于，包括：如权利要求1至5中任一项所述的电源系统的控制装置。

7.一种电源系统的控制方法，其特征在于，所述电源系统，包括：供电电源、软启动单元和充电电容；所述软启动电路，包括：开关模块和限流模块，所述开关模块和所述限流模块并联；所述电源系统的控制方法，包括：

检测所述供电电源输出的母线电压；

在所述供电电源向所述充电电容充电延时完成、所述开关模块闭合、且所述电源系统的负载能够正常运行的情况下，确定所述母线电压是否出现电压跌落现象，并确定所述母线电压是否低于设定的电压跌落保护阈值；以及，

在所述母线电压出现电压跌落现象、所述母线电压低于设定的电压跌落保护阈值中的至少一种情况下，控制所述开关模块断开，以使所述限流模块接入所述充电电容的充电线路中，并限制所述电源系统的负载运行。

8.根据权利要求7所述的电源系统的控制方法，其特征在于，确定所述母线电压是否出现电压跌落现象，包括：

若所述母线电压在第一设定时间内的两次测量值之差大于设定电压，则确定所述母线电压出现一次电压跌落现象；

若母线电压在第二设定时间内出现电压跌落现象的次数大于设定次数，则确定所述母线电压出现电压跌落现象。

9.根据权利要求7所述的电源系统的控制方法，其特征在于，还包括：

在所述供电电源向所述充电电容充电延时完成、所述开关模块闭合的情况下，确定所述母线电压是否出现电压陡增现象；以及，

在所述母线电压出现电压陡增现象的情况下，控制所述开关模块断开，以使所述限流模块接入所述充电电容的充电线路中，并限制所述电源系统的负载运行；在所述母线电压未出现电压陡增现象的情况下，确定所述电源系统的负载能够开启运行。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的电源系统的控制方法，其特征在于，还包括：

在控制所述开关模块断开、并限制所述电源系统的负载运行之后，若所述充电电容的充电延时时间完成，则控制所述开关模块闭合，以使所述限流模块移出所述充电电容的充电线路中，并解除对所述电源系统的负载的限制，以使所述电源系统的负载能够正常运行。

11.根据权利要求7至9中任一项所述的电源系统的控制方法，其特征在于，还包括：

在所述电源系统的负载上电启动的情况下，控制所述开关模块断开，以使所述限流模块接入所述充电电容的充电线路中，并限制所述电源系统的负载运行；以及，

在控制所述开关模块断开、并限制所述电源系统的负载运行的情况下，若所述充电电容的充电延时时间到达设定时间，则确定所述充电电容的充电延时时间完成，控制所述开关模块闭合，以使所述限流模块移出所述充电电容的充电线路中，并解除对所述电源系统的负载的限制，以使所述电源系统的负载能够正常运行。

Images