CN116131575A - 功率变换设备及其控制方法 - Google Patents

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CN116131575A CN202310079114.9A CN202310079114A CN116131575A CN 116131575 A CN116131575 A CN 116131575A CN 202310079114 A CN202310079114 A CN 202310079114A CN 116131575 A CN116131575 A CN 116131575A
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蔡毅
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Abstract

本申请提供了一种功率变换设备及其控制方法，该功率变换设备的输入端和输出端分别连接直流电源和设备负载，功率变换设备包括辅助电源、第一负载、功率变换电路和控制器。控制器在辅助电源工作后，在辅助电源的输出电压大于或者等于第一电压阈值时，控制第一负载接入功率变换设备中，以使辅助电源的输出电压下降。第一负载接入功率变换设备后，在辅助电源的输出电压大于或者等于第二电压阈值时，控制第一负载从功率变换设备中断开，并控制辅助电源的输出电压为第一目标输出电压，其中，第一电压阈值小于第二电压阈值。采用本申请，可提高辅助电源工作后的稳定性。

Description

功率变换设备及其控制方法
技术领域
本申请涉及电源技术领域，尤其涉及一种功率变换设备及其控制方法。
背景技术
随着低碳网络的推进，光伏组件在光伏逆变场景、光储场景及叠光场景被广泛应用。光伏组件受光照和温度的影响，其输出在早晚弱光时或者阴雨天呈现弱源特性，即输出能量较弱。在弱源场景下，若光伏组件的输出电压处于光伏组件的后级设备(如逆变器)的正常启动电压范围内，则后级设备会启动接入，一旦接入即有可能将后级设备的输入电压拉垮而导致后级设备中的模块(如辅助电源)无法正常工作；后级设备停止工作后，光伏组件的输出电压又恢复到正常工作区间，从而导致后级设备中的模块反复重启，使得后级设备无法正常工作。因此，在弱源场景下，提高辅助电源工作时的可靠性尤为重要。
发明内容
本申请提供了一种功率变换设备及其控制方法，可提高辅助电源工作后的稳定性，从而提高功率变换设备在启机时的稳定性。
第一方面，本申请提供了一种功率变换设备，该功率变换设备的输入端和输出端分别连接直流电源和设备负载，功率变换设备包括辅助电源、第一负载、功率变换电路和控制器，其中：功率变换电路的输入端和输出端分别连接功率变换设备的输入端和输出端；辅助电源的输入端连接功率变换设备的输入端或者输出端。控制器在辅助电源工作后，在辅助电源的输出电压达到第一电压阈值的情况下，控制第一负载接入功率变换设备中，以使辅助电源的输出电压下降。第一负载接入功率变换设备后，在辅助电源的输出电压达到第二电压阈值的情况下，控制第一负载从功率变换设备中断开，并控制辅助电源的输出电压为第一目标输出电压，其中，第一电压阈值小于第二电压阈值。可以理解的，在功率变换设备中接入第一负载后，辅助电源的输出电压先下降后上升并可达到第二电压阈值，说明功率变换设备的输入能量足够支撑辅助电源正常输出第一目标输出电压，则控制辅助电源的输出电压为第一目标输出电压，从而可避免辅助电源正常输出第一目标输出电压后由于直流电源的输出电压较弱而出现反复重启的情况，从而可提高辅助电源工作后的稳定性，进而提高功率变换设备在启机时的稳定性。
结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，功率变换设备的输入端包括第一输入端和第二输入端，功率变换设备的输出端包括第一输出端和第二输出端。控制所述第一负载接入到所述功率变换设备中包括：控制器控制第一负载接入功率变换设备的第一输入端和第二输入端之间，或者控制第一负载接入功率变换设备的第一输出端和第二输出端之间，或者控制第一负载接入辅助电源的输出端与参考地之间。可以理解的，第一负载可以接在上述三种位置中的任一位置，以使辅助电源的输出电压下降，实现方式多样，可提高功率变换设备的结构多样性，灵活性高。
结合第一方面或第一方面第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，功率变换设备还包括输入继电器和第二负载，功率变换电路的输入端通过输入继电器连接功率变换设备的输入端。控制器还在控制辅助电源的输出电压为第一目标输出电压后，控制第二负载接入功率变换设备中，以使功率变换设备的输入电压下降。第二负载接入功率变换设备后，在功率变换设备的输入电压大于第一输入电压阈值的情况下，控制第二负载从功率变换设备中断开，并控制输入继电器闭合，其中，第一输入电压阈值大于继电器工作电压阈值。可以理解的，功率变换设备可以通过接入第二负载后功率变换设备的输入电压，判断功率变换设备的输入能量能否足够支撑输入继电器正常闭合，并在确定功率变换设备的输入能量足够支撑输入继电器闭合时控制输入继电器闭合，可有效避免功率变换设备的输入能量不足而反复断开闭合的情况，从而提高输入继电器的使用寿命，并提高输入继电器闭合后的稳定性，进而提高功率变换设备启机时的稳定性，适用性强。
结合第一方面第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，控制器在功率变换设备的输入电压大于第一输入电压阈值的持续时长大于预设时长阈值的情况下，控制第二负载从功率变换设备中断开，并控制输入继电器闭合，从而可提高功率变换设备在判断其输入能量是否足够支撑输入继电器正常闭合的判断精度，进而进一步提高功率变换设备在启机阶段的可靠性，适用性更强。
结合第一方面第二种可能的实施方式或第一方面第三种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，功率变换设备的输入端包括第一输入端和第二输入端，功率变换设备的输出端包括第一输出端和第二输出端，功率变换电路的输入端通过输入继电器连接功率变换设备的第一输入端。控制所述第二负载接入到所述功率变换设备中包括：控制器控制第二负载接入功率变换设备的第一输入端与第二输入端之间，或者控制第二负载接入功率变换设备的第一输出端与第二输出端之间，或者控制第二负载接入辅助电源的输出端与参考地之间，或者控制第二负载接入控制器与参考地之间。可以理解的，第二负载可以接在上述四种位置中的任一位置，以使功率变换设备的输入电压下降，实现方式多样，从而可提高功率变换设备的结构多样性，灵活性高。
结合第一方面第二种可能的实施方式至第一方面第四种可能的实施方式中的任一种，在第五种可能的实施方式中，控制器还在输入继电器闭合后，控制功率变换电路开始工作。在功率变换设备的输入电压未达到第二输入电压阈值的情况下，控制功率变换电路停止工作，其中，第二输入电压阈值小于功率变换设备的输入欠压阈值。可以理解的，在功率变换电路开始工作后，功率变换设备在基于其输入电压判断功率变换设备的输入能量不足以支撑功率变换电路工作的情况下，及时控制功率变换电路停止工作，从而可避免由于功率变换设备的输入能量被功率变换电路拉垮而导致辅助电源掉电重启和输入继电器反复断开闭合的情况，进而可提高功率变换设备在缓起阶段和正常工作阶段的可靠性和稳定性。
结合第一方面第二种可能的实施方式至第一方面第四种可能的实施方式中的任一种，在第六种可能的实施方式中，控制器还在输入继电器闭合后，控制功率变换电路的输出电压增大。并在控制功率变换电路的输出电压增大第一预设时长后，在功率变换设备的输出电压未达到第一输出电压阈值的情况下，控制功率变换电路停止工作。可以理解的，功率变换设备还可以通过其输出电压判断功率变换设备的输入能量是否能够支撑功率变换电路工作，判断方式多样，灵活性高。
结合第一方面第六种可能的实施方式，在第七种可能的实施方式中，控制器还在功率变换电路的输出电压增大第一预设时长后，在功率变换设备的输出电压达到第一输出电压阈值的情况下，控制功率变换电路的输出电压为第二目标输出电压，其中，第一输出电压阈值小于第二目标输出电压。可以理解的，功率变换设备在确定功率变换设备的输入能量足以支撑功率变换电路正常工作的情况下，控制功率变换电路输出第二目标输出电压，从而可有效避免由于功率变换设备的输入能量被功率变换电路拉垮而导致辅助电源掉电重启和输入继电器反复断开闭合的情况，进而可提高功率变换设备在缓起阶段和正常工作阶段的可靠性和稳定性。
第二方面，本申请提供了一种功率变换设备的控制方法，该功率变换设备的输入端和输出端分别连接直流电源和设备负载，功率变换设备包括辅助电源、第一负载和功率变换电路，其中：功率变换电路的输入端和输出端分别连接功率变换设备的输入端和输出端；辅助电源的输入端连接功率变换设备的输入端或者输出端。该方法包括：在辅助电源工作后，在辅助电源的输出电压达到第一电压阈值的情况下，功率变换设备控制第一负载接入功率变换设备中，以使辅助电源的输出电压下降；第一负载接入功率变换设备后，在辅助电源的输出电压达到第二电压阈值的情况下，功率变换设备控制第一负载从功率变换设备中断开，并控制辅助电源的输出电压为第一目标输出电压，其中，第一电压阈值小于第二电压阈值。
结合第二方面，在第一种可能的实施方式中，功率变换设备的输入端包括第一输入端和第二输入端，功率变换设备的输出端包括第一输出端和第二输出端。功率变换设备控制第一负载接入功率变换设备的第一输入端和第二输入端之间，或者控制第一负载接入功率变换设备的第一输出端和第二输出端之间，或者控制第一负载接入辅助电源的输出端与参考地之间。
结合第二方面或第二方面第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，功率变换设备还包括输入继电器和第二负载，功率变换电路的输入端通过输入继电器连接功率变换设备的输入端。功率变换设备还在控制辅助电源的输出电压为第一目标输出电压后，控制第二负载接入功率变换设备中，以使功率变换设备的输入电压下降。第二负载接入功率变换设备后，在功率变换设备的输入电压大于第一输入电压阈值的情况下，控制第二负载从功率变换设备中断开，并控制输入继电器闭合，其中，第一输入电压阈值大于继电器工作电压阈值。
结合第二方面第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，功率变换设备在功率变换设备的输入电压大于第一输入电压阈值的持续时长大于预设时长阈值的情况下，控制第二负载从功率变换设备中断开，并控制输入继电器闭合。
结合第二方面第二种可能的实施方式或第二方面第三种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，功率变换设备的输入端包括第一输入端和第二输入端，功率变换设备的输出端包括第一输出端和第二输出端，功率变换电路的输入端通过输入继电器连接功率变换设备的第一输入端，功率变换设备还包括控制器。功率变换设备控制第二负载接入功率变换设备的第一输入端与第二输入端之间，或者控制第二负载接入功率变换设备的第一输出端与第二输出端之间，或者控制第二负载接入辅助电源的输出端与参考地之间，或者控制第二负载接入控制器与参考地之间。
结合第二方面第二种可能的实施方式至第二方面第四种可能的实施方式中的任一种，在第五种可能的实施方式中，功率变换设备还在输入继电器闭合后，控制功率变换电路开始工作。在功率变换设备的输入电压未达到第二输入电压阈值的情况下，控制功率变换电路停止工作，其中，第二输入电压阈值小于功率变换设备的输入欠压阈值。
结合第二方面第二种可能的实施方式至第二方面第四种可能的实施方式中的任一种，在第六种可能的实施方式中，功率变换设备还在输入继电器闭合后，控制功率变换电路的输出电压增大。并在控制功率变换电路的输出电压增大第一预设时长后，在功率变换设备的输出电压未达到第一输出电压阈值的情况下，控制功率变换电路停止工作。
结合第二方面第六种可能的实施方式，在第七种可能的实施方式中，功率变换设备还在功率变换电路的输出电压增大第一预设时长后，在功率变换设备的输出电压达到第一输出电压阈值的情况下，控制功率变换电路的输出电压为第二目标输出电压，其中，第一输出电压阈值小于第二目标输出电压。
应理解的是，本申请上述多个方面的实现和有益效果可互相参考。
附图说明
图1是本申请提供的功率变换设备的应用场景示意图；
图2是本申请提供的功率变换设备的一结构示意图；
图3是本申请提供的功率变换设备的另一结构示意图；
图4是本申请提供的功率变换设备的一控制时序图；
图5a是本申请提供的功率变换设备的另一结构示意图；
图5b是本申请提供的功率变换设备的另一结构示意图；
图5c是本申请提供的功率变换设备的又一结构示意图；
图6是本申请提供的功率变换设备的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
本申请提供的功率变换设备可适用于逆变器、直流DC/直流DC变换器等，并应用在不同的应用场景，比如，光伏供电场景、储能供电场景、光储混合供电场景等。下面以光伏供电场景为例进行说明。
参见图1，图1是本申请提供的功率变换设备的应用场景示意图。如图1所示，在光伏供电场景下，本申请提供的功率变换设备可以为图1所示的DC/DC变换器，本申请提供的直流电源和设备负载分别为图1所示的光伏组串和逆变器。该DC/DC变换器的输入端连接光伏组串，输出端通过逆变器连接交流电网或者交流用电设备。该DC/DC变换器包括辅助电源、第一负载、DC/DC电路和控制器，其中，DC/DC电路的输入端和输出端分别连接DC/DC变换器的输入端和输出端，辅助电源的输入端连接DC/DC变换器的输入端或者输出端。
在光伏组串的输出电压达到辅助电源的工作电压阈值后，辅助电源开始工作。之后，在辅助电源的输出电压大于或者等于第一电压阈值的情况下，DC/DC变换器中的控制器控制第一负载接入DC/DC变换器中，在第一负载被接入DC/DC变换器时辅助电源的输出电压下降。第一负载接入DC/DC变换器后，在辅助电源的输出电压大于或者等于达到第二电压阈值的情况下，控制器控制第一负载从DC/DC变换器中断开，并控制辅助电源的输出电压为第一目标输出电压，其中，第一电压阈值小于第二电压阈值。之后，控制器控制DC/DC电路将光伏组串输入的直流电压进行直流变换后输出至逆变器的输入端。逆变器将其输入端输入的直流变换后的直流电逆变为交流电，从而实现对交流负载(如交流电网或者交流用电设备)的供电。
可以理解的，DC/DC变换器在辅助电源工作后，可通过在DC/DC变换器中接入第一负载后辅助电源的输出电压的变化趋势，来判断DC/DC变换器的输入电压(即光伏组串的输出电压)是否足够支撑辅助电源正常输出电压，若在DC/DC变换器中接入第一负载后，辅助电源的输出电压先下降后上升并可达到第二电压阈值，说明DC/DC变换器的输入电压足够支撑辅助电源稳定输出第一目标输出电压，则控制辅助电源的输出电压为第一目标输出电压，从而可避免辅助电源正常输出第一目标输出电压后由于光伏组串的输出电压较弱而出现反复重启的情况，从而可提高辅助电源工作后的稳定性，进而提高DC/DC变换器的稳定性。上述只是对本申请提供的功率变换设备的应用场景进行示例，而非穷举，本申请不对应用场景进行限制。
下面结合图2至图5c对本申请提供的功率变换设备的工作原理进行示例说明。
参见图2，图2是本申请提供的功率变换设备的一结构示意图。如图2所示，功率变换设备1的输入端连接直流电源，输出端连接设备负载。功率变换设备1包括辅助电源11、第一负载12、功率变换电路13和控制器14。其中，功率变换电路13的两个输入端分别连接功率变换设备1的第一输入端in11和第二输入端in12，两个输出端分别连接功率变换设备1的第一输出端out11和第二输出端out12。辅助电源11的两个输入端分别连接功率变换设备1的第一输入端in11和第二输入端in12。可选的，辅助电源11的两个输入端分别连接功率变换设备1的第一输出端out11和第二输出端out12。其中，直流电源可以是光伏组串、储能电池簇等。需要说明的是，在辅助电源11接在功率变换设备1的两个输出端之间时，功率变换设备1判断功率变换设备1的输入电压(即直流电源的输出电压)是否足够支撑辅助电源11正常输出电压的具体实现方式与辅助电源11接在功率变换设备1的两个输入端之间时的具体实现方式一致。
在一可选实施方式中，在功率变换设备1的输入电压达到辅助电源11的工作电压阈值时，辅助电源11开始工作，即辅助电源11开始输出电压。在辅助电源11开始工作后，在辅助电源11的输出电压达到第一电压阈值的情况下，控制器14控制第一负载12接入功率变换设备1中，第一负载12在被接入功率变换设备1中时辅助电源11的输出电压下降。第一负载12接入功率变换设备1后，在辅助电源11的输出电压达到第二电压阈值的情况下，说明功率变换设备1的输入能量足以支撑辅助电源11输出第一目标输出电压，则控制器14控制第一负载12从功率变换设备1中断开，并控制辅助电源11的输出电压为第一目标输出电压，其中，第一电压阈值小于第二电压阈值。
在本申请实施例中，功率变换设备1在辅助电源11工作后，可通过接入第一负载后辅助电源11的输出电压的变化趋势，来判断功率变换设备1的输入能量是否足够支撑辅助电源11正常输出电压，若在功率变换设备1中接入第一负载12后，辅助电源11的输出电压先下降后上升并可达到第二电压阈值，说明功率变换设备1的输入能量足够支撑辅助电源11正常输出第一目标输出电压，则控制辅助电源11的输出电压为第一目标输出电压，从而可避免辅助电源11正常输出第一目标输出电压后由于直流电源的输出电压较弱而出现反复重启的情况，从而可提高辅助电源11工作后的稳定性，进而提高功率变换设备1在启机时的稳定性。
参见图3，图3是本申请提供的功率变换设备的另一结构示意图。如图3所示，功率变换设备1包括辅助电源11、第一负载12、功率变换电路13、控制器14和第一开关S1。其中，第一负载12和第一开关S1串联在辅助电源11的输出端与参考地之间。可选的，第一负载12和第一开关S1还可以串联在功率变换设备1的第一输入端in11和第二输入端in12之间。可选的，第一负载12和第一开关S1还可以串联在功率变换设备1的第一输出端out11和第二输出端out12之间。这里，功率变换设备1中除第一负载12和第一开关S1之外的其他电路部分的具体连接关系请参见图2所示实施例中对应部分的描述，此处不再赘述。其中，第一负载12可以是硬件死负载，也可以是风扇等其他能耗外设或者电路。第一开关S1可以是电磁开关(如接触器或者继电器)、半导体开关(如三极管、MOS管)等。此外，第一负载12和第一开关S1不论是位于功率变换设备1的第一输入端in11和第二输入端in12之间，还是位于功率变换设备1的第一输出端out11和第二输出端out12之间，功率变换设备1的工作原理均与第一负载12和第一开关S1位于辅助电源11的输出端与参考地之间时功率变换设备1的工作原理相同。
在一可选实施方式中，在功率变换设备1的启动过程中，在功率变换设备1的输入电压达到辅助电源11的工作电压阈值时，辅助电源11开始工作，即辅助电源11开始输出电压。在辅助电源11开始工作后，在辅助电源11的输出电压达到第一电压阈值的情况下，控制器14控制第一负载12接入功率变换设备1中，第一负载12在被接入功率变换设备1中时辅助电源11的输出电压下降。第一负载12接入功率变换设备1后，在辅助电源11的输出电压达到第二电压阈值的情况下，则控制器14控制第一负载12从功率变换设备1中断开，并控制辅助电源11的输出电压为第一目标输出电压，其中，第一电压阈值小于第二电压阈值。
具体的，辅助电源11开始工作后，在辅助电源11的输出电压达到第一电压阈值的情况下，控制器14控制第一开关S1闭合，以使第一负载12接入辅助电源11的输出端与参考地之间。在第一负载12接入辅助电源11的输出电压与参考地之间时辅助电源11的输出电压下降。第一负载12接入辅助电源11的输出电压与参考地之间后，在辅助电源11的输出电压达到第二电压阈值的情况下，说明功率变换设备1的输入能量足够支撑辅助电源11正常输出第一目标输出电压，则控制器14控制第一开关S1断开，使第一负载12从辅助电源11的输出电压与参考地之间中断开，并通过控制辅助电源11中的电压控制电路，使辅助电源11的输出电压为第一目标输出电压。其中，第一电压阈值小于第二电压阈值。
反之，第一负载12接入辅助电源11的输出电压与参考地之间后，在辅助电源11的输出电压未达到第二电压阈值的情况下，说明功率变换设备1的输入能量无法支撑辅助电源11正常输出第一目标输出电压，则控制器14控制第一开关S1断开，并重新判断辅助电源11的输出电压是否达到第一电压阈值，直到辅助电源11的输出电压达到第一电压阈值，则重复本实施例中的步骤。
可以理解的，功率变换设备1在辅助电源11工作后，可通过在辅助电源11的输出电压与参考地之间接入第一负载后辅助电源11的输出电压的变化趋势，来判断功率变换设备1的输入能量是否足够支撑辅助电源11正常输出电压，若在辅助电源11的输出电压与参考地之间接入第一负载12后，辅助电源11的输出电压先下降后上升并可达到第二电压阈值，说明功率变换设备1的输入能量足够支撑辅助电源11正常输出第一目标输出电压，则控制辅助电源11的输出电压为第一目标输出电压，从而可避免辅助电源11正常输出第一目标输出电压后由于直流电源的输出电压较弱而出现反复重启的情况，从而可提高辅助电源11工作后的稳定性，进而提高功率变换设备1在启机时的稳定性。
可选的，功率变换设备1还可以基于功率变换设备1的输入电压，判断功率变换设备1的输入能量足够支撑辅助电源11正常输出第一目标输出电压。
具体的，辅助电源11开始工作后，在功率变换设备1的输入电压达到第三输入电压阈值的情况下，说明辅助电源11的输出电压达到第一电压阈值，则控制器14控制第一开关S1闭合，以使第一负载12接入辅助电源11的输出电压与参考地之间。在第一负载12接入辅助电源11的输出电压与参考地之间时功率变换设备1的输入电压下降。第一开关S1闭合后，在功率变换设备1的输入电压达到第四输入电压阈值的情况下，说明辅助电源11的输出电压达到第二电压阈值，从而可以得到功率变换设备1的输入能量足够支撑辅助电源11正常输出第一目标输出电压，则控制器14控制第一开关S1断开，并控制辅助电源11的输出电压为第一目标输出电压。其中，第三输入电压阈值小于第四输入电压阈值。
反之，第一负载12接入辅助电源11的输出端与参考地之间后，在功率变换设备1的输入电压未达到第四输入电压阈值的情况下，说明功率变换设备1的输入能量无法支撑辅助电源11正常输出第一目标输出电压，则控制器14控制第一开关S1断开，并重新判断功率变换设备1的输入电压是否达到第三输入电压阈值，直到功率变换设备1的输入电压达到第三输入电压阈值，则重复本实施例中的步骤。
可以理解的，功率变换设备1在辅助电源11工作后，还可以通过在接入第一负载后功率变换设备1的输入电压的变化趋势，来判断功率变换设备1的输入能量是否足够支撑辅助电源11正常输出电压，判断方式多样，灵活性高。
可选的，功率变换设备1还可以基于功率变换设备1的输出电压，判断功率变换设备1的输入能量足够支撑辅助电源11正常输出第一目标输出电压。
具体的，辅助电源11开始工作后，在功率变换设备1的输出电压达到第三输出电压阈值的情况下，说明辅助电源11的输出电压达到第一电压阈值，则控制器14控制第一开关S1闭合，以使第一负载12接入辅助电源11的输出端与参考地之间。在第一负载12接入辅助电源11的输出端与参考地之间时功率变换设备1的输出电压下降。第一开关S1闭合后，在功率变换设备1的输出电压达到第四输出电压阈值的情况下，说明辅助电源11的输出电压达到第二电压阈值，从而可以得到功率变换设备1的输入能量足够支撑辅助电源11正常输出第一目标输出电压，则控制器14控制第一开关S1断开，并控制辅助电源11的输出电压为第一目标输出电压。其中，第三输出电压阈值小于第四输出电压阈值。
反之，第一负载12接入辅助电源11的输出端与参考地之间后，在功率变换设备1的输出电压未达到第四输出电压阈值的情况下，说明功率变换设备1的输入能量无法支撑辅助电源11正常输出第一目标输出电压，则控制器14控制第一开关S1断开，并重新判断功率变换设备1的输入电压是否达到第三输出电压阈值，直到功率变换设备1的输出电压达到第三输入电压阈值，则重复本实施例中的步骤。
可以理解的，功率变换设备1在辅助电源11工作后，还可以通过接入第一负载后功率变换设备1的输出电压的变化趋势，来判断功率变换设备1的输入能量是否足够支撑辅助电源11正常输出电压，判断方式多样，灵活性高。
需要说明的是，本申请除了可以采用辅助电源11的输出电压、功率变换设备1的输入电压和输出电压中的任一电压来直接或者间接表征功率变换设备1的输入能量大小之外，还可以采用其它量值，本申请对此不做限制。此外，控制器14包括第一控制器141和第二控制器142，其中，第一控制器141用于控制辅助电源11，以及控制第一负载12否是接入辅助电源11的输出端与参考地之间。辅助电源11用于向第二控制器142供电。因此，在本实施例中对辅助电源11的控制都是由第一控制器141实现的。
为了方便理解，请参见图4，图4是本申请提供的功率变换设备的一控制时序图。如图4所示，在功率变换设备1开始启动后，在t0时刻，功率变换设备1的输入电压Vin1达到辅助电源11的工作电压阈值V0，辅助电源11开始工作，即辅助电源11开始输出电压,具体来讲，辅助电源11的输出电压Vout11从0开始上升。
在t0时刻至t1时刻内，辅助电源11的输出电压Vout11随着功率变换设备1的输入电压Vin1的上升而上升。
在t1时刻，辅助电源11的输出电压Vout11基于功率变换设备1的输入电压Vin1上升至第一电压阈值V1，则控制器14向第一开关S1输出高电平的控制信号G_S1，以控制第一开关S1闭合，使第一负载12接入辅助电源11的输出端与参考地之间。在第一负载12接入辅助电源11的输出端与参考地之间时，辅助电源11的输出电压Vout11和功率变换设备1的输入电压Vin1均下降。
在t1时刻至t2时刻内，辅助电源11的输出电压Vout11和功率变换设备1的输入电压Vin1均下降。
在t2时刻，辅助电源11的输出电压Vout11小于第二电压阈值V2，说明功率变换设备1的输入电压Vin1无法支撑辅助电源11正常工作，则控制器14停止向第一开关S1输出高电平的控制信号G_S1，以控制第一开关S1断开，使第一负载12从辅助电源11的输出端与参考地之间断开。
在t2时刻至t5时刻内，控制器14重新根据辅助电源11的输出电压Vout11判断是否接入第一负载12，与t2时刻至t5时刻对应时间段内的控制逻辑相同，此处不再展开描述。
在t5时刻，辅助电源11的输出电压Vout11基于功率变换设备1的输入电压Vin1上升至第一电压阈值V1，则控制器14向第一开关S1输出高电平的控制信号G_S1，以控制第一开关S1闭合，使第一负载12接入辅助电源11的输出端与参考地之间。在第一负载12接入辅助电源11的输出端与参考地之间时，辅助电源11的输出电压Vout11和功率变换设备1的输入电压Vin1均下降。
在t5时刻至t6时刻内，辅助电源11的输出电压Vout11和功率变换设备1的输入电压Vin1均在短暂下降后上升。
在t6时刻，辅助电源11的输出电压Vout11上升至第二电压阈值V2，说明功率变换设备1的输入电压Vin1足够支撑辅助电源11正常工作，则控制器14停止向第一开关S1输出高电平的控制信号G_S1，以控制第一开关S1断开，使第一负载12从辅助电源11的输出端与参考地之间断开，并控制辅助电源11输出第一目标输出电压。
在本申请实施例中，功率变换设备1在辅助电源11开始工作后，可通过接入第一负载12后，辅助电源11的输出电压、功率变换设备1的输入电压和功率变换设备1的输出电压三种可以表征功率变换设备1的输入能量的电压中任一种电压的变化趋势，来判断功率变换设备1的输入能量是否足够支撑辅助电源11正常输出电压，并在确定功率变换设备1的输入能量足够支撑辅助电源11正常输出第一目标输出电压后，控制辅助电源11的输出电压为第一目标输出电压，从而可避免辅助电源11正常输出第一目标输出电压后由于直流电源的输出电压较弱而出现反复重启的情况，从而可提高辅助电源11工作后的稳定性，进而提高功率变换设备1在启机时的稳定性。此外，功率变换设备1用于判断功率变换设备1的输入能量是否足够支撑辅助电源11正常输出电压的方式多样，灵活性高。
参见图5a，图5a是本申请提供的功率变换设备的另一结构示意图。如图5a所示，功率变换设备1包括辅助电源11、第一负载12、功率变换电路13、控制器14、输入继电器15、第二负载16、第一开关S1和第二开关S2。其中，功率变换设备1的第一输入端in11通过输入继电器15连接功率变换电路13的第一输入端。第一负载12和第一开关S1串联在辅助电源11的输出端与参考地之间，第二负载16和第二开关S2串联在控制器14与参考地之间。可选的，第二负载16和第二开关S2还可以串联在功率变换设备1的第一输入端in11和第二输入端in12之间。可选的，第二负载16和第二开关S2还可以串联在功率变换设备1的第一输出端out11和第二输出端out12之间。这里，功率变换设备1中除第二负载16和第二开关S2之外的其他电路部分的具体连接关系请参见图2所示实施例中对应部分的描述，此处不再赘述。其中，第一负载12和第二负载16可以是硬件死负载，也可以是风扇等其他能耗外设或者电路。第一开关S1和第二开关S2可以是电磁开关(如接触器或者继电器)、半导体开关(如三极管、MOS管)等。此外，第二负载16和第二开关S2不论是位于功率变换设备1的第一输入端in11和第二输入端in12之间，还是位于功率变换设备1的第一输出端out11和第二输出端out12之间，还是位于辅助电源11的输出端与参考地之间，功率变换设备1的工作原理均与第二负载16和第二开关S2位于控制器14与参考地之间时功率变换设备1的工作原理相同。
在一可选实施方式中，在功率变换设备1的输入电压达到辅助电源11的工作电压阈值时，辅助电源11开始工作。在辅助电源11开始工作后，在辅助电源11的输出电压达到第一电压阈值的情况下，控制器14控制第一开关S1闭合，以使第一负载12接入辅助电源11的输出端与参考地之间，在第一负载12接入辅助电源11的输出端与参考地之间时辅助电源11的输出电压下降。第一负载12接入辅助电源11的输出端与参考地之间后，在辅助电源11的输出电压达到第二电压阈值的情况下，说明功率变换设备1的输入能量足够支撑辅助电源11正常输出第一目标输出电压，则控制器14控制第一开关S1断开，使第一负载12从辅助电源11的输出端与参考地之间断开，并通过控制辅助电源11中的电压控制电路，使辅助电源11的输出电压为第一目标输出电压。这里，控制器14控制辅助电源11的输出电压为第一目标输出电压的具体实现方式请参见图3所示实施例中对应部分的描述，此处不再赘述。
在一可选实施例中，在辅助电源11的输出电压为第一目标输出电压后，控制器14控制第二开关S2闭合，以使第二负载16接入控制器14与参考地之间，第二负载16被接入控制器14与参考地之间时功率变换设备1的输入电压下降。第二负载16接入控制器14与参考地之间后，在功率变换设备1的输入电压大于第一输入电压阈值的情况下，说明功率变换设备1的输入能量足够支撑输入继电器15稳定闭合，则控制器14控制第二开关S2断开，以使第二负载16从控制器14与参考地之间断开，并控制输入继电器15闭合。其中，第一输入电压阈值大于继电器工作电压阈值，第一输入电压阈值小于功率变换设备1的输入欠压阈值，继电器工作电压阈值大于辅助电源11的工作电压阈值。其中，功率变换设备1的输入欠压阈值小于或者等于功率变换设备1的输入电压工作范围中的最小值。
反之，第二负载16接入控制器14与参考地之间后，在功率变换设备1的输入电压小于或者等于第一输入电压阈值的情况下，说明功率变换设备1的输入能量无法支撑输入继电器15稳定闭合，则控制器14控制第二开关S2断开，以使第二负载16从控制器14与参考地之间断开，并等待功率变换设备1的输入电压恢复达到预设输入电压值后，控制器14重新将第二负载16接入控制器14与参考地之间，并判断功率变换设备1的输入电压是否达到第一输入电压阈值，重复本实施例中的步骤。
在另一可选实施例中，在辅助电源11的输出电压为第一目标输出电压后，控制器14控制第二开关S2闭合，以使第二负载16接入控制器14与参考地之间，第二负载16被接入控制器14与参考地之间时功率变换设备1的输入电压下降。第二负载16接入控制器14与参考地之间后，在功率变换设备1的输入电压大于第一输入电压阈值的持续时长大于预设时长阈值的情况下，说明功率变换设备1的输入能量足够支撑输入继电器15稳定闭合，则控制器14控制第二开关S2断开，以使第二负载16从控制器14与参考地之间断开，并控制输入继电器15闭合。其中，第一输入电压阈值大于继电器工作电压阈值，第一输入电压阈值小于功率变换设备1的输入欠压阈值，继电器工作电压阈值大于辅助电源11的工作电压阈值。
反之，第二负载16接入控制器14与参考地之间后，在功率变换设备1的输入电压大于第一输入电压阈值的持续时长小于或者等于预设时长阈值的情况下，说明功率变换设备1的输入能量无法支撑输入继电器15稳定闭合，则控制器14控制第二开关S2断开，以使第二负载16从控制器14与参考地之间断开，并等待功率变换设备1的输入电压恢复达到预设输入电压值后，控制器14重新将第二负载16接入控制器14与参考地之间，并判断功率变换设备1的输入电压达到第一输入电压阈值的持续时长是否大于预设时长阈值，重复本实施例中的步骤。
在另一可选实施例中，在辅助电源11的输出电压为第一目标输出电压后，控制器14控制第二开关S2闭合，以使第二负载16接入控制器14与参考地之间，第二负载16被接入控制器14与参考地之间时功率变换设备1的输出电压下降。第二负载16接入控制器14与参考地之间后，在功率变换设备1的输出电压大于第二输出电压阈值的情况下，说明功率变换设备1的输入能量足够支撑输入继电器15稳定闭合，则控制器14控制第二开关S2断开，以使第二负载16从控制器14与参考地之间断开，并控制输入继电器15闭合。其中，第二输出电压阈值大于继电器工作电压阈值，继电器工作电压阈值大于辅助电源11的工作电压阈值。
反之，第二负载16接入控制器14与参考地之间后，在功率变换设备1的输出电压小于或者等于第二输出电压阈值的情况下，说明功率变换设备1的输入能量无法支撑输入继电器15正常闭合，则控制器14控制第二开关S2断开，以使第二负载16从控制器14与参考地之间断开，并等待功率变换设备1的输出电压恢复达到预设输出电压值后，控制器14重新将第二负载16接入控制器14与参考地之间，并判断功率变换设备1的输出电压是否达到第二输出电压阈值，重复本实施例中的步骤。
需要说明的是，由于在输入继电器15闭合前，功率变换电路13处于直通模式，即功率变换电路13的输入端与输出端直接连通，又由于功率变换设备1中有输入继电器15并联的电阻，因此，功率变换设备1的输入电压基本可以直接传输至功率变换设备1的输出端，从而本申请可以通过功率变换设备1的输出电压判断功率变换设备1的输入能量的大小。
在又一可选实施例中，在辅助电源11的输出电压为第一目标输出电压后，控制器14控制第二开关S2闭合，以使第二负载16接入控制器14与参考地之间，第二负载16被接入控制器14与参考地之间时功率变换设备1的输出电压下降。第二负载16接入控制器14与参考地之间后，在功率变换设备1的输出电压大于第二输出电压阈值的持续时长大于预设时长阈值的情况下，说明功率变换设备1的输入能量足够支撑输入继电器15稳定闭合，则控制器14控制第二开关S2断开，以使第二负载16从控制器14与参考地之间断开，并控制输入继电器15闭合。其中，第二输出电压阈值大于继电器工作电压阈值，继电器工作电压阈值大于辅助电源11的工作电压阈值。
反之，第二负载16接入控制器14与参考地之间后，在功率变换设备1的输出电压大于第二输出电压阈值的持续时长小于或者等于预设时长阈值的情况下，说明功率变换设备1的输入能量无法支撑输入继电器15稳定闭合，则控制器14控制第二开关S2断开，以使第二负载16从控制器14与参考地之间断开，并等待功率变换设备1的输出电压恢复达到预设输出电压值后，控制器14重新将第二负载16接入控制器14与参考地之间，并判断功率变换设备1的输出电压达到第二输出电压阈值的持续时长是否大于预设时长阈值，重复本实施例中的步骤。
为了方便理解，请再参见图4，如图4所示，在辅助电源11的输出电压Vout11为第一目标输出电压后，控制器14中的第二控制器142初始化完成后，在t7时刻，控制器14向第二开关S2输出高电平的控制信号G_S2，以控制第二开关S2闭合，使第二负载16接入控制器14与参考地之间。在第二负载16接入控制器14与参考地之间时，功率变换设备1的输入电压Vin1下降。
在t7时刻至t8时刻内，功率变换设备1的输入电压Vin1下降且始终大于第一输入电压阈值V3，辅助电源11的输出电压Vout11稳定在第一目标输出电压。
在t8时刻，功率变换设备1的输入电压Vin1下降至第一输入电压阈值V3，且从第二负载16接入控制器14与参考地之间开始计时，即从t7时刻开始，功率变换设备1的输入电压Vin1大于第一输入电压阈值V3的持续时长，即t7时刻至t8时刻对应的时长，小于预设时长阈值，说明功率变换设备1的输入电压Vin1无法足够支撑输入继电器15稳定闭合，则控制器14停止向第二开关S2输出高电平的控制信号G_S2，以控制第二开关S2断开，使第二负载16从控制器14与参考地之间断开。
在t8时刻至t9时刻内，功率变换设备1的输入电压Vin1开始逐渐恢复，与此同时，控制器14等待功率变换设备1的输入电压Vin1再次恢复，达到输入电压阈值。
在t9时刻，功率变换设备1的输入电压Vin1达到输入电压阈值，则控制器14向第二开关S2输出高电平的控制信号G_S2，以控制第二开关S2闭合，使第二负载16再次接入控制器14与参考地之间。在第二负载16接入控制器14与参考地之间时，功率变换设备1的输入电压Vin1下降。
在t9时刻至t10时刻内，功率变换设备1的输入电压Vin1始终大于第一输入电压阈值V3。
在t10时刻，功率变换设备1的输入电压Vin1大于第一输入电压阈值V3的持续时长T大于预设时长阈值，说明功率变换设备1的输入电压Vin1足够支撑输入继电器15稳定闭合，则控制器14停止向第二开关S2输出高电平的控制信号G_S2，以控制第二开关S2断开，使第二负载16从控制器14与参考地之间断开，并控制输入继电器15闭合。
可以理解的，在辅助电源11输出第一目标输出电压后，功率变换设备1可以通过接入第二负载16后功率变换设备1的输入电压或者输出电压，判断功率变换设备1的输入能量能否足够支撑输入继电器15稳定闭合，并在确定功率变换设备1的输入能量足够支撑输入继电器15稳定闭合时控制输入继电器15闭合，可有效避免功率变换设备1的输入能量不足而反复断开闭合的情况，从而提高输入继电器15的使用寿命，并提高输入继电器15闭合后的稳定性，进而提高功率变换设备1启机时的稳定性。
在输入继电器15闭合后，控制器14开始向功率变换电路13中的开关管发送功率驱动波(即PWM波)，以使功率变换电路13的输出电压增大，从而使功率变换设备1开始进入缓起阶段，即功率变换电路13进入缓起阶段。
在一可选实施例中，在缓起阶段，一旦功率变换设备1的输入电压小于第二输入电压阈值，说明功率变换设备1的输入能量无法支撑功率变换电路13正常进行输出缓起至第二目标输出电压，则控制器14停止向功率变换电路13中的开关管发送功率驱动波，以使功率变换电路13停止工作，其中，第二输入电压阈值大于辅助电源11的工作电压阈值且小于功率变换设备1的输入欠压阈值。并在功率变换电路13停止工作预设时长后，控制器14控制功率变换电路13重新进入缓起阶段。反之，在缓起阶段，若功率变换设备1的输入电压始终大于或者等于第二输入电压阈值，则控制器14继续向功率变换电路13中的开关管发送功率驱动波，直至功率变换电路13的输出电压为第二目标输出电压。
在另一可选实施例中，在缓起阶段，在功率变换电路13的输出电压增大第一预设时长后，若功率变换电路13的输出电压小于第一输出电压阈值，说明功率变换设备1的输入能量无法支撑功率变换电路13正常进行输出缓起至第二目标输出电压，则控制器14停止向功率变换电路13中的开关管发送功率驱动波，以使功率变换电路13停止工作，其中，第一输出电压阈值大于辅助电源11的工作电压阈值且小于第二目标输出电压。并在功率变换电路13停止工作预设时长后，控制器14控制功率变换电路13重新进入缓起阶段。反之，在功率变换电路13的输出电压增大第一预设时长后，若功率变换设备1的输出电压大于或者等于第一输出电压阈值，则控制器14继续向功率变换电路13中的开关管发送功率驱动波，直至功率变换电路13的输出电压为第二目标输出电压。
可以理解的，功率变换设备1在缓起阶段，可根据功率变换设备1的输入电压或者输出电压，判断功率变换设备1的输入能量是否出现突然变弱而导致该输入能量不足以支撑功率变换电路13输出第二目标输出电压的情况，并在功率变换设备1的输入能量出现突然变弱情况时，及时控制功率变换电路13停止工作，从而可避免由于功率变换设备1的输入能量被功率变换电路13拉垮而导致辅助电源11掉电重启和输入继电器15反复断开闭合的情况，进而可提高功率变换设备1在缓起阶段的可靠性和稳定性。
在功率变换电路13的输出电压为第二目标输出电压后，即功率变换设备1进入正常工作阶段，在正常工作阶段，控制器14控制功率变换电路13的输出电压保持在第二目标输出电压。
在一可选实施例中，在正常工作阶段，控制器14在功率变换设备1的输入电压小于第五输入电压阈值的情况下，说明功率变换设备1的输入能量无法支撑功率变换电路13正常输出第二目标输出电压，则控制器14控制功率变换电路13停止工作。反之，在功率变换设备1的输入电压达到第六输入电压阈值的情况下，控制器14向功率变换电路13中的开关管输出占空比为目标占空比的功率驱动波，以使功率变换电路13的输出电压为第二目标输出电压。其中，第五输入电压阈值大于辅助电源11的工作电压阈值且小于功率变换设备1的输入欠压阈值，第六输入电压阈值大于或者等于功率变换设备1的输入欠压阈值。
在另一可选实施例中，在正常工作阶段，控制器14在功率变换设备1的输入电压小于第二输入电压阈值的情况下，说明功率变换设备1的输入能量无法支撑功率变换电路13正常输出第二目标输出电压，则控制器14停止向功率变换电路13中的开关管发送功率驱动波，以使功率变换电路13停止工作。反之，在功率变换设备1的输入电压达到第六输入电压阈值的情况下，控制器14控制功率变换电路13的输出电压为第二目标输出电压。其中，第二输入电压阈值大于第五输入电压阈值且小于功率变换设备1的输入欠压阈值。
在又一可选实施例中，在正常工作阶段，在功率变换电路13的输出电压小于第一输出电压阈值的情况下，说明功率变换设备1的输入能量无法支撑功率变换电路13正常输出第二目标输出电压，则控制器14停止向功率变换电路13中的开关管发送功率驱动波，以使功率变换电路13停止工作。反之，在功率变换设备1的输入电压达到第六输入电压阈值的情况下，控制器14控制功率变换电路13的输出电压为第二目标输出电压。
可以理解的，功率变换设备1在正常工作阶段，可根据功率变换设备1的输入电压或者输出电压，判断功率变换设备1的输入能量是否出现突然变弱而导致该输入能量不足以支撑功率变换电路13输出第二目标输出电压的情况，并在功率变换设备1的输入能量出现突然变弱情况时，及时控制功率变换电路13停止工作，从而可避免由于功率变换设备1的输入能量被功率变换电路13拉垮而导致辅助电源11掉电重启和输入继电器15反复断开闭合的情况，进而可提高功率变换设备1在正常工作阶段的可靠性和稳定性。
为了方便理解，示例性的，请再参见图4，如图4所示，在t11时刻，控制器14向输入继电器15输出高电平的控制信号G_15，以控制输入继电器15闭合。
在输入继电器15闭合后的t12时刻，控制器14开始向功率变换电路13中的开关管输出占空比为初始占空比的功率驱动波G_13，以使功率变换电路13开始进入缓起阶段。
在t12时刻至t13时刻内，由于功率变换设备1的输入电压Vin1始终大于第二输入电压阈值V4，因此控制器14依次输出占空比逐渐增大的功率驱动波G_15，以使功率变换电路13的输出电压逐渐增大。
在t13时刻，功率变换设备1的输入电压Vin1小于第二输入电压阈值V4，由于第二输入电压阈值V4小于功率变换设备1的输入欠压阈值，因此说明功率变换设备1的输入电压Vin1达不到功率变换设备1的输入电压工作范围，则控制器14停止向功率变换电路13中的开关管发送功率驱动波G_15，以使功率变换电路13停止工作。
在t13时刻至t14时刻内，功率变换设备1的输入电压Vin1开始逐渐上升恢复。
在t14时刻，控制器14重新向功率变换电路13中的开关管输出占空比为初始占空比的功率驱动波G_13，以使功率变换电路13重新进入缓起阶段。
在t14时刻至t15时刻内，由于功率变换设备1的输入电压Vin1始终大于第二输入电压阈值V4，因此，控制器14继续向功率变换电路13中的开关管依次输出占空比逐渐增大的功率驱动波G_13，并在向功率变换电路13中的开关管输出占空比为目标占空比的功率驱动波G_13后，功率变换电路13的缓起阶段结束，开始进入正常工作阶段，则控制器14保持向功率变换电路13中的开关管输出的功率驱动波G_13的占空比为目标占空比，以使功率变换电路13的输出电压在上升至第二目标输出电压后，始终保持在第二目标输出电压。
在t15时刻，功率变换设备1的输入电压Vin1小于第五输入电压阈值V5，由于小于功率变换设备1的输入欠压阈值，因此说明功率变换设备1的输入电压Vin1达不到功率变换设备1的输入电压工作范围，则控制器14停止向功率变换电路13中的开关管输出功率驱动波G_13，以使功率变换电路13停止工作。
在t15时刻至t16时刻内，功率变换设备1的输入电压Vin1开始逐渐上升恢复，与此同时，控制器14等待功率变换设备1的输入电压Vin1是否达到第六输入电压阈值V6。
在t16时刻，功率变换设备1的输入电压Vin1达到第六输入电压阈值V6，则控制器14向功率变换电路13中的开关管输出占空比为目标占空比的功率驱动波G_13，以使功率变换电路13进入正常工作阶段。
在t16时刻之后，功率变换设备1的输入电压Vin1始终大于第五输入电压阈值V5，则控制器14继续向功率变换电路13中的开关管输出占空比为目标占空比的功率驱动波G_13。
在本申请实施例中，功率变换设备1可以基于表征功率变换设备1的输入能量的量值(如辅助电源11的输出电压、功率变换设备1的输入电压或者输出电压)，判断功率变换设备1在不同阶段(如启机阶段、缓起阶段和正常工作阶段)是否出现输入能量突然变弱的情况，并在不同阶段出现输入能量突然变弱时，采取对应的措施，从而可避免不同阶段出现输入能量变弱时辅助电源11反复重启、输入继电器15反复断开闭合的情况，从而提高功率变换设备1在弱源场景下运行时的可靠性和稳定性，以及提高对直流电源所输出能量的利用效率。
可选的，本申请中的第一负载12和第二负载16可以是图5a所示的不同负载之外，还可以是同一负载，具体请参见图5b。如图5b所示，辅助电源11的输出端依次通过第一开关S1和第一负载12连接参考地，控制器14依次通过第二开关S2和第一负载12连接参考地。
在图5b对应实施例中，功率变换设备1的工作原理与图5a所示实施例中的工作原理一致，此处不再赘述。
在本申请实施例中，功率变换设备1不仅可避免不同阶段出现输入能量变弱时辅助电源11反复重启、输入继电器15反复断开闭合的情况，提高功率变换设备1在弱源场景下运行时的可靠性和稳定性，还可以通过共用同一负载的方式，降低功率变换设备1的电路成本。
可选的，本申请中的第一负载12和第二负载16可以是图5b所示的同一负载之外，第一开关S1和第二开关S2还可以是同一开关，具体请参见图5c。如图5c所示，第一开关S1和第一负载12串联在功率变换设备1的第一输入端in11和第二输入端in12之间，也即第二开关S2和第二负载16串联在功率变换设备1的第一输入端in11和第二输入端in12之间。
这里，只需将图5a所示实施例中的第二开关S2和第二负载16分别替换为第一开关S1和第一负载12即可得到图5c所示实施例中功率变换设备1的工作原理，此处不再赘述。
在本申请实施例中，功率变换设备1不仅可避免不同阶段出现输入能量变弱时辅助电源11反复重启、输入继电器15反复断开闭合的情况，提高功率变换设备1在弱源场景下运行时的可靠性和稳定性，还可以通过共用同一负载以及共用同一回路的方式，进一步降低功率变换设备1的电路成本。
需要说明的是，本申请中主要介绍了功率变换设备1在辅助电源11工作后采用图4所示的第一级控制，在辅助电源11的输出电压为第一目标输出电压后采用图4所示的第二级控制，在输入继电器15闭合后采用图4所示的第三级控制，在功率变换电路13输出第二目标输出电压后采用图4所示的第四级控制。在实际应用场景中，可以根据弱源场景下对输入能量的检测精度和设备运行可靠性的需求，对上述各级控制方案进行灵活组合设计，使得上述控制方案的总级数并不限定于四级。示例性的，若第一级控制中采用通过投切第一负载12的方式判断功率变换设备1的输入能量的大小，且用于判断输入能量大小的阈值中包含输入继电器闭合能力的阈值，则可以将第一级控制和第二级控制合一，整个方案只需采用第一级控制、第三级控制和第四级控制方案即可。
参见图6，图6是本申请提供的功率变换设备的控制方法的流程示意图。本申请实施例提供的功率变换设备的控制方法适用于图2、图3、图5a、图5b和图5c所示的功率变换设备1。功率变换设备的控制方法可包括步骤：
S101，在辅助电源工作后，在辅助电源的输出电压大于或者等于第一电压阈值时，控制第一负载接入功率变换设备中。
其中，在第一负载接入功率变换设备时，辅助电源的输出电压下降。
S102，第一负载接入功率变换设备后，在辅助电源的输出电压大于或者等于第二电压阈值时，控制第一负载从功率变换设备中断开，并控制辅助电源的输出电压为第一目标输出电压。
其中，第一电压阈值小于第二电压阈值。
具体的，第一负载接入功率变换设备后，在辅助电源的输出电压大于或者等于第二电压阈值时，说明辅助电源的输出电压并未在接入第一负载后被拉垮，可以得到功率变换设备的输入能量足够支持辅助电源稳定输出第一目标输出电压，则控制第一负载从功率变换设备中断开，并控制辅助电源的输出电压为第一目标输出电压。
具体实现中，本申请提供的功率变换设备的控制方法中功率变换设备所执行的更多操作可参见图2、图3、图5a、图5b和图5c所示的功率变换设备1所执行的实现方式，在此不再赘述。
本申请实施例中，功率变换设备可以基于表征功率变换设备的输入能量的量值(如辅助电源的输出电压、功率变换设备的输入电压或者输出电压)，判断功率变换设备在不同阶段(如启机阶段、缓起阶段和正常工作阶段)是否出现输入能量突然变弱的情况，并在不同阶段出现输入能量突然变弱时，采取对应的措施，从而可避免不同阶段出现输入能量变弱时辅助电源反复重启、输入继电器反复断开闭合的情况，从而提高功率变换设备在弱源场景下运行时的可靠性和稳定性。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (16)

1.一种功率变换设备，其特征在于，所述功率变换设备的输入端和输出端分别连接直流电源和设备负载，所述功率变换设备包括辅助电源、第一负载、功率变换电路和控制器，其中：
所述功率变换电路的输入端和输出端分别连接所述功率变换设备的输入端和输出端；
所述辅助电源的输入端连接所述功率变换设备的输入端或者输出端；
所述控制器，用于在所述辅助电源工作后，在所述辅助电源的输出电压大于或者等于第一电压阈值时，控制所述第一负载接入到所述功率变换设备中，以使所述辅助电源的输出电压下降；所述第一负载接入到所述功率变换设备后，在所述辅助电源的输出电压大于或者等于第二电压阈值时，控制所述第一负载从所述功率变换设备中断开，并控制所述辅助电源的输出电压为第一目标输出电压；其中，所述第一电压阈值小于所述第二电压阈值。
2.根据权利要求1所述的功率变换设备，其特征在于，所述控制所述第一负载接入到所述功率变换设备中包括：
所述控制器用于控制所述第一负载接入到所述功率变换设备的第一输入端和第二输入端之间，或者控制所述第一负载接入到所述功率变换设备的第一输出端和第二输出端之间，或者控制所述第一负载接入到所述辅助电源的输出端与参考地之间。
3.根据权利要求1或2所述的功率变换设备，其特征在于，所述功率变换设备还包括输入继电器和第二负载，所述功率变换电路的输入端通过所述输入继电器连接所述功率变换设备的第一输入端；
所述控制器还用于在控制所述辅助电源的输出电压为所述第一目标输出电压后，控制所述第二负载接入所述功率变换设备中，以使所述功率变换设备的输入电压下降；所述第二负载接入所述功率变换设备后，在所述功率变换设备的输入电压大于第一输入电压阈值时，控制所述第二负载从所述功率变换设备中断开，并控制所述输入继电器闭合；其中，所述第一输入电压阈值大于继电器工作电压阈值。
4.根据权利要求3所述的功率变换设备，其特征在于，所述控制器用于，在所述功率变换设备的输入电压大于所述第一输入电压阈值的持续时长大于预设时长阈值时，控制所述第二负载从所述功率变换设备中断开，并控制所述输入继电器闭合。
5.根据权利要求3或4所述的功率变换设备，其特征在于，所述控制所述第二负载接入所述功率变换设备中包括：
所述控制器用于控制所述第二负载接入所述功率变换设备的第一输入端与第二输入端之间，或者控制所述第二负载接入所述功率变换设备的第一输出端与第二输出端之间，或者控制所述第二负载接入所述辅助电源的输出端与参考地之间，或者控制所述第二负载接入所述控制器与所述参考地之间。
6.根据权利要求3-5任一项所述的功率变换设备，其特征在于，所述控制器还用于，在所述输入继电器闭合后，控制所述功率变换电路开始工作；在所述功率变换设备的输入电压小于第二输入电压阈值时，控制所述功率变换电路停止工作；其中，所述第二输入电压阈值小于所述功率变换设备的输入欠压阈值。
7.根据权利要求3-5任一项所述的功率变换设备，其特征在于，所述控制器还用于，在所述输入继电器闭合后，控制所述功率变换电路的输出电压增大；在第一预设时长后，所述功率变换设备的输出电压小于第一输出电压阈值时，控制所述功率变换电路停止工作。
8.根据权利要求7所述的功率变换设备，其特征在于，所述控制器还用于，在所述第一预设时长后，所述功率变换设备的输出电压大于或者等于所述第一输出电压阈值时，控制所述功率变换电路的输出电压为第二目标输出电压；其中，所述第一输出电压阈值小于所述第二目标输出电压。
9.一种功率变换设备的控制方法，其特征在于，所述功率变换设备的输入端和输出端分别连接直流电源和设备负载，所述功率变换设备包括辅助电源、第一负载和功率变换电路，其中：所述功率变换电路的输入端和输出端分别连接所述功率变换设备的输入端和输出端；所述辅助电源的输入端连接所述功率变换设备的输入端或者输出端；
所述方法包括：
在所述辅助电源工作后，在所述辅助电源的输出电压大于或者等于第一电压阈值的情况下，控制所述第一负载接入所述功率变换设备中，以使所述辅助电源的输出电压下降；
所述第一负载接入所述功率变换设备后，在所述辅助电源的输出电压大于或者等于第二电压阈值的情况下，控制所述第一负载从所述功率变换设备中断开，并控制所述辅助电源的输出电压为第一目标输出电压；其中，所述第一电压阈值小于所述第二电压阈值。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述功率变换设备的输入端包括第一输入端和第二输入端，所述功率变换设备的输出端包括第一输出端和第二输出端；
所述控制所述第一负载接入所述功率变换设备中，包括：
控制所述第一负载接入所述功率变换设备的第一输入端和第二输入端之间，或者控制所述第一负载接入所述功率变换设备的第一输出端和第二输出端之间，或者控制所述第一负载接入所述辅助电源的输出端与参考地之间。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述功率变换设备还包括输入继电器和第二负载，所述功率变换电路的输入端通过所述输入继电器连接所述功率变换设备的输入端；
所述方法还包括：
在控制所述辅助电源的输出电压为所述第一目标输出电压后，控制所述第二负载接入所述功率变换设备中，以使所述功率变换设备的输入电压下降；
所述第二负载接入所述功率变换设备后，在所述功率变换设备的输入电压大于第一输入电压阈值时，控制所述第二负载从所述功率变换设备中断开，并控制所述输入继电器闭合，其中，所述第一输入电压阈值大于继电器工作电压阈值。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述在所述功率变换设备的输入电压大于第一输入电压阈值时，控制所述第二负载从所述功率变换设备中断开，并控制所述输入继电器闭合，包括：
在所述功率变换设备的输入电压大于所述第一输入电压阈值的持续时长大于预设时长阈值时，控制所述第二负载从所述功率变换设备中断开，并控制所述输入继电器闭合。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述功率变换设备的输入端包括第一输入端和第二输入端，所述功率变换设备的输出端包括第一输出端和第二输出端，所述功率变换电路的输入端通过所述输入继电器连接所述功率变换设备的第一输入端，所述功率变换设备还包括控制器；
所述控制所述第二负载接入所述功率变换设备中，包括：
控制所述第二负载接入所述功率变换设备的第一输入端与第二输入端之间，或者控制所述第二负载接入所述功率变换设备的第一输出端与第二输出端之间，或者控制所述第二负载接入所述辅助电源的输出端与参考地之间，或者控制所述第二负载接入所述控制器与所述参考地之间。
14.根据权利要求11-13任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还用于：
在所述输入继电器闭合后，控制所述功率变换电路开始工作；在所述功率变换设备的输入电压未达到第二输入电压阈值时，控制所述功率变换电路停止工作，其中，所述第二输入电压阈值小于所述功率变换设备的输入欠压阈值。
15.根据权利要求11-13任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还用于：
在所述输入继电器闭合后，控制所述功率变换电路的输出电压增大；在第一预设时长后，所述功率变换设备的输出电压小于第一输出电压阈值时，控制所述功率变换电路停止工作。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述第一预设时长后，所述功率变换设备的输出电压大于或者等于所述第一输出电压阈值时，控制所述功率变换电路的输出电压为第二目标输出电压，其中，所述第一输出电压阈值小于所述第二目标输出电压。
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