CN116488527A - 一种自适应负载启动电源及其启动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应负载启动电源及其启动方法，其中，自适应负载启动电源包括电压发生器和控制器，电压发生器用于产生交流电源；控制器连接于所述电压发生器与外接负载之间，用于判断所接的负载类型，并根据负载类型调整电压发生器的输出特性。本发明可根据接入的负载类型自适应调节电源的输出特性，避免因瞬间电流过大导致电源无法正常工作。

Description

一种自适应负载启动电源及其启动方法

技术领域

本发明涉及启动电源技术领域，特别是涉及一种自适应负载启动电源及其启动方法。

背景技术

目前市面上的负载类型有三种，分别为容性负载，感性负载，阻性负载。交流电产生的正弦波可以表达为A决定幅值，ω决定周期，周期T＝2π/w，/>决定相位角，即y＝Asin(ωx)在x轴方向的移动距离。施加在负载上的电压超前于负载电流的，属于感性负载，电流方向滞后于电压方向90°；施加在负载上的电压滞后于负载电流的，属于容性负载，电流方向超前电压方向90°；施加在负载上的电压与电流同相的，属于阻性负载，负载电流负载电压没有相位差，三种负载的工作波形如图1所示。常见的感性负载电风扇，空调等带有旋转电机的负载，容性负载有自镇流灯等，阻性负载有白炽灯，电热丝等。

感性负载接入交流旋转电机时，启动电流一般为额定电流的4-7倍，由于瞬间电流过大，且交流电源内部设有过流保护，可能会造交流电源直接保护无法正常输出。而容性负载接入交流旋转电机时，在电源启动时由于其电容特性，两端电压不能突变，瞬间的冲击电流也会非常大，同样可能造成交流电源直接保护无法正常输出。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种自适应负载启动电源及其启动方法，能够解决电源接入容性负载或感性负载时容易出现瞬间电流过大而导致电源无法正常工作的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自适应负载启动电源，包括：

电压发生器，用于产生交流电源；

控制器，连接于所述电压发生器与外接负载之间，用于判断所接的负载类型，并根据负载类型调整电压发生器的输出特性。

优选的，所述电压发生器为正弦波电压发生器。

优选的，所述控制器包括：

电流检测模块，与所述电压发生器相连接，用于检测电源输出的电流；

电压检测模块，与所述电压发生器相连接，用于检测电源输出的电压；以及

MCU控制模块，与所述电压发生器、所述电流检测模块和所述电压检测模块分别相连接，用于根据所述电流检测模块和所述电压检测模块的检测结果，判断电源所接的负载类型，调整电压发生器的输出特性。

优选的，所述电压发生器的输出特性包括输出电压和输出频率

优选的，所述自适应负载启动电源还包括电源保护模块，所述电源保护模块与所述电压发生器相连接，用于在电源的瞬间电流过大时切断电路，保护电源。

本发明还提供一种自适应负载启动电源的启动方法，该方法包括如下步骤：

S1，电源接入负载后，短时间内输出电压对负载供电，所述电流检测模块和所述电压检测模块分别检测电源输出的电流和电压，并发送给所述MCU控制模块，进入S2；

S2，所述MCU控制模块根据输出电流和电压的波形，判断电压波形相位是否超前于电流波形，是则进入S3，否则进入S4；

S3，所述MCU控制模块判断接入感性负载，频率调整为正常输出70％～90％，进入S6；

S4，所述MCU控制模块判断电流波形相位是否超前于电压波形，是则进入S5，否则返回S1；

S5，所述MCU控制模块判断接入容性负载，电压调整为正常输出70％～90％，进入S6；

S6，所述MCU控制模块判断电源进入新的感性或容性负载，是则进入S7，否则返回S6；

S7，所述MCU控制模块判断出新接入感性负载或容性负载，将电压调整为正常输出电压的90％，频率调整为原本输出频率的90％。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

本发明具有如下有益效果：

(1)本发明接入感性负载时，MCU控制模块调整电压发生器的频率，在转矩不变的情况下，通过降低电压发生器的频率来降低启动电流，从而避免电源进入保护而不工作；

(2)本发明接入容性负载时，MCU控制模块调整电压发生器的电压，根据I＝dq/dt＝C(du/dt)可知，电压越低则电流也就越小，从而避免电源进入保护而不工作。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种自适应负载启动电源及其启动方法不局限于实施例。

附图说明

图1是感性负载、容性负载及阻性负载的工作波形图；

图2是本发明的一种自适应负载启动电源的实施例的结构示意图；

图3本发明的一种自适应负载启动电源的启动方法的实施例的工作流程图。

具体实施方式

实施例，参见图2所示，为本发明实施例的结构示意图，本发明的一种自适应负载启动电源，包括：

电压发生器，用于产生交流电源；

控制器，连接于所述电压发生器与外接负载之间，用于判断所接的负载类型，并根据负载类型调整电压发生器的输出特性。

其中，电压发生器为正弦波电压发生器；

控制器包括：

电流检测模块，与所述电压发生器相连接，用于检测电源输出的电流；

电压检测模块，与所述电压发生器相连接，用于检测电源输出的电压；以及

MCU控制模块，与所述电压发生器、所述电流检测模块和所述电压检测模块分别相连接，用于根据所述电流检测模块和所述电压检测模块的检测结果，判断电源所接的负载类型，调整电压发生器的输出特性。

自适应负载启动电源还包括电源保护模块，所述电源保护模块与所述电压发生器相连接，用于在电源的瞬间电流过大时切断电路，保护电源。

所述电压发生器的输出特性包括输出电压和输出频率

参见图3所示，本发明的一种自适应负载启动电源的启动方法，该方法包括如下步骤：

S1，电源接入负载后，短时间内输出电压对负载供电，所述电流检测模块和所述电压检测模块分别检测电源输出的电流和电压，并发送给所述MCU控制模块，进入S2；

S2，所述MCU控制模块根据输出电流和电压的波形，判断电压波形相位是否超前于电流波形，是则进入S3，否则进入S4；

S3，所述MCU控制模块判断接入感性负载，频率调整为正常输出70％～90％，进入S6；

S4，所述MCU控制模块判断电流波形相位是否超前于电压波形，是则进入S5，否则返回S1；

S5，所述MCU控制模块判断接入容性负载，电压调整为正常输出70％～90％，进入S6；

S6，所述MCU控制模块判断电源进入新的感性或容性负载，是则进入S7，否则返回S6；

S7，所述MCU控制模块判断出新接入感性负载或容性负载，将电压调整为正常输出电压的90％，频率调整为原本输出频率的90％。

本实施例工作时，交流电机的转速与频率的关系为n＝60f/p，其中n：电机转速，转/分钟；f：电源频率；p：电机磁极对数，两极为一对、四极为两对如此类推。交流电机的额定转矩M＝9550*额定功率P/额定转速n。由此可知：在相同转矩的情况下，降低频率可降低启动时的电流，从而避免交流电源进入保护而不工作；而根据I＝dq/dt＝C(du/dt)可知，电压越低其流过的电流也就越小，同样可以更好的避免瞬间大电流而保护。

本发明接入感性负载时，MCU控制模块调整电压发生器的频率，在转矩不变的情况下，通过降低电压发生器的频率来降低启动电流，从而避免电源进入保护而不工作；

本发明接入容性负载时，MCU控制模块调整电压发生器的电压，根据I＝dq/dt＝C(du/dt)可知，电压越低则电流也就越小，从而避免电源进入保护而不工作。

可见，本发明提出的一种自适应启动电压及其启动方法，能够在电源接入不同类型的负载时调整电源输出特性，避免因瞬间电流过大而导致电源无法正常工作。

上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种自适应负载启动电源，其特征在于，包括：

电压发生器，用于产生交流电源；

控制器，连接于所述电压发生器与外接负载之间，用于判断所接的负载类型，并根据负载类型调整电压发生器的输出特性。

2.根据权利要求1所述的自适应负载启动电源，其特征在于：所述电压发生器为正弦波电压发生器。

3.根据权利要求2所述的自适应负载启动电源，其特征在于：所述控制器包括：

电流检测模块，与所述电压发生器相连接，用于检测电源输出的电流；

电压检测模块，与所述电压发生器相连接，用于检测电源输出的电压；以及

MCU控制模块，与所述电压发生器、所述电流检测模块和所述电压检测模块分别相连接，用于根据所述电流检测模块和所述电压检测模块的检测结果，判断电源所接的负载类型，调整电压发生器的输出特性。

4.根据权利要求3所述的自适应负载启动电源，其特征在于：所述电压发生器的输出特性包括输出电压和输出频率。

5.根据权利要求4所述的自适应负载启动电源，其特征在于：所述自适应负载启动电源还包括电源保护模块，所述电源保护模块与所述电压发生器相连接，用于在电源的瞬间电流过大时切断电路，保护电源。

6.一种如权利要求1至5中任一权利要求所述的自适应负载启动电源的启动方法，其特征在于：其包括如下步骤：

S1，电源接入负载后，短时间内输出电压对负载供电，所述电流检测模块和所述电压检测模块分别检测电源输出的电流和电压，并发送给所述MCU控制模块，进入S2；

S2，所述MCU控制模块检测输出电流和电压的波形，判断电压波形相位是否超前于电流波形，是则进入S3，否则进入S4；

S3，所述MCU控制模块判断接入感性负载，频率调整为正常输出70％～90％，进入S6；

S4，所述MCU控制模块判断电流波形相位是否超前于电压波形，是则进入S5，否则返回S1；

S5，所述MCU控制模块判断接入容性负载，电压调整为正常输出70％～90％，进入S6；

S6，所述MCU控制模块判断电源进入新的感性或容性负载，是则进入S7，否则返回S6；

S7，所述MCU控制模块判断出新接入感性负载或容性负载，将电压调整为正常输出电压的90％，频率调整为原本输出频率的90％。