CN118137818A - 电压控制方法、装置、家电设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明主要提供一种电压控制方法、装置、家电设备及计算机存储介质。该方法应用于功率因数校正PFC电路，所述PFC电路包括输入电源模块、开关模块、三电平变换器、第一负载；所述输入电源模块包括用于提供三相电流的三个支路，所述开关模块用于控制所述三个支路中至少一个支路与所述三电平变换器的通断，所述第一负载的供电电压为所述三电平变换器的直流侧的半母线电压；该方法包括：确定所述第一负载的运行状态；在所述第一负载的运行状态满足预设的第一条件的情况下，通过控制所述开关模块的工作状态、以及所述三电平变换器中的开关器件的工作状态，使所述三电平变换器输出第一半母线电压，所述第一半母线电压表示所述第一负载的供电电压。

Description

电压控制方法、装置、家电设备及存储介质

技术领域

本发明涉及一种电压的控制方法，尤其涉及一种电压控制方法、装置、家电设备及计算机存储介质。

背景技术

目前，功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)技术得到了广泛的应用，三电平的三相有源PFC电路可以应用于空调系统中，空调系统中的负载主要包括压缩机负载和直流风机负载，在相关技术中，对于空调的负载方面，一种方式是将全母线电压对压缩机驱动部分供电，交流侧取单相电整流后对风机驱动部分供电，在这种控制方案中，会造成三相电流不平衡的问题，难以满足电流谐波符合标准。另一种方式是采用使上半母线电压与下半母线电压相等的中点平衡控制进行半母线电压的控制，将半母线电压对风机驱动部分供电，全母线电压对压缩机驱动部分供电，在这种控制方案中，当直流风机单独运行时，会使输出占空比产生更大的正负偏差，使得对半母线电容电压的控制难度较大，且电路的稳定性也较差。

发明内容

本发明主要提供一种电压控制方法、装置、家电设备及计算机存储介质。

本发明实施例提供了一种电压控制方法，该方法应用于功率因数校正PFC电路，所述PFC电路包括输入电源模块、开关模块、三电平变换器、第一负载；所述输入电源模块包括用于提供三相电流的三个支路，所述开关模块用于控制所述三个支路中至少一个支路与所述三电平变换器的通断，所述第一负载的供电电压为所述三电平变换器的直流侧的半母线电压；所述方法包括：

确定所述第一负载的运行状态；

在所述第一负载的运行状态满足预设的第一条件的情况下，通过控制所述开关模块的工作状态、以及所述三电平变换器中的开关器件的工作状态，使所述三电平变换器输出第一半母线电压，所述第一半母线电压表示所述第一负载的供电电压。

上述方案中，所述通过控制所述开关模块的工作状态、以及所述三电平变换器中的开关器件的工作状态，使所述三电平变换器输出第一半母线电压，包括：通过控制所述开关模块的工作状态处于第一状态，且控制所述开关器件的工作状态为第二状态，使所述三电平变换器输出所述第一半母线电压；其中，所述第一状态表示第一支路与所述三电平变换器断开，且其它支路均与所述三电平变换器接通的状态；所述第一支路表示用于提供第一相电流的支路，所述其它支路表示除第一支路外的支路；所述第二状态表示第一开关器件断开，且其它开关器件按照脉宽控制单元PWM(Pulse Width Modulation)信号进行工作的状态；所述第一开关器件表示与所述三电平变换器的开关器件中与所述第一支路直接连接的开关器件，所述其它开关器件表示所述三电平变换器的开关器件中除第一开关器件外的开关器件。

可以看出，基于第一负载的运行状态，控制开关模块的工作状态，并且相应的按照脉宽控制单元信号控制三电平变换器中开关器件的工作状态，从而使三电平变换器输出第一半母线电压，能够有效控制第一负载对应的半母线电压。

上述方案中，所述其它支路包括用于提供第二相电流的第二支路、以及用于提供第三相电流的第三支路；所述其它开关器件包括第二开关器件和第三开关器件，所述第二开关器件表示与所述第二支路直接连接的开关器件，所述第三开关器件表示与所述第三支路直接连接的开关器件；所述控制所述开关器件的工作状态为第二状态，包括：控制所述第一开关器件断开，确定所述第二支路与所述第三支路之间的电压的绝对值；所述绝对值小于预设的电压上限值，控制所述第二开关器件与所述第三开关器件中的一个开关器件保持接通状态，并控制所述第二开关器件与所述第三开关器件中的另一个开关器件按照对应的PWM信号进行工作。

可以看出，通过控制第二开关器件和第三开关器件中的一个开关器件保持接通状态，并控制另一个开关器件按照对应的脉宽控制单元信号进行工作，能够实现仅对第一负载对应的半母线电容进行充电，即能够有效控制第一负载对应的半母线电压，有利于保证负载的正常运行。

上述方案中，所述控制所述第二开关器件与所述第三开关器件中的一个开关器件保持接通状态，并控制所述第二开关器件与所述第三开关器件中的另一个开关器件按照对应的PWM信号进行工作，包括：所述第二支路与所述第三支路之间的电压在正半周期内时，控制所述第二开关器件保持接通状态，控制所述第三开关器件按照对应的PWM信号进行工作；所述第二支路与所述第三支路之间的电压在负半周期内时，控制所述第二开关器件按照对应的PWM信号进行工作，控制所述第三开关器件保持接通。

可以看出，在第二支路与第三支路之间的电压在正半周期内时，控制第二开关器件导通，并控制第三开关器件按照对应的脉宽控制单元信号进行工作；在第二支路与第三支路之间的电压在负半周期内时，控制第三开关器件导通，并控制第二开关器件按照对应的脉宽控制单元信号进行工作，能够实现仅对第一负载对应的半母线电容进行充电，即能够有效控制第一负载对应的半母线电压，有利于保证负载的正常运行。

上述方案中，所述方法还包括：所述绝对值大于或等于所述电压上限值，控制所述第二开关器件断开，并控制所述第三开关器件断开。

可以看出，通过判断第二支路和第三支路的电压绝对值与电压上限值的大小，可以对PFC电路进行过压保护，防止PFC电路中的器件被损坏，提高电子器件的使用寿命。

上述方案中，所述PFC电路还包括第二负载，所述第二负载的供电电压为所述三电平变换器的直流侧的全母线电压；所述第一条件包括：所述第一负载的运行功率占所述第二负载的运行功率的比值大于预设阈值。

可以看出，当第一负载的运行状态满足预设的第一条件的情况时，说明当前第一负载的实际运行功率占第二负载的实际运行功率的比值较大，说明第一负载的运行负荷较大，第二负载的运行负荷较小，从而可以根据第一负载的运行状态，控制开关模块和三电平变换器中的开关器件的工作状态，使三电平变换器输出第一半母线电压，能够有效控制第一负载对应的半母线电压。

上述方案中，所述PFC电路还包括第二负载，所述第二负载的供电电压为所述三电平变换器的直流侧的全母线电压；所述第一条件包括：所述第一负载处于运行状态，所述第二负载处于停止运行状态。

可以看出，当第一负载的运行状态满足预设的第一条件的情况时，说明当前第一负载的运行状态为第一负载独立运行，第二负载不运行，即仅需要控制三电平变换器输出下半母线电压，对第一负载进行供电，能够提高电路的带载能力。

上述方案中，所述开关模块包括：三个开关支路，所述三个开关支路分别与所述输入电源模块的三个支路连接；所述三个开关支路中至少一个开关支路与串联支路并联，所述串联支路为双向开关器件与正温度系数PTC(Positive Temperature Coefficient)热敏电阻器件串联形成的支路。

可以看出，通过将开关支路与串联支路并联，这里，串联支路为双向开关器件和正温度系数热敏电阻器件串联形成的支路，能够减小开关支路的电流，有利于保护电路。

本发明实施例还提供一种电压控制装置，所述装置包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任意一种方法。

本发明实施例还提供一种家电设备，所述家电设备包括上述电压控制装置。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，其上存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述任意一种方法。

本发明实施例提供一种电压控制方法、装置、家电设备及计算机存储介质，该方法应用于功率因数校正PFC电路，所述PFC电路包括输入电源模块、开关模块、三电平变换器、第一负载；所述输入电源模块包括用于提供三相电流的三个支路，所述开关模块用于控制所述三个支路中至少一个支路与所述三电平变换器的通断，所述第一负载的供电电压为所述三电平变换器的直流侧的半母线电压；所述方法包括：确定所述第一负载的运行状态；在所述第一负载的运行状态满足预设的第一条件的情况下，通过控制所述开关模块的工作状态、以及所述三电平变换器中的开关器件的工作状态，使所述三电平变换器输出第一半母线电压，所述第一半母线电压表示所述第一负载的供电电压。

可以看出，本发明实施例中，是在PFC电路中设置开关模块，这里，开关模块用于控制三个支路中至少一个支路与三电平变换器的通断，通过控制开关模块的工作状态、以及三电平变换器中的开关器件的工作状态可以实现调节PFC电路中电容的充电方式。通过确定第一负载的运行状态，在第一负载的运行状态满足预设的第一条件时，控制开关模块的工作状态、以及三电平变换器中的开关器件的工作状态，使三电平变换器输出第一半母线电压，这里，第一半母线电压表示第一负载的供电电压，即可以有效控制第一负载对应的半母线电压，有利于保证负载的正常运行，并且可以在一定程度上缓解输入电流的正负半边的波形出现更大不平衡的问题，并且可以改善电流谐波，增加PFC电路的稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本发明。

附图说明

图1为相关技术中第一种三相有源PFC电路的拓扑示意图；

图2为相关技术中第二种三相有源PFC电路的拓扑示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电压控制方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种功率因数校正PFC电路的拓扑结构示意图；

图5为本发明实施例提供的开关模块为第一工作状态时的工作原理图；

图6为本发明实施例提供的第二支路与第三支路之间的电压的波形图；

图7为本发明实施例提供的开关器件为第二工作状态时的工作原理图；

图8A为本发明实施例提供的第一种功率因数校正PFC电路工作原理图；

图8B为本发明实施例提供的第二种功率因数校正PFC电路工作原理图；

图8C为本发明实施例提供的第三种功率因数校正PFC电路工作原理图；

图8D为本发明实施例提供的第四种功率因数校正PFC电路工作原理图；

图8E为本发明实施例提供的第五种功率因数校正PFC电路工作原理图；

图9A为本发明实施例提供的第一种开关模块的结构示意图；

图9B为本发明实施例提供的第二种开关模块的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的本发明实施例提供的一种应用于变频空调的功率因数校正PFC电路拓扑图；

图11为本发明实施例提供的电压控制装置的结构示意图。

具体实施方式

相关技术中，三相有源PFC电路可以用于为空调的负载进行供电，这里，空调的负载一般分为压缩机负载和直流风机负载，对空调的负载供电主要以两种方式实现，第一种方式如图1所示，三相有源PFC电路包括输入电源模块101、第一整流模块102、第二整流模块103、第一压缩机负载104、第一直流风机负载105，三相电压经过第一整流模块102整流后输出高压直流母线电压，将全母线电压对第一压缩机负载104供电，而第一直流风机负载104则是通过交流侧取单相电压，经过第二整流模块103整流后输出直流电压进线供电，这种方式下，由于对第一直流风机负载104采用交流侧取单相电整流后供电，则三相电源的三相电压相加不为零，在空调负载运行时，会造成三相电流不平衡的问题，难以满足电流谐波符合法规标准。

第二种方式如图2所示，三相有源PFC电路包括输入电源模块101、第三整流模块202、第二压缩机负载203、第二直流风机负载204，三相电压经过第三整流模块202整流后的高压直流电压输出到上下两级串联的电容中，则上下串联的电容形成全母线电压，上母线电容提供上半母线电压，下母线电容提供下半母线电压，将下半母线电压对第二直流风机负载204供电，全母线电压对第二压缩机负载203供电，这种方式下，当第二直流风机负载204单独运行时，仅需要对下母线电容对其供电即可，但该三相有源PFC电路会同时对上母线电容和下母线电容充电，无法实现仅对下母线电容充电，这使得下母线电容的带载能力较差，并且，由于上母线电容没有连接负载，则上母线电容只充电不放电，当上母线电容电压过大时，可能会导致三相有源PFC电路断开，无法向负载供电，使得电路的稳定性较差。

因此，针对相关技术中对半母线电容电压的控制难度较大，且电路的稳定性较差的问题，提出本发明实施例的技术方案。以下结合附图及实施例，对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所提供的实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。另外，以下所提供的实施例是用于实施本发明的部分实施例，而非提供实施本发明的全部实施例，在不冲突的情况下，本发明实施例记载的技术方案可以任意组合的方式实施。

需要说明的是，在本发明实施例中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的方法或者装置不仅包括所明确记载的要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为实施方法或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括该要素的方法或者装置中还存在另外的相关要素(例如方法中的步骤或者装置中的单元，例如的单元可以是部分电路、部分处理器、部分程序或软件等等)。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。

例如，本发明实施例提供的一种电压控制方法包含了一系列的步骤，但是本发明实施例提供的一种电压控制方法不限于所记载的步骤，同样地，本发明实施例提供的一种电压控制装置包括了一系列模块，但是本发明实施例提供的一种电压控制装置不限于包括所明确记载的模块，还可以包括为获取相关信息、或基于信息进行处理时所需要设置的模块。

本发明实施例可以基于电压控制装置的处理器实现，上述电压控制装置可以是家电设备中的一部分，上述处理器可以为特定用途集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、数字信号处理装置(Digital Signal Processing Device，DSPD)、可编程逻辑装置(ProgrammableLogic Device，PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器中的至少一种。

本发明实施例提供一种电压控制方法，该方法应用于功率因数校正PFC电路，所述PFC电路包括输入电源模块、开关模块、三电平变换器、第一负载；所述输入电源模块包括用于提供三相电流的三个支路，所述开关模块用于控制所述三个支路中至少一个支路与所述三电平变换器的通断，所述第一负载的供电电压为所述三电平变换器的直流侧的半母线电压。图3为本发明实施例提供的一种电压控制方法的流程示意图，如图3所示，该流程可以包括：

步骤301：确定第一负载的运行状态。

本发明实施例中，功率因数校正PFC电路的拓扑结构如图4所示，图4为本发明实施例中功率因数校正PFC电路的拓扑结构示意图，参见图4，功率因数校正PFC电路包括：输入电源模块101、开关模块402、三电平变换器403、第一负载404。

本发明实施例中，输入电源模块101为三相交流电源，用于向三电平变换器403输入三相电流，参见图4，输入电源模块101包括提供三相电流的三个支路，其中，Va、Vb和Vc分别表示三个支路中三相交流电对应的输入电压，ia、ib和ic分别表示对应的输入三相电流，三相交流电表示三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120°角的电信号。

本发明实施例中，三电平变换器403用于对输入的三相电流ia、ib和ic经三电平变换器进行整流，参见图4，三电平变换器可以包括三个双向导通的功率开关器件组合Sa、Sb和Sc，这里，Sa、Sb和Sc分别表示与ia、ib和ic各自对应的功率开关器件组合，示例性地，功率开关器件组合中的功率开关器件可以是硅(Si)材料的场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)、或者绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)器件，也可以是碳化硅(SiC)材料的MOS器件或者氮化镓(GaN)材料的MOS器件，本发明实施例对此并不进行限定。

本发明实施例中，开关模块402用于控制输入电源模块101的三个支路中至少一个支路与三电平变换器的通断，示例性地，当开关模块402控制输入电源模块101中输入电压为Va的支路与三电平变换器中的功率开关器件组合Sa断开，则功率开关器件组合Sa不能对输入的三相电流ia进行整流，也就不能输出直流电压。

本发明实施例中，参见图4，功率因数校正PFC电路还包括：第一电容405和第二电容406，第一电容405和第二电容406设置于三电平变换器403直流侧，第一电容405为上半母线电容，第一电容405两端的电压为上半母线电压，第二电容406为下半母线电容，第二电容406两端的电压为下半母线电压。

本发明实施例中，三电平变换器403的直流侧的两个半母线电压包括上半母线电压和下半母线电压，第一电容405和第二电容406组成的支路的两端的电压为全母线电压，全母线电压也可以简称为母线电压。示例性地，上半母线电压或下半母线电压为母线电压的一半。可以理解地，根据上半母线电压、下半母线电压和母线电压中的任意两个已知电压值，可以得出剩余的未知电压值。母线电压、上半母线电压、下半母线电压可以视为对负载的供电电压，在一些实施例中，供电信号可以为市电的交流供电信号。

示例性地，第一电容405和第二电容406可以是电解电容或其它类型的电容。

本发明实施例中，第一负载404可以表示供电电压为上半母线电压或下半母线电压时的负载，第一负载404的供电电压表示三电平变换器403的直流侧的半母线电压，示例性地，第一负载404可以为空调中的直流风机，则第一负载404的供电电压为三电平变换器403的直流侧的下半母线电压。

本发明实施例中，功率因数校正PFC电路还包括：第二负载407，第二负载407可以表示供电电压为全母线电压时的负载，第二负载407的供电电压表示三电平变换器403的直流侧的全母线电压，示例性地，第二负载407可以为空调中的压缩机，则第二负载407的供电电压为三电平变换器403的直流侧的全半母线电压。

本发明实施中，第一负载404的运行状态包括：第一负载404独立运行，第二负载407不运行、以及第一负载404和第二负载407同时运行。参见图4，当第一负载404的运行状态为第一负载404独立运行，第二负载407不运行时，仅需要控制三电平变换器403输出下半母线电压，向第二电容406充电即可实现对第一负载404供电；当第一负载404的运行状态为第一负载404和第二负载407同时运行时，需要控制三电平变换器403输出全母线电压，即同时向第一电容405和第二电容406充电，从而实现向第一负载404和第二负载407供电。

步骤302：在第一负载的运行状态满足预设的第一条件的情况下，通过控制开关模块的工作状态、以及三电平变换器中的开关器件的工作状态，使三电平变换器输出第一半母线电压，第一半母线电压表示第一负载的供电电压。

在一些实施方式中，所述第一条件包括：所述第一负载的运行功率占所述第二负载的运行功率的比值大于预设阈值。

可以看出，当第一负载的运行状态满足预设的第一条件的情况时，说明当前第一负载的实际运行功率占第二负载的实际运行功率的比值较大，说明第一负载的运行负荷较大，第二负载的运行负荷较小。

在一些实施方式中，所述第一条件包括：所述第一负载处于运行状态，所述第二负载处于停止运行状态。

可以看出，当第一负载404的运行状态满足预设的第一条件的情况时，说明当前第一负载404的运行状态为第一负载404独立运行，第二负载407不运行，即仅需要控制三电平变换器403输出下半母线电压，对第一负载404进行供电，能够提高电路的带载能力。

本发明实施例中，第一负载404的实际运行功率占第二负载407的实际运行功率的比值可以反映第一负载404的运行状态，比值越高，说明第一负载404的运行负荷较大，第二负载407的运行负荷较小。

本发明实施例中，预设阈值可以是根据已有的经验预先设定的，阈值用于判断第一负载404的运行状态，当第一负载404的实际运行功率占第二负载407的实际运行功率的比值超过预设阈值时，说明当前第一负载404的运行状态为第一负载404独立运行，第二负载407不运行。

本发明实施例中，在第一负载404的运行状态满足预设的第一条件的情况下，控制开关模块402的工作状态、以及三电平变换器403中的开关器件的工作状态，使三电平变换器403输出第一半母线电压，第一半母线电压表示第一负载404的供电电压。

示例性地，参见图4，第一负载404的供电电压为第一半母线电压为下半母线电压，可以通过控制开关模块402的工作状态、以及三电平变换器403中的开关器件的工作状态，向第二电容406充电，第二电容406向第一负载404供电。

在一些实施例中，功率因数校正PFC电路还包括：第一电感408、第二电感409和第三电感410，电感用于滤去三相交流电源中的高频杂波，使得输入电源稳定。

可以看出，本发明实施例中，是在功率因数校正PFC电路中设置开关模块402，这里，开关模块402控制输入电源模块101的三个支路中至少一个支路与三电平变换器的通断。通过确定第一负载404的运行状态，在第一负载404的运行状态满足预设的第一条件的情况下，即第一负载404独立运行，第二负载407不运行时，控制开关模块402的工作状态、以及三电平变换器403中的开关器件的工作状态，使三电平变换器403输出下半母线电压，向第二电容406充电，第二电容406向第一负载404供电，从而实现有效控制第一负载404对应的半母线电压，有利于保证负载的正常运行，能够提高PFC电路的带载能力，增加PFC电路的稳定性。

在一些实施方式中，所述通过控制所述开关模块的工作状态、以及所述三电平变换器中的开关器件的工作状态，使所述三电平变换器输出第一半母线电压，包括：

通过控制所述开关模块的工作状态处于第一状态，且控制所述开关器件的工作状态为第二状态，使所述三电平变换器输出所述第一半母线电压；其中，

所述第一状态表示第一支路与所述三电平变换器断开，且其它支路均与所述三电平变换器接通的状态；所述第一支路表示用于提供第一相电流的支路，所述其它支路表示除第一支路外的支路；

所述第二状态表示第一开关器件断开，且其它开关器件按照脉宽控制单元信号进行工作的状态；所述第一开关器件表示与所述三电平变换器的开关器件中与所述第一支路直接连接的开关器件，所述其它开关器件表示所述三电平变换器的开关器件中除第一开关器件外的开关器件。

在一些实施例中，开关模块402的第一工作状态为第一支路与三电平变换器403断开，且其它支路均与三电平变换器403接通的状态，这里，第一支路为三个支路中的用于提供第一相电流的支路，与第一支路连接的开关器件为第一开关器件。

示例性地，第一支路可以是输入电压为Va的支路，则第一开关器件为三电平变换器403中的功率开关器件组合Sa；也可以是输入电压为Vb的支路，则第一开关器件为三电平变换器403中的功率开关器件组合Sb；还可以是输入电压为Vc的支路，则第一开关器件为三电平变换器403中的功率开关器件组合Sc，对此本发明不作限定。

在一些实施例中，根据第一负载404的运行状态，可以确定开关模块402的两种工作状态，当第一负载404的运行状态满足预设的第一条件的情况下，开关模块402的工作状态为第一工作状态，如图5工况1所示，将输入电压为Vc的支路作为第一支路，输入电压信号为1时，表示支路导通；输入电压信号为0时，表示支路断开，则控制输入电压为Vc的支路与三电平变换器403中的功率开关器件组合Sc断开，控制输入电压为Va的支路与三电平变换器403中的功率开关器件组合Sa接通，控制输入电压为Vb的支路与三电平变换器403中的功率开关器件组合Sb接通。

在一些实施例中，当第一负载404的运行状态不满足预设的第一条件的情况下，开关模块402的工作状态不为第一工作状态，如图5工况2所示，三个支路述三电平变换器403的中的功率开关器件组合均为导通状态。

在一些实施例中，当开关模块402的工作状态处于第一状态，输入电源模块101的三个支路中有两个支路与三电平变换器403接通，则三电平变换器403中有两组功率开关器件组合可以输出直流电压，即可以按照脉宽控制单元信号控制这两组功率开关器件组合的工作状态，从而实现使三电平变换器403输出第一半母线电压。

需要说明的是，PWM用于产生驱动信号，驱动信号包括高电平信号和低电平信号，开关器件根据驱动信号确定工作状态，在接收到高电平信号时，开关器件为导通状态；在接收到低电平信号时，开关器件为截止状态。

可以看出，基于第一负载404的运行状态，控制开关模块402的工作状态，并且相应的按照脉宽控制单元信号控制三电平变换器403中开关器件的工作状态，从而使三电平变换器403输出第一半母线电压，能够有效控制第一负载404对应的半母线电压。

在一些实施方式中，所述其它支路包括用于提供第二相电流的第二支路、以及用于提供第三相电流的第三支路；所述其它开关器件包括第二开关器件和第三开关器件，所述第二开关器件表示与所述第二支路直接连接的开关器件，所述第三开关器件表示与所述第三支路直接连接的开关器件；

所述控制所述开关器件的工作状态为第二状态，包括：

控制所述第一开关器件断开，确定所述第二支路与所述第三支路之间的电压的绝对值；

所述绝对值小于预设的电压上限值，控制所述第二开关器件与所述第三开关器件中的一个开关器件保持接通状态，并控制所述第二开关器件与所述第三开关器件中的另一个开关器件按照对应的脉宽控制单元信号进行工作。

在一些实施方式中，所述控制所述第二开关器件与所述第三开关器件中的一个开关器件保持接通状态，并控制所述第二开关器件与所述第三开关器件中的另一个开关器件按照对应的PWM信号进行工作，包括：

所述第二支路与所述第三支路之间的电压在正半周期内时，控制所述第二开关器件保持接通状态，控制所述第三开关器件按照对应的PWM信号进行工作；所述第二支路与所述第三支路之间的电压在负半周期内时，控制所述第二开关器件按照对应的PWM信号进行工作，控制所述第三开关器件保持接通。

可以看出，在第二支路与第三支路之间的电压在正半周期内时，控制第二开关器件导通，并控制第三开关器件按照对应的脉宽控制单元信号进行工作；在第二支路与第三支路之间的电压在负半周期内时，控制第三开关器件导通，并控制第二开关器件按照对应的脉宽控制单元信号进行工作，能够实现仅对第一负载对应的半母线电容进行充电，即能够有效控制第一负载对应的半母线电压，有利于保证负载的正常运行。在一些实施例中，开关模块402控制第一支路与第一开关器件断开、控制第二支路与第二开关器件接通、第三支路与第三开关器件接通，则第一相电流不能由第一支路流向第一开关器件，第二相电流可以由第二支路流向第二开关器件，第三相电流可以由第三支路流向第三开关器件，则可以确定第二支路与第三支路之间的电压的绝对值。

在一些实施例中，第二支路与第三支路之间电压为交流电，如图6所示，横坐标为时间，纵坐标为电压值，正弦曲线表示的是第二支路与第三支路之间电压，第二支路与第三支路之间电压在正半周内电压值为正，在负半周内电压值为负，因此，确定第二支路与第三支路之间的电压的绝对值为其电压值，绝对值记为U。

在一些实施例中，电压上限值可以是根据已有的经验预先设定的，电压上限值用Ulim表示。示例性地，电压上限值Ulim可以为200伏，也可以为300伏，对此本发明不作限定。

在一些实施例中，第二支路与第三支路之间的电压绝对值小于第二支路与第三支路之间的电压时，可以通过控制第二开关器件与第三开关器件中的一个开关器件保持接通状态，并控制第二开关器件与第三开关器件中的另一个开关器件按照对应的脉宽控制单元信号进行工作。

在一些实施例中，如图6和图7所示，第一支路为断开状态，无电流输出，第一开关器件保持截止状态；在第二支路与第三支路之间的电压在正半周期内时，第二开关器件为接通状态时，第三开关器件按照对应的脉宽控制单元信号进行工作；在第二支路与第三支路之间的电压在负半周期内时，第三开关器件为接通状态时，第二开关器件按照对应的脉宽控制单元信号进行工作。需要说明的是，PWM发送的信号为高电平信号时，开关器件导通；PWM发送的信号为低电平信号时，开关器件断开。

在一些实施例中，参见图7，第二开关器件为接通状态的情况下，第三开关器件按照对应的脉宽控制单元信号进行工作，当第三开关器件接收到高电平信号时，第三开关器件接通，此时第二支路的电压大于第三支路的电压，第二支路的电压为电压大相，第三支路的电压为电压小相，这里，电压大相表示的是两个支路的电压值相比，电压值大的支路的电压为电压大相，电压值小的支路的电压为电压小相。电路中电流的流向如图8A所示，此时第二电感409和第三电感410充电；当第三开关器件接收到低电平信号时，第三开关器件截止，此时第二支路的电压大于第三支路的电压，第二支路为电压大相，第三支路为电压小相，电路中电流的流向如图8B所示，此时对第二电容406充电，即三电平变换器403输出下半母线电压，可以为第一负载404供电。

在一些实施例中，第三开关器件为接通状态的情况下，第二开关器件按照对应的脉宽控制单元信号进行工作，当第二开关器件接收到高电平信号时，第二开关器件接通，此时第三支路的电压大于第二支路的电压，第三支路为电压大相，第二支路为电压小相，电路中电流的流向如图8C所示，此时对第二电感409和第三电感410充电；当第二开关器件接收到低电平信号时，第二开关器件截止，此时第三支路的电压大于第二支路的电压，第三支路为电压大相，第二支路为电压小相，电路中电流的流向如图8D所示，此时对第二电容406充电，即三电平变换器403输出下半母线电压，可以为第一负载404供电。

可以看出，通过控制第二开关器件和第三开关器件中的一个开关器件保持接通状态，并控制另一个开关器件按照对应的脉宽控制单元信号进行工作，能够实现仅对第一负载对应的半母线电容进行充电，即能够有效控制第一负载对应的半母线电压，有利于保证负载的正常运行。

在一些实施方式中，所述绝对值大于或等于所述电压上限值，控制所述第二开关器件断开，并控制所述第三开关器件断开。

在一些实施例中，当第二支路和第三支路的电压绝对值大于或等于电压上限值时，说明此时输入电压过大，若第二开关器件和第三开关器件持续工作可能会被损坏，因此，PWM无信号发送，即第二开关器件和第三开关器件均为断开状态，如图8E所示。

可以看出，通过判断第二支路和第三支路的电压绝对值与电压上限值的大小，可以对PFC电路进行过压保护，防止PFC电路中的器件被损坏，提高电子器件的使用寿命。

在一些实施方式中，所述开关模块包括：三个开关支路，所述三个开关支路分别与所述输入电源模块的三个支路连接；所述三个开关支路中至少一个开关支路与串联支路并联，所述串联支路为双向开关器件与正温度系数热敏电阻器件串联形成的支路。

在一些实施例中，三个开关支路分别与所述输入电源模块的个三个支路连接，示例性地，第一开关支路与第一支路连接，用于控制第一支路与第一开关器件的通断；第二开关支路与第二支路连接，用于控制第二支路与第二开关器件的通断；第二开关支路与第二支路连接，用于控制第二支路与第二开关器件的通断。

示例性地，可以是输入电源模块的三个支路中每个支路都与一个开关支路连接，且其中一个开关支路与串联支路并联；也可以是输入电源模块的三个支路中每个支路都与一个开关支路连接，且其中两个开关支路与串联支路并联，对此本发明不作限定。

在一些实施例中，三个开关支路中至少一个开关支路与串联支路并联，这里，串联支路为双向开关器件与正温度系数热敏电阻器件串联形成的支路，这里，双向开关器件可以是继电器、晶闸管、MOSFET，对此本发明不作限定。PTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。

在一些实施例中，开关支路与串联支路并联，在控制该开关支路导通之前，前控制串联支路导通，PTC热敏电阻对电路中电流进行限流，在串联支路导通一段时间后，控制开关支路导通。并且，由于PTC热敏电阻的阻值会随温度的升高而增高，因此当电路中电流较高时，各器件的温度也会较高，则PTC热敏电阻的阻值增高，对电路中电流进行限流，从而可以保护电路安全。

示例性地，可以是输入电源模块的三个支路中的两个支路分别与两个开关支路连接，且其中一个开关支路与串联支路并联，如图9A所示；还可以是输入电源模块的三个支路中的两个支路分别与两个开关支路连接，且其中两个开关支路与串联支路并联，如图9B所示

可以看出，通过将开关支路与串联支路并联，这里，串联支路为双向开关器件和正温度系数热敏电阻器件串联形成的支路，能够减小开关支路的电流，有利于保护电路。

图10为本发明实施例提供的一种应用于变频空调的功率因数校正PFC电路拓扑图，如图10所示，该PFC电路中第一负载404为空调的直流风机、第二负载407为空调的压缩机，即空调的直流风机由下半母线供电，空调的压缩机由全母线供电，当需要直流风机单独运行，而压缩机处于停止运行时，控制开关模块402的工作状态处于第一状态，即第一支路与第一开关器件断开，且其它支路均与对应的开关器件接通。当第二支路与第三支路的电压绝对值大于0，小于限压值，如350伏时，可以通过控制第二开关器件与第三开关器件中的一个开关器件保持接通状态，并控制第二开关器件与第三开关器件中的另一个开关器件按照对应的PWM信号进行工作，实现在正半周和负半周对下半母线电容进行充电，即控制直流风机对应的半母线电压。当第二支路与第三支路的电压绝对值大于限压值，如350伏时，PWM停止发送信号，则控制第二开关器件与第三开关器件断开。

本实施例中的一种电压控制方法对应的计算机程序指令可以被存储在光盘，硬盘，U盘等存储介质上，当存储介质中的与一种电压控制方法对应的计算机程序指令被一控制设备读取或被执行时，实现前述实施例的任意一种电压控制方法。

基于前述实施例相同的技术构思，参见图11，其示出了本发明实施例提供的电压控制装置1100，可以包括：存储器1101和处理器1102；其中，

存储器1101，用于存储计算机程序和数据；

处理器1102，用于执行存储器中存储的计算机程序，以实现前述实施例的任意一种电压控制方法。

在实际应用中，上述存储器1101可以是易失性存储器(volatile memory)，例如RAM；或者非易失性存储器(non-volatile memory)，例如ROM，快闪存储器(flash memory)，硬盘(Hard Disk Drive，HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)；或者上述种类的存储器的组合，并向处理器1102提供指令和数据。

本发明实施例还提供了一种家电设备，该家电设备包括上述电压控制装置1100。

示例性地，本发明实施例提供的装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上文方法实施例描述的方法，其具体实现可以参照上文方法实施例的描述，为了简洁，这里不再赘述。

上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考，为了简洁，本文不再赘述

本发明所提供的各方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。

本发明所提供的各产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。

本发明所提供的各方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电压控制方法，其特征在于，应用于功率因数校正PFC电路，所述PFC电路包括输入电源模块、开关模块、三电平变换器、第一负载；所述输入电源模块包括用于提供三相电流的三个支路，所述开关模块用于控制所述三个支路中至少一个支路与所述三电平变换器的通断，所述第一负载的供电电压为所述三电平变换器的直流侧的半母线电压；所述方法包括：

确定所述第一负载的运行状态；

在所述第一负载的运行状态满足预设的第一条件的情况下，通过控制所述开关模块的工作状态、以及所述三电平变换器中的开关器件的工作状态，使所述三电平变换器输出第一半母线电压，所述第一半母线电压表示所述第一负载的供电电压。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过控制所述开关模块的工作状态、以及所述三电平变换器中的开关器件的工作状态，使所述三电平变换器输出第一半母线电压，包括：

通过控制所述开关模块的工作状态处于第一状态，且控制所述开关器件的工作状态为第二状态，使所述三电平变换器输出所述第一半母线电压；其中，

所述第一状态表示第一支路与所述三电平变换器断开，且其它支路均与所述三电平变换器接通的状态；所述第一支路表示用于提供第一相电流的支路，所述其它支路表示除第一支路外的支路；

所述第二状态表示第一开关器件断开，且其它开关器件按照脉宽控制单元PWM信号进行工作的状态；所述第一开关器件表示与所述三电平变换器的开关器件中与所述第一支路直接连接的开关器件，所述其它开关器件表示所述三电平变换器的开关器件中除第一开关器件外的开关器件。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述其它支路包括用于提供第二相电流的第二支路、以及用于提供第三相电流的第三支路；所述其它开关器件包括第二开关器件和第三开关器件，所述第二开关器件表示与所述第二支路直接连接的开关器件，所述第三开关器件表示与所述第三支路直接连接的开关器件；

所述控制所述开关器件的工作状态为第二状态，包括：

控制所述第一开关器件断开，确定所述第二支路与所述第三支路之间的电压的绝对值；

所述绝对值小于预设的电压上限值，控制所述第二开关器件与所述第三开关器件中的一个开关器件保持接通状态，并控制所述第二开关器件与所述第三开关器件中的另一个开关器件按照对应的PWM信号进行工作。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制所述第二开关器件与所述第三开关器件中的一个开关器件保持接通状态，并控制所述第二开关器件与所述第三开关器件中的另一个开关器件按照对应的PWM信号进行工作，包括：

所述第二支路与所述第三支路之间的电压在正半周期内时，控制所述第二开关器件保持接通状态，控制所述第三开关器件按照对应的PWM信号进行工作；所述第二支路与所述第三支路之间的电压在负半周期内时，控制所述第二开关器件按照对应的PWM信号进行工作，控制所述第三开关器件保持接通。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述绝对值大于或等于所述电压上限值，控制所述第二开关器件断开，并控制所述第三开关器件断开。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PFC电路还包括第二负载，所述第二负载的供电电压为所述三电平变换器的直流侧的全母线电压；

所述第一条件包括：所述第一负载的运行功率占所述第二负载的运行功率的比值大于预设阈值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述PFC电路还包括第二负载，所述第二负载的供电电压为所述三电平变换器的直流侧的全母线电压；所述第一条件包括：所述第一负载处于运行状态，所述第二负载处于停止运行状态。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述开关模块包括：三个开关支路，所述三个开关支路分别与所述输入电源模块的三个支路连接；所述三个开关支路中至少一个开关支路与串联支路并联，所述串联支路为双向开关器件与正温度系数热敏PTC电阻器件串联形成的支路。

9.一种电压控制装置，其特征在于，所述装置包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至8任一项所述的方法。

10.一种家电设备，其特征在于，所述家电设备包括权利要求9所述的电压控制装置。

11.一种计算机存储介质，其上存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现权利要求1至8任一项所述的方法。