變頻家電設(shè)備中pfc電路的電壓驟升保護裝置、方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于變頻家電設(shè)備中PFC(P〇wer FactorCorrection，功率因數(shù)校正）電路的電壓驟升保護裝置以及一種用于變頻家電設(shè)備 中PFC電路的電壓驟升保護方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 變頻正逐漸成為家電設(shè)備的趨勢，尤其是空調(diào)、冰箱和洗衣機等，通過變頻技術(shù)可 極大地節(jié)約家電設(shè)備的用電量，并具有低噪聲和高性能等優(yōu)點。
[0003] 由于變頻需要直流供電，而一般市電為220V的交流電，因此，需要通過整流電路 和升壓電路將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟娨越o負(fù)載供電。另外，為了減少家電設(shè)備運行過程中產(chǎn) 生的電流諧波和無功功率，通常采用PFC電路來滿足升壓功能和功率因數(shù)校正功能。
[0004] 在變頻家電設(shè)備中，PFC電路通常為Boost型PFC電路，該電路主要包括電感、快 恢復(fù)二極管和功率開關(guān)器件，其中，功率開關(guān)器件是實現(xiàn)升壓功能和功率因數(shù)校正功能的 重要器件。而功率開關(guān)器件導(dǎo)通時的電流過大或關(guān)斷時的電壓過大，都容易導(dǎo)致功率開關(guān) 器件損壞，因此，需要對其進行保護。
[0005] 而造成功率開關(guān)器件過壓或過流的原因很多，例如，所用電源的質(zhì)量好壞就是其 中一個重要方面。當(dāng)所用電源如市電的電壓發(fā)生擾動（電源電壓瞬時跌落或驟然上升），或 者軟件控制算法不合理或處理不及時（響應(yīng)慢）都會導(dǎo)致功率開關(guān)器件發(fā)生過流或過壓， 從而導(dǎo)致功率開關(guān)器件損壞。
[0006] 相關(guān)技術(shù)中，通過直接開啟保護功能來斷開負(fù)載供電以保護功率開關(guān)器件。但是， 該方法對于末端電網(wǎng)或分布式電網(wǎng)，如鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村電網(wǎng)，由于電網(wǎng)電壓不穩(wěn)定且擾動頻繁， 家電設(shè)備很難正常穩(wěn)定工作，尤其是變頻家電設(shè)備，很容易出現(xiàn)頻繁啟停的狀況，既起不到 節(jié)省電量的作用，還極大地影響了用戶的舒適性和體驗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
[0008] 為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種用于變頻家電設(shè)備中PFC電路的電壓驟升 保護裝置，在電壓驟升時能夠保證PFC電路不受損壞，同時保證變頻家電設(shè)備不停機運行。
[0009] 本發(fā)明的另一個目的在于提出一種用于變頻家電設(shè)備中PFC電路的電壓驟升保 護方法。
[0010] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面實施例提出了一種用于變頻家電設(shè)備中PFC電路 的電壓驟升保護裝置，所述變頻家電設(shè)備包括所述PFC電路、控制所述PFC電路開啟和關(guān)閉 的PFC控制模塊、電機、電機控制器，所述電壓驟升保護裝置包括：第一電壓檢測模塊，所述 第一電壓檢測模塊用于檢測所述PFC電路的輸入電壓；電流檢測模塊，所述電流檢測模塊 用于檢測所述PFC電路的輸入電流；第二電壓檢測模塊，所述第二電壓檢測模塊用于檢測 所述PFC電路的輸出電壓；以及保護模塊，所述保護模塊分別與所述第一電壓檢測模塊、所 述電流檢測模塊、所述第二電壓檢測模塊、所述PFC控制模塊和所述電機控制器相連，所述 保護模塊用于對所述輸入電壓和所述輸出電壓進行比較以生成第一比較結(jié)果，并對所述輸 入電流和預(yù)設(shè)的最大允許電流進行比較以生成第二比較結(jié)果，以及根據(jù)所述第一比較結(jié)果 和所述第二比較結(jié)果分別通過所述PFC控制模塊對所述PFC電路進行控制和通過所述電機 控制器對所述電機進行控制。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明實施例的用于變頻家電設(shè)備中PFC電路的電壓驟升保護裝置，通過第 一電壓檢測模塊檢測PFC電路的輸入電壓，并通過電流檢測模塊檢測PFC電路的輸入電流， 以及通過第二電壓檢測模塊檢測PFC電路的輸出電壓，保護模塊對輸入電壓和輸出電壓進 行比較以生成第一比較結(jié)果，并對輸入電流和預(yù)設(shè)的最大允許電流進行比較以生成第二比 較結(jié)果，以及根據(jù)第一比較結(jié)果和第二比較結(jié)果分別通過PFC控制模塊對PFC電路進行控 制和和通過電機控制器對電機進行控制，從而在電壓驟升時能夠有效避免PFC電路損壞， 并保證電機不停機工作，提高了變頻家電設(shè)備的可靠性和用戶體驗。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述輸入電壓大于或等于所述輸出電壓且所述輸入 電流大于或等于所述預(yù)設(shè)的最大允許電流時，所述保護模塊輸出第一保護信號至所述PFC 控制模塊，以使所述PFC控制模塊控制所述PFC電路關(guān)閉，并輸出第二保護信號至所述電機 控制器，以使所述電機控制器控制所述電機降頻運行。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述輸入電壓大于或等于所述輸出電壓且所述輸入 電流小于所述預(yù)設(shè)的最大允許電流時，所述保護模塊輸出第一保護信號至所述PFC控制模 塊，以使所述PFC控制模塊關(guān)閉所述PFC電路，并通過所述電機控制器控制所述電機按照預(yù) 設(shè)頻率正常運行或提前降頻運行。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述輸入電壓小于所述輸出電壓且所述輸入電流大 于或等于所述預(yù)設(shè)的最大允許電流時，所述保護模塊輸出第一保護信號至所述PFC控制模 塊，以使所述PFC控制模塊控制所述PFC電路關(guān)閉，并輸出第二保護信號至所述電機控制 器，以使所述電機控制器控制所述電機降頻運行。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述輸入電壓小于所述輸出電壓且所述輸入電流小 于所述預(yù)設(shè)的最大允許電流時，所述PFC控制模塊控制所述PFC電路開啟，所述電機控制器 控制所述電機按照預(yù)設(shè)頻率正常運行。
[0016] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明另一方面實施例提出了一種用于變頻家電設(shè)備中PFC電 路的電壓驟升保護方法，所述變頻家電設(shè)備包括所述PFC電路、控制所述PFC電路開啟和關(guān) 閉的PFC控制模塊、電機、電機控制器，所述電壓驟升保護方法包括以下步驟：檢測所述PFC 電路的輸入電壓，并檢測所述PFC電路的輸入電流；檢測所述PFC電路的輸出電壓；以及對 所述輸入電壓和所述輸出電壓進行比較以生成第一比較結(jié)果，并對所述輸入電流和預(yù)設(shè)的 最大允許電流進行比較以生成第二比較結(jié)果，以及根據(jù)所述第一比較結(jié)果和所述第二比較 結(jié)果分別通過所述PFC控制模塊對所述PFC電路進行控制和通過所述電機控制器對所述電 機進行控制。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明實施例的用于變頻家電設(shè)備中PFC電路的電壓驟升保護方法，首先檢 測PFC電路的輸入電壓，并檢測PFC電路的輸入電流以及檢測PFC電路的輸出電壓，然后對 輸入電壓和輸出電壓進行比較以生成第一比較結(jié)果，并對輸入電流和預(yù)設(shè)的最大允許電流 進行比較以生成第二比較結(jié)果，以及根據(jù)第一比較結(jié)果和第二比較結(jié)果分別通過PFC控制 模塊對PFC電路進行控制和通過電機控制器對電機進行控制，從而在電壓驟升時能夠有效 避免PFC電路損壞，并且保證電機不停機工作，提高了變頻家電設(shè)備的可靠性和用戶體驗。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述輸入電壓大于或等于所述輸出電壓且所述輸入 電流大于或等于所述預(yù)設(shè)的最大允許電流時，輸出第一保護信號至所述PFC控制模塊，以 使所述PFC控制模塊控制所述PFC電路關(guān)閉，并輸出第二保護信號至所述電機控制器，以使 所述電機控制器控制所述電機降頻運行。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述輸入電壓大于或等于所述輸出電壓且所述輸入 電流小于所述預(yù)設(shè)的最大允許電流時，輸出第一保護信號至所述PFC控制模塊，以使所述 PFC控制模塊關(guān)閉所述PFC電路，并且所述電機控制器控制所述電機按照預(yù)設(shè)頻率正常運 行或提前降頻運行。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述輸入電壓小于所述輸出電壓且所述輸入電流大 于或等于所述預(yù)設(shè)的最大允許電流時，輸出第一保護信號至所述PFC控制模塊，以使所述 PFC控制模塊控制所述PFC電路關(guān)閉，并輸出第二保護信號至所述電機控制器，以使所述電 機控制器控制所述電機降頻運行。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述輸入電壓小于所述輸出電壓且所述輸入電流小 于所述預(yù)設(shè)的最大允許電流時，所述PFC控制模塊控制所述PFC電路開啟，所述電機控制器 控制所述電機按照預(yù)設(shè)頻率正常運行。
【附圖說明】
[0022] 圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于變頻家電設(shè)備中PFC電路的電壓驟升保護裝置的 方框示意圖；
[0023] 圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的功率開關(guān)器件IGBT(InsulatedGateBipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管）導(dǎo)通時的等效電路圖；
[0024] 圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的功率開關(guān)器件IGBT關(guān)斷時的等效電路圖；
[0025] 圖4根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的輸入電壓小于輸出電壓時一個開關(guān)周期內(nèi)的輸 入電流的波形圖；
[0026] 圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的正常狀況下PFC電路的電壓電流波形圖；
[0027] 圖6根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的輸入電壓大于或等于輸出電壓時一個開關(guān)周期 內(nèi)的輸入電流的波形圖；
[0028] 圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的FPC電路的電壓驟升時PFC電路的電壓電流波 形圖；
[0029] 圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的FPC電路的電壓驟升時且通過電壓驟升保護裝 置保護后的PFC電路的電壓電流波形圖；以及
[0030] 圖9為根據(jù)本發(fā)明實施例的用于變頻家電設(shè)備中PFC電路的電壓驟升保護方法的 流程圖。
【具體實施方式】
[0031] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或