Pfc電路的輸入電壓自適應(yīng)的電流限頻方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種變頻空調(diào)中功率因數(shù)校正PFC電路 的輸入電壓自適應(yīng)的電流限頻方法以及一種變頻空調(diào)中功率因數(shù)校正PFC電路的輸入電 壓自適應(yīng)的電流限頻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在單相交流電源輸入系統(tǒng)例如家用空調(diào)中，來(lái)自電網(wǎng)的單相交流電源通常先經(jīng)過(guò) 不可控全橋整流電路，再經(jīng)過(guò)功率因數(shù)校正電路，然后輸出直流電并接至大容量電解電容， 最后提供給負(fù)載例如內(nèi)部開(kāi)關(guān)電源、壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)等。
[0003] 功率因數(shù)校正電路可采用典型的Boost型功率因數(shù)校正電路，不僅可以達(dá)到較高 的功率因數(shù)，而且可以升壓輸出穩(wěn)定的直流電壓，從而給負(fù)載提供穩(wěn)定的直流電源。這樣， 當(dāng)單相交流電源輸入的交流電壓較低時(shí)，由于功率因數(shù)校正電路的升壓作用，直流母線(xiàn)電 壓依然可以達(dá)到較高幅值，使得壓縮機(jī)依然能夠運(yùn)行到較高頻率。但是，相比交流電壓正常 時(shí)，在輸入電壓較低時(shí)，輸入到PFC電路的輸入電流的幅值增加使得輸入電路中的器件發(fā) 熱嚴(yán)重，同時(shí)交流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降、散熱變差，容易造成器件損壞。
[0004] 當(dāng)功率因數(shù)校正電路采用不可升壓的無(wú)源PFC時(shí)，雖然不能升高母線(xiàn)電壓，但是 在輸入電壓較低時(shí)，壓縮機(jī)可以通過(guò)深度弱磁控制，運(yùn)行到較高頻率。但是，類(lèi)似的，相比交 流電壓正常時(shí)，在輸入電壓較低時(shí)，輸入到PFC電路的輸入電流的幅值增加使得輸入電路 中的器件發(fā)熱嚴(yán)重，同時(shí)交流風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降、散熱變差，容易造成器件損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 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(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的 一個(gè)目的在于提出一種變頻空調(diào)中功率因數(shù)校正PFC電路的輸入電壓自適應(yīng)的電流限頻 方法，該方法能夠改善輸入電路的發(fā)熱狀況。
[0006] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種變頻空調(diào)中功率因數(shù)校正PFC電路的輸入電 壓自適應(yīng)的電流限頻裝置。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面實(shí)施例提出了一種變頻空調(diào)中功率因數(shù)校正PFC 電路的輸入電壓自適應(yīng)的電流限頻方法，其特征在于，獲取電壓有效值Vin_rms和電流有 效值Iin_rms;根據(jù)所述輸入電壓有效值Vin_rms獲取電流限頻閾值，并根據(jù)所述電流有效 值Iin_rms和所述電流限頻閾值對(duì)所述壓縮機(jī)進(jìn)行控制；在所述輸入電流有效值Iin_rms 大于所述電流限頻閾值時(shí)，控制所述壓縮機(jī)降頻運(yùn)行。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的變頻空調(diào)中功率因數(shù)校正PFC電路的輸入電壓自適應(yīng) 的電流限頻方法，根據(jù)輸入電壓有效值Vin_rms獲取電流限頻閾值，并在輸入電流有效值 Iin_rms大于電流限頻閾值時(shí)，控制壓縮機(jī)降頻運(yùn)行。由此，在輸入電流有效值Iin_rms大 于電流限頻閾值時(shí)控制壓縮機(jī)降頻運(yùn)行，從而降低輸出功率，達(dá)到減小輸入電流的目的，改 善輸入電路的發(fā)熱狀況，并且，根據(jù)輸入電壓有效值Vin_rms自適應(yīng)調(diào)整電流限頻閾值，避 免室外交流風(fēng)機(jī)散熱性能下降導(dǎo)致的輸入電路發(fā)熱嚴(yán)重，進(jìn)一步改善輸入電路的發(fā)熱狀 況，提高系統(tǒng)可靠性。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述輸入電壓有效值Vin_rms與所述電流限頻閾值呈 正相關(guān)關(guān)系。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可通過(guò)查表的方式或分段線(xiàn)性化的方式獲取所述電流 限頻閾值。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，當(dāng)通過(guò)查表的方式獲取所述電流限頻閾值時(shí)，將 輸入電壓有效值Vin_rms的電壓范圍劃分為N個(gè)區(qū)間，并按照電壓從低到高的順序?qū)⒚?個(gè)區(qū)間的電流限頻閾值依次設(shè)置為Iin_thrl、Iin_thr2、…、Iin_thrN，其中，Iin_thrl <Iin_thr2 0??<Iin_thrN。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例，當(dāng)通過(guò)分段線(xiàn)性化的方式 獲取所述電流限頻閾值時(shí)，將所述輸入電壓有效值Vin_rms的電壓范圍劃分為N個(gè)區(qū)間，并 在每個(gè)電壓區(qū)間分界點(diǎn)設(shè)置一個(gè)電流限頻閾值，以及處于每個(gè)電壓區(qū)間的輸入電壓有效值 對(duì)應(yīng)的電流限頻閾值根據(jù)相鄰的兩個(gè)電壓區(qū)間分界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流限頻閾值線(xiàn)性計(jì)算得到。 [0012] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明另一個(gè)方面實(shí)施例提出了一種變頻空調(diào)中功率因數(shù)校正 PFC電路的輸入電壓自適應(yīng)的電流限頻裝置，所述PFC電路的輸出端連接的負(fù)載為壓縮機(jī)， 所述裝置包括：獲取單元，用于獲取電壓有效值Vin_rms和電流有效值Iin_rms;控制單元， 用于根據(jù)所述輸入電壓有效值Vin_rms獲取電流限頻閾值，并根據(jù)所述電流有效值Iin_ rms和所述電流限頻閾值對(duì)所述壓縮機(jī)進(jìn)行控制，其中，在所述輸入電流有效值Iin_rms大 于所述電流限頻閾值時(shí)，控制所述壓縮機(jī)降頻運(yùn)行。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的功率因數(shù)校正PFC電路的輸入電壓自適應(yīng)的電流限頻 裝置，控制單元根據(jù)輸入電壓有效值Vin_rms獲取電流限頻閾值，并在輸入電流有效值 Iin_rms大于電流限頻閾值時(shí)，控制壓縮機(jī)降頻運(yùn)行。由此，在輸入電流有效值Iin_rms大 于電流限頻閾值時(shí)控制壓縮機(jī)降頻運(yùn)行，從而降低輸出功率，達(dá)到減小輸入電流的目的，改 善輸入電路的發(fā)熱狀況，并且，根據(jù)輸入電壓有效值Vin_rms自適應(yīng)調(diào)整電流限頻閾值，避 免室外交流風(fēng)機(jī)散熱性能下降導(dǎo)致的輸入電路發(fā)熱嚴(yán)重，進(jìn)一步改善輸入電路的發(fā)熱狀 況，提高系統(tǒng)可靠性。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述輸入電壓有效值Vin_rms與所述電流限頻閾值呈 正相關(guān)關(guān)系。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述控制單元可通過(guò)查表的方式或分段線(xiàn)性化的方式 獲取所述電流限頻閾值。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，當(dāng)通過(guò)查表的方式獲取所述電流限頻閾值時(shí)，所 述控制單元將輸入電壓有效值Vin_rms的電壓范圍劃分為N個(gè)區(qū)間，并按照電壓從低到高 的順序?qū)⒚總€(gè)區(qū)間的電流限頻閾值依次設(shè)置為Iin_thrl、Iin_thr2、…、Iin_thrN，其中， Iin_thrl<Iin_thr2 0??<Iin_thrN。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體實(shí)施例，當(dāng)通過(guò)分段線(xiàn) 性化的方式獲取所述電流限頻閾值時(shí)，所述控制單元將所述輸入電壓有效值Vin_rms電壓 的范圍劃分為N個(gè)區(qū)間，并在每個(gè)電壓區(qū)間分界點(diǎn)設(shè)置一個(gè)電流限頻閾值，以及處于每個(gè) 電壓區(qū)間的輸入電壓有效值對(duì)應(yīng)的電流限頻閾值根據(jù)相鄰的兩個(gè)電壓區(qū)間分界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 電流限頻閾值線(xiàn)性計(jì)算得到。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變頻空調(diào)中功率因數(shù)校正PFC電路的輸入電壓自適應(yīng) 的電流限頻方法的流程圖；
[0018] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的變頻空調(diào)中功率因數(shù)校正PFC電路的電路原理圖；
[0019] 圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的具有升壓功能的功率因數(shù)校正PFC電路的電 路原理圖；
[0020] 圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的不具有升壓功能的功率因數(shù)校正PFC電路的 電路原理圖；以及
[0021] 圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的功率因數(shù)校正PFC電路的輸入電壓自適應(yīng)的電流限頻 裝置的方框示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0023] 下面參考附圖來(lái)描述本發(fā)明實(shí)施例提出的變頻空調(diào)中功率因數(shù)校正PFC電路的 輸入電壓自適應(yīng)的電流限頻方法和裝置，其中，單相交流電源經(jīng)過(guò)整流電路整流后輸入到 功率因素校正PFC(PowerFactorCorrection，功率因數(shù)校正）電路。
[0024] 根據(jù)圖2-4的示例，變頻空調(diào)的供電裝置可包括整流電路10、PFC(PowerFactor Correction，功率因數(shù)校正）電路20和電解電容El。其中，整流電路10的輸入端與單相交 流電源AC相連，整流電路10用于將單相交流電源AC提供的單相交流電進(jìn)行整流以獲取整 流后的直流電；PFC電路20連接在整流電路10的輸出端與電解電容E1之間，PFC電路20 用于對(duì)電源進(jìn)行功率因數(shù)校正；電解電容E1與負(fù)載30并聯(lián)。其中，負(fù)載30可優(yōu)選為壓縮 機(jī)M，負(fù)載30也可為內(nèi)部開(kāi)關(guān)電源、直流風(fēng)機(jī)等。
[0025] 也就是說(shuō)，單相交流電源AC經(jīng)過(guò)整流電路10的不可控全波整流，然后經(jīng)過(guò)PFC電 路20,輸出接到大容量的電解電容E1，進(jìn)而給負(fù)載30供電。
[0026] 需要說(shuō)明的是，PFC電路20可采用具有升壓功能的PFC電路，也可采用不具有升壓 功能的PFC電路。具體地，PFC電路20可采用如圖3所示的具有升壓功能的Boost型PFC 電路，整流電路10具有第一輸出端和第二輸出端，Boost型PFC電路可包括第一電感L1、功 率開(kāi)關(guān)管S1和第一二極管D1，其中，第一電感L1的一端與整流電路10的第一輸出端相連， 第一電感L1的另一端與第一二極管D1的陽(yáng)極相連，第一電感L1與第一二極管D1之間具 有第一節(jié)點(diǎn)；第一二極管D1的陰極與電解電容E1的正極端相連；功率開(kāi)關(guān)管S1的集電極 與第一節(jié)點(diǎn)相連，功率開(kāi)關(guān)管S1的發(fā)射極分別與整流電路10的第二輸出端和電解電容E1 的負(fù)極端相連。
[0027] 在圖3的實(shí)施例中，PFC電路20在對(duì)電源進(jìn)行功率因數(shù)校正的同時(shí)還可對(duì)整流后 的直流電進(jìn)行升壓處理，以為電解電容E1和負(fù)載30提供穩(wěn)定的直流電壓。此時(shí)，整流電路 10和PFC電路20作為供電裝置的輸入電路，輸入電流主要整流電路10、第一電感L1、功率 開(kāi)關(guān)管S1、二極管D1等器件，電流流向如圖3中短虛線(xiàn)中箭頭所示。
[0028] 具體地，PFC電路20也可采用如圖4所示的不具有升壓功能的PFC電路，整流電路 10具有第一輸出端和第二輸出端，不具有升壓功能的PFC電路