开关管的控制方法、装置及空调器制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种开关管的控制方法、装置及空调器，在适用该控制方法时，通过周期性地采集PFC电路的输入电源的频率，设定功率开关管的开关频率，并依据采集的PFC电路的输入电源的交流电压值、交流电流值、及直流母线电压值计算功率开关管的输出占空比，然后通过所述开关频率和输出占空比驱动功率开关管周期性地断开或闭合，该控制方法能够根据不同的输入电源频率控制功率开关管的开关，提高了PFC电路的功率因数，使其达到最优的EMI效果。

Switch tube control method, device and air conditioner

The invention discloses a control method, switching device and air conditioner, in the application of the control method, the input power periodically collects the frequency of the PFC circuit, set the switching frequency, and on the basis of the AC input voltage power supply circuit of the PFC acquisition value, current value, AC and DC the bus voltage value output power switch duty cycle, and then through the switch frequency and duty ratio of output to drive the power switch tube is periodically opened and closed, the control method according to the input power frequency control switch, the power switch is different, and improve the power factor of PFC circuit, to achieve the optimal EMI effect.

【技术实现步骤摘要】
开关管的控制方法、装置及空调器
本专利技术涉及家用电器
，尤其涉及一种开关管的控制方法、装置及空调器。
技术介绍
目前，在变频空调产品中，为了降低电流载波、提高功率因数，通常会采用有源PFC(PowerFactorCorrection，功率因数校正)电路。在所述有源PFC电路中，一般使用固定的载波频率和电压控制参数，但是，由于不同国家和地区使用不同标准的电网参数，单一的载波频率和电压控制参数不能很好地适应不同的电网特性，因而不能获得最佳的EMI(ElectroMagneticInterference，电磁干扰)和EMC(ElectroMagneticCompatibility，电磁兼容性)效果，难以实现全球通用。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种开关管的控制方法，旨在适应不同电网的电源频率，提升EMI效果。为实现上述目的，本专利技术提出的开关管的控制方法，包括以下步骤：采集PFC电路的输入电源频率，并依据所述输入电源频率设定功率开关管的开关频率；采集PFC电路的输入电源的交流电压值、交流电流值、及PFC输出直流母线电压值，并依据所述交流电压值、交流电流值、及直流母线电压值计算功率开关管的输出占空比；依据所述开关频率和输出占空比驱动功率开关管周期性地断开或闭合。进一步地，所述采集PFC电路的输入电源频率，并依据所述输入电源频率设定功率开关管的开关频率的步骤，具体包括：周期性采集PFC电路的输入电源频率；若采集到的输入电源频率大于等于预设最大值Fi(x+1)，则设定功率开关管的开关频率为Fo(x+1)；若采集到的输入电源频率小于预设最小值Fi1，则设定功率开关管的开关频率为Fo0；若采集到的输入电源频率大于等于预设最小值Fi1，且小于预设最大值Fi(x+1)，则设定功率开关管的开关频率为Fox；其中，Fo0＜Fox＜Fo(x+1)，Fi1＜Fix＜Fi(x+1)，x≥0。进一步地，所述若采集到的输入电源频率大于等于预设最小值Fi1，且小于预设最大值Fi(x+1)，则设定功率开关管的开关频率为Fox的步骤，具体包括：将所述输入电源频率按预设最大值Fi(x+1)到预设最小值Fi1分成若干区间，每一区间设定一对应的开关频率Fox；判定采集到的输入电源频率所处的区间，依据其所处的区间获取对应的开关频率Fox。进一步地，所述采集PFC电路的输入电源的交流电压值、交流电流值、及PFC输出直流母线电压值，并依据所述交流电压值、交流电流值、及直流母线电压值计算功率开关管的输出占空比的步骤，具体包括：设定PFC输出直流母线电压值的目标值为Udc_star，计算其与采集到的实际PFC输出直流母线电压值Udc之间的差值Udc_delta；将所述差值Udc_delta作为第一PI调节器的输入值，设定第一PI调节器的比例系数为Kpu，积分系数为Kiu，则第一PI调节器的输出值为Oudc＝Kpu*Udc_delta+Kiu∫Udc_deltadt；将PFC电路的输入电源的交流电压值Uac与第一PI调节器的输出值Oudc的乘积Iac_star设定为交流电流值的目标值，计算其与采集到的输入电源的实际交流电流值Iac之间的差值Iac_delta；将所述差值Iac_delta作为第二PI调节器的输入值，设定第二PI调节器的比例系数为Kpi，积分系数为Kii，则第二PI调节器的输出值为Oiac＝Kpi*Iac_delta+Kii∫Iac_deltadt，设定功率开关管的输出占空比Oica等于Oiac，则Oica＝Kpi*(Iac-Uac*Oudc)+Kii∫(Iac-Uac*Oudc)dt。进一步地，所述依据所述开关频率和输出占空比驱动功率开关管周期性地断开或闭合的步骤，具体包括：根据所述开关频率和输出占空比计算每一开关周期T内功率开关管的闭合时间Ton和断开时间Toff；按照每一开关周期T内的闭合时间Ton和断开时间Toff驱动功率开关管闭合或断开；其中，T＝1/开关频率，Ton＝T*Oica，Toff＝T*(1－Oica)。进一步地，所述输入电源频率为30-400Hz，所述功率开关管的开关频率的设定范围为10-40kHz。进一步地，所述Udc_star的取值范围为0-1kv，所述Kpu、Kiu、Kpi及Kii的取值范围均为0-1000。本专利技术的另一目的在于提出一种开关管的控制装置，应用于PFC电路，该控制装置包括：开关频率设定模块，采集PFC电路的输入电源频率，并依据所述输入电源频率设定功率开关管的开关频率；占空比计算模块，采集PFC电路的输入电源的交流电压值、交流电流值、及PFC输出直流母线电压值，并依据所述交流电压值、交流电流值、及直流母线电压值计算功率开关管的输出占空比；驱动模块，依据所述开关频率和输出占空比驱动功率开关管周期性地断开或闭合。进一步地，所述开关频率设定模块设定功率开关管的开关频率时，具体包括：周期性采集PFC电路的输入电源频率；若采集到的输入电源频率大于等于预设最大值Fi(x+1)，则设定功率开关管的开关频率为Fo(x+1)；若采集到的输入电源频率小于预设最小值Fi1，则设定功率开关管的开关频率为Fo0；若采集到的输入电源频率大于等于预设最小值Fi1，且小于预设最大值Fi(x+1)，则设定功率开关管的开关频率为Fox；其中，Fo0＜Fox＜Fo(x+1)，Fi1＜Fix＜Fi(x+1)，x≥0。进一步地，所述若采集到的输入电源频率大于等于预设最小值Fi1，且小于预设最大值Fi(x+1)，则设定功率开关管的开关频率为Fox，具体包括：将所述输入电源频率按预设最大值Fi(x+1)到预设最小值Fi1分成若干区间，每一区间设定一对应的开关频率Fox；判定采集到的输入电源频率所处的区间，依据其所处的区间获取对应的开关频率Fox。进一步地，所述占空比计算模块计算功率开关管的输出占空比时，具体包括：设定PFC输出直流母线电压值的目标值为Udc_star，计算其与采集到的实际PFC输出直流母线电压值Udc之间的差值Udc_delta；将所述差值Udc_delta作为第一PI调节器的输入值，设定第一PI调节器的比例系数为Kpu，积分系数为Kiu，则第一PI调节器的输出值为Oudc＝Kpu*Udc_delta+Kiu∫Udc_deltadt；将PFC电路的输入电源的交流电压值Uac与第一PI调节器的输出值Oudc的乘积Iac_star设定为交流电流值的目标值，计算其与采集到的输入电源的实际交流电流值Iac之间的差值Iac_delta；将所述差值Iac_delta作为第二PI调节器的输入值，设定第二PI调节器的比例系数为Kpi，积分系数为Kii，则第二PI调节器的输出值为Oiac＝Kpi*Iac_delta+Kii∫Iac_deltadt，设定功率开关管的输出占空比Oica等于Oiac，则Oica＝Kpi*(Iac-Uac*Oudc)+Kii∫(Iac-Uac*Oudc)dt。进一步地，所述驱动模块包括：计算单元，根据所述开关频率和输出占空比计算每一开关周期T内功率开关管的闭合时间Ton和断开时间Toff；驱动单元，按照每一开关周期T内的闭合时间Ton和断开时间Toff驱动功率开关管闭合或断开；其中，T＝1/开关频率，T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关管的控制方法，应用于PFC电路，其特征在于，该开关管的控制方法包括以下步骤：采集PFC电路的输入电源频率，并依据所述输入电源频率设定功率开关管的开关频率；采集PFC电路的输入电源的交流电压值、交流电流值、及PFC输出直流母线电压值，并依据所述交流电压值、交流电流值、及直流母线电压值计算功率开关管的输出占空比；依据所述开关频率和输出占空比驱动功率开关管周期性地断开或闭合。

【技术特征摘要】
1.一种开关管的控制方法，应用于PFC电路，其特征在于，该开关管的控制方法包括以下步骤：采集PFC电路的输入电源频率，并依据所述输入电源频率设定功率开关管的开关频率；采集PFC电路的输入电源的交流电压值、交流电流值、及PFC输出直流母线电压值，并依据所述交流电压值、交流电流值、及直流母线电压值计算功率开关管的输出占空比；依据所述开关频率和输出占空比驱动功率开关管周期性地断开或闭合。2.根据权利要求1所述的开关管的控制方法，其特征在于，所述采集PFC电路的输入电源频率，并依据所述输入电源频率设定功率开关管的开关频率的步骤，具体包括：周期性采集PFC电路的输入电源频率；若采集到的输入电源频率大于等于预设最大值Fi(x+1)，则设定功率开关管的开关频率为Fo(x+1)；若采集到的输入电源频率小于预设最小值Fi1，则设定功率开关管的开关频率为Fo0；若采集到的输入电源频率大于等于预设最小值Fi1，且小于预设最大值Fi(x+1)，则设定功率开关管的开关频率为Fox；其中，Fo0＜Fox＜Fo(x+1)，Fi1＜Fix＜Fi(x+1)，x≥0。3.根据权利要求2所述的开关管的控制方法，其特征在于，所述若采集到的输入电源频率大于等于预设最小值Fi1，且小于预设最大值Fi(x+1)，则设定功率开关管的开关频率为Fox的步骤，具体包括：将所述输入电源频率按预设最大值Fi(x+1)到预设最小值Fi1分成若干区间，每一区间设定一对应的开关频率Fox；判定采集到的输入电源频率所处的区间，依据其所处的区间获取对应的开关频率Fox。4.根据权利要求2或3所述的开关管的控制方法，其特征在于，所述采集PFC电路的输入电源的交流电压值、交流电流值、及PFC输出直流母线电压值，并依据所述交流电压值、交流电流值、及直流母线电压值计算功率开关管的输出占空比的步骤，具体包括：设定PFC输出直流母线电压值的目标值为Udc_star，计算其与采集到的实际PFC输出直流母线电压值Udc之间的差值Udc_delta；将所述差值Udc_delta作为第一PI调节器的输入值，设定第一PI调节器的比例系数为Kpu，积分系数为Kiu，则第一PI调节器的输出值为Oudc＝Kpu*Udc_delta+Kiu∫Udc_deltadt；将PFC电路的输入电源的交流电压值Uac与第一PI调节器的输出值Oudc的乘积Iac_star设定为交流电流值的目标值，计算其与采集到的输入电源的实际交流电流值Iac之间的差值Iac_delta；将所述差值Iac_delta作为第二PI调节器的输入值，设定第二PI调节器的比例系数为Kpi，积分系数为Kii，则第二PI调节器的输出值为Oiac＝Kpi*Iac_delta+Kii∫Iac_deltadt，设定功率开关管的输出占空比Oica等于Oiac，则Oica＝Kpi*(Iac-Uac*Oudc)+Kii∫(Iac-Uac*Oudc)dt。5.根据权利要求4所述的开关管的控制方法，其特征在于，所述依据所述开关频率和输出占空比驱动功率开关管周期性地断开或闭合的步骤，具体包括：根据所述开关频率和输出占空比计算每一开关周期T内功率开关管的闭合时间Ton和断开时间Toff；按照每一开关周期T内的闭合时间Ton和断开时间Toff驱动功率开关管闭合或断开；其中，T＝1/开关频率，Ton＝T*Oica，Toff＝T*(1－Oica)。6.根据权利要求2所述的开关管的控制方法，其特征在于，所述输入电源频率为30-400Hz，所述功率开关管的开关频率的设定范围为10-40kHz。7.根据权利要求4所述的开关管的控制方法，其特征在于，所述Udc_star的取值范围为0-1kv，所述Kpu、Kiu、Kpi及K...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁国强，
申请(专利权)人：广东美的制冷设备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44