[發(fā)明專利]電源裝置的交流電壓有效值估算方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510091736.9
• 申請日: 2015-02-28
• 公開（公告）號: CN104682690B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盛爽;張國柱;王甫敬
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東美的制冷設(shè)備有限公司
• 主分類號: H02M1/42
• 分類號: H02M1/42
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電源裝置的交流電壓有效值估算方法和一種電源裝置的交流電壓有效值估算裝置。

背景技術(shù)

隨著電力電子器件的發(fā)展，有源PFC(Power Factor Correction，功率因數(shù)校正)以功率因數(shù)高、諧波電流小、輸出電壓穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用，例如在空調(diào)領(lǐng)域，壓縮機(jī)與風(fēng)機(jī)的直流電源均通過有源PFC得以校正。

有源PFC最常用的控制策略是峰值、滯環(huán)、平均電流以及單周期控制等方式。其中，有些算法需要對整流橋交流側(cè)電壓V_ac或整流橋的輸出電壓V_bd進(jìn)行采樣，以達(dá)到較為理想的控制目的；而即使有些算法在對開關(guān)器件的控制過程中并不需要V_ac的數(shù)值，但為了完成某些特殊的功能，譬如在電量、功率因數(shù)的計(jì)算中需要輸入電壓的有效值，因此也需要對V_ac進(jìn)行采樣或估算。

相關(guān)技術(shù)中，整流橋的輸出電壓V_bd一般以其所在電路特性進(jìn)行估算，例如通過一種狀態(tài)觀測器來獲取整流橋的輸出電壓V_bd，該狀態(tài)觀測器就是依據(jù)PFC關(guān)斷時(shí)的電路方程來構(gòu)造的。不過目前大部分算法在理論上存在缺陷，并不能在PFC關(guān)斷或開啟的任何狀態(tài)獲得整流橋的輸出電壓V_bd的準(zhǔn)確值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。

為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種電源裝置的交流電壓有效值估算方法，在PFC電路關(guān)閉與開啟的任何狀態(tài)都能獲取準(zhǔn)確的整流橋輸出的電壓瞬時(shí)值，從而可計(jì)算出交流側(cè)電壓有效值，且無需增加電壓采樣電路以達(dá)到降低成本的目的。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種電源裝置的交流電壓有效值估算裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面實(shí)施例提出了一種電源裝置的交流電壓有效值估算方法，其中，所述電源裝置包括整流橋和功率因素校正PFC電路，所述交流電壓有效值估算方法包括以下步驟：采樣所述PFC電路的每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)輸入到所述PFC電路的平均電流，并采樣所述PFC電路的輸出電壓；通過PFC單周期控制算法獲取所述PFC電路中開關(guān)管的占空比；根據(jù)所述每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)輸入到所述PFC電路的平均電流、所述PFC電路的輸出電壓和所述開關(guān)管的占空比建立等效電路以計(jì)算所述整流橋輸出的電壓瞬時(shí)值；以及根據(jù)所述整流橋輸出的電壓瞬時(shí)值和所述每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)輸入到所述PFC電路的平均電流估算出輸入到所述整流橋的交流電壓有效值。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電源裝置的交流電壓有效值估算方法，通過采樣到的每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)輸入到PFC電路的平均電流、采樣到的PFC電路的輸出電壓以及獲取的開關(guān)管的占空比來構(gòu)建等效電路，然后通過求解等效電路方程來計(jì)算整流橋輸出的電壓瞬時(shí)值，從而可計(jì)算出輸入到整流橋的交流電壓有效值，這樣不僅在PFC電路關(guān)閉與開啟的任何狀態(tài)都能獲取準(zhǔn)確的整流橋輸出的電壓瞬時(shí)值和計(jì)算輸入到整流橋的交流電壓有效值，且無需增加電壓采樣電路以達(dá)到降低成本的目的。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)輸入到所述PFC電路的平均電流的采樣時(shí)刻設(shè)置在所述開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間的1/2處。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)以下公式計(jì)算所述整流橋輸出的電壓瞬時(shí)值：

V_{bd_est}＝(1-d)V_dc+L·pI_{dc_samp}

其中，V_{bd_est}為所述整流橋輸出的電壓瞬時(shí)值，d為所述開關(guān)管的占空比，V_dc為所述PFC電路的輸出電壓，L為所述PFC電路中電感器的感抗，p為微分算子，I_{dc_samp}為所述每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)輸入到所述PFC電路的平均電流的采樣值。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)所述整流橋輸出的電壓瞬時(shí)值和所述每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)輸入到所述PFC電路的平均電流估算出輸入到所述整流橋的交流電壓有效值，具體包括：對所述整流橋輸出的電壓瞬時(shí)值進(jìn)行平方處理，并對平方后的所述整流橋輸出的電壓瞬時(shí)值進(jìn)行低通濾波處理和開方運(yùn)算處理以獲得第一交流電壓有效值；對所述整流橋輸出的電壓瞬時(shí)值進(jìn)行峰值檢測后，再進(jìn)行比例放大以獲得第二交流電壓有效值；根據(jù)所述每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)輸入到所述PFC電路的平均電流選擇所述第一交流電壓有效值或所述第二交流電壓有效值為輸入到所述整流橋的交流電壓有效值。