[發明專利]單相交流電源的電壓異常檢測方法和裝置

有效

• 申請號: 201510367631.1
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN104991110B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 黃招彬
• 申請（專利權）人: 廣東美的制冷設備有限公司;美的集團股份有限公司
• 主分類號: G01R19/165
• 分類號: G01R19/165;H02M7/217
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，特別涉及一種單相交流電源的電壓異常檢測方法以及一種單相交流電源的電壓異常檢測裝置。

背景技術

在單相交流電源輸入系統例如家用空調中，來自電網的單相交流電源通常先經過不可控全橋整流電路，再經過功率因數校正電路，然后輸出直流電并接至大容量電解電容，最后提供給負載。其中，功率因數校正電路一般采用典型的Boost型功率因數校正電路，負載包括內部開關電源、壓縮機和風機等。

當電網電壓發生異常時，系統可能會發生故障停機，甚至系統硬件會損壞。在相關技術中，通常是根據電壓有效值來判斷電網電壓是否發生異常，但是相關技術中異常判斷的響應過于滯后，滯后時間在幾百毫秒級別以上，無法及時保護系統，因此，相關技術需要進行改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種能夠快速偵測出電網電壓異常的單相交流電源的電壓異常檢測方法。

本發明的另一個目的在于提出一種單相交流電源的電壓異常檢測裝置。

為達到上述目的，本發明一方面實施例提出了一種單相交流電源的電壓異常檢測方法，所述單相交流電源經過整流電路整流后輸入到功率因素校正PFC電路，所述電壓異常檢測方法包括以下步驟：檢測輸入電壓以獲取輸入電壓瞬時值，并根據所述輸入電壓瞬時值分別獲取輸入電壓平均值和輸入電壓相位；根據所述輸入電壓平均值計算輸入電壓峰值，并根據所述輸入電壓峰值和所述輸入電壓相位計算輸入電壓估計值；計算所述輸入電壓估計值與所述輸入電壓瞬時值之間的電壓誤差，并根據所述電壓誤差計算所述輸入電壓估計值與所述輸入電壓瞬時值之間的電壓標準差；根據所述電壓誤差、所述電壓標準差和所述輸入電壓瞬時值分別判斷所述單相交流電源是否出現電壓異常。

根據本發明實施例的單相交流電源的電壓異常檢測方法，檢測輸入電壓以獲取輸入電壓瞬時值，并根據輸入電壓瞬時值分別獲取輸入電壓平均值和輸入電壓相位，然后，根據輸入電壓平均值計算輸入電壓峰值，并根據輸入電壓峰值和輸入電壓相位計算輸入電壓估計值，計算輸入電壓估計值與輸入電壓瞬時值之間的電壓誤差，并根據電壓誤差計算輸入電壓估計值與輸入電壓瞬時值之間的電壓標準差，最后根據電壓誤差、電壓標準差和輸入電壓瞬時值分別判斷單相交流電源是否出現電壓異常，從而能夠快速準確地偵測出電網電壓異常。

根據本發明的一些實施例，通過檢測輸入到所述整流電路的電壓以獲取輸入電壓瞬時值時，對獲取的輸入電壓瞬時值進行鎖相環處理以獲取所述輸入電壓相位。或者，通過檢測輸入到所述PFC電路的電壓以獲取輸入電壓瞬時值時，對獲取的輸入電壓瞬時值的平方進行鎖相環處理以獲取所述輸入電壓相位。

其中，所述鎖相環的帶寬遠低于所述輸入電壓的頻率，所述輸入電壓的檢測頻率遠高于所述輸入電壓的頻率。

根據本發明的一些實施例，通過低通濾波器對所述輸入電壓瞬時值進行計算以獲取所述輸入電壓平均值，其中，所述低通濾波器的截止頻率遠低于所述輸入電壓的頻率。

根據本發明的一些實施例，可根據以下公式計算所述輸入電壓估計值：

Vest＝Vpeak×|sin(Theta_est)|

其中，Vest為所述輸入電壓估計值，Vpeak為所述輸入電壓峰值，且Vpeak＝Vavg×Π/2，Vavg為所述輸入電壓平均值，Theta_est為所述輸入電壓相位。

根據本發明的一些實施例，可根據以下公式計算所述電壓標準差：

其中，Vstd為所述電壓標準差，N為大于1的整數，Verr為所述電壓誤差。

根據本發明的一些實施例，根據所述電壓誤差、所述電壓標準差和所述輸入電壓瞬時值分別判斷所述單相交流電源是否出現電壓異常，具體包括：當所述輸入電壓瞬時值小于第一電壓閾值且持續時間達到第一預設時間時，判斷所述單相交流電源處于電壓短時中斷狀態；當所述電壓誤差大于第二電壓閾值時，判斷所述單相交流電源處于電壓跌落狀態；當所述電壓誤差小于所述第二電壓閾值時，判斷所述單相交流電源處于電壓驟升狀態；當所述電壓標準差大于第三電壓閾值時，判斷所述單相交流電源處于電壓諧波失真狀態。