功率连续可调电加热系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电加热装置，特别涉及功率连续可调电加热装置。
【背景技术】
[0002]目前在冷暖空调以及电暖器等电器产品中均有不同形式电加热作为主要或辅助发热器具，制热可以通过热栗空调，也可以直接使用电加热器来实现，抑或二者兼而有之。其中电加热一般是以投入或不投入方式为主，以空调热栗工作为例，如1000W电加热有开或不开两种状态，电加热有机械式温控器和熔断器保护。空调内机出风结构一般采用塑料件，由于空调热栗本身具有较大制热能力输出，随着室内温度升高，叠加电加热温升后，在有些工况下空调出风温度会超过塑料变形温度，因此需要退出(切断)电加热。比如制热时，空调室内机盘管温度低于45度时，开启电加热，当室内机盘管温度高于55度时退出电加热。由于电加热退出会导致出风温度以及制热量有明显下降，对室内温度产生较大波动，会使舒适性大大下降。现有电加热选择由于受制于运行机型实际情况，一般不能选择过大，否则会容易导致电加热本身保护，很容易退出电加热。由于电加热自身机械式温控器是双金属触点，开闭次数有限，容易导致电加热本身断路，从而失效。为避免出现电加热本身温控器失效问题，一般考虑电加热工作范围会增加很多极限工况测试，在众多测试结果选择最保险的电加热运行温度范围，从而形成电加热运行控制规律，即电加热最小运行范围，大大制约电加热投入情况。
[0003]目前市场上的家用空调(挂机或柜机)均采用将不可调功率电加热管输出功率的控制系统和方法来提高加热效果。制热时当室内盘管温度或空调进风口温度低于一定值时，开启电加热，达到一定值关掉电加热，即电加热的功率不可调。但存在的问题有:由于我国地域辽阔，昼夜温差较大；同时由于热栗系统和电加热开启，室内温度会逐渐升高，随室外温度下降，室内温度升高，热栗系统压力差变大，热栗能力逐步降低，在室温最后提升或维持主要依靠电加热投入，但此时由于温度叠加，很容易达到保护和退出电加热条件，此时如果能适当调节和降低电加热工作功率，使之不会触发保护，达到提升或维持室内温度的作用。热栗空调用户需要这样一款空调在温度高的地方，电加热投入功率比较低，在温度低的地方，电加热投入功率比较高；这样能满足用户对于室温稳定舒适性要求。目前的市场，还没有解决上述的技术问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题，就是提供一种功率连续可调电加热系统及其控制方法以实现根据当前温度与目标温度之间的差值变化，实时调整加热装置的功率输出，从而达到提尚制热舒适度、提尚空调能效、提尚广品寿命及降低能耗的效果。
[0005]本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，功率连续可调电加热系统，包括电加热电路、电源模块、电压检测单元、占空比计算单元及占空比调制电路，所述电压检测单元分别与电源模块及占空比计算单元连接，占空比计算单元与占空比调制电路连接，占空比调制电路与电源模块连接，电源模块与电加热电路连接；
[0006]所述电压检测单元，用于检测电源模块的实时输入电压值，并将其传输给占空比计算单元；
[0007]所述占空比计算单元，用于根据电源模块的实时输入电压值及电加热电路限度最大功率值，计算出实时功率差，实时功率差计算出实时占空比，所述实时功率差与实时占空比成正比；并将实时占空比传输给占空比调制电路；
[0008]所述占空比调制电路，用于根据实时占空比调制电源模块的输出功率。
[0009]具体的，还包括人机交互模块，人机交互模块与占空比计算单元连接；
[0010]所述人机交互模块，用于接收用户输入目标温度，并根据目标温度计算出目标功率，所述目标温度与目标功率成正比；
[0011]当目标功率大于电加热电路限度最大功率值时，占空比计算单元，用于根据电源模块的实时输入电压值及电加热电路限度最大功率值，计算出实时功率差，实时功率差计算出实时占空比，所述实时功率差与实时占空比成正比；并将实时占空比传输给占空比调制电路；
[0012]当目标功率小于电加热电路限度最大功率值时，所述占空比计算单元，用于根据电源模块的实时输入电压值及目标功率，计算出实时功率差，实时功率差计算出实时占空比，所述实时功率差与实时占空比成正比；并将实时占空比传输给占空比调制电路。
[0013]具体的，还包括温度传感器一，所述温度传感器一与占空比计算单元连接；
[0014]所述温度传感器一，用于检测电加热电路实时温度，并将其传输给占空比计算单元;
[0015]所述占空比计算单元，用于根据电加热电路实时温度与目标温度计算出实时温差，并根据实时温差结合实时输入电压值及实时功率差计算出实时占空比，所述实时占空比与实时温差及实时功率差成正比；
[0016]所述占空比调制电路，用于根据实时占空比调制电源模块的输出功率。
[0017]具体的，还包括温度传感器二，所述温度传感器二与占空比计算单元连接；
[0018]所述温度传感器二，用于检测电加热电路温度，并将其传输给占空比计算单元；
[0019]所述占空比计算单元，用于将电加热电路温度与预设的电加热电路温度上限值进行比较，当电加热电路温度高于预设的电加热电路温度上限值时，系统按预设的降低幅值降低当前系统运行占空比值；
[0020]还用于将电加热电路温度与预设的电加热电路温度下限值进行比较，当电加热电路温度低于加热部件温度下限值时，系统按预设的上升幅值加大当前系统运行占空比值。
[0021]具体的，所述电加热电路包括热熔断体一、U型加热管一、温控器一、热熔断体二、U型加热管二及温控器二，所述热熔断体一的一端与交流电源的火线端连接，热熔断体一的另一端与U型加热管一的一端连接，U型加热管一的另一端与温控器一的一端连接，温控器一的另一端与温控器二的一端分别与交流电源的零线端连接，温控器二的另一端与U型加热管二的一端连接，U型加热管二的另一端与热熔断体二的一端连接，热熔断体二的另一端与交流电源的火线端连接。
[0022]具体的，所述电源模块为交流电源，所述占空比调制电路包括双向可控硅、双向可控硅驱动控制单元及电阻一，所述电阻一的一端与交流电源的火线端连接，电阻一的另一端与双向可控娃的一端连接，双向可控娃的另一端与交流电源的零线端连接，双向可控娃驱动控制单元分别与双向可控娃的控制端及占空比计算单元连接。
[0023]具体的，所述双向可控硅驱动控制单元对双向可控硅的控制频率为交流电源工作频率的两倍。
[0024]具体的，所述电源模块为直流电源，所述占空比调制电路包括绝缘栅双极型晶体管一、绝缘栅双极型晶体管二、电容、电感一、电阻三、二极管一、二极管二、二极管三、二极管四、二极管五、PFC控制器、绝缘栅双极型晶体管驱动控制单元，所述绝缘栅双极型晶体管驱动控制单元分别与占空比计算单元及绝缘栅双极型晶体管一的栅极连接，绝缘栅双极型晶体管一的发射极分别与电容的一端、绝缘栅双极型晶体管二的发射极、二极管一的正极及二极管二的正极连接，二极管一的负极分别与交流电源的火线端及二极管三的正极连接，二极管二的负极分别与交流电源的零线端及二极管四的正极连接，二极管四的负极分别与二极管三的负极及电感一的一端连接，电感一的另一端分别与绝缘栅双极型晶体管二的集电极及二极管五的正极连接，绝缘栅双极型晶体管二的栅极与PFC控制器连接，二极管五的负极分别与电容的另一端及电阻三的一端连接，电阻三的另一端与绝缘栅双极型晶体管一的集电极连接。
[0025]具体的，还包括保护模块；
[0026]所述保护模块，预设有占空比变化阈值，用于检测装置当前运行占空比值与占空比计算单元计算出的下一时刻占空比值进行比较，若当前占空比值与下一时刻占空比值的差值大于预设的占空比变化阈值，占空比调制电路根据下一时刻占空比值调制电源模块的输出功率，否则占空比调制电路保持当前运行占空比值。
[0027]具体的，还包括温度传感器三及报警模块；
[0028]所述温度传感器三设置于电加热电路上，并与报警模块连接；
[0029]所述温度传感器三，用于检测电加热电路的实时温度，并将其传输给报警模块；
[0030]所述报警模块，用于将温度传感器三检测到的电加热电路的实时温度与预设的报警温度下限值进行比较，当实时温度高于预设的报警温度下限值时进行报警，否则不动作。
[0031]用于上述任意一项所述的功率连续可调电加热装置的控制方法，包括以下步骤:
[0032]步骤1、系统检测实时输出电压值及电加热电路限度最大功率值；
[0033]步骤2、系统根据实时输入电压值及电加热电路限度最大功率值，计算出实时功率差，实时功率差计算出实时占空比，所述实时功率差与实时占空比成正比；
[0034]步骤3、系统根据实时占空比调制电源模块的输出功率。
[0035]具体的，所述步骤2中还包括以下步骤:
[0036]步骤21、系统接收用户输入目标温度，并根据目标温度计算出目标功率，所述目标温度与目标功