一种逆变器散热风扇的控制装置及控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于风扇控制领域，特别设及一种逆变器散热用直流风扇的控制装置及控 制方法。
【背景技术】
[0002] 在中小功率逆变器中，通常采用直流风扇对功率器件进行散热，W降低其运行溫 度，保证逆变器正常工作。当前直流风扇的转速控制方式为脉宽调制(PWM)控制，其控制原 理是：向风扇的控制线提供方波信号，通过调节方波信号的占空比控制风扇的转速。
[0003] 直流风扇转速控制方法常用的有W下几种:一种方式为恒溫控制，设置一个期望 的溫度参考值，通过闭环控制，根据溫度参考值来自动调整PWM信号的占空比，将溫度始终 维持在设定的参考值。但是当溫度参考值设置太低时，风扇会W较高转速旋转，损耗和噪声 增加；当溫度参考值设置太高时，风扇转速较低，逆变器功率器件一直保持较高的溫度，影 响元器件寿命。此种方式的另一个缺点是当逆变器功率器件溫度发生变化时，风扇转速会 随时跟着变化，造成风扇转速的频繁改变，影响风扇寿命。另一种方式是设置一个溫度区 间，当溫度达到某个设定值后调整风扇转速，但是溫度是一个渐变的过程，例如转速提高 后，溫度不可能立即降低，当溫度变化速率较大时，可能会使得逆变器在短时间内处于超溫 工作状态，减少功率器件使用寿命。
[0004] "风扇转速控制方法、装置及网络设备"（专利号为〔化018651518)公开了一种风扇 控制方法，根据预先存储的前n个时刻的溫度值和当前时刻的溫度值，对n+1个时刻的溫度 值进行曲线拟合，由曲线拟合的结果获得溫度的变化曲线，依据得到的溫度变化规律对风 扇的转速进行控制。"风扇转速控制方法"（专利号为CN100555148C)公开的方法也是通过预 置多组溫度/转速转换表，调整风扇的转速。
[0005] 由于逆变器功率器件的运行溫度与环境溫度、逆变器实时功率有关，不同环境溫 度、不同功率条件下，溫度变化的速率和曲线都不相同，因此需要对应不同的溫度变化曲线 或溫度/转速表，数量繁多，需要较大的内存存储大量数据，此时采用实时曲线拟合或查表 的方法程序较难实现。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的，在于提供一种逆变器散热风扇的控制装置及控制方法，其用于逆 变器功率器件的散热，可解决现有技术中风扇转速频繁变化，溫度参考值难W合理设置，溫 度变化率大时易超溫运行，预置溫度/转速曲线较多难W实现等问题。
[0007] 为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
[000引一种逆变器散热风扇的控制装置，包括：
[0009]参数设置模块，用于设置m段过溫定值Tm、T日T2、……、T〇Tm，过溫延时定值toTi、 t〇T2、......、toTm;设置n段低溫定值TuT1、TuT2、......、TlITn，低溫延时定值tuTl、tuT2、......、tuTn ;设 置PWM信号占空比的调整步长AD;
[0010] 溫度检测模块，用于检测逆变器运行过程中所有功率器件的实时溫度；
[0011] 溫度选择模块，用于选择所有功率器件的最大实时溫度；
[0012] 过溫控制模块，用于判断最大实时溫度是否满足各段过溫和延时定值条件，如是， 增加 PWM占空比；
[0013] 低溫控制模块，用于判断最大实时溫度是否满足各段低溫和延时定值条件，如是， 减小PWM占空比；
[0014] PWM生成模块，用于将占空比数值转化成对应的PWM信号W调整风扇转速。
[001引还包括一个限幅模块，用于将PWM占空比限审化0~1，占空比增加和减小的步长小 于0.1。
[0016] -种逆变器散热风扇的控制方法，包括如下步骤：
[0017] 步骤S401，检测逆变器运行过程中所有功率器件的实时溫度；
[001引步骤S402，选择所有功率器件的最大实时溫度；
[0019] 步骤S5，判断最大实时溫度是否大于各段过溫定值，如是，且大于过溫定值的持续 时间达到对应的延时定值后，PWM占空比增加一个步长，提高风扇转速；
[0020] 步骤S6，判断最大实时溫度是否小于各段低溫定值，如是，且小于低溫定值的持续 时间达到对应的延时定值后，PWM占空比减小一个步长，降低风扇转速；
[0021] 步骤S7,上述两个判断条件均未满足，保持当前风扇转速，返回步骤S401。
[00剖上述步骤S5中，过溫定值设置为m段Toti、Tot2、……、Tot。，分别对应过溫延时定值 t0Tl、t0T2、......、t0Tm。
[002；3] 上述m段过溫定值对应为[ToTltoTl]、[T0T2t0T2]、......、[ToTm toTm]，过溫定值之间的 关系为T0T1〉T0T2>…〉ToTm，过溫延时定值之间的关系为1脚<1肥0''<切化，111的取值范围为2~ 5。
[0024] 上述步骤S5的详细内容是：将最大实时溫度与各过溫定值Ton、Tot2、……、扣怖比 较，如小于所有过溫定值，返回步骤S401，如大于某一过溫定值Ton, i = l，2,…，m，即开始计 时，判断最大实时溫度大于该过溫定值Toti的持续时间是否达到过溫延时定值toTi，若达到 则PWM占空比增加一个步长，提高风扇转速，若未达到则重复步骤S5。
[0025] 上述低溫定值设置为n段Tuti、Tut2、……、Tut。，分别对应低溫延时定值tun、 tuT2、......、tuTn。
[0026] 上述n段低溫定值对应为[TuTltuTl]、[TuT2tuT2]、......、[TuTn tuTn]，低溫定值之间的 关系为TuT1〉TuT2>…〉TuTn，低溫延时定值之间的关系为tuTl〉tuT2>…〉tuTn，n的取值范围为2~ 5。
[0027] 上述步骤S6的详细内容是：将最大实时溫度与各低溫定值Tm、Tut2、……、Tut。比 较，如大于所有低溫定值，返回步骤S401，如小于某一低溫定值Tuu，j = 1，2，…，n，即开始计 时，判断最大实时溫度小于该低溫定值Tuu的持续时间是否达到低溫延时定值tuu，若达到 则PWM占空比减小一个步长，降低风扇转速，若未达到则重复步骤S6。
[002引上述过溫定值ToTm与低溫定值Tm之间满足:T0Tm-TuTl〉10°C。
[0029]采用上述方案后，本发明的特点在于：易于程序实现，设置多段溫度和延时定值， 过溫时，若溫度变化率较小，将优先达到较低的过溫定值(延时较长）；若溫度变化率较大， 将优先达到较高的过溫定值(延时较短）。低溫时，若溫度变化率较小，将优先达到较高的低 溫定值(延时较长）；若溫度变化率较大，将优先达到较低的低溫定值(延时较短）。本发明能 减小溫度变化速率不确定带来的影响，使得风扇转速提前调整，将逆变器溫度控制在设定 范围内，同时能有效避免风扇转速的频繁变化。
【附图说明】
[0030]图1是本发明控制装置的结构框图；
[0031 ]图2是本发明控制装置中参数设置模块的示意图；
[0032] 图3是本发明控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0033] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例对本 发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明而 不限定本发明。
[0034] 如图1所示，本发明提供一种逆变器散热风扇的控制装置，其中的散热风扇主要是 针对直流风扇，能够接受不同占空比的脉宽调制(PWM)信号实时调整转速;所述控制装置包 括参数设置模块10、溫度检测模块11、溫度选择模块12、过溫控制模块13、低溫控制模块14、 限幅模块15 W及PWM信号生成模块16,下面分别介绍。
[0035] 参数设置模块用于设置m段过溫定值Ton、Tot2、……、TciTm，过溫延时定值ton、 t〇T2、......、toTm;设置n 段低溫定值 Tuti、Tut2、......、Tut。，低溫延时定值 tuTi、tuT2、......、tuTn;设 置PWM信号占空比的调整步长AD;
[0036] 参数设置模块中各定值的关系如图2所示，溫度定值满足Toti〉Tot2>…〉ToTm^UTl〉 TuT2>…〉Tuxn，过溫延时定值满足1：日11<1：(1?2<。'<1：日化，低溫延时定值满足1：肌1〉1：肌2〉。'〉1：日化，为确 保过溫控制模块和低溫控制模块控制的溫度区域互不影响，ToTm与Tut込间的溫差一般大于 10°C，m和n的取值范围均为2~5,且在同一实施例中，m和n的取值既可相等也可不等。
[0037] 表1是基于本发明的一个典型的定值设置示例，其中，m=3,过溫3段定值，n = 2,低 溫2段定值，占空比调整步长为0.05。
[00；3引 表1
[0040] 溫度检