Pfc电路的输入电压自适应的电流限频方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种变频空调中功率因数校正PFC电路 的输入电压自适应的电流限频方法以及一种变频空调中功率因数校正PFC电路的输入电 压自适应的电流限频装置。
【背景技术】
[0002] 在单相交流电源输入系统例如家用空调中，来自电网的单相交流电源通常先经过 不可控全桥整流电路，再经过功率因数校正电路，然后输出直流电并接至大容量电解电容， 最后提供给负载例如内部开关电源、压缩机和风机等。
[0003] 功率因数校正电路可采用典型的Boost型功率因数校正电路，不仅可以达到较高 的功率因数，而且可以升压输出稳定的直流电压，从而给负载提供稳定的直流电源。这样， 当单相交流电源输入的交流电压较低时，由于功率因数校正电路的升压作用，直流母线电 压依然可以达到较高幅值，使得压缩机依然能够运行到较高频率。但是，相比交流电压正常 时，在输入电压较低时，输入到PFC电路的输入电流的幅值增加使得输入电路中的器件发 热严重，同时交流风机转速下降、散热变差，容易造成器件损坏。
[0004] 当功率因数校正电路采用不可升压的无源PFC时，虽然不能升高母线电压，但是 在输入电压较低时，压缩机可以通过深度弱磁控制，运行到较高频率。但是，类似的，相比交 流电压正常时，在输入电压较低时，输入到PFC电路的输入电流的幅值增加使得输入电路 中的器件发热严重，同时交流风机转速下降、散热变差，容易造成器件损坏。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的 一个目的在于提出一种变频空调中功率因数校正PFC电路的输入电压自适应的电流限频 方法，该方法能够改善输入电路的发热状况。
[0006] 本发明的另一个目的在于提出一种变频空调中功率因数校正PFC电路的输入电 压自适应的电流限频装置。
[0007] 为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种变频空调中功率因数校正PFC 电路的输入电压自适应的电流限频方法，其特征在于，获取电压有效值Vin_rms和电流有 效值Iin_rms;根据所述输入电压有效值Vin_rms获取电流限频阈值，并根据所述电流有效 值Iin_rms和所述电流限频阈值对所述压缩机进行控制；在所述输入电流有效值Iin_rms 大于所述电流限频阈值时，控制所述压缩机降频运行。
[0008] 根据本发明实施例提出的变频空调中功率因数校正PFC电路的输入电压自适应 的电流限频方法，根据输入电压有效值Vin_rms获取电流限频阈值，并在输入电流有效值 Iin_rms大于电流限频阈值时，控制压缩机降频运行。由此，在输入电流有效值Iin_rms大 于电流限频阈值时控制压缩机降频运行，从而降低输出功率，达到减小输入电流的目的，改 善输入电路的发热状况，并且，根据输入电压有效值Vin_rms自适应调整电流限频阈值，避 免室外交流风机散热性能下降导致的输入电路发热严重，进一步改善输入电路的发热状 况，提高系统可靠性。
[0009] 根据本发明的一个实施例，所述输入电压有效值Vin_rms与所述电流限频阈值呈 正相关关系。
[0010] 根据本发明的一个实施例，可通过查表的方式或分段线性化的方式获取所述电流 限频阈值。
[0011] 根据本发明的一个具体实施例，当通过查表的方式获取所述电流限频阈值时，将 输入电压有效值Vin_rms的电压范围划分为N个区间，并按照电压从低到高的顺序将每 个区间的电流限频阈值依次设置为Iin_thrl、Iin_thr2、…、Iin_thrN，其中，Iin_thrl <Iin_thr2 0??<Iin_thrN。根据本发明的另一个具体实施例，当通过分段线性化的方式 获取所述电流限频阈值时，将所述输入电压有效值Vin_rms的电压范围划分为N个区间，并 在每个电压区间分界点设置一个电流限频阈值，以及处于每个电压区间的输入电压有效值 对应的电流限频阈值根据相邻的两个电压区间分界点对应的电流限频阈值线性计算得到。 [0012] 为达到上述目的，本发明另一个方面实施例提出了一种变频空调中功率因数校正 PFC电路的输入电压自适应的电流限频装置，所述PFC电路的输出端连接的负载为压缩机， 所述装置包括：获取单元，用于获取电压有效值Vin_rms和电流有效值Iin_rms;控制单元， 用于根据所述输入电压有效值Vin_rms获取电流限频阈值，并根据所述电流有效值Iin_ rms和所述电流限频阈值对所述压缩机进行控制，其中，在所述输入电流有效值Iin_rms大 于所述电流限频阈值时，控制所述压缩机降频运行。
[0013] 根据本发明实施例提出的功率因数校正PFC电路的输入电压自适应的电流限频 装置，控制单元根据输入电压有效值Vin_rms获取电流限频阈值，并在输入电流有效值 Iin_rms大于电流限频阈值时，控制压缩机降频运行。由此，在输入电流有效值Iin_rms大 于电流限频阈值时控制压缩机降频运行，从而降低输出功率，达到减小输入电流的目的，改 善输入电路的发热状况，并且，根据输入电压有效值Vin_rms自适应调整电流限频阈值，避 免室外交流风机散热性能下降导致的输入电路发热严重，进一步改善输入电路的发热状 况，提高系统可靠性。
[0014] 根据本发明的一个实施例，所述输入电压有效值Vin_rms与所述电流限频阈值呈 正相关关系。
[0015] 根据本发明的一个实施例，所述控制单元可通过查表的方式或分段线性化的方式 获取所述电流限频阈值。
[0016] 根据本发明的一个具体实施例，当通过查表的方式获取所述电流限频阈值时，所 述控制单元将输入电压有效值Vin_rms的电压范围划分为N个区间，并按照电压从低到高 的顺序将每个区间的电流限频阈值依次设置为Iin_thrl、Iin_thr2、…、Iin_thrN，其中， Iin_thrl<Iin_thr2 0??<Iin_thrN。根据本发明的另一个具体实施例，当通过分段线 性化的方式获取所述电流限频阈值时，所述控制单元将所述输入电压有效值Vin_rms电压 的范围划分为N个区间，并在每个电压区间分界点设置一个电流限频阈值，以及处于每个 电压区间的输入电压有效值对应的电流限频阈值根据相邻的两个电压区间分界点对应的 电流限频阈值线性计算得到。
【附图说明】
[0017] 图1是根据本发明实施例的变频空调中功率因数校正PFC电路的输入电压自适应 的电流限频方法的流程图；
[0018] 图2是根据本发明实施例的变频空调中功率因数校正PFC电路的电路原理图；
[0019] 图3是根据本发明一个具体实施例的具有升压功能的功率因数校正PFC电路的电 路原理图；
[0020] 图4是根据本发明一个具体实施例的不具有升压功能的功率因数校正PFC电路的 电路原理图；以及
[0021] 图5是根据本发明实施例的功率因数校正PFC电路的输入电压自适应的电流限频 装置的方框示意图。
【具体实施方式】
[0022] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0023] 下面参考附图来描述本发明实施例提出的变频空调中功率因数校正PFC电路的 输入电压自适应的电流限频方法和装置，其中，单相交流电源经过整流电路整流后输入到 功率因素校正PFC(PowerFactorCorrection，功率因数校正）电路。
[0024] 根据图2-4的示例，变频空调的供电装置可包括整流电路10、PFC(PowerFactor Correction，功率因数校正）电路20和电解电容El。其中，整流电路10的输入端与单相交 流电源AC相连，整流电路10用于将单相交流电源AC提供的单相交流电进行整流以获取整 流后的直流电；PFC电路20连接在整流电路10的输出端与电解电容E1之间，PFC电路20 用于对电源进行功率因数校正；电解电容E1与负载30并联。其中，负载30可优选为压缩 机M，负载30也可为内部开关电源、直流风机等。
[0025] 也就是说，单相交流电源AC经过整流电路10的不可控全波整流，然后经过PFC电 路20,输出接到大容量的电解电容E1，进而给负载30供电。
[0026] 需要说明的是，PFC电路20可采用具有升压功能的PFC电路，也可采用不具有升压 功能的PFC电路。具体地，PFC电路20可采用如图3所示的具有升压功能的Boost型PFC 电路，整流电路10具有第一输出端和第二输出端，Boost型PFC电路可包括第一电感L1、功 率开关管S1和第一二极管D1，其中，第一电感L1的一端与整流电路10的第一输出端相连， 第一电感L1的另一端与第一二极管D1的阳极相连，第一电感L1与第一二极管D1之间具 有第一节点；第一二极管D1的阴极与电解电容E1的正极端相连；功率开关管S1的集电极 与第一节点相连，功率开关管S1的发射极分别与整流电路10的第二输出端和电解电容E1 的负极端相连。
[0027] 在图3的实施例中，PFC电路20在对电源进行功率因数校正的同时还可对整流后 的直流电进行升压处理，以为电解电容E1和负载30提供稳定的直流电压。此时，整流电路 10和PFC电路20作为供电装置的输入电路，输入电流主要整流电路10、第一电感L1、功率 开关管S1、二极管D1等器件，电流流向如图3中短虚线中箭头所示。
[0028] 具体地，PFC电路20也可采用如图4所示的不具有升压功能的PFC电路，整流电路 10具有第一输出端和第二输出端，不具有升压功能的PFC电路