用于控制电加热器输出功率的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及节能环保技术领域，具体涉及一种用于控制电加热器输出功率的系统及方法。
【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电加热器有开或不开两种状态，电加热器有机械式温控器和熔断器保护。空调内机的出风口结构通常采用塑料件，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，在叠加电加热器加热温升后，在有些工况下空调出风的温度会超过塑料变形温度，因此需要切断电加热器。例如，制热时，空调室内机盘管温度低于45度时，开启电加热器，当室内机盘管温度高于55度时，关闭电加热器。由于电加热器退出加热过程，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，从而会使舒适性大大下降。
[0003]现有电加热器选择由于受制于运行机型实际情况，一般不能选择功率过大的，否则会容易导致电加热器本身保护，很容易退出电加热。由于电加热器自身机械式温控器是双金属触点，开闭次数有限，容易导致电加热器本身断路，从而失效。为避免出现电加热器本身温控器失效问题，一般考虑电加热器的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器运行温度范围，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。
[0004]目前市场上的家用空调均采用将不可调功率电加热器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，开启电加热器，达到一定值关掉电加热器，即电加热器的输出功率不可调。这就存在如下问题: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器开启，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器投入，但此时由于温度叠加，很容易达到电加热器保护和退出的条件，从而对室内温度产生较大波动。
【发明内容】
[0005]本发明克服了现有技术中由于温度叠加，容易达到电加热器保护和退出的条件，从而关闭电加热器，使电加热器退出加热过程，就会存在出风温度以及制热量明显下降，对室内温度产生较大波动的不足，提供一种在温度高的地方，控制电加热器输出功率较低，在温度低的地方，控制电加热器输出功率较高的用于控制电加热器输出功率的系统。
[0006]为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案:
[0007]—种用于控制电加热器输出功率的系统，所述电加热器由交流电电源供电，它主要由依次电连接的采集单元、占空比控制单元和可控娃控制单元组成；
[0008]所述采集单元与交流电电源电连接，用于采集交流电电源周期、交流电电源电压以及室内温度；
[0009]所述占空比控制单元用于接收采集交流电电源周期、交流电电源电压以及室内温度，并根据交流电电源周期、交流电电源电压以及室内温度获得第一占空比值，再根据第一占空比值、交流电电源电压以及室内温度获得可控硅控制信号占空比值；
[0010]所述可控硅控制单元用于接收可控硅控制信号占空比值，并根据可控硅控制信号占空比值控制可控硅的开合，从而控制电加热器的输出功率。
[0011]更进一步的技术方案是，所述电加热器由多段U型电加热管组成，多段U型电加热管并排安装在支架上，引出多个接头，多根火线，一根零线共用。
[0012]更进一步的技术方案是，所述可控硅控制单元控制电加热器的输出功率为其额定功率的50%_150%。
[0013]更进一步的技术方案是，所述可控硅控制单元控制电加热器的输出功率为其额定功率的120 %。
[0014]更进一步的技术方案是，所述电加热器安装在空调、电热毯或电暖器内部。
[0015]更进一步的技术方案是，它主要由依次电连接的采集单元、PFC控制单元、占空比控制单元和可控硅控制单元组成；
[0016]所述采集单元与交流电电源电连接，用于采集交流电电源周期、交流电电源电压以及室内温度；
[0017]所述PFC控制单元用于根据交流电电源电压和电加热器的额定功率输出直流电压；
[0018]所述占空比控制单元用于接收采集交流电电源周期、直流电压以及室内温度，并根据交流电电源周期、直流电压以及室内温度获得第一占空比值，再根据第一占空比值、直流电压以及室内温度获得可控硅控制信号占空比值；
[0019]所述可控硅控制单元用于接收可控硅控制信号占空比值，并根据可控硅控制信号占空比值控制可控硅的开合，从而控制电加热器的输出功率。
[0020]更进一步的技术方案是，所述PFC控制单元为PFC控制电路，所述可控硅控制单元为双向可控硅控制电路。
[0021]本发明还可提供一种用于控制电加热器输出功率的方法，所述方法包括以下步骤:
[0022]步骤SI，采集单元采集交流电电源周期、交流电电源电压以及室内温度；
[0023]步骤S3，占空比控制单元接收采集交流电电源周期、交流电电源电压以及室内温度，并根据交流电电源周期、交流电电源电压以及室内温度获得第一占空比值，再根据第一占空比值、交流电电源电压以及室内温度获得可控硅控制信号占空比值；
[0024]步骤S4，可控硅控制单元用于接收可控硅控制信号占空比值，并根据可控硅控制信号占空比值控制可控硅的开合，从而控制电加热器的输出功率。
[0025]更进一步的技术方案是，所述方法包括以下步骤:
[0026]步骤SI，采集单元采集交流电电源周期、交流电电源电压以及室内温度；
[0027]步骤S2，PFC控制单元用于根据交流电电源电压和电加热器的额定功率输出直流电压，当输入交流电电源电压低于电加热器的额定电压时，PFC控制单元进行升压，当输入交流电电源电压高于电加热器的额定电压时，PFC控制单元进行稳压控制；
[0028]步骤S3，占空比控制单元接收采集交流电电源周期、直流电压以及室内温度，并根据交流电电源周期、直流电压以及室内温度获得第一占空比值，再根据第一占空比值、直流电压以及室内温度获得可控硅控制信号占空比值；
[0029]步骤S4，可控硅控制单元用于接收可控硅控制信号占空比值，并根据可控硅控制信号占空比值控制可控硅的开合，从而控制电加热器的输出功率。
[0030]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0031]在温度高的情形下，使电加热器输出功率降低，在温度低的情形下，使电加热器输出功率升高，从而通过适当调节和降低电加热器的输出功率，避免电加热器达到保护和退出电加热的条件，从而满足用户对室内温度稳定舒适性的要求。
【附图说明】
[0032]图1为本发明一种实施例的用于控制电加热器输出功率的系统的电路框图。
[0033]图2为本发明另一种实施例的用于控制电加热器输出功率的系统的电路框图。
[0034]图3为本发明一种实施例的电加热器的电路图。
【具体实施方式】
[0035]下面结合附图对本发明作进一步阐述。
[0036]实施例1
[0037]如图1所示的用于控制电加热器输出功率的系统，所述电加热器由交流电电源供电，它主要由依次电连接的采集单元、占空比控制单元和可控硅控制单元组成；
[0038]所述采集单元与交流电电源电连接，用于采集交流电电源周期、交流电电源电压以及室内温度；
[0039]所述占空比控制单元用于接收采集交流电电源周期、交流电电源电压以及室内温度，并根据交流电电源周期、交流电电源电压以及室内温度获得第一占空比值，再根据第一占空比值、交流电电源电压以及室内温度获得可控硅控制信号占空比值；
[0040]所述可控硅控制单元用于接收可控硅控制信号占空比值，并根据可控硅控制信号占空比值控制可控硅的开合，从而控制电加热器的输出功率。
[0041]一种用于控制电加热器输出功率的方法，所述方法包括以下步骤:
[0042]步骤SI，采集单元采集交流电电源周期、交流电电源电压以及室内温度；
[0043]步骤S3，占空比控制单元接收采集交流电电源周期、交流电电源电压以及室内温度，并根据交流电电源周期、交流电电源电压以及室内温度获得第一占空比值，再根据第一占空比值、交流电电源电压以及室内温度获得可控硅控制信号占空比值；
[0044]步骤S4，可控硅控制