获取负载功率的方法、装置、pfc电路、开关电源及电器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种获取负载功率的方法、装置、PFC电路、开关电源及电器。其中，该方法包括：获取功率因数修正器PFC电路的输入电流值和功率因数修正器PFC电路的输出电压值；通过状态观测器对输入电流值和输出电压值进行输入电压计算，以获取功率因数修正器PFC电路的输入电压值；根据输入电流值和输入电压值进行功率计算，以获取负载的功率。通过本发明，实现了无需检测PFC电路的输入电压便可以准确计算得出负载功率的效果，从而节省了检测PFC电路的输入电压的检测电阻上的功耗，简化了硬件电路的复杂度。
【专利说明】获取负载功率的方法、装置、PFC电路、开关电源及电器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力电子领域，具体而言，涉及一种获取负载功率的方法、装置、PFC电 路、开关电源及电器。
【背景技术】
[0002] 现有技术中检测开关电源的负载功率时，通常需要采集电源中功率因数修正器 (Power Factor Correction,简称为PFC)电路的输入电流和输入电压两个物理量，再通过 这两个值计算出负载功率，然而由于输入电压为交流电，波动大且存在过零点，检测误差较 大，现有的直接测量PFC电路输入电压的方法容易引入误差，从而导致功率计算不准确。
[0003] 针对现有技术中在获取开关电源的负载功率时，由于直接采集到的PFC电路的输 入电压不准确，从而导致开关电源的负载功率检测不准确的问题，目前尚未提出有效的解 决方案。
【发明内容】
[0004] 针对现有技术中在获取开关电源的负载功率时，由于直接采集到的PFC电路的输 入电压不准确，从而导致开关电源的负载功率检测不准确的问题，目前尚未提出有效的解 决方案，为此，本发明的主要目的在于提供一种获取负载功率的方法、装置、PFC电路、开关 电源及电器，以解决上述问题。
[0005] 为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种获取负载功率的方法，该 获取负载功率的方法包括：获取功率因数修正器PFC电路的输入电流值和功率因数修正器 PFC电路的输出电压值；通过状态观测器对输入电流值和输出电压值进行输入电压计算， 以获取功率因数修正器PFC电路的输入电压值；根据输入电流值和输入电压值进行功率计 算，以获取负载的功率。
[0006] 进一步地，通过状态观测器对输入电流值和输出电压值进行输入电压计算，以获 取功率因数修正器PFC电路的输入电压值的步骤包括：通过第一方程和第二方程计算获取 功率因数修正器PFC电路的输入电压值vin，其中，第一方程为：
[0007]
【权利要求】
1. 一种获取负载功率的方法，其特征在于，包括： 获取功率因数修正器PFC电路的输入电流值和所述功率因数修正器PFC电路的输出电 压值； 通过状态观测器对所述输入电流值和所述输出电压值进行输入电压计算，以获取所述 功率因数修正器PFC电路的输入电压值； 根据所述输入电流值和所述输入电压值进行功率计算，以获取所述负载的功率。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过状态观测器对所述输入电流值和所 述输出电压值进行输入电压计算，以获取所述功率因数修正器PFC电路的输入电压值的步 骤包括： 通过第一方程和第二方程计算获取所述功率因数修正器PFC电路的输入电压值vin，其 中，所述第一方程为：
所述第二方程为：
其中，所述L为所述功率因数修正器PFC电路的电感值，所述iin为输入电流值，所述vin为输入电压值，所述i为所述1的估计量，所述：?为所述7的估计量，所述±为1的参考量，所
述：为所述：!^的参考量，所述.为所述参考量，所述.为的参考量，所述 ，所 hn Vin X X 述y为所述输入电流值iin，所述Vp为所述功率因数修正器PFC电路的开关管的对地电压， 所述A为
，所述B为
，所述C为[1 0]，所述D为观测增益矩阵，所述u为所述 vp，所述dl和所述d2为观测增益，其中，在初始状态下，所述vp的值即为所述功率因数修正 器PFC电路的输出电压值。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取功率因数修正器PFC电路的输入电流 值和所述功率因数修正器PFC电路的输出电压值的步骤包括： 采集所述功率因数修正器PFC电路的输入电流信号和所述功率因数修正器PFC电路的 输出电压信号； 对所述输入电流信号和所述输出电压信号进行D/A转换，以生成PWM信号； 对所述PWM信号进行采样处理，以获取所述功率因数修正器PFC电路的输入电流值和 所述功率因数修正器PFC电路的输出电压值。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述输入电流值和所述输入电压值 进行功率计算，以获取所述负载的功率的步骤包括： 通过如下公式进行功率计算获取所述负载的功率P，所述公式如下： P=vin*iin，其中，所述iin为所述输入电流值，所述v in为所述输入电压值。
5. -种获取负载功率的装置，其特征在于，包括： 信号处理模块，用于获取功率因数修正器PFC电路的输入电流值和所述功率因数修正 器PFC电路的输出电压值； 第一计算模块，用于通过状态观测器对所述输入电流值和所述输出电压值进行输入电 压计算，以获取所述功率因数修正器PFC电路的输入电压值； 第二计算模块，用于根据所述输入电流值和所述输入电压值进行功率计算，以获取所 述负载的功率。
6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一计算模块包括： 第一子计算模块，用于通过第一方程和第二方程计算获取所述功率因数修正器PFC电 路的输入电压值vin，其中，所述第一方程为：
所述第二方程为：
， 其中，所述L为所述功率因数修正器PFC电路的电感值，所述iin为输入电流值，所述vin为输入电压值，所述i为所述X的估计量，所述5s为所述y的估计量，所述i为X的参考量，所
述：为所述iin的参考量，所述.为所述vin的参考量，所述.为的参考量，所述 ， hn X； X 所述y为所述输入电流值iin，所述Vp为所述功率因数修正器PFC电路的开关管的对地电 压，所述A为
，所述B为
，所述C为[1 0]，所述D为观测增益矩阵，所述u为 所述vp，所述dl和所述d2为观测增益，其中，在初始状态下，所述vp的值即为所述功率因 数修正器PFC电路的输出电压值。
7. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述信号处理模块包括： 采集模块，用于采集所述功率因数修正器PFC电路的输入电流信号和所述功率因数修 正器PFC电路的输出电压信号； 信号处理子模块，用于对所述输入电流信号和所述输出电压信号进行D/A转换，以生 成PWM信号； 采样处理模块，用于对所述PWM信号进行采样处理，以获取所述功率因数修正器PFC电 路的输入电流值和所述功率因数修正器PFC电路的输出电压值。
8. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二计算模块包括： 第二子计算模块，用于通过如下公式进行功率计算获取所述负载的功率P，所述公式如 下： P=vin*iin，其中，所述iin为所述输入电流值，所述v in为所述输入电压值。
9. 一种PFC电路，其特征在于，包括： 信号处理器，用于采集PFC电路的输入电流信号和所述PFC电路的输出电压信号，并对 所述输入电流信号和所述输出电压信号进行D/A转换，以生成PWM信号，然后对所述PWM信 号进行采样处理，以获取所述PFC电路的输入电流值和所述PFC电路的输出电压值； 计算器，与所述信号处理器连接，用于根据所述输入电流值和所述输出电压值进行输 入电压计算，以获取所述PFC电路的输入电压值，并根据所述输入电流值和所述输入电压 值进行功率计算获取所述负载的功率。
10. 根据权利要求9所述的PFC电路，其特征在于，所述PFC电路还包括： 电感，第一端作为所述PFC电路的第一电源连接端； 二极管，第一端与所述电感的第二端连接，第二端作为所述PFC电路的第一负载连接 端； 开关管，第一端与所述电感的第二端连接，第二端与所述信号处理器连接，第三端接 地； 电容，第一端与所述二极管的第二端连接，第二端与所述开关管的第二端连接；其中， 所述开关管的第二端作为所述PFC电路的第二电源连接端，且作为所述PFC电路的第 二负载连接端。
11. 一种开关电源，其特征在于，包括权利要求5至8中任一项所述的获取开关电源负 载功率的装置或如权利要求9或10所述的PFC电路。
12. -种电器，其特征在于，包括权利要求5至8中任一项所述的获取开关电源负载功 率的装置或如权利要求9或10所述的PFC电路或如权利要求11所述的开关电源。
【文档编号】G01R21/133GK104062493SQ201310090693
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年3月20日 优先权日:2013年3月20日
【发明者】孙丰涛, 胡晰怡, 吕向前, 杨帆, 孙泉良 申请人:珠海格力电器股份有限公司