本发明涉及电器控制技术领域，特别涉及一种apfc电路电压的控制方法、控制系统及空调器。
背景技术
apfc(有源功率因数校正)电路可以提高功率因数，稳定直流电压，已被用于变频空调及类似家用电器中。在现有技术中，单相电源变频空调普遍采用的apfc电路拓扑结构如图1所示，ac电源经过交-直-交变换给永磁同步电机供电；三相电源变频空调普遍采用的apfc电路拓扑结构如图2所示，交流输入端通过输入电感la、lb、lc接入电网，直流输出端通过输出滤波电容后接负载。
直流母线电压在整个主电路中起到承上启下的作用，是整个apfc控制系统中的一个重要参数，其电压值不仅对电路中的整流桥、输入电感、igbt、电解电容等器件有影响，而且对调速永磁同步电机的设计和运行性能有很大影响。因此apfc的输出电压必须进行合理控制，过高会导致直流电压利用率低、器件耐压提升、成本增加；过低则满足不了压缩机正常运行需求，影响电机的运行性能。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明旨在提出一种apfc电路电压的控制方法，通过计算apfc电路的电压给定值，依据电压给定值对apfc电路输出的直流母线电压进行调节，能够使apfc的输出电压在满足压缩机的运行需求、器件耐压要求的前提下，达到直流母线电压利用率最大化，同时使apfc电路的升压属性可自适应高低不同的ac输入电压。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种apfc电路电压的控制方法，包括以下步骤：
步骤s1、实时检测直流母线电压vdc和输入交流电压峰值vac_peak，并获得当前压缩机的运行频率f，以及获得器件耐压值；
步骤s2、根据当前压缩机的运行频率f、输入交流电压峰值vac_peak、器件耐压值，计算得到apfc电路的电压给定值vdc_ref；
步骤s3、将实时检测的直流母线电压vdc和所述电压给定值vdc_ref进行比较，通过调节使apfc电路输出的直流母线电压保持恒定。
进一步的，所述步骤s2包括以下步骤：
步骤s21、根据当前压缩机的运行频率f计算压缩机运行需求电压vdc_req；
步骤s22、根据输入交流电压峰值vac_peak计算最低限幅电压vdc_ref_min；
步骤s23、根据器件耐压值计算最高限幅电压vdc_ref_max；
步骤s24、对vdc_req进行高低限制，最高不高于vdc_ref_max，最低不低于vdc_ref_min，限幅后即得到apfc电路的电压给定值vdc_ref。
进一步的，在所述步骤s21中，所述压缩机运行需求电压vdc_req的计算公式如下：
vdc_req＝vdc_req_min+k*f
其中vdc_req_min为压缩机维持最小频率运行所需求的电压值，k为压缩机每升高1hz所需求的电压值。
进一步的，在所述步骤s22中，最低限幅电压vdc_ref_min的计算公式如下：
vdc_ref_min＝vac_peak+10v。
进一步的，在所述步骤s24中，
如果vdc_req＜vdc_ref_min，则vdc_ref＝vdc_ref_min；
如果vdc_req＞vdc_ref_max，则vdc_ref＝vdc_ref_max；
否则，vdc_ref＝vdc_req。
相对于现有技术，本发明所述的apfc电路电压的控制方法具有以下优势：
通过计算apfc电路的电压给定值，依据电压给定值对apfc电路输出的直流母线电压进行调节，能够使apfc电路输出的直流母线电压在满足压缩机的运行需求、器件耐压要求的前提下，达到直流母线电压利用率最大化，同时使apfc电路的升压属性可自适应高低不同的ac输入电压。
本发明的另一目的在于提供一种apfc电路电压的控制系统，以实现对apfc电路输出的直流母线电压进行合理控制。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种应用如上所述apfc电路电压的控制方法的apfc电路电压的控制系统，包括：
采样及给定单元，采样检测电路输出的信号，实时检测直流母线电压vdc和输入交流电压峰值vac_peak，并给定压缩机当前运行频率，以及获得器件耐压值；
给定电压计算单元，根据当前压缩机的运行频率f、输入交流电压峰值vac_peak、器件耐压值，计算得到apfc电路的电压给定值vdc_ref；
输出电压控制单元，将实时检测的直流母线电压vdc和所述电压给定值vdc_ref进行比较，通过调节使apfc电路输出的直流母线电压保持恒定。
进一步的，所述采样及给定单元包括：
ac电压采样模块，采样检测电路输出的信号，实时检测输入交流电压峰值vac_peak；
dc电压采样模块，采样检测电路输出的信号，实时检测直流母线电压vdc；
压缩机需求频率给定模块，给定压缩机当前运行频率；
器件耐压给定模块，给定器件耐压值。
进一步的，所述给定电压计算单元包括：
压缩机运行需求电压计算模块，根据当前压缩机的运行频率f计算压缩机运行需求电压vdc_req；
最低限幅电压计算模块，根据输入交流电压峰值vac_peak计算最低限幅电压vdc_ref_min；
最高限幅电压计算模块，根据器件耐压值计算最高限幅电压vdc_ref_max；
电压给定值计算模块，对vdc_req进行高低限制，最高不高于vdc_ref_max，最低不低于vdc_ref_min，限幅后即得到apfc电路的电压给定值vdc_ref。
进一步的，所述输出电压控制单元包括pi调节器，调节实时检测的直流母线电压vdc达到所述电压给定值vdc_ref。
所述apfc电路电压的控制系统与上述apfc电路电压的控制方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
本发明的另一目的在于提供一种空调器。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种空调器，包括如上所述的apfc电路电压的控制系统。
所述空调器与上述apfc电路电压的控制系统相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中单相变频空调采用的apfc电路拓扑结构示意图。
图2为现有技术中三相变频空调采用的apfc电路拓扑结构示意图。
图3为本发明实施例apfc电路电压的控制方法的流程示意图。
图4为本发明实施例apfc电路电压的控制系统的结构示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明提供了一种apfc电路电压的控制方法，包括以下步骤：
步骤s1、实时检测直流母线电压vdc和输入交流电压峰值vac_peak，并获得当前压缩机的运行频率f，以及获得器件耐压值；
步骤s2、根据当前压缩机的运行频率f、输入交流电压峰值vac_peak、器件耐压值，计算得到apfc电路的电压给定值vdc_ref；
步骤s3、将实时检测的直流母线电压vdc和所述电压给定值vdc_ref进行比较，通过调节使apfc电路输出的直流母线电压保持恒定。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
图3为本发明实施例apfc电路电压的控制方法的流程示意图。如图3所示，apfc电路电压的控制方法包括以下步骤：
s1、采样检测电路输出的信号，实时检测直流母线电压vdc和输入交流电压峰值vac_peak，并给定压缩机当前运行频率，以及获得器件耐压值。其中，通过空调系统及控制器元器件给定压缩机当前运行频率和器件耐压值。
s2、根据当前压缩机的运行频率f、输入交流电压峰值vac_peak、器件耐压值，计算得到apfc电路的电压给定值vdc_ref。电压给定值vdc_ref的计算步骤如下：
根据当前压缩机的运行频率f计算得出电机运行需求电压vdc_req，其计算公式为：vdc_req＝vdc_req_min+k*f，其中vdc_req_min为压缩机维持最小频率运行所需求的电压值，k为压缩机每升高1hz所需求的电压值。
根据输入交流电压峰值vac_peak计算最低限幅电压vdc_ref_min，满足apfc电路的升压属性，其计算公式为：vdc_ref_min＝vac_peak+10v；
根据器件耐压值确定最高限幅电压vdc_ref_max，满足器件耐压要求；
对vdc_req进行高低限制，最高不高于vdc_ref_max，最低不低于vdc_ref_min，限幅后即得到apfc电路的电压给定值vdc_ref。具体地，如果vdc_req＜vdc_ref_min，则vdc_ref＝vdc_ref_min；如果vdc_req＞vdc_ref_max，则vdc_ref＝vdc_ref_max；否则，vdc_ref＝vdc_req。
s3、控制直流母线电压vdc达到apfc电路的电压给定值vdc_ref，由电压控制环路，将实际的直流母线电压vdc和电压给定值vdc_ref进行比较，通过pi调节器使apfc电路输出的直流母线电压保持恒定。
图4为本发明实施例apfc电路电压的控制系统的结构示意图。如图4所示，apfc电路电压的控制系统包括：
采样及给定单元，采样检测电路输出的信号，实时检测直流母线电压vdc和输入交流电压峰值vac_peak，并给定压缩机当前运行频率，以及获得器件耐压值；其中，通过空调系统及控制器元器件给定压缩机当前运行频率和器件耐压值。
给定电压计算单元，根据当前压缩机的运行频率f、输入交流电压峰值vac_peak、器件耐压值，计算得到apfc电路的电压给定值vdc_ref；
输出电压控制单元，由电压控制环路，将实时检测的直流母线电压vdc和所述电压给定值vdc_ref进行比较，通过调节使apfc电路输出的直流母线电压保持恒定。
在某一实施例中，采样及给定单元包括：
ac电压采样模块，采样检测电路输出的信号，实时检测输入交流电压峰值vac_peak；
dc电压采样模块，采样检测电路输出的信号，实时检测直流母线电压vdc；
压缩机需求频率给定模块，给定压缩机当前运行频率；
器件耐压给定模块，给定器件耐压值。
在某一实施例中，给定电压计算单元包括：
压缩机运行需求电压计算模块，根据当前压缩机的运行频率f计算压缩机运行需求电压vdc_req；
最低限幅电压计算模块，根据输入交流电压峰值vac_peak计算最低限幅电压vdc_ref_min；
最高限幅电压计算模块，根据器件耐压值计算最高限幅电压vdc_ref_max；
电压给定值计算模块，对vdc_req进行高低限制，最高不高于vdc_ref_max，最低不低于vdc_ref_min，限幅后即得到apfc电路的电压给定值vdc_ref。
在某一实施例中，输出电压控制单元包括pi调节器，调节实时检测的直流母线电压vdc达到所述电压给定值vdc_ref。
在某一实施例中，还提供了一种空调器，包括上述的apfc电路电压的控制系统。
本发明通过计算apfc电路的电压给定值vdc_ref，依据电压给定值vdc_ref对apfc电路输出的直流母线电压进行调节，能够使apfc的输出电压在满足压缩机的运行需求、器件耐压要求的前提下，达到直流母线电压利用率最大化，同时使apfc电路的升压属性可自适应高低不同的ac输入电压。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。