家用电器及用于家用电器的PFC限流保护控制电路与方法与流程

本发明涉及电子电路的技术领域，尤其涉及一种家用电器及用于家用电器的pfc限流保护控制电路与方法。

背景技术：

变频空调室外控制器是一种电容输入型电路,其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失,通常需要通过pfc(powerfactorcorrection，功率因数校正)电路提高功率因数，稳定直流母线电压。

目前，在外部输入电压出现短时电压跌落和浪涌电压时，传统技术的空调器，通常通过pfc交流侧过电流保护，控制空调pfc单元、压缩机及驱动单元同时停机，防止igbt器件因过流而烧毁。

现有技术存在以下问题：这种停机保护虽然防止了igbt器件损坏问题的出现，但是在外部输入电压出现短时电压跌落和浪涌电压时，出现频繁的停机保护，会使空调停止制冷/制热工作的正常运行，影响用户的体验。

技术实现要素：

本发明提出一种家用电器及用于家用电器的pfc限流保护控制电路与方法，能在外部输入电压出现短时电压跌落和浪涌电压时，减少不必要的停机保护，提升用户体验。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于家用电器的pfc限流保护控制电路，包括：

pfc电路；及

pfc限流保护控制模块，其与所述pfc电路连接，其用于：

获取所述pfc电路当前的工作电流；

判断所述工作电流是否大于预设的限流阈值；所述限流阈值小于或等于所述pfc电路的过电流保护阈值；

当所述工作电流大于所述限流阈值时，控制所述pfc电路停止工作，并在满足预设的pfc电路恢复工作条件时，控制所述pfc电路恢复工作；

当所述pfc电路停止工作情况满足预设的停机保护条件时，控制所述pfc电路停止工作并触发家用电器整机停机。

作为一个优选方案，所述pfc限流保护控制模块包括：电流比较单元、微控制器及pfc电路控制单元；

所述电流比较单元的电流采样端与所述pfc电路连接，所述电流比较单元的比较信号输出端与所述微控制器的信号输入端连接，所述微控制器的控制端与所述pfc电路控制单元的受控端连接，所述pfc电路控制单元的驱动端与所述pfc电路的受控端连接；

所述电流比较单元，用于判断获取到的pfc电路当前的工作电流是否大于预设的限流阈值；所述限流阈值小于或等于所述pfc电路的过电流保护阈值；

所述微控制器，用于：当所述工作电流大于所述限流阈值时，通过所述pfc电路控制单元控制所述pfc电路停止工作，并在满足预设的pfc电路恢复工作条件时，通过所述pfc电路控制单元控制所述pfc电路恢复工作；

当所述pfc电路停止工作情况满足预设的停机保护条件时，通过所述pfc电路控制单元控制所述pfc电路停止工作并触发家用电器整机停机。

作为一个优选方案，所述微控制器具体用于：

当所述工作电流大于所述限流阈值时，控制所述pfc电路停止工作；其中，所述限流阈值小于所述pfc电路的过电流保护阈值；

判断所述pfc电路的当前工作电流是否满足预设的pfc电路恢复工作条件；所述pfc电路恢复工作条件包括：所述当前工作电流小于所述限流阈值；

若是，控制所述pfc电路恢复工作；

当所述pfc电路停止工作情况满足预设的停机保护条件时，通过所述pfc电路控制单元控制所述pfc电路停止工作并触发家用电器整机停机。

作为一个优选方案，所述微控制器具体用于：

当所述工作电流大于所述限流阈值时，控制所述pfc电路停止工作，控制第二计数器将所述pfc电路的停机次数加一，并控制第二计时器计时；其中，所述限流阈值等于所述pfc电路的过电流保护阈值；

判断所述第二计时器的计时是否满足预设的pfc电路恢复工作条件；所述pfc电路恢复工作条件包括：第二计时器的计时达到预设的第二计时阈值；

若是，控制所述pfc电路恢复工作，并对第二计时器进行清零；

当所述pfc电路停止工作情况满足预设的停机保护条件时，通过所述pfc电路控制单元控制所述pfc电路停止工作并触发家用电器整机停机。

作为一个优选方案，所述pfc电路控制单元包括：逻辑与子单元及igbt驱动子单元；

所述逻辑与子单元的第一输入端与所述电流比较单元的比较信号输出端连接，所述逻辑与子单元的第二输入端与所述微控制器的控制端连接，所述逻辑与子单元的信号输出端与所述igbt驱动子单元的受控端连接，所述igbt驱动子单元的控制端与所述pfc电路的igbt的受控端连接。

本发明另一实施例对应提供了一种家用电器，其特征在于，包括上述用于家用电器的pfc限流保护控制电路。

本发明另一实施例对应提供了一种用于家用电器的pfc限流保护控制方法，其包括：

获取pfc电路当前的工作电流；

判断所述工作电流是否大于预设的限流阈值；所述限流阈值小于或等于所述pfc电路的过电流保护阈值；

当所述工作电流大于所述限流阈值时，控制所述pfc电路停止工作，并在满足预设的pfc电路恢复工作条件时，控制所述pfc电路恢复工作；

当所述pfc电路停止工作情况满足预设的停机保护条件时，控制所述pfc电路停止工作并触发家用电器整机停机。

相比于现有技术，本发明实施例提供的所述家用电器及用于家用电器的pfc限流保护控制电路与方法，其有益效果在于：通过获取pfc电路当前的工作电流，判断所述工作电流是否大于预设的限流阈值，当所述工作电流大于所述限流阈值时，控制所述pfc电路停止工作，并在满足预设的pfc电路恢复工作条件时，控制所述pfc电路恢复工作，当所述pfc电路停止工作情况满足预设的停机保护条件时，控制所述pfc电路停止工作并触发家用电器整机停机,一方面，可以有效地防止器件因pfc的外部电路出现短时电压跌落或浪涌电压时过流而烧毁，另一方面可以减少不必要的停机保护，提升用户体验。

附图说明

图1是本发明提供的用于家用电器的pfc限流保护控制电路的一个实施例的结构示意图；

图2是本发明提供的用于家用电器的pfc限流保护控制电路的另一个实施例的结构示意图；

图3是本发明提供的用于家用电器的pfc限流保护控制电路的又一个实施例的结构示意图；

图4是本发明提供的应用用于家用电器的pfc限流保护控制电路的空调器电路结构示意图；

图5是本发明提供的用于家用电器的pfc限流保护控制方法的一个优选实施例的流程示意图；

图6是本发明提供的用于家用电器的pfc限流保护控制方法的另一个优选实施例的流程示意图；

图7是本发明提供的用于家用电器的pfc限流保护控制方法的又一个优选实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，是本发明提供的用于家用电器的pfc限流保护控制电路的一个实施例的结构示意图。

所述用于家用电器的pfc限流保护控制电路包括pfc电路1及pfc限流保护控制模块2，所述pfc限流保护控制模块2与所述pfc电路1连接。所述pfc限流保护控制模块2用于：

获取所述pfc电路1当前的工作电流；

判断所述工作电流是否大于预设的限流阈值；所述限流阈值小于或等于所述pfc电路1的过电流保护阈值；

当所述工作电流大于所述限流阈值时，控制所述pfc电路1停止工作，并在满足预设的pfc电路1恢复工作条件时，控制所述pfc电1路恢复工作；

当所述pfc电路1停止工作情况满足预设的停机保护条件时，控制所述pfc电路1停止工作并触发家用电器整机停机。

其中，所述过电流保护阈值为家用电器的pfc电路中保护igbt器件不被烧毁的最大工作电流值，所述限流阈值大于pfc的正常工作电流值。

在本发明实施例中，通过获取pfc电路当前的工作电流，判断所述工作电流是否大于预设的限流阈值，当所述工作电流大于所述限流阈值时，控制所述pfc电路停止工作，并在满足预设的pfc电路恢复工作条件时，控制所述pfc电路恢复工作，当所述pfc电路停止工作情况满足预设的停机保护条件时，控制所述pfc电路停止工作并触发家用电器整机停机,一方面，可以有效地防止器件因pfc的外部电路出现短时电压跌落或浪涌电压时过流而烧毁，另一方面可以减少不必要的停机保护，提升用户体验。

参见图2，是本发明提供的用于家用电器的pfc限流保护控制电路的另一个实施例的结构示意图。

所述pfc限流保护控制模块包括：电流比较单元201、微控制器202及pfc电路控制单元203；

所述电流比较单元的电流采样端与所述pfc电路连接，所述电流比较单元201的比较信号输出端与所述微控制器202的信号输入端连接，所述电流比较单元201的比较信号输出端与所述pfc电路控制单元203的第一受控端连接；所述微控制器202的控制端与所述pfc电路控制单元203的第二受控端连接；所述pfc电路控制单元203的驱动端与所述pfc电路1的受控端连接；

所述电流比较单元201，用于判断获取到的pfc电路1当前的工作电流是否大于预设的限流阈值；所述限流阈值小于或等于所述pfc电路1的过电流保护阈值；

其中，所述电流比较单元201包括第一比较器2011，所述第一比较器2011的反相输入端与所述pfc电路1相连，用于获取pfc电路1当前的工作电流，其正相输入端用于接收外部设置的电流值为限流阈值的电流。

所述微控制器202，用于：当所述工作电流大于所述限流阈值时，通过所述pfc电路控制单元203控制所述pfc电路1停止工作，并在满足预设的pfc电路1恢复工作条件时，通过所述pfc电路控制单元203控制所述pfc电路1恢复工作；

当所述pfc电路1停止工作情况满足预设的停机保护条件时，通过所述pfc电路控制单元203控制所述pfc电路1停止工作并触发家用电器整机停机。

作为一个优选方案，所述微控制器202具体用于：

当所述工作电流大于所述限流阈值时，控制所述pfc电路1停止工作；其中，所述限流阈值小于所述pfc电路1的过电流保护阈值；

判断所述pfc电路1的当前工作电流是否满足预设的pfc电路1恢复工作条件；所述pfc电路1恢复工作条件包括：所述当前工作电流小于所述限流阈值；

若是，控制所述pfc电路1恢复工作；

当所述pfc电路1停止工作情况满足预设的停机保护条件时，通过所述pfc电路控制单元203控制所述pfc电路1停止工作并触发家用电器整机停机。

作为一个优选方案，所述微控制器202具体用于：

当所述工作电流大于所述限流阈值时，控制所述pfc电路1停止工作，并控制第二计时器计时；其中，所述限流阈值等于所述pfc电路1的过电流保护阈值；

判断所述第二计时器的计时是否满足预设的pfc电路1恢复工作条件；所述pfc电路1恢复工作条件包括：第二计时器的计时达到预设的第二计时阈值；

若是，控制所述pfc电路1恢复工作，并对第二计时器进行清零；

当所述pfc电路1停止工作情况满足预设的停机保护条件时，通过所述pfc电路控制单元203控制所述pfc电路1停止工作并触发家用电器整机停机。

参见图3，是本发明提供的用于家用电器的pfc限流保护控制电路的又一个实施例的结构示意图。

所述pfc电路控制单元203包括：逻辑与子单元2031及igbt驱动子单元2032；

所述逻辑与子单元2031的第一输入端与所述电流比较单元201的比较信号输出端连接，所述逻辑与子单元2031的第二输入端与所述微控制器202的控制端连接，所述逻辑与子单元2031的信号输出端与所述igbt驱动子单元2032的受控端连接，所述igbt驱动子单元2032的控制端与所述pfc电路1的igbt的受控端连接。

所述逻辑与子单元2031用于判断电流比较单元201的比较信号及微控制器202的控制信号是否满足控制igbt驱动子单元2032启动的条件，其工作原理具体为：当pfc电路1的工作电流大于限流阈值时，电流比较单元输出的比较信号为低电平，此时无论微控制器202输出的控制信号为高电平或是低电平，逻辑与子单元2031均控制igbt驱动子单元2032控制不驱动igbt器件工作，控制所述pfc电路1停止工作；当pfc电路1的工作电流小于限流阈值时，电流比较单元输出的比较信号为，微控制器202根据所述恢复工作条件输出pwm信号，逻辑与子单元2031根据接受的比较信号及pwm信号控制igbt驱动子单元驱动igbt器件恢复工作，使pfc电路重新恢复正常工作状态。

本发明实施例还提供了一种空调器，空调器采用上述的用于家用电器的pfc限流保护控制电路。空调器可以但不限于为变频空调、变频移动空调。此外，本发明的电容预充电电路还适用于变频窗机、变频除湿机等产品。

下面将对所述用于家用电器的pfc限流保护控制电路的电路结构及控制方法进行具体的说明：

参见图4，是本发明提供的应用用于家用电器的pfc限流保护控制电路的空调器电路结构示意图；

本发明实施例中的所述pfc限流保护控制电路应用在变频空调中，其完整电路还包括pfc限流保护控制电路、二极管d5、电解电容c、压缩机驱动单元3及压缩机4。

所述pfc电路1包括交流输入端、直流输出端、整流桥电路、ibgt及电感l；所述整流桥电路的第一端口连接所述pfc电路1的交流电源第一输入端，所述整流桥电路的第二端口连接交流电源第二输入端；所述整流桥电路的第三端口连接所述电感l的第一端口，所述整流桥电路的第四端口连接所述pfc电路1的第二直流输出端；所述电感l的第二端口连接所述pfc电路1的第一直流输出端；所述igbt的集电极连接所述pfc电路1的第一直流输出端，所述igbt的发射极连接所述pfc电路1的第二直流输出端，所述igbt的栅极连接所述pfc电路1的受控端。

所述电流比较单元201还包括第二比较器2012；所述第一比较器2011的反相输入端与所述pfc电路1相连，其正相输入端连接第一外部电流信号；所述第二比较器2012的反相输入端与所述pfc电路1相连，其正相输入端连接第二外部电流信号；其中所述第一外部电流信号大于第二外部电流信号。通过设置第一比较器2011及第二比较器2012能够综合考虑限流阈值小于过电流保护阈值、限流阈值等于过电流保护阈值的情况。根据本实施例的具体应用情况，设置第一外部电流信号为空调的pfc电路的过电流保护阈值32a，设置第二外部电流信号为限流阈值20a。

所述微控制器202的第一信号输入端连接第一比较器的比较信号输出端，其第二信号输入端连接第二比较器的比较信号输出端。

所述pfc电路控制单元203，包括逻辑与子单元2031及igbt驱动子单元2032；所述逻辑与子单元2031的第一输入端与所述第一比较器2011的比较信号输出端连接，所述逻辑与子单元2031的第二输入端与所述微控制器202的控制端连接，所述逻辑与子单元2031的信号输出端与所述igbt驱动子单元2032的受控端连接，所述igbt驱动子单元2032的控制端与所述pfc电路1的igbt的受控端连接。

所述二极管d5的正极连接所述pfc电路1的第一直流输出端，其负极连接所述电解电容c的正极，所述电解电容c的负极连接所述pfc电路1的第二直流输出端；

所述压缩机驱动单元3的第一输入端连接所述二极管d5的负极，其第二输入端连接所述pfc电路1的第二直流输出端，其控制端连接所述压缩机4的受控端。

在本实施例中，用于家用电器的pfc限流保护控制电路的工作过程具体为：

外部输入电压发生电压短时跌落时，pfc电路1的电流升高，此时的电压一般在20a-32a之间，通过第二比较器检测到pfc电路1的电流大于限流阈值时，所述微控制器202停止pfc的pwm信号输出，控制第一计数器将所述pfc电路的停机次数加一，并控制第一计时器计时；当pfc电路控制单元203未接收到来自微控制器202的pwm信号时，停止驱动igbt工作，进而停止pfc电路1工作，此时，不触发空调整机停机；

当检测到pfc电路1的电流大于限流阈值时，所述微控制器202恢复pwm信号输出，使pfc电路1恢复工作。

进一步地，考虑到在回复pfc电路工作后，pfc中的电流会出现回升的过程，故应该对电路进行进一步地保护：当微控制器202中的第一计时器达到预设的第一计时阈值△t1时(△t1一般设置在50ms)，若所述第一计数器累计的所述pfc电路的停机次数大于或等于预设的第一停机次数阈值n1时(n1一般设置为2000)，控制所述pfc电路1停止工作并触发家用电器整机停机；若所述第一计数器累计的所述pfc电路的停机次数小于预设的第一停机次数阈值时，对所述第一计数器和所述第一计时器清零。

出现电压浪涌时，pfc电路1的电流会迅速升高，此时的pfc电路电流会出现大于pfc过电流保护阈值的情况。

当第一比较器检测到pfc电路1的电流大于过电流保护阈值时，微控制器202停止pfc的pwm信号输出，控制第二计数器将所述pfc电路的停机次数加一，并控制第二计时器、第三计时器计时；当pfc电路控制单元203未接收到来自微控制器202的pwm信号时，停止驱动igbt工作，进而停止pfc电路1工作，此时，不触发家用电器整机停机；

当第二计时器的计时达到预设的第二计时阈值△t2时(△t2一般设置在10-20ms间)且所述第二计数器累计的所述pfc电路的停机次数小于预设的第二停机次数阈值n2(n2一般设置为2)，所述微控制器202恢复pwm信号输出，使pfc电路1恢复工作，对第二计时器进行清零；

当第三计时器的计时到达预设的第三计时阈值△t3时，若所述第二计数器累计的所述pfc电路的停机次数达到预设的第二停机次数阈值n2，控制所述pfc电路停止工作并触发家用电器整机停机；若所述第二计数器累计的所述pfc电路的停机次数小于预设的第二停机次数阈值，对所述第二计数器和所述第三计时器清零。

需要说明的是，上述的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换。并且所述第一计时器、第二计时器和第三计时器可以为微处理器中的同一个计时工具。

参见图5，是本发明提供的用于家用电器的pfc限流保护控制方法的一个优选实施例的流程示意图；

本发明另一实施例对应提供了一种用于家用电器的pfc限流保护控制方法，其包括：

s1、获取pfc电路当前的工作电流；

s2、判断所述工作电流是否大于预设的限流阈值；所述限流阈值小于或等于所述pfc电路的过电流保护阈值；

s3、当所述工作电流大于所述限流阈值时，控制所述pfc电路停止工作，并在满足预设的pfc电路恢复工作条件时，控制所述pfc电路恢复工作；

s4、当所述pfc电路停止工作情况满足预设的停机保护条件时，控制所述pfc电路停止工作并触发家用电器整机停机。

具体实施时，上述步骤的执行主体可以是用于家用电器的pfc限流保护控制电路中的pfc限流保护控制模块2。

本发明实施例提供的控制方法，通过判断pfc电路的工作电流是否大于预设的限流阈值而控制pfc电路停止工作或恢复工作，可以防止器件因过流而烧毁，还可以减少包括空调器在内的家用电器出现不必要的停机提升用户体验。

为便于本实施例的技术方案更加清楚，下面对本发明实施例中对用于家用电器的pfc限流保护控制方法的流程进行详细描述。

参见图6，是本发明提供的用于家用电器的pfc限流保护控制方法的又一个优选实施例的流程示意图；

在上述步骤s3，当所述工作电流大于所述限流阈值时，控制所述pfc电路停止工作，并在满足预设的pfc电路恢复工作条件时，控制所述pfc电路恢复工作，具体包括：

当所述工作电流大于所述限流阈值时，控制所述pfc电路停止工作；其中，所述限流阈值小于所述pfc电路的过电流保护阈值；

判断所述pfc电路的当前工作电流是否满足预设的pfc电路恢复工作条件；所述pfc电路恢复工作条件包括：所述当前工作电流小于所述限流阈值；

若是，控制所述pfc电路恢复工作。

进一步地，所述当所述工作电流大于所述限流阈值时，控制所述pfc电路停止工作，包括：

当所述工作电流大于所述限流阈值时，控制所述pfc电路停止工作，控制第一计数器将所述pfc电路的停机次数加一，并控制第一计时器计时；

则，所述当所述pfc电路停止工作情况满足预设的停机保护条件时，控制所述pfc电路停止工作并触发家用电器整机停机，包括：

当第一计时器的计时达到预设的第一计时阈值时，若所述第一计数器累计的所述pfc电路的停机次数满足预设的停机保护条件，控制所述pfc电路停止工作并触发家用电器整机停机；所述停机保护条件包括：大于或等于预设的第一停机次数阈值。

进一步地，当第一计时器的计时到达预设的第一计时阈值时，若所述第一计数器累计的所述pfc电路的停机次数不满足所述停机保护条件，对所述第一计数器和所述第一计时器清零。

本发明实施例提供的这种控制方法，可以在外部电路出现电压短时跌落的情况下，通过在工作电流大于所述限流阈值时，控制所述pfc电路停止工作，当前工作电流小于所述限流阈值时控制所述pfc电路恢复工作；并通过在pfc电路停止工作情况满足预设的停机保护条件时，控制所述pfc电路停止工作并触发家用电器整机停机，可以保护电路中的器件避免出现因电压短时跌落引起的过流而损坏的情况、减少包括空调器在内的家用电器减少不必要的整机停机。

参见图7，是本发明提供的用于家用电器的pfc限流保护控制方法的另一个优选实施例的流程示意图；

在上述步骤s3，所述当所述工作电流大于所述限流阈值时，控制所述pfc电路停止工作，并在满足预设的pfc电路恢复工作条件时，控制所述pfc电路恢复工作，还可以具体包括：

当所述工作电流大于所述限流阈值时，控制所述pfc电路停止工作，控制第二计数器将所述pfc电路的停机次数加一，并控制第二计时器、第三计时器计时；其中，所述限流阈值等于所述pfc电路的过电流保护阈值；

判断所述第二计数器累积的所述pfc电路的停机次数和所述第二计时器的计时是否满足预设的pfc电路恢复工作条件；所述pfc电路恢复工作条件包括：技术其累积的所述pfc电路停机次数小于预设的第二停机次数阈值；第二计时器的计时达到预设的第二计时阈值；

若是，控制所述pfc电路恢复工作，并对第二计时器进行清零。

进一步地，所述若是，控制所述pfc电路恢复工作，并对第二计时器进行清零包括：

若是，控制所述pfc电路恢复工作，对第二计时器进行清零；

则，所述当所述pfc电路停止工作情况满足预设的停机保护条件时，控制所述pfc电路停止工作并触发家用电器整机停机，包括：

当第三计时器的计时到达预设的第三计时阈值时，若所述第二计数器累计的所述pfc电路的停机次数满足预设的停机保护条件，控制所述pfc电路停止工作并触发家用电器整机停机；所述停机保护条件包括：达到预设的第二停机次数阈值；所述第三计时阈值大于所述第二计时阈值。

进一步地，当第三计时器的计时到达预设的第三计时阈值时，若所述第二计数器累计的所述pfc电路的停机次数不满足所述停机保护条件，对所述第二计数器和所述第三计时器清零。

本发明实施例提供的这种控制方法，可以在外部电路出现电压浪涌的情况下，通过在工作电流大于所述限流阈值时，控制所述pfc电路停止工作，在第二计时器的计时达到预设的第二计时阈值时，恢复所述pfc电路正常工作；同时设定恢复工作条件和pfc电路停止工作情况下的停机保护条件进行控制，可以保护电路中的器件避免出现因电压浪涌引起的电流突增、pfc电路过流而损坏的情况，可以减少包括空调器在内的家用电器减少不必要的整机停机。

综上，本发明通过设计一种家用电器及用于家用电器的pfc限流保护控制电路与方法，解决了现有技术中存在的在外部输入电压出现短时电压跌落和浪涌电压时，出现频繁的停机保护，会使空调停止制冷/制热工作的正常运行，影响用户的体验的问题。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。