一种功率控制方法、电路以及电子设备与流程

文档序号:32932507发布日期:2023-01-14 06:43阅读:47来源:国知局
一种功率控制方法、电路以及电子设备与流程

1.本技术涉及电路控制技术领域,尤其涉及一种功率控制方法、电路以及电子设备。


背景技术:

2.为了对电器设备的功率因数进行调节,通常会在电子设备中设置功率因数校正器(power factor corrector,pfc),pfc通过电感对输入电流以及输出电压进行调整,同时通过电感对pfc的输出进行储能滤波。在实际应用中,通常采用绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,igbt)作为pfc电路的开关管。
3.在实际应用中,pfc电路载频通常在18khz-40khz之间,因此,为了满足电路功率调整的需求,通常需要设置较大的电感以及较大的电容;与此同时,igbt的开关频率峰值为100khz,因此,为了实现高频功率调整,则只能采用场效应管(metal-oxide-semiconductor,mos),而mos管作为开关管时,其可靠性较低且短路耐量不足。因此,亟需一种能够实现高频功率控制功能的电路结构,以实现高频率的功率调整和控制。


技术实现要素:

4.本技术实施例提供了一种功率控制方法、电路以及电子设备。
5.本技术提供的功率控制方法,在确定功率控制电路输入信号的信号状态之后,基于上述信号状态能够确定用于控制至少两个igbt的时序信息,并根据该时序信息控制至少两个igbt中每一igbt的工作状态,在每一igbt的开关频率较低的情况下,通过至少两个igbt工作状态的交替切换,就能够显著提高功率控制电路的功率控制频率。
6.本技术实施例提供的技术方案是这样的:
7.本技术实施例提供了一种功率控制方法,所述方法应用于功率控制电路;所述功率控制电路包括:第一储能单元、并联的至少两个绝缘栅双极型晶体管igbt以及第二储能单元;所述第一储能单元连接所述功率控制电路的输入端、至少两个所述igbt的第一端以及所述第二储能单元的第一端;至少两个所述igbt的第二端分别连接至所述功率控制电路的输入端、以及所述第二储能单元的第二端;所述方法包括:
8.获取所述功率控制电路输入信号的信号状态;
9.基于所述信号状态,确定至少两个所述igbt的时序信息;
10.基于所述时序信息,依次循环控制至少两个所述igbt在第一状态与第二状态之间切换;其中,所述第一状态,表示至少两个所述igbt中的任一igbt处于导通状态且其它igbt处于断开状态;所述第二状态,表示至少两个所述igbt中的每一所述igbt均处于断开状态。
11.在一些实施方式中,所述基于所述时序信息,依次循环控制至少两个所述igbt在第一状态与第二状态之间切换,包括:
12.在所述信号状态表示所述输入信号的功率大于或等于第一阈值的情况下,基于所述时序信息,在脉冲持续时间内控制至少两个所述igbt切换至所述第一状态,在所述脉冲持续时间结束后,控制至少两个所述igbt切换至所述第二状态。
13.在一些实施方式中,所述方法还包括:
14.在所述信号状态表示所述输入信号的功率小于第二阈值的情况下,在所述时序信息的同一脉冲持续时间内控制至少两个所述igbt中切换至第三状态,在所述脉冲持续时间结束之后切换至所述第二状态;其中,所述第三状态,表示至少两个所述igtb中的每一igbt同时处于导通状态。
15.在一些实施方式中,所述方法还包括:
16.在所述信号状态表示所述输入信号的功率小于第二阈值的情况下,基于所述时序信息控制至少两个所述igbt中的每一igbt依次切换至导通状态,以使每一所述igbt同时处于所述导通状态,再基于所述时序信息控制至少两个所述igbt中的每一所述igbt依次切换至断开状态,以使每一所述igbt同时处于所述断开状态。
17.在一些实施方式中,所述功率控制电路还包括控制单元;所述控制单元,连接至少两个所述igbt的每一igbt以及所述功率控制电路的输入端;所述基于所述信号状态,确定至少两个所述igbt的时序信息,包括:
18.基于所述信号状态,通过所述控制单元,确定所述时序信息;
19.本技术实施例还提供了一种功率控制电路,所述电路包括:第一储能单元、并联的至少两个igbt、第二储能单元以及控制单元;
20.所述第一储能单元连接所述功率控制电路的输入端、至少两个所述igbt的第一端以及所述第二储能单元的第一端;
21.至少两个所述igbt的第二端分别连接至所述功率控制电路的输入端、以及所述第二储能单元的第二端;
22.所述功率控制电路还包括控制单元;所述控制单元,连接至少两个所述igbt的每一igbt以及所述功率控制电路的输入端;
23.所述控制单元,用于确定所述功率控制电路输入信号的信号状态,基于所述信号状态,确定至少两个所述igbt的时序信息;基于所述时序信息,依次循环控制至少两个所述igbt在第一状态与第二状态之间切换;其中,所述第一状态,表示至少两个所述igbt中的任一igbt处于导通状态且其它igbt处于断开状态;所述第二状态,表示至少两个所述igbt中的每一所述igbt均处于断开状态。
24.在一些实施方式中,所述控制单元,用于在所述信号状态表示所述输入信号的功率小于或等于第一阈值的情况下,基于所述时序信息,在脉冲持续时间内控制至少两个所述igbt切换至所述第一状态,在所述脉冲持续时间结束后,控制至少两个所述igbt切换至所述第二状态。
25.在一些实施方式中,所述控制单元,还用于在所述信号状态表示所述输入信号的功率小于第二阈值的情况下,在所述时序信息的同一脉冲持续时间内控制至少两个所述igbt中切换至第三状态,在所述脉冲持续时间结束之后切换至所述第二状态;其中,所述第三状态,表示至少两个所述igtb中的每一igbt同时处于导通状态。
26.在一些实施方式中,所述控制单元,还用于在所述信号状态表示所述输入信号的功率小于第二阈值的情况下,基于所述时序信息控制至少两个所述igbt中的每一igbt依次切换至导通状态,以使每一所述igbt同时处于所述导通状态,再基于所述时序信息控制至少两个所述igbt中的每一所述igbt依次切换至断开状态,以使每一所述igbt同时处于所述
断开状态。
27.在一些实施方式中,所述控制单元,用于基于所述信号状态,通过所述控制单元,确定所述时序信息。
28.本技术实施例还提供了一种电子设备,所述电子设备包括如前任一所述的功率控制电路。
29.由以上可知,本技术实施例提供的功率控制方法,功率控制电路中的第一储能单元,能够在至少两个igbt循环在第一状态至第二状态之间切换的过程中,循环地实现电能的存储和释放操作,由此,在本技术实施例提供的功率控制方法中,功率控制电路的功率控制频率,能够随着至少两个igbt中igbt的数量以及时序信息中脉冲序列数量的增加而提高,因此,本技术实施例提供的功率控制方法,在降低了对igbt器件开关功率要求的基础上,还能够提高对电器设备功率控制的频率。
附图说明
30.图1为本技术实施例提供的功率控制电路的第一种结构示意图;
31.图2为本技术实施例提供的功率控制方法的第一种流程示意图;
32.图3为本技术实施例提供的功率控制方法的第一种功率控制效果示意图;
33.图4为本技术实施例提供的功率控制方法的第二种功率控制效果示意图;
34.图5为本技术实施例提供的功率控制电路的第二种结构示意图;
35.图6为本技术实施例提供的功率控制方法的第三种功率控制效果示意图;
36.图7为本技术实施例提供的功率控制方法的第四种功率控制效果示意图;
37.图8为本技术实施例提供的功率控制方法的第五种功率控制效果示意图;
38.图9为本技术实施例提供的功率控制方法的第二种流程示意图;
39.图10为本技术实施例提供的功率控制电路的第一种电路原理图;
40.图11为本技术实施例提供的功率控制电路的第二种电路原理图;
41.图12为本技术实施例提供的功率控制电路的第三种电路原理图;
42.图13为本技术实施例提供的功率控制电路的第四种电路原理图;
43.图14为本技术实施例提供的功率控制电路在电子设备中的应用示意图。
具体实施方式
44.以下结合附图及实施例,对本技术进行进一步详细说明。应当理解,此处所提供的实施例仅仅用以解释本技术,并不用于限定本技术。另外,以下所提供的实施例是用于实施本技术的部分实施例,而非提供实施本技术的全部实施例,在不冲突的情况下,本技术实施例记载的技术方案可以任意组合的方式实施。
45.需要说明的是,在本技术实施例中,术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的方法或者装置不仅包括所明确记载的要素,而且还包括没有明确列出的其它要素,或者是还包括为实施方法或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个......”限定的要素,并不排除在包括该要素的方法或者装置中还存在另外的相关要素(例如方法中的步骤或者装置中的单元,例如的单元可以是部分电路、部分处理器、部分程序或软件等等)。
46.例如,本技术实施例提供的功率控制方法包含了一系列的步骤,但是本技术实施例提供的功率控制方法不限于所记载的步骤,同样地,本技术实施例提供的功率控制电路包括了一系列电路单元,但是本技术实施例提供的功率控制电路不限于包括所明确记载的电路单元,还可以包括为获取相关数据、或基于数据进行处理时所需要设置的电路单元或器件。
47.本技术涉及电路控制技术领域,尤其涉及一种功率控制方法、电路以及电子设备。
48.为了对电器设备的功率因数进行调整,通常会在电子设备中设置pfc。在实际应用中,pfc的电路载频通常在18khz-40khz之间,无法满足电器设备电路功率调整的需求;另一方面,igbt的开关频率峰值可达100khz,若通过igbt进行功率调整,仍然无法实现高频率的功率调整控制。因此,为了实现对电器电路中功率高频率的调整,相关技术中通常采用mos管作为开关管,但是由于mos管可靠性较低且短路耐量不足,因而采用mos管也满足电器设备实际的电路运行需求。
49.基于以上问题,本技术实施例提供了一种功率控制方法,该方法应用于功率控制电路中,该方法在确定功率控制电路输入信号的信号状态之后,可以基于信号状态确定至少两个igbt的时序信息,再基于该时序信息,依次循环控制至少两个igbt的工作状态。
50.如此,在至少两个igbt中的任一igbt切换至导通状态而其它igbt保持断开状态的情况下,功率控制电路中的第一储能单元,能够储存电能,在至少两个igbt均切换至断开状态的情况下,第一储能单元能够向第二储能单元传输电能,依次循环控制至少两个igbt中的每一igbt执行上述状态切换操作,在时序信息的控制下,就可以提高第一储能单元的能量存储以及能量释放的频率,从而提高了功率控制电路的功率控制频率。
51.图1为本技术实施例提供的功率控制电路1的第一种结构示意图。如图1所示,该功率控制电路1可以包括第一储能单元101、并联的至少两个igbt 102以及第二储能单元103。
52.其中,第一储能单元101连接功率控制电路1的输入端、至少两个igbt 102的第一端以及第二储能单元103的第一端;至少两个igbt的第二端分别连接至功率控制电路1的输入端、以及第二储能单元103的第二端。
53.示例性的,该功率控制电路1还可以包括单向导通单元104、以及输入单元105。
54.示例性的,第一储能单元101的第一端可以连接至输入单元105;第一储能单元的第二端可以连接至至少两个igbt,还可以通过单向导通单元104连接至第二储能单元103的第一端。
55.示例性的,至少两个igbt 102的第二端、以及第二储能单元103的第二端可以连接至输入单元105。
56.在一种实施方式中,第一储能单元101,可以是电感元器件。示例性的,电感元器件的数量,可以为多个;示例性的,多个电感元器件之间的连接方式,可以是并联或串联。示例性的,多个电感元器件的电感参数可以相同。
57.在一种实施方式中,第二储能单元103,可以是电容元器件。
58.在一种实施方式中,单向导通单元104可以是具备单向导通功能的电子元器件,示例性的,单向导通单元104,可以是二极管;示例性的,单向导通单元104,可以是快速二极管(fast recovery diode,frd),还可以是碳化硅二极管。
59.在一种实施方式中,输入单元105、至少连个igbt的第二端以及第二储能单元103
的第二端,还可以连接至接地端或接地点。
60.图2为本技术实施例提供的功率控制方法的第一种流程示意图。如图2所示,该方法可以包括步骤201至步骤203:
61.步骤201、获取功率控制电路1输入信号的信号状态。
62.在一种实施方式中,输入信号,可以是交流电信号。
63.在一种实施方式中,信号状态,可以包括输入信号的电流强度、电压强度、功率强度以及频率变化范围等至少一种。
64.在一种实施方式中,信号状态,可以包括是否获取到输入信号。
65.在一种实施方式中,获取信号状态,可以是由功率控制电路1的输入单元105执行的。
66.步骤202、基于信号状态,确定至少两个igbt 102的时序信息。
67.在一种实施方式中,时序信息,可以仅包括一个脉冲序列,该脉冲序列可以包括多个脉冲;示例性的,脉冲序列的频率,可以是基于信号状态而确定的。
68.在一种实施方式中,时序信息,可以包括多个脉冲序列,多个脉冲序列的频率,可以是相同的。示例性的,时序信息中的多个脉冲序列之间的时间间隔,也可以是根据信号状态确定的;示例性的,时序信息中的多个脉冲序列,可以是基于一个脉冲序列生成的,比如,在确定一个脉冲序列之后,可以按照多个时延信息对脉冲序列进行多次延时,就可以得到具备先后顺序的多个脉冲序列。
69.在一种实施方式中,时序信息,可以是基于信号状态中的信号频率、信号电压、信号电流等至少一种因素确定的。
70.在一种实施方式中,时序信息,不仅包括脉冲序列的频率信息,还可以包括一个脉冲周期内的占空比。
71.步骤203、基于时序信息,依次循环控制至少两个igbt 102在第一状态与第二状态之间切换。
72.其中,第一状态,表示至少两个igbt 102中的任一igbt处于导通状态且其它igbt处于断开状态;第二状态,表示至少两个igbt 102中的每一igbt均处于断开状态。
73.示例性的,循环控制至少两个igbt 102在第一状态与第二状态之间切换,可以是从第一状态切换至第二状态,再从第二状态切换至第一状态,如此循环往复;还可以是从第二状态切换至第一状态,再从第一状态切换至第二状态,如此循环往复。也就是说,在本技术实施例中,循环控制至少两个igbt 102在第一状态与第二状态之间切换,可以是以包括至少一个第一状态以及至少一个第二状态的状态周期进行循环切换的。
74.示例性的,至少两个igbt 102处于第一状态时,功率控制电路1的输入单元105、第一储能单元101以及任一igbt可以构成第一通路,此时,任一igbt可以通过第一通路储存电能;示例性的,至少两个igbt 102处于第二状态时,功率控制电路1的输入单元105、第一储能单元101、单向导通单元104以及第二储能单元103可以构成第二通路,此时,第一储能单元101能够通过第二通路向第二储能单元103传输电能。
75.下面以至少两个igbt 102包括第一igbt以及第二igbt,时序信息包括第一脉冲序列以及第二脉冲序列为例,对本技术实施例提供的功率控制方法的功率控制效果进行说明。
76.图3为本技术实施例提供的功率控制方法的第一种功率控制效果示意图。
77.在图3中,h1-t为第一脉冲序列的时序图;h2-t为第二脉冲序列的时序图;p-t为第一储能元件101的能量储存以及释放变化示意图。第一脉冲序列的时序图、第二脉冲序列的时序图以及控制效果示意图中,横坐标均为表示时间t,纵坐标分别为脉冲幅度、脉冲幅度以及第一储能单元101的能量幅度。
78.如图3所示,在t1时刻,第一脉冲序列的第一个脉冲触发第一igbt切换至导通状态,而第二igbt处于断开状态,此时第一通路建立成功,随着时间的推移,第一储能单元101的能量持续积累;当时间抵达t2时刻即第一脉冲序列的第一个脉冲的下降沿到达,触发第一igbt切换至断开状态,此时,第二igbt也处于断开状态,第二通路建立成功,此时第一igbt通过第二通路向第二储能单元103传输电能,随着时间的推移,第一储能单元101的能量逐渐下降。
79.如图3所示,当时间到达t3时刻,即第二脉冲序列的第一个脉冲触发第二igbt切换至导通状态,而第一igbt处于断开状态,此时第一通路建立成功,随着时间的推移,第一储能单元101的能量再次开始积累;当时间抵达t4时刻即第二脉冲序列的第一个脉冲的下降沿到达,触发第二igbt切换至断开状态,此时,第一igbt也处于断开状态,第二通路建立成功,此时第一igbt通过第二通路再次向第二储能单元103传输电能,随着时间的推移,第一储能单元101的能量逐渐下降。
80.如图3所示,基于时序信息中的第一脉冲序列以及第二脉冲序列中的每一脉冲,分别控制第一igbt以及第二igbt在第一状态与第二状态之间循环切换,就可以实现第一储能单元101中能量的循环储存和释放,并且,在第一igbt以及第二igbt的开关频率为f的情况下,功率控制电路1的功率控制频率可以为2f。示例性的,在电器设备的电路工作在100khz的情况下,每个igbt的开关频率为50khz即可满足电器设备的功率控制需求。
81.图4为本技术实施例提供的功率控制方法的第二种功率控制效果示意图。
82.在图4中,h1-t、h2-t以及p-t与图3中的h1-t以及h2-t一致;hn-t为第n个脉冲序列的时序图。
83.如图4所示,在至少两个igbt的数量为n、且对应的时序信息包括n个脉冲序列的情况下,功率控制电路1的功率控制频率可达nf,因此,在相关技术中的igbt现有开关频率的条件下,就可以实现功率控制电路1的功率控制频率的显著提高,从而实现了通过慢速的igbt实现对电器设备的高频功率控制的目的;其中,n为大于或等于2的整数。
84.示例性的,如图1所示的功率控制电路1,还可以称为pfc,其通过包括多个脉冲序列的时序信息,对多个并联的igbt的断开状态以及导通状态进行循环控制,就可以实现功率控制电路1的高频率功率控制,从而突破了相关技术中采用igbt作为开关管的pfc的功率控制仅限于40khz以下的限制。
85.由以上可知,本技术实施例提供的功率控制方法,功率控制电路1中的第一储能单元101,能够在至少两个igbt 102循环在第一状态与第二状态之间循环切换的过程中,循环地实现电能的存储和释放操作,根据图3的说明可知,本技术实施例提供的功率控制方法中,功率控制电路1的功率控制频率,能够随着至少两个igbt 102中igbt的数量以及时序信息中脉冲序列的数量的增加而提高,因此,本技术实施例提供的功率控制方法,在降低了对igbt器件开关功率要求的基础上,还能够提高对电器设备功率控制的频率。
86.并且,在igbt的短路耐量足够且可靠性较高的情况下,本技术实施例提供的功率控制方法,还能够提高对电器设备的功率控制的稳定性。
87.在本技术实施例中,功率控制电路1还包括控制单元106。图5为本技术实施例提供的功率控制电路1的第二种结构示意图。
88.如图5所示,控制单元106,连接至少两个igbt 102的每一igbt以及功率控制电路1的输入端;示例性的,该输入端可以为图5中的输入单元105。
89.在一种实施方式中,控制单元106,可以实现对输入单元105的输入信号的比较、判断、分析以及处理等至少一种功能。
90.在一种方式中,控制单元106的功能,可以是通过对芯片的设置选通等操作而实现的。
91.在一种实施方式中,控制单元106,可以用于控制至少两个igbt 102中每一igbt的工作状态。
92.在本技术实施例中,基于信号状态,确定至少两个igbt的时序信息,可以是通过以下方式实现的:
93.基于信号状态,通过控制单元106,确定时序信息。
94.在一种实施方式中,控制单元106,可以执行对输入信号的信号状态进行比较、判断、监控以及处理等至少一种操作,并根据对输入信号的操作结果确定时序信息。
95.在一种实施方式中,时序信息,可以为pfc激励信号,该pfc激励信号也可以包括多个脉冲序列。
96.基于时序信息,依次循环控制至少两个igbt在第一状态与第二状态之间切换,可以是通过以下方式实现的:
97.通过控制单元106,基于时序信息,依次循环控制至少两个igbt 102在第一状态与第二状态之间切换。
98.示例性的,控制单元106可以在时序信息产生之后,在基于时序信息,依次循环控制至少两个igbt 102的工作状态切换。
99.由以上可知,本技术实施例提供的功率控制方法的功率控制电路1中,控制单元106可以根据功率控制电路1的输入信号的信号状态确定时序信息,从而使得其对至少两个igbt 102的控制能够更贴合输入信号的实际状况;另一方面,功率控制电路1通过控制单元106可以实现对其自身工作状态的实时控制,从而降低了功率控制电路1与电器设备中其它电路模块的耦合程度,进而增强了功率控制电路1的可移植性,扩大了功率控制电路1的应用范围和应用场景。
100.在本技术实施例中,基于时序信息,依次循环控制至少两个igbt在第一状态与第二状态之间切换,可以是通过以下方式实现的:
101.在信号状态表示输入信号的功率大于或等于第一阈值的情况下,基于时序信息,在脉冲持续时间内控制至少两个igbt切换至第一状态,在脉冲持续时间结束后,控制至少两个igbt切换至第二状态。
102.在一种实施方式中,第一阈值,可以是预先设定的,也可以根据电器设备的实际工作场景、持续工作时间、功耗状态、器件老化状态等至少一种因素确定的,即第一阈值是可以灵活调整的。
103.在一种实施方式中,第一阈值可以是一个较大的数值,那么,在信号状态表示输入信号的功率大于或等于第一阈值时,可以表示电器设备处于高功率工作状态。
104.在一种实施方式中,在信号状态表示输入信号的功率大于或等于第一阈值的情况下,基于时序信息,在脉冲持续时间内控制至少两个igbt切换至第一状态,在脉冲持续时间结束后,控制至少两个igbt切换至第二状态的操作,可以是通过控制单元106实现的。
105.在一种实施方式中,在信号状态表示输入信号的功率大于或等于第一阈值的情况下,时序信息中可以包括多个脉冲序列,且多个脉冲序列的脉冲频率,可以小于电器设备的输入信号的频率。相应的,通过控制单元106,基于时序信息,在脉冲持续时间内控制至少两个igbt 102切换至第一状态,在脉冲持续时间结束后,控制至少两个igbt 102切换至第二状态的操作,可以是控制单元106基于多个脉冲序列执行的。
106.示例性的,在信号状态大于或等于第一阈值、至少两个igbt 102中igbt的数量为两个即包括第一igbt以及第二igbt、时序信息中脉冲序列的数量为两个即时序信息包括第一脉冲序列以及第二脉冲序列的情况下,本技术实施例提供的功率控制方法的功率控制改善效果可以如图3所示,在至少两个igbt 102中igbt的数量为n个、时序信息中脉冲序列的数量为n个的情况下,本技术实施例提供的功率控制方法的功率控制改善效果可以如图4所示。
107.由以上可知,在本技术实施例提供的功率控制方法中,在功率控制电路1的输入信号的功率大于或等于第一阈值即电器设备处于高功率工作模式下时,功率控制电路1能够通过时序信息控制多个较低开关频率的igbt在导通状态与断开状态之间循环切换,从而提高多个igbt的开关频率,进而显著提高功率控制电路1的功率控制频率。
108.本技术实施例提供的功率控制方法,还可以包括以下操作:
109.在信号状态表示输入信号的功率小于第二阈值的情况下,在时序信息的同一脉冲持续时间内控制至少两个igbt 102中切换至第三状态,在脉冲持续时间结束之后切换至第二状态;其中,第三状态,表示至少两个igtb中的每一igbt同时处于导通状态。
110.示例性的,第二阈值可以与第一阈值相等。
111.在一种实施方式中,第二阈值,可以是预先设定的,也可以根据电器设备的实际工作场景、持续工作时间、功耗状态、器件老化状态等至少一种因素确定的,即第一阈值是可以灵活调整的。
112.在一种实施方式中,第二阈值可以是一个较小的数值,那么,在信号状态表示输入信号的功率小于第二阈值时,可以表示电器设备处于低功率工作状态。
113.在一种实施方式中,在信号状态表示输入信号的功率小于第二阈值的情况下,时序信息中可以仅包括一个脉冲序列,且该脉冲序列的频率,可以与电器设备的电流和/或电压变化频率相当,在这种情况下,控制单元106,可以基于一个脉冲序列控制至少两个igbt 102的开关状态。
114.在一种实施方式中,在信号状态表示输入信号的功率小于第二阈值的情况下,在时序信息的同一脉冲持续时间内控制至少两个igbt 102中切换至第三状态,在脉冲持续时间结束之后切换至第二状态的操作,可以是通过控制单元106实现的。
115.在一种实施方式中,在信号状态表示输入信号的功率小于第二阈值的情况下,时序信息中可以包括多个脉冲序列,且多个脉冲序列中每一脉冲序列的时序可以完全相同;
在这种情况下,控制单元106,可以基于多个脉冲序列中相互重叠的脉冲序列控制至少两个igbt 102的开关状态。
116.图6为本技术实施例提供的功率控制方法的第三种功率控制效果示意图。
117.在图6中,仍然以至少两个igbt 102包括第一igbt以及第二igbt、时序信息包括两个相同的脉冲序列即第一脉冲序列以及第二脉冲序列为例进行说明。
118.如图6所示,当第一脉冲序列以及第二脉冲序列的第一个脉冲上升沿抵达即t1时刻,上升沿触发第一igbt以及第二igbt同时切换至导通状态,此时,第一储能单元101可以通过第三通路持续积累电能,示例性的,第三通路可以包括输入单元105、第一储能单元101、以及处于并联状态的第一igbt与第二igbt;当第一脉冲序列以及第二脉冲序列的第一个脉冲下降沿抵达即t2时刻到达时,下降沿触发第一igbt以及第二igbt同时切换至断开状态,此时,第一储能单元101通过第二通路向第二储能单元103传输电能,此时第一储能单元101的电能持续下降,第一脉冲序列以及第二脉冲序列的第二个脉冲上升沿抵达即t3时刻,第一储能单元101再次开启电能积累过程,第一脉冲序列以及第二脉冲序列的第二个脉冲下降沿抵达即t4时刻,第一储能单元101再次开启电能传输过程。
119.从图6中可以看出,控制单元106基于第一脉冲序列以及第二脉冲序列控制第一igbt以及第二igbt同时切换至导通状态或断开状态,使得功率控制电路1的功率控制频率较图3以及图4中的控制频率有所下降。
120.由以上可知,本技术实施例提供的功率控制方法中,功率控制电路1中的至少两个igbt 102可以同时切换至第三状态或第二状态,从而使得功率控制电路1的功率控制频率与电器设备的工作频率保持一致,也就是说,本技术实施例提供的功率控制方法中,功率控制电路1不仅能够在电器设备处于高功率工作状态时实现功率的高频控制,还能够在电器设备处于低功率工作状态时实现功率的低频控制,即能够实现频率可调的功率控制,从而改善了电器设备功率控制的灵活性;并且,至少两个igbt 102中在第二状态与第三状态之间切换时,还可以降低开关损耗。
121.本技术实施例提供的功率控制方法,还可以执行以下操作:
122.在信号状态表示输入信号的功率小于第二阈值的情况下,基于时序信息控制至少两个igbt 102中的每一igbt依次切换至导通状态,以使每一igbt同时处于导通状态,再基于时序信息控制至少两个igbt 102中的每一igbt依次切换至断开状态,以使每一igbt同时处于断开状态。
123.在一种实施方式中,在信号状态表示输入信号的功率小于第二阈值的情况下,基于时序信息控制至少两个igbt 102中的每一igbt依次切换至导通状态,以使每一igbt同时处于导通状态,再基于时序信息控制至少两个igbt 102中的每一igbt依次切换至断开状态,以使每一igbt同时处于断开状态,可以是通过控制单元106实现的。
124.在一种实施方式中,控制单元106,控制至少两个igbt 102中的每一igbt依次切换至导通状态,以使每一igbt同时处于以使每一igbt同时处于导通状态,再基于时序信息控制至少两个igbt中的每一igbt依次切换至断开状态,以使每一igbt同时处于断开状态的操作,可以是在时序信息中包括多个脉冲序列的情况下实现的;示例性的,时序信息中的多个脉冲序列的相邻脉冲之间,可以在时间轴上具备交集。
125.在一种实时方式中,至少两个igbt 102中的每一igbt依次切换至断开状态,可以
是基于每一igbt切换至导通状态的顺序执行的,还可以是基于每一igbt切换至导通状态的倒序顺序执行的。
126.图7为本技术实施例提供的功率控制方法的第四种功率控制效果示意图。
127.在图7中,仍然以至少两个igbt 102包括第一igbt以及第二igbt、时序信息包括两个相同的脉冲序列即第一脉冲序列以及第二脉冲序列为例进行说明。
128.如图7所示,当第一脉冲序列的第一个脉冲上升沿抵达即t1时刻,上升沿触发第一igbt切换至导通状态,此时,第一储能单元101可以通过第一通路持续积累电能;当第二脉冲序列的第一个脉冲上升沿抵达即t5时刻,该上升沿触发第二igbt切换至导通状态,此时第一储能单元101可以通过第三通路持续积累电能;当第二脉冲序列第一个脉冲下降沿抵达即t6时刻到达时,下降沿触发第二igbt切换至断开状态,此时,第一储能单元101通过第一通路储存电能;直至第一脉冲序列的第二个脉冲下降沿抵达即t7时刻,第一igbt切换至断开状态,第一储能单元101通过第二通路向第二储能单元103传输电能。
129.从图7中可以看出,控制单元106基于第一脉冲序列以及第二脉冲序列控制第一igbt以及第二igbt同时切换至导通状态或断开状态,使得功率控制电路1的功率控制频率较图3以及图4中的控制频率有所下降。
130.并且,从图7中可以看出,第一脉冲序列中脉冲的宽度小于第二脉冲序列中脉冲的宽度,因此,第一igbt切换至导通状态之后,第二igbt再切换至导通状态,然后第二igbt先切换至断开状态,第一igbt再切换至断开状态,这样的关闭方式,能够进一步的减少至少两个igbt 102的开关损耗以及导通损耗。
131.图8为本技术实施例提供的功率控制方法的第五种功率控制效果示意图。
132.如图8所示,第一脉冲序列中脉冲的宽度与第二脉冲序列中脉冲的宽度可以相当,但是第二脉冲序列可以相对于第一脉冲序列滞后一定的时间,这样,在第一igbt切换至导通状态之后,第二igbt再切换至导通状态,然后第一igbt先切换至断开状态,第二igbt再切换至断开状态,从而能够减少至少两个igbt 102的开关损耗以及导通损耗。
133.由以上可知,本技术实施例提供的功率控制方法中,功率控制电路1中的时序信息可以跟随输入信号的状态而灵活的调整,在电器设备处于低功率工作状态下,通过时序信息中的脉冲序列的调整,不仅可以实现低频率的功率控制,还能够降低至少两个igbt 102的开关损耗以及导通损耗,从而能够改善功率控制电路1的功率控制效果。
134.图9为本技术实施例提供的功率控制方法的第二种流程示意图。如图9所示,该功率控制方法可以包括步骤901至步骤904:
135.步骤901、开启功率控制功能。
136.示例性的,开启功率控制功能,可以是设置前述实施例中的功率控制电路1的切换至工作状态。
137.步骤902、判断输入功率。
138.示例性的,输入功率,可以是前述实施例中功率控制电路1的输入单元105的输入信号的信号状态之一。
139.示例性的,可以判断输入功率是否大于或等于第一阈值,或者是否小于第二阈值。在输入功率大于或等于第一阈值的情况下,可以执行步骤903;在输入功率小于第二阈值的情况下,可以执行步骤904。
140.步骤903、开启高功率控制模式。
141.示例性的,高功率控制模式,可以是在前述实施例中的时序信息中包括多个脉冲序列的情况下,基于时序信息,依次循环控制至少两个igbt 102中在第一状态与第二状态之间切换实现的。
142.步骤904、开启中小功率控制模式。
143.示例性的,中小功率控制模式,可以是在前述实施例中时序信息中包括一个脉冲序列的情况下,基于时序信息,在脉冲持续时间内控制至少两个igbt102切换至第三状态,在脉冲持续时间结束之后,控制至少两个igbt 102切换至第二状态实现的。
144.示例性的,中小功率控制模式,还可以是在前述实施例中时序信息包括至少两个脉冲序列的情况下,基于时序信息控制至少两个igbt中的每一igbt依次切换至导通状态,以使每一igbt同时处于导通状态,再基于时序信息控制至少两个igbt 102中的每一igbt依次切换至断开状态,以使每一igbt同时处于断开状态实现的。
145.基于前述实施例,本技术实施例还提供了一种功率控制电路1,如图5所示,该电路包括第一储能单元101、并联的至少两个igbt 102、第二储能单元103以及控制单元106。
146.其中,第一储能单元101连接功率控制电路1的输入端、至少两个igbt 102的第一端以及第二储能单元103的第一端;至少两个igbt的第二端分别连接至功率控制电路1的输入端、以及第二储能单元103的第二端;控制单元106,连接至少两个igbt 102的每一igbt以及功率控制电路1的输入端。
147.控制单元106,用于确定功率控制电路1输入信号的信号状态,基于信号状态,确定至少两个igbt的时序信息;基于时序信息,依次循环控制至少两个igbt 102在第一状态与第二状态之间切换;其中,第一状态,表示至少两个igbt 102中的任一igbt处于导通状态且其它igbt处于断开状态;第二状态,表示至少两个igbt中的每一igbt均处于断开状态。
148.示例性的,该功率控制电路1还可以包括单向导通单元104、以及输入单元105;示例性的,功率控制电路1的输入端可以为图5中的输入单元105。
149.示例性的,第一储能单元101的第一端可以连接至输入单元105;第一储能单元的第二端可以连接至至少两个igbt,还可以通过单向导通单元104连接至第二储能单元103的第一端。
150.示例性的,至少两个igbt 102的第二端、以及第二储能单元103的第二端可以连接至输入单元105。
151.本技术实施例提供的功率控制电路1中,控制单元106,用于在信号状态表示输入信号的功率小于或等于第一阈值的情况下,基于时序信息,在脉冲持续时间内控制至少两个igbt 102切换至第一状态,在脉冲持续时间结束后,控制至少两个igbt 102切换至第二状态;控制单元106,连接至少两个igbt的每一igbt以及功率控制电路的输入端。
152.在本技术实施例提供的功率控制电路1中,控制单元106,还用于在信号状态表示输入信号的功率小于第二阈值的情况下,在时序信息的同一脉冲持续时间内控制至少两个igbt中切换至第三状态,在脉冲持续时间结束之后切换至第二状态;其中,第三状态,表示至少两个igtb中的每一igbt同时处于导通状态。
153.在本技术实施例提供的功率控制电路1中,控制单元106,还用于在信号状态表示输入信号的功率小于第二阈值的情况下,基于时序信息控制至少两个igbt 102中的每一
igbt依次切换至导通状态,以使每一igbt同时处于导通状态,再基于时序信息控制至少两个igbt 102中的每一igbt依次切换至断开状态,以使每一igbt同时处于断开状态。
154.在本技术实施例提供的功率控制电路1中,控制单元106,用于基于信号状态,确定时序信息;还用于基于时序信息,依次循环控制至少两个igbt 102中在第一状态与第二状态之间切换。
155.图10为本技术实施例提供的功率控制电路1的第一种电路原理图。
156.在图10中,以至少两个igbt 102包括两个igbt为例进行说明。
157.如图10所示,功率控制电路1可以包括两个igbt即第一igbt q1和第二igbt q2;第一igbt q1可以通过第一控制接口drive1接收第一脉冲序列,第二igbt q2可以通过第二控制接口drive2接收第二脉冲序列;第一电感l1可以是第一储能单元101;电容c1可以是第二储能单元103;二极管d1可以为单向导通单元104,示例性的,二极管d1可以为frd;第一端口pin+以及第二端口pin-构成了功率控制电路1的输入单元105;第三端口p+可以连接至电器设备的负载。
158.在图10中,通过调整第一脉冲序列以及第二脉冲序列,就可以通过第一控制接口drive1以及第二控制接口drive2分别控制第一igbt q1以及第二igbt q2在断开状态以及导通状态之间切换,从而实现对功率控制频率的灵活调整。
159.图11为本技术实施例提供的功率控制电路1的第二种电路原理图。
160.在图11中,以至少两个igbt 102包括n个igbt为例进行说明。
161.在图11中,n个igbt可以包括第一igbt q1、第二igbt q2,

以及第n igbt qn;第一igbt q1可以通过第一控制接口drive1接收第一脉冲序列,第二igbt q2可以通过第二控制接口drive2接收第二脉冲序列,第n igbt qn可以通过第n控制接口drive n接收第n脉冲序列。
162.在图11中,通过调整第一脉冲序列、第二脉冲序列以及第n脉冲序列,控制单元106就可以通过第一控制接口drive1、第二控制接口drive2、

、第n控制接口driven分别控制第一igbt q1、第二igbt q2、

、直至第n igbt qn在断开状态以及导通状态之间切换,从而实现对功率控制频率的灵活调整。
163.图12为本技术实施例提供的功率控制电路1的第三种电路原理图。
164.在图12中,以至少两个igbt 102包括两个igbt为例进行说明。
165.如图12所示,第一储能单元101,可以包括n个并联的电感元器件;示例性的,n个并联的电感元器件,可以包括第一电感l1、第二电感l2,

,第n电感ln。
166.图13为本技术实施例提供的功率控制电路1的第四种电路原理图。
167.在图13中,以至少两个igbt 102包括两个igbt为例进行说明。
168.如图13所示,第一储能单元101,可以包括n个串联的电感元器件。
169.基于前述实施例,本技术实施例还提供了一种电子设备,该电子设备可以包括如前任一实施例所述的功率控制电路1。示例性的,电子设备可以是如前述实施例所述的电器设备。
170.图14为本技术实施例提供的功率控制电路1在电子设备中的应用示意图。
171.在图14中,电子设备的信号输入单元1401的输入信号可以为交流信号,该交流信号通过电磁兼容(electro magnetic interference,emc)1402的电磁兼容处理之后,可以
得到第一信号,第一信号再经过整流桥1403的整流处理,可以得到第二信号。
172.在图14中,pfc1404,可以是如前实施例中所述的控制单元106,其用于检测第二信号的电压和电流,并根据电容1405、第二信号的电压和电流,以及参考电压确定时序信号,然后将时序信号发送至igbt阵列1406。示例性的,电容1405,可以是前述实施例中的第二储能元件,igbt阵列1406,可以是前述实施例中的至少两个igbt 102。
173.示例性的,当时序信号发送至igbt阵列106之后,第一通路或第三通路形成,如此,电感1407可以通过第一通路或第三通路储存电能,在第一通路或第三通路断开之后、第二通路建立的情况下,电感1407可以通过第二通路向电容1405传输电能。示例性的,电感1407可以是如前述实施例所述的第一储能元件。
174.示例性的,电容1405的电压,还可以作为pfc1404以及磁场定向控制(field oriented control,foc)1408的工作状态切换的参数依据。foc1408,用于基于压缩机1409的输出电流参数以及参考频率实现其对智能功率模块(intelligent power module,ipm)的调整管理。
175.在图14中,pfc1404以及foc1408可以为变频控制单元。
176.示例性的,电子设备可以为冰箱、空调等家用电器,当功率控制电路1应用于空调中时,通过采用普通的igbt以及frd,就可以大幅度的提高空调的pfc的载频,在pfc电路成本降低20%以上的基础上,还能够打破空调器处于大功率工作模式下只能实现低频功率控制的技术限制。
177.上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处,其相同或相似之处可以互相参考,为了简洁,本文不再赘述。
178.本技术所提供的各方法实施例中所揭露的方法,在不冲突的情况下可以任意组合,得到新的方法实施例。
179.本技术所提供的各产品实施例中所揭露的特征,在不冲突的情况下可以任意组合,得到新的产品实施例。
180.本技术所提供的各方法或设备实施例中所揭露的特征,在不冲突的情况下可以任意组合,得到新的方法实施例或设备实施例。
181.需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其它要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个
……”
限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
182.上述本技术实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
183.通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件节点的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。
184.以上仅为本技术的优选实施例,并非因此限制本技术的专利范围,凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本技术的专利保护范围内。
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