电加热器的控制方法、装置、存储介质和处理器与流程

本发明涉及电加热器领域，具体而言，涉及一种电加热器的控制方法、装置、存储介质和处理器。

背景技术：

目前，正的温度系数(Positive Temperature Coefficient，简称为PTC)的电加热器可以为车内提供暖气。而PTC加热器一般通过直流接触器直接导通的方式，来将高压电源与PTC电加热器的组件直接相连，使得高压电源向PTC电加热器供电。

但是，根据PTC加热器温度越高阻值越大的特性，上电初始会产生电流尖峰，上述方法在上电瞬间，会造成很大的冲击电流，这样对直流接触器损害较大，长期会损害元器件；还可能会对车载电池组内电解质造成不可恢复的破坏；并且固定的输入电压对应固定的输出热量，PTC加热器的输出不灵活，这样容易造成暖气向车内输入不均匀，车内忽冷忽热的情况发生；另外，采用直流接触器开通、关断的方式给PTC供电，在关断时电压变化很大，容易造成直流接触器的粘连，从而不能有效地断开PTC的供电电源，进而造成PTC持续加热，车能温度继续上升，存在安全隐患，因而存在电加热器的控制效率低的问题。

针对现有技术中的解决电加热器的控制效率低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种电加热器的控制方法、装置、存储介质和处理器，以至少解决电加热器的控制效率低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电加热器的控制方法。该方法包括：获取电加热器的实际温度和目标温度之间的第一差值；根据第一差值确定电加热器在加热时需要的目标电压；将电加热器的实际电压转化为目标电压。

可选地，根据第一差值确定电加热器在加热时需要的目标电压包括：对第一差值进行比例积分调节，得到第一调节结果；确定与第一调节结果对应的目标电压。

可选地，将电加热器的实际电压转化为目标电压包括：获取电加热器的实际电压和目标电压之间的第二差值；根据第二差值将实际电压转化为目标电压。

可选地，根据第二差值将实际电压转化为目标电压包括：对第二差值进行比例积分调节，得到第二调节结果；根据第二调节结果将实际电压转化为目标电压。

可选地，对第二差值进行比例积分调节，得到第二调节结果包括：对第二差值进行比例积分调节，得到占空比信号，其中，第二调节结果包括占空比信号；根据第二调节结果将实际电压转化为目标电压包括：将占空比信号与目标信号进行比较，得到脉冲信号；根据脉冲信号控制实际电压转化为目标电压。

可选地，根据第二调节结果将实际电压转化为目标电压包括：确定与第二调节结果对应的电压；通过直流-直流转换器对第二调节结果对应的电压进行转换，得到目标电压。

可选地，在获取电加热器的实际温度和目标温度之间的第一差值之前，该方法还包括：在半导体开关器件导通的情况下，控制电源向电加热器供电，其中，半导体开关器件与电加热器相连接，与半导体开关器件相连接的缓冲电路用于抑制半导体开关器件在导通时的电流上升率。

可选地，在半导体开关器件导通的情况下，控制电源向电加热器供电包括：在半导体开关器件导通的情况下，控制电源在与半导体开关器件相连接的电容上的电荷，通过电阻释放，以向电加热器供电，其中，缓冲电路包括第一缓冲电路和第二缓冲电路，第一缓冲电路包括电容和电阻，第二缓冲电路通过与半导体开关器件相连接的电感抑制半导体开关器件在导通时的电流上升率。

可选地，在将电加热器的实际电压转化为目标电压之后，该方法还包括：在半导体开关器件断开的情况下，控制电源停止向电加热器供电，其中，与半导体开关器件相连接的缓冲电路用于抑制半导体开关器件在断开时的电压上升率。

可选地，在半导体开关器件断开的情况下，控制电源停止向电加热器供电包括：在半导体开关器件断开的情况下，控制电加热器上的电流向电容分流，以使电源停止向电加热器供电，其中，缓冲电路包括电容，电容用于抑制半导体开关器件在断开时的电压上升率。

可选地，在将电加热器的实际电压转化为目标电压之后，该方法还包括：在电加热器的工作电流超过电加热器的额定电流的情况下，控制电源停止向电加热器供电；和/或在电加热器的母线上的电流超过目标电流阈值的情况下，至少断开与电加热器相连接的半导体开关器件。

可选地，在将电加热器的实际电压转化为目标电压之前，该方法还包括：获取将采集到的电压通过直流-直流转换器进行转换得到的实际电压。

可选地，获取将采集到的电压通过直流-直流转换器进行转换得到的实际电压包括：获取直流电压；将直流电压通过直流-直流转换器进行转换，得到实际电压。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，还提供了一种电加热器的控制装置。该装置包括：获取单元，用于获取电加热器的实际温度和目标温度之间的第一差值；确定单元，用于根据第一差值确定电加热器在加热时需要的目标电压；转化单元，用于将电加热器的实际电压转化为目标电压。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，还提供了一种存储介质。该存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行本发明实施例的电加热器的控制方法。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，还提供了一种处理器。该处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行本发明实施例的电加热器的控制方法。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，还提供了一种车辆的电加热器。该电加热器包括本发明实施例的电加热器的控制装置

在本发明实施例中，采用获取电加热器的实际温度和目标温度之间的第一差值；根据第一差值确定电加热器在加热时需要的目标电压；将电加热器的实际电压转化为目标电压。由于通过调节电加热器的输入电压，从而达到使电加热器的输出温度跟随目标温度的目的，灵活调节电加热器的温度，同时可抑制电流尖峰的出现，解决了电加热器的控制效率低的问题，进而达到了提高电加热器的控制效率的效果。

附图说明

构成本申请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是根据本发明实施例的一种电加热器的控制方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种PTC电加热器的电路连接的示意图；

图3是根据本发明实施例的一种PTC加热器控制系统的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的一种带上电缓冲电路的PTC温度调节控制系统的示意图；

图5是根据本发明实施例的一种舒适度-温度曲线的示意图；以及

图6是根据本发明实施例的电加热器的控制装置的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请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，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例1

本发明实施例提高了一种电加热器的控制方法。

图1是根据本发明实施例的一种电加热器的控制方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

步骤S102，获取电加热器的实际温度和目标温度之间的第一差值。

在本发明上述步骤S102提供的技术方案中，电加热器可以为PTC电加热器，可以用在空调系统中，比如，用在车辆的空调系统中，该车辆可以为大巴车、电动汽车等，此处不做任何限制。获取电加热器的实际温度，可以通过检测单元检测电加热器的实际温度，该检测单元可以为温度传感器，比如，通过红外温度传感器采集电加热器的实际温度，该实际温度反映了当前所处环境的温度。

在获取电加热器的实际温度之后，获取电加热器的实际温度和目标温度之间的第一差值，该目标温度可以为事先拟合好的“舒适度—温度”曲线上的参考温度，可以根据车内设定温度以及车外温度等参数进行调节得到。将实际温度和目标温度比较作差，从而得到第一差值，也即，得到实际温度和目标温度之间的温度差值。

步骤S104，根据第一差值确定电加热器在加热时需要的目标电压。

在本发明上述步骤S104提供的技术方案中，在获取电加热器的实际温度和目标温度之间的第一差值之后，根据第一差值确定电加热器在加热时需要的目标电压。

可选地，该实施例的第一差值为比例积分((Proportion Integration，简称为PI)调节器的输入，在温度控制环中，通过微分比例调节算法对第一差值进行处理，得到电加热器在加热时需要的目标电压，该目标电压为电加热器在加热时需要的控制电压，可以作为用于调节电加热器的实际电压的参考电压。

步骤S106，将电加热器的实际电压转化为目标电压。

在本发明上述步骤S106提供的技术方案中，在根据第一差值确定电加热器在加热时需要的目标电压之后，将电加热器的实际电压转化为目标电压。

该实施例的电加热器的实际电压可以通过检测单元检测得到，比如，通过中央处理器(Central Processing Unit，简称为CPU)来实时采样经过DC-DC转换器转换得到加载在PTC电加热器两端的实际电压，该DC-DC转换器可以为Buck-Boost DC-DC转换器。由于电加热器的供电电压一般为直流高压，通过控制DC-DC转换器可以实现在一定范围内任意需求的电加热器的输入电压。

可选地，在获取电加热器的实际电压之后，在电压控制环中，可以获取实际电压与目标电压之间的电压差值，通过PI调节算法对电压差值进行处理，比如，通过PI调节算法对电压差值进行处理，得到0～1范围内的占空比信号，再将占空比信号与幅值为1、周期为几十KHz的三角波发生器产生的信号进行比较，输出控制开关管的脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，简称为PWM)脉冲信号，以将电加热器的实际电压转化为目标电压，该目标电压与目标温度相对应，使得电加热器输入的实际电压跟随目标电压变化，进而实现输出温度值跟随目标温度变化的目的。

该实施例的温度控制环的PI算法周期远远大于电压控制环的PI算法周期，因而，电加热器两端的电压可以得到精准地控制，从而使得电加热器上的温度波动非常小，进而可以保证车内热量的温和变化，同时可以抑制电流尖峰的出现，可以很好地解决电流冲击，提高车内温度控制的精度，提高了电加热器的加热效率以及安全性，为用户带来更良好的体验。

该实施例通过采用获取电加热器的实际温度和目标温度之间的第一差值；根据第一差值确定电加热器在加热时需要的目标电压；将电加热器的实际电压转化为目标电压。由于通过调节电加热器的输入电压，从而达到使电加热器的输出温度跟随目标温度的目的，灵活调节电加热器的温度，同时可抑制电流尖峰的出现，解决了电加热器的控制效率低的问题，进而达到了提高电加热器的控制效率的效果

作为一种可选的实施方式，步骤S104，根据第一差值确定电加热器在加热时需要的目标电压包括：对第一差值进行比例积分调节，得到第一调节结果；确定与第一调节结果对应的目标电压。

在该实施例中，在获取电加热器的实际温度和目标温度之间的第一差值之后，对第一差值进行比例积分调节，可以将第一差值作为温度PI调节器的输入，通过温度PI调节器利用PI调节算法对第一差值进行处理。第一差值对应的信号经过比例加权得到比例增益，再经过积分环节得到积分增益，两者相加一起作为PI环节输出的第一调节结果，进而确定与第一调节结果对应的目标电压，该目标电压作为电压控制环的参考电压。温度PI调节器可以将实际温度与目标温度之间的差值控制在很小的范围内，从而稳定被控量，也即，稳定实际温度。

作为一种可选的实施方式，将电加热器的实际电压转化为目标电压包括：获取电加热器的实际电压和目标电压之间的第二差值；根据第二差值将实际电压转化为目标电压。

该实施例在将电加热器的实际电压转化为目标电压时，将目标电压作为电压控制环的参考量，获取电加热器的实际电压和目标电压之间的第二差值，也即，获取实际电压和目标电压之间的电压差值。将该第二差值作为电压PI调节器的输入，通过电压PI调节器利用PI调节算法对第二差值进行处理，将电加热器的实际电压转化为目标电压，从而使得电加热器输入的实际电压跟随目标电压变化，实现输出温度值跟随目标温度变化的目的，从而实现了从软件控制上，通过双环PI控制算法，增强温度精确控制的可靠性。

作为一种可选的实施方式，根据第二差值将实际电压转化为目标电压包括：对第二差值进行比例积分调节，得到第二调节结果；根据第二调节结果将实际电压转化为目标电压。

在该实施例中，在获取电加热器的实际电压和目标电压之间的第二差值之后，对第二差值进行比例积分调节，可以将第二差值作为电压PI调节器的输入，通过电压PI调节器利用PI调节算法对第二差值进行处理。可以对第二差值对应的信号经过比例加权得到比例增益，再经过积分环节得到积分增益，两者相加一起作为PI环节输出的第二调节结果，进而根据第二调节结果将实际电压转化为目标电压。该实施例的电压PI调节器可以将实际温度与目标温度之间的差值控制在很小的范围内，从而稳定电加热器的实际电压，实现了从软件控制上，通过双环PI控制算法，增强温度精确控制的可靠性。

作为一种可选的实施方式，对第二差值进行比例积分调节，得到第二调节结果包括：对第二差值进行比例积分调节，得到占空比信号，其中，第二调节结果包括占空比信号；根据第二调节结果将实际电压转化为目标电压包括：将占空比信号与目标信号进行比较，得到脉冲信号；根据脉冲信号控制实际电压转化为目标电压。

该实施例在对第二差值进行比例积分调节，得到第二调节结果时，通过电压PI调节器对第二差值进行比例积分调节，可以得到0～1范围内的占空比信号。在根据第二调节结果将实际电压转化为目标电压时，将占空比信号与目标信号进行比较，得到脉冲信号，该目标信号可以为幅值为1、周期为几十KHz的三角波发生器产生的信号，该脉冲信号可以为用于控制开关管的PWM脉冲信号，进而根据脉冲信号将实际电压转化为目标电压。

作为一种可选的实施方式，根据第二调节结果将实际电压转化为目标电压包括：确定与第二调节结果对应的电压；通过直流-直流转换器对第二调节结果对应的电压进行转换，得到目标电压。

直流-直流转换器可以用于升压或降压，最后达到稳定电压输出。该实施例在根据第二调节结果将实际电压转化为目标电压时，可以确定与第二调节结果对应的电压，通过控制直流-直流转换器，对第二调节结果对应的电压进行转换，进而得到稳定输出的目标电压，实现了将实际电压转换为目标电压的目的，使得电加热器输入的实际电压跟随目标电压，进而实现输出的实际温度更随给定的目标温度的变化。

作为一种可选的实施方式，在步骤S102，获取电加热器的实际温度和目标温度之间的第一差值之前，该方法还包括：在半导体开关器件导通的情况下，控制电源向电加热器供电，其中，半导体开关器件与电加热器相连接，与半导体开关器件相连接的缓冲电路用于抑制半导体开关器件在导通时的电流上升率。

在该实施例中，从硬件控制上，利用半导体开关器件代替了传统机械式的直流接触器，采用了带有缓冲电路的电加热控制方法。在获取电加热器的实际温度和目标温度之间的第一差值之前，在半导体开关器件导通的情况下，控制电源向电加热器供电。该半导体开关器件的导通是通过芯片脉冲控制的，电源可以为高压直流DC电源，可以由电源组经过电源管理系统分配电压得到，该电源也以为低压大电流供电的直流电源。该实施例的半导体开关器件与缓冲电路相连接，可以为开关管，该缓冲电路利用电感电流不能突变的特性抑制器件的电流上升率，可以为带有缓冲功能的RCD缓冲电路和di/dt抑制电路。

在半导体开关器件导通的情况下，由于缓冲电路用于抑制半导体开关器件在导通时的电流上升率，从而使得电加热器上的电流会缓慢上升，从而避免了在电加热器早上电初始产生大电流冲击的问题。

作为一种可选的实施方式，在半导体开关器件导通的情况下，控制电源向电加热器供电包括：在半导体开关器件导通的情况下，控制电源在与半导体开关器件相连接的电容上的电荷，通过电阻释放，以向电加热器供电，其中，缓冲电路包括第一缓冲电路和第二缓冲电路，第一缓冲电路包括电容和电阻，第二缓冲电路通过与半导体开关器件相连接的电感抑制半导体开关器件在导通时的电流上升率。

该实施例的缓冲电路包括第一缓冲电路，该第一缓冲电路可以为RCD缓冲电路，其中，包括电阻R、二极管D和电容C，电阻R、二极管D并联后与电容C相连接。在半导体开关器件导通的情况下，控制电源在与半导体开关器件相连接的电容上的电荷，通过电阻释放，使半导体开关器件导的电流先上升一个阶段，第一缓冲电路包括上述电阻和电容。另外，缓冲电路还包括第二缓冲电路，该第二缓冲电路可以为di/dt抑制电路，该第二缓冲电路包括与半导体开关器件相连接的电感，由于由该电感的存在，根据电感电路不能突变的原理，电流会逐渐缓慢上升，从而抑制半导体开关器件在导通时的电流上升率，避免了在电加热器早上电初始产生大电流冲击的问题。

作为一种可选的实施方式，在将电加热器的实际电压转化为目标电压之后，该方法还包括：在半导体开关器件断开的情况下，控制电源停止向电加热器供电，其中，与半导体开关器件相连接的缓冲电路用于抑制半导体开关器件在断开时的电压上升率。

传统的由于采用直流接触器的方式，在关断时电压变化率(du/dt)很大，容易造成直流接触器粘连。该实施例在断开电导体开关器件时，控制电源停止向电加热器加热，利用缓冲电路的电容电压不能突变的特性抑制器件的电压上升率，此时与半导体开关器件相连接的缓冲电路用于抑制半导体开关器件在断开时的电压上升率。

该实施例是由芯片脉冲控制半导体开关器件的关断的，这样可以比采用直流接触器机械式进行关断的方式更加可靠，从而避免粘连情况的发生，避免了不能有效地断开电加热器的供电电源，进而造成电加热器持续加热，使温度继续上升，存在安全隐患的问题。

作为一种可选的实施方式，在半导体开关器件断开的情况下，控制电源停止向电加热器供电包括：在半导体开关器件断开的情况下，控制电加热器上的电流向电容分流，以使电源停止向电加热器供电，其中，缓冲电路包括电容，电容用于抑制半导体开关器件在断开时的电压上升率。

该实施例在控制电源停止向电加热器供电时，在半导体开关器件断开的情况下，控制电加热器上的电流向缓冲电路的电容分流，从而减轻了加在半导体开关器件上的负担，抑制了半导体开关器件在断开时的电压上升率，最终使得电源停止向电加热器供电，避免了粘连情况的发生。

作为一种可选的实施方式，在将电加热器的实际电压转化为目标电压之后，该方法还包括：在电加热器的工作电流超过电加热器的额定电流的情况下，控制电源停止向电加热器供电；和/或在电加热器的母线上的电流超过目标电流阈值的情况下，至少断开与电加热器相连接的半导体开关器件。

该实施例的电加热器的控制方法，采用了硬件保护和软件保护相结合的方式。在硬件保护上，在电加热器的工作电流超过电加热器的额定电流的情况下，控制电源停止向电加热器供电，比如，采用熔断式的可恢复的过流保险管，当电加热器上的电流过高，超过电加热器的额定工作电流时，由于发热作用，过流保险管内的保险丝会熔断，从而切断了电加热器的电源供给，控制电源停止向电加热器供电；在软件保护上，在电加热器的母线上的电流超过目标电流阈值的情况下，至少断开与电加热器相连接的半导体开关器件，比如，目标电流阈值为保护电流阈值，为了防止后端空载情况下母线电压急剧上升的不利影响，可以实时采集母线上的电流与保护电流阈值进行比较，当电流大于保护电流阈值时，关断半导体开关器件，同时停止控制其它开关管的PWM脉冲信号，从而切断了电加热器的电源供给，控制电源停止向电加热器供电，实现了采用可自动恢复式的过流保险管，将采样到电流值与保护阈值进行比较，触发硬件保护和软件保护，控制系统的电力输送，增加了电加热器控制的安全性。

作为一种可选的实施方式，在将电加热器的实际电压转化为目标电压之前，该方法还包括：获取将采集到的电压通过直流-直流转换器进行转换得到的实际电压。

在该实施例中，在将电加热器的实际电压转化为目标电压之前，采集电加热器的供电电压Vdc，可以将采集到的供电电压通过直流-直流转换器进行转换得到电加热器输入的实际电压，从而实现在一定范围内任意需求的电加热器的输入电压。

作为一种可选的实施方式，获取将采集到的电压通过直流-直流转换器进行转换得到的实际电压包括：获取直流电压；将直流电压通过直流-直流转换器进行转换，得到实际电压。

在该实施例中，电加热器的供电电压为直流电压，可以为直流高压，为大小(电压高低)和方向(正负极)都不随时间(相对范围内)而变化，也可以为直流电源的低压大电流。将直流电压通过直流-直流转换器进行转换，得到实际电压，比如，电加热器的供电电压为直流高压，通过控制直流-直流转换器，可以实现一定范围内任意需求的电加热器的输入电压。

该实施例可以为高电压供电的电加热器温度调节控制方法。该方法一方面主要从硬件上解决高电压供电情况下，电加热器初始上电阶段产生很大的电流冲击，影响系统电路安全的问题；另一方面从软件控制上，通过双环PI控制算法，增强温度精确控制的可靠性，并增加采样电流过流检测技术，利用硬件保护结合软件保护的策略，提高了电加热器控制的安全性，提高了电加热器控制的效率。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

实施例2

下面结合优选的实施例对本发明的技术方案进行举例说明，具体以PTC电加热器进行举例说明。

该实施例采用带有上电缓冲电路的PTC电加热控制方法，硬件保护、软件保护双管齐下，可以用半导体开关器件代替传统机械式的直流接触器，采用RCD缓冲电路和di/dt抑制电路，能很好地解决高压供电型PTC电加热器初始上电电流冲击的影响，提高了电加热器控制的安全系数；并且利用双PI环调节器控制算法，通过采集人体舒适度与车内环境温度数据曲线，并且利用Buck-Boost DC-DC转换器，动态控制加载在PTC两端的电压，提高温度控制的精度，使PTC电加热器的输出热量跟随需求灵活可调节，增加舒适度，极大地提高用户乘车体验；该实施例还采用可自动恢复式过流保险管，将采样到PTC电流值与保护阈值进行比较，触发硬件保护和软件保护，控制系统的电力输送，从而增加了PTC电加热器控制的安全性。

下面对上述方法进行举例说明。

图2是根据本发明实施例的一种PTC电加热器的电路连接的示意图。如图2所示，DC/DC直流-直流转换器与PTC电加热器相连接。PTC电加热器的供电电压Vdc一般为直流高压，通过控制DC/DC直流-直流转换器，可以实现一定范围内任意需求的PTC电加热器的输入电压。

图3是根据本发明实施例的一种PTC加热器控制系统的结构示意图。如图3所示，该PTC电加热器控制系统的外环为温度控制环，通过对PTC电加热器的目标温度值以及PTC电加热器的实际温度之间的温度差值通过PI调节器进行PI调节，输出PTC电加热器的目标输入电压；内环为电压控制环，通过PI调节器对PTC电加热器的目标输入电压值和实际电压值之间的电压差值进行PI调节，控制DC/DC变换器，使得PTC电加热器输入的实际电压跟随目标电压进行变化，进而实现输出温度值更随给定温度值变化的目的，提高了电加热器控制的效率。其中，PTC电加热器的目标温度可根据车内的设定温度以及车外温度等参数进行调节，PTC实际温度值和实际输入电压值可以通过检测单元获得。

图4是根据本发明实施例的一种带上电缓冲电路的PTC温度调节控制系统的示意图。如图4所示，采用直流电源向PTC电加热器供电。其中，直流DC电源可以由电池组经过电源管理系统分配电压进行得到。该实施例可以采用高压直流DC电源向PTC电加热器供电，也可用低压大电流供电的直流电源向PTC电加热器供电。

在硬件控制上，传统的PTC温度调节控制系统采用直流接触器开通、关断的方式向PTC电加热器供电，这样在直流接触器开通时，电流迅速上升，关断时由于du/dt很大，容易造成直流接触器的粘连，从而不能有效地断开PTC的供电电源，进而造成PTC持续加热，车内温度继续上升，存在安全隐患。该实施例采用了带有缓冲功能的RCD缓冲电路和di/dt抑制电路的开关管，代替了传统的直流接触器，这样一方面可以改善初始上电阶段，由于前端高压的存在，而产生的大电流冲击的影响；另一方面，可以在PTC电加热器通断时，防止直流接触器的粘连。其中，带有缓冲功能的RCD缓冲电路包括电阻Rs、电容Cs和二极管Ds，其中，电阻Rs和二极管Ds并联之后与电容Cs串联。

在开通开关管Q1时，电容Cs上的电荷，通过电阻Rs放电，使开关管Q1上的电流先上升一个阶段，以后因为有di/dt抑制电感L1的存在，根据电感电流不能突变的原理，因此负载电流会逐渐缓慢上升，这样就避免了开通瞬间大电流的冲击影响。

在关断开关管Q1时，停止向PTC电加热器加热，负载电流会向Cs分流，从而减轻了加在开关管Q1上的负担。由于是由芯片脉冲控制开关管Q1的开通与关断，这样可以比通过直流接触器机械式的控制进行开通、关断的方式更加可靠，从而避免粘连情况的发生。

在软件控制上，该实施例的PTC电加热器的温度精确控制采用双PI调节的方式。其中，外环为温度控制环，内环为电压控制环。首先，在温度控制环中，利用温度传感器采集PTC电加热器上的实际温度，比如，利用红外温度传感器采集PTC电加热器上的实际温度与事先拟合好的“舒适度——温度”曲线上的参考温度进行比较作差，将温度差值作为温度PI调节器的输入，温度PI调节器通过PI算法对温度差值进行处理，得出“控制电压”以作为电压控制环参考量。在电压控制换中，CPU实时采样经过Buck-Boost DC-DC变换得到的加载在PTC两端的实际电压，与通过温度控制环得到的“控制电压”进行比较作差，电压差值作为电压PI调节器的输入，电压PI调节器通过PI算法对电压差值进行处理，可以得到0～1范围内的占空比信号，再通过比较器COMP与信号发生器产生的信号进行比较，比如，可以与锯齿波发生器产生的信号进行比较，也可以与幅值为1、周期为几十KHz三角波发生器产生的信号进行比较，从而输出控制开关管Q2的PWM脉冲信号。

该实施例由于温度控制环的PI算法的周期远远大于电压控制环的PI算法的周期，因此，PTC电加热器两端的电压可以得到精准的控制，PTC电加热器的温度波动会非常小。

图5是根据本发明实施例的一种舒适度-温度曲线的示意图。如图5所示，描述了人体舒适度与环境温度数值关系的曲线，其中，舒适度的单位为“％”，温度的单位为温度“℃”。在环境温度为23～25℃之间时，人体感觉最舒适，舒适度可高达90％以上时；在环境温度较低，在15℃以下，或者较高30℃以上时，人体体验较差，舒适度急剧下降。该曲线上的温度可以作为与PTC电加热器上的实际温度进行比较的参考温度。

该实施例在保护措施上，采用了硬件保护与软件保护相结合的方式。在硬件保护上，采用了熔断式的可恢复过流保险管，当PTC电加热器的电流过高时，如果超过了PTC电加热器的额定工作电流，由于发热作用，保险管内保险丝熔断，从而切断PTC电加热器的电源供给。在软件保护上，为了防止后端空载情况下，母线电压急剧上升的不利影响，实时采集母线上的电流与保护电流阈值进行比较，当电流大于保护值时，关断开关管Q1，同时停止控制Q2开关管的PWM脉冲，从而切断PTC电加热器的电源供给，提高了控制系统的安全性。

需要说明的是，图4所示实施例中的除上述元器件之外的其它元器件，仅对该实施例的方案起示意作用，并不造成对该实施例的方案的限定作用。

该实施例针对高电压供电的PTC电加热器两端的电压、温度控制的电路拓扑结构，利用开关管替代了传统的直流接触器，从硬件上解决高电压供电情况下，PTC电加热器初始上电阶段产生很大的电流冲击，影响系统电路安全的问题；另一方面从软件控制上，通过双环PI控制算法，增强车内环境温度精确控制的可靠性，并增加采样电流过流检测技术，利用硬件保护结合软件保护的策略，提高了控制系统的安全性，达到了提高电加热器的控制效率的效果。

实施例3

本发明实施例还提供了一种电加热器的控制装置。需要说明的是，该实施例的电加热器的控制装置可以用于执行本发明实施例的电加热器的控制方法。

图6是根据本发明实施例的电加热器的控制装置的示意图。如图6所示，该装置包括：获取单元10、确定单元20和转化单元30。

获取单元10，用于获取电加热器的实际温度和目标温度之间的第一差值。

确定单元20，用于根据第一差值确定电加热器在加热时需要的目标电压。

转化单元30，用于将电加热器的实际电压转化为目标电压。

可选地，确定单元20包括：调节模块，用于对第一差值进行比例积分调节，得到第一调节结果；确定与第一调节结果对应的目标电压。

可选地，转化单元30包括：第一获取模块，用于获取电加热器的实际电压和目标电压之间的第二差值；转化模块，用于根据第二差值将实际电压转化为目标电压。

可选地，转化模块包括：调节子模块，用于对第二差值进行比例积分调节，得到第二调节结果；转化子模块，用于根据第二调节结果将实际电压转化为目标电压。

可选地，调节子模块用于对第二差值进行比例积分调节，得到占空比信号，其中，第二调节结果包括占空比信号；转化子模块用于将占空比信号与目标信号进行比较，得到脉冲信号；根据脉冲信号控制实际电压转化为目标电压。

可选地，转化子模块用于确定与第二调节结果对应的电压；通过直流-直流转换器对第二调节结果对应的电压进行转换，得到目标电压。

可选地，该装置还包括：第一控制单元，用于在获取电加热器的实际温度和目标温度之间的第一差值之前，在半导体开关器件导通的情况下，控制电源向电加热器供电，其中，半导体开关器件与电加热器相连接，与半导体开关器件相连接的缓冲电路用于抑制半导体开关器件在导通时的电流上升率。

可选地，第一控制单元包括：第一控制模块，用于在半导体开关器件导通的情况下，控制电源在与半导体开关器件相连接的电容上的电荷，通过电阻释放，以向电加热器供电，其中，缓冲电路包括第一缓冲电路和第二缓冲电路，第一缓冲电路包括电容和电阻，第二缓冲电路通过与半导体开关器件相连接的电感抑制半导体开关器件在导通时的电流上升率。

可选地，该装置还包括：第二控制单元，用于在将电加热器的实际电压转化为目标电压之后，在半导体开关器件断开的情况下，控制电源停止向电加热器供电，其中，与半导体开关器件相连接的缓冲电路用于抑制半导体开关器件在断开时的电压上升率。

可选地，第二控制单元包括：第二控制模块，用于在半导体开关器件断开的情况下，控制电加热器上的电流向电容分流，以使电源停止向电加热器供电，其中，缓冲电路包括电容，电容用于抑制半导体开关器件在断开时的电压上升率。

可选地，该装置还包括：第三控制单元，用于在将电加热器的实际电压转化为目标电压之后，在电加热器的工作电流超过电加热器的额定电流的情况下，控制电源停止向电加热器供电；和/或在电加热器的母线上的电流超过目标电流阈值的情况下，至少断开与电加热器相连接的半导体开关器件。

可选地，该装置还包括：第一获取单元，用于在将电加热器的实际电压转化为目标电压之前，获取将采集到的电压通过直流-直流转换器进行转换得到的实际电压。

可选地，第一获取单元包括：第二获取模块，用于获取直流电压；变化模块，用于将直流电压通过直流-直流转换器进行转换，得到实际电压。

该实施例通过获取单元10获取电加热器的实际温度和目标温度之间的第一差值，通过确定单元20根据第一差值确定电加热器在加热时需要的目标电，通过转化单元30将电加热器的实际电压转化为目标电压。由于通过调节电加热器的输入电压，从而达到使电加热器的输出温度跟随目标温度的目的，灵活调节电加热器的温度，同时可抑制电流尖峰的出现，解决了电加热器的控制效率低的问题，进而达到了提高电加热器的控制效率的效果。

实施例4

本发明实施例还提供了一种存储介质。该存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行本发明实施例的电加热器的控制方法。

实施例5

本发明实施例还提供了一种处理器。该处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行本发明实施例的电加热器的控制方法。

实施例6

本发明实施例还提供了一种车辆的电加热器。该车辆的电加热器包括本发明实施例的电加热器的控制装置。该车辆的电加热器可以为车辆的空调系统中的电加热器。可选地，该车辆为大巴车或者电动汽车。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。