空調(diào)系統(tǒng)的輸入交流電的頻率與相位的檢測方法、裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種空調(diào)系統(tǒng)的輸入交流電的頻率與相位的檢測方法以及一種空調(diào)系統(tǒng)的輸入交流電的頻率與相位的檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，在很多由市電供電的電機(jī)控制系統(tǒng)中，如家用空調(diào)系統(tǒng)等，來自電網(wǎng)的單相交流電經(jīng)過不可控全橋整流電路和PFC (Power Factor Correct1n，功率因數(shù)校正)電路后輸出直流電，以給大容量電解電容和負(fù)載如空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部開關(guān)電源和壓縮機(jī)等提供電能。典型地，Boost型PFC電路不僅可以達(dá)到較高的功率因數(shù)，而且可以升壓并輸出穩(wěn)定的直流電壓，從而給負(fù)載提供穩(wěn)定的直流電源。
[0003]Boost型PFC電路包括電感、二極管和功率開關(guān)管，該電路只具有升壓功能，其輸入電壓(經(jīng)整流電路整流后輸入到PFC電路的電壓)為波動(dòng)的直流低壓，輸出電壓為穩(wěn)定的直流高壓。當(dāng)采用單周期PFC算法時(shí)，只需檢測輸入電流和輸出直流母線電壓即可實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)校正和升壓輸出。
[0004]根據(jù)輸入電壓和輸入電流，可將系統(tǒng)運(yùn)行過程分為四種狀態(tài):(I)系統(tǒng)上電，電解電容充電；(2)電解電容充電完成后，負(fù)載處于待機(jī)，無功率輸出；(3)負(fù)載啟動(dòng)，有功率輸出，PFC電路未開啟；(4)負(fù)載開啟，有功率輸出，PFC電路已開啟。
[0005]當(dāng)輸入直流電壓側(cè)有耦合電容時(shí)，狀態(tài)(4)有正弦電壓和基波為正弦的電流，為了能夠快速并準(zhǔn)確地獲取電網(wǎng)電壓的異常情況，如停電、頻率波動(dòng)等，此時(shí)需要精確獲取輸入電壓的頻率和相位，相關(guān)技術(shù)中，可以根據(jù)輸入電流波形來檢測輸入電壓頻率和相位，但是檢測精度受電流采樣頻率和輸入電流波形對稱性的影響，滿足不了實(shí)際要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
[0007]為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種能夠精確獲取輸入交流電的頻率與相位的空調(diào)系統(tǒng)的輸入交流電的頻率與相位的檢測方法。
[0008]本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提出一種空調(diào)系統(tǒng)的輸入交流電的頻率與相位的檢測
目.ο
[0009]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面實(shí)施例提出了一種空調(diào)系統(tǒng)的輸入交流電的頻率與相位的檢測方法，所述輸入交流電經(jīng)過整流電路整流后輸入到PFC電路，所述檢測方法包括以下步驟:S1，每個(gè)檢測周期檢測所述PFC電路的輸入電流或輸入電壓以獲取輸入信號(hào)的瞬時(shí)幅值；S2，對所述輸入信號(hào)的瞬時(shí)幅值進(jìn)行平方運(yùn)算以獲得校正信號(hào)；S3，根據(jù)當(dāng)前檢測周期獲得的校正信號(hào)和上一檢測周期獲得的相位估計(jì)值獲取誤差信號(hào)；以及S4，對所述誤差信號(hào)進(jìn)行比例積分控制以獲得所述輸入交流電的頻率估計(jì)值，并對所述頻率估計(jì)值進(jìn)行積分以獲得當(dāng)前檢測周期的所述輸入交流電的相位估計(jì)值。
[0010]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)的輸入交流電的頻率與相位的檢測方法，在每個(gè)檢測周期檢測PFC電路的輸入電流或輸入電壓以獲取輸入信號(hào)的瞬時(shí)幅值，并對輸入信號(hào)的瞬時(shí)幅值進(jìn)行平方運(yùn)算以獲得校正信號(hào)，根據(jù)當(dāng)前檢測周期獲得的校正信號(hào)和上一檢測周期獲得的相位估計(jì)值獲取誤差信號(hào)，并對誤差信號(hào)進(jìn)行比例積分控制以獲得輸入交流電的頻率估計(jì)值，并對頻率估計(jì)值進(jìn)行積分以獲得當(dāng)前檢測周期的輸入交流電的相位估計(jì)值，從而使得空調(diào)系統(tǒng)能夠在PFC電路開啟后，根據(jù)輸入電壓或輸入電流信號(hào)精確地獲取輸入交流電的頻率與相位，從而快速并準(zhǔn)確地檢測出輸入交流電如電網(wǎng)電壓的異常狀況，如停電、頻率波動(dòng)等。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在步驟SI中，所述輸入信號(hào)為正弦波形的電壓信號(hào)或正弦波形的電流信號(hào)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，步驟S3具體包括:對所述上一檢測周期獲得的相位估計(jì)值的兩倍進(jìn)行正弦運(yùn)算以獲得第一正弦值；通過低通濾波器對所述第一正弦值與所述校正信號(hào)的乘積進(jìn)行低通濾波處理以獲得所述誤差信號(hào)。
[0013]其中，所述低通濾波器的截止頻率大于所述檢測周期對應(yīng)的頻率與所述輸入交流電的實(shí)際頻率之差，且遠(yuǎn)小于所述實(shí)際頻率。
[0014]優(yōu)選地，在步驟S4中，進(jìn)行比例積分控制的初始頻率與所述輸入交流電的實(shí)際頻率之差小于所述實(shí)際頻率的五分之一。
[0015]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明另一方面實(shí)施例提出了一種空調(diào)系統(tǒng)的輸入交流電的頻率與相位的檢測裝置，所述輸入交流電經(jīng)過整流電路整流后輸入到PFC電路，所述檢測裝置包括:檢測模塊，所述檢測模塊用于在每個(gè)檢測周期檢測所述PFC電路的輸入電流或輸入電壓以獲取輸入信號(hào)的瞬時(shí)幅值；預(yù)校正模塊，所述預(yù)校正模塊對所述輸入信號(hào)的瞬時(shí)幅值進(jìn)行平方運(yùn)算以獲得校正信號(hào)；誤差信號(hào)計(jì)算模塊，所述誤差信號(hào)計(jì)算模塊根據(jù)當(dāng)前檢測周期獲得的校正信號(hào)和上一檢測周期獲得的相位估計(jì)值獲取誤差信號(hào)；比例積分模塊，所述比例積分模塊對所述誤差信號(hào)進(jìn)行比例積分控制以獲得所述輸入交流電的頻率估計(jì)值；以及相位積分模塊，所述相位積分模塊對所述頻率估計(jì)值進(jìn)行積分以獲得當(dāng)前檢測周期的所述輸入交流電的相位估計(jì)值。
[0016]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)的輸入交流電的頻率與相位的檢測裝置，檢測模塊在每個(gè)檢測周期檢測PFC電路的輸入電流或輸入電壓以獲取輸入信號(hào)的瞬時(shí)幅值，預(yù)校正模塊對輸入信號(hào)的瞬時(shí)幅值進(jìn)行平方運(yùn)算以獲得校正信號(hào)，誤差信號(hào)計(jì)算模塊根據(jù)當(dāng)前檢測周期獲得的校正信號(hào)和上一檢測周期獲得的相位估計(jì)值獲取誤差信號(hào)，比例積分模塊對誤差信號(hào)進(jìn)行比例積分控制以獲得輸入交流電的頻率估計(jì)值，相位積分模塊對頻率估計(jì)值進(jìn)行積分以獲得當(dāng)前檢測周期的輸入交流電的相位估計(jì)值，從而使得空調(diào)系統(tǒng)能夠在PFC電路開啟后，根據(jù)輸入電壓或輸入電流信號(hào)精確地獲取輸入交流電的頻率與相位，從而快速并準(zhǔn)確地檢測出輸入交流電如電網(wǎng)電壓的異常狀況，如停電、頻率波動(dòng)等。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述輸入信號(hào)為正弦波形的電壓信號(hào)或正弦波形的電流信號(hào)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述誤差信號(hào)計(jì)算模塊包括:三角運(yùn)算單元，所述三角運(yùn)算單元用于對所述上一檢測周期獲得的相位估計(jì)值的兩倍進(jìn)行正弦運(yùn)算以獲得第一正弦值；誤差提取單元，所述誤差提取單元通過低通濾波器對所述第一正弦值與所述校正信號(hào)的乘積進(jìn)行低通濾波處理以獲得所述誤差信號(hào)。
[0019]其中，所述低通濾波器的截止頻率大于所述檢測周期對應(yīng)的頻率與所述輸入交流電的實(shí)際頻率之差，且遠(yuǎn)小于所述實(shí)際頻率。
[0020]優(yōu)選地，所述比例積分模塊的初始頻率與所述輸入交流電的實(shí)際頻率之差小于所述實(shí)際頻率的五分之一。
【附圖說明】
[0021]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)的輸入交流電的頻率與相位的檢測方法的流程圖；
[0022]圖2為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的帶功率因數(shù)校正的單相交流輸入系統(tǒng)的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0023]圖3為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的輸入交流電的頻率與相位的檢測示意圖；
[0024]圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)的輸入電壓與相位估計(jì)值的波形圖；以及
[0025]圖5為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)的輸入交流電的頻率與相位的檢測裝置的方框示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0027]下面參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的空調(diào)系統(tǒng)的輸入交流電的頻率與相位的檢測方法以及空調(diào)系統(tǒng)的輸入交流電的頻率與相位的檢測裝置。
[0028]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的空調(diào)系統(tǒng)的輸入交流電的頻率與相位的檢測方法的流程圖，其中，輸入交流電經(jīng)過整流電路整流后輸入到PFC電路。如圖1所示，該空調(diào)系統(tǒng)的輸入交流電的頻率與相位的檢測方法包括以下步驟:
[0029]SI，每個(gè)檢測周期檢