一种直流风机控制方法及装置、空调器与流程

本发明涉及控制领域，尤其涉及一种直流风机控制方法及装置、空调器。
背景技术：
：一般的空调主控基板与驱动基板是分开的，使用两个芯片分别进行控制，直流风机通过主控基板使用PWM(PulseWidthModulation脉冲宽度调制)专用端口输出方波进行控制，PWM口的精度很高，能够将输出占空比分成500份以上。这里所说的份数是指的根据定时器中断间隔时间长度将输出方波一个周期的时间分为500份以上。而低端变频单元机由于成本要求非常高，因此主控跟驱动使用一个芯片，由于驱动压缩机部分需要6路PWM口，再加上PFC(PowerFactorCorrection功率因数校正)需要一路，总共需要7路PWM，而大部分芯片只有6路PWM口，因此直流风机便没有了PWM端口可用，所以需要一种新的控制方式能够在没有PMW口的情况下对直流风机进行控制。技术实现要素：本发明的实施例提供一种直流风机控制方法及装置、空调器，能够在没有PMW口的情况下使用I/O口发送方波对直流风机进行较为精确的控制。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：第一方面，提供一种直流风机控制方法，包括：获取直流风机的实际转速；根据实际转速和预设目标转速计算转速差；根据转速差计算驱动方波M个周期的总导通时间；导通时间为驱动方波中高电平存在的时间；根据总导通时间和预设方法控制I/O口输出驱动方波每连续M个周期的导通时间；所述M为正整数且M≥1；根据I/O口输出的驱动方波驱动直流风机。第二方面，提供一种直流风机控制装置，该装置包括：采集模块，用于获取直流风机的实际转速；处理模块，用于根据实际转速和预设目标转速计算转速差；根据转速差计算驱动方波M个周期的总导通时间；导通时间为驱动方波中高电平存在的时间；处理模块还用于根据总导通时间和预设方法控制I/O口输出驱动方波每连续M个周期的导通时间；M为正整数且M≥1；驱动模块，用于根据I/O口输出的驱动方波驱动直流风机。第三方面，提供一种空调器，包括第二方面提供的直流风机控制装置。上述方案中提供的直流风机控制方法及装置、空调器，其中直流风机控制方法首先是获取直流风机当前实际转速，而后根据实际转速和预设目标转速比较计算得出转速差，再根据转速差计算驱动方波M个周期的总导通时间，然后根据总导通时间控制I/O口输出驱动方波每连续M个周期的导通时间，最后根据I/O口输出的驱动方波驱动直流风机。本发明实施例提供的直流风机控制方法，因为可以首先通过实际转速和预设目标转速的转速差计算出直流风机需要驱动方波的每连续M个周期的总导通时间，而后根据总导通时间计算连续M个周期中每个周期的导通时间，然后通过控制一个I/O口输出符合转速控制要求的方波对直流风机进行控制，实现了在风机没有可用的PMW口的情况下对直流风机的转速控制。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的一种直流电机控制方法流程示意图；图2为本发明另一实施例提供的一种直流电机控制方法部分流程示意图；图3为本发明实施例提供的一种直流电机控制装置结构示意图；图4为本发明实施例提供的一种直流电机电路部分结构图。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做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。为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。需要说明的是，本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。本发明实施例中，“的(英文：of)”，“相应的(英文：corresponding，relevant)”和“对应的(英文：corresponding)”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。现有技术中，低端变频单元机由于成本要求非常高，因此主控跟驱动使用一个芯片，由于驱动压缩机部分需要6路PWM口，再加上PFC需要一路，总共需要7路PWM，而大部分芯片只有6路PWM口，因此直流风机便没有了PWM端口可用，所以需要一种新的控制方式能够在没有PMW口的情况下对直流风机进行控制。针对上述问题，参照图1所示，本发明实施例提供一种直流风机控制方法，该方法包括：101、获取直流风机的实际转速。具体的，这里所说的直流风机的实际转速指的是当前直流风机运行时的实际转速。102、根据实际转速和预设目标转速计算转速差。具体的，预设目标转速Ncont为客户选择，转速差ΔN为预设目标转速和实际转速NO的差，即ΔN＝Ncont-NO；这个转速差可以为正值也可以为负值，具体由预设目标转速和实际转速决定。103、根据转速差计算驱动方波M个周期的总导通时间。具体的，驱动方波M个周期的总导通时间指的是驱动方波M个周期中高电平信号存在的总时间。104、根据总导通时间和预设方法控制I/O(英文：input/output中文：输入/输出)口输出驱动方波每连续M个周期的导通时间；所述M为正整数且M≥1。具体的，因为当使用每个周期同步控制的方法时，对每个周期导通时间控制时，所有周期的变化量都一样。假设每个周期导通时间可以分为80份，以4个小周期形成的大周期进行比较；每个周期同步控制时，可以控制输出高电平的总份数只有4*1＝4，4*2＝8，4*3＝12一直到4*80＝320，就是80种输出方法(1到80)。而假如以4个周期整体控制时，可以控制第一个周期导通1份，第二个周期导通0份，第三个周期导通0份，第四个周期导通0份，这样总的导通份数就是1+0+0+0＝1；也可以控制第一个周期导通1份，第二个周期导通1份，第三个周期导通0份，第四个周期导通0份，这样总的导通份数就是1+1+0+0＝2；还可以控制第一个周期导通1份，第二个周期导通1份，第三个周期导通1份，第四个周期导通0份，这样总的导通分份就是1+1+1+0＝3；再可以控制第一个周期导通1份，第二个周期导通1份，第三个周期导通1份，第四个周期导通1份，这样总的导通份数就是1+1+1+1＝4；以此类推，以四个周期整体控制时的新算法可以1到320每种导通份数都可以执行，也就是320种导通情况，整体精度提高了4倍。所以，同理，本发明实施例提供的方案中以每连续M个周期作为整体一个大周期对导通时间进行控制可以使得精度为每个周期同步控制的M倍。105、根据所述I/O口输出的驱动方波驱动直流风机。具体的，驱动方波导通时间改变也代表着占空比发生改变，方波对应的有效电压也会产生改变，而有效电压的改变则会使得直流风机转速产生改变。上述方案中提供的直流风机控制方法，首先是获取直流风机当前实际转速，而后根据实际转速和预设目标转速比较计算得出转速差，再根据转速差计算驱动方波M个周期的总导通时间，然后根据总导通时间控制I/O口输出驱动方波每连续M个周期的导通时间，最后根据I/O口输出的驱动方波驱动直流风机。本发明实施例提供的直流风机控制方法，因为可以首先通过实际转速和预设目标转速的转速差计算出直流风机需要驱动方波的每连续M个周期的总导通时间，而后根据总导通时间计算连续M个周期中每个周期的导通时间，然后通过控制一个I/O口输出符合转速控制要求的方波对直流风机进行控制，实现了在风机没有可用的PMW口的情况下对直流风机的转速控制。进一步的，因为在控制每个周期导通时间时，是将每M个周期作为一个整体进行控制，可以使得每次能够改变的导通时间是每个周期同步控制时的1/M，故而精度提高了M倍，使得控制精度更好，可以达到对直流风机转速的精确控制。需要说明的是，上述实施例提供的方案中，在101步骤之前，该方法还包括：直流风机初始运行时，以预设占空比的驱动方波驱动直流风机。只有在给定一个初始占空比的方波后才能启动直流风机，而后才可以进行后续的步骤。可选的，对于上述方案中的步骤101而言，包括：在直流风机启动后，每隔第一预设时间长度获取一次直流风机的实际转速。示例性的，第一预设时间长度可以为5s。可选的，对于上述方案中的步骤102而言，包括：在直流风机启动后，每隔第二预设时间长度将获取到的实际转速的平均值与预设目标转速比较并计算转速差；第二预设时间长度为第一预设时间长度的预设倍数。示例性的，第二预设时间长度可以为10s，这样做主要是为了使得检测到的转速更为准确，根据转速计算出的转速差也更为精确，不受到一些瞬时出现的转速波动影响。可选的，对于上述方案中的步骤103而言，包括：当转速差的绝对值小于或等于预设阈值时，驱动方波M个周期的总导通时间保持不变；当转速差的绝对值大于预设阈值时，驱动方波M个周期的总导通时间为当前驱动方波M个周期的总导通时间与总导通时间增加量的和；总导通时间增加量为转速差与预设参数的乘积。示例性的，参照图2所示，在获取直流风机的实际转速(201步骤)和根据实际转速和预设目标转速计算转速差(202步骤)后需要根据转速差计算驱动方波M个周期的总导通时间，其中包括：203、判断转速差的绝对值是否小于等于预设阈值。当转速差ΔN的绝对值|ΔN|大于预设阈值kdcf2时，执行204；当转速差的绝对值小于等于预设阈值时，执行206。具体的，参照表1所示，预设阈值为6转。204、计算总导通时间增加量ΔD；总导通时间增加量为转速差和预设参数kcdf1的乘积即ΔD＝ΔN×kcdf1。具体的，参照表1所示，当实际转速小于等于500转时，kcdf1为1/16；当实际转速大于500转时，kcdf1为1/4。205、总导通时间D(n)为当前驱动方波M个周期的总导通时间D(n-1)与总导通时间增加量ΔD的和即D(n)＝D(n-1)+ΔD。206、总导通时间保持当前驱动方波M个周期的总导通时间不变即D(n)＝D(n-1)。207、获得驱动方波M个周期的总导通时间。具体的，在实际直流风机控制装置中，利用单片机中的定时器的中断间隔计时，并对总导通时间进行均分，每一份的时间都是一个中断间隔时间，在整体控制过程中也是以“份”为单位对导通时间进行控制的，所以上述步骤中计算出的总导通时间增加量也是驱动方波M个周期增加的“份数”，当计算总导通时间增加量时如果出现不到一份的情况时当做一份处理，出现大于一份但不是整数时四舍五入。实际转速NO范围(转/min)预设参数kcdf1预设阈值kcdf2(转/min)NO≤5001/166NO＞5001/46表1具体的，表1中的各项数值都是根据空调本身特性和客户的需要人为计算得出的。可选的，对于上述方案中的步骤104而言包括：当M＝4时，根据第三预设时间长度将总导通时间均分为N份；当N＝4n时，驱动方波每连续四个周期的每个周期的导通时间为N/4；当N＝4n+1时，驱动方波每连续四个周期的第一个周期的导通时间为n+1，驱动方波每连续四个周期的其余三个周期的导通时间为n；当N＝4n+2时，驱动方波每连续四个周期的第一个周期和第二个周期的导通时间为n+1，驱动方波每连续四个周期的其余两个周期导通时间为n；当N＝4n+3时，驱动方波每连续四个周期的第一个周期、第二个周期和第三个周期的导通时间为n+1，驱动方波每连续四个周期的第四个周期的导通时间为n；n为自然数。具体的，本发明实施例并不对M的值进行限制，当M取其他值时，具体算法与上述表述类似。本发明实施例还提供一种空调器，该空调器包括一种直流风机控制装置，直流风机控制装置用于参照上述实施例提供的直流风机控制方法对直流风机进行控制，参照图3所示，该直流风机控制装置31包括：采集模块311，用于获取直流风机30的实际转速；处理模块312，用于根据实际转速和预设目标转速计算转速差，根据转速差计算驱动方波M个周期的总导通时间；导通时间为驱动方波中高电平存在的时间；处理模块312还用于根据总导通时间和预设方法控制I/O口315输出驱动方波每连续M个周期的导通时间；M为正整数且M≥1；驱动模块313，用于根据I/O口315输出的驱动方波驱动直流风机30。其中，驱动模块313还用于在直流风机30初始运行时，以预设占空比的驱动方波驱动直流风机30。只有在最开始以预设占空比的驱动方波驱动直流风机30后才能进行后续检测转速并控制的部分。可选的，采集模块311具体用于，在直流风机30启动后，每隔第一预设时间长度获取一次直流风机30的实际转速。可选的，处理模块312具体用于在直流风机30启动后，每隔第二预设时间长度将获取到的实际转速的平均值与预设目标转速比较并计算转速差；第二预设时间长度为第一预设时间长度的预设倍数。可选的，当处理模块312计算的转速差的绝对值小于或等于预设阈值时，控制I/O口315输出的驱动方波M个周期的总导通时间保持不变；当转速差的绝对值大于预设阈值时，控制I/O口315输出驱动方波M个周期的总导通时间为当前驱动方波M个周期的总导通时间与总导通时间增加量的和；总导通时间增加量为转速差与预设参数的乘积。可选的，直流风机控制装置31还包括定时器314；定时器314的中断间隔时间为第三预设时间长度；示例性的，第三预设时间长度可以为133us；当M＝4时，处理模块312根据预设第三预设时间长度将总导通时间均分为N份；当N＝4n时，处理模块312控制I/O口315输出的驱动方波每连续M个周期的每个周期的导通时间为N/4；当N＝4n+1时，驱动方波每连续4个周期的第一个周期的导通时间为n+1，驱动方波每连续4个周期的其余三个周期的导通时间为n；当N＝4n+2时，处理模块312控制I/O口315输出的驱动方波每连续4个周期的第一个周期和第二个周期的导通时间为n+1，驱动方波每连续4个周期的其余两个周期导通时间为n；当N＝4n+3时，处理模块312控制I/O口315输出的驱动方波每连续4个周期的第一个周期、第二个周期和第三个周期的导通时间为n+1，驱动方波每连续4个周期的第4个周期的导通时间为n；n为自然数。在实际直流风机控制装置中，是利用单片机中的定时器的最短中断间隔计时，并对导通时间进行均分；示例性的，如果某种定时器最短中断间隔为133us，也就是说最短133us可以改变一次端口高低电平状态即导通或者不导通状态的改变，这种改变可以使用任意一个I/O口控制光耦的通断来得到。试验测试证明如果方波周期大于35ms的话，会导致风机电路中的电解电容上面的纹波太大，从而会导致风机异常抖动，因此方波周期不可以超过35ms；而如果周期设定太短的话，由于最短定时器周期为133us，那么一个方波周期可以分的份数就太少了，举例如果定为10ms周期的话，则只可以分为10*1000/133≈80份，而风机转速区间为0-800转/min，粗略算800/75≈11转/份，11转的控制精度不满足设计需求的10转的要求。所以设定225个133us为一个周期，这样方波的周期＝133us*225≈30ms，粗算精度为800/225＝3转/份，可以满足正负10转的精度，但是实际由于直流风机是从2.1V起转，5V达到最大转速800转/min，实际测试导通份数从71份开始起转，140份到达800转/min，每份的控制精度超过了10转/份，不能满足要求。所以本发明实施例将M个周期当做一个整体进行控制，在控制时，会将M个周期中的每一个周期导通时间改变即使每一个周期占空比产生改变，从而使得控制精度会是每个周期同步控制时的M倍，M取值合理的情况下是完全可以满足10转/份的控制精度要求的。示例性的，实际空调器中的直流风机是用电路进行控制的，本发明实施例提供的直流风机控制装置对应的直流风机电路部分结构如图4所示，包括：单片机输入引脚和单片机输出引脚；单片机输入引脚连接电阻R191的第一端和电容C138的第一端，其中电容C138的第二端接地。电阻R191的第二端连接电阻R3的第一端和光电耦合器件1中光电三极管的集电极，其中电阻R3的第二端连接电源VCC05；光电耦合器件1包括一个发光二极管和一个光电三极管，光电三极管的集电极连接电阻R191的第二端，光电三极管的发射极接地，另外的发光二极管的第一端连接电阻R1的第一端，发光二极管的第二端连接PCN202的第一引脚FG。电阻R1的第二端连接+15V电源、电阻R2的第一端、PCN202的第二引脚Vsp、电解电容C12的正极和电阻R3的第一端；电阻R2色第二端连接光电耦合器2中光电三级管的集电极，电解电容C12的正极还连接PCN202的第三引脚VCC，电解电容C12的负极连接电阻R3的第二端并接地。光电耦合器2中光电三级管的发射极连接电解电容C12的正极和电阻R3的第一端；PCN202的第三引脚Vcc和第四引脚Gnd之间通过并联关系的电解电容C1和电容C804连接，同时PCN202的第四引脚Gnd接地；PCN202的第六引脚VDC连接直流电源。光电耦合器2中的发光二极管第一端连接电源VCC12并通过电容C135接地；光电耦合器2中的发光二极管第二端通过并联关系的电阻R194和电阻R193连接三极管Q20的集电极，三极管Q20的发射极接地，三极管Q20的基极连接单片机输出引脚。在上述连接关系中，PCN202为直流风机上的引脚，其中各个引脚作用如下：VDC:直流电源，用于给直流风机供电，示例性的，可以为330V；GND：接地端；Vcc:电源，用于给直流风机芯片供电，示例性的，可以为15V；Vsp：用于转速控制，收到不同的驱动方波后提供不同的电压，从而使直流风机转速改变；FG：用于采集直流风机实际转速。示例性的，上述连接关系中的元件参数可以为：需要说明的是，上述参数中，对于电阻的参数中出现的F表示的是该电阻值得误差为±1％，例如R194:2.7KF表示R194电阻值为2.7KΩ±1％。在该电路中，由光电耦合器1左右电路及器件构成直流电机的转速反馈回路，图中的单片机输入引脚将转速反馈回路得到的电信号传输给单片机进行处理，本发明实施例中采集模块相当于这个转速反馈回路；由光电耦合器2左右电路及器件构成的则是控制回路，控制回路的目的是接收单片机输出引脚上从单片机中输出的不同占空比的驱动方波后输送给PCN202的VSP引脚上产生不同的电压，不同的电压就对应不同的转速，从而达到调节直流风机转速的目的；单片机就相当于本发明实施例提供的直流风机控制装置中的处理模块，同时，单片机还囊括了本发明实施例提供的直流风机控制装置中的定时器和I/O口；而这个控制回路则相当与其中的驱动模块。综上所述，本发明实施例提供的直流风机控制装置中的各个模块协调配合，首先是采集模块获取直流风机当前实际转速；而后处理模块根据实际转速和预设目标转速比较计算得出转速差，再根据转速差计算驱动方波M个周期的总导通时间；然后处理模块根据总导通时间控制I/O口输出驱动方波每连续M个周期的导通时间；最后驱动模块根据I/O口输出的驱动方波驱动直流风机。本发明实施例提供的直流风机控制装置，因为可以首先通过实际转速和预设目标转速的转速差计算出直流风机需要驱动方波的每连续M个周期的总导通时间，而后根据总导通时间计算连续M个周期中每个周期的导通时间，然后通过处理模块控制一个I/O口输出符合转速控制要求的方波对直流风机进行控制，实现了在风机没有可用的PMW口的情况下对直流风机的转速控制。进一步的，因为在控制每个周期导通时间时，是将每M个周期作为一个整体进行控制，可以使得每次能够改变的导通时间是每个周期同步控制时的1/M，故而精度提高了M倍，使得控制精度更好，可以达到对直流风机转速的精确控制。以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。当前第1页1 2 3