一种浪涌电流抑制电路、控制方法、装置及电子设备与流程

本申请实施例涉及电路保护技术领域，尤其涉及一种浪涌电流抑制电路、控制方法、装置及电子设备。

背景技术：

随着全直流变频技术的发展进步，其在家用电器中的应用也越来越广泛。直流变频板作为直流变频技术的核心，其电路往往存在较大容量的电容作为滤波储能元件。这些电容在静置长时间后，内部电荷会慢慢消耗，达到接近无电压的情况，此时直流变频板再上电时，会产生非常大的充电电流，对外部电网和变频板电容间形成浪涌电流。该浪涌电流一方面会影响电网稳定，进而影响电网内其他设备的正常使用，甚至导致设备电路烧毁；另一方面会烧毁直流变频板本身的桥堆，以及在接线端子附件产生放电，有造成火灾的风险。

基于上述问题，目前在直流变频电路中，会大量使用ptc元件、功率电阻或可控硅作为上电旁路元件，以实现上电浪涌电流的抑制。参照图1，现有的浪涌抑制电路，在上电时mcu控制驱动电路驱动继电器s1断开，电流被r1抑制，使电容缓慢充电，当mcu推算到电容电压大概充满后，再导通继电器，旁路r1，直流变频板进入正常工作状态。延时导通继电器的方式，通过延时导通继电器s1的方式，来实现直流变频板的上电浪涌电流抑制。但是，现有的上电浪涌电流抑制电路，mcu只是粗略地推测出电容已大概充满，由于无法检测电路到输入电压峰值以及电容当前存储电压值，没办法准确地在电容充满的时候才导通继电器s1。此时如果继电器s1正好在电网峰值处导通，由于输入电网峰值和电容当前存储的电压之间还会有较大的电势差，那么此时依然会有产生很大浪涌电流的情况，进而影响电网的稳定。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种浪涌电流抑制电路、控制方法、装置及电子设备，能够避免电网峰值时，产生浪涌电流的情况。

在第一方面，本申请实施例提供了一种浪涌电流抑制电路，包括：

交流电源、继电器开关、与所述继电器开关并联的保护电阻、整流桥、滤波电容、交流电压检测模块、电容电压检测模块及控制器；

所述交流电源的第一端与所述继电器开关的输出回路的第一端连接，所述继电器开关的输出回路的第二端与所述整流桥的第一交流端连接，所述继电器开关的输入回路与所述控制器的控制输出端连接；所述滤波电容的两端分别与所述整流桥的第一直流端及第二直流端连接，所述交流电源的第二端与所述整流桥的第二交流端连接；所述控制器与所述交流电压检测模块及所述电容电压检测模块信号连接，所述交流电压检测模块用于实时采集所述交流电源的输入电压信息，所述电容电压检测模块用于实时采集所述滤波电容的电压信息；

所述控制器用于根据实时接收的所述交流电源的输入电压信息、所述滤波电容的电压信息、预存的所述保护电阻的压降信息和所述整流桥的压降信息，控制所述继电器开关的通断，以抑制输入电压峰值时的浪涌电流。

在第二方面，本申请实施例提供了一种浪涌电流抑制电路的控制方法，应用于如第一方面所述的浪涌电流抑制电路，其中控制器用于实现所述控制方法，所述控制方法包括：

实时采集交流电源的输入电压信息及滤波电容的电压信息；

检测到所述交流电源的输入电压处于峰值时，根据预存的保护电阻的压降信息及整流桥的压降信息，若所述滤波电容的电压值、所述保护电阻的压降及所述整流桥的压降之和等于所述交流电源的峰值输入电压，则控制继电器开关导通以旁路所述保护电阻。

优选的，在所述控制所述继电器开关导通以旁路所述保护电阻之后，还包括：根据实时采集的所述ac交流电源的输入电压信息，若判断为输入电压断开，则控制关闭后级负载，并断开所述继电器开关。

优选的，所述判断为输入电压断开根据所述控制器通过连续检测两个周期的峰值输入电压均为0时，则判断为输入电压断开。

优选的，根据对应器件的压降参数信息配合实际测试修正得到所述预存的保护电阻的压降信息及整流桥的压降信息。

在第三方面，本申请实施例提供了一种浪涌电流抑制电路的控制装置，包括：

采集模块，用于实时采集交流电源的输入电压信息及滤波电容的电压信息；

导通模块，用于在检测到所述交流电源的输入电压处于峰值时，根据预存的保护电阻的压降信息及整流桥的压降信息，若所述滤波电容的电压值、所述保护电阻的压降及所述整流桥的压降之和等于所述交流电源的峰值输入电压，则控制所述继电器开关导通以旁路所述保护电阻。

优选的，还包括断路模块，用于根据实时采集的所述交流电源的输入电压信息，若判断为输入电压断开，则控制关闭后级负载，并断开所述继电器开关。

优选的，所述导通模块包括判断单元，用于根据控制器通过连续检测两个周期的峰值输入电压均为0时，则判断为输入电压断开。

优选的，所述导通模块还包括预存单元，用于根据对应器件的压降参数信息配合实际测试修正得到所述预存的保护电阻的压降信息及整流桥的压降信息。

在第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括浪涌电流抑制电路，所述浪涌电流抑制电路用于抑制直流变频板的上电浪涌电流，所述浪涌电流抑制电路为第一方面所述的一种浪涌电流抑制电路。

本申请实施例通过实时采集交流电源的输入电压信息及滤波电容的电压信息，结合预存的保护电阻的压降信息和整流桥的压降信息，在输入电压处于峰值时，判断滤波电容是否已经充满，以此来决定继电器开关是否导通，以抑制电网峰值时产生的浪涌电流，实现对电路更全面的浪涌电流抑制，避免浪涌电流影响电路安全。

附图说明

图1是现有技术上电浪涌电流抑制电路图；

图2是本申请实施例一提供的浪涌电流抑制电路示意图；

图3是本申请实施例二提供的浪涌电流抑制电路的控制方法的流程示意图；

图4是本申请实施例二的峰值输入电压示意图；

图5是本申请实施例二断点时的峰值输入电压示意图；

图6是本申请实施例三提供的浪涌电流抑制电路的控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

本申请提供的浪涌电流抑制方案，主要应用于全直流变频设备上，旨在实现全直流变频电路的浪涌电流抑制。通过检测判断滤波电容是否充满，以此来判定是否导通继电器开关，以避免继电器开关导通时，由于输入电压处于峰值而滤波电容的电压过低，导致峰值输入电压和电容当前存储的电压之间有较大的电势差，进而导致浪涌电流的情况。参照图1，由于现有的直流变频板的浪涌抑制电路中，仅是对上电浪涌电流进行抑制，而且对于电容是否充满仅仅是粗略的通过充电时间来推断，无法通过实时、实际的检测来判定滤波电容是否充满。那么在简单推断电容充满后，此时导通继电器开关s1。但由于电容在充电过程中，可能因为电阻r1随着温度上升压降变大，导致电容充满的时间拖长，此时根据时间推断电容已经充满，但实际上电容受电阻r1的影响并未充满。那么在电网峰值时，如若贸然导通继电器开关s1，由于此时电容未充满，就可能存在浪涌电流的情况。因此，需要准确地判断滤波电容电压是否充满，当滤波电容充满时，此时输入电网的峰值电压已无法再使整流桥二极管正向导通，不会再有充电电流。

实施一：

图2给出了本申请实施例一提供的一种浪涌电流抑制电路示意图，本实施例中提供的浪涌电流抑制电路主要应用在直流变频电器的全直流变频电路上，以实现电路中的浪涌电流抑制。参照图2，该浪涌电流抑制电路具体包括：交流电源ac、继电器开关s1、与继电器开关并联的保护电阻r1、整流桥、滤波电容c、交流电压检测模块、电容电压检测模块及控制器mcu；交流电源ac的第一端与继电器开关s1的输出回路的第一端连接，继电器开关s1的输出回路的第二端与整流桥的第一交流端连接，继电器开关s1的输入回路与控制器mcu的控制输出端连接；滤波电容c的两端分别与整流桥的第一直流端及第二直流端连接，交流电源的第二端与整流桥的第二交流端连接；控制器mcu与交流电压检测模块及电容电压检测模块信号连接，交流电压检测模块用于实时采集交流电源ac的输入电压信息，电容电压检测模块用于实时采集滤波电容c的电压信息。控制器mcu用于根据实时接收的交流电源ac的输入电压信息、滤波电容c的电压信息、预存的保护电阻r1的压降信息和整流桥的压降信息，并通过驱动电路驱动控制继电器开关s1的通断，以抑制输入电压峰值时的浪涌电流。在电路的初始状态，继电器开关断开，保护电阻r1接入回路中。交流电源ac的输入电压为正半周时，整流桥二极管d1、d3导通，整流桥二极管d2、d4截止，电路中交流电源ac、保护电阻r1、整流桥二极管d1、滤波电容c及整流桥二极管d3形成电路回路；交流电源ac的输入电压为负半周时，整流桥二极管d2、d4导通，整流桥二极管d1、d3截止，电路中交流电源ac、整流桥二极管d2、滤波电容c、整流桥二极管d4及保护电阻r1形成电路回路。交流输入电压通过整流桥整流后为滤波电容c充电。充电过程中，由于保护电阻r1的存在，使得滤波电容c的充电电流被保护电阻r1抑制，滤波电容c缓慢充电。之后，在确定滤波电容c充满后，此时导通与保护电阻r1并联的继电器开关s1，旁路保护电阻r1，使直流变频板进入正常工作状态，为后级负载供电。为了准确地判断滤波电容c充满的时机，以确保输入电压峰值时，浪涌电流能够被抑制，本申请实施例通过控制器准确地判断出滤波电容c是否充满，在确定滤波电容c充满后控制器通过驱动电路导通继电器开关，从而规避了输入电压峰值时，电路浪涌的情况。

具体的，通过增加交流电压检测模块和电容电压检测模块，实时检测交流输入电压和滤波电容电压的情况，交流输入电压连接于交流电源ac的l、n极，通过衰减网络，该衰减网络通过电阻分压的方式，将l、n之间的220v正弦波电压，等比例衰减到3.3v以内的正弦波电压，将衰减后的电压信号输入到控制器mcu的ad口，控制器mcu通过ad口，实时跟踪交流输入电压的峰值。电压检测模块检测滤波电容c两端的电压，通过衰减网络，将衰减后的滤波电容电压输入在控制器mcu的ad口，控制器mcu通过ad口，实时跟踪滤波电容电压。在直流变频板上电瞬间，控制器mcu控制继电器开关s1保持断开状态，此时电流经过r1给后级滤波电容c充电。充电过程中，电容电压检测模块会检测到电容电压逐渐上升。当电容电压检测模块检测到电容电压dcbus和交流电压检测模块检测的峰值vp存在以下关系：

dcbus＝vp-voffset

其中，dcbus为电容电压，vp为峰值输入电压，voffset为保护电阻r1和整流桥的电压压降vr和vd。

则此时电容已被充满。由于电容充电的条件是vp需要＞dcbus，而r1和整流桥二极管在电路中本身存在自身的压降vr和vd，vr和vd可通过查阅器件规格书的压降参数和实际测试修正得到，因此只需满足vp＝vr+vd+dcbus，则可代表后级电容已被充满，此时输入电网的峰值电压已无法再使整流桥二极管正向导通，不会再用充电电流。此时mcu控制继电器导通已无任何风险。以此即可解决继电器在电网峰值处导通时，依然存在浪涌电流的情况。

上述，通过实时采集交流电源的输入电压信息及滤波电容c的电压信息，结合预存的保护电阻的压降信息和整流桥的压降信息，在输入电压处于峰值时，判断滤波电容c是否已经充满，以此来决定继电器开关是否导通，以抑制电网峰值时产生的浪涌电流，实现对电路更全面的浪涌电流抑制，避免浪涌电流影响电路安全。

实施例二：

本申请实施例二提供了一种浪涌电流抑制电路的控制方法的流程图，该控制方法应用于上述实施例一的浪涌电流抑制电路，通过控制器执行该控制方法。参考图3，本实施例提供的浪涌电流抑制电路的控制方法具体包括：

s210、实时采集交流电源的输入电压信息及滤波电容的电压信息。

示例性的，通过上述交流电压检测模块、电容电压检测模块分别对交流电源的输入电压信息及滤波电容的电压信息进行检测，最终，采集到的电压信息通过控制器mcu的ad口获取，由控制器mcu根据采集的信息进行比对判断。

s220、检测到所述交流电源的输入电压处于峰值时，根据预存的保护电阻的压降信息及整流桥的压降信息，若所述滤波电容的电压值、所述保护电阻的压降及所述整流桥的压降之和等于所述交流电源的峰值输入电压，则控制继电器开关导通以旁路所述保护电阻。

示例性的，参照图4，在交流电压检测模块在t1，t2，t3，t4每个输入电压峰值处采样，得到每个输入电压的峰值vp，控制器mcu在根据上述采集信息进行判断是否导通继电器。参照上述实施例一，判断此时电容电压dcbus和交流电压检测模块检测的峰值vp是否满足vp＝vr+vd+dcbus，由于电容充电的条件是vp需要＞dcbus，而r1和整流桥二极管在电路中本身存在自身的压降vr和vd，vr和vd可通过查阅器件规格书的压降参数和实际测试修正得到，因此只需满足vp＝vr+vd+dcbus，则可代表后级电容已被充满，此时输入电网的峰值电压已无法再使整流桥二极管正向导通，不会再用充电电流。此时mcu控制继电器导通已无任何风险。以此即可解决继电器在电网峰值处导通时，依然存在浪涌电流的情况。

s230根据实时采集的所述交流电源的输入电压信息，若判断为输入电压断开，则控制关闭后级负载，并断开所述继电器开关。

示例性的，在交流电源断开后，再上电时，由于滤波电容端已放出部分甚至全部电，此时没有断开继电器，会导致下个上电周期，保护电阻r1被继电器旁路，从而再次产生较大的浪涌电流。为此，需要在确认交流电源断开后，断开继电器，以使得下一次上电时保护电阻r1不被旁路，能够抑制浪涌电流。那么当交流电源ac断开时，控制器mcu可以通过检测连续2个周期的输入电压峰值来判输入电压是否已断开。当控制器mcu连续检测2个周期电压峰值为0时，即判断为输入电压已断开，此时立即关闭后级负载，防止电容内部存储的电荷被消耗完，并且断开继电器开关s1，防止电网在2个周期后存在立即恢复的情况。由于此时继电器开关s1已断开，滤波电容内部依然存储有部分电荷，假如电网在第3个周期恢复时，浪涌电流会被有效抑制。参照图5，在t1时间段内，输入电网掉电2个周期，控制器mcu连续检测2个周期没有电压峰值，判断为电网已掉电，立即控制断开继电器，当电网在第2个周期后恢复时，此时浪涌电流会被保护电阻r1抑制。

上述，通过实时采集交流电源的输入电压信息及滤波电容的电压信息，结合预存的保护电阻的压降信息和整流桥的压降信息，在输入电压处于峰值时，判断滤波电容是否已经充满，以此来决定继电器开关是否导通，以抑制电网峰值时产生的浪涌电流，实现对电路更全面的浪涌电流抑制，避免浪涌电流影响电路安全。

实施例三

在上述实施例的基础上，图6为本申请实施例三提供的一种浪涌电流抑制电路的控制装置的结构示意图。参考图6，本实施例提供的浪涌电流抑制电路的控制装置具体包括：采集模块210、导通模块220。

其中，采集模块210用于实时采集交流电源的输入电压信息及滤波电容的电压信息；导通模块220用于在检测到所述交流电源的输入电压处于峰值时，根据预存的保护电阻的压降信息及整流桥的压降信息，若所述滤波电容的电压值、所述保护电阻的压降及所述整流桥的压降之和等于所述交流电源的峰值输入电压，则控制所述继电器开关导通以旁路所述保护电阻。

上述，通过实时采集交流电源的输入电压信息及滤波电容的电压信息，结合预存的保护电阻的压降信息和整流桥的压降信息，在输入电压处于峰值时，判断滤波电容是否已经充满，以此来决定继电器开关是否导通，以抑制电网峰值时产生的浪涌电流，实现对电路更全面的浪涌电流抑制，避免浪涌电流影响电路安全。

具体的，还包括断路模块230，用于根据实时采集的所述交流电源的输入电压信息，若判断为输入电压断开，则控制关闭后级负载，并断开所述继电器开关。

具体的，导通模块220包括判断单元，用于根据所述控制器通过连续检测两个周期的峰值输入电压均为0时，则判断为输入电压断开。

具体的，导通模块220还包括预存单元，用于根据对应器件的压降参数信息配合实际测试修正得到所述预存的保护电阻的压降信息及整流桥的压降信息。

本申请实施例三提供的浪涌电流抑制电路的控制装置可以用于执行上述实施例二提供的浪涌电流抑制电路的控制方法，具备相应的功能和有益效果。

实施例四：

本申请实施例四提供了一种电子设备，该电子设备包括包括浪涌电流抑制电路，该浪涌电流抑制电路用于抑制直流变频板的上电浪涌电流，该浪涌电流抑制电路为本申请实施例一提供的浪涌电流抑制电路。本申请的电子设备，可以是冰箱、空调、微波炉等使用全直流变频技术的电子设备，其通过直流变频板的浪涌抑制电路，能够较好地抑制上电及电网峰值时的浪涌电流。

上述提供的电子设备还用于执行上述实施例二提供的浪涌电流抑制电路的控制方法，具备相应的功能和有益效果。

实施例五：

本申请实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种浪涌电流抑制电路的控制方法，该浪涌电流抑制电路的控制方法包括：实时采集交流电源的输入电压信息及滤波电容的电压信息；

检测到所述交流电源的输入电压处于峰值时，根据预存的保护电阻的压降信息及整流桥的压降信息，若所述滤波电容的电压值、所述保护电阻的压降及所述整流桥的压降之和等于所述交流电源的峰值输入电压，则控制所述继电器开关导通以旁路所述保护电阻

存储介质——任何的各种类型的存储器设备或存储设备。术语“存储介质”旨在包括：安装介质，例如cd-rom、软盘或磁带装置；计算机系统存储器或随机存取存储器，诸如dram、ddrram、sram、edoram，兰巴斯(rambus)ram等；非易失性存储器，诸如闪存、磁介质(例如硬盘或光存储)；寄存器或其它相似类型的存储器元件等。存储介质可以还包括其它类型的存储器或其组合。另外，存储介质可以位于程序在其中被执行的第一计算机系统中，或者可以位于不同的第二计算机系统中，第二计算机系统通过网络(诸如因特网)连接到第一计算机系统。第二计算机系统可以提供程序指令给第一计算机用于执行。术语“存储介质”可以包括可以驻留在不同位置中(例如在通过网络连接的不同计算机系统中)的两个或更多存储介质。存储介质可以存储可由一个或多个处理器执行的程序指令(例如具体实现为计算机程序)。

当然，本申请实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的浪涌电流抑制电路的控制方法，还可以执行本申请任意实施例所提供的浪涌电流抑制电路的控制方法中的相关操作。

上述实施例中提供的浪涌电流抑制电路的控制装置、存储介质及电子设备可执行本申请任意实施例所提供的浪涌电流抑制电路的控制方法，未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请任意实施例所提供的浪涌电流抑制电路的控制方法。

上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行的各种明显变化、重新调整及替代均不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由权利要求的范围决定。