一种用电设备供电控制方法、装置及用电设备与流程

1.本发明涉及控制领域，具体涉及一种用电设备供电控制方法、装置及用电设备。


背景技术：

2.目前国内电网情况复杂，电压跌落后回升的情况是较为常见的问题。当输入电压发生跌落且跌落速度过快时，过快的电压下降导致短时间内母线电压到达一个极低值，而如果此时电压回升，电压目标值与极低值之间的差值就会很大，母线两端的电压差值过大，将会导致产生的冲击电流很大，电解电容充电瞬间相当于短路，极有可能对强电滤波回路中的器件造成损坏。


技术实现要素：

3.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的电压跌落后至回升过程中，由于母线两端的电压差值过大导致产生的冲击电流很大，极有可能对强电滤波回路中的器件造成损坏的缺陷，从而提供一种用电设备供电控制方法、装置及用电设备。
4.根据第一方面，本发明实施例提供了一种用电设备供电控制方法，应用于用电设备供电控制系统，所述用电设备包括供电控制电路，所述供电控制电路包括：并联连接的主继电器和ptc模块，外部供电电源通过所述供电控制电路为所述用电设备进行供电，所述方法包括：
5.获取用电设备的直流前馈电压；
6.判断所述直流前馈电压是否小于预设跌落电压阈值；
7.当所述直流前馈电压小于所述预设跌落电压阈值时，关断所述主继电器，以使所述外部供电电源通过所述ptc模块为所述用电设备进行供电。
8.可选地，在关断所述主继电器之前，所述方法还包括：
9.统计所述直流前馈电压从正常电压范围的最小值跌落至所述预设跌落电压阈值的第一时间；
10.当所述第一时间小于第一时间阈值时，关断所述主继电器。
11.可选地，所述方法还包括：
12.在监测到所述直流前馈电压恢复至正常电压范围时，控制所述主继电器吸合，以使所述外部供电电源通过所述主继电器为所述用电设备进行供电。
13.可选地，在控制所述主继电器吸合之前，所述方法还包括：
14.统计所述直流前馈电压恢复至正常电压范围的持续时间；
15.当所述持续时间大于预设持续时间时，控制所述主继电器吸合。
16.可选地，所述正常电压范围由预设欠压阈值和预设过压阈值确定，其中，所述预设欠压阈值小于所述预设过压阈值。
17.根据第二方面，本发明实施例提供了一种用电设备供电控制装置，应用于用电设备供电控制系统，所述用电设备包括供电控制电路，所述供电控制电路包括：并联连接的主
继电器和ptc模块，外部供电电源通过所述供电控制电路为所述用电设备进行供电，所述装置包括：
18.获取模块，用于获取用电设备的直流前馈电压；
19.判断模块，用于判断所述直流前馈电压是否小于预设跌落电压阈值；
20.执行模块，用于当所述直流前馈电压小于所述预设跌落电压阈值时，关断所述主继电器，以使所述外部供电电源通过所述ptc模块为所述用电设备进行供电。
21.根据第三方面，本发明实施例提供了一种用电设备，包括：供电控制电路和控制模块，其中，所述控制模块包括存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面，或者第一方面任意一种可选实施方式中所述的方法。
22.可选地，所述用电设备还包括：pfc模块，所述pfc模块的输入端与所述供电控制电路连接，其第一输出端与所述控制模块连接，其第二输出端与负载连接，所述pfc模块适于监测直流前馈电压。
23.可选地，所述用电设备为空调。
24.根据第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面，或者第一方面任意一种可选实施方式中所述的方法。
25.本发明技术方案，具有如下优点：
26.本发明提供的用电设备供电控制方法及装置，通过获取用电设备的直流前馈电压；判断所述直流前馈电压是否小于预设跌落电压阈值；当所述直流前馈电压小于所述预设跌落电压阈值时，关断所述主继电器，以使所述外部供电电源通过所述ptc模块为所述用电设备进行供电。通过将用电设备的直流前馈电压与预设跌落电压阈值进行判断，在直流前馈电压小于预设跌落电压阈值时，外部供电电源将通过与主继电器并联的ptc模块为用电设备进行供电，在避免由于输入电压发生跌落后在短时间快速回升导致产生的巨大电流冲击，最终造成对用电设备中器件损坏的同时，实现对用电设备的平稳、正常供电。
27.本发明提供的用电设备，通过设置供电控制电路和控制模块，对用电设备的直流前馈电压进行监测，当所述直流前馈电压小于所述预设跌落电压阈值时，关断所述主继电器，以使所述外部供电电源通过所述ptc模块为所述用电设备进行供电。在避免由于输入电压发生跌落后在短时间快速回升导致产生的巨大电流冲击，最终造成对用电设备中器件损坏的同时，实现对用电设备的平稳、正常供电。
28.本发明提供的用电设备，通过设置pfc模块，当开启pfc模块时，在实现将供电电压进行升压以达到维持用电设备的需求电压同时，还可通过调整功率因数，增加有效功率，减小无用功功率，从而增加对市电的利用率。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。
30.图1为本发明实施例的用电设备的结构示意图；
31.图2为本发明实施例的控制模块的结构示意图；
32.图3为本发明实施例的用电设备供电控制方法的流程图；
33.图4为本发明实施例的用电设备供电控制装置的结构示意图。
具体实施方式
34.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
35.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
37.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
38.本发明实施例提供了一种用电设备，如图1所示，该用电设备包括：供电控制电路10和控制模块5，其中，如图2所示，该控制模块5包括处理器901和存储器902，存储器902和处理器901之间互相通信连接，其中处理器901和存储器902可以通过总线或者其他方式连接，图2中以通过总线连接为例。
39.处理器901可以为中央处理器(central processing unit，cpu)。处理器901还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
40.存储器902作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中方法所对应的程序指令/模块。处理器901通过运行存储在存储器902中的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器901的各种功能应用以及数据处理，即实现下述方法实施例中的方法。
41.存储器902可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器901所创建的数据等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器902可选包括相对于处理器901远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器901。上述网
络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
42.一个或者多个模块存储在存储器902中，当被处理器901执行时，执行下述方法实施例中的方法。
43.上述控制模块5具体细节可以对应参阅下述方法实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
44.具体地，在实际应用中，供电控制电路10包括并联连接的主继电器2和ptc模块3，其中，主继电器2中包括内置继电器及下拉电阻；ptc模块3中内置ptc正温度系数电阻，通过感应温度引起电阻变化，示例性地，当用电设备(图中未示出)由电压跌落恢复至刚得电状态时，将会由瞬间大电流输入至用电设备，若此时瞬间大电流流向后级，易烧毁后级元器件，通过增加ptc模块3，有效保护上电瞬间，后级电路器件不受损坏。供电控制电路10的详细内容参见下述方法实施例中的相关描述，在此不再进行赘述。
45.具体地，用电设备可通过外部供电电源进行取电，外部供电电源可为市电电网。
46.具体地，在实际应用中，控制模块5可为mcu控制芯片。
47.本发明实施例提供的用电设备，通过设置供电控制电路10和控制模块5，对用电设备的直流前馈电压进行监测，当直流前馈电压小于预设跌落电压阈值时，关断主继电器2，以使外部供电电源通过ptc模块3为用电设备进行供电。在避免由于输入电压发生跌落后在短时间快速回升导致产生的巨大电流冲击，最终造成对用电设备中器件损坏的同时，实现对用电设备的平稳、正常供电。
48.具体地，在一实施例中，本发明实施例提供的用电设备，还包括：pfc模块4，pfc模块4的输入端与供电控制电路10连接，其第一输出端与控制模块5连接，其第二输出端与负载7连接，pfc模块4适于监测直流前馈电压。
49.具体地，在实际应用中，pfc模块4为功率因数校正电路，由整流桥、电感、快恢复二极管等器件组成，本发明实施例提供的用电设备，通过设置pfc模块4，当开启pfc模块4时，在实现将供电电压进行升压以达到维持用电设备的需求电压同时，还可通过调整功率因数，增加有效功率，减小无用功功率，从而增加对市电的利用率。
50.具体地，在一实施例中，本发明实施例提供的用电设备可为空调，但实际情况不限于此，用电设备可根据实际需求进行选择。
51.具体地，在实际应用中，供电控制电路10、控制模块5和pfc模块4均可设置于空调室外机内，从而保证空调的正常平稳运行。
52.具体地，在实际应用中，本发明实施例提供的用电设备还包括emi滤波模块1、储能模块6以及负载7。
53.具体地，在实际应用中，emi滤波模块1即电源emi滤波模块1，其内含扼流圈、x电容、y电容等器件，从而共同组成前级滤波模块，emi滤波技术可参照现有技术中的电源emi滤波中的相关描述，在此不再进行赘述。
54.具体地，在实际应用中，储能模块6主要由大容量电解电容构成，示例性地，储能模块6可为1000uf电解电容。因后级开关电源输入需要恒定的直流母线电压作为输入，本发明实施例通过储能模块6本身储能特性为负载7提供电压。
55.具体地，在实际应用中，以空调为例，上述的负载7可包括开关电源、压缩机模块、风机模块等。
56.上述用电设备的具体细节可以对应参阅下述方法实施例中对应的相关描述和效果进行理解，此处不再赘述。
57.本发明实施例提供了一种用电设备供电控制方法，应用于如图1所示用电设备的控制模块5，如图3所示，该用电设备供电控制方法具体包括如下步骤：
58.步骤s101：获取用电设备的直流前馈电压。
59.具体地，在实际应用中，本发明实施例可通过控制模块对流经pfc模块后输出的直流前馈电压进行实时获取。
60.步骤s102：判断直流前馈电压是否小于预设跌落电压阈值。
61.具体地，在实际应用中，为更好地对直流反馈电压进行判断，本发明实施将实时输出的直流前馈电压设置为u1，预设跌落电压阈值设置为u0，通过进行u1与u0间的数值比较，对直流前馈电压是否小于预设跌落电压阈值进行判断。
62.步骤s103：当直流前馈电压小于预设跌落电压阈值时，关断主继电器，以使外部供电电源通过ptc模块为用电设备进行供电。
63.本发明实施例以用电设备为空调为例进行说明。在实际应用中，当直流前馈电压小于预设跌落电压阈值时，控制模块将发出关断主继电器指令，从而外部供电电源通过ptc模块为空调进行供电，从而在保证空调正常平稳运行的同时，避免电压在跌落后短时间回升的过程中产生巨大的电流冲击造成用电设备以及各器件的损坏。
64.通过执行上述步骤，本发明实施例提供的用电设备供电控制方法，通过将用电设备的直流前馈电压与预设跌落电压阈值进行判断，在直流前馈电压小于预设跌落电压阈值时，外部供电电源将通过与主继电器并联的ptc模块为用电设备进行供电，在避免由于输入电压发生跌落后在短时间快速回升导致产生的巨大电流冲击，最终造成对用电设备中器件损坏的同时，实现对用电设备的平稳、正常供电。
65.具体地，在一实施例中，在关断主继电器之前，上述步骤s103具体还包括如下步骤：
66.步骤s201：统计直流前馈电压从正常电压范围的最小值跌落至预设跌落电压阈值的第一时间。
67.步骤s202：当第一时间小于第一时间阈值时，关断主继电器。
68.具体地，在实际应用中，当直流前馈电压开始下降时，本发明实施例还将同时进行计时，将直流前馈电压跌落至预设跌落电压阈值的第一时间进行统计，当第一时间小于第一时间阈值时，即可触发电压跌落保护，从而在发现电压跌落的第一时间关闭主继电器，保护用电设备中的器件安全。
69.示例性地，第一时间阈值可为1s。
70.具体地，在一实施例中，在执行上述步骤s103之后，具体还包括如下步骤：
71.步骤s301：在监测到直流前馈电压恢复至正常电压范围时，控制主继电器吸合，以使外部供电电源通过主继电器为用电设备进行供电。
72.具体地，在实际应用中，当直流前馈电压恢复至正常电压范围内时，本发明实施例将通过控制模块控制主继电器吸合，从而使外部供电电源通过主继电器为空调进行供电。
73.具体地，在实际应用中，正常电压范围可由预设欠压阈值和预设过压阈值确定，其中，预设欠压阈值小于预设过压阈值。
74.具体地，在实际应用中，预设欠压阈值即为欠压保护参数，预设过压阈值即为过压保护参数。示例性地，预设欠压阈值可为180v，预设过压阈值可为420v，但实际情况不限于此，正常工作的直流电压范围可根据用电设备的实际工作情况进行设定。
75.具体地，在一实施例中，在控制主继电器吸合之前，上述步骤s301具体还包括如下步骤：
76.步骤s401：统计直流前馈电压恢复至正常电压范围的持续时间。
77.步骤s402：当持续时间大于预设持续时间时，控制主继电器吸合。
78.具体地，在实际应用中，当直流前馈电压恢复至正常电压范围内时，为避免电压瞬时波动对用电设备造成损坏，本发明实施例还将统计直流前馈电压恢复至正常电压范围的持续时间，当持续时间大于预设持续时间时，可判定直流前馈电压已退出电压跌落过程，此时控制模块将控制主继电器进行吸合。示例性地，预设持续时间可为6s。
79.本发明实施例在发生电压跌落时，通过控制模块控制关断主继电器，输入电压通过ptc模块流向后级，保证用电设备的正常运行；在电压快速恢复阶段，通过ptc模块限流，防止后级滤波器件因电流过冲而损坏。
80.下面将结合具体应用示例，对本发明实施例提供的用电设备供电控制方法进行详细的说明。
81.结合图1-图3所示，本发明实施例首先对各参数进行设定，通过将实时输出直流前馈电压设置为u1，控制模块(即mcu)内部设置预设跌落电压阈值(即电压跌落保护参数u0)及正常工作电压范围u2～u3，其中，当一定时间t1内直流前馈电压跌落至u0，则触发电压跌落保护；当直流前馈电压数值恢复至u2～u3范围时(u2为欠压保护参数，u3为过压保护参数)，空调正常通过ptc模块流向后级工作，控制模块软件设置待电压恢复t2时间后，控制主继电器吸合，空调器外机正常工作。需要说明的是，在实际应用中，u0《u2《u1《u3。
82.具体控制过程如下：
83.(1)检测直流前馈电压u1在t1时间内是否小于设置跌落电压参数u0，若检测t1时间段内直流前馈电压u1《设置电压u0时，mcu发出关断主继电器指令。
84.(2)当t1时间段内直流前馈电压u1《设置电压u0时，mcu发出关断主继电器指令。
85.(3)实时监测直流前馈电压数值是否恢复至u2～u3范围(u2为欠压保护数值，u3为过压保护数值)。
86.(4)程序设置待直流前馈电压恢复至正常电压范围的持续时间大于预设持续时间t2后，mcu控制主继电器吸合，使空调正常运行。
87.当输入电压因电网问题或测试需要发生瞬间跌落时，因过快的电压下降速度将导致短时间内母线电压达到一个极低值，而如果此时电压回升，目前电压目标值与极低值之间的差值会很大，储能模块的电解电容充电瞬间相当于短路，同时将带来大的冲击电流，此冲击电流极有可能对回路中的器件造成损伤，因此需要对下降过快的电压问题进行预防和干涉。具体地，本发明实施例提供的用电设备供电控制方法通过减小电流冲击对器件造成损失的具体控制过程如下：
88.控制模块实时检测流经pfc模块后输出的直流前馈电压及储能模块两端直流母线电压，若检测到的直流前馈电压数值低于软件中设定的可正常运行数值，则会通过mcu主芯片检测直流前馈电压信号，与控制主继电器的指令相结合，接着发出关断主继电器的指令。
当继电器断开后，用电设备回路会通过与主继电器并联的ptc模块来使控制模块维持运行的状态(若短时间内电压回升，回路中冲击电流很大，极有可能对回路中的器件造成损伤)。
89.当电压回升时，通过ptc模块限流的方式来防止器件被损坏，实时监测直流前馈电压是否恢复至u2～u3范围，待检测的直流前馈电压恢复一定的时间后，控制模块发出吸合继电器的指令，此时与主继电器并联的ptc模块因阻值较大，可视为被断路断开，控制模块可正常运行。
90.本发明实施例在空调外机得电后，为防止外机刚上电时强电滤波回路因电流冲击过大而造成器件损坏，不会立即开通主继电器，电流会通过与主继电器并联的ptc电阻流向后级，mcu(控制模块)控制主继电器待外机得电6s后开启主继电器，此时因主继电器吸合，ptc模块被断路，电流先流经主继电器再流向后级储能模块及负载电路，外机正常运行。
91.交流输入电压经过pfc模块中的整流桥后，转化为直流前馈电压，经pfc电路后电压加在储能模块两端转化为直流母线电压，控制模块可同时实时监测直流前馈电压及直流母线电压，当检测到直流前馈电压发生突变时，控制模块发出关断主继电器的指令；此时因主继电器断开，交流电流需要经ptc模块后流向后级储能模块及负载，通过此方法控制外机继续低负荷运行。
92.因电压突变时间短暂，实时监测直流前馈电压是否恢复至u2～u3范围，待控制模块监测到直流前馈电压恢复时，电流继续通过ptc模块限流流向后级，直至直流前馈电压恢复至正常电压范围的持续时间满足预设持续时间t2后，控制模块将控制主继电器吸合，外机正常工作。
93.本发明实施例通过增加ptc模块以及增加控制主继电器的关断/吸合的功能来减小电压恢复时电流冲击对器件造成的影响，防止电压跌落快速恢复过程对器件造成损坏。
94.本发明实施例提供了一种用电设备供电控制装置，应用于如图1所示用电设备供电控制系统的控制模块5，如图4所示，该用电设备供电控制装置包括：
95.获取模块101，用于获取用电设备的直流前馈电压。详细内容参见上述方法实施例中步骤s101的相关描述，在此不再进行赘述。
96.判断模块102，用于判断直流前馈电压是否小于预设跌落电压阈值。详细内容参见上述方法实施例中步骤s102的相关描述，在此不再进行赘述。
97.执行模块103，用于当直流前馈电压小于预设跌落电压阈值时，关断主继电器，以使外部供电电源通过ptc模块为用电设备进行供电。详细内容参见上述方法实施例中步骤s103的相关描述，在此不再进行赘述。
98.上述的用电设备供电控制装置的更进一步描述参见上述用电设备供电控制方法实施例的相关描述，在此不再进行赘述。
99.通过上述各个组成部分的协同合作，本发明实施例提供的用电设备供电控制装置，通过将用电设备的直流前馈电压与预设跌落电压阈值进行判断，在直流前馈电压小于预设跌落电压阈值时，外部供电电源将通过与主继电器并联的ptc模块为用电设备进行供电，在避免由于输入电压发生跌落后在短时间快速回升导致产生的巨大电流冲击，最终造成对用电设备中器件损坏的同时，实现对用电设备的平稳、正常供电。
100.本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，实现的程序可存储于一计算机可读取存储介质
中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)、随机存储记忆体(random access memory，ram)、快闪存储器(flash memory)、硬盘(hard disk drive，缩写：hdd)或固态硬盘(solid-state drive，ssd)等；存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
101.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。