功率因素校正方法和裝置、空調以及電器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于電器領域，提供了功率因素校正方法和裝置、空調以及電器。電流檢測模塊檢測PFC電路模塊的輸入電流；輸入電壓檢測模塊檢測PFC電路模塊的輸入電壓；輸出電壓檢測模塊檢測PFC電路模塊的輸出電壓；驅動模塊基于所述電流檢測模塊檢測的輸入電流、所述輸入電壓檢測模塊檢測到的輸入電壓和所述輸出電壓采樣模檢測到的輸出電壓，并根據第一算法生成具有指定頻率范圍內至少兩個頻率的變頻驅動信號，以所述變頻驅動信號控制所述PFC電路模塊中所述開關模塊的導通或關斷。對于由開關模塊的導通/關斷而引入的EMI噪聲，該EMI噪聲的能量散布在多個頻率成分，使得即使不在PFC電路模塊添加EMI濾波電路，引入的EMI噪聲在不同頻率成分的裕量均滿足國家制定的標準。
【專利說明】功率因素校正方法和裝置、空調以及電器

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電器領域，尤其涉及功率因素校正方法和裝置、空調以及電器。

【背景技術】
[0002] 目前，許多電器需直流供電，所需直流電由整流電路對市電（單相或三相交流電） 整流得到。因整流電路對輸出電壓的相位與電流的相位均不做控制，如果通過整流電路所 得的直流電對非線性負載模塊（例如電機）直接供電，電路的功率因數(shù)較低；與此同時，負 載模塊中的電力電子器件也會產生大量諧波，對電網電源造成污染。為了減少電器產生的 電流諧波和無功功率，提高電網電能質量，我國頒布了限制用電設備電流諧波的國家標準， 如GB/T14549《電能質量公用電網諧波》以及GB17625. 1標準。
[0003] 為減少電器產生的電流諧波和無功功率，在所述整流電路和所述負載模塊之間添 加功率因數(shù)校正環(huán)節(jié)（Power Factor Correction, PFC)。目前主要采用的PFC電路，包括 無源PFC電路和有源PFC電路兩種；其中，無源PFC電路主要采用電感和電容組成的無源網 絡；其中，有源PFC電路不但可采用無源PFC電路所采用的元器件，還具有開關模塊（例如 M0SFET，再例如三極管），可人為控制該開關模塊以進一步調整功率因素，使得有源PFC電 路具有功率因數(shù)高、諧波電流小、輸出電壓穩(wěn)定等優(yōu)點，從而得到廣泛應用，譬如在空調領 域，為壓縮機和風機供電的直流電源的功率因素均由有源PFC電路校正。
[0004] 有源PFC電路常用的控制策略包括峰值、滯環(huán)、平均電流以及單周期控制等方式。 雖然，單周期控制方式在一定程度上具備了較好的功率因數(shù)校正與電流諧波抑制功能；但 是，單周期控制方式需控制有源PFC電路內部的開關器件不停動作來實現(xiàn)，由于開關器件 的電壓以單頻率（與該單周期對應）不停在零伏至母線電壓之間變化，導致較大電磁干擾 (Electromagnetic Interference, EMI)的產生（占產生的EMI噪聲大部分能量的頻率為 該單頻率的倍數(shù)），影響周圍通信等電子設備的正常工作。產生的電磁干擾主要分為傳導 干擾和輻射干擾兩種類型；傳導干擾主要包括：開關器件的單頻率開關動作產生的脈動電 流（差模干擾），開關器件引起的電壓變化（du/dt)與雜散參數(shù)間相互作用而導致的共模 干擾。國家制定標準GB/T6113對無線電騷擾、抗擾度測量設備和測量方法進行了規(guī)范，同 時也提出了對家用電器和電動工具的電磁兼容要求。因此，有源PFC電路的設計還必須考 慮EMI抑制的要求。抑制HMI噪聲的方法主要有濾波、接地、屏蔽等技術方法，上述方法均 要求在電源電路（包括PFC電路）的設計初期就考慮，且調試過程復雜漫長，還需不斷對電 源電路的布線和元器件的擺放位置進行調試修改；另外，上述方法所需的EMI濾波電路，會 因增加的電容或電感而導致成本增加。


【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供功率因素校正方法和裝置、空調以及電器，以解決因單周 期控制方式導致集中在與單頻率成倍數(shù)關系的頻率的EMI噪聲較大，需采用EMI濾波電路 而導致的成本增加的問題。
[0006] -方面，本發(fā)明提供一種功率因素校正裝置，連接在整流模塊和負載模塊之間；所 述功率因素校正裝置包括PFC電路模塊，所述PFC電路模塊包括開關模塊；還包括電流檢測 模塊、輸入電壓檢測模塊、輸出電壓檢測模塊和驅動模塊，所述電流檢測模塊、所述輸入電 壓檢測模塊、所述輸出電壓檢測模塊分別與所述驅動模塊電連接，所述PFC電路模塊分別 與所述電流檢測模塊、所述輸入電壓檢測模塊和所述輸出電壓檢測模塊電連接，所述驅動 模塊與所述開關模塊電連接；
[0007] 所述電流檢測模塊，用于檢測所述PFC電路模塊的輸入電流；
[0008] 所述輸入電壓檢測模塊，用于檢測所述PFC電路模塊的輸入電壓；
[0009] 所述輸出電壓檢測模塊，用于檢測所述PFC電路模塊的輸出電壓；
[0010] 所述驅動模塊，用于基于所述電流檢測模塊檢測的輸入電流、所述輸入電壓檢測 模塊檢測到的輸入電壓和所述輸出電壓采樣模檢測到的輸出電壓，并根據第一算法生成具 有指定頻率范圍內至少兩個頻率的變頻驅動信號，以所述變頻驅動信號控制所述PFC電路 模塊中所述開關模塊的導通或關斷。
[0011] 一方面，本發(fā)明提供一種電器，所述電器包括上述的功率因素校正裝置。
[0012] 一方面，本發(fā)明提供一種空調，所述空調包括上述的功率因素校正裝置。
[0013] 一方面，本發(fā)明提供電機驅動方法，所述電機驅動方法包括：
[0014] 步驟A11，電流檢測模塊檢測PFC電路模塊的輸入電流；
[0015] 步驟A12,輸入電壓檢測模塊檢測所述PFC電路模塊的輸入電壓；
[0016] 步驟A13,輸出電壓檢測模塊檢測所述PFC電路模塊的輸出電壓；
[0017] 步驟A14,驅動模塊基于所述電流檢測模塊檢測的輸入電流、所述輸入電壓檢測模 塊檢測到的輸入電壓和所述輸出電壓采樣模檢測到的輸出電壓，并根據第一算法生成具有 指定頻率范圍內至少兩個頻率的變頻驅動信號，以所述變頻驅動信號控制PFC電路模塊中 開關模塊的導通或關斷。
[0018] 本發(fā)明的有益效果：基于檢測到的檢測PFC電路模塊的輸入電流、輸入電壓和輸 出電壓，根據第一算法生成具有指定頻率范圍內至少兩個頻率的變頻驅動信號。以該變頻 驅動信號控制控制PFC電路模塊中開關模塊的導通或關斷，對于由中開關模塊的導通/關 斷而引入的EMI噪聲，該EMI噪聲的能量散布在多個頻率成分（與變頻驅動信號的頻率成 分具有倍數(shù)關系），使得即使不在PFC電路模塊添加EMI濾波電路，引入的EMI噪聲在不同 頻率成分均滿足國家制定的標準（例如GB/T6113)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述 中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些 實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些 附圖獲得其他的附圖。
[0020] 圖1是【背景技術】提供的功率因素校正裝置的組成結構圖；
[0021] 圖2是圖1中所述驅動模塊15的一種組成結構圖；
[0022] 圖3是圖2中所述載波模塊151的一種組成結構圖；
[0023] 圖4是圖3中所述限幅輸出單元1513的一種組成結構圖；
[0024] 圖5是圖2中所述基準模塊152的一種組成結構圖；
[0025] 圖6是本發(fā)明實施例提供的電機驅動方法的流程圖；
[0026] 圖7是圖6中步驟A14的一種具體流程圖；
[0027] 圖8是圖7中步驟A141的一種具體流程圖；
[0028] 圖9是圖8中步驟A1414的一種具體流程圖；
[0029] 圖10是圖7中步驟A142的一種具體流程圖；
[0030] 圖11是載波模塊151生成載波信號的一種示意圖；
[0031] 圖12是比較模塊153生成PWM格式的變頻驅動信號的示意圖。

【具體實施方式】
[0032] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。為了說明本發(fā)明所述的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。
[0033] 圖1示出了本發(fā)明實施例提供的功率因素校正裝置1的組成結構，為了便于描述， 僅不出了與本發(fā)明實施例相關的部分。
[0034] 本發(fā)明實施例所述的功率因素校正裝置，可以是電器內的功率因素校正裝置，例 如是空調包括的功率因素校正裝置，再例如是變頻空調包括的功率因素校正裝置。在本發(fā) 明實施例中，所述功率因素校正裝置內的所有模塊（包括PFC電路模塊11、電流檢測模塊 12、輸入電壓檢測模塊13、輸出電壓檢測模塊14和驅動模塊15)均可以采用電路實現(xiàn)；另 夕卜，驅動模塊15還可以采用控制器實現(xiàn)，本發(fā)明實施例對該控制器不做限定，例如該控制 器可以采用DSP、單片機、ARM處理器或可編程邏輯器件等等具有數(shù)據處理功能的器件或芯 片實現(xiàn)。
[0035] 如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的功率因素校正裝置1，連接在整流模塊2和負載 模塊3之間；所述功率因素校正裝置1包括PFC電路模塊11，所述PFC電路模塊11包括開 關豐旲塊111。
[0036] 其中，所述整流模塊2對接入的市電整流，并向所述PFC電路輸出整流得到的直流 電。需說明的是，所述整流模塊2可以是全波整流電路，也可以是半波整流電路；另外，對于 所述整流模塊2所采用的電路和該電路所采用的電子元器件，在此均不做限定，例如所述 整流模塊2為采用二極管組成的全波整流電路。
[0037] 另需說明的是，本發(fā)明實施例對所述開關模塊111的電路結構以及其包含的電子 元器件和/或芯片均不做限定，例如選用三極管作為開關模塊111，再例如選用M0S管作為 所述開關模塊111。
[0038] 另需說明的是，本發(fā)明實施例對所述負載模塊3所包含的耗電器件不做限定，例 如所述負載模塊3可以是電機，也可以是其它耗電設備。
[0039] 另外，本發(fā)明實施例所述的PFC電路模塊11包含有源PFC電路，其中該有源PFC 電路包括上述開關模塊111，以控制該開關模塊111導通或關斷的方式，實現(xiàn)功率因素的校 正，選用有源PFC電路是為利用有源PFC電路具有功率因數(shù)高、諧波電流小、輸出電壓穩(wěn)定 等優(yōu)點。
[0040] 作為本發(fā)明實施例所述的PFC電路模塊11的一種具體實現(xiàn)方式，如圖5所示，PFC 電路模塊11包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、電感L1、采樣電阻 RH、電解電容C1和快速恢復二極管D1 ;所述第一電阻R1的第一端和所述整流模塊2的高 電位輸出端，所述第二電阻R2的第二端和所述整流模塊2的低電位輸出端，所述第一電阻 R1的第二端和所述第二電阻R2的第一端，所述電感L1的第一端接所述第一電阻R1的第一 端，所述電感L1的第二端分別和快速恢復二極管D1的陽極和開關模塊111的高電位端電 連接，所述采樣電阻RH的第一端和第二端對應接所述第二電阻R2的第二端和所述開關模 塊111的低電位端電連接，所述第三電阻R3的第一端和第二端對應接快速恢復二極管D1 的陰極和第四電阻R4的第一端，所述第四電阻R4的第二端和所述采樣電阻RH的第二端電 連接，所述電解電容C1的第一端和第二端對應接所述快速恢復二極管D1的陰極和所述采 樣電阻RH的第二端，所述負載模塊3與所述電解電容C1并聯(lián)。另外，本發(fā)明實施例提供的 輸入電壓檢測模塊13與所述第二電阻R2的第一端電連接，該輸入電壓檢測模塊13檢測所 述第二電阻R2的第一端的電位，從而計算出第一電阻R1和第二電阻R2的串聯(lián)電壓，實現(xiàn) 該輸入電壓檢測模塊13對所述PFC電路模塊11的輸入電壓的檢測。本發(fā)明實施例提供的 輸入電流檢測模塊12檢測采樣電阻RH兩端的電壓，從而根據采樣電阻RH的阻值，計算出 所述PFC電路模塊11的輸入電流。本發(fā)明實施例提供的輸出電壓檢測模塊14與所述第四 電阻R4的第一端電連接，檢測所述第四電阻R4的第一端的電位，從而計算出第三電阻R3 和第四電阻R4的串聯(lián)電壓，實現(xiàn)輸出電壓檢測模塊14對所述PFC電路模塊11的輸出電壓 的檢測。另外，從開關模塊111的受控端引入本發(fā)明實施例所述的驅動模塊15輸出的變頻 驅動信號，以所述變頻驅動信號控制所述開關模塊111的導通或關斷，實現(xiàn)功率因素的校 正。
[0041] 值得說明的是，如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的功率因素校正裝置1還包括電流 檢測模塊12、輸入電壓檢測模塊13、輸出電壓檢測模塊14和驅動模塊15,所述電流檢測模 塊12、所述輸入電壓檢測模塊13、所述輸出電壓檢測模塊14分別與所述驅動模塊15電連 接，所述PFC電路模塊11分別與所述電流檢測模塊12、所述輸入電壓檢測模塊13和所述輸 出電壓檢測模塊14電連接，所述驅動模塊15與所述開關模塊111電連接。
[0042] 具體地，所述驅動模塊15與所述開關模塊111的受控端電連接的，從而由所述驅 動模塊15向所述開關模塊111的受控端輸出變頻驅動信號以控制所述開關模塊111的導 通或關斷。舉例說明，當所述開關模塊111為N型M0S管時，所述驅動模塊15與所述N型 M0S管的柵極（受控端）電連接，所述驅動模塊15輸出的變頻驅動信號為由電平" 1"和電 平"0"組成的PWM信號，當所述驅動模塊15向所述開關模塊111輸出電平" 1"時，所述N 型M0S管導通，當所述驅動模塊15向所述開關模塊111輸出電平"0"時，所述N型M0S管 關斷。
[0043] 其中，所述電流檢測模塊12用于：檢測所述PFC電路模塊11的輸入電流。本發(fā) 明實施例對所述電流檢測模塊12所采用的具體電路，以及所述電流檢測模塊12檢測所述 PFC電路模塊11的輸入電流的具體檢測方式，在此不做限定，例如采用現(xiàn)有技術實現(xiàn)，再例 如上述，檢測采樣電阻RH兩端的電壓，從而根據采樣電阻RH的阻值，計算出所述PFC電路 模塊11的輸入電流。
[0044] 本發(fā)明實施例中的電流檢測模塊12與驅動模塊15是電連接的，所述電流檢測模 塊12會實時將檢測到的輸入電流輸出給驅動模塊15。
[0045] 其中，所述輸入電壓檢測模塊13用于：檢測所述PFC電路模塊11的輸入電壓。本 發(fā)明實施例對所述輸入電壓檢測模塊13所采用的具體電路，以及所述輸入電壓檢測模塊 13檢測所述PFC電路模塊11的輸入電壓的具體檢測方式，在此不做限定，例如采用現(xiàn)有技 術實現(xiàn)，再例如上述，檢測第一電阻R1和第二電阻R2的串聯(lián)連接點，從而確定串聯(lián)的第一 電阻R1和第二電阻R2所具有的電壓（即所述PFC電路模塊11的輸入電壓）。
[0046] 本發(fā)明實施例中的輸入電壓檢測模塊13與驅動模塊15是電連接的，所述輸入電 壓檢測模塊13會實時將檢測到的輸入電壓輸出給驅動模塊15。
[0047] 其中，所述輸出電壓檢測模塊14用于：檢測所述PFC電路模塊11的輸出電壓。本 發(fā)明實施例對所述輸出電壓檢測模塊14所采用的具體電路，以及所述輸出電壓檢測模塊 14檢測所述PFC電路模塊11的輸出電壓的具體檢測方式，在此不做限定，例如采用現(xiàn)有技 術實現(xiàn)，再例如上述，檢測第三電阻R3和第四電阻R4的串聯(lián)連接點，從而確定串聯(lián)的第三 電阻R3和第四電阻R4所具有的電壓（即所述PFC電路模塊11的輸出電壓）。
[0048] 本發(fā)明實施例中的輸出電壓檢測模塊14與驅動模塊15是電連接的，所述輸出電 壓檢測模塊14會實時將檢測到的輸出電壓輸出給驅動模塊15。
[0049] 其中，所述驅動模塊15用于：基于所述電流檢測模塊12檢測的輸入電流、所述輸 入電壓檢測模塊13檢測到的輸入電壓和所述輸出電壓采樣模檢測到的輸出電壓，并根據 第一算法生成變頻驅動信號，以所述變頻驅動信號控制所述PFC電路模塊11中所述開關模 塊111的導通或關斷，所述變頻驅動信號具有指定頻率范圍內至少兩個頻率的頻率成分。
[0050] 本發(fā)明實施例所述的變頻驅動信號具有至少兩個頻率成分，該變頻驅動信號所具 有的所有頻率成分都屬于指定頻率范圍。
[0051] 其中，所述第一算法的引入，是為：基于所述電流檢測模塊12檢測的輸入電流、所 述輸入電壓檢測模塊13檢測到的輸入電壓和所述輸出電壓采樣模塊14檢測到的輸出電壓 這些參數(shù)，生成具有指定頻率范圍內的至少兩個頻率成分的變頻驅動信號。值得說明的是， 所述第一算法可根據實驗數(shù)據建模確定，也可人為設定，在此不做限定。作為一具體實施方 式，在根據實驗數(shù)據確定該第一算法時，需考慮：以生成的變頻驅動信號控制開關模塊111 的導通或關斷時所引入的EMI噪聲，該EMI噪聲所具有的能量在多個頻率成分分散。由于 引入的EMI噪聲的大部分能量是分布在與變頻驅動信號所具有的頻率成分成倍數(shù)關系的 頻率成分上，因此在通常情況下，變頻驅動信號占用的頻率成分越多，引入EMI噪聲的能量 在更多頻率成分上分散，使得電磁兼容性（Electro Magnetic Compatibility，EMC)裕量滿 足國家制定的標準（例如GB/T6113)。
[0052] 這樣，即使在PFC電路模塊11中不添加HMI濾波電路，采用本發(fā)明實施例生成的 變頻驅動信號驅動開關模塊111的導通或斷開所引入的EMI噪聲，該EMI噪聲仍滿足國家 制定的標準（例如GB/T6113)。
[0053] 作為本發(fā)明實施例一優(yōu)選實施方式，對于對EMI噪聲要求較嚴格的應用場合，可 對本發(fā)明實施例提供的PFC電路模塊11做進一步優(yōu)化，在PFC電路模塊11添加EMI濾波 電路。需說明的是，本優(yōu)選實施方式對添加的EMI濾波電路所采用的電子元器件和/或芯 片，以及EMI濾波電路的濾波方式，在此均不做限定，例如可采用現(xiàn)有技術實現(xiàn)。
[0054] 圖2示出了圖1中所述驅動模塊15的一種組成結構，為了便于描述，僅示出了與 本發(fā)明實施例相關的部分。
[0055] 作為本發(fā)明實施例的一【具體實施方式】，參見圖2,所述驅動模塊15具體包括載波 模塊151、基準模塊152和比較模塊153 ;其中，所述比較模塊153分別與所述載波模塊151、 所述基準模塊152和所述PFC電路模塊11中的開關模塊111電連接，所述載波模塊151與 所述輸入電壓檢測模塊13電連接，所述基準模塊152分別與所述電流檢測模塊12、所述輸 入電壓檢測模塊13和所述輸出電壓檢測模塊14電連接。
[0056] 其中，所述載波模塊151用于：以所述輸入電流的頻率或所述輸入電壓的頻率為 中心頻率，以所述中心頻率確定所述指定頻率范圍，生成載波信號，所述載波信號具有指定 頻率范圍內至少兩個頻率的頻率成分。
[0057] 具體地，當整流模塊2將市電轉換為直流電之后，所述整流模塊2向PFC電路模塊 11輸出所述直流電；在具體實施過程中，所述電流檢測模塊12會檢測所述PFC電路模塊11 的輸入電流，同時所述輸入電壓檢測模塊13會檢測所述PFC電路模塊11的輸入電壓，由 于檢測到的輸入電流為所述直流電的電流，由于檢測到的輸入電壓為所述直流電的電壓， 因此，檢測到的輸入電流、檢測到的輸入電壓與所述直流電是同周期的，因此所述載波模塊 151只需根據檢測到的輸入電壓解析出所述直流電的頻率，或者根據檢測到的輸入電流解 析出所述直流電的頻率。
[0058] 再以所述直流電的頻率為中心頻率，根據實驗數(shù)據確定或人為設定了所述指定頻 率范圍，所述指定頻率范圍包括所述中心頻率。進而再在所述指定頻率范圍內確定至少兩 個頻率，生成具有確定的至少兩個頻率的頻率成分的載波信號。需說明的是，本實施方式對 于如何從所述指定頻率范圍內確定至少兩個頻率的具體確定方式，在此不做限定，例如可 根據實驗數(shù)據確定一算法，根據該算法從所述指定頻率范圍內確定至少兩個頻率。
[0059] 另外，本實施方式對載波信號的具體格式不做限定，例如可為正弦波、三角板或者 斜波等等。作為生成所述載波信號的一優(yōu)選案例，生成具有確定的頻率的頻率成分的三角 波，將生成的三角波作為載波信號。
[0060] 其中，所述基準模塊152用于：基于所述輸入電流、所述輸入電壓和所述輸出電 壓，并根據第二算法確定基準電壓值。
[0061] 具體地，所述基準模塊152是以所述輸入電流、所述輸入電壓和所述輸出電壓為 第二算法的參數(shù)，確定基準電壓值。由于所述電流檢測模塊12、所述輸入電壓檢測模塊13 和所述輸出電壓檢測模塊14持續(xù)對所述PFC電路模塊11進行電流和電壓檢測的，因此所 述基準模塊152會持續(xù)以當前檢測到的所述輸入電流、所述輸入電壓和所述輸出電壓作為 第二算法的參數(shù)，持續(xù)更新基準電壓值。
[0062] 其中，所述比較模塊153用于：對所述載波信號與所述基準電壓值進行幅值比較， 并根據比較結果生成PWM格式的變頻驅動信號。
[0063] 具體地，所述比較模塊153進行幅值比較并生成PWM格式的變頻驅動信號的規(guī)則 為：在同一時刻，如果所述載波信號的幅值高于所述基準電壓值，則所述比較模塊153輸出 電平"1";在同一時刻，如果所述載波信號的幅值等于或小于所述基準電壓值，則所述比較 模塊153輸出電平"0"。這樣，隨著時間段的持續(xù)，所述比較模塊153會生成由電平"1"和 電平"0"組成的PWM信號（即PWM格式的變頻驅動信號）。
[0064] 需說明的是，本實施方式對所述比較模塊153的電路結構和工作方式均不做限 定，只要能實現(xiàn)上述的比較功能即可；通常需要根據開關模塊111的工作電壓需要，對比較 模塊153的驅動電壓做相應調整，使得比較模塊153輸出電平"1"時，開關模塊111能夠準 確地及時地導通，使得比較模塊153輸出電平"0"時，開關模塊111能夠準確地及時地關斷。 [0065] 舉例說明，為便于理解比較模塊153生成變頻驅動信號的過程，以圖12為例詳述 如下：比較模塊153將載波模塊151輸出的三角波（載波信號）與基準模塊152輸出的基 準電壓值進行大小比較，所述載波信號的幅值高于所述基準電壓值，則所述比較模塊 153輸出電平"1";所述載波信號的幅值等于或小于所述基準電壓值，則所述比較模塊153 輸出電平"0"。這樣，隨著時間段的持續(xù)，所述比較模塊153會生成并輸出由電平"1"和電 平"0"組成的PWM信號（即PWM格式的變頻驅動信號）。
[0066] 圖3示出了圖2中所述載波模塊151的一種組成結構，為了便于描述，僅示出了與 本發(fā)明實施例相關的部分。
[0067] 作為本發(fā)明實施例一優(yōu)選實施方式，參見圖3,所述載波模塊151包括步長單元 1511、乘法單元1512、限幅輸出單元1513、邏輯判斷單元1514、計數(shù)單元1515和峰值檢測單 元1516 ;其中，所述乘法單元1512分別與步長單元1511、限幅輸出單元1513和邏輯判斷單 元1514電連接；其中，計數(shù)單元1515分別與限幅輸出單元1513、邏輯判斷單元1514和峰 值檢測單元1516電連接，峰值檢測單元1516與輸入電壓檢測模塊13電連接，限幅輸出單 元1513與比較模塊153電連接。
[0068] 其中，所述步長單元1511用于：以所述中心頻率加上預設的變頻幅度作為所述指 定頻率范圍的上限頻率，以所述中心頻率減去所述變頻幅度作為所述指定頻率范圍的下限 頻率。
[0069] 具體在本優(yōu)選實施方式中，待解析出所述輸入電流的頻率或者輸入電壓的頻率， 并以所述輸入電流的頻率或者輸入電壓的頻率作為所述中心頻率之后。進一步確定所述指 定頻率范圍，具體為：以所述中心頻率加上預設的變頻幅度作為所述指定頻率范圍的上限 頻率，以所述中心頻率減去所述變頻幅度作為所述指定頻率范圍的下限頻率；以該下限頻 率到該上限頻率這一頻率區(qū)間作為所述指定頻率范圍。值得說明的是，所述變頻幅度是根 據實驗數(shù)據預先設定的，或者人為設定的。
[0070] 另外，所述步長單元1511還用于：基于預設的變頻次數(shù)和所述變頻幅度，以第三 算法確定變頻步長。
[0071] 具體地，預先根據實驗數(shù)據設定該變頻次數(shù)，或者人為設定該變頻次數(shù)。進而以預 先設定的變頻次數(shù)和預先設定的變頻幅度作為第三算法的參數(shù)，確定出變頻步長。
[0072] 具體地，所述第三算法為：

【權利要求】
1. 一種功率因素校正裝置，連接在整流模塊和負載模塊之間；所述功率因素校正裝置 包括PFC電路模塊，所述PFC電路模塊包括開關模塊；其特征在于，還包括電流檢測模塊、輸 入電壓檢測模塊、輸出電壓檢測模塊和驅動模塊，所述電流檢測模塊、所述輸入電壓檢測模 塊、所述輸出電壓檢測模塊分別與所述驅動模塊電連接，所述PFC電路模塊分別與所述電 流檢測模塊、所述輸入電壓檢測模塊和所述輸出電壓檢測模塊電連接，所述驅動模塊與所 述開關模塊電連接； 所述電流檢測模塊，用于檢測所述PFC電路模塊的輸入電流； 所述輸入電壓檢測模塊，用于檢測所述PFC電路模塊的輸入電壓； 所述輸出電壓檢測模塊，用于檢測所述PFC電路模塊的輸出電壓； 所述驅動模塊，用于基于所述電流檢測模塊檢測的輸入電流、所述輸入電壓檢測模塊 檢測到的輸入電壓和所述輸出電壓采樣模檢測到的輸出電壓，并根據第一算法生成變頻驅 動信號，以所述變頻驅動信號控制所述PFC電路模塊中所述開關模塊的導通或關斷，所述 變頻驅動信號具有指定頻率范圍內至少兩個頻率的頻率成分。
2. 如權利要求1所述的功率因素校正裝置，其特征在于，所述驅動模塊具體包括載波 模塊、基準模塊和比較模塊； 所述載波模塊，用于以所述輸入電流的頻率或所述輸入電壓的頻率為中心頻率，以所 述中心頻率確定所述指定頻率范圍，生成載波信號，所述載波信號具有指定頻率范圍內至 少兩個頻率的頻率成分； 所述基準模塊，用于基于所述輸入電流、所述輸入電壓和所述輸出電壓，并根據第二算 法確定基準電壓值； 所述比較模塊，用于對所述載波信號與所述基準電壓值進行幅值比較，并根據比較結 果生成PWM格式的變頻驅動信號。
3. 如權利要求2所述的所述的功率因素校正裝置，其特征在于，所述載波模塊包括步 長單元、乘法單元、限幅輸出單元、邏輯判斷單元、計數(shù)單元和峰值檢測單元； 所述步長單元，用于以所述中心頻率加上預設的變頻幅度作為所述指定頻率范圍的上 限頻率，以所述中心頻率減去所述變頻幅度作為所述指定頻率范圍的下限頻率；所述步長 單元還用于基于預設的變頻次數(shù)和所述變頻幅度，以第三算法確定變頻步長； 所述乘法單元，用于對所述步長單元輸出的變頻步長與所述邏輯判斷單元輸出的邏輯 值相乘，向所述限幅輸出單元輸出相乘結果； 所述限幅輸出單元，用于對所述限幅輸出單元上次輸出的信號fM和所述乘法單元輸 出的所述相乘結果相加，輸出相加得到的信號fn ; 所述計數(shù)單元，用于對所述限幅輸出單元輸出信號的次數(shù)計數(shù)，向所述邏輯判斷單元 輸出計數(shù)的所述次數(shù)，所述次數(shù)為正整數(shù)； 所述邏輯判斷單元，用于基于所述計數(shù)單元輸出的所述次數(shù)，根據第四算法確定所述 邏輯值，向所述乘法單元輸出所述邏輯值； 所述峰值檢測單元，用于在檢測到所述輸入電壓的峰值時，將所述計數(shù)單元計數(shù)的次 數(shù)置為零； 其中，所述第三算法為Δ/ = 4x|，所述△ f為所述變頻步長，所述N為預設的所述變 N 頻次數(shù)，所述fh為所述變頻幅度； 其中，所述第四算法為j
，所述K為所述邏輯值，所述η為所述計 數(shù)單元計數(shù)的所述次數(shù)，所述N為預設的所述變頻次數(shù)。
4. 如權利要求3所述的功率因素校正裝置，其特征在于，所述限幅輸出單元包括延遲 單元和限幅單元； 所述延遲單元，用于對上次輸出的信號延遲； 所述限幅單元，用于對所述延遲單元輸出的信號fM和所述乘法單元輸出的所述相乘 結果相加，以預設峰值對相加得到的信號fn的峰值進行限制，輸出以所述預設峰值為峰值 的信號fn。
5. 如權利要求2所述的功率因素校正裝置，其特征在于，所述基準模塊包括：第一減法 器、直流母線電壓調節(jié)器、乘法器、第二減法器、電流調節(jié)器； 所述第一減法器，用于將預設的直流母線電壓與所述輸出電壓檢測模塊檢測到的輸出 電壓相減，向所述直流母線電壓調節(jié)器輸出相減結果； 所述直流母線電壓調節(jié)器，用于基于所述第一減法器輸出的相減結果，根據第五算法 確定電流幅值系數(shù)； 所述乘法器，用于將所述電流幅值系數(shù)與所述輸入電壓檢測模塊檢測到的輸入電壓相 乘，向所述第二減法器輸出相乘結果； 所述第二減法器，用于將所述乘法器輸出的相乘結果與所述電流檢測模塊檢測到的輸 入電流相減，向所述電流調節(jié)器輸出相減結果； 所述電流調節(jié)器，用于基于所述第二減法器輸出的相減結果，根據第六算法確定所述 基準電壓值，并向所述比較模塊輸出所述基準電壓值； 其中，所述第五算法為：A&ef = Kpl X (Hut) +Kil X / (Hut) dt，所述Atof為所述 電流幅值系數(shù)，所述Vttk為預設的所述直流母線電壓，所述Vrat為所述輸出電壓檢測模塊檢 測到的輸出電壓，所述K pl和Kil均為第一預設參數(shù)； 其中，所述第六算法為：= Kp2X(IMf-Iin)+Ki2X / (IMf-Iin)dt，所述Vref為所述基 準電壓值，所述Kp2和所述Ki2為第二預設參數(shù)，所述IMf為所述乘法器輸出的相乘結果，所 述I in為所述電流檢測模塊檢測到的輸入電流。
6. -種電器，其特征在于，所述電器包括權利要求1至5任一項所述的功率因素校正裝 置。
7. -種空調，其特征在于，所述空調包括權利要求1至5任一項所述的功率因素校正裝 置。
8. -種電機驅動方法，其特征在于，所述電機驅動方法包括： 步驟Al 1，電流檢測模塊檢測PFC電路模塊的輸入電流； 步驟A12,輸入電壓檢測模塊檢測所述PFC電路模塊的輸入電壓； 步驟A13,輸出電壓檢測模塊檢測所述PFC電路模塊的輸出電壓； 步驟A14,驅動模塊基于所述電流檢測模塊檢測的輸入電流、所述輸入電壓檢測模塊檢 測到的輸入電壓和所述輸出電壓采樣模檢測到的輸出電壓，并根據第一算法生成變頻驅動 信號，以所述變頻驅動信號控制PFC電路模塊中開關模塊的導通或關斷，所述變頻驅動信 號具有指定頻率范圍內至少兩個頻率的頻率成分。
9. 如權利要求8所述的電機驅動方法，其特征在于，所述驅動模塊具體包括載波模塊、 基準模塊和比較模塊；所述步驟A14具體包括： 步驟A141，所述載波模塊以所述輸入電流的頻率或所述輸入電壓的頻率為中心頻率， 以所述中心頻率確定所述指定頻率范圍，生成載波信號，所述載波信號具有指定頻率范圍 內至少兩個頻率的頻率成分； 步驟A142,所述基準模塊基于所述輸入電流、所述輸入電壓和所述輸出電壓，并根據第 二算法確定基準電壓值； 步驟A143,所述比較模塊對所述載波信號與所述基準電壓值進行幅值比較，并根據比 較結果生成PWM格式的變頻驅動信號。
10. 如權利要求8所述的電機驅動方法，其特征在于，所述載波模塊包括步長單元、乘 法單元、限幅輸出單元、邏輯判斷單元、計數(shù)單元和峰值檢測單元；所述步驟A141具體包 括： 步驟A1411，所述步長單元以所述中心頻率加上預設的變頻幅度作為所述指定頻率范 圍的上限頻率，以所述中心頻率減去所述變頻幅度作為所述指定頻率范圍的下限頻率； 步驟A1412,所述步長單元基于預設的變頻次數(shù)和所述變頻幅度，以第三算法確定變頻 步長； 步驟A1413,所述乘法單元對所述步長單元輸出的變頻步長與所述邏輯判斷單元輸出 的邏輯值相乘，向所述限幅輸出單元輸出相乘結果； 步驟A1414,所述限幅輸出單元對所述限幅輸出單元上次輸出的信號fn_i和所述乘法 單元輸出的所述相乘結果相加，輸出相加得到的信號fn ; 步驟A1415,所述計數(shù)單元對所述限幅輸出單元輸出信號的次數(shù)計數(shù)，向所述邏輯判斷 單元輸出計數(shù)的所述次數(shù)，所述次數(shù)為正整數(shù)； 步驟A1416,所述邏輯判斷單元基于所述計數(shù)單元輸出的所述次數(shù)，根據第四算法確定 所述邏輯值，向所述乘法單元輸出所述邏輯值；
步驟A1417,所述峰值檢測單元在檢測到所述輸入電壓的峰值時，將所述計數(shù)單元計數(shù) 的次數(shù)置為零； 其中，所述第三算法為 ，所述為所述變頻步長，所述N為預設的所述變 頻次數(shù)，所述fh為所述變頻幅度； 其中，所述第四算法為
，所述K為所述邏輯值，所述η為所述計 數(shù)單元計數(shù)的所述次數(shù)，所述N為預設的所述變頻次數(shù)。
11. 如權利要求8所述的電機驅動方法，其特征在于，所述限幅輸出單元包括延遲單元 和限幅單元；所述步驟A1414具體包括： 步驟A14141，所述延遲單元對上次輸出的信號fn_i延遲； 步驟A14142,所述限幅單元對所述延遲單元輸出的信號fn_i和所述乘法單元輸出的所 述相乘結果相加，以預設峰值對相加得到的信號fn的峰值進行限制，輸出以所述預設峰值 為峰值的信號f n。
12.如權利要求8至11任一項所述的電機驅動方法，其特征在于，所述基準模塊包括： 第一減法器、直流母線電壓調節(jié)器、乘法器、第二減法器、電流調節(jié)器；所述步驟A142具體 包括： 步驟A1421，所述第一減法器將預設的直流母線電壓與所述輸出電壓檢測模塊檢測到 的輸出電壓相減，向所述直流母線電壓調節(jié)器輸出相減結果； 步驟A1422,所述直流母線電壓調節(jié)器基于所述第一減法器輸出的相減結果，根據第五 算法確定電流幅值系數(shù)； 步驟A1423,所述乘法器將所述電流幅值系數(shù)與所述輸入電壓檢測模塊檢測到的輸入 電壓相乘，向所述第二減法器輸出相乘結果； 步驟A1424,所述第二減法器將所述乘法器輸出的相乘結果與所述電流檢測模塊檢測 到的輸入電流相減，向所述電流調節(jié)器輸出相減結果； 步驟A1425,所述電流調節(jié)器基于所述第二減法器輸出的相減結果，根據第六算法確定 所述基準電壓值，并向所述比較模塊輸出所述基準電壓值； 其中，所述第五算法為：A&ef = KplX (HutHKilX / ^。，。」社，所述^{為所述 電流幅值系數(shù)，所述Vttk為預設的所述直流母線電壓，所述Vrat為所述輸出電壓檢測模塊檢 測到的輸出電壓，所述K pl和Kil均為第一預設參數(shù)； 其中，所述第六算法為：= Kp2X(IMf-Iin)+Ki2X / (IMf-Iin)dt，所述Vref為所述基 準電壓值，所述Kp2和所述Ki2為第二預設參數(shù)，所述IMf為所述乘法器輸出的相乘結果，所 述I in為所述電流檢測模塊檢測到的輸入電流。
【文檔編號】H02M1/42GK104377951SQ201410636227
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權日:2014年11月12日
【發(fā)明者】盛爽, 張國柱, 李童杰 申請人:廣東美的制冷設備有限公司