獲取負載功率的方法、裝置、pfc電路、開關電源及電器的製造方法
2023-04-29 18:11:51
獲取負載功率的方法、裝置、pfc電路、開關電源及電器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種獲取負載功率的方法、裝置、PFC電路、開關電源及電器。其中，該方法包括：獲取功率因數修正器PFC電路的輸入電流值和功率因數修正器PFC電路的輸出電壓值；通過狀態觀測器對輸入電流值和輸出電壓值進行輸入電壓計算，以獲取功率因數修正器PFC電路的輸入電壓值；根據輸入電流值和輸入電壓值進行功率計算，以獲取負載的功率。通過本發明，實現了無需檢測PFC電路的輸入電壓便可以準確計算得出負載功率的效果，從而節省了檢測PFC電路的輸入電壓的檢測電阻上的功耗，簡化了硬體電路的複雜度。
【專利說明】獲取負載功率的方法、裝置、PFC電路、開關電源及電器
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力電子領域，具體而言，涉及一種獲取負載功率的方法、裝置、PFC電 路、開關電源及電器。
【背景技術】
[0002] 現有技術中檢測開關電源的負載功率時，通常需要採集電源中功率因數修正器 (Power Factor Correction,簡稱為PFC)電路的輸入電流和輸入電壓兩個物理量，再通過 這兩個值計算出負載功率，然而由於輸入電壓為交流電，波動大且存在過零點，檢測誤差較 大，現有的直接測量PFC電路輸入電壓的方法容易引入誤差，從而導致功率計算不準確。
[0003] 針對現有技術中在獲取開關電源的負載功率時，由於直接採集到的PFC電路的輸 入電壓不準確，從而導致開關電源的負載功率檢測不準確的問題，目前尚未提出有效的解 決方案。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術中在獲取開關電源的負載功率時，由於直接採集到的PFC電路的輸 入電壓不準確，從而導致開關電源的負載功率檢測不準確的問題，目前尚未提出有效的解 決方案，為此，本發明的主要目的在於提供一種獲取負載功率的方法、裝置、PFC電路、開關 電源及電器，以解決上述問題。
[0005] 為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種獲取負載功率的方法，該 獲取負載功率的方法包括：獲取功率因數修正器PFC電路的輸入電流值和功率因數修正器 PFC電路的輸出電壓值；通過狀態觀測器對輸入電流值和輸出電壓值進行輸入電壓計算， 以獲取功率因數修正器PFC電路的輸入電壓值；根據輸入電流值和輸入電壓值進行功率計 算，以獲取負載的功率。
[0006] 進一步地，通過狀態觀測器對輸入電流值和輸出電壓值進行輸入電壓計算，以獲 取功率因數修正器PFC電路的輸入電壓值的步驟包括：通過第一方程和第二方程計算獲取 功率因數修正器PFC電路的輸入電壓值vin，其中，第一方程為：
[0007]
【權利要求】
1. 一種獲取負載功率的方法，其特徵在於，包括： 獲取功率因數修正器PFC電路的輸入電流值和所述功率因數修正器PFC電路的輸出電 壓值； 通過狀態觀測器對所述輸入電流值和所述輸出電壓值進行輸入電壓計算，以獲取所述 功率因數修正器PFC電路的輸入電壓值； 根據所述輸入電流值和所述輸入電壓值進行功率計算，以獲取所述負載的功率。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，通過狀態觀測器對所述輸入電流值和所 述輸出電壓值進行輸入電壓計算，以獲取所述功率因數修正器PFC電路的輸入電壓值的步 驟包括： 通過第一方程和第二方程計算獲取所述功率因數修正器PFC電路的輸入電壓值vin，其 中，所述第一方程為：
所述第二方程為：
其中，所述L為所述功率因數修正器PFC電路的電感值，所述iin為輸入電流值，所述vin為輸入電壓值，所述i為所述1的估計量，所述：?為所述7的估計量，所述±為1的參考量，所
述：為所述：!^的參考量，所述.為所述參考量，所述.為的參考量，所述 ，所 hn Vin X X 述y為所述輸入電流值iin，所述Vp為所述功率因數修正器PFC電路的開關管的對地電壓， 所述A為
，所述B為
，所述C為[1 0]，所述D為觀測增益矩陣，所述u為所述 vp，所述dl和所述d2為觀測增益，其中，在初始狀態下，所述vp的值即為所述功率因數修正 器PFC電路的輸出電壓值。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，獲取功率因數修正器PFC電路的輸入電流 值和所述功率因數修正器PFC電路的輸出電壓值的步驟包括： 採集所述功率因數修正器PFC電路的輸入電流信號和所述功率因數修正器PFC電路的 輸出電壓信號； 對所述輸入電流信號和所述輸出電壓信號進行D/A轉換，以生成PWM信號； 對所述PWM信號進行採樣處理，以獲取所述功率因數修正器PFC電路的輸入電流值和 所述功率因數修正器PFC電路的輸出電壓值。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，根據所述輸入電流值和所述輸入電壓值 進行功率計算，以獲取所述負載的功率的步驟包括： 通過如下公式進行功率計算獲取所述負載的功率P，所述公式如下： P=vin*iin，其中，所述iin為所述輸入電流值，所述v in為所述輸入電壓值。
5. -種獲取負載功率的裝置，其特徵在於，包括： 信號處理模塊，用於獲取功率因數修正器PFC電路的輸入電流值和所述功率因數修正 器PFC電路的輸出電壓值； 第一計算模塊，用於通過狀態觀測器對所述輸入電流值和所述輸出電壓值進行輸入電 壓計算，以獲取所述功率因數修正器PFC電路的輸入電壓值； 第二計算模塊，用於根據所述輸入電流值和所述輸入電壓值進行功率計算，以獲取所 述負載的功率。
6. 根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述第一計算模塊包括： 第一子計算模塊，用於通過第一方程和第二方程計算獲取所述功率因數修正器PFC電 路的輸入電壓值vin，其中，所述第一方程為：
所述第二方程為：
， 其中，所述L為所述功率因數修正器PFC電路的電感值，所述iin為輸入電流值，所述vin為輸入電壓值，所述i為所述X的估計量，所述5s為所述y的估計量，所述i為X的參考量，所
述：為所述iin的參考量，所述.為所述vin的參考量，所述.為的參考量，所述 ， hn X； X 所述y為所述輸入電流值iin，所述Vp為所述功率因數修正器PFC電路的開關管的對地電 壓，所述A為
，所述B為
，所述C為[1 0]，所述D為觀測增益矩陣，所述u為 所述vp，所述dl和所述d2為觀測增益，其中，在初始狀態下，所述vp的值即為所述功率因 數修正器PFC電路的輸出電壓值。
7. 根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述信號處理模塊包括： 採集模塊，用於採集所述功率因數修正器PFC電路的輸入電流信號和所述功率因數修 正器PFC電路的輸出電壓信號； 信號處理子模塊，用於對所述輸入電流信號和所述輸出電壓信號進行D/A轉換，以生 成PWM信號； 採樣處理模塊，用於對所述PWM信號進行採樣處理，以獲取所述功率因數修正器PFC電 路的輸入電流值和所述功率因數修正器PFC電路的輸出電壓值。
8. 根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述第二計算模塊包括： 第二子計算模塊，用於通過如下公式進行功率計算獲取所述負載的功率P，所述公式如 下： P=vin*iin，其中，所述iin為所述輸入電流值，所述v in為所述輸入電壓值。
9. 一種PFC電路，其特徵在於，包括： 信號處理器，用於採集PFC電路的輸入電流信號和所述PFC電路的輸出電壓信號，並對 所述輸入電流信號和所述輸出電壓信號進行D/A轉換，以生成PWM信號，然後對所述PWM信 號進行採樣處理，以獲取所述PFC電路的輸入電流值和所述PFC電路的輸出電壓值； 計算器，與所述信號處理器連接，用於根據所述輸入電流值和所述輸出電壓值進行輸 入電壓計算，以獲取所述PFC電路的輸入電壓值，並根據所述輸入電流值和所述輸入電壓 值進行功率計算獲取所述負載的功率。
10. 根據權利要求9所述的PFC電路，其特徵在於，所述PFC電路還包括： 電感，第一端作為所述PFC電路的第一電源連接端； 二極體，第一端與所述電感的第二端連接，第二端作為所述PFC電路的第一負載連接 端； 開關管，第一端與所述電感的第二端連接，第二端與所述信號處理器連接，第三端接 地； 電容，第一端與所述二極體的第二端連接，第二端與所述開關管的第二端連接；其中， 所述開關管的第二端作為所述PFC電路的第二電源連接端，且作為所述PFC電路的第 二負載連接端。
11. 一種開關電源，其特徵在於，包括權利要求5至8中任一項所述的獲取開關電源負 載功率的裝置或如權利要求9或10所述的PFC電路。
12. -種電器，其特徵在於，包括權利要求5至8中任一項所述的獲取開關電源負載功 率的裝置或如權利要求9或10所述的PFC電路或如權利要求11所述的開關電源。
【文檔編號】G01R21/133GK104062493SQ201310090693
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2013年3月20日 優先權日:2013年3月20日
【發明者】孫豐濤, 胡晰怡, 呂向前, 楊帆, 孫泉良 申請人:珠海格力電器股份有限公司