一種逆變器散熱風(fēng)扇的控制裝置及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于風(fēng)扇控制領(lǐng)域，特別設(shè)及一種逆變器散熱用直流風(fēng)扇的控制裝置及控 制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在中小功率逆變器中，通常采用直流風(fēng)扇對功率器件進(jìn)行散熱，W降低其運(yùn)行溫 度，保證逆變器正常工作。當(dāng)前直流風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速控制方式為脈寬調(diào)制(PWM)控制，其控制原 理是：向風(fēng)扇的控制線提供方波信號，通過調(diào)節(jié)方波信號的占空比控制風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。
[0003] 直流風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制方法常用的有W下幾種:一種方式為恒溫控制，設(shè)置一個期望 的溫度參考值，通過閉環(huán)控制，根據(jù)溫度參考值來自動調(diào)整PWM信號的占空比，將溫度始終 維持在設(shè)定的參考值。但是當(dāng)溫度參考值設(shè)置太低時，風(fēng)扇會W較高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，損耗和噪聲 增加；當(dāng)溫度參考值設(shè)置太高時，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速較低，逆變器功率器件一直保持較高的溫度，影 響元器件壽命。此種方式的另一個缺點(diǎn)是當(dāng)逆變器功率器件溫度發(fā)生變化時，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速會 隨時跟著變化，造成風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的頻繁改變，影響風(fēng)扇壽命。另一種方式是設(shè)置一個溫度區(qū) 間，當(dāng)溫度達(dá)到某個設(shè)定值后調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，但是溫度是一個漸變的過程，例如轉(zhuǎn)速提高 后，溫度不可能立即降低，當(dāng)溫度變化速率較大時，可能會使得逆變器在短時間內(nèi)處于超溫 工作狀態(tài)，減少功率器件使用壽命。
[0004] "風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制方法、裝置及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備"（專利號為〔化018651518)公開了一種風(fēng)扇 控制方法，根據(jù)預(yù)先存儲的前n個時刻的溫度值和當(dāng)前時刻的溫度值，對n+1個時刻的溫度 值進(jìn)行曲線擬合，由曲線擬合的結(jié)果獲得溫度的變化曲線，依據(jù)得到的溫度變化規(guī)律對風(fēng) 扇的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。"風(fēng)扇轉(zhuǎn)速控制方法"（專利號為CN100555148C)公開的方法也是通過預(yù) 置多組溫度/轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換表，調(diào)整風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速。
[0005] 由于逆變器功率器件的運(yùn)行溫度與環(huán)境溫度、逆變器實(shí)時功率有關(guān)，不同環(huán)境溫 度、不同功率條件下，溫度變化的速率和曲線都不相同，因此需要對應(yīng)不同的溫度變化曲線 或溫度/轉(zhuǎn)速表，數(shù)量繁多，需要較大的內(nèi)存存儲大量數(shù)據(jù)，此時采用實(shí)時曲線擬合或查表 的方法程序較難實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的，在于提供一種逆變器散熱風(fēng)扇的控制裝置及控制方法，其用于逆 變器功率器件的散熱，可解決現(xiàn)有技術(shù)中風(fēng)扇轉(zhuǎn)速頻繁變化，溫度參考值難W合理設(shè)置，溫 度變化率大時易超溫運(yùn)行，預(yù)置溫度/轉(zhuǎn)速曲線較多難W實(shí)現(xiàn)等問題。
[0007] 為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是：
[000引一種逆變器散熱風(fēng)扇的控制裝置，包括：
[0009]參數(shù)設(shè)置模塊，用于設(shè)置m段過溫定值Tm、T日T2、……、T〇Tm，過溫延時定值toTi、 t〇T2、......、toTm;設(shè)置n段低溫定值TuT1、TuT2、......、TlITn，低溫延時定值tuTl、tuT2、......、tuTn ;設(shè) 置PWM信號占空比的調(diào)整步長AD;
[0010] 溫度檢測模塊，用于檢測逆變器運(yùn)行過程中所有功率器件的實(shí)時溫度；
[0011] 溫度選擇模塊，用于選擇所有功率器件的最大實(shí)時溫度；
[0012] 過溫控制模塊，用于判斷最大實(shí)時溫度是否滿足各段過溫和延時定值條件，如是， 增加 PWM占空比；
[0013] 低溫控制模塊，用于判斷最大實(shí)時溫度是否滿足各段低溫和延時定值條件，如是， 減小PWM占空比；
[0014] PWM生成模塊，用于將占空比數(shù)值轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的PWM信號W調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。
[001引還包括一個限幅模塊，用于將PWM占空比限審化0~1，占空比增加和減小的步長小 于0.1。
[0016] -種逆變器散熱風(fēng)扇的控制方法，包括如下步驟：
[0017] 步驟S401，檢測逆變器運(yùn)行過程中所有功率器件的實(shí)時溫度；
[001引步驟S402，選擇所有功率器件的最大實(shí)時溫度；
[0019] 步驟S5，判斷最大實(shí)時溫度是否大于各段過溫定值，如是，且大于過溫定值的持續(xù) 時間達(dá)到對應(yīng)的延時定值后，PWM占空比增加一個步長，提高風(fēng)扇轉(zhuǎn)速；
[0020] 步驟S6，判斷最大實(shí)時溫度是否小于各段低溫定值，如是，且小于低溫定值的持續(xù) 時間達(dá)到對應(yīng)的延時定值后，PWM占空比減小一個步長，降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速；
[0021] 步驟S7,上述兩個判斷條件均未滿足，保持當(dāng)前風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，返回步驟S401。
[00剖上述步驟S5中，過溫定值設(shè)置為m段Toti、Tot2、……、Tot。，分別對應(yīng)過溫延時定值 t0Tl、t0T2、......、t0Tm。
[002；3] 上述m段過溫定值對應(yīng)為[ToTltoTl]、[T0T2t0T2]、......、[ToTm toTm]，過溫定值之間的 關(guān)系為T0T1〉T0T2>…〉ToTm，過溫延時定值之間的關(guān)系為1腳<1肥0''<切化，111的取值范圍為2~ 5。
[0024] 上述步驟S5的詳細(xì)內(nèi)容是：將最大實(shí)時溫度與各過溫定值Ton、Tot2、……、扣怖比 較，如小于所有過溫定值，返回步驟S401，如大于某一過溫定值Ton, i = l，2,…，m，即開始計 時，判斷最大實(shí)時溫度大于該過溫定值Toti的持續(xù)時間是否達(dá)到過溫延時定值toTi，若達(dá)到 則PWM占空比增加一個步長，提高風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，若未達(dá)到則重復(fù)步驟S5。
[0025] 上述低溫定值設(shè)置為n段Tuti、Tut2、……、Tut。，分別對應(yīng)低溫延時定值tun、 tuT2、......、tuTn。
[0026] 上述n段低溫定值對應(yīng)為[TuTltuTl]、[TuT2tuT2]、......、[TuTn tuTn]，低溫定值之間的 關(guān)系為TuT1〉TuT2>…〉TuTn，低溫延時定值之間的關(guān)系為tuTl〉tuT2>…〉tuTn，n的取值范圍為2~ 5。
[0027] 上述步驟S6的詳細(xì)內(nèi)容是：將最大實(shí)時溫度與各低溫定值Tm、Tut2、……、Tut。比 較，如大于所有低溫定值，返回步驟S401，如小于某一低溫定值Tuu，j = 1，2，…，n，即開始計 時，判斷最大實(shí)時溫度小于該低溫定值Tuu的持續(xù)時間是否達(dá)到低溫延時定值tuu，若達(dá)到 則PWM占空比減小一個步長，降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，若未達(dá)到則重復(fù)步驟S6。
[002引上述過溫定值ToTm與低溫定值Tm之間滿足:T0Tm-TuTl〉10°C。
[0029]采用上述方案后，本發(fā)明的特點(diǎn)在于：易于程序?qū)崿F(xiàn)，設(shè)置多段溫度和延時定值， 過溫時，若溫度變化率較小，將優(yōu)先達(dá)到較低的過溫定值(延時較長）；若溫度變化率較大， 將優(yōu)先達(dá)到較高的過溫定值(延時較短）。低溫時，若溫度變化率較小，將優(yōu)先達(dá)到較高的低 溫定值(延時較長）；若溫度變化率較大，將優(yōu)先達(dá)到較低的低溫定值(延時較短）。本發(fā)明能 減小溫度變化速率不確定帶來的影響，使得風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提前調(diào)整，將逆變器溫度控制在設(shè)定 范圍內(nèi)，同時能有效避免風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的頻繁變化。
【附圖說明】
[0030]圖1是本發(fā)明控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0031 ]圖2是本發(fā)明控制裝置中參數(shù)設(shè)置模塊的示意圖；
[0032] 圖3是本發(fā)明控制方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實(shí)施例對本 發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用W解釋本發(fā)明而 不限定本發(fā)明。
[0034] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種逆變器散熱風(fēng)扇的控制裝置，其中的散熱風(fēng)扇主要是 針對直流風(fēng)扇，能夠接受不同占空比的脈寬調(diào)制(PWM)信號實(shí)時調(diào)整轉(zhuǎn)速;所述控制裝置包 括參數(shù)設(shè)置模塊10、溫度檢測模塊11、溫度選擇模塊12、過溫控制模塊13、低溫控制模塊14、 限幅模塊15 W及PWM信號生成模塊16,下面分別介紹。
[0035] 參數(shù)設(shè)置模塊用于設(shè)置m段過溫定值Ton、Tot2、……、TciTm，過溫延時定值ton、 t〇T2、......、toTm;設(shè)置n 段低溫定值 Tuti、Tut2、......、Tut。，低溫延時定值 tuTi、tuT2、......、tuTn;設(shè) 置PWM信號占空比的調(diào)整步長AD;
[0036] 參數(shù)設(shè)置模塊中各定值的關(guān)系如圖2所示，溫度定值滿足Toti〉Tot2>…〉ToTm^UTl〉 TuT2>…〉Tuxn，過溫延時定值滿足1：日11<1：(1?2<。'<1：日化，低溫延時定值滿足1：肌1〉1：肌2〉。'〉1：日化，為確 保過溫控制模塊和低溫控制模塊控制的溫度區(qū)域互不影響，ToTm與Tut込間的溫差一般大于 10°C，m和n的取值范圍均為2~5,且在同一實(shí)施例中，m和n的取值既可相等也可不等。
[0037] 表1是基于本發(fā)明的一個典型的定值設(shè)置示例，其中，m=3,過溫3段定值，n = 2,低 溫2段定值，占空比調(diào)整步長為0.05。
[00；3引 表1
[0040] 溫度檢