[发明专利]一种PTC加热器件的控制方法及其控制系统

说明书

本发明公开了一种PTC加热器件的控制方法，本发明还涉及该控制方法应用的控制系统，采用电连接在直流母线电源和PTC加热器件之间的驱动控制器，用于实现对PTC加热器件的驱动控制；驱动控制器的控制方法包括温度外闭环控制和电流内闭环控制；温度外闭环控制的输出信号作为电流内闭环控制输入的目标工作电流信号，电流内闭环控制的输出信号作为驱动PTC加热器件的PWM占空比信号；本发明使得PTC加热器件的工作电流相对于现有技术采用单独温度闭环的控制变得更加平稳，明显减少对PTC加热器件和其控制系统相关元器件的冲击，显著提高了PTC加热器件的稳定性和安全可靠性。

技术领域

本发明属于PTC加热器的控制领域，具体涉及了一种PTC加热器件的控制方法，本发明还涉及该控制方法应用的控制系统。

背景技术

PTC(Positive Temperature Coefficient的缩写)特性通常是指其电阻率会随着温度升高而增大。正由于PTC特征的存在，人们利用了PTC特征用来制备具有温控功能的加热器件，也可称为PTC加热器件。

PTC加热器件的现有控制方法均采用温度闭环控制，具体是采用温度传感器对PTC元件或其应用的介质进行温度采样，通过对目标控制温度与实际采样温度进行PI调节，输出信号作为PWM占空比信号驱动PTC进行加热直至到达新的温度平衡。然而，申请人发现由于在温度闭环控制方案中，将温度差进行PI调节后的输出直接作为驱动PWM占空比信号会导致PTC加热器件的工作电流存在响应滞后性，这会造成控制系统的工作电流发生较大波动、平稳性差，对PTC加热器件和其控制系统的相关元器件均带来了较大冲击，最终对PTC加热器件的使用寿命造成负面影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种PTC加热器件的控制方法及其控制系统，使得PTC加热器件的工作电流相对于现有技术采用单独温度闭环的控制变得更加平稳，明显减少对PTC加热器件和其控制系统相关元器件的冲击，显著提高了PTC加热器件的稳定性和安全可靠性。

本发明采用的技术方案如下：

一种PTC加热器件的控制方法，采用电连接在直流母线电源和所述PTC加热器件之间的驱动控制器，用于实现对所述PTC加热器件的驱动控制；所述驱动控制器的控制方法包括温度外闭环控制和电流内闭环控制；其中，所述温度外闭环控制的输出信号作为所述电流内闭环控制输入的目标工作电流信号，所述电流内闭环控制的输出信号作为驱动所述PTC加热器件的PWM占空比信号。

优选地，所述温度外闭环控制基于预设的目标温度信号与实际采样温度信号的温度差进行PI或PID调节后输出目标工作电流信号；所述电流内闭环控制基于所述目标工作电流信号与实际采样电流信号的电流差进行PI或PID调节后，其输出作为驱动所述PTC加热器件的PWM占空比信号。

优选地，所述实际采样电流信号的采样周期小于所述实际采样温度信号的采样周期。

优选地，所述实际采样电流信号的采样周期范围为20-200ms，所述实际采样温度信号的采样周期范围为300-800ms。

优选地，所述直流母线电源的电压范围为200-550V。

优选地，所述PTC加热器件的介质为冷却液，所述冷却液的目标温度范围为16-90℃，所述PTC加热器件的目标工作电流不大于35A。

优选地，本发明还提出了一种PTC加热器件的控制系统，包括直流母线电源、PTC加热器件以及电连接在所述直流母线电源和所述PTC加热器件之间的驱动控制器，所述驱动控制器用于实现对所述PTC加热器件的驱动控制；所述驱动控制器采用如上所述的控制方法进行驱动控制。

优选地，所述驱动控制器包括MCU主控制模块和用于PTC加热器件驱动运行的驱动电路，所述MCU主控制模块向所述驱动电路输出驱动信号；其中，