一种弧焊电源冷却风机的工作状态控制方法

技术领域

本发明涉及技术领域，具体涉及一种弧焊电源冷却风机的工作状态控制方法、计算设备及存储介质。

背景技术

目前，弧焊电源中一般采用冷却风机对相应的功率器件进行冷却，冷却风机的工作状态控制方法主要包括：其一、弧焊电源上电，冷却风机即启动，直至弧焊源电关机，该方法不足之处为功率器件不工作时，产生额外的电能损耗；其二、根据功率器件同一散热器上的温度测试点的绝对温度值进行控制，即检测温度点的绝对温度值高于设定值时启动风机，低于设定值时停止风机工作，该方法不足之处是功率器件温度变化快时，检测温度点的温度相应滞后，功率器件会产生较大的温度应力；其三，弧焊电源有输出时冷却风机启动，弧焊电源停止输出时，冷却风机工作延时一定时间后停止，该方法在功率器件温度较低时，风机也正常工作，也会产生电能的额外损耗。

且以上三种控制方法在功率器件温度较高状态下停止工作时，功率器件的温度下降较快，导致功率器件产生较大的温度应力，影响功率器件的寿命。

发明内容

为了实现功率器件冷却的智能控制，降低功率器件的温度应力和热循环疲劳，本方案提出了一种弧焊电源冷却风机工作状态控制方法，通过安装在功率器件散热器上的温度传感器将其安装位置的温度实时传送至MCU，此温度即为功率器件温度的表征值。根据此温度表征值的绝对值及其变化率来控制冷却风机的启动、停止、转速。

根据本发明的第一方面，提供了一种弧焊电源冷却风机的工作状态控制方法，包括：实时采集温度传感器的温度值，温度传感器安装在功率器件的散热器上；计算温度传感器的温度均值和弧焊电源上电期间的温度变化率；根据温度均值和温度变化率控制冷却风机的工作状态。

可选地，在上述弧焊电源冷却风机的工作状态控制方法中，温度传感器的温度值用于表征弧焊电源中功率器件的温度值，通过主控芯片的数据采集端口实时采集温度传感器的温度值。

可选地，在上述弧焊电源冷却风机的工作状态控制方法中，通过下述公式计算温度传感器的温度均值：

其中，T

可选地，在上述弧焊电源冷却风机的工作状态控制方法中，弧焊电源上电时，主控芯片启动定时器，存储启动时刻的第一温度均值；当定时器达到预设的定时时间时复位，存储复位时刻的第二温度均值；基于第一温度均值和第二温度均值计算该定时时间内的温度变化值；将温度变化值除以定时时间得到温度变化率。

可选地，在上述弧焊电源冷却风机的工作状态控制方法中，设定冷却风机停止的温度阈值为T

可选地，在上述弧焊电源冷却风机的工作状态控制方法中，当温度变化率大于零时，通过下述公式计算冷却风机的转速：

f＝K

其中，K

可选地，在上述弧焊电源冷却风机的工作状态控制方法中，当温度变化率不大于零时，通过下述公式计算冷却风机的转速：

f＝K

其中，K

根据本发明的第二方面，提供一种计算设备，包括：至少一个处理器；和存储有程序指令的存储器，其中，程序指令被配置为适于由至少一个处理器执行，程序指令包括用于执行上述弧焊电源冷却风机的工作状态控制方法的指令。

根据本发明的第三方面，提供一种存储有程序指令的可读存储介质，当程序指令被计算设备读取并执行时，使得计算设备执行上述的弧焊电源冷却风机的工作状态控制方法。

本发明提供的弧焊电源冷却风机的工作状态控制方法，根据安装在冷却风机散热器上的温度传感器检测的温度值以及设定时间内计算的温度变化率，对冷却风机的启动、停止和转速进行相应控制，实现了功率器件冷却的智能控制，降低了功率器件的温度应力和热循环疲劳，同时降低了散热过程中的能量消耗，有利于提高弧焊电源设备的寿命。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的计算设备100的结构图；

图2示出了根据本发明一个实施例的弧焊电源冷却风机的工作状态控制方法200的流程示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的温度参数计算流程示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的冷却风机启动流程示意图；

图5示出了根据本发明一个实施例的冷却风机停止流程示意图；

图6示出了根据本发明一个实施例的冷却风机转速控制流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

对弧焊电源的功率器件进行散热有利于提高整机的可靠性，延长设备的使用寿命。为了实现功率器件冷却的智能控制，本方案提供了一种弧焊电源冷却风机的工作状态控制方法，能够降低功率器件的温度应力和热循环疲劳，提高弧焊电源设备的寿命，同时降低散热过程中的能量消耗。

图1示出了根据本发明一个实施例的计算设备100的结构图。如图1所示，在基本的配置102中，计算设备100典型地包括系统存储器106和一个或者多个处理器104。存储器总线108可以用于在处理器104和系统存储器106之间的通信。

取决于期望的配置，处理器104可以是任何类型的处理器，包括但不限于：微处理器(μP)、微控制器(μC)、数字信息处理器(DSP)或者它们的任何组合。处理器104可以包括诸如一级高速缓存110和二级高速缓存112之类的一个或者多个级别的高速缓存、处理器核心114和寄存器116。示例的处理器核心114可以包括运算逻辑单元(ALU)、浮点数单元(FPU)、数字信号处理核心(DSP核心)或者它们的任何组合。示例的存储器控制器118可以与处理器104一起使用，或者在一些实现中，存储器控制器118可以是处理器104的一个内部部分。

取决于期望的配置，系统存储器106可以是任意类型的存储器，包括但不限于：易失性存储器(诸如RAM)、非易失性存储器(诸如ROM、闪存等)或者它们的任何组合。计算设备中的物理内存通常指的是易失性存储器RAM，磁盘中的数据需要加载至物理内存中才能够被处理器104读取。系统存储器106可以包括操作系统120、一个或者多个应用122以及程序数据124。

在一些实施方式中，应用122可以布置为在操作系统上由一个或多个处理器104利用程序数据124执行指令。操作系统120例如可以是Linux、Windows等，其包括用于处理基本系统服务以及执行依赖于硬件的任务的程序指令。应用122包括用于实现各种用户期望的功能的程序指令，应用122例如可以是浏览器、即时通讯软件、软件开发工具(例如集成开发环境IDE、编译器等)等，但不限于此。当应用122被安装到计算设备100中时，可以向操作系统120添加驱动模块。

在计算设备100启动运行时，处理器104会从存储器106中读取操作系统120的程序指令并执行。应用122运行在操作系统120之上，利用操作系统120以及底层硬件提供的接口来实现各种用户期望的功能。当用户启动应用122时，应用122会加载至存储器106中，处理器104从存储器106中读取并执行应用122的程序指令。

计算设备100还包括储存设备132，储存设备132包括可移除储存器136和不可移除储存器138，可移除储存器136和不可移除储存器138均与储存接口总线134连接。

计算设备100还可以包括有助于从各种接口设备(例如，输出设备142、外设接口144和通信设备146)到基本配置102经由总线/接口控制器130的通信的接口总线140。示例的输出设备142包括图形处理单元148和音频处理单元150。它们可以被配置为有助于经由一个或者多个A/V端口152与诸如显示器或者扬声器之类的各种外部设备进行通信。示例外设接口144可以包括串行接口控制器154和并行接口控制器156，它们可以被配置为有助于经由一个或者多个I/O端口158和诸如输入设备(例如，键盘、鼠标、笔、语音输入设备、触摸输入设备)或者其他外设(例如打印机、扫描仪等)之类的外部设备进行通信。示例的通信设备146可以包括网络控制器160，其可以被布置为便于经由一个或者多个通信端口164与一个或者多个其他计算设备162通过网络通信链路的通信。

网络通信链路可以是通信介质的一个示例。通信介质通常可以体现为在诸如载波或者其他传输机制之类的调制数据信号中的计算机可读指令、数据结构、程序模块，并且可以包括任何信息递送介质。“调制数据信号”可以这样的信号，它的数据集中的一个或者多个或者它的改变可以在信号中编码信息的方式进行。作为非限制性的示例，通信介质可以包括诸如有线网络或者专线网络之类的有线介质，以及诸如声音、射频(RF)、微波、红外(IR)或者其它无线介质在内的各种无线介质。这里使用的术语计算机可读介质可以包括存储介质和通信介质二者。在根据本发明的计算设备100中，应用122包括用于执行本发明的弧焊电源冷却风机的工作状态控制方法200的指令。

图2示出了根据本发明一个实施例的弧焊电源冷却风机的工作状态控制方法200的流程示意图。如图2所示，该方法始于步骤S210，实时采集温度传感器的温度值，温度传感器安装在功率器件的散热器上。

根据本发明的一个实施例，主控芯片的AD数据采集端口可以实时采集温度传感器的温度值T

弧焊电源上电时，主控芯片启动定时器，存储启动时刻的第一温度均值T

随后执行步骤S220，计算温度传感器的温度均值和弧焊电源上电期间的温度变化率。

可以通过下述公式计算温度传感器的温度均值：

其中，T

基于第一温度均值T

图3示出了根据本发明一个实施例的温度参数计算流程示意图。如图3所示，焊接设备上电后，主控芯片MCU定时器开启，存储此刻的第一温度均值T

其中，焊接设备上电后，MCU的AD端口实时采集温度传感器的温度值T

最后执行步骤S230，根据温度均值和温度变化率控制冷却风机的工作状态。

可以根据温度传感器的温度均值及其变化率来控制冷却风机的启动、停止和转速调整。即，当温度值或者温度变化率达到设定的冷却风机启动阈值时，启动冷却风机；当温度值低于设定的冷却风机停止阈值时，停止冷却风机工作；当温度变化率大于零时，冷却风机的转速由温度传感器的温度值和温度变化率共同决定；当温度变化率不大于零时，冷却风机的转速由传感器的温度值决定。

设定冷却风机停止的温度阈值为T

图4示出了根据本发明一个实施例的冷却风机启动流程示意图。如图4所示，风机在停止状态下，MCU比较温度均值T

图5示出了根据本发明一个实施例的冷却风机停止流程示意图。如图5所示，风机在工作状态下，MCU比较温度均值T

图6示出了根据本发明一个实施例的冷却风机转速控制流程示意图。如图6所示，风机在工作过程中,MCU判断温度变化状态，当ΔT>0时，通过下述公式计算冷却风机的转速：

f＝K

其中，K

当ΔT≤0时，通过下述公式计算冷却风机的转速：

f＝K

其中，K

根据计算得到的转速控制参数调整冷却风机的转速。

本发明提供的弧焊电源冷却风机的工作状态控制方法，根据安装在冷却风机散热器上的温度传感器检测的温度值以及设定时间内计算的温度变化率，对冷却风机的启动、停止和转速进行相应控制，实现了功率器件冷却的智能控制，降低了功率器件的温度应力和热循环疲劳，同时降低了散热过程中的能量消耗，有利于提高弧焊电源设备的寿命。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。

因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。