具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面结合附图来对本申请的技术方案的实施作进一步的详细描述，参见图1至图3。

首先参见图1，图1为本申请实施例提供的一种电压补偿方法的流程示意图。如图1所示，本申请实施例的具体执行步骤如下：

S100、电压补偿装置获取当前时刻的第一交流电压经过电压滤波器后输出的第一待补偿电压。具体的，所述电压补偿装置具有模数转换功能，可以采集所述第一待补偿电压，并将所述第一待补偿电压转换为数字信号，所述电压滤波器包括有至少一个电容和至少一个电阻，可以组成高通滤波器、低通滤波器、带通滤波器或带阻滤波器等，用于对所述第一交流电压的高频噪声干扰进行滤除。由于电容是非线性元器件，所述第一交流电压经过所述电压滤波器后得到的第一待补偿电压的相位滞后于所述第一交流电压的相位，所述第一交流电压和所述第一待补偿电压的相位关系可以参考图2，图2为本申请实施例提供的一种电压波形示意图。如图2所示，所述第一待补偿电压的相位比所述第一交流电压的相位滞后T时间。

S101、所述电压补偿装置根据所述电压滤波器的滞后时长和所述第一待补偿电压的角频率，确定所述第一待补偿电压的补偿相位角，其中所述电压滤波器的滞后时长由所述电压滤波器的电容值和电阻值确定。具体的，在所述电压滤波器中，所述电压滤波器的滞后时长是电阻和电容的乘积，即滞后时长T＝RC，其中R为所述电压滤波器的电阻值，C为所述电压滤波器的电容值。可以理解的是，所述电压滤波器是硬件滤波，即所述电压滤波器的电阻和电容是实际使用的元器件，所述电压滤波器的滞后时长根据所述电压滤波器实际使用的电阻值和电容值而确定，是预先设置的固定值。所述电压补偿装置根据所述电压滤波器的滞后时长T以及所述第一待补偿电压的角频率w确定所述第一待补偿电压的补偿相位角θ＝wT。

所述电压滤波器的滞后时长T是预先设置的，下面对角频率的获取进行详细说明。在一种可能的实现方式中，所述电压补偿装置在执行步骤S101之前包括：所述电压补偿装置以第二预设时间间隔对所述第一待补偿电压进行采集并记录电压采集次数。可选的，所述第一预设时间间隔与所述第二预设时间间隔可以相同。具体的，参考图3，图3为本申请实施例提供的一种电压采集示意图。如图3所示，以所述第二预设时间间隔是T_s为例，示例性的，所述第二预设时间间隔可以通过改变所述电压补偿装置的运行频率来进行调整。若第二时刻采集到的第三待补偿电压小于初始偏置电压，可以理解的是，所述第一交流电压包括负电压，为了将所述第一交流电压中的负电压部分变成不小于零的电压，例如，所述第一交流电压可以为交流电压源经过电压偏置电路输出的，所述电压偏置电路用于提供所述初始偏置电压，使得所述交流电压源输出的第一交流电压的电压值均不小于零，于是所述第一交流电压经过所述电压滤波器得到的第一待补偿电压的电压值均不小于零；又例如，所述第一待补偿电压可以经过所述电压偏置电路输出至所述电压补偿装置，实现所述第一待补偿电压的电压值均不小于零。实施本实施例，有利于所述电压补偿装置的电压采集，使得所述电压采集装置采集的电压均是正电压。

而在所述电压补偿装置第三时刻采集到的第四待补偿电压大于所述初始偏置电压的情况下，将所述第三时刻对应记录的电压采集次数作为目标电压采集次数，根据所述目标电压采集次数以及所述第二预设时间间隔，确定所述第一待补偿电压的角频率，其中所述第二时刻与所述第三时刻之间的时间间隔为所述第二预设时间间隔，所述第二时刻在所述第三时刻之前。示例性的，将所述第二预设时间间隔T_s乘以所述目标电压采集次数N得到所述第一待补偿电压的周期为N×T_s，例如所述第二时刻对应记录的电压采集次数为18，所述第三时刻对应的电压采集次数为19，所述第二预设时间间隔T_s为1ms，则所述第一待补偿电压的采集周期为19ms，由角频率的定义式可以得到所述第一待补偿电压的角频率w＝2π/(n×T_s)。可选的，也可以将所述第二时刻对应记录的电压采集次数作为所述目标电压采集次数，即所述第一待补偿电压的采集周期为18ms。进一步的，为了减少所述第一待补偿电压的采集周期的误差，所述电压补偿装置的运行频率可以设置得尽可能高，即所述第二预设时间间隔尽可能小。

进一步的，为了提高所述第一待补偿电压的角频率的准确性，可以对n个采集周期内的电压采集次数来进行数据处理得到所述目标电压采集次数，其中n为大于1的正整数。示例性的，所述第二预设时间间隔为每一个采集周期的电压采集间隔；若所述第二时刻采集到的第三待补偿电压小于所述初始偏置电压，而在所述第三时刻采集到的第四待补偿电压大于所述初始偏置电压，所述电压补偿装置将所述第三时刻对应记录的电压采集次数作为当前采集周期的电压采集次数，并将所述电压采集次数清零以记录下一采集周期的电压采集次数；所述电压补偿装置根据n个采集周期的电压采集次数确定所述目标电压采集次数，其中n为大于1的正整数。以n是5为例，所述电压补偿装置连续获取5个采集周期的电压采集次数，该5个采集周期的电压采集次数分别为19、18、18、17以及18。在一种可能的实现方式中，所述电压补偿装置可以将n个采集周期即5个采集周期内的电压采集次数的众数作为所述目标电压采集次数，即所述目标电压采集次数为18；在另一种可能的实现方式中，所述电压补偿装置可以根据所述n个采集周期即5个采集周期内的电压采集次数的平均值作为所述目标电压采集次数，即所述目标电压采集次数为18。需要说明的是，本申请不对如何对电压采集次数的数据进行处理得到所述目标电压采集次数进行限制。

S102、所述电压补偿装置根据所述第一待补偿电压、所述第一待补偿电压的角频率以及所述补偿相位角，确定所述第一待补偿电压进行电压相位补偿后的输出电压。具体的，所述电压补偿装置由步骤S100获取到所述第一待补偿电压为u_ac.sin(wt)，由步骤S101确定所述第一待补偿电压的补偿相位角θ。在一种可能的实现方式中，所述电压补偿装置根据所述第一待补偿电压、所述第一待补偿电压的角频率以及所述补偿相位角，确定所述第一待补偿电压进行电压相位补偿后的输出电压为：

u_ac1＝u_ac.sin(wt+θ) 公式1

其中，t为所述当前时刻，u_ac为所述第一待补偿电压的幅值，w为所述第一待补偿电压的角频率，θ为所述补偿相位角。

为了减少所述电压补偿装置的运算量，在另一种可能的实现方式中，所述电压补偿装置获取第一时刻的所述第一交流电压经过所述电压滤波器后输出的第二待补偿电压，其中所述第一时刻在所述当前时刻之前，并与所述当前时刻之间的时间间隔为第一预设时间间隔；所述电压补偿装置根据所述第一待补偿电压、所述第二待补偿电压、所述第一预设时间间隔、所述第一待补偿电压的角频率以及所述补偿相位角，确定所述第一待补偿电压进行电压相位补偿后的输出电压。

具体的，由公式1可以得到公式2如下：

u_ac1＝u_ac.sin(wt)cos(θ)+u_ac.cos(wt)sin(θ) 公式2

其中u_ac.sin(wt)为所述第一待补偿电压，由所述电压补偿装置经过步骤S100获取得到的，而u_ac.cos(wt)可以表示为：

其中u_ac.sin(wt)为所述第一待补偿电压，u_aclast为所述第二待补偿电压，即u_aclast＝u_ac.sin[w(t-T_s)]，w为所述第一待补偿电压的角频率，T_s为所述第一预设时间间隔。

因此，由所述公式2和所述公式3可以得到所述第一待补偿电压进行电压相位补偿后的输出电压为：

其中，t为所述当前时刻，u_ac.sin(wt)为所述第一待补偿电压，u_aclast为所述第二待补偿电压，即u_aclast＝u_ac.sin[w(t-T_s)]，T_s为所述第一预设时间间隔，w为所述第一待补偿电压的角频率，θ为所述补偿相位角。

由所述公式4与所述公式1对比可知，公式1要实时获取所述第一待补偿电压的相位角wt，而所述相位角wt是要对所述第一待补偿电压进行锁定后获取的，示例性的，可以由实现锁相环的代码来实现，由此可见，公式1要增加软件代码来实现；公式4将正弦运算转换为加减乘除四则运算，通过对步骤S100实时获取到的所述第一待补偿电压进行查询可以得到u_ac.sin(wt)以及u_aclast，由步骤S101可知，θ＝wT，所述第一待补偿电压的角频率w是不变的，T为预先设置好的值，则所述补偿相位角的正弦余弦值由所述电压补偿装置运算一次或K次即可以得到结果，K为预先设置好的正整数，而不用像公式1那样，增加额外的代码来实时获取相位角来进行正弦计算，可以释放所述电压补偿装置的软件资源，还可以减少所述电压补偿装置的运算时间。

本申请中，电压补偿装置获取当前时刻的第一交流电压经过电压滤波器后输出的第一待补偿电压；根据所述电压滤波器的滞后时长和所述第一待补偿电压的角频率，确定所述第一待补偿电压的补偿相位角，其中所述电压滤波器的滞后时长由所述电压滤波器的电容值和电阻值确定；根据所述第一待补偿电压、所述第一待补偿电压的角频率以及所述补偿相位角，确定所述第一待补偿电压进行电压相位补偿后的输出电压。实施申请实施例，对经过电压滤波器之后的待补偿电压进行电压相位补偿，从而可以大大提高功率因数。

下面结合附图对电压补偿的系统进行示例性说明。参考图4，图4为本申请实施例提供了一种电压补偿的系统结构示意图。如图4所示，所述电压补偿的系统包括电压补偿装置40、电压滤波器41、电压偏置电路42、交流电压源43以及图腾柱Boost拓扑电路44。需要说明的是，所述电压补偿装置40可以执行图1至图3所描述的任意一种可能的实施例，示例性的，所述电压补偿装置40可以对所述图腾柱Boost拓扑电路44所控制的电路进行功率因数校正，也可以对任意一种通过脉冲宽度调制(Pulse width modulation，PWM)来控制开关管的导通和闭合来实现电流和电压同相位的电路拓扑结构来相结合，例如交错并联BoostPFC拓扑或零纹波Boost PFC拓扑，本实施例以图腾柱式Boost拓扑电路为例进行示例性说明。

其中，所述电压补偿装置40可以包括电压获取单元400、电压相位补偿单元401、计算单元402、电压环控制器403、电流获取单元404、电流环控制器405以及PWM生成器406，可选的，所述电压补偿装置40可以是中央处理单元(central processing unit，CPU)、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、专用集成电路(application specificintegrated circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。具体的，所述电压获取单元400用于采集所述第一待补偿电压；所述电压相位补偿单元401对所述第一待补偿电压进行相位补偿，得到对所述第一待补偿电压进行电压相位补偿后的输出电压；所述电压环控制器403用于稳定所述图腾柱式Boost拓扑电路44的输出电压；所述电流环控制器405用于控制所述PWM生成器406生成的PWM波形占空比。

所述电压补偿的系统具体实现的原理如下：所述交流电压源43输出交流电压，经过所述电压偏置电路42得到所述第一交流电压，可选的，所述电压偏置电路42也可以放置在所述电压滤波器41之后。经过所述电压滤波器41之后的第一待补偿电压的相位滞后于所述交流电压源43输出的电压，具体相位滞后的示意图可以参考图2。所述电压补偿装置40中的电压获取单元400获取所述第一待补偿电压，将所述第一待补偿电压传递至所述电压相位补偿单元401，得到对所述第一待补偿电压进行电压相位补偿后的输出电压，将进行相位补偿后的输出电压作为乘法器的输入，可以理解的是，所述乘法器以及计算两者之间的差值均为所述计算单元402实现的功能。所述乘法器的另一个输入来自于所述电压环控制器403的输出，而所述电压环控制器403的输入为参考电压与所述图腾柱式Boost拓扑电路44的输出电压之间的差值，所述参考电压为预先设置的，是所述图腾柱式Boost拓扑电路期望输出的电压。所述乘法器根据所述电压相位补偿模块401的输出以及所述电压环控制器403的输出得到所述电流环控制器的基准参考电流，本申请对所述电压获取单元400获取到的第一待补偿电压进行了相位补偿，即可以理解为所述基准参考电流的相位与所述第一交流电压的相位相同。所述电流获取单元404采集所述图腾柱式Boost拓扑电路44输入端的电感的电流，将所述电感的电流与所述电流环控制器的基准参考电流之间的差值作为所述电流环控制器405的输入，所述电流环控制器405控制所述PWM生成器406产生PWM波形的占空比，所述PWM生成器406将产生的PWM波形输出至所述图腾柱式Boost拓扑电路44中的四个开关管中，从而控制所述开关管的导通和截止状态，使得所述第一交流电压经过所述电压滤波器41后，再经过所述图腾柱式Boost拓扑电路44产生电流的相位与所述第一交流电压的相位相同。需要说明的是，如果不采用本申请的电压相位补偿，则会导致所述PWM生成器406生成的PWM波形的占空比不够准确，从而造成所述第一交流电压经过所述电压滤波器41之后的相位与所述图腾柱式Boost拓扑电路44所在电路中的电流相位不同，实施本实施例，对控制所述开关管的导通和截止状态的PWM波形占空比的控制参数进行调整，即调整所述基准参考电流，通过对所述第一待补偿电压进行相位补偿，实现所述基准参考电流的相位与第一交流电压的相位相同，从而控制PWM生成器输出的PWM的占空比可以使第一交流电压经过电压滤波器之后的相位与所述图腾柱式Boost拓扑电路所在电路中的电流相位相同，进一步地提高功率因数。

本申请实施例还提供了一种电压补偿装置，参见图5，图5为本申请实施例提供的一种电压补偿装置的结构框图。如图5所示，所述电压补偿装置50包括：

获取模块500，用于获取当前时刻的第一交流电压经过电压滤波器后输出的第一待补偿电压；

确定模块501，用于根据所述电压滤波器的滞后时长和所述第一待补偿电压的角频率，确定所述第一待补偿电压的补偿相位角，其中所述电压滤波器的滞后时长由所述电压滤波器的电容值和电阻值确定；

所述确定模块501，还用于根据所述第一待补偿电压、所述第一待补偿电压的角频率以及所述补偿相位角，确定所述第一待补偿电压进行电压相位补偿后的输出电压。

在一种可能的实施例中，所述获取模块500，还用于获取第一时刻的所述第一交流电压经过所述电压滤波器后输出的第二待补偿电压，其中所述第一时刻在所述当前时刻之前，并与所述当前时刻之间的时间间隔为第一预设时间间隔；

所述确定模块501，还用于根据所述第一待补偿电压、所述第二待补偿电压、所述第一预设时间间隔、所述第一待补偿电压的角频率以及所述补偿相位角，确定所述第一待补偿电压进行电压相位补偿后的输出电压。

在一种可能的实现方式中，所述获取模块500，还用于以第二预设时间间隔对所述第一待补偿电压进行采集；

所述电压补偿装置50还包括记录模块502；

所述记录模块502用于记录电压采集次数；

所述记录模块502，还用于在第二时刻采集到的第三待补偿电压小于初始偏置电压，而在第三时刻采集到的第四待补偿电压大于所述初始偏置电压的情况下，将所述第三时刻对应记录的电压采集次数作为目标电压采集次数，所述确定模块501，还用于根据所述目标电压采集次数以及所述第二预设时间间隔，确定所述第一待补偿电压的角频率，其中所述第二时刻与所述第三时刻之间的时间间隔为所述第二预设时间间隔，所述第二时刻在所述第三时刻之前。

进一步的，所述第二预设时间间隔为每一个采集周期的电压采集间隔；

所述确定模块501，还用于在所述第二时刻采集到的第三待补偿电压小于初始偏置电压，而在所述第三时刻采集到的第四待补偿电压大于所述初始偏置电压的情况下，将所述记录模块502记录到的所述第三时刻对应记录的电压采集次数作为当前采集周期的电压采集次数，并将所述电压采集次数清零以记录下一采集周期的电压采集次数；

所述确定模块501，还用于根据n个采集周期的电压采集次数确定所述目标电压采集次数,其中n为大于1的正整数。

可选的，所述第一交流电压为交流电压源经过电压偏置电路输出的，所述电压偏置电路用于提供所述初始偏置电压，使得所述交流电压源输出的第一交流电压的电压值均不小于零。

在一种可能的实现方式中，所述确定模块501确定的所述第一待补偿电压进行电压相位补偿后的输出电压为：

u_ac1＝u_ac.sin(wt+θ) 公式5

其中，t为所述当前时刻，u_ac为所述第一待补偿电压的幅值，w为所述第一待补偿电压的角频率，θ为所述补偿相位角。

在另一种可能的实现方式中，所述确定模块501确定的所述第一待补偿电压进行电压相位补偿后的输出电压为：

其中，t为所述当前时刻，u_ac.sin(wt)为所述第一待补偿电压，u_aclast为所述第二待补偿电压，T_s为所述第一预设时间间隔，w为所述第一待补偿电压的角频率，θ为所述补偿相位角。

参见图6，图6为本申请实施例提供的一种电压补偿设备的结构框图。如图6所示，电压补偿设备60包括收发器600、处理器601以及存储器602，其中：

所述收发器600用于获取所述第一待补偿电压，所述处理器600可以是中央处理单元(central processing unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integratedcircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

所述存储器602中存储有指令，可以理解的是，所述存储器602中存储有所述第一预设时间间隔、所述补偿相位角、所述补偿相位角的正弦值和/或余弦值等等。示例性的，所述存储器602可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器601和收发器600提供指令和数据。存储器602的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器602还可以存储设备类型的信息

所述处理器601，用于执行所述存储器中存储的计算机程序，实现前文所述的任意一种可能的实施例。

具体实现中，上述电压补偿设备可通过其内置的各个功能模块执行如上述图1到图4中各个步骤所提供的实现方式，具体可参见上述图1到图4中各个步骤所提供的实现方式，在此不再赘述

本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行前文所述的任意一种可能的实施例。

需要说明的是，上述术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法、装置以及系统，可以通过其它的方式实现。以上所描述的实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。