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一种开关电源控制方法、装置及电源系统与流程

2022-11-19 09:58:12 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及电源控制技术领域,具体而言,涉及一种开关电源控制方法、装置及电源系统。


背景技术:

2.目前,在很多应用场合中,需要将开关电源的输入电流纹波控制在允许范围内,从而实现将与开关电源相连的输入源的输出电流纹波控制在允许范围内,以保证输入源的性能和使用寿命。以输入源为燃料电池为例,在使用过程中若其输出电流有纹波,燃料电池的内阻上会产生相应的电压纹波,造成输出功率波动,导致能量损耗和燃料电池的使用寿命减少。因此,要求燃料电池的输出电流纹波尽可能的小,即输入到开关电流的电流纹波尽可能的小,从而保证燃料电池的使用寿命。
3.当前,开关电源常采用多级交错并联的dc/dc(直流/直流)变换器或dc/ac(直流/交流)变换器来降低输入电流纹波。然而,由于数字处理芯片端口数量的限制,单个模组内能够交错并联的变换器数量有限,其中,单个模组内包括一个数字处理芯片和多个变换器,因此常采用多个模组进行并联,但此时容易出现交错相位随机的情况,导致无法有效降低开关电源输入电流纹波。


技术实现要素:

4.本发明解决的问题是如何有效降低开关电源输入电流纹波,从而实现降低与开关电源相连的输入源的输出电流纹波,保证输入源的性能和使用寿命。
5.为解决上述问题,本发明提供一种开关电源控制方法、装置及电源系统。
6.第一方面,本发明提供了一种开关电源控制方法,所述开关电源包括n个并联的变换器模组,n≥2,每个所述变换器模组中包含多个交错并联的变换器,所述开关电源控制方法包括:
7.确定n个所述变换器模组中的任意一个变换器模组为主机模组,并将n个所述变换器模组中除所述主机模组外的余下变换器模组作为从机模组;
8.当接收到控制指令时,输出同步信号至各个所述从机模组;
9.根据输出所述同步信号的第一时间和各个所述从机模组接收到所述同步信号的第二时间确定各个所述从机模组对应的延迟时间;
10.对所述主机模组进行移相控制,并基于所述延迟时间对各个所述从机模组进行移相控制,以使各个所述变换器模组以及各个所述变换器模组内的各个所述变换器的驱动信号均在预设周期内均匀移相。
11.可选地,所述预设周期为开关周期。
12.可选地,所述对所述主机模组进行移相控制包括:
13.确定所述主机模组中的任意一个变换器为主机,将所述主机模组中各个所述变换器的驱动信号的移相时间设置为第一参考时间,将所述主机的驱动信号的相位设置为第一
参考相位;
14.基于预设相位和所述主机模组内包含的变换器总数量,确定所述主机模组中除所述主机外的各个变换器的驱动信号相对于所述主机的驱动信号的第一相位差,所述预设相位为2π;
15.根据参数为所述第一参考时间和所述第一参考相位的驱动信号控制所述主机动作,并根据参数为所述第一参考时间和所述第一相位差的驱动信号分别控制所述主机模组中除所述主机外的各个所述变换器动作。
16.可选地,所述基于所述预设相位和所述主机模组内包含的变换器总数量,确定所述主机模组中除所述主机外的各个变换器的驱动信号相对于所述主机的驱动信号的第一相位差包括:
17.基于预设规则确定所述主机模组中除所述主机外的各个所述变换器相对于所述主机的编号;
18.根据所述预设相位和所述主机模组包含的变换器总数量确定所述主机模组中每两个相邻的所述变换器的驱动信号之间的第二相位差;
19.对于所述主机模组中除所述主机外的任意一个变换器i,根据所述第二相位差和所述变换器i的编号确定所述变换器i的驱动信号相对于所述主机的驱动信号的所述第一相位差。
20.可选地,所述基于所述延迟时间对各个所述从机模组进行移相控制包括:
21.在各个所述从机模组中分别确定任意一个变换器为目标变换器,将所述目标变换器的相位设置为第二参考相位;
22.基于所述开关周期、所述变换器模组的总数量和各个所述从机模组对应的所述延迟时间,分别确定各个所述从机模组中各个所述变换器的驱动信号相对于所述主机的驱动信号的相对移相时间;
23.基于所述预设相位和各个所述从机模组中包括的变换器总数量,确定各个所述从机模组中除所述目标变换器以外的各个所述变换器的驱动信号相对于对应的所述目标变换器的驱动信号的第三相位差;
24.根据参数为所述相对移相时间和所述第二参考相位的驱动信号分别控制各个所述目标变换器动作,并根据参数为所述相对移相时间和所述第三相位差的驱动信号分别控制各个所述从机模组中除所述目标变换器以外的各个所述变换器动作。
25.可选地,所述基于所述开关周期、所述变换器模组的总数量和各个所述从机模组对应的所述延迟时间,分别确定各个所述从机模组中各个所述变换器的驱动信号相对于所述主机的驱动信号的相对移相时间包括:
26.根据接收到所述同步信号的顺序对各个所述从机模组进行编号;
27.根据所述开关周期和所述变换器模组的总数量确定每两个相邻的所述变换器模组之间的移相时间差;
28.对于任意一个所述从机模组j,根据所述移相时间差和所述从机模组j的编号确定所述从机模组j中各个所述变换器的驱动信号相对于所述主机的驱动信号的移相时间初始值;
29.根据所述移相时间初始值和所述从机模组j对应的所述延迟时间确定所述从机模
组j中各个所述变换器的驱动信号相对于所述主机的驱动信号的所述相对移相时间。
30.可选地,所述基于所述预设相位和各个所述从机模组中包括的变换器总数量,确定各个所述从机模组中除所述目标变换器以外的各个所述变换器的驱动信号相对于对应的所述目标变换器的驱动信号的第三相位差包括:
31.对于任意一个所述从机模组j,基于预设规则确定所述从机模组j中除所述目标变换器外的各个所述变换器相对于相应的所述目标变换器的编号;
32.根据所述预设相位和所述从机模组j包含的变换器总数量确定所述从机模组j中每两个相邻的所述变换器的驱动信号之间的第四相位差;
33.对于所述从机模组j中除所述目标变换器外的任意一个变换器k,根据所述第四相位差和所述变换器k的编号确定所述变换器k的驱动信号相对于所述从机模组j中所述目标变换器的驱动信号的所述第三相位差。
34.第二方面,本发明提供了一种开关电源控制装置,所述开关电源包括n个并联的变换器模组,n≥2,每个所述变换器模组中包含多个交错并联的变换器,所述开关电源控制装置包括:
35.配置模块,用于确定n个所述变换器模组中的任意一个变换器模组为主机模组,并将n个所述变换器模组中除所述主机模组外的余下变换器模组作为从机模组;
36.处理模块,用于当接收到控制指令时,输出同步信号至各个所述从机模组;根据输出所述同步信号的第一时间和各个所述从机模组接收到所述同步信号的第二时间确定各个所述从机模组对应的延迟时间;
37.控制模块,用于对所述主机模组进行移相控制,并基于所述延迟时间对各个所述从机模组进行移相控制,以使各个所述变换器模组以及各个所述变换器模组内的各个所述变换器的驱动信号均在预设周期内均匀移相。
38.第三方面,本发明提供了一种电源系统,采用如第一方面任一项所述的开关电源控制方法进行控制,包括n个并联的变换器模组,n≥2,每个所述变换器模组中包含多个交错并联的变换器,各个所述变换器模组的电源输入端用于连接输入源的输出端,各个所述变换器模组的电源输出端用于为负载提供电能。
39.可选地,所述变换器模组包括一个主机模组和n-1个从机模组,所述主机模组的信号输入端用于接收控制指令,所述主机模组的信号输出端分别与各个所述从机模组的信号输入端电连接。
40.可选地,所述主机模组的信号输出端通过双绞线依次串联各个所述从机模组,或,所有所述从机模组通过双绞线相并联,且所有所述从机模组的信号输入端构建的公共端通过双绞线与所述主机模组的信号输出端电连接。
41.可选地,所述主机模组还包括第一控制单元、第一单端运放和差分运放,所述第一控制单元的驱动信号输出端分别与所述主机模组中各个所述变换器的驱动信号输入端电连接,所述第一控制单元的信号输入端用于接收控制指令,所述第一控制单元的同步信号输出端与所述第一单端运放的输入端电连接,所述第一单端运放的输出端通过所述差分运放分别与各个所述从机模组的信号输入端电连接。
42.可选地,所述从机模组还包括第二控制单元和第二单端运放,所述第二控制单元的驱动信号输出端分别与所述从机模组中各个所述变换器的驱动信号输入端电连接,所述
第二控制单元的同步信号输入端与所述第二单端运放的输出端电连接,所述第二单端运放的输入端与所述主机模组的信号输出端电连接。
43.可选地,所述输入源包括燃料电池、光伏发电装置和风力发电装置中的至少一者,所述变换器包括boost电路和buck电路中的至少一者。
44.本发明的开关电源控制方法、装置及电源系统的有益效果是:确定n个变换器模组中的任意一个变换器模组为主机模组,除主机模组外的余下变换器模组为从机模组,当接收到外界输入的控制指令时,可由主机模组输出同步信号至各个从机模组,根据输出同步信号的第一时间和从机模组接收到信号的第二时间确定各个从机模组相对于主机模组的延迟时间。对主机模组进行移相控制,可使主机模组中的各个变换器驱动信号的相位均匀移相;基于延迟时间对各个从机模组进行移相控制,可使各个从机模组和主机模组的驱动信号的移相时间在预设周期上均匀分布,以及可使各个从机模组中的各个变换器的驱动信号的相位均匀移相。通过移相控制使得各个变换器的驱动信号在预设周期内均匀移相,能够尽量避免因驱动信号的相位集中导致的电流纹波叠加,有效降低了开关电源的输入电流纹波,进而实现降低与开关电源相连的输入源的输出电流纹波,保证输入源的性能和使用寿命。
附图说明
45.图1为本发明实施例的一种电源系统的结构示意图;
46.图2为本发明实施例的一种电源系统的结构示意图;
47.图3为本发明实施例的一种开关电源控制方法的流程示意图;
48.图4为本发明实施例的一个变换器模组中各个变换器的输入电流波形示意图;
49.图5为本发明实施例的一种开关电源控制装置的结构示意图。
具体实施方式
50.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。虽然附图中显示了本发明的某些实施例,然而应当理解的是,本发明可以通过各种形式来实现,而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例,相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本发明。应当理解的是,本发明的附图及实施例仅用于示例性作用,并非用于限制本发明的保护范围。
51.应当理解,本发明的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行,和/或并行执行。此外,方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本发明的范围在此方面不受限制。
52.本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括,即“包括但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”;术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”;术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”;术语“可选地”表示“可选的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意,本发明中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分,并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
53.需要注意,本发明中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的,本领域
技术人员应当理解,除非在上下文另有明确指出,否则应该理解为“一个或多个”。
54.本发明实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的,而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
55.现有技术中,多个变换器模组的交错相位随机,多个变换器模组的输出电流叠加时,会导致电流纹波叠加,无法有效降低纹波。
56.如图1和图2所示,本发明实施例提供的一种电源系统,采用如下所述的开关电源控制方法进行控制,包括n个并联的变换器模组,n≥2,每个所述变换器模组中包含多个交错并联的变换器,各个所述变换器模组的电源输入端用于连接输入源的输出端,各个所述变换器模组的电源输出端用于为负载提供电能。
57.具体地,变换器的输入端用于与发电装置的输出端电连接,变换器的输出端用于与负载的输入端电连接,变换器用于对发电装置输出的电能进行转换,然后为负载进行供电,输入源可包括燃料电池、光伏发电装置和风力发电装置等中的至少一者。
58.可选地,所述变换器模组包括一个主机模组和n-1个从机模组,所述主机模组的信号输入端用于接收控制指令,所述主机模组的信号输出端分别与各个所述从机模组的信号输入端电连接。
59.具体地,可从所有变换器模组中选取任意一个变换器模组作为主机模组,除主机模组以外的其它模组作为从机模组;也可采用bms(battery management system,电池管理系统)作为主机模组,各个变换器模组作为从机模组。
60.可选地,所述主机模组的信号输出端通过双绞线依次串联各个所述从机模组,或,所有所述从机模组通过双绞线相并联,且所有所述从机模组的信号输入端构建的公共端通过双绞线与所述主机模组的信号输出端电连接。
61.具体地,可将双绞线作为总线用以连接主机模组和各个从机模组,各个从机模组之间可串联,也可并联。将主机模组输出的同步信号转换为差分信号,然后通过双绞线传输至各个从机模组。
62.本可选的实施例中,采用双绞线将主机模组输出的同步信号传输至各个从机模组,能够降低信号传输中的干扰,并且能够降低信号传输的延迟,避免延迟带来的相位控制不准确,提高了从机模组移相控制的精度。
63.可选地,所述主机模组还包括第一控制单元、第一单端运放和差分运放,所述第一控制单元的驱动信号输出端分别与所述主机模组中各个所述变换器的驱动信号输入端电连接,所述第一控制单元的信号输入端用于接收控制指令,所述第一控制单元的同步信号输出端与所述第一单端运放的输入端电连接,所述第一单端运放的输出端通过所述差分运放分别与各个所述从机模组的信号输入端电连接。
64.具体地,当采用一个变换器模组作为主机模组时,主机模组的第一控制单元接收外界输入的控制指令,然后生成同步信号和驱动信号,驱动信号传输至主机模组中的各个变换器,用于驱动各个变换器动作,同步信号通过第一单端运放和差分运放的处理后,经双绞线传输至各个从机模组的信号输入端。
65.其中,第一控制单元的同步信号输出端可连接至第一单端运放的同相输入端,第一单端运放的反相输入端接地,第一单端运放的输出端连接至差分运放的输入端,差分运放的输出端通过双绞线连接至各个从机模组的信号输入端。
66.可选地,所述从机模组还包括第二控制单元和第二单端运放,所述第二控制单元的驱动信号输出端分别与所述从机模组中各个所述变换器的驱动信号输入端电连接,所述第二控制单元的同步信号输入端与所述第二单端运放的输出端电连接,所述第二单端运放的输入端与所述主机模组的信号输出端电连接。
67.可选地,所述变换器包括boost电路和buck电路中的至少一者。
68.具体地,单个变换器模组中的所有变换器可交错并联,第二单端运放的输入端可通过双绞线与主机模组中差分运放的输出端电连接。
69.本可选的实施例中,在现有的所有变换器模组中选取任意一个变换器模组作为主机模组,主机模组通过双绞线与各个从机模组连接,仅占用了主机模组中第一控制单元和从机模组中第二控制单元的一个io接口,降低了对接口资源的占用,并且仅需要增加一路单端运放和一个差分运放,设备成本低,控制算法简单,便于控制。
70.如图3所示,本发明实施例提供的一种开关电源控制方法,包括:
71.步骤s100,确定n个所述变换器模组中的任意一个变换器模组为主机模组,并将n个所述变换器模组中除所述主机模组外的余下变换器模组作为从机模组。
72.可理解的是,也可采用bms作为主机模组,各个变换器模组作为从机模组。
73.步骤s200,当接收到控制指令时,输出同步信号至各个所述从机模组。
74.具体地,当主机模组接收到控制指令时,生成同步信号,并传输至各个从机模组。
75.步骤s300,根据输出所述同步信号的第一时间和各个所述从机模组接收到所述同步信号的第二时间确定各个所述从机模组对应的延迟时间。
76.具体地,为了避免信号传输造成的延迟时间影响后续的移相控制精度,可根据各个从机模组接收到同步信号的第二时间与主机模组输出同步信号的第一时间之间的差值,确定各个从机模组对应的延迟时间。
77.步骤s400,对所述主机模组进行移相控制,并基于所述延迟时间对各个所述从机模组进行移相控制,以使各个所述变换器模组以及各个所述变换器模组内的各个所述变换器的驱动信号均在预设周期内均匀移相。
78.可选地,所述预设周期为开关周期。
79.具体地,可在生成同步信号的第一时间,同时对主机模组中的各个变换器进行移相控制,各个变换器的驱动信号在预设相位上均匀移相。并且,可根据延迟时间调整各个从机模组中变换器的驱动信号的移相时间,对各个从机模组中的变换器进行移相控制,使得各个从机模组的变换器接收到驱动信号的移相时间在预设周期(开关周期)内均匀分布,其中,同一变换器模组内的各个变换器接收到驱动信号的时间相同,而各个变换器接收到的各个驱动信号的相位在预设相位内均匀移相。
80.示例性地,对于任意一个变换器模组,假设该变换器模组中包括四个变换器,则四个变换器接收到驱动信号的时间相同,对应的四个驱动信号在预设相位2π上均匀移相,每两个相邻的变换器的驱动信号之间的相位差为90
°

81.本实施例中,确定n个变换器模组中的任意一个变换器模组为主机模组,除主机模组外的余下变换器模组为从机模组,当接收到外界输入的控制指令时,可由主机模组输出同步信号至各个从机模组,根据输出同步信号的第一时间和从机模组接收到信号的第二时间确定各个从机模组相对于主机模组的延迟时间。对主机模组进行移相控制,可使主机模
组中的各个变换器驱动信号的相位均匀移相;基于延迟时间对各个从机模组进行移相控制,可使各个从机模组和主机模组的驱动信号的移相时间在预设周期上均匀分布,以及可使各个从机模组中的各个变换器的驱动信号的相位均匀移相。通过移相控制使得各个变换器的驱动信号在预设周期内均匀移相,能够尽量避免因驱动信号的相位集中导致的电流纹波叠加,有效降低了开关电源的输入电流纹波,进而实现降低与开关电源相连的输入源的输出电流纹波,保证输入源的性能和使用寿命。
82.可选地,所述输出同步信号至各个所述从机模组包括:
83.生成同步信号,并将所述同步信号转换为差分信号,通过双绞线将所述差分信号传输至各个所述从机模组。
84.本可选的实施例中,将同步信号转换为差分信号,通过双绞线进行传输,相较于现有技术中采用can总线通讯,减少了信号延迟时间。
85.可选地,所述对所述主机模组进行移相控制包括:
86.步骤s411,确定所述主机模组中的任意一个变换器为主机,将所述主机模组中各个所述变换器的驱动信号的移相时间设置为第一参考时间,将所述主机的驱动信号的相位设置为第一参考相位。
87.具体地,可将主机的驱动信号的移相时间(第一参考时间)设置为开关周期的0时刻,由于主机模组中各个变换器的驱动信号的移相时间相同,即主机模组中各个变换器的驱动信号的移相时间均可为0时刻。
88.步骤s412,基于预设相位和所述主机模组内包含的变换器总数量,确定所述主机模组中除所述主机外的各个变换器的驱动信号相对于所述主机的驱动信号的第一相位差,所述预设相位为2π。
89.步骤s413,根据参数为所述第一参考时间和所述第一参考相位的驱动信号控制所述主机动作,并根据参数为所述第一参考时间和所述第一相位差的驱动信号分别控制所述主机模组中除所述主机外的各个所述变换器动作。
90.具体地,确定主机模组中变换器的驱动信号的移相时间和相位以后,以该确定的驱动信号控制对应的变换器动作。其中,主机的驱动信号对应第一参考时间和第一参考相位,主机模组中除主机外的各个变换器的驱动信号对应第一参考时间,相位由第一参考相位和相应的第一相位差确定,可直接将第一参考相位与第一相位差相加得到。
91.可选地,所述基于所述预设相位和所述主机模组内包含的变换器总数量,确定所述主机模组中除所述主机外的各个变换器的驱动信号相对于所述主机的驱动信号的第一相位差包括:
92.步骤s4121,基于预设规则确定所述主机模组中除所述主机外的各个所述变换器相对于所述主机的编号。
93.具体地,预设规则可根据实际需要进行编制,在此不做限制,例如可以按照与主机之间的距离从近到远的顺序对主机模组中除主机外的各个变换器进行编号,或者可以按照与主机模组中第一控制单元之间连线从短到长的顺序对主机模组中除主机外的各个变换器进行编号。
94.步骤s4122,根据所述预设相位和所述主机模组包含的变换器总数量确定所述主机模组中每两个相邻的所述变换器的驱动信号之间的第二相位差。
95.具体地,采用2π除以主机模组中包含的变换器总数量,就可得到主机模组中每两个相邻的变换器的驱动信号之间的第二相位差。
96.步骤s4123,对于所述主机模组中除所述主机外的任意一个变换器i,根据所述第二相位差和所述变换器i的编号确定所述变换器i的驱动信号相对于所述主机的驱动信号的所述第一相位差。
97.具体地,变换器i的编号表征了变换器i与主机之间的间隔,将变换器i的编号与第二相位差相乘,就可得到变换器i的驱动信号相对于主机的驱动信号的第一相位差,即主机模组中变换器i的驱动信号相对主机的驱动信号的第一相位差为(2π*i)/主机模组内所含变换器总数。
98.示例性地,假设主机模组中所含变换器总数为m,则变换器i的驱动信号对应的第一相位差为(2π*i)/m。
99.可选地,所述基于所述延迟时间对各个所述从机模组进行移相控制包括:
100.步骤s421,在各个所述从机模组中分别确定任意一个变换器为目标变换器,将所述目标变换器的相位设置为第二参考相位。
101.具体地,在每个从机模组中确定一个目标变换器,对于n-1个从机模组,则有n-1个目标变换器。
102.步骤s422,基于所述开关周期、所述变换器模组的总数量和各个所述从机模组对应的所述延迟时间,分别确定各个所述从机模组中各个所述变换器的驱动信号相对于所述主机的驱动信号的相对移相时间。
103.步骤s423,基于所述预设相位和各个所述从机模组中包括的变换器总数量,确定各个所述从机模组中除所述目标变换器以外的各个所述变换器的驱动信号相对于对应的所述目标变换器的驱动信号的第三相位差。
104.步骤s424,根据参数为所述相对移相时间和所述第二参考相位的驱动信号分别控制各个所述目标变换器动作,并根据参数为所述相对移相时间和所述第三相位差的驱动信号分别控制各个所述从机模组中除所述目标变换器以外的各个所述变换器动作。
105.具体地,在确定各个从机模组中变换器的驱动信号的移相时间和相位以后,以确定的驱动信号控制对应的变换器动作。其中,对于任意一个从机模组j,在确定主机的驱动信号的第一参考时间后,可将其相应的相对移相时间与第一参考时间相加得到从机模组j的目标变换器的移相时间,根据该移相时间和第二参考相位对应的驱动信号控制该目标变换器动作;可将相应的第三相位差与第二参考相位相加得到从机模组j中除目标变换器外的各个变换器的相位,根据该相位和目标变换器相同的移相时间对应的驱动信号控制从机模组j中除目标变换器外的各个变换器动作。
106.可选地,所述基于所述开关周期、所述变换器模组的总数量和各个所述从机模组对应的所述延迟时间,分别确定各个所述从机模组中各个所述变换器的驱动信号相对于所述主机的驱动信号的相对移相时间包括:
107.步骤s4221,根据接收到所述同步信号的顺序对各个所述从机模组进行编号。
108.具体地,可根据每个从机模组与主机模组之间的连线长度,其中,连线长度越长,接收到同步信号的顺序越靠后,按照连线长度从短到长的顺序对各个从机模组进行排序,例如连线长度最短的从机模组为从机模组1,连线长度第二短的从机模组为从机模组2,以
此类推。
109.需要说明的是,若存在多个从机模组对应的连线长度相同,则连线长度相同的多个从机模组可随机排序,例如若存在3个从机模组,其中两个从机模组对应的连线长度相同,且比第三个从机模组对应的连线长度短,则可在该两个从机模组中随机选择一个作为从机模组1,另外一个从机模组为从机模组2,第三个从机模组为从机模组3。
110.步骤s4222,根据所述开关周期和所述变换器模组的总数量确定每两个相邻的所述变换器模组之间的移相时间差。
111.具体地,变换器模组的总数量为n,将开关周期除以变换器模组的总数量就可得到每两个相邻的变换器模组之间的移相时间差,即ts/n。
112.步骤s4223,对于任意一个所述从机模组j,根据所述移相时间差和所述从机模组j的编号确定所述从机模组j中各个所述变换器的驱动信号相对于所述主机的驱动信号的移相时间初始值。
113.具体地,假设从机模组j相对于主机模组的顺序为j,即从机模组与主机模组之间的间隔为j,则将从机模组j的编号与每两个相邻的变换器模组之间的移相时间差相乘,就可得到从机模组j的驱动信号相对于主机的驱动信号的移相时间初始值,即(ts*j)/n。
114.步骤s4224,根据所述移相时间初始值和所述从机模组j对应的所述延迟时间确定所述从机模组j中各个所述变换器的驱动信号相对于所述主机的驱动信号的所述相对移相时间。
115.具体地,为了避免信号传输造成的延迟时间对移相控制精度的影响,将移相时间初始值减去相应的延迟时间,就得到从机模组j中各个变换器的驱动信号相对于主机的驱动信号的相对移相时间,从机模组j中各个变换器接收到驱动信号的时间相同。
116.示例性地,假设从机模组1的延迟时间为δt1,从机模组2的延迟时间为δt2,以此类推。从机模组1中各个变换器的驱动信号相较于主机的驱动信号滞后的时间为(ts/n)-δt1,表示从主机输出同步信号的第一时间起经过(ts/n)-δt1的时间后,控制从机模组1中各个变换器开始工作;从机模组2中各个变换器的驱动信号相较于主机的驱动信号滞后的时间为(2*ts/n)-δt2,表示从主机输出同步信号的第一时间起经过(2*ts/n)-δt2的时间后,控制从机模组2中各个变换器开始工作,以此类推,从机模组n中各个变换器的驱动信号相较于主机的驱动信号滞后的时间为(n*ts/n)-δtn,表示从主机输出同步信号的第一时间起经过(n*ts/n)-δtn的时间后,控制从机模组n中各个变换器开始工作。
117.可选地,所述基于所述预设相位和各个所述从机模组中包括的变换器总数量,确定各个所述从机模组中除所述目标变换器以外的各个所述变换器的驱动信号相对于对应的所述目标变换器的驱动信号的第三相位差包括:
118.步骤s4231,对于任意一个所述从机模组j,基于预设规则确定所述从机模组j中除所述目标变换器外的各个所述变换器相对于相应的所述目标变换器的编号;
119.步骤s4232,根据所述预设相位和所述从机模组j包含的变换器总数量确定所述从机模组j中每两个相邻的所述变换器的驱动信号之间的第四相位差;
120.步骤s4233,对于所述从机模组j中除所述目标变换器外的任意一个变换器k,根据所述第四相位差和所述变换器k的编号确定所述变换器k的驱动信号相对于所述从机模组j中所述目标变换器的驱动信号的所述第三相位差。
121.本可选的实施例中,对各个变换器模组进行移相控制,使得各个变换器模组的驱动信号在开关周期上均匀移相,且每个变换器模组中的多个变换器的驱动信号的相位在预设相位上均匀分布,有效降低了开关电源的输入电流纹波。并且,每个变换器模组可包括多个变换器,基于纹波叠加原则,移相交错路数越多,并联模组的输入电流纹波越小。
122.如图4所示,假设一个变换器模组包括4个变换器,需要说明的是,为了便于观察,图4中仅画出了前3个变换器的输入电流波形。
123.如图4(b)所示的相邻两个变换器的输入电流波形之间的相位差较小,即输入电流波形的相位较集中,图4(b)中各个变换器输入电流波形叠加后,得到图4(a)中的幅值波动较大的波形;图4(c)所示的相邻两个变换器的输入电流波形之间的相位差为90
°
,即各个变换器的输入电流波形均匀移相,图4(c)中各个变换器输入电流波形叠加后,得到图4(a)中的锯齿波。对比图4(a)中两个电流波形可知,图4(b)中各个变换器输入电流波形叠加后得到的电流波形的电流纹波较大,图4(c)中各个变换器输入电流波形叠加后得到的电流波形的电流纹波较小。因此,若一个变换器模组中各个变换器的驱动信号的相位集中在某一个区域,会导致该变换器模组的输入电流纹波较大,而使各个变换器均匀移相,能够降低输入电流纹波。
124.如图5所示,本发明又一实施例提供的一种开关电源控制装置,所述开关电源包括n个并联的变换器模组,n≥2,每个所述变换器模组中包含多个交错并联的变换器,所述开关电源控制装置包括:
125.配置模块,用于确定n个所述变换器模组中的任意一个变换器模组为主机模组,并将n个所述变换器模组中除所述主机模组外的余下变换器模组作为从机模组;
126.处理模块,用于当接收到控制指令时,输出同步信号至各个所述从机模组;根据输出所述同步信号的第一时间和各个所述从机模组接收到所述同步信号的第二时间确定各个所述从机模组对应的延迟时间;
127.控制模块,用于对所述主机模组进行移相控制,并基于所述延迟时间对各个所述从机模组进行移相控制,以使各个所述变换器模组以及各个所述变换器模组内的各个所述变换器的驱动信号均在预设周期内均匀移相。
128.本开关电源控制装置用于实现如上所述的开关电源控制方法,其有益效果与上述开关电源控制方法的有益效果相对应,在此不再赘述。
129.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory,rom)或随机存储记忆体(random access memory,ram)等。在本技术中,所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者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者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以是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,也可以采用软件功能单元的形式实现。
130.虽然本发明公开披露如上,但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术
人员在不脱离本发明公开的精神和范围的前提下,可进行各种变更与修改,这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
再多了解一些

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