基于数字化电源实现多相运行方法及装置与流程

1.本发明涉及多相运行领域，尤其涉及一种基于数字化电源实现多相运行方法及装置。


背景技术：

2.数字化电源的多相运行的过程是指以数字化电源作为多条并联支路的供电电源，且多条并联支路通过相位的互补变化，来交替为负载进行供电的过程，以向负载提供一个低纹波的交流电源。
3.目前，多相电源的多相支路大多为三条支路，但一些情况中，三条多相支路并不能与电路适配，例如需要减少电路中输入电容的情况下，若电路中相位支路的数量选取不当，则输入电容的容值减少效果并不明显，其次，通过电压补偿网络在电路中对多相支路的电压进行调整的过程中，由于电压发生变化，则多相支路中的电压占空比也会发生变化，而现有技术往往是仅对电压调整，而忽略了对电压占空比的调整。因此，数字化电源的多相运行的精细化不足。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明提供了一种基于数字化电源实现多相运行方法及装置，可以提高数字化电源的多相运行的精细化。
5.第一方面，本发明提供了一种基于数字化电源实现多相运行方法，包括：采集数字化电源的电源电压与负载的负载电压，基于所述电源电压与所述负载电压，计算与所述数字化电源串联的电路的总占空系数，根据所述总占空系数，计算与所述数字化电源并联的电容的纹波电流，利用所述纹波电流与所述总占空系数之间的函数关系，确定所述数字化电源的运行相位；根据所述负载与所述电容，利用所述运行相位构建数字化电源的多相运行电路，并构建所述多相运行电路中多相支路的传递函数，其中，所述根据所述负载与所述电容，利用所述运行相位构建数字化电源的多相运行电路的过程是指：将所述电容与所述数字化电源并联，得到所述电容与所述数字化电源之间的电容-电源并联电路，并构建所述电容-电源并联电路的符合所述运行相位的数量的多相并联支路，将所述多相并联支路的输入端与所述电容-电源并联电路，将所述多相并联支路的输出端与所述负载连接，得到所述多相运行电路，其中，所述构建所述多相运行电路中多相支路的传递函数，包括：将所述多相支路的误差电流作为传递函数输入，并将所述误差电流对应的误差电压作为传递函数输出，将所述传递函数输入的拉普拉斯变换与所述传递函数输出的拉普拉斯变换之间的比值作为所述传递函数；利用所述传递函数计算所述多相支路中的误差信号，基于所述误差信号，对所述多相支路进行多相电流调整，得到调整多相电流，基于所述调整多相电流，计算所述多相支路的初始占空系数，对所述初始占空系数进行占空系数调整，得到调整占空系数；
利用所述调整占空系数，计算所述多相支路的高电平数量与低电平数量，基于所述高电平数量与所述低电平数量，构建所述多相支路中每个多相支路之间的多相运行顺序，以实现所述多相运行电路的多相运行，其中，所述利用所述调整占空系数，计算所述多相支路的高电平数量与低电平数量，包括：基于所述调整占空系数，利用下述公式计算所述多相支路的高电平数量：多相支路的高电平数量：其中，表示所述多相支路的高电平数量，表示一个脉冲循环的宽度，表示单位电平的宽度，表示所述调整占空系数，基于所述高电平数量，利用下述公式计算所述多相支路的低电平数量：其中，表示所述低电平数量，表示所述多相支路的高电平数量，表示一个脉冲循环的宽度，表示单位电平的宽度。
6.在第一方面的一种可能实现方式中，所述基于所述电源电压与所述负载电压，计算与所述数字化电源串联的电路的总占空系数，包括：基于所述电源电压与所述负载电压，利用下述公式计算与所述数字化电源串联的电路的总占空系数：电路的总占空系数：其中，d表示所述总占空系数，表示所述电源电压，表示所述负载电压，表示整个以所述数字化电源作为供电电源的电路的电流，表示与所述数字化电源相连接的并联电路中接地电路的电阻，表示与接地电路并联的另一条电路的电阻，表示并联电路汇集在同一条串联电路上的电阻。
7.在第一方面的一种可能实现方式中，所述根据所述总占空系数，计算与所述数字化电源并联的电容的纹波电流，包括：根据所述总占空系数，利用下述公式计算与所述数字化电源并联的电容的纹波电流：其中，表示与所述数字化电源并联的电容的纹波电流，n表示相位数量，取值
为1,2,3,
…
n-1,n，d表示所述总占空系数，floor表示向下取整函数。
8.在第一方面的一种可能实现方式中，所述利用所述纹波电流与所述总占空系数之间的函数关系，确定所述数字化电源的运行相位，包括：利用下述公式构建所述纹波电流与所述总占空系数之间的关系函数：其中，表示所述关系函数，表示与所述数字化电源并联的电容的纹波电流，d表示所述总占空系数，a与b表示偏移参数，用于将所述关系函数的周期扩大或缩小，w用于将的值保持在0~1之内，最大值为1，且随着运行相位的数量的增加，w会逐渐增大，使得减小，c用于将进行上下移动，不同运行相位下的w、a、b、c的值不同；在所述关系函数中的纹波电流不符合预设阈值时，获取所述关系函数对应的相位，得到目标相位，从所述目标相位中选取最大相位，得到所述运行相位。
9.在第一方面的一种可能实现方式中，所述利用所述传递函数计算所述多相支路中的误差信号，包括：利用下述公式计算所述多相支路中的电流误差值：其中，表示所述电流误差值，表示所述多相支路中第t个多相支路的电流值，t示多相支路的总数；将所述电流误差值作为所述传递函数的输入数据，以通过所述传递函数计算所述多相支路中的误差信号。
10.在第一方面的一种可能实现方式中，所述基于所述误差信号，对所述多相支路进行多相电流调整，得到调整多相电流，包括：基于所述误差信号，利用下述公式计算所述多相支路的目标电压：其中，表示所述目标电压，表示所述误差信号，与表示电容，且与并联，表示基准电压，表示输入电压，复变量s在实部为零、虚部为角频率时为频率响应，、表示电感的电阻，且与串联，与输入电压串联；根据所述目标电压，确定所述调整多相电流。
11.在第一方面的一种可能实现方式中，所述基于所述高电平数量与所述低电平数
量，构建所述多相支路中每个多相支路之间的多相运行顺序，包括：设置所述多相支路的高电平间隔；基于所述高电平间隔，利用多相支路对应的运行相位确定所述多相支路中每两个高电平之间的低电平间隔；计算所述高电平间隔与所述低电平间隔之间的间隔和，并基于所述间隔和、所述高电平数量及所述低电平数量，确定所述多相运行顺序。
12.第二方面，本发明提供了一种基于数字化电源实现多相运行装置，所述装置包括：相位确定模块，用于采集数字化电源的电源电压与负载的负载电压，基于所述电源电压与所述负载电压，计算与所述数字化电源串联的电路的总占空系数，根据所述总占空系数，计算与所述数字化电源并联的电容的纹波电流，利用所述纹波电流与所述总占空系数之间的函数关系，确定所述数字化电源的运行相位；传递构建模块，用于根据所述负载与所述电容，利用所述运行相位构建数字化电源的多相运行电路，并构建所述多相运行电路中多相支路的传递函数，其中，所述根据所述负载与所述电容，利用所述运行相位构建数字化电源的多相运行电路的过程是指：将所述电容与所述数字化电源并联，得到所述电容与所述数字化电源之间的电容-电源并联电路，并构建所述电容-电源并联电路的符合所述运行相位的数量的多相并联支路，将所述多相并联支路的输入端与所述电容-电源并联电路，将所述多相并联支路的输出端与所述负载连接，得到所述多相运行电路，其中，所述构建所述多相运行电路中多相支路的传递函数，包括：将所述多相支路的误差电流作为传递函数输入，并将所述误差电流对应的误差电压作为传递函数输出，将所述传递函数输入的拉普拉斯变换与所述传递函数输出的拉普拉斯变换之间的比值作为所述传递函数；占空调整模块，用于利用所述传递函数计算所述多相支路中的误差信号，基于所述误差信号，对所述多相支路进行多相电流调整，得到调整多相电流，基于所述调整多相电流，计算所述多相支路的初始占空系数，对所述初始占空系数进行占空系数调整，得到调整占空系数；顺序构建模块，用于利用所述调整占空系数，计算所述多相支路的高电平数量与低电平数量，基于所述高电平数量与所述低电平数量，构建所述多相支路中每个多相支路之间的多相运行顺序，以实现所述多相运行电路的多相运行，其中，所述利用所述调整占空系数，计算所述多相支路的高电平数量与低电平数量，包括：基于所述调整占空系数，利用下述公式计算所述多相支路的高电平数量：下述公式计算所述多相支路的高电平数量：其中，表示所述多相支路的高电平数量，表示一个脉冲循环的宽度，表示单位电平的宽度，表示所述调整占空系数，基于所述高电平数量，利用下述公式计算所述多相支路的低电平数量：
其中，表示所述低电平数量，表示所述多相支路的高电平数量，表示一个脉冲循环的宽度，表示单位电平的宽度。
13.与现有技术相比，本方案的技术原理及有益效果在于：本发明实施例通过基于所述电源电压与所述负载电压，计算与所述数字化电源串联的电路的总占空系数，以用于观测相位变化但占空比不发生变化下纹波电流的曲线变化，目的在于通过选取合适的相位来尽量减少纹波电流，进一步地，本发明实施例通过利用所述纹波电流与所述总占空系数之间的函数关系，确定所述数字化电源的运行相位，以用于选取合适的相位支路的数量，提升输入电容的容值减少效果，进一步地，本发明实施例通过构建所述多相运行电路中多相支路的传递函数，以用于基于电路中电流的变化确定电压的变动。其中，所述传递函数是指零初始条件下线性系统响应（即输出）量的拉普拉斯变换（或z变换）与激励（即输入）量的拉普拉斯变换之比，本发明实施例通过利用所述传递函数计算所述多相支路中的误差信号，以用于将支路中的电流误差转换为难以测量的电压误差，进一步地，本发明实施例通过基于所述误差信号，对所述多相支路进行多相电流调整，得到调整多相电流，以用于基于电压误差，确定当前电压进行调整之后的电压，这样随着电压的变化，电流也会发生变化，本发明实施例通过利用所述调整占空系数，计算所述多相支路的高电平数量与低电平数量，可以对固定数量的多个高电平和多个低电平进行排列与组合，以得到能够保障多条支路之间交替运行的高电平与低电平组合，进一步地，本发明实施例通过基于所述高电平数量与所述低电平数量，构建所述多相支路中每个多相支路之间的多相运行顺序，以用于保障每个多相支路之间进行交替运行时，下一个运行支路不与前一个要运行支路相同，使得每个支路都均匀被运行。因此，本发明实施例提出的一种基于数字化电源实现多相运行方法及装置，可以提高多相运行的精细化。
附图说明
14.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1为本发明一实施例提供的一种基于数字化电源实现多相运行方法的流程示意图；图2为本发明一实施例中图1提供的一种基于数字化电源实现多相运行方法的计算目标电压的电路原理图；图3为本发明一实施例中图1提供的一种基于数字化电源实现多相运行方法的另外一个步骤的流程示意图；图4为本发明一实施例提供的一种基于数字化电源实现多相运行装置的模块示意图；
图5为本发明一实施例提供的实现基于数字化电源实现多相运行方法的电子设备的内部结构示意图。
17.附图标记：400-基于数字化电源实现多相运行装置，401-相位确定模块，402-传递构建模块，403-占空调整模块，404-顺序构建模块，50-处理器，51-存储器，52-通信总线，53-通信接口。
具体实施方式
18.应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
19.本发明实施例提供一种基于数字化电源实现多相运行方法，所述基于数字化电源实现多相运行方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本发明实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述基于数字化电源实现多相运行方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。所述服务器可以是独立的服务器，也可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(contentdelivery network，cdn)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。
20.参阅图1所示，是本发明一实施例提供的基于数字化电源实现多相运行方法的流程示意图。其中，图1中描述的基于数字化电源实现多相运行方法包括：s1、采集数字化电源的电源电压与负载的负载电压，基于所述电源电压与所述负载电压，计算与所述数字化电源串联的电路的总占空系数，根据所述总占空系数，计算与所述数字化电源并联的电容的纹波电流，利用所述纹波电流与所述总占空系数之间的函数关系，确定所述数字化电源的运行相位。
21.本发明实施例通过采集数字化电源的电源电压与负载的负载电压，可以将所述电源电压作为整个以所述数字化电源作为供电电源的电路的输入电压，并将所述负载电压作为所述整个以所述数字化电源作为供电电源的电路的输出电压，来计算所述整个以所述数字化电源作为供电电源的电路的电压占空比。
22.其中，所述数字化电源是指通过数字控制的电源设备，可以通过数字控制芯片(dsp、mcu等)实现输出电压、电流、功率等参数的精确控制与调节；所述电源电压是指电源两端的电压值；所述负载是指以所述数字化电源作为供电电源的用电器；所述负载电压是指负载两端的电压值。
23.可选地，所述采集数字化电源的电源电压与负载的负载电压的过程可以通过电压表实现。
24.进一步地，本发明实施例通过基于所述电源电压与所述负载电压，计算与所述数字化电源串联的电路的总占空系数，以用于观测相位变化但占空比不发生变化下纹波电流的曲线变化，目的在于通过选取合适的相位来尽量减少纹波电流。
25.其中，所述总占空系数是指以将所述电源电压作为整个以所述数字化电源作为供电电源的电路的输入电压，并将所述负载电压作为所述整个以所述数字化电源作为供电电源的电路的输出电压所计算得到整个电路总的占空比，所述占空比是指在一个脉冲循环
内，通电时间相对于总时间所占的比例。
26.本发明的一实施例中，基于所述电源电压与所述负载电压，利用下述公式计算与所述数字化电源串联的电路的总占空系数：所述数字化电源串联的电路的总占空系数：其中，d表示所述总占空系数，表示所述电源电压，表示所述负载电压，表示整个以所述数字化电源作为供电电源的电路的电流，表示与所述数字化电源相连接的并联电路中接地电路的电阻，表示与接地电路并联的另一条电路的电阻，表示并联电路汇集在同一条串联电路上的电阻。
27.本发明实施例中，所述纹波电流是指电流中的高次谐波成分会带来电流或电压幅值的变化，因此需要减少纹波电流。
28.本发明的一实施例中，根据所述总占空系数，利用下述公式计算与所述数字化电源并联的电容的纹波电流：其中，表示与所述数字化电源并联的电容的纹波电流，n表示相位数量，取值为1,2,3,
…
n-1,n，d表示所述总占空系数，floor表示向下取整函数。
29.进一步地，本发明实施例通过利用所述纹波电流与所述总占空系数之间的函数关系，确定所述数字化电源的运行相位，以用于选取合适的相位支路的数量，提升输入电容的容值减少效果。
30.其中，所述运行相位是指多路相位的数量，例如与电源连接的支路有三个，即a、b、c三条支路，将电源发出的电压分别流向a、b、c三条支路，这三条支路所接收的电压的频率相同而初相位互异，形成了三条不同相位下的电压，其中的三即是所述运行相位。
31.本发明的一实施例中，所述利用所述纹波电流与所述总占空系数之间的函数关系，确定所述数字化电源的运行相位，包括：利用下述公式构建所述纹波电流与所述总占空系数之间的关系函数：其中，表示所述关系函数，表示与所述数字化电源并联的电容的纹波电流，d表示所述总占空系数，a与b表示偏移参数，用于将所述关系函数的周期扩大或缩小，w用于将的值保持在0~1之内，最大值为1，且随着运行相位的数量的增加，w会逐渐增大，使得减小，c用于将
进行上下移动，不同运行相位下的w、a、b、c的值不同；在所述关系函数中的纹波电流不符合预设阈值时，获取所述关系函数对应的相位，得到目标相位，从所述目标相位中选取最大相位，得到所述运行相位。
32.其中，所述预设阈值设置为0，原因在于：在在所述关系函数中的纹波电流为0时，表示与所述数字化电源并联的电容不存在纹波成分，这在理论上是不存在的，因此需要筛选掉会出现纹波电流为的关系函数。
33.可选地，所述从所述目标相位中选取最大相位，得到所述运行相位的过程的原因是：随着运行相位的数量的增加，会减小，表示的值会减小，这样可以尽可能减小纹波电流。
34.s2、根据所述负载与所述电容，利用所述运行相位构建数字化电源的多相运行电路，并构建所述多相运行电路中多相支路的传递函数。
35.本发明实施例通过根据所述负载与所述电容，利用所述运行相位构建所述数字化电源的多相运行电路，以用于构建符合所述运行相位的多相支路。
36.可选地，所述根据所述负载与所述电容，利用所述运行相位构建数字化电源的多相运行电路的过程是指：将所述电容与所述数字化电源并联，得到所述电容与所述数字化电源之间的电容-电源并联电路，并构建所述电容-电源并联电路的符合所述运行相位的数量的多相并联支路，将所述多相并联支路的输入端与所述电容-电源并联电路，将所述多相并联支路的输出端与所述负载连接，得到所述多相运行电路。
37.进一步地，本发明实施例通过构建所述多相运行电路中多相支路的传递函数，以用于基于电路中电流的变化确定电压的变动。其中，所述传递函数是指零初始条件下线性系统响应（即输出）量的拉普拉斯变换（或z变换）与激励（即输入）量的拉普拉斯变换之比。
38.本发明的一实施例中，参阅图3所示，所述构建所述多相运行电路中多相支路的传递函数，包括：s301、将所述多相支路的误差电流作为传递函数输入，并将所述误差电流对应的误差电压作为传递函数输出；s302、将所述传递函数输入的拉普拉斯变换与所述传递函数输出的拉普拉斯变换之间的比值作为所述传递函数。
39.其中，所述误差电压是指电压的误差值。
40.s3、利用所述传递函数计算所述多相支路中的误差信号，基于所述误差信号，对所述多相支路进行多相电流调整，得到调整多相电流，基于所述调整多相电流，计算所述多相支路的初始占空系数，对所述初始占空系数进行占空系数调整，得到调整占空系数。
41.本发明实施例通过利用所述传递函数计算所述多相支路中的误差信号，以用于将支路中的电流误差转换为难以测量的电压误差。其中，所述误差信号是指电压误差信号。
42.本发明的一实施例中，所述利用所述传递函数计算所述多相支路中的误差信号，包括：利用下述公式计算所述多相支路中的电流误差值：
其中，表示所述电流误差值，表示所述多相支路中第t个多相支路的电流值，t示多相支路的总数；将所述电流误差值作为所述传递函数的输入数据，以通过所述传递函数计算所述多相支路中的误差信号。
43.进一步地，本发明实施例通过基于所述误差信号，对所述多相支路进行多相电流调整，得到调整多相电流，以用于基于电压误差，确定当前电压进行调整之后的电压，这样随着电压的变化，电流也会发生变化。其中，所述调整多相电流是指对多相支路进行电压调整后，所调整好的电压与多相支路的电阻的比值，即所调整好的电压下的电流。
44.本发明的一实施例中，所述基于所述误差信号，对所述多相支路进行多相电流调整，得到调整多相电流，包括：基于所述误差信号，利用下述公式计算所述多相支路的目标电压：其中，表示所述目标电压，表示所述误差信号，与表示电容，且与并联，表示基准电压，表示输入电压，复变量s在实部为零、虚部为角频率时为频率响应，、表示电感的电阻，且与串联，与输入电压串联；根据所述目标电压，确定所述调整多相电流。
45.参阅图2所示，为本发明一实施例中图1提供的一种基于数字化电源实现多相运行方法的计算目标电压的电路原理图，在图2中，v
cont
表示所述目标电压，c1与c2表示电容，且c1与c2并联，v
ref
表示基准电压，r
f2
、r
f3
、r
f1
表示电感的电阻，且r
f2
与r
f3
串联，r
f1
与输入电压串联，v0表示输入电压。
46.进一步地，本发明实施例通过基于所述调整多相电流，计算所述多相支路的初始占空系数，可以在后续对所述初始占空系数进行调整。需要说明的是，所述初始占空系数是支路的占空系数，而前述的总占空系数是总电路主干的占空系数。
47.本发明的一实施例中，所述计算所述多相支路的初始占空系数的原理与上述计算与所述数字化电源串联的电路的总占空系数的原理类似，在此不做进一步地赘述。
48.进一步地，本发明实施例通过基于所述调整多相电流，对所述初始占空系数进行占空系数调整，得到调整占空系数，可以在由于占空比大于50%导致电路系统不稳定时，选取合适的补偿斜率，使得占空比大于50%时电路系统仍可保持稳定。
49.可选地，所述基于所述调整多相电流，对所述初始占空系数进行占空系数调整，得到调整占空系数的过程可以通过斜率补偿实现，所述斜率补偿是指用电流控制方式时，将一部分锯齿波电压加到控制信号上，以改进控制特性，包括消除谐波振荡，所述斜率补偿的原理为：在电流的占空比大于50%，其初始的电流误差在后来的周期内没有减小反而加大
了，这是因为其电流衰减斜率与电流上升斜坡斜率之比大于1，解决办法是要减小电流衰减斜率与电流上升斜坡斜率之比，通过在控制电圧上增加一个与脉宽调制时钟同步的斜坡，这个斜坡的斜率可以作为电流衰减斜率或电流上升斜坡斜率的修正值，从而修正电流衰减斜率或电流上升斜坡斜率，达到减小电流衰减斜率与电流上升斜坡斜率之比的目的。
50.s4、利用所述调整占空系数，计算所述多相支路的高电平数量与低电平数量，基于所述高电平数量与所述低电平数量，构建所述多相支路中每个多相支路之间的多相运行顺序，以实现所述多相运行电路的多相运行。
51.本发明实施例通过利用所述调整占空系数，计算所述多相支路的高电平数量与低电平数量，可以对固定数量的多个高电平和多个低电平进行排列与组合，以得到能够保障多条支路之间交替运行的高电平与低电平组合。
52.本发明的一实施例中，所述利用所述调整占空系数，计算所述多相支路的高电平数量与低电平数量，包括：基于所述调整占空系数，利用下述公式计算所述多相支路的高电平数量：平数量：其中，表示所述多相支路的高电平数量，表示一个脉冲循环的宽度，表示单位电平的宽度，表示所述调整占空系数，基于所述高电平数量，利用下述公式计算所述多相支路的低电平数量：其中，表示所述低电平数量，表示所述多相支路的高电平数量，表示一个脉冲循环的宽度，表示单位电平的宽度。
53.进一步地，本发明实施例通过基于所述高电平数量与所述低电平数量，构建所述多相支路中每个多相支路之间的多相运行顺序，以用于保障每个多相支路之间进行交替运行时，下一个运行支路不与前一个要运行支路相同，使得每个支路都均匀被运行。
54.本发明的一实施例中，所述基于所述高电平数量与所述低电平数量，构建所述多相支路中每个多相支路之间的多相运行顺序，包括：设置所述多相支路的高电平间隔；基于所述高电平间隔，利用多相支路对应的运行相位确定所述多相支路中每两个高电平之间的低电平间隔；计算所述高电平间隔与所述低电平间隔之间的间隔和，并基于所述间隔和、所述高电平数量及所述低电平数量，确定所述多相运行顺序。
55.可选地，所述设置所述多相支路的高电平间隔是指所设置的每次高电平由多少个单位的高电平构成的间隔，例如在a、b、c三条之路的相位交替运行时，第一阶段，a高电平一段时间，b与c低电平，第二阶段，b高电平一段时间，a与c低电平，第三阶段，c高电平一段时间，b与c低电平，第四阶段，循环回到第一阶段，并依次进行到第三阶段，则在此期间，高点平的那段时间持续多个单位的高电平，例如持续两个单位的高电平，即高电平数量为2，则所述高电平间隔是指2个单位的高电平的间隔；所述基于所述高电平间隔，利用多相支路对
应的运行相位确定所述多相支路中每两个高电平之间的低电平间隔的过程为：从第一阶段到下一次第一阶段的间隔时间中，进行了第二阶段和第三阶段，即b高电平一段时间，之后替换为c高电平一段时间，则在所述高电平间隔为2个单位的高电平的间隔时，b高电平一段时间与c高电平一段时间也均为2个单位的高电平的间隔，则低电平间隔总共是4个单位的高电平的间隔；所述计算所述高电平间隔与所述低电平间隔之间的间隔和的过程为计算第一阶段依次进行到第三阶段的间隔总和，即所有支路均交替运行一遍的间隔和；所述基于所述间隔和、所述高电平数量及所述低电平数量，确定所述多相运行顺序的过程为：在间隔和中所占单位电平的数量等于所述高电平数量及所述低电平数量的和时，表示最后一段时间第一阶段依次进行到第三阶段之后结束，在间隔和中所占单位电平的数量小于所述高电平数量及所述低电平数量的和时，表示最后一段时间第一阶段依次进行到第三阶段之后，还需要继续进行高低电平的交替运行，在间隔和中所占单位电平的数量大于所述高电平数量及所述低电平数量的和时，需要对最后一段时间中第一阶段依次进行到第三阶段这个过程内的电平数量进行削减。
56.可以看出，本发明实施例通过基于所述电源电压与所述负载电压，计算与所述数字化电源串联的电路的总占空系数，以用于观测相位变化但占空比不发生变化下纹波电流的曲线变化，目的在于通过选取合适的相位来尽量减少纹波电流，进一步地，本发明实施例通过利用所述纹波电流与所述总占空系数之间的函数关系，确定所述数字化电源的运行相位，以用于选取合适的相位支路的数量，提升输入电容的容值减少效果，进一步地，本发明实施例通过构建所述多相运行电路中多相支路的传递函数，以用于基于电路中电流的变化确定电压的变动。其中，所述传递函数是指零初始条件下线性系统响应（即输出）量的拉普拉斯变换（或z变换）与激励（即输入）量的拉普拉斯变换之比，本发明实施例通过利用所述传递函数计算所述多相支路中的误差信号，以用于将支路中的电流误差转换为难以测量的电压误差，进一步地，本发明实施例通过基于所述误差信号，对所述多相支路进行多相电流调整，得到调整多相电流，以用于基于电压误差，确定当前电压进行调整之后的电压，这样随着电压的变化，电流也会发生变化，本发明实施例通过利用所述调整占空系数，计算所述多相支路的高电平数量与低电平数量，可以对固定数量的多个高电平和多个低电平进行排列与组合，以得到能够保障多条支路之间交替运行的高电平与低电平组合，进一步地，本发明实施例通过基于所述高电平数量与所述低电平数量，构建所述多相支路中每个多相支路之间的多相运行顺序，以用于保障每个多相支路之间进行交替运行时，下一个运行支路不与前一个要运行支路相同，使得每个支路都均匀被运行。因此，本发明实施例提出的一种基于数字化电源实现多相运行方法可以提高多相运行的精细化。
57.如图4所示，是本发明基于数字化电源实现多相运行装置功能模块图。
58.本发明所述基于数字化电源实现多相运行装置400可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述基于数字化电源实现多相运行装置可以包括相位确定模块401、传递构建模块402、占空调整模块403以及顺序构建模块404。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
59.在本发明实施例中，关于各模块/单元的功能如下：所述相位确定模块401，用于采集数字化电源的电源电压与负载的负载电压，基于
所述电源电压与所述负载电压，计算与所述数字化电源串联的电路的总占空系数，根据所述总占空系数，计算与所述数字化电源并联的电容的纹波电流，利用所述纹波电流与所述总占空系数之间的函数关系，确定所述数字化电源的运行相位；所述传递构建模块402，用于根据所述负载与所述电容，利用所述运行相位构建所述数字化电源的多相运行电路，并构建所述多相运行电路中多相支路的传递函数；所述占空调整模块403，用于利用所述传递函数计算所述多相支路中的误差信号，基于所述误差信号，对所述多相支路进行多相电流调整，得到调整多相电流，基于所述调整多相电流，计算所述多相支路的初始占空系数，对所述初始占空系数进行占空系数调整，得到调整占空系数；所述顺序构建模块404，用于利用所述调整占空系数，计算所述多相支路的高电平数量与低电平数量，基于所述高电平数量与所述低电平数量，构建所述多相支路中每个多相支路之间的多相运行顺序，以实现所述多相运行电路的多相运行。
60.详细地，本发明实施例中所述基于数字化电源实现多相运行装置400中的所述各模块在使用时采用与上述的图1至图3中所述的基于数字化电源实现多相运行方法一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
61.如图5所示，是本发明实现基于数字化电源实现多相运行方法的电子设备的结构示意图。
62.所述电子设备可以包括处理器50、存储器51、通信总线52以及通信接口53，还可以包括存储在所述存储器51中并可在所述处理器50上运行的计算机程序，如基于数字化电源实现多相运行程序。
63.其中，所述处理器50在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器（central processing unit，cpu）、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器50是所述电子设备的控制核心（control unit），利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器51内的程序或者模块（例如执行基于数字化电源实现多相运行程序等），以及调用存储在所述存储器51内的数据，以执行电子设备的各种功能和处理数据。
64.所述存储器51至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如：sd或dx存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器51在一些实施例中可以是电子设备的内部存储单元，例如该电子设备的移动硬盘。所述存储器51在另一些实施例中也可以是电子设备的外部存储设备，例如电子设备上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡（smart media card， smc）、安全数字（secure digital， sd）卡、闪存卡（flash card）等。进一步地，所述存储器51还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器51不仅可以用于存储安装于电子设备的应用软件及各类数据，例如数据库配置化连接程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
65.所述通信总线52可以是外设部件互连标准（peripheral component interconnect，简称pci）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，简称eisa）总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述
总线被设置为实现所述存储器51以及至少一个处理器50等之间的连接通信。
66.所述通信接口53用于上述电子设备5与其他设备之间的通信，包括网络接口和用户接口。可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口（如wi-fi接口、蓝牙接口等），通常用于在该电子设备与其他电子设备之间建立通信连接。所述用户接口可以是显示器（display）、输入单元（比如键盘（keyboard）），可选地，所述用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是led显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及oled（organic light-emitting diode，有机发光二极管）触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
67.图5仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图5示出的结构并不构成对所述电子设备的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
68.例如，尽管未示出，所述电子设备还可以包括给各个部件供电的电源（比如电池），优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器50逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备还可以包括多种传感器、蓝牙模块、wi-fi模块等，在此不再赘述。
69.应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利发明范围上并不受此结构的限制。
70.所述电子设备中的所述存储器51存储的数据库配置化连接程序是多个计算机程序的组合，在所述处理器50中运行时，可以实现：采集数字化电源的电源电压与负载的负载电压，基于所述电源电压与所述负载电压，计算与所述数字化电源串联的电路的总占空系数，根据所述总占空系数，计算与所述数字化电源并联的电容的纹波电流，利用所述纹波电流与所述总占空系数之间的函数关系，确定所述数字化电源的运行相位；根据所述负载与所述电容，利用所述运行相位构建所述数字化电源的多相运行电路，并构建所述多相运行电路中多相支路的传递函数；利用所述传递函数计算所述多相支路中的误差信号，基于所述误差信号，对所述多相支路进行多相电流调整，得到调整多相电流，基于所述调整多相电流，计算所述多相支路的初始占空系数，对所述初始占空系数进行占空系数调整，得到调整占空系数；利用所述调整占空系数，计算所述多相支路的高电平数量与低电平数量，基于所述高电平数量与所述低电平数量，构建所述多相支路中每个多相支路之间的多相运行顺序，以实现所述多相运行电路的多相运行。
71.具体地，所述处理器50对上述计算机程序的具体实现方法可参考图1对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
72.进一步地，所述电子设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个非易失性计算机可读取存储介质中。所述存储介质可以是易失性的，也可以是非易失性的。例如，所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机
存储器、只读存储器（rom，read-only memory）。
73.本发明还提供一种存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在被电子设备的处理器所执行时，可以实现：采集数字化电源的电源电压与负载的负载电压，基于所述电源电压与所述负载电压，计算与所述数字化电源串联的电路的总占空系数，根据所述总占空系数，计算与所述数字化电源并联的电容的纹波电流，利用所述纹波电流与所述总占空系数之间的函数关系，确定所述数字化电源的运行相位；根据所述负载与所述电容，利用所述运行相位构建所述数字化电源的多相运行电路，并构建所述多相运行电路中多相支路的传递函数；利用所述传递函数计算所述多相支路中的误差信号，基于所述误差信号，对所述多相支路进行多相电流调整，得到调整多相电流，基于所述调整多相电流，计算所述多相支路的初始占空系数，对所述初始占空系数进行占空系数调整，得到调整占空系数；利用所述调整占空系数，计算所述多相支路的高电平数量与低电平数量，基于所述高电平数量与所述低电平数量，构建所述多相支路中每个多相支路之间的多相运行顺序，以实现所述多相运行电路的多相运行。
74.在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，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。
75.所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块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模块来实现本实施例方案的目的。
76.另外，在本发明各个实施例中的各功能模块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模块的形式实现。
77.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
78.因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
79.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
80.以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发
明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.基于数字化电源实现多相运行方法，其特征在于，所述方法包括：采集数字化电源的电源电压与负载的负载电压，基于所述电源电压与所述负载电压，计算与所述数字化电源串联的电路的总占空系数，根据所述总占空系数，计算与所述数字化电源并联的电容的纹波电流，利用所述纹波电流与所述总占空系数之间的函数关系，确定所述数字化电源的运行相位；根据所述负载与所述电容，利用所述运行相位构建数字化电源的多相运行电路，并构建所述多相运行电路中多相支路的传递函数，其中，所述根据所述负载与所述电容，利用所述运行相位构建数字化电源的多相运行电路的过程是指：将所述电容与所述数字化电源并联，得到所述电容与所述数字化电源之间的电容-电源并联电路，并构建所述电容-电源并联电路的符合所述运行相位的数量的多相并联支路，将所述多相并联支路的输入端与所述电容-电源并联电路，将所述多相并联支路的输出端与所述负载连接，得到所述多相运行电路，其中，所述构建所述多相运行电路中多相支路的传递函数，包括：将所述多相支路的误差电流作为传递函数输入，并将所述误差电流对应的误差电压作为传递函数输出，将所述传递函数输入的拉普拉斯变换与所述传递函数输出的拉普拉斯变换之间的比值作为所述传递函数；利用所述传递函数计算所述多相支路中的误差信号，基于所述误差信号，对所述多相支路进行多相电流调整，得到调整多相电流，基于所述调整多相电流，计算所述多相支路的初始占空系数，对所述初始占空系数进行占空系数调整，得到调整占空系数；利用所述调整占空系数，计算所述多相支路的高电平数量与低电平数量，基于所述高电平数量与所述低电平数量，构建所述多相支路中每个多相支路之间的多相运行顺序，以实现所述多相运行电路的多相运行，其中，所述利用所述调整占空系数，计算所述多相支路的高电平数量与低电平数量，包括：基于所述调整占空系数，利用下述公式计算所述多相支路的高电平数量：路的高电平数量：其中，表示所述多相支路的高电平数量，表示一个脉冲循环的宽度，表示单位电平的宽度，表示所述调整占空系数，基于所述高电平数量，利用下述公式计算所述多相支路的低电平数量：其中，表示所述低电平数量，表示所述多相支路的高电平数量，表示一个脉冲循环的宽度，表示单位电平的宽度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述电源电压与所述负载电压，计算与所述数字化电源串联的电路的总占空系数，包括：基于所述电源电压与所述负载电压，利用下述公式计算与所述数字化电源串联的电路
的总占空系数：的总占空系数：其中，d表示所述总占空系数，表示所述电源电压，表示所述负载电压，表示整个以所述数字化电源作为供电电源的电路的电流，表示与所述数字化电源相连接的并联电路中接地电路的电阻，表示与接地电路并联的另一条电路的电阻，表示并联电路汇集在同一条串联电路上的电阻。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述总占空系数，计算与所述数字化电源并联的电容的纹波电流，包括：根据所述总占空系数，利用下述公式计算与所述数字化电源并联的电容的纹波电流：其中，表示与所述数字化电源并联的电容的纹波电流，n表示相位数量，取值为1,2,3,
…
n-1,n，d表示所述总占空系数，floor表示向下取整函数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述纹波电流与所述总占空系数之间的函数关系，确定所述数字化电源的运行相位，包括：利用下述公式构建所述纹波电流与所述总占空系数之间的关系函数：其中，表示所述关系函数，表示与所述数字化电源并联的电容的纹波电流，d表示所述总占空系数，a与b表示偏移参数，用于将所述关系函数的周期扩大或缩小，w用于将的值保持在0~1之内，最大值为1，且随着运行相位的数量的增加，w会逐渐增大，使得减小，c用于将进行上下移动，不同运行相位下的w、a、b、c的值不同；在所述关系函数中的纹波电流不符合预设阈值时，获取所述关系函数对应的相位，得到目标相位，从所述目标相位中选取最大相位，得到所述运行相位。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述传递函数计算所述多相支路中的误差信号，包括：利用下述公式计算所述多相支路中的电流误差值：
其中，表示所述电流误差值，表示所述多相支路中第t个多相支路的电流值，t示多相支路的总数；将所述电流误差值作为所述传递函数的输入数据，以通过所述传递函数计算所述多相支路中的误差信号。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述误差信号，对所述多相支路进行多相电流调整，得到调整多相电流，包括：基于所述误差信号，利用下述公式计算所述多相支路的目标电压：其中，表示所述目标电压，表示所述误差信号，与表示电容，且与并联，表示基准电压，表示输入电压，复变量s在实部为零、虚部为角频率时为频率响应，、表示电感的电阻，且与串联，与输入电压串联；根据所述目标电压，确定所述调整多相电流。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述高电平数量与所述低电平数量，构建所述多相支路中每个多相支路之间的多相运行顺序，包括：设置所述多相支路的高电平间隔；基于所述高电平间隔，利用多相支路对应的运行相位确定所述多相支路中每两个高电平之间的低电平间隔；计算所述高电平间隔与所述低电平间隔之间的间隔和，并基于所述间隔和、所述高电平数量及所述低电平数量，确定所述多相运行顺序。8.基于数字化电源实现多相运行装置，其特征在于，所述装置包括：相位确定模块，用于采集数字化电源的电源电压与负载的负载电压，基于所述电源电压与所述负载电压，计算与所述数字化电源串联的电路的总占空系数，根据所述总占空系数，计算与所述数字化电源并联的电容的纹波电流，利用所述纹波电流与所述总占空系数之间的函数关系，确定所述数字化电源的运行相位；传递构建模块，用于根据所述负载与所述电容，利用所述运行相位构建数字化电源的多相运行电路，并构建所述多相运行电路中多相支路的传递函数，其中，所述根据所述负载与所述电容，利用所述运行相位构建数字化电源的多相运行电路的过程是指：将所述电容与所述数字化电源并联，得到所述电容与所述数字化电源之间的电容-电源并联电路，并构建所述电容-电源并联电路的符合所述运行相位的数量的多相并联支路，将所述多相并联支路的输入端与所述电容-电源并联电路，将所述多相并联支路的输出端与所述负载连接，得到所述多相运行电路，其中，所述构建所述多相运行电路中多相支路的传递函数，包括：将所述多相支路的误差电流作为传递函数输入，并将所述误差电流对应的误差电压作为传递函数输出，将所述传递函数输入的拉普拉斯变换与所述传递函数输出的拉普拉斯变换之
间的比值作为所述传递函数；占空调整模块，用于利用所述传递函数计算所述多相支路中的误差信号，基于所述误差信号，对所述多相支路进行多相电流调整，得到调整多相电流，基于所述调整多相电流，计算所述多相支路的初始占空系数，对所述初始占空系数进行占空系数调整，得到调整占空系数；顺序构建模块，用于利用所述调整占空系数，计算所述多相支路的高电平数量与低电平数量，基于所述高电平数量与所述低电平数量，构建所述多相支路中每个多相支路之间的多相运行顺序，以实现所述多相运行电路的多相运行，其中，所述利用所述调整占空系数，计算所述多相支路的高电平数量与低电平数量，包括：基于所述调整占空系数，利用下述公式计算所述多相支路的高电平数量：述公式计算所述多相支路的高电平数量：其中，表示所述多相支路的高电平数量，表示一个脉冲循环的宽度，表示单位电平的宽度，表示所述调整占空系数，基于所述高电平数量，利用下述公式计算所述多相支路的低电平数量：其中，表示所述低电平数量，表示所述多相支路的高电平数量，表示一个脉冲循环的宽度，表示单位电平的宽度。

技术总结
本发明涉及多相运行领域，尤其一种基于数字化电源实现多相运行方法及装置，所述方法包括：采集数字化电源的电源电压与负载的负载电压，计算与数字化电源串联的电路的总占空系数，计算与数字化电源并联的电容的纹波电流，确定数字化电源的运行相位；构建数字化电源的多相运行电路，构建多相运行电路中多相支路的传递函数；计算多相支路中的误差信号，对多相支路进行多相电流调整，得到调整多相电流，计算多相支路的初始占空系数，对初始占空系数进行占空系数调整，得到调整占空系数；计算多相支路的高电平数量与低电平数量，构建多相支路中每个多相支路之间的多相运行顺序，以实现多相运行电路的多相运行。本发明可以提高多相运行的精细化。行的精细化。行的精细化。


技术研发人员：禹贵云 严贤康 杨晓平 石天兵
受保护的技术使用者：成都华普电器有限公司
技术研发日：2023.08.24
技术公布日：2023/9/20