一种自动调整电压调整器的系统、方法及介质与流程

本发明涉及电源供电领域，特别是涉及一种自动调整电压调整器的系统、方法及介质

背景技术：

随着数字技术应用的不断深入，传统的模拟电源技术逐步被数字电源方案所替代。在服务器系统中，负载电流变化最复杂的功能单元主要集中在cpu和内存两部分。cpu和内存负载的电流变化较大，且变化的频率时快时慢，非常复杂，导致cpu和内存的电压调整器供电电压会出现复杂的波动情况。这两种电压调整器电压的波动往往会给服务器系统稳定性带来致命的影响。

通用服务器，对系统稳定性要求尤为苛刻。由于通用服务器所面向的客户群体非常多，不同用户的应用场景cpu和内存所产生的负载变化也不尽相同。这样就会导致：服务器主板上的cpu和内存的电压调整器输出电压，在有些用户的应用中，主板上cpu和内存的电压调整器的输出电压波动不大，能满足系统正常工作的供电需求。但是在某些用户的特许应用场，比如：科研机构、铁路订票系统所涉及到的涉及到的海量数据的运算处理，cpu和内存的电压调整器的供电电压波动会较大。一旦电压波动超标，会导致系统宕机的故障。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种自动调整电压调整器的系统、方法及介质，能够改善cpu与内存的电压调整器输出电压波动过大，用户各种应用场景操作时cpu与内存的电压输出电压差异过大导致系统宕机。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是一种自动调整电压调整器的系统，其特征在于，包括：模拟信号发生电路、整流电路、电压比较输出模块、参数调整模块，数电输出模块和动态3d扫频单元；

所述模拟信号发生电路根据脉冲信号的调制产生相对应的模拟信号；

所述整流电路用于输入信号的整流滤波；

所述电压比较输出模块用于负载输出电压与基准电压的比较，并较比较后的误差信号转换成数字信号输出到随机存取存储器比例积分微分单元；

所述参数调整模块用于对所述负载输出电压进行参数的固化、应用和读取，参数调整模块对电压调整器闭环回路稳定性进行监测，参数调整模块输出满足电压调整器闭环回路稳定条件的信号到数电输出模块；

所述数电输出模块用于产生脉冲宽度调制信号；

所述动态3d扫频单元用于对输出电压进行跳变量、占空比和频率的监测。

进一步，所述模拟信号发生电路包括第一场效应管、第二场效应管；所述整流电路包括输入电容、输出电感和输出滤波电容；所述电压比较输出模块包括电压比较单元和数模转换单元；所述参数调整模块包括比例积分微分调整单元、随机存取存储器比例积分微分单元、闪存单元和比例积分微分调整结束单元；所述数电输出模块包括脉冲宽度调制发生器和场效应管驱动单元。

进一步，所述电压比较单元分别与所述数模转换单元和所述动态3d扫频单元连接；所述随机存取存储器比例积分微分单元分别与所述数模转换单元、脉冲宽度调制发生器、比例积分微分调整单元和闪存单元连接；所述比例积分微分调整单元分别与所述比例积分微分调整结束单元和所述闪存单元连接；所述场效应管驱动单元分别与所述脉冲宽度调制发生器、所述第一场效应管和所述第二场效应管相连；所述输入电容的一端与所述第一场效应管的漏极相连，另一端接地；所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管相连后与所述输出电感并联；所述输出滤波电容的一端与所述输出电感相连，另一端接地；所述负载一端与所述输出电容并联，另一端接地。

进一步，所述动态3d扫频单元对所述负载的输出电压进行3d扫频，3d扫频监测负载电压的跳变量、占空比和频率。

一种自动调整电压调整器的方法，包括：

电压调整器上电时，参数调整模块将固化的参数通过数据总线传输到数电输出模块；数电输出模块根据参数产生相应的脉冲信号；模拟信号发生电路根据脉冲信号进行电路的通断，产生符合电路要求的模拟信号；整流电路对模拟信号进行整流滤波，将模拟信号加载到负载；动态3d扫频单元选取负载非接地一端作为观测点，并进行3d扫频；电压比较输出模块将负载非接地端的电压与基准电压进行比较，并将比较后的电压传送到参数调整模块；参数调整模块根据3d扫频范围与比较输出模块的输出电压按照自适应调整优化算法进行参数调整。

进一步，所述自适应调整优化算法包括以下步骤：

s100，动态3d扫频单元对负载的输出电压端进行3d扫频，负载电压的跳变量固定，对负载电压的占空比和负载电压的频率依次进行扫频拉载测试；

s200，动态3d扫频单元完成一次3d扫频，比例积分微分调整单元内的参数：比例、积分和微分根据比例梯次增加或者减少一个步长，比例积分微分调整单元内通过数据总线将调整后的参数写入所述随机存取存储器比例积分微分单元；

s300，动态3d扫频单元每次梯次增加或者减少一个步长，比例积分微分调整单元对调整后的临界电压进行判断，判断临界电压是否在设计规格内，若临界电压在设计规格内，比例积分微分调整单元对临界电压进行设计，若临界电压不在设计规格内，重复s200；

s400，临界电压满足设计规格后，比例积分微分调整单元输出此时环路对应的伯德图曲线，根据增益裕度及相位裕度的条件，判断电压调整器环路的稳定性，若满足稳定性，比例积分微分调整单元触发使能信号，若不满足稳定性，动态3d扫频单元持续梯次增加或者减少步长，重复过程s200和s300；

s500，满足电压调整器环路稳定性要求后，所述比例积分微分调整单元触发使能信号使能所述闪存单元，所述随机存取存储器比例积分微时分单元内比例、积分和微分参数通过数据总线固化到闪存单元，同时使能比例积分微分调整结束单元。

进一步，模拟信号发生电路设有高场效应管和低场效应管，数电输出模块输出的正向脉冲信号控制高场效应管导通，反向脉冲信号控制低场效应管导通。

进一步，比例积分微分调整结束单元设有指示灯，通过使能比例积分微分调整结束单元点亮指示灯。

一种自动调整电压调整器的介质，用于存储上述自动调整电压调整器的方法所用的计算机软件指令，其包括自动调整电压调整器的方法所设计的程序。

本发明的有益效果是：本发明通过引入比例积分微分调整单元，将现有技术的比例积分微分单元增加随机存取存储器功能，可将动态3d扫频单元的比例、积分和微分参数固话在闪存单元中，可以减少工程师手动进行电压调整器的调试时间，缩短研发周期，并可实现数字电源电压调整器环路的闭环调整，实现自动化。

附图说明

图1是本发明一种自动调整电压调整器的系统的结构拓扑图；

图2是本发明一种自动调整电压调整器的方法的负载电压3d扫频波形图；

图3是本发明一种自动调整电压调整器的方法的自适应调整优化算法流程图。

附图中各部件标记如下：1、电压比较单元；2、数模转换单元；3、比例积分微分调整单元；4、随机存取存储器比例积分微分单元；5、闪存单元；6、比例积分微分调整结束单元；7、脉冲宽度调制发生器；8、场效应管驱动单元；9、第一场效应管；10、第二场效应管；11、输入电容；12、输出电感；13、输出滤波电容；14、动态3d扫频单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1和图2，本发明实施例包括：一种自动调整电压调整器的系统，包括：电压比较单元1、数模转换单元2比例积分微分调整单元3、随机存取存储器比例积分微分单元4、闪存单元5、比例积分微分调整结束单元6、脉冲宽度调制发生器7、场效应管驱动单元8、第一场效应管9、第二场效应管10、输入电容11、输出电感12、输出滤波电容13、和动态3d扫频单元14；

首先动态3d扫频单元14对负载进行3d扫频，3d扫频是监测负载电压的跳变量、负载电压的占空比和负载电压的频率

电压调整器上电时，闪存单元将固化的电压调整器参数通过八路数据总线调到随机存取存储器比例积分微分单元4；随机存取存储器比例积分微分单元4按照电压调整器参数产生数字偏差信号控制脉冲宽度调制发生器7输出脉冲宽度调制信号；脉冲宽度调制信号经场效应管驱动单元产生驱动信号控制第一场效应管9和第二场效应管10的通断；输入信号经输入电容11、第一场效应管9导通，输出电感12和输出滤波电容13对电压进行滤波和整流，输出稳定的电压到负载；动态3d扫频单元14选取负载输出电压为观测点，比例积分微分调整单元3启动工作，对输出电压进行采样，并根据动态3d扫频单元14扫描产生的临界电压，按照自适应调整优化算法进行处理。

动态3d扫频单元14扫频结束后，比例积分微分调整单元3下发使能信号，使能闪存单元，随机存取存储器比例积分微分单元4将此时比例积分微分调整单元3的电压调整参数传输给闪存单元。

如图3，一种自动调整电压调整器的方法，包括：自适应调整优化算法；

s100，电压控制器负载输出电压端进行3d扫频，维持电压的跳变量固定，对负载电压的占空比为10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％和90％，负载电压的频率为305hz-1mhz依次进行扫频拉载测试；

s200，完成一次3d扫频，比例积分微分调整单元3内的参数，比例、积分和微分三个参数根据比例梯次增加或者减少一个步长，比例积分微分调整单元内通过八路数据总线将调整后的参数写入随机存取存储器比例积分微分单元；

s300，每次梯次增加或者减少一个步长，比例积分微分调整单元对临界电压进行判断，判断临界电压是否在设计规格内，是的话比例积分微分调整单元临界电压进行设计，不是的话重复s200；

s400，临界电压满足设计规格后，比例积分微分调整单元输出此时对应的伯德图曲线，根据：增益裕度≤-10db，相位裕度≥45°的条件，判断电压调整器环路的稳定性，满足稳定性比例积分微分调整单元触发使能信号，不满足稳定性持续梯次增加或者减少步长，回到步骤s200。

s500，满足电压调整器环路稳定性设计要求后，比例积分微分调整单元触发pid_ok信号使能闪存单元，将随机存取存储器比例积分微分单元内比例积分微分参数通过八路数据总线固化到闪存单元，使能信号pid_ok同时使能比例积分微分调整结束单元。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。