一种主动电流补偿系统、方法及介质与流程

本发明涉及服务器电源领域，特别是涉及一种主动电流补偿系统、方法及介质。

背景技术：

通常在电源应用时，由于负载电流不断的变化，往往会造成电压不稳定，这种电流称为峰值电流，尤其在图形处理器的应用环境更为严苛，往往瞬时会达到数百安培。

在现有技术中，抑制峰值电流的方法，通常是加许多缓冲电容来克服，传统的技术使用非常多的大体积电容来满足峰值电流的情况发生，过多的大体积电容通常会占据很大的布线面积，且带来巨大的浪涌电流。

本发明中，增加峰值暂态电流补偿模块，监控浪涌电流过冲和下冲现象，通过储能模块对过冲电压的能量进行回收，对下冲现象，负载缺少的电压进行补偿，通过这种方法可以减少电容数量，且兼顾系统性能，并减少过冲和下冲现象。

技术实现要素：

本发明主要解决的是在电路中加入大量的大体积电容来应对过冲和下冲现象，从而影响布线面积的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种主动电流补偿系统，与负载相连，包括：数模转化单元、电压侦测单元和电流补偿模块；

所述数模转换单元连接在负载两端，将负载电压转化为数字信号发送至所述电压侦测单元；

所述电压侦测单元预设有所述负载电压的标准值，所述电压侦测单元根据所述标准值，控制所述电流补偿模块；

所述电流补偿模块回收负载电压，并在所述负载电压不足时，将回收的负载电压进行释放。

进一步，所述电压侦测单元获取所述负载电压的数字信号并与所述标准值进行对比，将所述负载电压大于所述标准值的部分电压定义为过冲电压，将所述负载电压小于所述标准值的部分电压定义为下冲电压。

进一步，若所述负载电压的数字信号大于所述标准值，则所述电流补偿模块将所述过冲电压回收；若所述负载电压的数字信号小于所述标准值，则所述电流补偿模块将回收的所述过冲电压释放，补充所述下冲电压，直至所述负载电压的数字信号等于所述标准值。

进一步，所述电流补偿模块包括能量回收控制单元、能量释放控制单元和储能单元；所述能量回收控制单元控制所述储能单元回收所述过冲电压，所述能量释放单元控制所述储能单元释放所述过冲电压，补偿所述下冲电压。

进一步，所述储能单元包括第一场效应管、第二场效应管、电感和储能电容；所述第一场效应管的漏极与负载相连，所述第一场效应管的源极与所述第二场效应管的漏极相连，所述第二场效应管的源极与负载相连并接地，所述电感的一端与所述第一场效应管的源极相连，另一端与所述储能电容一端相连，所述储能电容的另一端与负载相连并接地。

进一步，所述能量回收控制单元控制所述储能单元回收所述过冲电压时：

所述能量回收控制单元控制所述第一场效应管导通，所述过冲电压流经所述第一场效应管和所述电感回收至所述储能电容；或

所述能量回收控制单元控制所述第二场效应管导通，所述过冲电压流经所述第二场效应管和所述电感回收至所述储能电容。

进一步，所述能量释放控制单元控制所述储能单元释放所述过冲电压补偿所述下冲电压时，所述储能电容释放所述过冲电压，所述过冲电压缓存在所述电感内；

所述能量释放控制单元控制所述第二场效应管导通，所述过冲电压流经所述第二场效应管至所述负载；或

所述能量释放控制单元控制所述第一场效应管导通，所述过冲电压流经所述第一场效应管至所述负载。

本发明还提供一种主动电流补偿方法，包括以下步骤：

侦测电压：数模转换单元监测负载电压，并将监测结果转换为数字信号并发送；

判断电压：将所述负载电压与标准值进行对比，若所述负载电压与所述标准值相等，则回到侦测电压步骤，若不相等，则到补偿电压步骤；

补偿电压：若所述负载电压比标准值高，则启动电流补偿模块，到回收电压步骤，若所述负载电压比所述标准值低，则启动电流补偿模块，到释放电压步骤；

回收电压：所述电流补偿模块回收所述负载电压比所述标准值高的部分电压；

释放电压：所述电流补偿模块释放回收电压步骤回收的部分电压，补偿所述负载电压至所述标准值。

进一步，所述数模转换单元将所述负载电压转化为数字电压信号发送给所述电压侦测单元，在所述电压侦测单元内预设所述负载电压的标准值，所述电压侦测单元根据所述数模转化单元的所述数字电压信号控制电流补偿模块。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的一种主动电流补偿方法步骤。

本发明的有益效果是：

1、本发明所述的主动电流补偿系统，可以实现对监控负载电压，并根据预设的负载电压标准值，对负载的多余能量进行回收，并对负载电压进行补偿，使负载电压始终维持在标准值。

2、本发明所述的主动电流补偿方法，可以实现对负载电压进行判断，并根据判断结果，控制电流补偿模块执行回收能量以及释放能量的操作。

3、本发明所述的主动电流补偿介质，可以实现准确判断出预设的电压切换点，大大减少了硬件的空间，且将多余的能量回收再利用，增加了效率而且能够有效解决过冲电压和下冲电压带来可能的损坏。

附图说明

图1是本发明实施例1所述的主动电流补偿系统的结构拓扑图；

图2是本发明实施例1所述的主动电流补偿系统的能量回收图；

图3是本发明实施例1所述的主动电流补偿系统的能量回收图；

图4是本发明实施例1所述的主动电流补偿系统的能量释放图；

图5是本发明实施例1所述的主动电流补偿系统的能量释放图；

图6是本发明实施例2所述的主动电流补偿方法的流程图。

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。

实施例1

本发明实施例提供一种主动电流补偿系统，与负载连接，请参阅图1，系统包括：数模转换单元、电压侦测模块和电流补偿模块；

电流补偿模块包括能量回收控制单元、能量释放控制单元和储能单元；

当负载正常运行状态下，12v电源通过电路对负载进行供电，但是在服务器中，负载可能随着上层应用出现较大的负载波动，导致供电电源无法稳定的对负载保持12v供电输出，有可能负载上的电压比12v低或者高，因此，在负载两端加入电流补偿模块，和数模转换单元，数模转换单元实时检测负载的两端电压，为了可以让负载接收到更加稳定的12v电压，根据工作经验，一般都会在负载两端并联一个电容c，该电容c可以稳定12v电压的波形，以及过滤掉细微的杂波，负载两端并联的数模转换单元，数模转换单元将负载两端的电压由模拟量转换为数字量，并发送至电压侦测单元，电压侦测单元预设负载电压标准电压，电压侦测单元将标准值与实际测试值进行对比，若预设值比实际测试值低，判定负载端高于电压标准值的部分电压为过冲电压，若预设值比实际测试值高，则判定负载端低于电压标准值的部分为下冲电压，若负载两端出现过冲电压则电流补偿模块将负载两端的过冲电压进行回收，若负载两端出现下冲电压，则电流补偿模块对负载并联电流补偿模块内存储额的电压，用来补偿负载因为下冲导致与标准值不同的情况，电流补偿模块通过能量回收路径，将负载两端的能量进行收集，若预设值比实际测试值高，则能量释放控制单元控制电流调整模块释放电流调整模块的能量，补偿负载所需电压，将负载两端电压补偿到预设值12v。

请参阅图2和图3，能量回收控制单元和能量释放控制单元，储能单元为两个场效应管q1和场效应管q2和lc电路共同搭建的电路，q1与q2相互串联，电感l和储能电容相互串联，q1的源极与q2的漏极相连，q2的源极接地，q1的源极与电感l连接，电感l与储能电容连接，电感另一端接地，能量回收控制单元和能量释放控制单元控制q1和q2的导通或者截止，使得电感l和储能电容可以进行释放电能或者存储电能，当负载电压出现过冲现象时，电压侦测单元控制能量回收单元导通场效应管q1，因为能量存储单元与电流调整模块并联，所以回收的负载过冲能量存储在储能电容内，具体为，q1导通，电流经过q1以及电感l存储在储能电容内，q2导通，电流经过q2以及电感l存储在储能电容内；

请参阅图4和图5，当负载电压出现下冲现象时，电压侦测单元控制能量释放单元导通场效应管q1和q2，因为在负载过冲时，负载多余的能量存储在能量存储单元内，所以能量释放单元导通场效应管q1和q2，能量存储单元将存储的能量进行释放，补偿负载所需的能量，以满足负载的供电需要，具体为q2导通，储能电容将存储的能量通过缓存到电感l，q1导通，将电感l缓存的能量释放到负载两端。

实施例2

本发明实施例还提供一种主动电流补偿方法，包括以下步骤：

s100、数模转换单元监测负载两端电压，并发送到电压侦测单元，电压侦测单元设有负载正常运行电压标准值的数字量，若数模转换单元监测的负载两端电压与电压标准值不相等，则电压侦测模块开始进行控制，通知能量回收控制单元和能量释放控制单元，若数模转换单元监测负载两端电压与电压标准值相等，则能量回收控制单元和能量释放控制单元使能电流调整模块，关闭能量存储单元能量路径；

s200、若电压侦测单元接收到的负载电压比标准电压值高，则电压侦测单元启动能量回收控制单元，能量回收控制单元控制储能单元回收能量，并存储在储能单元内。

s300、若电压侦测单元接收到的负载电压比标准电压值低，则电压侦测单元启动能量释放控制单元，能量释放控制单元控制储能单元释放储能单元内的能量；

基于与前述实施例中方法同样的发明构思，本说明书实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如前述公开的一种主动电流补偿方法的步骤。

上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

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。