并机控制方法及装置、并机系统与流程

1.本发明属于并机控制技术领域，更具体地说，是涉及一种并机控制方法及装置、并机系统。


背景技术：

2.在开关电源领域，并机系统由于比单机具有更高的可靠性，且容易实现系统的扩容，因此得到了广泛的应用。各个开关电源电路并联运行的关键在于负载电流的分配，若负载电流分配不均则会在各个开关电源电路之间产生环流，降低并机系统的效率及可靠性，因此并机系统的均流控制极为重要。其中，在进行并机系统的均流控制时，除了关注交流均流特性外也需要关注直流均流特性。若并机直流环流过大，会降低电感等磁性器件的性能和寿命，也会导致系统均流度变差，电流波形畸变。
3.通常认为只要电压直流分量控制为零，就能保证电流直流为零，但前提是所有并机的开关电源电路的零点等电位。现有技术中通常通过接线一致、器件特性匹配等方法确保零点等电位，然而以上的方法在实际应用中不一定能够实现，这就造成了在一些无法保证零点等电位的场景下无法有效地抑制直流环流，从而影响并机系统的均流度。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种并机控制方法及装置、并机系统，以解决现有技术中在一些无法保证零点等电位的场景下无法有效地抑制直流环流，从而影响并机系统的均流度的问题。
5.本发明实施例的第一方面，提供了一种并机控制方法，所述并机控制方法应用于并机系统中的各个开关电源电路，所述并机系统由至少两个并联连接的开关电源电路构成；所述并机控制方法包括：
6.获取本机开关电源电路的电压直流分量，基于所述电压直流分量以及预设的电压直流分量参考值确定电压直流分量误差；
7.获取各个开关电源电路的电流直流分量，并基于各个开关电源电路的电流直流分量确定本机开关电源电路的电流直流分量调节量；
8.基于所述电压直流分量误差以及所述电流直流分量调节量确定本机开关电源电路的参考相电压调整量；
9.根据所述参考相电压调整量对本机的预设参考相电压进行调整，基于调整后的参考相电压对本机开关电源电路进行均流控制。
10.在一种可能的实现方式中，所述基于各个开关电源电路的电流直流分量确定本机开关电源电路的电流直流分量调节量，包括：
11.基于各个开关电源电路的电流直流分量确定电流直流分量的参考值；
12.基于所述电流直流分量的参考值以及本机开关电源电路的电流直流分量确定本机开关电源电路的直流电流分量调节量。
13.在一种可能的实现方式中，所述基于各个开关电源电路的电流直流分量确定电流直流分量的参考值，包括：
14.将各个开关电源电路的电流直流分量的平均值作为电流直流分量的参考值。
15.在一种可能的实现方式中，所述基于所述电流直流分量的参考值以及本机开关电源电路的电流直流分量确定本机开关电源电路的直流电流分量调节量，包括：
16.基于所述电流直流分量的参考值以及本机开关电源电路的电流直流分量确定本机开关电源电路的电流直流分量误差；
17.将所述电流直流分量误差输入至第一预设控制器中，得到本机开关电源电路的直流电流分量调节量。
18.在一种可能的实现方式中，所述基于所述电压直流分量误差以及所述电流直流分量调节量确定本机开关电源电路的参考相电压调整量，包括：
19.基于所述电流直流分量调节量对所述电压直流分量误差进行调整，得到调整后的电压直流分量误差；
20.将调整后的电压直流分量误差输入至第二预设控制器中，得到初始的参考相电压调整量；
21.基于所述电流直流分量调节量对初始的参考相电压调整量进行调整，得到本机开关电源电路的参考相电压调整量。
22.在一种可能的实现方式中，所述基于所述电流直流分量调节量对所述电压直流分量误差进行调整，得到调整后的电压直流分量误差，包括：
23.将所述电流直流分量调节量叠加到所述电压直流分量误差上，得到调整后的电压直流分量误差。
24.在一种可能的实现方式中，在基于所述电流直流分量调节量对初始的参考相电压调整量进行调整之前，所述并机控制方法还包括：
25.对初始的参考相电压调整量进行限幅。
26.在一种可能的实现方式中，所述基于所述电流直流分量调节量对初始的参考相电压调整量进行调整，得到本机开关电源电路的参考相电压调整量，包括：
27.将所述电流直流分量调节量叠加到初始的参考相电压调整量上，得到本机开关电源电路的参考相电压调整量。
28.本发明实施例的第二方面，提供了一种并机控制装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述并机控制方法的步骤。
29.本发明实施例的第三方面，提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的并机控制方法的步骤。
30.本发明实施例的第四方面，提供了一种并机系统，包括：
31.至少两个并联连接的开关电源电路，至少两个上述的并机控制装置，各个并机控制装置通过通信总线连接，所述并机控制装置与所述开关电源电路一一对应连接。
32.本发明实施例提供的并机控制方法及装置、并机系统的有益效果在于：
33.区别于现有技术，本发明还获取了各个开关电源电路的电流直流分量，并基于各
个开关电源电路的电流直流分量确定了本机开关电源电路的电流直流分量调节量，通过将电流直流分量调节量引入到参考相电压调整量的计算中，达到了在调节电压直流的同时调节电流直流的效果。也就是说，本发明能够有效抑制直流环流，更好地实现并机系统的均流控制。
附图说明
34.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
35.图1为本发明一实施例提供的并机控制方法的流程示意图；
36.图2为本发明一实施例提供的并机控制装置的结构框图；
37.图3为本发明一实施例提供的并机系统的结构框图；
38.图4为本发明一实施例提供的参考相电压调整量计算对应的环路图。
具体实施方式
39.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
40.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。
41.请参考图1，图1为本发明一实施例提供的并机控制方法的流程示意图，该并机控制方法应用于并机系统中的各个开关电源电路(也就是说，每个开关电源电路均采用本发明提供的控制方法)，并机系统由至少两个并联连接的开关电源电路构成。
42.该并机控制方法包括：
43.s101：获取本机开关电源电路的电压直流分量，基于电压直流分量以及预设的电压直流分量参考值确定电压直流分量误差。
44.在本实施例一种可能的实现方式中，预设的电压直流分量参考值为0。
45.在本实施例一种可能的实现方式中，将预设的电压直流分量参考值与本机开关电源电路的电压直流分量的差作为本机开关电源电路的电压直流分量误差。其中，本机开关电源电路的电压直流分量指的是从本机开关电源电路输出端采样得到的电压直流分量。
46.s102：获取各个开关电源电路的电流直流分量，并基于各个开关电源电路的电流直流分量确定本机开关电源电路的电流直流分量调节量。
47.在本实施例中，各个开关电源电路包含本机的开关电源电路以及并机系统中除本机开关电源电路之外的其他开关电源电路。
48.其中，某个开关电源电路的电流直流分量指的是从该开关电源电路的输出侧采样得到的电流直流分量。
49.在一种可能的实现方式中，获取各个开关电源电路的电流直流分量，包括：
50.从本机对应的数据采集设备中获取本机开关电源电路对应的电流直流分量，以及从通信总线上获取其他开关电源电路对应的电流直流分量。
51.在本实施例中，各个执行主体(也即并机控制装置)通过通信总线连接，因此，对于某个执行主体，其既可以通过本机对应的数据采集设备获取本机的正负序分量数据，还可以通过通讯总线获取其他开关电源电路对应的数据采集设备所上传的其他开关电源电路对应的正负序分量数据。
52.在本实施例中，数据采集设备可以为包含电流采集功能的数据处理设备。
53.各个执行主体(也即并机控制装置)通过通信总线连接，因此，对于某个执行主体，其既可以通过本机对应的数据采集设备获取本机的电流直流分量数据，还可以通过通讯总线获取其他开关电源电路对应的数据采集设备所上传的其他开关电源电路的电流直流分量。
54.在本实施例中，数据采集设备可以为包含电流采集功能的数据处理设备。
55.s103：基于电压直流分量误差以及电流直流分量调节量确定本机开关电源电路的参考相电压调整量。
56.在本实施例中，可基于电压直流分量误差计算参考相电压调整量，同时将电压直流分量作用到参考相电压调整量的计算过程中，以在调节电压直流的同时实现电流直流的调节。
57.s104：根据参考相电压调整量对本机的预设参考相电压进行调整，基于调整后的参考相电压对本机开关电源电路进行均流控制。
58.在本实施例中，可将参考相电压调整量叠加到本机的预设参考相电压上，得到调整后的参考相电压，并基于调整后的参考相电压对本机开关电源电路进行均流控制。其中，基于参考相电压对本机开关电源电路进行均流控制属于现有技术，本发明实施例不再赘述。
59.由上可以得出，区别于现有技术，本发明实施例还获取了各个开关电源电路的电流直流分量，并基于各个开关电源电路的电流直流分量确定了本机开关电源电路的电流直流分量调节量，通过将电流直流分量调节量引入到参考相电压调整量的计算中，达到了在调节电压直流的同时调节电流直流的效果。也就是说，本发明实施例能够有效抑制直流环流，更好地实现并机系统的均流控制。
60.在一种可能的实现方式中，基于各个开关电源电路的电流直流分量确定本机开关电源电路的电流直流分量调节量，包括：
61.基于各个开关电源电路的电流直流分量确定电流直流分量的参考值。
62.基于电流直流分量的参考值以及本机开关电源电路的电流直流分量确定本机开关电源电路的直流电流分量调节量。
63.在一种可能的实现方式中，基于各个开关电源电路的电流直流分量确定电流直流分量的参考值，包括：
64.将各个开关电源电路的电流直流分量的平均值作为电流直流分量的参考值。
65.考虑到并机系统中有的负载可能带有直流分量(比如带半波负载)，即直流分量不为0，所以本发明实施例将各个开关电源电路的电流直流分量的平均值作为电流直流分量的参考值以提高控制准确性。
66.在一种可能的实现方式中，基于电流直流分量的参考值以及本机开关电源电路的电流直流分量确定本机开关电源电路的直流电流分量调节量，包括：
67.基于电流直流分量的参考值以及本机开关电源电路的电流直流分量确定本机开关电源电路的电流直流分量误差。
68.将电流直流分量误差输入至第一预设控制器中，得到本机开关电源电路的直流电流分量调节量。
69.在本实施例中，第一预设控制器可为比例控制器。
70.请参考图4，可将电流直流分量的参考值i
dc_ref
(也即各个开关电源电路的电流直流分量的平均值i
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)与本机开关电源电路的电流直流分量i
dc_fdb
的差作为本机开关电源电路的电流直流分量误差，并将电流直流分量误差输入至比例控制器中，得到本机开关电源电路的直流电流分量调节量。
71.在一种可能的实现方式中，基于电压直流分量误差以及电流直流分量调节量确定本机开关电源电路的参考相电压调整量，包括：
72.基于电流直流分量调节量对电压直流分量误差进行调整，得到调整后的电压直流分量误差。
73.将调整后的电压直流分量误差输入至第二预设控制器中，得到初始的参考相电压调整量。
74.基于电流直流分量调节量对初始的参考相电压调整量进行调整，得到本机开关电源电路的参考相电压调整量。
75.在一种可能的实现方式中，基于电流直流分量调节量对电压直流分量误差进行调整，得到调整后的电压直流分量误差，包括：
76.将电流直流分量调节量叠加到电压直流分量误差上，得到调整后的电压直流分量误差。
77.在一种可能的实现方式中，基于电流直流分量调节量对初始的参考相电压调整量进行调整，得到本机开关电源电路的参考相电压调整量，包括：
78.将电流直流分量调节量叠加到初始的参考相电压调整量上，得到本机开关电源电路的参考相电压调整量。
79.请参考图4，可将预设的电压直流分量参考值u
dc_ref
与本机开关电源电路的电压直流分量u
dc_fdb
的差作为本机开关电源电路的电压直流分量误差，再将电流直流分量调节量分别叠加到电压直流分量误差以及初始的参考相电压调整量上，以实现参考相电压调整量的调整，将电流直流调节量引入到电压直流调节中，以更好地抑制环流。其中，将电流直流分量调节量叠加到初始的参考相电压调整量上(也即电流直流分量调节量直接作用于环路输出)还可有效提高并机系统控制的响应速度。
80.在一种可能的实现方式中，在基于电流直流分量调节量对初始的参考相电压调整量进行调整之前，并机控制方法还包括：
81.对初始的参考相电压调整量进行限幅。
82.本实施例中，在对初始的参考相电压调整量进行调整之前，还可对初始的参考相电压调整量进行限幅。例如，可将初始的参考相电压调整量(也即环路输出)限幅为
±
0.1v，以避免过控，引起电路振荡。在实际应用时，可直接将此运算集成入控制器实现。
83.在本实施例中，第二预设控制器可以为比例积分控制器。
84.本发明实施例的第二方面，提供了一种并机控制装置，参见图2，图2为本发明一实施例提供的并机控制装置的示意框图。如图2所示的本实施例中的并机控制装置200可以包括：一个或多个处理器201、一个或多个输入设备202、一个或多个输出设备203及一个或多个存储器204。上述处理器201、输入设备202、输出设备203及存储器204通过通信总线205完成相互间的通信。存储器204用于存储计算机程序，计算机程序包括程序指令。处理器201用于执行存储器204存储的程序指令。其中，处理器201被配置用于调用程序指令执行上述各步骤，例如图1所示步骤s101至步骤s104的功能。
85.应当理解，在本发明实施例中，所称处理器201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 integrated 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。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。
86.输入设备202可以包括触控板、指纹采传感器(用于采集用户的指纹信息和指纹的方向信息)、麦克风等，输出设备203可以包括显示器(lcd等)、扬声器等。
87.该存储器204可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器201提供指令和数据。存储器204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204还可以存储设备类型的信息。
88.具体实现中，本发明实施例中所描述的处理器201、输入设备202、输出设备203可执行本发明实施例提供的并机控制方法的第一实施例和第二实施例中所描述的实现方式，也可执行本发明实施例所描述的并机控制装置的实现方式，在此不再赘述。
89.在本发明的另一实施例中提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序包括程序指令，程序指令被处理器执行时实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带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)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
90.计算机可读存储介质可以是前述任一实施例的并机控制装置的内部存储单元，例如并机控制装置的硬盘或内存。计算机可读存储介质也可以是并机控制装置的外部存储设备，例如并机控制装置上配备的插接式硬盘，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，计算机可读存储介质还可以既包括并机控制装置的内部存储单元也包括外部存储设备。计算机可读存储介质用于存储计算机程序及并机控制装置所需的其他程序和数据。计算机可读存储介质还可以用于暂
时地存储已经输出或者将要输出的数据。
91.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
92.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的并机控制装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的并机控制装置和方法，可以通过其它的方式实现。
93.本发明实施例的第三方面，提供了一种并机系统30，包括：
94.至少两个并联连接的开关电源电路31，至少两个上述的并机控制装置200，各个并机控制装置200通过通信总线连接，并机控制装置200与开关电源电路31一一对应连接。
95.以上，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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权利要求的保护范围为准。