通道控制方法、装置、电子设备及存储介质与流程

1.本发明涉及变换器领域，尤其涉及一种通道控制方法、装置、电子设备及存储介质。


背景技术：

2.降压转换器可用于给电子设备供电的电池进行充电。降压转换器是一种降压型直流转直流(dc-dc)转换器，具有小于输入电压幅值的输出电压幅值。
3.现有技术中的多相降压转换器在进入切相控制时，有固定的通道被导通，这样这个被选择导通的通道就会比其他的通道工作时间更长，从而会在长时间的使用中造成更大的参数飘移。


技术实现要素：

4.本发明提供一种通道控制方法、装置、电子设备及存储介质，以解决固定的通道在长时间的使用中造成参数飘移的问题。
5.根据本发明的第一方面，提供了一种通道控制方法，用于对多相开关电源降压转换器在多相转换的过程中控制每个通道被交替使用，该方法包括：
6.s1：实时获取当前导通的通道的当前工作模式以及当前负载电流数据；其中，所述当前工作模式为第一工作模式或第二工作模式，所述第二工作模式的开关频率小于所述第一工作模式的开关频率；
7.s2：基于所述当前负载电流数据，确定是否需要进行增相或切相；若是则进入s3，若否则返回s1；
8.s3：确定各通道被导通或关断的优先级，并基于所述优先级对相应的通道进行导通或关断，以完成增相或切相；其中，所述优先级用于确保每个通道被相对平均地使用；
9.重复上述步骤s1-s3。
10.可选的，所述s3中确定各通道被导通或关断的优先级的确定标准为：
11.若需要切相，则优先关断当前导通的通道中在历次切相中导通次数最多的通道；若需要增相，则优先导通当前关断的通道中在历次切相中导通次数最少的通道。
12.可选的，所述步骤s2中基于所述当前负载电流数据，确定是否需要进行切相，包括：
13.s21：基于所述当前负载电流数据，确定所述当前负载电流数据是否小于第一阈值；若否，则返回s1；若是，则确定需要切相并进入s3进行切相。
14.可选的，所述步骤s21具体包括：
15.s211：基于所述当前负载电流数据，确定所述当前负载电流数据是否小于第一阈值；若是，则进入s212，若否则返回s1；
16.s212：确定所述当前负载电流数据小于第一阈值的持续时间是否达到预设时间；若否则返回s1；若是，则确定需要切相并进入s3进行切相。
17.可选的，在所述步骤s21中确定需要切相并进入s3进行切相之前还包括：
18.s210：确定所述当前导通的通道的数量是否为1；
19.若是，则将当前导通的通道的工作模式切换或维持到第二工作模式；若否，则确定需要切相并进入s3进行切相。
20.可选的，所述步骤s2中基于所述当前负载电流数据，确定是否需要进行增相包括：
21.s22：基于所述当前负载电流数据，确定所述当前负载电流数据是否大于第二阈值；
22.若否，则返回s1；若是，则确定需要增相并进入s3进行增相。
23.可选的，所述步骤s22具体包括：
24.s222：基于所述当前负载电流数据，确定所述当前负载电流数据是否大于第二阈值；若是，则进入s224，若否则返回s1；
25.s224：确定所述当前负载电流数据大于第二阈值的持续时间是否达到预设时间；若否则返回s1；若是，则确定需要增相并进入s3进行增相。
26.可选的，所述步骤s222之前还包括：
27.s221：获取当前各导通的通道对应的开关电源降压转换器的电感电流数据，确定所述电感电流数据是否大于过流保护阈值；
28.若是，则确定需要增相并立即进入s3进行增相；若否，则进入s222。
29.可选的，在所述步骤s22中确定需要增相并进入s3进行增相之前还包括：
30.s2201：确定所述当前导通的通道的数量是否达到最大值；
31.若是，则维持当前导通的通道数量不变；若否，则确定需要增相并进入s3进行增相。
32.可选的，在所述步骤s22中确定需要增相并进入s3进行增相之前还包括：
33.s2202：确定所述当前导通的通道的数量是否为1，且所述当前导通的通道的工作模式是否为第二工作模式；
34.若当前导通的通道的数量为1，且所述当前导通的通道的工作模式为第二工作模式，则维持当前导通的通道数量不变，并将工作模式由第二工作模式切换到第一工作模式；若否，则确定需要增相并进入s3进行增相。
35.可选的，所述第一工作模式为pwm模式。
36.可选的，所述第二工作模式为pfm模式。
37.根据本发明的第二方面，提供了一种通道控制装置，包括：检测模块、切相判断模块、通道控制模块；
38.所述检测模块用于实时获取当前导通的通道的当前工作模式以及当前负载电流数据其中，所述当前工作模式为第一工作模式或第二工作模式，所述第二工作模式的开关频率小于所述第一工作模式的开关频率；
39.所述切相判断模块用于基于所述当前负载电流数据，确定是否需要进行增相或切相；若需要进行增相或切相，则发送第一控制信号给所述通道控制模块，以进行增相或切相；若不需要进行增相或切相，则发送第二控制信号给所述检测模块，由所述检测模块继续检测；
40.所述通道控制模块用于基所述于第一控制信号，确定当前通道被导通或被关断的
优先级，并基于所述优先级对当前通道进行导通或关断，完成增相或切相；其中，所述优先级用于确保每个通道被相对平均地使用。
41.根据本发明的第三方面，提供了一种电子设备，包括处理器与存储器，
42.所述存储器，用于存储代码；
43.所述处理器，用于执行所述存储器中的代码用以实现以上所述的方法。
44.根据本发明的第四方面，提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以上所述的方法。
45.本发明提供的通道控制方法、装置、电子设备及存储介质，基于先级对相应通道进行关断或导通，进而完成切相或增相，实现了各个通道可交替使用，保证每个通道被使用的总时间基本保持相同，不会造成较大的参数飘移。
46.且在优选实施方式中，通过设置过流保护阈值，判断流过各个通道的电感电流与过流保护阈值之间的关系，进而当对应通道的电感电流达到过流阈值保护后直接进行增相，无需等待延迟时间，避免造成过大的输出电压跌落。
附图说明
47.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，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
48.图1是本发明一实施例中通道控制方法的流程示意图一；
49.图2是本发明一实施例中通道控制方法的流程示意图二；
50.图3是本发明一实施例中通道控制方法的流程示意图三；
51.图4是本发明一实施例中通道控制方法的流程示意图四；
52.图5是本发明一实施例中通道控制方法的流程示意图五；
53.图6是本发明一实施例中通道控制方法的流程示意图六；
54.图7是本发明一实施例中通道控制方法的流程示意图七；
55.图8是本发明一实施例中通道控制方法的流程示意图八；
56.图9是本发明一实施例中通道控制方法的流程示意图九；
57.图10是本发明一实施例中多相降压转换器的结构示意图；
58.图11是本发明一实施例中四相应用中各通道的导通次数表；
59.图12是本发明一实施例中两相应用中通道控制方法的流程示意图；
60.图13是本发明一实施例中通道控制装置示意图一；
61.图14是本发明一实施例中通道控制装置示意图二；
62.图15是本发明一实施例中通道控制装置示意图三；
63.图16是本发明一实施例中电子设备的构造示意图。
具体实施方式
64.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
65.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
66.下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
67.目前，多相降压转换器在进入切相控制时是有固定的通道被导通，这样这个被选择导通的通道就会比其他的通道工作时间更长，这个过多被使用的通道就会承受比其他通道更多的冲击，从而会在长时间的使用中造成更大的参数飘移。
68.有鉴于此，本发明实施例提供了一种通道控制方法，用于对多相开关电源降压转换器在多相转换的过程中控制每个通道被交替使用，请参考图1，该方法包括：
69.s1：实时获取当前导通的通道的当前工作模式以及当前负载电流数据；其中，所述当前工作模式为第一工作模式或第二工作模式，所述第二工作模式的开关频率小于所述第一工作模式的开关频率；
70.s2：基于所述当前负载电流数据，确定是否需要进行增相或切相；若是则进入s3，若否则返回s1；
71.s3：确定各通道被导通或关断的优先级，并基于所述优先级对相应的通道进行导通或关断，以完成增相或切相；其中，所述优先级用于确保每个通道被相对平均地使用；
72.重复上述步骤s1-s3。
73.其中，所述通道的数量与所述相的数量相匹配，例如两相的通道数量为2，四相的通道数量为4。
74.当然，本发明并不以此为限，其他数量的通道均在本发明的保护范围之内。
75.作为一种优选的实施例，所述s3中确定各通道被导通或关断的优先级的确定标准为：
76.若需要切相，则优先关断当前导通的通道中在历次切相中导通次数最多的通道；若需要增相，则优先导通当前关断的通道中在历次切相中导通次数最少的通道。
77.一种举例中，当所述相为两相时，所述基于所述优先级对相应的通道进行导通或关断具体为：确定当前通道在上次切相中是否被使用，若当前通道在上次切相中已经被使用，则关闭当前通道并开启其他通道；若当前通道在上次切相中未被使用，则开启当前通道并所述其他通道。
78.其他的举例中，当所述相为四相时，所述基于所述优先级对相应的通道进行导通或关断具体为：确定当前通道中被导通次数最多的通道，并关断所述当前通道中被导通次数最多的通道；确定所述当前通道中被导通次数最少的通道，并导通所述当前通道中被导通次数最少的通道。
79.作为一种实施方式，关于所述通道控制方法的应用，请参考图10，图10为多相降压转换器的工作电路，所述多相降压转换器包括若干单项降压转换器，所述每个降压转换器为一个通道，所述若干单项降压转换器并联。本发明的通道控制方法即应用于对这些并联的降压转换器进行控制，控制其导通或关断。
80.作为其他优选的实施方式，请参考图11，图11为四相的应用中所述通道的导通与关断次数，图11中数字表示该通道在减相或增相中导通的次数，打圈部分表示该通道在减相或增相的时候是导通的，图中箭头部分表征为：关断当前导通的通道中在历次切相中导通次数最多的通道/导通当前关断的通道中在历次切相中导通次数最少的通道，例如。由此可见，所述最多导通次数的通道只会比最少导通次数的通道最多大3次，所以在计数的时候永远保持至少有一个通道被记为0，因此对于四相的应用只需要两位计数器就可以。
81.以上方案中，基于优先级对当前通道进行关断或导通，进而完成切相或增相，实现了各个通道可交替使用，保证每个通道被使用的总时间基本保持相同，不会造成较大的参数飘移。
82.请参考图2，所述步骤s2中基于所述当前负载电流数据，确定是否需要进行切相，包括：
83.s21：基于所述当前负载电流数据，确定所述当前负载电流数据是否小于第一阈值；若否，则返回s1；若是，则确定需要切相并进入s3进行切相。
84.请参考图3，所述步骤s21具体包括：
85.s211：基于所述当前负载电流数据，确定所述当前负载电流数据是否小于第一阈值；若是，则进入s212，若否则返回s1；
86.s212：确定所述当前负载电流数据小于第一阈值的持续时间是否达到预设时间；若否则返回s1；若是，则确定需要切相并进入s3进行切相。
87.具体的实施例中，在切相的过程中为了保证转换比较光滑，且不会反复跳来跳去，在负载电流检测和实际的切相发生时存在一定的延迟时间(即预设时间)，例如对于双相的应用，只有当负载电流(即当前负载电流数据)小于ith1(即第一阈值)并持续稳定一段时间后才会进行切相。
88.以上方案中，额外的延迟(即预设时间)对切相一般不会造成性能恶化，因为所需要的负载电流(即当前负载电流数据)减小了，延迟进行切相没有影响。
89.请参考图5，所述步骤s2中基于所述当前负载电流数据，确定是否需要进行增相包括：
90.s22：基于所述当前负载电流数据，确定所述当前负载电流数据是否大于第二阈值；
91.若否，则返回s1；若是，则确定需要增相并进入s3进行增相。
92.请参考图6，所述步骤s22具体包括：
93.s222：基于所述当前负载电流数据，确定所述当前负载电流数据是否大于第二阈值；若是，则进入s224，若否则返回s1；
94.s224：确定所述当前负载电流数据大于第二阈值的持续时间是否达到预设时间；若否则返回s1；若是，则确定需要增相并进入s3进行增相。
95.请参考图7，所述步骤s222之前还包括：
96.s221：获取当前各导通的通道对应的开关电源降压转换器的电感电流数据，确定所述电感电流数据是否大于过流保护阈值；
97.若是，则确定需要增相并立即进入s3进行增相；若否，则进入s222。
98.具体的实施例中，以两相为例，在进行增相之前处于切相状态时，例如负载电流突然增加，正在工作的通道不足以提供负载需要的大电流，这样就会造成额外的输出电压跌落；因此设置过流保护阈值，保证在切相时，任一通道的电感电流大于所述过流保护阈值，就会马上进行增相而不是等一段延迟后才增相。
99.以上方案中，由于设置了所述第一电感电流是否大于所述过流保护阈值的判断，实现了所述第一电感电流大于所述过流保护阈值时，立即进入增相，避免了增相前的额外延迟时间，进一步避免造成额外的输出电压跌落。
100.请参考图4，在所述步骤s21中确定需要切相并进入s3进行切相之前还包括：
101.s210：确定所述当前导通的通道的数量是否为1；
102.若是，则将当前导通的通道的工作模式切换或维持到第二工作模式；若否，则确定需要切相并进入s3进行切相。
103.请参考图8，在所述步骤s22中确定需要增相并进入s3进行增相之前还包括：
104.s2201：确定所述当前导通的通道的数量是否达到最大值；
105.若是，则维持当前导通的通道数量不变；若否，则确定需要增相并进入s3进行增相。
106.一种举例中，以两相的应用为例，在确定进入切相之前，若当前工作的相为一相，由于一相为最小相，不能再进行切相，则将当前导通的通道的工作模式切换或维持到第二工作模式(即pfm模式)；由于第二工作模式的开关频率小于第一工作模式的开关频率，因而可以通过减小开关的频率来提高转换器的效率。
107.当然，需要意识到的是，第二工作模式也不限于pfm模式，还可以为其他工作模式，只需在该工作模式下，转换器的效率高于第一模式的效率即可。
108.另一种举例中，以两相的应用为例，在确定进入增相之前，若当前工作的相为两相，由于两相为最大相，不能再进行增相，则维持当前导通的通道数量不变，将当前导通的通道的工作模式维持或切换到第一工作模式(即pwm模式)。
109.请参考图9，在所述步骤s22中确定需要增相并进入s3进行增相之前还包括：
110.s2202：确定所述当前导通的通道的数量是否为1，且所述当前导通的通道的工作模式是否为第二工作模式；
111.若当前导通的通道的数量为1，且所述当前导通的通道的工作模式为第二工作模式，则维持当前导通的通道数量不变，并将工作模式由第二工作模式切换到第一工作模式；若否，则确定需要增相并进入s3进行增相。
112.其中，所述第一工作模式为pwm模式，所述第二工作模式为pfm模式。
113.一种实施例中，以两相为例，若当前导通的通道的数量为1且所述当前导通的通道的工作模式为pfm工作模式，则维持当前导通的通道数量不变，且将所述当前导通的通道的工作模式变为pwm模式。
114.具体的实施例中，请参考图12，以两相为例，实时检测第一负载电流数据(即当前负载电流数据)，当所述第一负载电流较大时，两相同时工作在第一工作模式(即pwm模式)，
当第一负载电流(即当前负载电流数据)减小到第一阈值之后，这时要进入切相模式(phase shedding)，即两相换一相，若此时phase 1(通道一/当前通道)在上一次进入切相模式时已经被使用，则关断phase 1(通道一/当前通道)，导通phase 2(通道二/其他通道)；反之就导通phase1(通道一/当前通道)，关断phase 2(通道二/其他通道)，以实现让phase1(通道一/当前通道)和phase2(通道二/其他通道)可以交替使用。
115.实时获取第二负载电流数据(即当前负载电流数据)，当第二负载电流(即当前负载电流数据)大于到第二阈值之后，这时要进入增相模式，即一相换两相；此外在进入增相模式之前还要判断当前通道的电感电流数据是否大于过流保护阈值，若是，则立即进入增相，若否，则继续判断所述第二负载电流数据是否小于第三阈值，若是，由于此时为一相，不能进行切相，则将当前导通的通道的工作模式切换或维持到第二工作模式(即pfm模式)。
116.实时检测第三负载电流数据(即当前负载电流数据)，若第三负载电流数据(即当前负载电流数据)大于第四阈值，则进入增相模式；此外，在进入增相之前，判断当前通道的电感电流数据是否大于过流保护阈值，若是，则立即进入增相，若否，则继续判断所述第三负载电流数据是否小于第五阈值。
117.以上方案中，按照上述的控制一个通道最多只会比另一个通道在切相的时候多使用一次；且当切相至单相时，若负载电流(即当前负载电流)进一步减小，则进入pfm模式，开关的频率随着负载电流的减小而减小，实现通过减小开关的频率来提高转换器的效率；同理，若负载电流进一步增大，则进入pwm模式。
118.请参考图13，本发明还提供了一种通道控制装置4，包括：检测模块41、切相判断模块42、通道控制模块43；
119.所述检测模块41用于实时获取当前导通的通道的当前工作模式以及当前负载电流数据其中，所述当前工作模式为第一工作模式或第二工作模式，所述第二工作模式的开关频率小于所述第一工作模式的开关频率；
120.所述切相判断模块42用于基于所述当前负载电流数据，确定是否需要进行增相或切相；若需要进行增相或切相，则发送第一控制信号给所述通道控制模块，以进行增相或切相；若不需要进行增相或切相，则发送第二控制信号给所述检测模块，由所述检测模块继续检测；
121.所述通道控制模块43用于基所述于第一控制信号，确定当前通道被导通或被关断的优先级，并基于所述优先级对当前通道进行导通或关断，完成增相或切相；其中，所述优先级用于确保每个通道被相对平均地使用。
122.请参考图14作为一种具体实施方式，通道控制装置4还包括电感电流比较模块44，用于实时检测增相或切相后的各导通的通道对应的开关电源降压转换器的电感电流数据，并将所述电感电流数据与过流保护阈值进行比较，若所述电感电流数据小于所述过流保护阈值，则发送第一控制信号给所述通道控制模块43，由通道控制模块43确定当前通道被关断或被导通的优先级，并基于所述优先级对当前通道进行关断或导通，完成切相，以使得每个通道被相对平均地使用。若所述电感电流数据在过流保护阈值以上，则发送第二控制信号给所述检测模块41，由所述检测模块41继续检测。
123.请参考图15，作为一种具体实施方式，通道控制装置4还包括负载电流比较模块45，用于将所述负载电流数据与第一阈值和/或第二阈值进行比较，若所述负载电流数据小
于所述第一阈值或负载电流数据大于所述第二阈值，则发送第一控制信号给所述通道控制模块43，由通道控制模块43确定当前通道被关断或被导通的优先级，并基于所述优先级对当前通道进行关断或导通，完成切相，以使得每个通道被相对平均地使用。若所述负载电流数据在所述第一阈值以上或在第二阈值以下，则发送第二控制信号给所述检测41，由所述检测模块41继续检测。
124.请参考图16，提供了一种电子设备5，包括：
125.处理器51；以及，
126.存储器52，用于存储所述处理器的可执行指令；
127.其中，所述处理器51配置为经由执行所述可执行指令来执行以上所涉及的方法。
128.处理器51能够通过总线53与存储器52通讯。
129.本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以上所涉及的方法。
130.本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
131.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。