基于环温调节的数模串联动态控制方法、系统及设备与流程

本发明涉及电源控制领域，更具体地说，特别涉及一种基于环温调节的数模串联动态控制方法、系统及设备。

背景技术：

1、随着功率半导体技术的发展，电源在能源系统中的地位越发重要。而数字电源作为能源系统中重要的一环，其成本在大规模应用中的优势越发突出，不仅体积小，而且调试编程方便，在动态性能及效率指标上也优于传统模拟电源。传统的模拟电源，在高温或者低温工作条件下，由于环境恶化，动态性能大幅度下降，受限于硬件电路无法大范围调整环路。而普通的数字电源，在高低温动态方面缺少实时调节环路的控制策略，无法及时调整电源控制环路进行来实现电源性能最优且效率最大化。再者，在高低温工况下，电源空载至满载大动态跳变时，受限于隔离光耦ctr性能下降，控制环路响应变差。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决传统模拟电源及普通数字电源在高低温情况下控制环路无法使电源达到性能最优及效率下降的问题。

2、为了解决以上提出的问题，本发明采用的技术方案为：

3、第一方面，提供一种基于环温调节的数模串联动态控制方法，应用于的开关电源，所述开关电源包括输入端口、驱动电路、主回路和输出端口，所述控制方法包括：动态调节阶段：

4、按预设周期获取所述开关电源的环境温度和所述输出端口的输出信号；

5、将所述环境温度和所述输出信号对应的控制策略作为当前控制策略，输出对应的控制信号以控制所述驱动电路，从而驱动所述主回路，其中，所述控制策略包括与所述环境温度对应的预设参数及对应的处理路径，通过将所述预设参数经过对应的处理路径生成对应的控制信号。

6、优选地，将所述环境温度和所述输出信号对应的控制策略作为当前控制策略，输出对应的控制信号以控制所述驱动电路，从而驱动所述主回路，具体包括：

7、根据所述环境温度和所述输出信号确定对应的预设参数，所述环境温度与所述预设参数一一对应，所述预设参数为模拟信号；

8、根据所述环境温度确定其所对应的处理路径：当所述环境温度处于第一温度范围内，则判定为高温，并将所述预设参数数字环进行计算处理；当所述环境温度处于第二温度范围内，则判定为常温，直接输出所述预设参数；当所述环境温度处于第三温度范围内，则判定为高温，并将所述预设参数经过数字环进行加权计算处理；

9、根据计算处理后的预设参数或指出输出的所述预设参数，输出对应的控制信号以控制所述驱动电路，从而驱动所述主回路。

10、优选地，所述控制方法还包括稳态调节阶段；在所述动态调节阶段，若在预设的稳态时间内，所述环境温度无变化，则保存当前控制策略为最优控制策略，并进入稳态调节阶段；

11、所述稳态调节阶段包括：

12、按预设周期获取所述开关电源的环境温度；

13、判断当前的所述环境温度是否在所述最优控制策略所对应的温度波动范围内；

14、若是，则按最优控制策略输出对应的控制信号以控制所述驱动电路，从而驱动所述主回路；

15、若否，则重新调整当前控制策略。

16、优选地，所述控制方法还包括切换调节阶段；在判定当前的所述环境温度不在所述最优控制策略所对应的温度波动范围内时，将当前的所述环境温度记为切换温度，并进入切换调节阶段；

17、切换调节阶段包括：

18、根据所述最优控制策略对应的环境温度与所述切换温度，确定所对应的预设规律；

19、从所述最优控制策略开始按所述预设规律调整当前控制策略，直至当前控制策略为所述切换温度对应的控制策略；

20、获取所述开关电源的环境温度，并判断当前的环境温度是否与所述切换温度相等；

21、若是，则进入动态调节阶段；

22、若否，则将当前的环境温度作为切换温度，重新进入切换调节阶段。

23、优选地，所述环境温度包括输入端口温度、主回路温度和输出端口温度；在获取所述环境温度之后，还包括：将输入端口温度、主回路温度和输出端口温度进行模数转换后，进行加权去极值平均线性处理，生成基准温度值。

24、优选地，所述预设周期包括第一周期和第二周期，在所述动态调节阶段，按所述第一周期获取所述开关电源的环境温度，在所述稳态调节阶段，按所述第二周期获取所述开关电源的环境温度，其中，所述第一周期小于所述第二周期。

25、优选地，根据所述最优控制策略对应的环境温度与所述切换温度，确定所对应的预设规律，具体包括：

26、根据所述最优控制策略对应的环境温度与所述切换温度的绝对差值，确定所述绝对差值对应的预设规律；

27、所述预设规律包括调节的总时间长度、频率及温度间隔差值。

28、第二方面，提供一种基于环温调节的数模串联动态控制系统，应用于开关电源，所述开关电源包括输入端口、驱动电路、主回路和输出端口，所述控制系统包括模拟环控制电路、温度采集电路和dsp数字信号处理器，其中，所述dsp数字信号处理器包括ad转换器、dsp环路策略处理模块；

29、所述温度采集电路用于获取所述开关电源的环境温度，并通过所述ad转换器进行模数转换后，输出至所述dsp环路策略处理模块；

30、所述模拟环控制电路用于获取所述输出端口的输出信号，并过所述ad转换器进行模数转换后，输出至所述dsp环路策略处理模块；

31、所述dsp环路策略处理模块用于将所述环境温度和所述输出信号对应的控制策略作为当前控制策略，输出对应的控制信号以控制所述驱动电路，从而驱动所述主回路，其中，所述控制策略包括与所述环境温度对应的预设参数及对应的处理路径，通过将所述预设参数经过对应的处理路径生成对应的控制信号。

32、优选地，所述dsp环路策略处理模块包括mux策略处理单元、数字环、epwm模块；

33、所述mux策略处理单元用于根据所述环境温度和所述输出信号确定对应的预设参数，所述环境温度与所述预设参数一一对应，所述预设参数为模拟信号，判断所述环境温度所处的温度范围，若判定处于第一温度范围内，则判定为高温，并将所述预设参数，输出至所述数字环进行计算处理后，再输出至所述epwm模块，若判定处于第二温度范围内，则判定为常温，并直接将所预设参数输出至所述epwm模块，若判定处于第三温度范围内，则判定为低温，并将所述预设参数输出至数字环进行计算处理及加权计算后，输出至所述epwm模块；

34、所述epwm模块用于根据接收的预设参数生成对应的控制信号，以控制所述驱动电路，从而驱动所述主回路。

35、优选地，所述dsp环路策略处理模块还用于在预设的稳态时间内，所述环境温度无变化时，保存当前控制策略为最优控制策略；

36、判断所述环境温度是否在所述最优控制策略所对应的温度波动范围内；

37、若是，则维持最优控制策略；

38、若否，则重新调整当前控制策略。

39、优选地，所述dsp环路策略处理模块还用于在判定所述环境温度不在所述最优控制策略所对应的温度波动范围内时，将当前所述环境温度记为切换温度；

40、根据所述最优控制策略对应的环境温度与所述切换温度确定所对应的预设规律，从所述最优控制策略开始按所述预设规律调整当前控制策略，直至当前控制策略为所述切换温度对应的控制策略；

41、判断当前的环境温度是否与所述切换温度相等；

42、若是，则重新调整当前控制策略直至为最优控制策略；

43、若否，则将当前的环境温度作为切换温度，重新调整。

44、第二方面，提供一种计算机设备，所述计算机设备包括：一个或多个处理器；

45、存储器，用于存储一个或多个程序；

46、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上所述控制方法。

47、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

48、本发明通过根据不同的环境温度选择不同的控制策略进行控制，实现了可根据实际环温情况进行调节、调控的策略，极大改进了现有纯模拟、纯数字控制电源控制环路在高低温情况下因动态性能下降导致的性能恶化和效率降低问题；根据实际环温情况选择对应的最优参数，及根据环境温度所在范围选择模拟+数字环路串行动态控制或纯模拟环路进行控制，进一步提高了处理效率；当带载稳定后，改变环境温度采样的采样周期，可释放系统资源，进一步提高系统的稳定性，当需要调整控制策略时，会在前一次控制策略的基础上进行缓慢切入，从而保证参数的改变不会造成环路过大的响应导致失稳问题的出现；另外，在高低温工况下，通过数字环的串联介入，可以抬高环路增益，进行环路相位裕度补偿，解决光耦性能恶化带来的环路失稳，动态指标下降问题。