一种应用于数字化电源的工作频率同步方法及装置与流程

本发明涉及数字化电源领域，尤其涉及一种应用于数字化电源的工作频率同步方法及装置。

背景技术：

1、数字化电源的工作频率同步是指对由电路与数字信号支撑的数字化电源进行时钟同步的过程。

2、目前，数字化电源的时钟同步主要在数字化电源的内部进行，即数字化电源的电路内部，而在数字电源与其他用电设备互相连接时，对数字电源的时钟与其他用电设备的时钟不同步的情况考虑较少；其次，现有的时钟同步方法往往依靠硬件的同步电路实现，而缺少通过软件来实现时钟的同步的方法。因此，由于数字化电源的工作频率同步仅通过内部硬件电路的实现，导致工作频率同步的精细化不足。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种应用于数字化电源的工作频率同步方法及装置，可以提高数字化电源的工作频率同步的精细化。

2、第一方面，本发明提供了一种应用于数字化电源的工作频率同步方法，包括：

3、识别数字化电源的电路结构，从所述电路结构中划分所述数字化电源的主电路器件与从电路器件，构建所述主电路器件与所述从电路器件之间的频率同步协议；

4、采集所述频率同步协议的时间戳信息，基于所述时间戳信息，确定所述主电路器件与所述从电路器件之间的频率同步关系，利用所述频率同步关系对所述主电路器件与所述从电路器件之间进行频率同步处理，得到内频率同步的数字化电源；

5、在所述数字化电源中接收与所述数字化电源相连接的用电设备发来的工作频率，对所述工作频率进行频率预处理，得到预处理频率，利用下述公式对所述预处理频率进行分频处理，得到分频频率；

6、

7、其中，表示所述分频频率，表示整数分频比，表示所述预处理频率；

8、基于所述分频频率，计算所述工作频率的频率调整系数，并利用所述频率调整系数执行所述数字化电源与所述用电设备之间的第一频率同步，得到第一外频率同步的数字化电源；

9、计算所述数字化电源相对于所述用电设备的时间偏移量，在所述时间偏移量不符合预设规范时，对所述时间偏移量进行偏移量调整，得到调整偏移量，并利用所述调整偏移量执行所述数字化电源与所述用电设备之间的第二频率同步，得到第二外频率同步的数字化电源。

10、在第一方面的一种可能实现方式中，所述构建所述主电路器件与所述从电路器件之间的频率同步协议，包括：

11、从所述主电路器件向所述从电路器件发送第一频率同步协议；

12、在所述从电路器件中接收所述第一频率同步协议之后，从所述从电路器件向所述主电路器件发送第二频率同步协议；

13、在所述主电路器件中接收所述第二频率同步协议之后，从所述主电路器件向所述从电路器件发送第三频率同步协议。

14、在第一方面的一种可能实现方式中，所述基于所述时间戳信息，确定所述主电路器件与所述从电路器件之间的频率同步关系，包括：

15、基于所述时间戳信息，利用下述公式计算所述主电路器件与所述从电路器件之间的时钟偏差：

16、

17、其中，表示所述时钟偏差，表示所述时间戳信息中所述频率同步协议中的第三频率同步协议从所述主电路器件发出的时刻，表示所述时间戳信息中所述频率同步协议中的第一频率同步协议从所述主电路器件发出的时刻，表示所述时间戳信息中所述频率同步协议中的第三频率同步协议到达所述从电路器件的时刻，表示所述时间戳信息中所述频率同步协议中的第一频率同步协议到达所述从电路器件的时刻；

18、基于所述时间戳信息与所述时钟偏差，利用下述公式计算所述主电路器件与所述从电路器件之间的时钟延时：

19、

20、其中，表示所述时钟延时，表示所述时钟偏差，表示所述时间戳信息中所述频率同步协议中的第三频率同步协议到达所述从电路器件的时刻，表示所述时间戳信息中所述频率同步协议中的第一频率同步协议到达所述从电路器件的时刻，表示所述时间戳信息中所述频率同步协议中的第三频率同步协议从所述主电路器件发出的时刻，表示所述时间戳信息中所述频率同步协议中的第二频率同步协议到达所述主电路器件的时刻；

21、基于所述时间戳信息、所述时钟偏差及所述时钟延时，利用下述公式构建所述主电路器件与所述从电路器件之间的频率同步关系：

22、

23、其中，表示所述频率同步关系，表示所述主电路器件的标准时间，表示所述从电路器件的待调整的时间，表示所述时钟延时，表示所述时钟偏差，表示所述时间戳信息中所述频率同步协议中的第一频率同步协议从所述主电路器件发出的时刻，表示所述时间戳信息中所述频率同步协议中的第一频率同步协议到达所述从电路器件的时刻。

24、在第一方面的一种可能实现方式中，所述利用所述频率同步关系对所述主电路器件与所述从电路器件之间进行频率同步处理，得到内频率同步的数字化电源，包括：

25、根据所述主电路器件的实际时刻，利用所述频率同步关系计算所述从电路器件的实际时刻；

26、在所述从电路器件的当前时刻不符合所述从电路器件的实际时刻时，通过将所述从电路器件的当前时刻调整为所述从电路器件的实际时刻，以执行所述主电路器件与所述从电路器件之间的频率同步，得到所述内频率同步的数字化电源。

27、在第一方面的一种可能实现方式中，所述对所述工作频率进行频率预处理，得到预处理频率，包括：

28、利用下述公式对所述工作频率进行频率鉴相处理，得到相位误差信号：

29、

30、其中，表示所述相位误差信号，表示鉴相器的增益系数，表示鉴相器的两个输入信号之间的相位差，表示所述工作频率，表示所述鉴相器的另一个输入信号，函数表示鉴相特性，用于反映鉴相器的输出信号与相位差的关系，表示时刻；

31、对所述相位误差信号进行低频滤波处理，得到滤波处理信号；

32、利用下述公式对所述滤波处理信号进行信号映射处理，得到所述预处理频率：

33、

34、其中，表示所述预处理频率，表示所述滤波处理信号，、、、均为预先设置的参数，用于将所述滤波处理信号映射至所震荡的信号处，表示幅度，表示振荡频率，表示输入信号灵敏度，表示初始相位，表示时刻，表示自变量。

35、在第一方面的一种可能实现方式中，所述基于所述分频频率，计算所述工作频率的频率调整系数之前，还包括：

36、利用下述公式计算所述工作频率对应的时间偏差：

37、

38、其中，表示所述时间偏差，表示上周期的所述用电设备的信标工作频率，表示本周期所述用电设备的信标工作频率，表示上周期所述数字化电源的本地工作频率值，表示本周期所述数字化电源的本地工作频率值。

39、在第一方面的一种可能实现方式中，所述基于所述分频频率，计算所述工作频率的频率调整系数，包括：

40、基于所述分频频率及所述工作频率对应的时间偏差，利用下述公式计算所述工作频率的频率调整系数：

41、

42、其中，表示所述频率调整系数，表示所述工作频率对应的时间偏差，表示所述相位误差信号，表示所述预处理频率，表示所述分频频率，表示所述工作频率，表示收敛系数，取决于所述工作频率的值，表示整数分频比。

43、在第一方面的一种可能实现方式中，所述在所述时间偏移量不符合预设规范之前，还包括：

44、在所述数字化电源与所述用电设备之间的工作频率的同步时，设置所述时间偏移量的第一规范；

45、获取所述用电设备的信标工作频率与所述数字化电源的本地工作频率值，并利用所述用电设备的信标工作频率与所述数字化电源的本地工作频率值构建所述时间偏移量对应的第二规范；

46、将所述第一规范与所述第二规范作为所述预设规范。

47、在第一方面的一种可能实现方式中，所述对所述时间偏移量进行偏移量调整，得到调整偏移量，包括：

48、利用下述公式对所述时间偏移量进行偏移量调整，得到调整偏移量：

49、

50、其中，表示所述调整偏移量，表示所述时间偏移量，表示本周期所述用电设备的信标工作频率，表示本周期所述数字化电源的本地工作频率值，表示所述频率调整系数，表示所述相位误差信号，表示所述预处理频率，表示所述分频频率，表示整数分频比。

51、第二方面，本发明提供了一种应用于数字化电源的工作频率同步装置，所述装置包括：

52、协议构建模块，用于识别数字化电源的电路结构，从所述电路结构中划分所述数字化电源的主电路器件与从电路器件，构建所述主电路器件与所述从电路器件之间的频率同步协议；

53、内频率同步模块，用于采集所述频率同步协议的时间戳信息，基于所述时间戳信息，确定所述主电路器件与所述从电路器件之间的频率同步关系，利用所述频率同步关系对所述主电路器件与所述从电路器件之间进行频率同步处理，得到内频率同步的数字化电源；

54、频率分频模块，用于在所述数字化电源中接收与所述数字化电源相连接的用电设备发来的工作频率，对所述工作频率进行频率预处理，得到预处理频率，利用下述公式对所述预处理频率进行分频处理，得到分频频率；

55、

56、其中，表示所述分频频率，表示整数分频比，表示所述预处理频率；第一外同步模块，用于基于所述分频频率，计算所述工作频率的频率调整系数，并利用所述频率调整系数执行所述数字化电源与所述用电设备之间的第一频率同步，得到第一外频率同步的数字化电源；

57、第二外同步模块，用于计算所述数字化电源相对于所述用电设备的时间偏移量，在所述时间偏移量不符合预设规范时，对所述时间偏移量进行偏移量调整，得到调整偏移量，并利用所述调整偏移量执行所述数字化电源与所述用电设备之间的第二频率同步，得到第二外频率同步的数字化电源。

58、与现有技术相比，本方案的技术原理及有益效果在于：

59、本发明实施例通过识别数字化电源的电路结构，以用于对所述数字化电源内部所涉及的电子器件进行频率同步，进一步地，本发明实施例通过从所述电路结构中划分所述数字化电源的主电路器件与从电路器件，以用于将主电路器件的时钟作为标准的、可参考的时钟，进一步地，本发明实施例通过构建所述主电路器件与所述从电路器件之间的频率同步协议，以用于确定时钟是否同步，本发明实施例通过采集所述频率同步协议的时间戳信息，以用于计算当前时钟与标准时钟之间的对应关系，好在后续根据此对应关系调整当前的时钟，进一步地，本发明实施例通过利用所述频率同步关系对所述主电路器件与所述从电路器件之间进行频率同步处理，以用于完成数字化电源内部的工作频率同步，本发明实施例中，所述用电设备是指将所述数字化电源作为供电来源的设备，进一步地，本发明实施例通过对所述工作频率进行频率预处理，以用于减少频率中的干扰频率的不利影响，进一步地，本发明实施例通过对所述预处理频率进行分频处理，以用于使获得频率为原频率整数倍，进一步地，本发明实施例通过基于所述分频频率，计算所述工作频率的频率调整系数，以用于对分频器进行调整，使得分频器所输出的频率与所述工作频率之间的差异逐渐减少，进而通过硬件方式来实现工作频率同步，进一步地，本发明实施例通过对所述时间偏移量进行偏移量调整，以用于通过软件方式来实现工作频率同步。因此，本发明实施例提出的一种应用于数字化电源的工作频率同步方法及装置，可以提高数字化电源的工作频率同步的精细化。