一种多项电源控制方法及多项电源

文档序号:1877968 发布日期:2021-11-23 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 一种多项电源控制方法及多项电源 (Multi-power supply control method and multi-power supply ) 是由 刘昊 于 2021-07-22 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种多项电源控制方法,应用于控制级,包括获取多项电源的负载信息;根据负载信息确定多项电源的负载等级;根据负载等级确定多项电源中功率级的所需数量;根据所需数量随机选取功率级进行工作。在选取预设数量的功率级进行工作时,不再是按照固定顺序选取功率级进行工作,而是随机选取功率级进行工作,从而避免一功率级长时间工作而造成寿命降低情况的发生,进而可以保证多项电源中每个功率级具有较高的使用寿命,增强多项电源的可靠性。本发明还提供了一种多项电源,同样具有上述有益效果。(The invention discloses a multi-power supply control method, which is applied to a control level and comprises the steps of obtaining load information of a plurality of power supplies; determining the load levels of a plurality of power supplies according to the load information; determining a required number of power stages in the plurality of power supplies according to the load level; and randomly selecting power levels according to the required number to work. When the preset number of power levels are selected to work, the power levels are not selected according to a fixed sequence any more, but are selected randomly to work, so that the condition that the service life of one power level is reduced due to long-time work is avoided, each power level in a plurality of power supplies can be guaranteed to have a longer service life, and the reliability of the plurality of power supplies is enhanced. The invention also provides a multi-phase power supply which also has the beneficial effects.)

一种多项电源控制方法及多项电源

技术领域

本发明涉及电源控制技术领域,特别是涉及一种多项电源控制方法以及一种多项电源。

背景技术

开关电源的重要特点是他一直在周期性的开关,以Buck(降压)芯片为例,Buck芯片将高电压的输入斩波之后,经过输出电感和输出电容的整流滤波,形成良好的低压直流输出。这些基本的开关控制都依赖于功率mosfet(场效管)。开关Mosfet直接面对较大的脉冲压力,虽然在设计之初就会考虑一颗mosfet会应用在多大频率,多大电压的脉冲之下,以至于如此恶劣的波形对于适用的mosfet来说也是非常轻松的,但是随着工作时间的延长,超长时间的工作也会使得一颗mosfet逐渐老化。因保证mosfet的健康是保证开关电源正常工作的重点。

AutoPhase(自动相位)是一种通用于Multiphase电源(多项电源)的技术,当输出电流很小时,多相的开关电源会只开启其所有Powerstage(功率级)之中的一个,随着输出电流增加,开关电源会逐个开启所有的功率级,最终稳定满功率级输出。驱动一个功率级就会消耗一定的能量,在负载电流很小的情况下开启所有的功率级是一种浪费,驱动功率级所需的能量会降低开关电源的效率。AutoPhase带来的好处是在轻载情况下住主动关闭一些多余的功率级能够提高开关电源的效率。

但是在现有技术中,按照现有AutoPhase策略,轻载条件下只会开启固定的一个功率级,其余功率级都处于闲置状态。当我们关注负载芯片的工作状态,常用作多相电源的负载芯片包括CPU,FPGA等,在这些芯片没有跑压力的闲置状态下功耗往往只有20W至60W,对应的负载电流也就是<60A。此时多相电源可能一直没有开满所有的Powerstage。这些负载芯片也不会一直处于高功耗状态,这会导致在现有Autophase策略下,在很长的时间范围内都是只有固定的一两个功率级工作,这对于效率的好处是明显的,但还是存在明显的不足,因为现在的策略是只有固定的一两个功率级工作,所以这会导致长时间工作的这一两个功率级更容易出现故障。所以如何保证多项电源中每个功率级具有较高的使用寿命,增强多项电源的可靠性是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多项电源控制方法,可以保证多项电源中每个功率级具有较高的使用寿命,增强多项电源的可靠性;本发明还提供了一种多项电源,其每个功率级均具有较高的使用寿命,增强多项电源的可靠性。

为解决上述技术问题,本发明提供一种多项电源控制方法,应用于控制级,包括:

获取多项电源的负载信息;

根据所述负载信息确定所述多项电源的负载等级;

根据所述负载等级确定所述多项电源中功率级的所需数量;

根据所述所需数量随机选取所述功率级进行工作。

可选的,所述根据所述负载等级确定所述多项电源中功率级的所需数量包括:

根据所述负载等级确定所述多项电源当前需要的全部待开启数量;

所述根据所述所需数量随机选取所述功率级进行工作包括:

根据所述全部待开启数量从所述多项电源的全部功率级中随机选取待使用的功率级进行工作。

可选的,所述根据所述负载等级确定所述多项电源中功率级的所需数量包括:

当所述负载等级增加时,确定所述多项电源需要增加一功率级进行工作;

所述根据所述所需数量随机选取所述功率级进行工作包括:

从所述多项电源中未工作的功率级中,随机选取一功率级进行工作。

可选的,所述根据所述负载等级确定所述多项电源中功率级的所需数量包括:

当所述负载等级减少时,确定所述多项电源需要减少一功率级进行工作;

所述根据所述所需数量随机选取所述功率级进行工作包括:

从所述多项电源中已工作的功率级中,随机选取一功率级停止工作。

可选的,所述负载信息包括所述多项电源的输出电流。

本发明还提供了一种多项电源,包括一控制级和多个功率级;所述控制级用于:

获取多项电源的负载信息;

根据所述负载信息确定所述多项电源的负载等级;

根据所述负载等级确定所述多项电源中功率级的所需数量;

根据所述所需数量随机选取所述功率级进行工作。

可选的,所述控制级具体用于:

根据所述负载等级确定所述多项电源当前需要的全部待开启数量;

根据所述全部待开启数量从所述多项电源的全部功率级中随机选取待使用的功率级进行工作。

可选的,所述控制级具体用于:

当所述负载等级增加时,确定所述多项电源需要增加一功率级进行工作;

从所述多项电源中未工作的功率级中,随机选取一功率级进行工作。

可选的,所述控制级具体用于:

当所述负载等级减少时,确定所述多项电源需要减少一功率级进行工作;

从所述多项电源中已工作的功率级中,随机选取一功率级停止工作。

可选的,所述负载信息包括所述多项电源的输出电流。

本发明所提供的一种多项电源控制方法,应用于控制级,包括获取多项电源的负载信息;根据负载信息确定多项电源的负载等级;根据负载等级确定多项电源中功率级的所需数量;根据所需数量随机选取功率级进行工作。

在选取预设数量的功率级进行工作时,不再是按照固定顺序选取功率级进行工作,而是随机选取功率级进行工作,从而避免一功率级长时间工作而造成寿命降低情况的发生,进而可以保证多项电源中每个功率级具有较高的使用寿命,增强多项电源的可靠性。

本发明还提供了一种多项电源,同样具有上述有益效果,在此不再进行赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案,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的介绍,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。

图1为本发明实施例所提供的一种多项电源控制方法的流程图;

图2为本发明实施例所提供的一种具体的多项电源控制方法的流程图;

图3为本发明实施例所提供的另一种具体的多项电源控制方法的流程图;

图4为本发明实施例所提供的一种多项电源的结构框图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种多项电源控制方法。在现有技术中,按照现有AutoPhase策略,轻载条件下只会开启固定的一个功率级,其余功率级都处于闲置状态。这会导致在现有Autophase策略下,在很长的时间范围内都是只有固定的一两个功率级工作,所以这会导致长时间工作的这一两个功率级更容易出现故障。

而本发明所提供的一种多项电源控制方法,应用于控制级,包括获取多项电源的负载信息;根据负载信息确定多项电源的负载等级;根据负载等级确定多项电源中功率级的所需数量;根据所需数量随机选取功率级进行工作。

在选取预设数量的功率级进行工作时,不再是按照固定顺序选取功率级进行工作,而是随机选取功率级进行工作,从而避免一功率级长时间工作而造成寿命降低情况的发生,进而可以保证多项电源中每个功率级具有较高的使用寿命,增强多项电源的可靠性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。

请参考图1,图1为本发明实施例所提供的一种多项电源控制方法的流程图。

本发明实施例所提供的一种多项电源控制方法具体应用于多项电源中的控制级(Controller),在多项电源中通常包括一个控制级和多个功率级,控制级就是根据各种信号和内部程序代码的逻辑,控制功率级输出电流。功率级可以简化理解为一个MOSFET,该MOSFET承担了真正的输出功率的作用。而本发明实施例所提供的一种多项电源控制方法具体应用于控制级,与现有技术相比,通过修改控制级内部程序代码实现。

参见图1,在本发明实施例中,一种多项电源控制方法包括:

S101:获取多项电源的负载信息。

上述负载信息通常表示多项电源需要输出的电流或电压等信息,在实际情况中多项电源需要根据该负载信息输出对应大小的电流。有关负载信息的具体内容可以根据实际情况自行设定,在此不做具体限定。通常情况下,上述负载信息包括所述多项电源的输出电流。当然该负载信息也可以包括其他内容,视具体情况而定。

在本步骤中,多项电源中的控制级具体会接收该负载信息,之后依据该负载信息对功率级进行控制。

S102:根据负载信息确定多项电源的负载等级。

在本步骤中,控制级需要根据该负载信息确定多项电源当前的负载等级。通常情况下,该负载等级与多项电源中功率级的数量相对应。例如,若一多项电源中设置有5个功率级,该多项电源输出电流的范围为0A至100A。此时该多项电源通常具有5个负载等级,其中第一负载等级为0A至20A,第二负载等级为20A至40A,第三负载等级为40A至60A,第四负载等级为60A至80A,第五负载等级为80A至100A。当然,有关负载等级的具体设置需要根据实际情况,结合多项电源自身结构设置,在此不做具体限定。在本步骤中,需要根据S101中获取的负载信息确定其负载等级,以便在后续步骤中确定其对应功率级数量。

S103:根据负载等级确定多项电源中功率级的所需数量。

在本步骤中,需要根据S102中获取的负载等级确定多项电源在本次供电时需要调用的功率级的数量,即所需数量。例如,当本次负载等级为第一负载等级时,确定只调用1个功率级;当本次负载等级为第四负载等级时,确定调用4个功率级,本步骤中所需数量与负载等级之间的对应关系为预先建立的,其可以根据实际情况自行设定,在此不做具体限定。

需要说明的是,本步骤在执行之前通常可以增加一判断过程,判断S102中获取的负载等级是否发生改变,通常只有当负载等级发生改变之后,才会执行本步骤。即本步骤可以具体为:当所述负载等级发生改变时,根据所述负载等级确定所述多项电源中功率级的所需数量。当然,此处也可以不设置上述判断过程,而在下述S104执行过程中添加判断过程亦可,视具体情况而定,在此不做具体限定。

S104:根据所需数量随机选取功率级进行工作。

在本步骤中,需要根据上述S103中确定的所需数量随机选择功率级进行工作,已达到上述负载信息的要求。有关随机选择的具体内容将在下述发明实施例中做详细介绍,在此不再进行赘述。有关控制级控制选择好的功率级进行工作的具体内容可以参考现有技术,在此不再进行赘述。

需要说明的是,本步骤在执行之前通常也可以增加一判断过程,本判断过程可以与上述S103中的判断过程完全一致,也可以是判断S103中生成的所需数量是否发生改变,通常只有当所需数量发生改变之后,才会执行本步骤。即本步骤可以具体为:当所述所需数量发生改变时,根据所述所需数量随机选取所述功率级进行工作。当然,本步骤中该判断过程与上述S103中的判断过程通常是择一即可,当然也可以执行两次判断以方式误判情况的发生。其具体内容可以根据实际情况自行设定,在此不做具体限定。

本发明实施例所提供的一种多项电源控制方法,应用于控制级,包括获取多项电源的负载信息;根据负载信息确定多项电源的负载等级;根据负载等级确定多项电源中功率级的所需数量;根据所需数量随机选取功率级进行工作。

在选取预设数量的功率级进行工作时,不再是按照固定顺序选取功率级进行工作,而是随机选取功率级进行工作,从而避免一功率级长时间工作而造成寿命降低情况的发生,进而可以保证多项电源中每个功率级具有较高的使用寿命,增强多项电源的可靠性。

有关本发明所提供的一种多项电源控制方法的具体内容将在下述发明实施例中做详细介绍。

请参考图2,图2为本发明实施例所提供的一种具体的多项电源控制方法的流程图。

参见图2,在本发明实施例中,一种多项电源控制方法包括:

S201:获取多项电源的负载信息。

S202:根据负载信息确定多项电源的负载等级。

上述S201至S202与上述发明实施例中S101至S102基本一致,详细内容请参考上述发明实施例,在此不再进行赘述。

S203:根据负载等级确定多项电源当前需要的全部待开启数量。

在本步骤中,会根据负载等级确定在该负载等级下,多项电源一共需要开启功率级的数量,即当前需要的全部待开启数量。

S204:根据全部待开启数量从多项电源的全部功率级中随机选取待使用的功率级进行工作。

在本步骤中,会根据全部待开启数量,从多项电源的全部功率级中无论是当前正在工作的功率级还是空闲功率级,从中随机选取待使用的功率级进行工作。即在本步骤中,无论是功率等级升高还是降低,全部待开启数量增加还是减少,均会从全部功率级中随机选取功率级进行工作。需要说明的是,在本步骤中可能会出现在功率等级升高的情况下,功率级反而从开启状态变为关闭状态;以及功率等级降低的情况下,功率级反而从关闭状态变为开启状态情况的发生。此时虽然会增加功率级切换的次数,但是会有效平衡各个功率级的工作时长,增加多项电源的可靠性。

具体的,在本发明实施例以及下述发明实施例中,随机选择的过程通常是基于verilog程序实现的,Verilog一般指Verilog HDL。Verilog HDL是一种硬件描述语言,以文本形式来描述数字系统硬件的结构和行为的语言,用它可以表示逻辑电路图、逻辑表达式,还可以表示数字逻辑系统所完成的逻辑功能。当然,在本发明实施例中还可以选用其他方式实现随机数的选取,在此不做具体限定。

本发明实施例所提供的一种多项电源控制方法,在选取预设数量的功率级进行工作时,不再是按照固定顺序选取功率级进行工作,而是随机选取功率级进行工作,从而避免一功率级长时间工作而造成寿命降低情况的发生,进而可以保证多项电源中每个功率级具有较高的使用寿命,增强多项电源的可靠性。

有关本发明所提供的一种多项电源控制方法的具体内容将在下述发明实施例中做详细介绍。

请参考图3,图3为本发明实施例所提供的另一种具体的多项电源控制方法的流程图。

参见图3,在本发明实施例中,一种多项电源控制方法包括:

S301:获取多项电源的负载信息。

S302:根据负载信息确定多项电源的负载等级。

上述S301至S302与上述发明实施例中S101至S102基本一致,详细内容请参考上述发明实施例,在此不再进行赘述。

S303:当负载等级增加时,确定多项电源需要增加一功率级进行工作。

由于多项电源的功率具体是连续的逐步增加或逐步减少,因此不会出现负载等级突然增加两级及两级以上,或突然减少两级及两级以上的情况。因此,在本步骤中,当负载等级增加时,会确定在原有功率级数量的基础上,需要增加一功率级进行工作。

S304:从多项电源中未工作的功率级中,随机选取一功率级进行工作。

由于S303中确定需要增加一功率级进行工作,因此在本步骤中,会从多项电源中未工作的功率级中随机选取一个功率级进行工作,以满足负载信息的要求。有关具体随机过程已在上述发明实施例中做详细介绍,在此不再进行赘述。

S305:当负载等级减少时,确定多项电源需要减少一功率级进行工作。

在本步骤中,当负载等级减少时,会确定在原有功率级数量的基础上,需要减少一功率级进行工作。

S306:从多项电源中已工作的功率级中,随机选取一功率级停止工作。

由于S305中确定需要减少一功率级进行工作,因此在本步骤中,会从多项电源中已经工作的功率级中随机选取一个功率级关闭,以满足负载信息的要求。显然,本发明实施例在基本满足随机选取功率级进行工作,有效平衡各个功率级工作时长的前提下,有效减少了功率级切换的次数,增加多项电源的可靠性。需要说明的是,上述S303至S304与S305至S306通常是并行执行,根据不同的触发条件执行不同的操作。

本发明实施例所提供的一种多项电源控制方法,在选取预设数量的功率级进行工作时,不再是按照固定顺序选取功率级进行工作,而是随机选取功率级进行工作,从而避免一功率级长时间工作而造成寿命降低情况的发生,进而可以保证多项电源中每个功率级具有较高的使用寿命,增强多项电源的可靠性。

下面对本发明实施例所提供的一种多项电源进行介绍,下文描述的多项电源与上文描述的多项电源控制方法可相互对应参照。

请参考图4,图4为本发明实施例所提供的一种多项电源的结构框图。参照图4,多项电源可以包括一控制级11和多个功率级12;所述控制级11用于:

获取多项电源的负载信息。

根据所述负载信息确定所述多项电源的负载等级。

根据所述负载等级确定所述多项电源中功率级12的所需数量。

根据所述所需数量随机选取所述功率级12进行工作。

作为优选的,在本发明实施例中,所述控制级11具体用于:

根据所述负载等级确定所述多项电源当前需要的全部待开启数量。

根据所述全部待开启数量从所述多项电源的全部功率级12中随机选取待使用的功率级12进行工作。

作为优选的,在本发明实施例中,所述控制级11具体用于:

当所述负载等级增加时,确定所述多项电源需要增加一功率级12进行工作。

从所述多项电源中未工作的功率级12中,随机选取一功率级12进行工作。

作为优选的,在本发明实施例中,所述控制级11具体用于:

当所述负载等级减少时,确定所述多项电源需要减少一功率级12进行工作。

从所述多项电源中已工作的功率级12中,随机选取一功率级12停止工作。

作为优选的,在本发明实施例中,所述负载信息包括所述多项电源的输出电流。

本实施例的多项电源用于实现前述的多项电源控制方法,因此多项电源中的具体实施方式可见前文中多项电源控制方法的实施例部分,所以,其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述,在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到,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。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

最后,还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种多项电源控制方法以及一种多项电源进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

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