阅读说明：本技术 一种电源效率优化方法、装置及电源设备 (Power efficiency optimization method and device and power equipment ) 是由 程文峰 陈勇 于 2020-07-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种电源效率优化方法、装置及电源设备。其中,该方法包括：控制电源设备的输出电压按照预设规则变化；在变化过程中,获取每个输出电压对应的实时效率值；根据所述实时效率值与预先存储的电源设备的历史最高效率值确定电源设备的最优效率值；其中,所述历史最高效率值根据一个或多个用电设备的运行状态确定；控制所述电源设备输出所述最优效率值所对应的输出电压。通过本发明,实现根据外接用电设备状态的改变,自动优化自身效率,保证电源设备以最大效率工作,节约能源。(The invention discloses a power supply efficiency optimization method, a power supply efficiency optimization device and power supply equipment. Wherein, the method comprises the following steps: controlling the output voltage of the power supply equipment to change according to a preset rule; in the change process, acquiring a real-time efficiency value corresponding to each output voltage; determining the optimal efficiency value of the power supply equipment according to the real-time efficiency value and the prestored historical highest efficiency value of the power supply equipment; wherein the historical maximum efficiency value is determined from operating conditions of one or more powered devices; and controlling the power supply equipment to output the output voltage corresponding to the optimal efficiency value. According to the invention, the self efficiency is automatically optimized according to the change of the state of the external power utilization equipment, the power supply equipment is ensured to work at the maximum efficiency, and the energy is saved.)

一种电源效率优化方法、装置及电源设备

技术领域

本发明涉及电子电力技术领域，具体而言，涉及一种电源效率优化方法、装置及电源设备。

背景技术

对于不同的用电设备，其输入电压都存在一个电压范围，在这个电压范围内，用电设备能够正常工作。但是不同的用电设备，其所需的电压范围有一定差异，功率也有较大差异；甚至同一类型规格的用电设备，并接在同一母线上，由于个数等因素，导致输入电压和功率存在较大差异；用电设备在运行过程中，或投切行为前后，其输入电压和功率也会有较大差异。由于这些差异的存在，导致电源设备的最大效率点不是恒定的，而传统的电源设备不会自动根据外接用电设备状态的改变，而自动最优化自身效率，来达到最大效率工作状态，这就不能最大发挥电源设备的能力，存在一定的电能浪费。

针对现有技术中电源设备无法随着外接用电设备状态的变化，自动优化自身效率的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例中提供一种电源效率优化方法、装置及电源设备，以解决现有技术中电源设备无法随着外接用电设备状态的变化，自动优化自身效率的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电源效率优化方法，其中，该方法包括：

控制电源设备的输出电压按照预设规则变化；

在变化过程中，获取每个输出电压对应的实时效率值；根据所述实时效率值与预先存储的电源设备的历史最高效率值确定电源设备的最优效率值；其中，所述历史最高效率值根据一个或多个用电设备的运行状态确定；

控制所述电源设备输出所述最优效率值所对应的输出电压。

进一步地，控制电源设备的输出电压按照预设规则变化，包括：

根据预设规则计算出电源设备的目标输出电压；

根据电源设备的当前输出电压与所述目标输出电压的误差值输出PWM波驱动信号，进而控制所述电源设备输出所述目标输出电压。

进一步地，根据预设规则计算出电源设备的目标输出电压，包括：

控制电源设备的输出电压在所述用电设备的最高输入电压的基础上，按照预设步长逐渐减小，获得目标输出电压；或者；

控制电源设备的输出电压在所述用电设备的最低输入电压的基础上，按照预设步长逐渐增大，获得目标输出电压。

进一步地，控制电源设备的输出电压按照预设规则变化时，所述方法还包括：

在每次控制所述电源设备输出所述目标输出电压后，获取实时效率的变化率；

根据所述实时效率的变化率调整所述预设步长；其中，所述实时效率的变化率的绝对值越小，所述预设步长越小。

进一步地，控制电源设备的输出电压按照预设规则变化时，所述方法还包括：

在每次控制电源设备的输出电压按照预设规则变化后，获取实时效率的变化趋势；

如果相邻两次变化后，所述实时效率的变化趋势相反，则控制电源设备的输出电压按照与当前相反的趋势变化，同时减小变化的幅度。

进一步地，获得目标输出电压后，所述方法还包括：

判断目标输出电压是否在用电设备的输入电压范围；其中，所述输入电压范围根据用电设备的最低输入电压和最高输入电压确定；

如果是，则控制所述电源设备输出所述目标输出电压；

如果否，则控制所述电源设备的输出电压保持当前值，不再变化。

进一步地，所述输入电压范围根据用电设备的最低输入电压和最高输入电压确定，包括：

当电源设备只连接一个用电设备时，所述输入电压范围根据所述用电设备的最低输入电压和最高输入电压确定；

当电源设备连接两个及以上用电设备时，所述输入电压范围根据所有用电设备的最低输入电压中的最大值，以及，所有用电设备的最高输入电压中的最小值确定。

进一步地，在变化过程中，获取每个输出电压对应的实时效率值，包括：

根据所述电源设备当前时刻的输入电压、输入电流、输出电压以及输出电流计算所述实时效率值。

进一步地，根据所述实时效率值与预先存储的电源设备的历史最高效率值确定电源设备的最优效率值，包括：

判断所述实时效率值是否大于或等于所述历史最高效率值；

如果是，则确定当前时刻的实时效率值为最优效率值；

如果否，则控制所述电源设备的输出电压按照预设规则继续变化，直至所述实时效率值大于或等于所述历史最高效率值后，确定当前时刻的实时效率值为最优效率值。

进一步地，所述历史最高效率值根据一个或多个用电设备的运行状态确定，包括：

当电源设备只连接一个用电设备时，所述历史最高效率值根据接入的用电设备的不同运行状态确定；

当电源设备连接两个及以上用电设备时，所述历史最高效率值根据所有用电设备的总体运行状态确定。

进一步地，当电源设备连接两个及以上用电设备时，所述历史最高效率值根据所有用电设备的总体运行状态确定，包括：

列举每个用电设备的不同运行状态；

列出将每个用电设备按照不同运行状态组合后，获得的所有总体运行状态组合；

检测出每个所述总体运行状态组合下对应的历史最高效率值后，存储到系统中。

进一步地，在变化过程中，获取每个输出电压对应的实时效率值之前，所述方法还包括：

判断所述电源设备的输出电压是否稳定；

在所述电源设备的输出电压稳定后，触发获取每个输出电压对应的实时效率值。

进一步地，控制电源设备的输出电压按照预设规则变化之前，所述方法还包括：

监测用电设备当前的运行状态；

在所述用电设备当前的运行状态发生变化时，将预先存储的历史最高效率值更换为与变化后的运行状态对应的历史最高效率值，同时触发控制所述电源设备的输出电压按照预设规则变化。

进一步地，控制电源设备的输出电压按照预设规则变化之前，所述方法还包括：

通过定时器设置定时值；

在达到定时值时，调用与用电设备当前的运行状态对应的历史最高效率值，同时触发控制所述电源设备的输出电压按照预设规则变化。

本发明还提供一种实现上述电源效率优化方法的电源效率优化装置，该装置包括：

控制模块，用于控制电源设备的输出电压按照预设规则变化；

获取模块，用于在变化过程中，获取每个输出电压对应的实时效率值；

确定模块，用于根据所述实时效率值与预先存储的电源设备的历史最高效率值确定电源设备的最优效率值；其中，所述历史最高效率值根据一个或多个用电设备的运行状态确定。

电压输出模块，用于控制所述电源设备输出所述最优效率值所对应的输出电压。

本发明还提供一种电源设备，包括上述电源效率优化装置。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至11中任一项所述的电源效率优化方法。

应用本发明的技术方案，通过控制电源设备的输出电压按照预设规则变化；在变化过程中，获取每个输出电压对应的实时效率值；根据所述实时效率值与预先存储的电源设备的历史最高效率值确定电源设备的最优效率值；其中，所述历史最高效率值根据一个或多个用电设备的运行状态确定；控制所述电源设备输出所述最优效率值所对应的输出电压。能够实现根据外接用电设备状态的改变，自动优化自身效率，保证电源设备以最大效率工作，节约能源。

附图说明

图1为根据本发明实施例的一种用电设备与电源设备连接关系示意图；

图2为根据本发明实施例的另一种用电设备与电源设备连接关系示意图；

图3为根据本发明实施例的电源效率优化方法的流程图；

图4为电源设备输出电压与效率的关系曲线图；

图5根据本发明另一实施例的电源效率优化方法的流程图；

图6为根据本发明实施例的输出电压调节原理图；

图7根据本发明实施例的为定时触发的流程图；

图8为根据本发明实施例的电源效率优化装置的结构图；

图9为根据本发明实施例的电源效率优化装置的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，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商品或者装置不仅包括那些要素，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商品或者装置所固有的要素。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商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。

实施例1

本实施例提供一种电源效率优化方法，该电源效率优化方法应用于包括电源设备和用电设备的供电系统，图1为根据本发明实施例的一种用电设备与电源设备连接关系示意图，如图1所示，单个用电设备独自接入电源设备，电源设备对单个用电设备单独供电，图2为根据本发明实施例的另一种用电设备与电源设备连接关系示意图，如图2所示，多个设备并接入电源设备的母线。

图3为根据本发明实施例的电源效率优化方法的流程图，如图3所示，该方法包括：

S101，控制电源设备的输出电压按照预设规则变化。

通过控制电源设备的输出电压在一定范围内由低到高逐渐增大，或者由高到低逐渐减小，电源设备的输出电压变化的同时，电源设备的效率值也随之变化。

S102，在变化过程中，获取每个输出电压对应的实时效率值；根据所述实时效率值与预先存储的电源设备的历史最高效率值确定电源设备的最优效率值；其中，所述历史最高效率值根据一个或多个用电设备的运行状态确定。

在本实施例中，首先确定用电设备的不同运行状态，例如用电设备的不同档位，不同运行模式，获取每个运行状态下对应的电源设备的历史最高效率值，存储在系统中，在用电设备在某一运行状态下运行时，调取该状态对应的电源设备的历史最高效率值，根据电源设备实时效率值与相应的历史最高效率值，确定电源设备的最优效率值。

S103，控制所述电源设备输出所述最优效率值所对应的输出电压。

通过上述步骤确定电源设备的最优效率值后，控制电源设备输出所述最优效率值所对应的电压，以使设备实现最高的效率。

本实施例的电源效率优化方法，通过控制电源设备的输出电压按照预设规则变化；在变化过程中，获取每个输出电压对应的实时效率值；根据所述实时效率值与预先存储的电源设备的历史最高效率值确定电源设备的最优效率值；其中，所述历史最高效率值根据一个或多个用电设备的运行状态确定；控制所述电源设备输出所述最优效率值所对应的输出电压。能够实现根据外接用电设备状态的改变，自动优化自身效率，保证电源设备以最大效率工作，节约能源。

实施例2

本实施例提供另一种电源效率优化方法，为了控制电源设备的输出电压在一定范围内逐渐变化，上述步骤S101，具体包括：根据预设规则计算出电源设备的目标输出电压；根据电源设备的当前输出电压与所述目标输出电压的误差值输出PWM波驱动信号，进而控制所述电源设备输出所述目标输出电压，具体地，可以通过PID调节器、2P2P调节器等调节器，将上述误差值作为调节器的输入量，调节器根据误差值上述误差值输出PWM波驱动信号，控制电源设备输出目标输出电压。其中，根据预设规则计算出电源设备的目标输出电压，包括：控制电源设备的输出电压在所述用电设备的最高输入电压的基础上，按照预设步长逐渐减小，获得目标输出电压；或者；控制电源设备的输出电压在所述用电设备的最低输入电压的基础上，按照预设步长逐渐增大，获得目标输出电压。

需要说明的是，上述预设步长可以是固定值，也可以是变化值，为了确保能寻找到电源设备的最优效率值，预设步长根据实时效率值的变化率确定，在每次控制所述电源设备输出所述目标输出电压后，获取实时效率的变化率；根据所述实时效率的变化率调整所述预设步长；其中，所述实时效率的变化率的绝对值越小，所述预设步长越小。图4为电源设备输出电压与效率的关系曲线图，如图4所示，该曲线具有多个极值点，极值点可能是历史最高效率值，极值点处的变化率的绝对值为零，极值点两侧，距离极值点越近，变化率的绝对值越小，也就是说在所述实时效率的变化率绝对值较大时，表明距离极值点较远，可以按照较大的预设步长变化，当变化率的绝对值较小，接近零时，需要减小该预设步长，以便于捕捉到历史最高效率值，避免跳过该历史最高效率值。

在具体实施过程中，控制电源设备的输出电压按照预设规则变化时，还可以采用跳跃式变化：在每次控制电源设备的输出电压按照预设规则变化后，获取实时效率的变化趋势；如果相邻两次变化后，实时效率的变化趋势相反，则控制电源设备的输出电压按照与当前相反的趋势变化，同时减小变化的幅度。例如先控制输出电压逐步递增至少两次，确定两次输出电压增加后，实时效率值的变化趋势是否改变，如果改变，例如第一次输出电压增加后，实时效率值增加，但是第二次输出电压增加后，实时效率值却减小了，那么有可能由于预设步长太长导致的跳过了历史最高效率值，此时控制输出电压减小，跳跃回历史最高效率值之前，并减小寻优的预设步长，重新寻优，如果不变，则控制输出电压继续递增。跳过历史最高效率值，因此在跳跃后，还可以，重新寻优。

为了确保用电设备安全稳定运行，在通过上述步骤获得目标输出电压后，该方法还包括：判断目标输出电压是否在用电设备的输入电压范围；其中，输入电压范围根据用电设备的最低输入电压和最高输入电压确定，最低输入电压是能够保证用电设备正常工作的最低电压，最高输入电压是能够保证用电设备正常工作的最高电压；如果是，则控制所述电源设备输出所述目标输出电压；如果否，则控制所述电源设备的输出电压保持当前值，不再变化。通过上述方案，避免电源设备输出的电压超出用电设备的输入电压范围，导致用电设备无法正常运行甚至损坏。

在根据用电设备的最低输入电压和最高输入电压确定输入电压范围时，包括电源设备只连接一个用电设备和电源设备连接两个及以上用电设备两种情形：当电源设备只连接一个用电设备时，上述输入电压范围根据所述用电设备的最低输入电压和最高输入电压确定，例如用电设备的最低输入电压为215V，最高输入电压为225V，则确定输入电压范围为[215V，225V]；当电源设备连接两个及以上用电设备时，为了确保所有的用电设备正常工作，上述输入电压范围根据所有用电设备的最低输入电压中的最大值，以及，所有用电设备的最高输入电压中的最小值确定，例如，电源设备连接用电设备1#和用电设备2#，用电设备1#的最低输入电压为215V，最高输入电压为225V，用电设备2#的最低输入电压为210V，最高输入电压为220V，则确定输入电压范围为[215V，220V]。

在上述实施例中，为了实现计算电源设备的实时效率值，在变化过程中，获取电源设备当前时刻的输入电压V_in、输入电流I_in、输出电压V_out和输出电流I_out，根据电源设备当前时刻的输入电压V_in、输入电流I_in、输出电压V_out以及输出电流I_out计算所述实时效率值，具体计算公式为：实时效率值η1＝(V_out*I_out)/(V_in*I_in)。

在获取到电源设备的实时效率值之后，还需要根据实时效率值以及当前状态对应的电源设备的历史最高效率值，具体地，根据所述实时效率值与预先存储的电源设备的历史最高效率值确定电源设备的最优效率值，包括：判断所述实时效率值是否大于或等于所述历史最高效率值；如果是，则确定当前时刻的实时效率值为最优效率值；如果否，则控制所述电源设备的输出电压按照预设规则继续变化，直至所述实时效率值大于或等于所述历史最高效率值后，确定当前时刻的实时效率值为最优效率值。通过上述步骤获得的最优效率值至少等于历史最高效率值，甚至高于历史最高效率值，确保了电源设备实现最优效率。

上述方案针对用电设备的数量为一个的情形，当所述用电设备的数量为两个或两个以上时，预先根据所有用电设备的总体运行状态确定所述历史最高效率值，并存储到系统中。具体地，根据所有用电设备的总体运行状态确定所述历史最高效率值，包括：列举每个用电设备的不同运行状态；列出将每个用电设备按照不同运行状态组合后，获得的所有总体运行状态组合；获取每个所述总体运行状态组合下对应的历史最高效率值后，存储到系统中。例如，系统中包括用电设备#1、用电设备#2和用电设备#3三个用电设备，其中，用电设备#1包括：关闭、低档位运行、中档位运行、高档位运行四种运行状态；用电设备#2包括：关闭、以第一模式运行、以第二模式运行三种运行状态；用电设备#3包括：关闭、低档位运行、高档位运行三种运行状态；例如，用电设备#1关闭、用电设备#2以第一模式运行、用电设备#3高档位运行便组成了一个总体运行状态组合，依此类推，可以获得4*3*3共36种总体运行状态组合，这里，全部用电设备都关闭的情况无需考虑，因此剩余35种总体运行状态组合，预先检测出每个总体运行状态组合下，电源设备的历史最高效率值，存储在供电系统中，在应用时，根据总体运行状态组合，调取对应的历史最高效率值，以确定最优效率值。

在控制电源设备输出电压变化过程中，可能会出现输出电压不稳定，影响寻优过程，因此，在获取每个输出电压对应的实时效率值之前，还需要判断所述电源设备的输出电压是否稳定；在所述电源设备的输出电压稳定后，触发获取每个输出电压对应的实时效率值。具体地，判断输出电压是否稳定可以通过预先限定误差范围，采样50次，如果其中90％的采样值都在误差范围内就可以认为输出电压稳定了。

如上文所述，由于用电设备处于不同的运行状态时，电源设备的历史最高效率值均不同，因此，控制电源设备的输出电压按照预设规则变化之前，所述方法还包括：监测用电设备当前的运行状态；在所述用电设备当前的运行状态发生变化时，将预先存储的历史最高效率值更换为与变化后的运行状态对应的历史最高效率值，同时触发控制所述电源设备的输出电压按照预设规则变化，开始寻优。

除了通过监测用电设备当前的运行状态，还可以通过定时触发的方式完成寻优，如控制电源设备的输出电压按照预设规则变化之前，通过定时器设置定时值；在达到定时值时，调用与用电设备当前的运行状态对应的历史最高效率值，同时触发控制所述电源设备的输出电压按照预设规则变化。

实施例3

如上文中提及的图1或图2中所示，供电系统中可能接入一个或多各用电设备，由于用电设备所需的功率可能会不断变化，例如电饭煲在煮饭过程中功率很大，但是饭煮好后保温阶段所需的功率会大大减小，另外，在用电设备投切过程中，例如电磁炉不同档位切换过程中，功率也会不同，最大效率点也会变化，所以在这些变化过程中，电源设备需要不断修正最大效率点，达到最大效率输出。如图4所示，第一电压V_ref1，第二电压V_ref2，目标参考电压V_refn分别对应第一效率值η1，第二效率值η2，最优效率值ηn。

本实施例提供另一种电源效率优化方法，图5为根据本发明另一实施例的电源效率优化方法的流程图，如图5所示，该方法包括：

S1，对电源设备进行初始化，设定用电设备的输入电压范围[V_out_u，V_out_o]。其中，V_out_o为用电设备的电压上限值，V_out_u为用电设备的电压下限值。

S2，控制电源设备的输出电压在用电设备的电压下限值的基础上按照预先设置步长V_step逐渐递增。

为了寻找电源设备的最优效率点，预先设置步长V_step，本实施例中，可以基于用电设备的电压下限值向上寻优，在其他实施例中，也可以控制电源设备的输出电压在用电设备的电压上限值的基础上按照预先设置步长V_step逐渐递减，即基于用电设备的电压上限值向下寻优，基于用电设备的电压上限值向下寻找时，V_step的值应该为负数。本实施例中优化后的目标参考电压值V_ref＝V_out_u+V_step，图6为根据本发明实施例的输出电压调节原理图，如图6所示，获取更新后的参考电压值V_ref后，计算参考值与输出电压的差值Error，将Error作为变量输入到调节器中，调节器输出值控制PWM波，进而通过控制电源设备的驱动电路来使电源设备的主功率电路输出电压值V_out，其中，调节器不限于是PID调节器，也可以是其他类型调节器，比如2P2P调节器等。

S3，判断目标参考电压值V_ref是否大于或等于用电设备的输入电压的上限值V_out_o，如果是，则执行步骤S8，如果否，则执行步骤S4。

如果电源设备的输出电压值超过用电设备的输入电压的上限值V_out_o可能会损坏用电设备，发生电器安全事故。因此，需要在输出电压增加步长V_step后，都判断输出电压值是否超过用电设备的输入电压的上限值V_out_o。相应地，在基于用电设备的电压上限值向下寻时，也要控制目标参考电压值V_ref不能小于下限值用电设备的输入电压的上限值V_out_u。

S4，判断电源设备的输出电压是否稳定，如果是，则执行步骤S5，如果否，则预设时间后，重复执行步骤S4。

判断输出电压稳定的方法有很多，例如在采样50次，其中90％的采样值都在误差范围内则认为输出电压已经稳定。

S5，采样电源设备的输出电压V_out和I_out、输入电压V_in和I_in，计算当前时刻的电源设备效率η。

在本实施例中，电源设备效率η＝(V_out*I_out)/(V_in*I_in)。

S6，判断η是否大于或等于已保存的历史最高效率值ηn，如果是，则执行步骤S7，如果否，则返回步骤S2。

S7，更新ηn值为η，并更新V_ref值为η对应的输出电压，用更新后的参考电压值V_ref来调节输出电压V_out。

S8，结束寻优，保持当前输出电压。

上述寻优步骤中，速度较快，寻优任务执行完仅需几毫秒时间，随着用电设备状态的变化，历史最高效率值ηn也会更新，对应的参考电压值V_refn也不断更新。

在本实施中，触发控制电源设备的输出电压在用电设备的电压下限值的基础上按照预先设置步长V_step逐渐递增的操作可以是在用电设备状态切换的时候，也可以是定时触发，图7根据本发明实施例的为定时触发的流程图，如图7所示，将用电设备效率寻优任务作为定时任务来触发，S701，设置定时值；S702，开始计时；S703，判断是否到达定时值，如果是，则触发上述步骤S2，如果否，则继续执行S702。

定时值可以设置为10min，即每10min进行一次电源设备效率寻优任务，但是寻优任务的触发方式不限于定时触发，也可以是ADC中断触发等或者电流突变触发等。

通过本实施例的电源效率优化方法，能够根据外接用电设备的变化而自动优化效率，达到最大效率输出效果，节约电能，有利于环境保护。

实施例4

本实施例提供一种电源效率优化装置，图8为根据本发明实施例的电源效率优化装置的结构图，如图8所示，该装置包括：

控制模块10，用于控制电源设备的输出电压按照预设规则变化。通过控制电源设备的输出电压在一定范围内由低到高逐渐增大，或者由高到低逐渐减小，电源设备的输出电压变化的同时，电源设备的效率值也随之变化。

获取模块20，用于在变化过程中，获取每个输出电压对应的实时效率值。

确定模块30，用于根据所述实时效率值与预先存储的电源设备的历史最高效率值确定电源设备的最优效率值；其中，所述历史最高效率值根据一个或多个用电设备的运行状态确定。在本实施例中，首先确定用电设备的不同运行状态，例如用电设备的不同档位，不同运行模式，获取每个运行状态下对应的电源设备的历史最高效率值，存储在系统中，在用电设备在某一运行状态下运行时，调取该状态对应的电源设备的历史最高效率值，根据电源设备实时效率值与相应的历史最高效率值，确定电源设备的最优效率值。

电压输出模块40，用于控制所述电源设备输出所述最优效率值所对应的输出电压。通过上述步骤确定电源设备的最优效率值后，控制电源设备输出所述最优效率值所对应的电压，以使设备实现最高的效率。

本实施例的电源效率优化装置，通过控制模块10控制电源设备的输出电压按照预设规则变化；通过获取模块20在变化过程中，获取每个输出电压对应的实时效率值；通过确定模块30根据所述实时效率值与预先存储的电源设备的历史最高效率值确定电源设备的最优效率值；其中，所述历史最高效率值根据一个或多个用电设备的运行状态确定；通过电压输出模块40控制所述电源设备输出所述最优效率值所对应的输出电压。能够实现根据外接用电设备状态的改变，自动优化自身效率，保证电源设备以最大效率工作，节约能源。

实施例5

本实施例提供另一种电源效率优化装置，图9为根据本发明实施例的电源效率优化装置的结构图，为了控制电源设备的输出电压在一定范围内逐渐变化，如图9所示，上述控制模块10包括：计算单元101，用于根据预设规则计算出电源设备的目标输出电压；计算出电源设备的目标输出电压后，根据电源设备的当前输出电压与所述目标输出电压的误差值输出PWM波驱动信号，进而通过电压输出模块40控制所述电源设备的输出所述目标输出电压，具体地，可以通过PID调节器、2P2P调节器等调节器，将上述误差值作为调节器的输入量，调节器根据误差值上述误差值输出PWM波驱动信号，控制电源设备输出目标输出电压。其中，计算单元101具体用于：控制电源设备的输出电压在所述用电设备的最高输入电压的基础上，按照预设步长逐渐减小，获得目标输出电压；或者；控制电源设备的输出电压在所述用电设备的最低输入电压的基础上，按照预设步长逐渐增大，获得目标输出电压。

需要说明的是，计算单元101在根据预设规则计算出电源设备的目标输出电压时，需要用到预设步长，上述预设步长可以是固定值，也可以是变化值，为了确保能寻找到电源设备的最优效率值，预设步长根据实时效率值的变化率确定，因此控制模块10中还包括第一获取单元102，用于在每次控制所述电源设备输出所述目标输出电压后，获取实时效率的变化率；步长调整单元103，用于根据所述实时效率的变化率调整所述预设步长；其中，所述实时效率的变化率的绝对值越小，所述预设步长越小。图4为电源设备输出电压与效率的关系曲线图，如图4所示，该曲线具有多个极值点，极值点可能是历史最高效率值，极值点处的变化率的绝对值为零，极值点两侧，距离极值点越近，变化率的绝对值越小，也就是说在所述实时效率的变化率绝对值较大时，表明距离极值点较远，可以按照较大的预设步长变化，当变化率的绝对值较小，接近零时，需要减小该预设步长，以便于捕捉到历史最高效率值，避免跳过该历史最高效率值。

在具体实施过程中，控制电源设备的输出电压按照预设规则变化时，还可以采用跳跃式变化，控制模块10中还包括：第二获取单元104，用于在每次控制电源设备的输出电压按照预设规则变化后，获取实时效率的变化趋势；趋势转换单元105，用于在相邻两次变化后，实时效率的变化趋势相反时，控制电源设备的输出电压按照与当前相反的趋势变化，同时减小变化的幅度。例如先控制输出电压逐步递增至少两次，确定两次输出电压增加后，实时效率值的变化趋势是否改变，如果改变，例如第一次输出电压增加后，实时效率值增加，但是第二次输出电压增加后，实时效率值却减小了，那么有可能因为预设步长太长导致跳过了历史最高效率值，此时控制输出电压减小，跳跃回历史最高效率值之前，重新寻优，如果不变，则控制输出电压继续递增。

为了确保用电设备安全稳定运行，所述装置还包括：限压模块50，用于判断目标输出电压是否在用电设备的输入电压范围；其中，输入电压范围根据用电设备的最低输入电压和最高输入电压确定；如果是，则控制所述电源设备输出所述目标输出电压；如果否，则控制所述电源设备的输出电压保持当前值，不再变化。通过限压模块50，避免电源设备输出的电压超出用电设备的输入电压范围，导致用电设备无法正常运行甚至损坏。

限压模块50在根据用电设备的最低输入电压和最高输入电压确定输入电压范围时，包括电源设备只连接一个用电设备和电源设备连接两个及以上用电设备两种情形：当电源设备只连接一个用电设备时，上述输入电压范围根据所述用电设备的最低输入电压和最高输入电压确定，例如用电设备的最低输入电压为215V，最高输入电压为225V，则确定输入电压范围为[215V，225V]；当电源设备连接两个及以上用电设备时，为了确保所有的用电设备正常工作，上述输入电压范围根据所有用电设备的最低输入电压中的最大值，以及，所有用电设备的最高输入电压中的最小值确定，例如，电源设备连接用电设备1#和用电设备2#，用电设备1#的最低输入电压为215V，最高输入电压为225V，用电设备2#的最低输入电压为210V，最高输入电压为220V，则确定输入电压范围为[215V，220V]。

在上述实施例中，获取模块20具体用于获取电源设备当前时刻的输入电压V_in、输入电流I_in、输出电压V_out和输出电流I_out，根据电源设备当前时刻的输入电压V_in、输入电流I_in、输出电压V_out以及输出电流I_out计算所述实时效率值，具体计算公式为：实时效率值η1＝(V_out*I_out)/(V_in*I_in)。

在获取到电源设备的实时效率值之后，还需要根据实时效率值以及当前状态对应的电源设备的历史最高效率值，因此，所述确定模块30包括：判断单元301，用于判断实时效率值是否大于或等于历史最高效率值；确定单元302，用于在实时效率值大于或等于历史最高效率值时，确定当前时刻的实时效率值为最优效率值；在实时效率值小于历史最高效率值时，如果否，则通过控制模块10控制所述电源设备的输出电压按照预设规则继续变化，直至实时效率值大于或等于历史最高效率值后，确定单元302确定当前时刻的实时效率值为最优效率值。通过上述步骤获得的最优效率值至少等于历史最高效率值，甚至高于历史最高效率值，确保了电源设备实现最优效率。

上述方案针对用电设备的数量为一个的情形，当所述用电设备的数量为两个或两个以上时，确定单元302用于根据所有用电设备的总体运行状态确定所述历史最高效率值。

在控制电源设备输出电压变化过程中，可能会出现输出电压不稳定，影响寻优过程，因此，所述装置还包括：电压稳定模块60，用于在获取每个输出电压对应的实时效率值之前，判断电源设备的输出电压是否稳定；在所述电源设备的输出电压稳定后，触发获取每个输出电压对应的实时效率值。具体地，判断输出电压是否稳定可以通过预先限定误差范围，采样50次，如果其中90％的采样值都在误差范围内就可以认为输出电压稳定了。

如上文所述，由于用电设备处于不同的运行状态时，电源设备的历史最高效率值均不同，因此，上述装置还包括：状态检测模块70，用于监测用电设备当前的运行状态；在所述用电设备当前的运行状态发生变化时，将预先存储的历史最高效率值更换为与变化后的运行状态对应的历史最高效率值，同时触发控制所述电源设备的输出电压按照预设规则变化，开始寻优。

除了通过监测用电设备当前的运行状态，还可以通过定时触发的方式完成寻优，所述装置还包括：定时模块80，用于通过定时器设置定时值；在达到定时值时，调用与用电设备当前的运行状态对应的历史最高效率值，同时触发控制所述电源设备的输出电压按照预设规则变化。

实施例6

本实施例提供一种电源设备，包括上述实施例中的电源效率优化装置，用于根据外接用电设备状态的改变，自动优化自身效率，保证电源设备以最大效率工作，节约能源。

实施例7

本实施例提供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上述实施例中的电源效率优化方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上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精神和范围。