[发明专利]使用功率损耗模型优化电源系统效率的装置和方法

权利要求书

1.一种电源子系统，包括：

初级功率转换器；

至少一个次级功率转换器，操作地连接到所述初级功率转换器；

其中所述电源子系统用于测量：

所述初级功率转换器的至少一个初级操作参数；以及

所述至少一个次级功率转换器的至少一个次级操作参数；以及

控制器，连接到所述初级功率转换器和所述至少一个次级转换器，其中所述控制器包括：

存储单元，用于存储与所述初级功率转换器相关的初级功率损耗模型以及与所述至少一个次级功率转换器相关的至少一个次级功率损耗模型；

通信单元，用于接收由所述电源子系统测量的所述至少一个初级操作参数和所述至少一个次级操作参数，以及用于将至少一个控制命令发送至所述初级功率转换器以及所述至少一个次级功率转换器中的至少一个；以及

处理单元，用于：

根据所述初级功率损耗模型、所述至少一个次级功率损耗模型、所述至少一个初级操作参数以及所述至少一个次级操作参数计算目标函数；以及

计算所述初级功率转换器和所述至少一个次级功率转换器中至少一个的状态变化，从而最小化所述目标函数。

2.根据权利要求1所述的电源子系统，其中：

所述初级功率转换器的所述至少一个初级操作参数包括所述初级功率转换器的初级输入电压、初级输出电压、初级输出电流、以及初级温度中的至少一个；以及

所述至少一个次级功率转换器的所述至少一个次级操作参数包括所述至少一个次级功率转换器的次级输入电压、次级输出电压、次级输出电流、以及次级温度中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的电源子系统，其中所述目标函数包括与所述初级功率转换器和所述至少一个次级功率转换器中的相应的初级功率转换器和次级功率转换器相关的功率损耗的加权和。

4.根据权利要求3所述的电源子系统，其中所述目标函数等于所述功率子系统的总功率损耗。

5.根据权利要求1所述的电源子系统，还包括有源冷却系统，操作地耦合到所述控制器，其中：

所述电源子系统还用于测量与所述有源冷却系统相关的电压、电流以及温度中的至少其中之一；

所述存储单元还适于包括用于所述有源冷却系统的功率损耗模型；以及

所述处理单元还用于计算与所述有源冷却系统相关的目标函数。

6.根据权利要求1所述的电源子系统，其中所述初级功率转换器包括AC/DC转换器和DC/DC转换器中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的电源子系统，其中所述至少一个次级功率转换器包括开关转换器、降压转换器、升压转换器以及线性调节器中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的电源子系统，其中所述控制器包括专用集成电路ASIC、现场可编程门阵列FPGA、数字信号处理DSP装置、微控制器、以及通用处理装置中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的电源子系统，其中所述控制器包括外部处理装置，连接到所述电源子系统。

10.根据权利要求1所述的电源子系统，其中所述控制器包括逻辑电路，所述逻辑电路位于所述初级功率转换器和所述至少一个次级功率转换器中的至少一个中。

11.根据权利要求1所述的电源子系统，其中所述初级功率转换器和所述至少一个次级功率转换器中的至少一个用于测量所述至少一个初级操作参数和所述至少一个次级操作参数中的至少一个。

12.根据权利要求1所述的电源子系统，还包括测量单元，用于测量所述至少一个初级操作参数以及所述至少一个次级操作参数。

13.根据权利要求1所述的电源子系统，其中所述控制器还用于存储子系统约束数据，所述子系统约束数据包括以下至少一种：

所述初级功率转换器的最大输入电压、最小输入电压、最大输出电压、最小输出电压、最大温度、最大电流、以及最小电流；以及以下各项至少一种：

所述至少一个次级功率转换器的最大输入电压、最小输入电压、最大输出电压、最小输出电压、最大温度、最大电流以及最小电流；

其中所述处理单元还用于计算所述初级功率转换器和所述至少一个次级转换器中的至少一个的状态变化，从而最小化所述目标函数以及不违反所述子系统约束。