[发明专利]低成本高动态直流电压控制方法、装置和存储介质

说明书

本发明公开了低成本高动态直流电压控制方法、装置和存储介质，适于对BUCK变换器进行直流电压控制，该方法包括：S1、采用传统PI模式控制所述BUCK变换器的直流电压；S2、检测所述BUCK变换器输出的直流电压的跌落幅值；S3、对所述BUCK变换器输出的直流电压的跌落幅值与预设阈值进行比较；S4、依据比较结果调整所述BUCK变换器的功率开关驱动的占空比，直至所述BUCK变换器输出的直流电压的跌落幅值小于所述预设阈值；本方法无需对BUCK变换器的输出电流进行采样，有效节约控制成本，且控制参数较少，易于调整，大大降低研发成本，且适用于较低控制频率、开关频率的设备和大功率变换器，有效降低系统损耗和填补数据中心直流供电系统整流模块动态调节方法的空白。

技术领域

本发明涉及直流电压控制技术领域，尤其涉及低成本高动态直流电压控制方法、装置和存储介质。

背景技术

随着5G时代的到来，各大互联网巨头公司、运营商均逐步展开了数据中心的基础建设，数据中心电源作为供电设备，毋庸置业是数据中心正常运行的保障。现有数据中心电源多采用多模块并联直流供电方式进行供电。随着用户对于数据中心直流供电质量的需求逐步提升，对直流电源输出的直流电压提出了必须要具备负载突变快恢复的能力的要求。

目前行业内对于直流电源的动态响应要求越来越高，动态响应性能主要从动态恢复时间和超调量两方面考核。现有的直流电压快速响应方法从控制原理可分为两类：模拟控制方法和数字控制方法。

模拟控制方法是通过直流电压采样电路采集的模拟量作为硬件运放比较电路的反馈，与基准电压进行比较实时调节直流电压。该方法基于模拟电路的实时反馈性能，基本可以做到响应零延迟，但是该方法常用于小功率且电压等级较低的场所，不适用于大功率电压等级较高的数据中心直流供电系统。因此，现有数据中心电源常采用数字控制方法，数字控制方法可对系统内部的模拟量进行实时检测，对系统内部组成部件进行故障判断及保护、状态切换、监控显示等逻辑，亦可将用户相关数据量上传至监控面板进行人机交互。数字控制方法由于是离散化的采样方式和控制方式，受限于数字控制周期产生的延迟，增加了直流电压快速响应的难度。

而目前直流电压快速响应的数字控制方法主要有两种：电容电荷平衡法和模糊PID控制方法。

电容电荷平衡法通过负载电流与电感电流进行比较，计算出直流电容需要补充的电荷量，该方法对于直流电压动态响应速度有较好的提升，但是必需对负载电流进行采样，需要每个模块增加电流霍尔传感器及对应的信号调理电路，占用数字控制芯片宝贵的AD资源，且需要和现场可编程门阵列FPGA配合使用，这对于模块数量庞大的数据中心直流供电系统，会增加巨额成本；

模糊PID控制方法通过对直流电压进行实时采样，适时进行比例、积分和微分环路参数的调节，因此需要较多的离散采样点，且由于参数组合较多且易发散，软件实现较困难，前期调试过程较复杂，会大大增加时间成本。

因此，现有技术均不能有效满足低成本、高动态的直流电压控制需求。

发明内容

本发明的目的是提供低成本高动态直流电压控制方法、装置和存储介质，其控制方式简单，无需对BUCK变换器的输出电流进行采样，有效节约控制成本，且控制参数较少，易于调整，大大降低研发成本，且适用于较低控制频率、开关频率的设备和大功率变换器，有效降低系统损耗和填补数据中心直流供电系统整流模块动态调节方法的空白。

为了实现上有目的，本发明公开了一种低成本高动态直流电压控制方法，适于对BUCK变换器进行直流电压控制，其包括如下步骤：

S1、采用传统PI模式控制所述BUCK变换器的直流电压；

S2、检测所述BUCK变换器输出的直流电压的跌落幅值；

S3、对所述BUCK变换器输出的直流电压的跌落幅值与预设阈值进行比较；