CN115940654A - 一种电源及计算设备 - Google Patents

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CN115940654A CN202211521844.1A CN202211521844A CN115940654A CN 115940654 A CN115940654 A CN 115940654A CN 202211521844 A CN202211521844 A CN 202211521844A CN 115940654 A CN115940654 A CN 115940654A
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童建利
焦海清
马成龙
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Abstract

本申请实施例公开了一种电源及计算设备，该电源包括：电源控制器和多个功率转换单元，多个功率转换单元工作于交错并联状态；其中：功率转换单元的输入端电连接直流电输入，功率转换单元的输出端电连接负载；功率转换单元用于将输入的直流电的电压转换为供电电压；电源控制器用于：通过电压采样端获取电源的输出电压和通过电流采样端获取电源的输出电流；根据输出电压和输出电流计算电源的输出功率；及，基于输出功率控制关闭或开启至少一个功率转换单元。上述电源，基于单个电源的输出功率开控制器其内的功率转换单元开启或关闭的个数，可以极大的提升电源转换效率。

Description

一种电源及计算设备
技术领域
本申请涉及电源技术领域，尤其涉及一种电源及计算设备。
背景技术
当前，一般采用母线为服务器***供电，位于母线的后级的服务器***均通过其共用的母线获取电能，其共用的母线的前级一般采用多个电源并联输出。为实现母线供电的可靠性与供电功率需求，提供给母线的电源一般采用N+N、N+R、N+1等的并联架构(其中，N、R表示电源的数量)。
然而，母线的前级的电源一般采用双相或多相模块以实现功率的转换，但是双相或多相模块存在的功率开关器件较多，开关损耗大，存在效率低、能源浪费的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种电源及计算设备，基于电源的输出功率来控制其内的功率转换单元开启或关闭的个数，进而提高电源转换效率。
第一方面，本申请实施例提供了一种电源，包括：电源控制器和多个功率转换单元，多个功率转换单元工作于交错并联状态；其中：
功率转换单元的输入端电连接直流电输入，功率转换单元的输出端电连接负载；功率转换单元用于将输入的直流电的电压转换为供电电压；
功率转换单元的各开关管的控制端分别电连接电源控制器对应的控制输出端；电源控制器的电压采样端电连接功率转换单元的输出端；电源控制器的电流采样端电连接多个功率转换单元的输出端的公共端；
电源控制器用于：
通过电压采样端获取电源的输出电压和通过电流采样端获取电源的输出电流；
根据输出电压和输出电流计算电源的输出功率；
基于输出功率控制关闭或开启至少一个功率转换单元。
上述电源，基于单个电源的输出功率开控制器其内的功率转换单元开启或关闭的个数，可以极大的提升电源转换效率。
在一种可能的实现中，电源控制器用于：基于输出功率控制至少一个功率转换单元开启，包括：
电源控制器用于：
根据电源的当前输出功率、电源内功率转换单元的总个数N1和电源的最大输出功率，确定电源需要开启的功率转换单元的个数N2＝f((P1*N1)/P)；其中，f(x)表示向上取x的整数，N1、N2为正整数，N2≤N1；
基于需要开启的功率转换单元的个数N2和当前开启的功率转换单元的个数N3，确定关闭或开启至少一个功率转换单元，N3为正整数。
上述电源，基于需要开启的功率转换单元的个数和当前开启的功率转换单元的个数来确定关闭或开启的功率转换单元，在保证负载的正常运行的同时减少不必要的开关损耗，提高电源转换效率。
在一种可能的实现中，电源控制器用于：基于需要开启的功率转换单元的个数N2和当前开启的功率转换单元的个数N3，确定关闭至少一个功率转换单元，包括：
电源控制器用于：
若当前开启的功率转换单元的个数N3大于需要开启的功率转换单元的个数N2，关闭N3-N2个功率转换单元。
上述电源，使得开启的功率转换单元个数可以满足当前负载需要，在保证负载的正常运行的同时减少不必要的开关损耗，提高电源转换效率。
在一种可能的实现中，电源控制器用于：若当前开启的功率转换单元的个数N3大于需要开启的功率转换单元的个数N2，关闭N3-N2个功率转换单元，包括：
若当前开启的功率转换单元的个数N3大于需要开启的功率转换单元的个数N2，在开启的N3个功率转换单元中关闭连续开启时长最大的N3-N2个功率转换单元。
上述电源，使各个功率转换单元的发热均分，达到提升电源寿命的目的。
在一种可能的实现中，电源控制器用于：基于需要开启的功率转换单元的个数N2和当前开启的功率转换单元的个数N3，确定开启至少一个功率转换单元，包括：
电源控制器用于：
若当前开启的功率转换单元的个数N3小于需要开启的功率转换单元的个数N2，开启N2-N3个功率转换单元。
上述电源，使得开启的功率转换单元个数可以满足当前负载需要，在保证负载的正常运行的同时提高电源转换效率。
在一种可能的实现中，电源控制器用于：若当前开启的功率转换单元的个数N3小于需要开启的功率转换单元的个数N2，开启N2-N3个功率转换单元，包括：
电源控制器用于：
若当前开启的功率转换单元的个数N3小于需要开启的功率转换单元的个数N2时，在关闭的功率转换单元中选择开启连续开启时长最小的N2-N3个功率转换单元。
上述电源，使各个功率转换单元的发热均分，达到提升电源寿命的目的。
在一种可能的实现中，电源控制器还用于：若需要开启的功率转换单元的个数N2小于电源内功率转换单元的总个数N1，每隔预设时长开启连续关闭时长最大的N4个功率转换单元，以及关闭连续开启时长最大的N4个功率转换单元，N4为正整数，N4≤N1-N3。
上述电源，使各个功率转换单元的发热均分，达到提升电源寿命的目的。
在一种可能的实现中，电源控制器还用于：若需要开启的功率转换单元的个数N2小于电源内功率转换单元的总个数N1，每隔预设时长开启连续关闭时长最大的N4个功率转换单元，以及关闭连续开启时长最大的N4个功率转换单元，包括：
电源控制器还用于：
若需要开启的功率转换单元的个数N2小于电源内功率转换单元的总个数N1，每隔预设时长先开启连续关闭时长最大的N4个功率转换单元，后关闭连续开启时长最大的N4个功率转换单元。
上述电源，通过先开启N4个功率转换单元再关闭N4个功率转换单元，以平滑切换，既不影响电源供电能力，又使各个功率转换单元的发热均分，达到提升电源寿命的目的。
在一种可能的实现中，功率转换单元为LLC变换器，LLC变换单元包括逆变电路、谐振电路、变压器和整流电路；逆变电路的输入端电连接直流输入；逆变电路的输出端电连接谐振电路的输入端；谐振电路的输出端电连接变压器的输入端，变压器的输出端电连接整流电路的输入端，整流电路的输出端电连接负载。
在一种可能的实现中，电源还包括与多个功率转换单元一一对应的可控开关；每个可控开关电连接于每个可控开关对应的功率转换单元与输入的直流电之间；电源控制器还用于基于输出功率控制可控开关的导通或关断。
上述电源，通过可控开关来控制功率转换单元的开启和关闭，电路简单，控制简单，不需要改变功率转换单元中开关管的控制端的信号。
第二方面，本申请实施例还提供了一种计算设备，包括：多个如第一方面或第一方面任意一种实现的电源和负载，每个电源的输入电连接交流输入或直流输入；每个电源的输出均电连接负载；电源为负载供电。
上述计算设备，各个电源单独控制自己的多余的功率转换单元，从而减少功率转换单元的耗能，提高电源转换效率。而且，在计算设备中，各个电源单独基于的输出功率和最大输出功率就可以减少整个计算设备的能耗，提升整个***的转换效率。
可以理解地，上述提供的第二方面提供的计算设备包括上述第一方面的电源。因此，其所能达到的有益效果可参考第一方面对应的有益效果，此处不再赘述。
附图说明
图1为电源的多相LLC(即功率转换单元)全部开启时的效率曲线的示例图；
图2为本申请实施例提供的一种供电***的电路示例图；
图3A为本申请实施例提供的一种电源的电路示意图；
图3B为本申请实施例提供的另一种电源的电路示意图；
图4本申请实施例提供的一种LLC变换器的电路示意图；
图5为为本申请实施例提供的另一种提升供电效率的方法的流程示意图；
图6为按照本申请实施例提供的供电方法控制的电源的效率曲线的示例图。
具体实施方式
N+N、N+R、N+1等的并联架构的供电***能够提供的最大功率为N倍的电源的功率。通常，服务器的主要功耗来自于其单板，服务器***的最大负载与供电模块额定功率、单板***的供电功率基本相同。通常服务器/单板的供电由于实际数据业务所造成负载特性分布，存在以下特点：较长时间处于轻负载下，具体地，在20％负载以下，时间占比超过70％；较短时间处于中载和重载状态，具体地，在20％以上负载，时间占比低于30％。可见，提升轻载工作的效率对节能的意义重大。
如图1所示为包括功率转换单元的电源的效率曲线。由图1可见，一般在20％负载以下处于效率曲线的爬坡区域，效率低，偏差大，能耗浪费大。
如图2所示，为本申请实施例提供的一种供电***的电路示例图，该供电***可以包括多个电源10、母线20以及多个用电设备30。多个电源10可以采用N+N、N+R、N+1等并联架构，每个电源10用于将输入的电压转变为用电设备30所需要的电压，并将转变得到的电压输入到母线20。每个用电设备30从母线20上获取电能以进行工作。
其中，N、R表示电源10的数量，N和R均为正整数。其中，N表示上述多个用电设备30组成的负载***在运行所需要的电源10的数量，也所有用电设备30的总额定负载所需要的电源10的数量。N+N并联架构是指2*N个电源10并联，其在N个电源10故障，不能向母线20输出时，依然可以满足总额定负载的用电需求。同理，N+R并联架构是指N+R个电源10并联，其在R个电源10故障，不能向母线20输出时，依然可以满足总额定负载的用电需求；N+1并联架构是指N+1个电源10并联，其在1个电源10故障，不能向母线20输出时，依然可以满足总额定负载的用电需求。其中，供电***中多于N个电源10也可以称为冗余电源。如图1以电源采用N+N(即为2N)并联架构为例来说明。
如图2所示，每个电源10可以包括电源控制器11、交流-直流(AlternatingCurrent/Direct Current,AC/DC)变换器12和功率转换电路13。其中，AC/DC变换器12的输入端连接交流电源，AC/DC变换器12的输出端连接DC/DC变换器的输入端，功率转换电路13的输出端连接母线20，电源控制器分别与AC/DC12和功率转换电路13连接；AC/DC变换器12用于将输入的交流电转换为直流电；功率转换电路13用于将AC/DC输出的电压变换为母线电压；电源控制器一方面用于控制器AC/DC变换器12和功率转换电路13的工作状态，另一方面用于调整功率转换电路13的输出功率。
如图3A所示，为本申请实施例提供的一种电源10的电路示意图电源10包括上述电源控制器11、交流-直流(AC/DC)变换器12和功率转换电路13。其中，功率转换电路13可以包括多个交错并联的功率转换单元131，也可以说，该多个功率转换单元工作于交错并联状态。其中，每个LLC电路中的电路结构和电路中对应器件的参数都是相同的。图3A以L个功率转换单元131为例，L为大于1的正整数，每个功率转换单元131用于对AC/DC变换器12的输出的直流电的电压进行转换，以得到适用于后端负载的直流电源。这里“多个”指两个或两个以上。
电源控制器11耦合AC/DC变换器12和功率转换电路13，用于对AC/DC变换器12和功率转换单元131进行控制。具体地，电源控制器11用于生成脉宽调制信号(pulse widthmodulation，PWM)，每个功率转换单元131基于输入的PWM信号对输入的直流电的电压进行转换。
每个电源控制器11还用于检测各自的电源10的输出的电压和电流，也即其功率转换电路13输出的电压和电流，并计算各自的电源10的输出功率，进而基于各自的输出功率控制各自的电源10内的每一个功率转换单元131的开启和关闭。具体地，电源10可以控制一部分功率转换单元131开启，一部分功率转换单元131关闭；或，控制功率转换单元131全部开启。具体可参见下述图5所示的供电控制方法，这里不再赘述。
可选地，电源10还包括电压采样电路和电流采样电路(图中未示出)。
其中，电源控制器11的电压采样端电连接电压采样电路，电压采样电路用于采集电源10的输出电压，并将采集到的输出电压通过电压采样端发送给电源控制器11，电压采样电路电连接任意一个功率转换单元131的输出端、或多个功率转换单元131输出端的公共端或母线20，这是由于，每个功率转换单元131输出端与母线电压均相同，均等于电源10的输出电压。
其中，电源控制器11的电流采样端电连接电流采样电路，电流采样电路用于采集电源10的输出电流，将将采集到的输出电流通过电流采用端发送给电源控制器11，电流采用电路电连接电源10的输出端，即电源10包括的所有功率转换单元131的输出端的公共端。
在一些实施例中，电流采用电路可以电连接每个功率转换单元131的输出端，进而获取到每个功率转换单元131的输出电流，进而确定电源10的输出电流为其包括的各个功率转换单元131的输出电路之和。
如图3B所示，为本申请实施例提供的另一种电源10的电路示意图，功率转换电路13还包括与每一个功率转换单元131分别连接的可控开关132。可控开关132连接于功率转换单元131与AC/DC变换器12之间。电源控制器11可以通过控制可控开关132的导通和关断来控制该可控开关132连接的功率转换单元131的开启和关闭。具体可参见下述图5所示的供电控制方法，这里不再赘述。可控开关可以是机械开关；还可以是电子开关，如继电器；也可以是金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effecttransistor，MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)、碳化硅晶体管或氮化镓晶体管等。
如图4所示的功率转换电路13的电路示意图，功率转换电路13可以是多相LLC谐振变换器，每一相LLC谐振变换器，简称为每一相LLC，也即一个功率转换单元131。图4是以2相全桥LLC为例来说明，应理解，多相LLC可以包括更多LLC。如图4所示，多相LLC包括LLC1和LLC2，其中，示例性，LLC1和LLC2均可以包括逆变电路、谐振电路、变压器和整流电路。其中，逆变电路用于将输入的直流电转换为交流电，进而输出给谐振电路，谐振电路用于滤除逆变产路中的高频成分，变压器用于对谐振电路输入的交流电的电压进行转换，并输出给整流电路，整流电路用于将变压器输出的交流电转换为直流电并输出给母线。
如图4所示，LLC1的逆变电路1311为全桥电路为例进行介绍，包括四个开关管，分别为Q1、Q2、Q3和Q4，每一个开关管均并联一个二极管和一个电容，D1、C1均与Q1并联，D2、C2均与Q2并联，D3、C3均与Q3并联，D4、C4均与Q4并联。这里，四个二极管和四个电容分别是其并联的开关管的寄生二极管和寄生电容。LLC1的谐振电路1312包括谐振电容Cr1、串联谐振电感Lr1、并联谐振电感Lm1。LLC1的变压器即为变压器T1，整流电路1313包括副边二极管D r1、Dr2、D r3和D r4。
同理，LLC2的逆变电路1321为全桥电路为例进行介绍，包括四个开关管，分别为Q5、Q6、Q7和Q8，每一个开关管均并联一个二极管和一个电容，D5、C5均与Q5并联，D6、C6均与Q6并联，D7、C7均与Q7并联，D8、C8均与Q8并联。这里，四个二极管和四个电容分别是其并联的开关管的寄生二极管和寄生电容。LLC2的谐振电路1322包括谐振电容Cr2、串联谐振电感Lr2、并联谐振电感Lm2。LLC1的变压器即为变压器T2，整流电路1323包括D r5、D r6、D r7和D r8。
当需要LLC1开启时，电源控制器11分别通过输出到Q1、Q2、Q3和Q4的栅极的PWM信号分别控制Q1、Q2、Q3和Q4的导通或关断，以产生交流电，其中，Q1和Q4同时导通，Q2和Q3同时导通，Q1和Q2不同时导通。同理，当需要LLC2开启时，电源控制器11分别输出到Q5、Q6、Q7和Q8的栅极的PWM信号分别控制Q5、Q6、Q7和Q8的导通或关断，以产生交流电，其中，Q5和Q8同时导通，Q6和Q7同时导通，Q5和Q6不同时导通。
当需要LLC1关闭时，电源控制器11控制Q1、Q2、Q3和Q4全部关断，以减少Q1、Q2、Q3和Q4的开关损耗。例如，电源控制器11输出到Q1、Q2、Q3和Q4的栅极的PWM信号持续为低电平，以使得Q1、Q2、Q3和Q4全部关断，进而LLC1不工作。同理，当需要LLC2关闭时，电源控制器11输出到Q5、Q6、Q7和Q8的栅极的PWM信号持续为低电平，电源控制器11控制Q5、Q6、Q7和Q8全部关断，进而LLC2不工作。
功率转换电路13还包括输出滤波电容Co。Co用于滤除各相LLC输出中的交流成分。
应理解，各个单相的逆变电路中的开关管的开启和关闭，各个单相的谐振电路、变压器和整流电路，不参与切换。
在图4所示的电路中，电源10负担的等效负载RL，其输入电压表示为Vin，输出电压表示为Vo。
在一些实施例中，上述供电***可以应用于服务器或服务器***，用电设备30可以是单板。每个单板可以包括处理器、内存、网卡、RAID卡、硬盘和风扇等用电设备。
本申请实施例还提供了一种计算设备，包括上述任意一种供电***。该计算设备可以是服务器或服务器***，可以包括电源、母线和至少一个负载(如单板)，每个电源的输入电连接交流输入或直流输入；每个电源的输出均电连接母线，每个负载均电连接母线；电源为负载提供工作电压。
可以理解的，母线20与用电设备1、用电设备2……用电设备N之间还可以具有二次电源电路，该二次电源电路将母线电压变换为适合相应用电设备的工作电压。
还应理解，不限于上述各个图示的供电***或电源，供电***或电源还可以包括更多或更少的器件或单元。
可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对供电***或电源的具体限定。在本申请另一些实施例中，供电***或电源可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。
如下介绍提升上述供电***、电源涉及的供电控制方法。
如图5所示，为本申请实施例提供的另一种提升供电效率的方法的流程示意图。该方法应用于上述图2-图4所示的一个、多个或全部的电源10，该方法由各个电源中的电压控制器执行，可以包括但不限于如下部分或全部步骤：
S1：电源控制器检测电源的当前输出电压和当前输出电流。
S2：电源控制器根据当前输出电压和当前输出电流，计算该电源的当前输出功率。
S3：电源控制器根据电源的当前输出功率P1、电源内功率转换单元的总个数N1和电源的总输出功率P，确定电源需要开启的功率转换单元的个数N2。N1、N2为正整数，N2不大于N1。
其中，电源的总输出功率P是该电源内的所有功率转换单元均开启时，电源的输出功率，也即为电源的最大输出功率。电源的总输出功率P，电源控制器根据电源的当前输出功率P1、电源内功率转换单元的总个数N1，则，电源需要开启的功率转换单元的个数N2可以基于如下公式计算：
Figure BDA0003974104440000061
其中，f(x)表示向上取x的整数。
S4：电源控制器在当前开启的功率转换单元的个数N3大于需要开启的功率转换单元的个数N2时，关闭N3-N2个功率转换单元。
具体地，在当前开启的功率转换单元的个数N3大于需要开启的功率转换单元的个数N2时，则说明当前开启的功率转换单元的个数N3可以满足当前输出功率P1的需要，此时电，电源控制器可以关闭部分或全部多余的功率转换单元。例如，电源控制器在开启的N3个功率转换单元中任意选择N3-N2个功率转换单元关闭或选择连续开启时长最大的N3-N2个功率转换单元关闭，或者选择N3-N2-K个功率转换单元关闭，其中，K为正整数，例如K＝1，以使得电源的输出功率可以略大于负载的需求的输出功率，以避免负载波动时，功率转换单元频繁开启以及开启不及时影响用电设备的正常运行。
应理解，步骤S4中关闭的功率转换单元的个数还可以小于N3-N2。
在一些实施例中，该方法还可以包括S5。
S5：电源控制器在当前开启的功率转换单元的个数N3小于需要开启的功率转换单元的个数N2时，开启N2-N3个功率转换单元。
应理解，步骤S5中开启的功率转换单元个数还可以大于N2-N3，且小于或等于N1-N3。
具体地，在当前开启的功率转换单元的个数N3小于需要开启的功率转换单元的个数N2时，则说明当前开启的功率转换单元的个数N3不能满足后端用户设备的功率需求，此时电，电源控制器可以开启处于关闭状态的部分功率转换单元。例如，电源控制器在关闭的功率转换单元中任意选择或选择连续开启时长最小的N2-N3个功率转换单元开启，或者任意选择N2-N3+K个功率转换单元开启，其中，K为正整数，例如K＝1，以使得电源的输出功率可以稍微大于负载的需求的输出功率，以避免负载波动时，功率转换单元的开启不及时而影响用电设备的正常运行。
上述方法，各个电源单独控制自己的多余的功率转换单元，从而减少功率转换单元的耗能，提高电源转换效率。而且，在供电***中，各个电源单独基于的输出功率和最大输出功率就可以减少整个供电***的能耗，提升整个供电***的转换效率。
举例来说，假设电源的总输出功率为P，电源中多相LLC的相数(即功率转换单元的总个数)为N1相，则每个单相LLC的输出能力为PLLC＝P/N1,N3为当前实际启用的单相个数(N3≤N1)，此时N3相模块处于均流状态(即开启状态)，其余N1-N3个单相处于关闭状态(无损耗)。在***实际需求功率(N2-1)*PLLC＜P1≤N2*PLLC时，则电源开启N2个单相工作可以刚好满足负载需要，若N3大于N2，则说明***实际需求功率增大，可以从已经开启的N3个单相中选择N3-N2个单相关闭，如***需求的功率逐步升高则电源按照功率需求逐步开启各个单相，直到电源的N1相全部开启；若N3＝N2，则可以保持不变；若N3小于N2，则说明***实际需求功率降低，可以从关闭的单相中选择开启N2-N3个单相。如***需求的功率逐步降低则电源按照功率需求逐步关闭各个单相，直到剩余1个单相工作。
在一些实施例中，电源控制器可以识别电源或供电***的负载情况，进而，在处于轻载时，才执行上述步骤S3-S5，在重载时，可以，开启全部的功率转换单元，或者执行S3和S5。其中，轻载可以是电源的当前输出功率与总输出功率的比值小于第一阈值，如20％或30％。重载可以是电源的当前输出功率与总输出功率的比值大于第一阈值。
在一些实施例中，为了热分散，在电源或供电***处于轻载时或长期处于轻载时，电源控制器还可以控制各个单相LLC(即各个功率转换单元)轮询进行工作。具体地，在需要开启的功率转换单元的个数N2小于电源内功率转换单元的总个数N1时，电源控制器可以每隔预设时长开启连续关闭时长最大的N4个功率转换单元，以及关闭连续开启时长最大的N4个功率转换单元，N4为不大于N1-N2的正整数。
可选地，开启N4个功率转换单元可以在关闭N4个功率转换单元之前执行，以平滑切换，既不影响电源供电能力，又将各个功率转换单元的发热均分，达到提升电源寿命的目的。
应理解，还可以以其他方式使得各个单相LLC轮询进行工作，这里不再赘述。
按照本申请实施例提供的供电方法对多个功率转换单元按照输出功率进行开启和关闭控制可以极大的提升轻载效率。如图6所示，为按照本申请实施例提供的供电方法控制的电源的效率曲线。由图6与图1的效率曲线比对，可见，本申请实施例提供的电源，在轻载区间(10％～20％)，电源转换效率可提升7％～10％。
以一款包括2个功率转换单元的电源为例来说，由于该电源包括总共2个功率转换单元，每个功率转换单元的输出功率为电源的总输出功率的50％，也就是说，在额定负载50％以下的情况下，单个功率转换单元的输出即可满足负载要求。假设***负载的功耗(这里“***负载”是均分到每个电源的负载)为电源额定负载(也即电源的总输出功率)的20％，如果2个功率转换单元同时工作，每个功率转换单元的负载率为20％，按照图1所示效率曲线可知，此时电源的效率为85％，若实施按照本发明实施例提供的方案，此时***负载在单个功率转换单元的输出能力范围内，关闭一个功率转换单元，只保留另外一个功率转换单元工作，此时工作的一个功率转换单元的负载率为40％，按照图6所示本申请实施例提供的电源的效率曲线，此时电源的效率为95％，比2个功率转换单元同时工作，效率提升10％，极大的提升了轻载效率；而在***负载大于等于额定负载50％时，2个功率转换单元同时开启，以满足输出功率要求。
需要说明的是，本发明各个实施例描述的流程图仅仅为一个实施例。在不偏离本发明的精神的情况下，各个流程图中的步骤可以有多种方式修改或变化，比如不同次序地执行流程图中的步骤，或删除、增加或修改某些步骤。
本发明实施例中所使用的技术术语仅用于说明特定实施例而并不旨在限定本发明。在本文中，单数形式“一”、“该”及“所述”用于同时包括复数形式，除非上下文中明确另行说明。进一步地，在说明书中所使用的用于“包括”和/或“包含”是指存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件。
还应当理解，在本申请各实施例中，“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。术语“和/或”，用于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的情况，其中A、B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。
在所附权利要求中对应结构、材料、动作以及所有装置或者步骤以及功能元件的等同形式(如果存在的话)旨在包括结合其他明确要求的元件用于执行该功能的任何结构、材料或动作。本发明的描述出于实施例和描述的目的被给出，但并不旨在是穷举的或者将被发明限制在所公开的形式。

Claims (11)

1.一种电源，其特征在于，包括：电源控制器和多个功率转换单元，所述多个功率转换单元工作于交错并联状态；其中：
所述功率转换单元的输入端电连接直流电输入，所述功率转换单元的输出端电连接负载；所述功率转换单元用于将输入的直流电的电压转换为供电电压；
所述功率转换单元的各开关管的控制端分别电连接所述电源控制器对应的控制输出端；所述电源控制器的电压采样端电连接所述功率转换单元的输出端；所述电源控制器的电流采样端电连接所述多个功率转换单元的输出端的公共端；
所述电源控制器用于：
通过所述电压采样端获取所述电源的输出电压和通过所述电流采样端获取所述电源的输出电流；
根据所述输出电压和所述输出电流计算所述电源的输出功率；
基于所述输出功率控制关闭或开启至少一个所述功率转换单元。
2.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，所述电源控制器用于：基于所述输出功率控制至少一个所述功率转换单元开启，包括：
所述电源控制器用于：
根据所述电源的当前输出功率、所述电源内功率转换单元的总个数N1和所述电源的最大输出功率，确定所述电源需要开启的功率转换单元的个数N2＝f((P1*N1)/P)；其中，f(x)表示向上取x的整数，N1、N2为正整数，N2≤N1；
基于需要开启的功率转换单元的个数N2和当前开启的功率转换单元的个数N3，确定关闭或开启至少一个所述功率转换单元，N3为正整数。
3.根据权利要求2所述的电源，其特征在于，所述电源控制器用于：基于需要开启的功率转换单元的个数N2和当前开启的功率转换单元的个数N3，确定关闭至少一个所述功率转换单元，包括：
所述电源控制器用于：
若当前开启的功率转换单元的个数N3大于需要开启的功率转换单元的个数N2，关闭N3-N2个功率转换单元。
4.根据权利要求3所述的电源，其特征在于，所述电源控制器用于：若当前开启的功率转换单元的个数N3大于需要开启的功率转换单元的个数N2，关闭N3-N2个功率转换单元，包括：
若当前开启的功率转换单元的个数N3大于需要开启的功率转换单元的个数N2，在开启的N3个功率转换单元中关闭连续开启时长最大的N3-N2个功率转换单元。
5.根据权利要求2-4任一项所述的电源，其特征在于，所述电源控制器用于：基于需要开启的功率转换单元的个数N2和当前开启的功率转换单元的个数N3，确定开启至少一个所述功率转换单元，包括：
所述电源控制器用于：
若当前开启的功率转换单元的个数N3小于需要开启的功率转换单元的个数N2，开启N2-N3个功率转换单元。
6.根据权利要求2-4任一项所述的电源，其特征在于，所述电源控制器用于：若当前开启的功率转换单元的个数N3小于需要开启的功率转换单元的个数N2，开启N2-N3个功率转换单元，包括：
所述电源控制器用于：
若当前开启的功率转换单元的个数N3小于需要开启的功率转换单元的个数N2时，在关闭的功率转换单元中选择开启连续开启时长最小的N2-N3个功率转换单元。
7.根据权利要求2-4任一项所述的电源，其特征在于，所述电源控制器还用于：若需要开启的功率转换单元的个数N2小于所述电源内功率转换单元的总个数N1，每隔预设时长开启连续关闭时长最大的N4个功率转换单元，以及关闭连续开启时长最大的N4个功率转换单元，N4为正整数，N4≤N1-N3。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电源，其特征在于，所述电源控制器还用于：若需要开启的功率转换单元的个数N2小于所述电源内功率转换单元的总个数N1，每隔预设时长开启连续关闭时长最大的N4个功率转换单元，以及关闭连续开启时长最大的N4个功率转换单元，包括：
所述电源控制器还用于：
若需要开启的功率转换单元的个数N2小于所述电源内功率转换单元的总个数N1，每隔预设时长先开启连续关闭时长最大的N4个功率转换单元，后关闭连续开启时长最大的N4个功率转换单元。
9.根据权利要求1-8任一项所述的电源，其特征在于，所述功率转换单元为LLC变换器，所述LLC变换单元包括逆变电路、谐振电路、变压器和整流电路；所述逆变电路的输入端电连接直流输入；所述逆变电路的输出端电连接所述谐振电路的输入端；所述谐振电路的输出端电连接所述变压器的输入端，所述变压器的输出端电连接所述整流电路的输入端，所述整流电路的输出端电连接所述负载。
10.根据权利要求1所述的电源，其特征在于，所述电源还包括与所述多个功率转换单元一一对应的可控开关；每个可控开关电连接于所述每个可控开关对应的功率转换单元与所述输入的直流电之间；所述电源控制器还用于基于所述输出功率控制所述可控开关的导通或关断。
11.一种计算设备，其特征在于，包括：多个如权利要求1-10任一项所述电源和负载，所述每个电源的输入电连接交流输入或直流输入；每个电源的输出均电连接所述负载；所述电源为所述负载供电。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117895787A (zh) * 2024-01-26 2024-04-16 合肥为国半导体有限公司 多相电源及控制方法、液晶显示器、电子设备及存储介质

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