CN117134588B - 开关频率控制方法、装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种开关频率控制方法、装置和电子设备。具体实现方案为：检测并网变换器在当前的开关频率下工作的第一器件温度；根据所述并网变换器的开关频率的基础步长、所述基础步长的步长系数，以及所述并网变换器的开关频率的扰动方向，对所述并网变换器的开关频率进行修正；检测所述并网变换器在修正后的开关频率下工作的第二器件温度；在所述第一器件温度和所述第二器件温度的温度差值满足设定条件的情况下，在所述并网变换器的修正前的开关频率和修正后的开关频率之间的频率范围内，确定所述并网变换器的最优开关频率。采用本公开的技术方案，可以减少并网变换器的导通损耗。
Description
技术领域
本公开涉及变换器控制技术领域，尤其涉及开关频率控制领域。本公开具体涉及一种开关频率控制方法、装置和电子设备。
背景技术
在双碳目标驱动下，清洁能源在能源结构中的比重不断提高。变换器作为电网与清洁能源的接口，发挥着重要的能量转换作用。PWM调制技术是目前变换器广泛采用的调制技术。该技术基于面积等效原理，通过控制功率器件的通断，使功率桥臂输出与参考波形等效的波形。在变换器发展初期，受功率器件开关速度缓慢的约束，功率器件开关频率低，电流纹波大，所需电感体积大，器件导通损耗大。随着功率器件趋于高速化发展，器件开关频率显著提高。虽然电感体积、电流纹波、导通损耗得到有效减小，但功率器件的开通损耗显著增大，一支桥臂的两个功率器件总有一个处于损耗较大的硬开关状态。因此，追求尽可能高的开关频率并非减小器件损耗的最优选。
在大规模的新能源接入配电网的背景下，功率器件的损耗对社会造成了不可忽视的经济损失。然而，现有的功率器件开关频率的选取大多基于最低并网谐波驱动，少有文献明确研究从降低开关损耗的角度优化开关频率的方法。因此，寻求使功率器件工作在低损耗状态的开关频率，具有明显经济效益。
发明内容
本公开提供了一种开关频率控制方法、装置和电子设备，能够解决上述问题。
根据本公开的一方面，提供了一种开关频率控制方法，包括：
检测并网变换器在当前的开关频率下工作的第一器件温度；
根据所述并网变换器的开关频率的基础步长、所述基础步长的步长系数，以及所述并网变换器的开关频率的扰动方向，对所述并网变换器的开关频率进行修正；
检测所述并网变换器在修正后的开关频率下工作的第二器件温度；
在所述第一器件温度和所述第二器件温度的温度差值满足设定条件的情况下，在所述并网变换器的修正前的开关频率和修正后的开关频率之间的频率范围内，确定所述并网变换器的最优开关频率。
作为优选方案，根据所述并网变换器的开关频率的基础步长、所述基础步长的步长系数，以及所述并网变换器的开关频率的扰动方向，对所述并网变换器的开关频率进行修正，包括：
基于所述并网变换器的开关频率的基础步长、所述基础步长的步长系数，以及所述并网变换器的开关频率的扰动方向的乘积，得到所述并网变换器的开关频率的变化步长；
对所述修正前的开关频率和所述变化步长进行相加，得到所述修正后的开关频率。
作为优选方案，在所述温度差值不满足所述设定条件的情况下，基于所述并网变换器的修正前的开关频率和修正后的开关频率，更新所述步长系数，以及基于所述温度差值更新所述扰动方向；
基于所述基础步长，更新后的所述步长系数以及更新后的所述扰动方向，继续对所述并网变换器的开关频率进行修正，直至所述温度差值满足所述设定条件。
作为优选方案，所述基于所述温度差值更新所述扰动方向，包括：
在所述温度差值为正数的情况下，基于所述扰动方向的反方向，更新所述扰动方向。
作为优选方案，所述基于所述并网变换器的修正前的开关频率和修正后的开关频率，更新所述步长系数，包括：
基于所述并网变换器的修正前的开关频率和所述第一器件温度的乘积，与所述并网变换器的修正后的开关频率和所述第二器件温度的乘积的变化程度，确定所述并网变换器的开关频率的扰动梯度；
基于所述扰动梯度与所述并网变换器的开关频率的修正频率，更新所述步长系数。
作为优选方案，所述基于所述并网变换器的修正前的开关频率和所述第一器件温度的乘积，与所述并网变换器的修正后的开关频率和所述第二器件温度的乘积的变化程度，确定所述并网变换器的开关频率的扰动梯度，包括：
将所述修正后的开关频率和所述第二器件温度的乘积减去所述修正前的开关频率和所述第一器件温度的乘积，得到第一差值；
将所述修正后的开关频率减去所述修正前的开关频率，得到第二差值；
基于所述第一差值与所述第二差值的比值，确定所述变化程度；
基于所述变化程度，确定所述扰动梯度。
作为优选方案，所述基于所述扰动梯度与所述并网变换器的开关频率的修正频率，更新所述步长系数，包括：
基于所述并网变换器的开关频率的修正频率的倒数，确定修正周期；
基于所述扰动梯度与所述修正周期的乘积，更新所述步长系数。
作为优选方案，所述扰动方向的初始值为1，所述扰动方向的取值为1或-1。
根据本公开的另一方面，提供一种开关频率控制装置，包括：
第一温度检测模块，用于检测并网变换器在当前的开关频率下工作的第一器件温度；
开关频率修正模块，用于根据所述并网变换器的开关频率的基础步长、所述基础步长的步长系数，以及所述并网变换器的开关频率的扰动方向，对所述并网变换器的开关频率进行修正；
第二温度检测模块，用于检测所述并网变换器在修正后的开关频率下工作的第二器件温度；
最优频率确定模块，用于在所述第一器件温度和所述第二器件温度的温度差值满足设定条件的情况下，在所述并网变换器的修正前的开关频率和修正后的开关频率之间的频率范围内，确定所述并网变换器的最优开关频率。
作为优选方案，所述开关频率修正模块，还用于：
基于所述并网变换器的开关频率的基础步长、所述基础步长的步长系数，以及所述并网变换器的开关频率的扰动方向的乘积，得到所述并网变换器的开关频率的变化步长；
对所述修正前的开关频率和所述变化步长进行相加，得到所述修正后的开关频率。
作为优选方案，所述开关频率修正模块，还用于：
在所述温度差值不满足所述设定条件的情况下，基于所述并网变换器的修正前的开关频率和修正后的开关频率，更新所述步长系数，以及基于所述温度差值更新所述扰动方向；
基于所述基础步长，更新后的所述步长系数以及更新后的所述扰动方向，继续对所述并网变换器的开关频率进行修正，直至所述温度差值满足所述设定条件。
作为优选方案，所述开关频率修正模块，还用于：
在所述温度差值为正数的情况下，基于所述扰动方向的反方向，更新所述扰动方向。
作为优选方案，所述开关频率修正模块，还用于：
基于所述并网变换器的修正前的开关频率和所述第一器件温度的乘积，与所述并网变换器的修正后的开关频率和所述第二器件温度的乘积的变化程度，确定所述并网变换器的开关频率的扰动梯度；
基于所述扰动梯度与所述并网变换器的开关频率的修正频率，更新所述步长系数。
作为优选方案，所述开关频率修正模块，还用于：
将所述修正后的开关频率和所述第二器件温度的乘积减去所述修正前的开关频率和所述第一器件温度的乘积，得到第一差值；
将所述修正后的开关频率减去所述修正前的开关频率，得到第二差值；
基于所述第一差值与所述第二差值的比值，确定所述变化程度；
基于所述变化程度，确定所述扰动梯度。
作为优选方案，所述开关频率修正模块，还用于：
基于所述并网变换器的开关频率的修正频率的倒数，确定修正周期；
基于所述扰动梯度与所述修正周期的乘积，更新所述步长系数。
作为优选方案，所述扰动方向的初始值为1，所述扰动方向的取值为1或-1。
根据本公开的另一方面，提供一种开关频率控制装置，包括：
第一温度检测模块，用于检测并网变换器在当前的开关频率下工作的第一器件温度；
开关频率修正模块，用于根据所述并网变换器的开关频率的基础步长、所述基础步长的步长系数，以及所述并网变换器的开关频率的扰动方向，对所述并网变换器的开关频率进行修正；
第二温度检测模块，用于检测所述并网变换器在修正后的开关频率下工作的第二器件温度；
最优频率确定模块，用于在所述第一器件温度和所述第二器件温度的温度差值满足设定条件的情况下，在所述并网变换器的修正前的开关频率和修正后的开关频率之间的频率范围内，确定所述并网变换器的最优开关频率。
根据本公开的另一方面，提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与该至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行本公开实施例中任一开关频率控制方法。
根据本公开的技术，根据并网变换器的开关频率的基础步长、基础步长的步长系数，以及并网变换器的开关频率的扰动方向，可以预测并网变换器的开关频率的步长变化，从而可以对所述并网变换器的开关频率进行修正。同时，利用并网变换器在修正开关频率前后工作下的温度差值，也就是温度变化，来确定该修正后的开关频率是否合适，如果合适，则可以在修正前后的开关频率之间的频率范围内，得到并网变换器的最优开关频率，使得并网变换器可以在最优开关频率下工作，减少并网变换器的导通损耗。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：
图1是本公开一实施例的开关频率控制方法的流程图；
图2是本公开一实施例的功率器件的温度随开关频率的变化曲线图；
图3是本公开另一实施例的开关频率控制方法的流程图；
图4是本公开一实施例的开关频率控制装置的结构框图；
图5是本公开一实施例的开关频率控制方法的电子设备的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
图1是本公开一实施例的开关频率控制方法的流程图。
如图1所示，该开关频率控制方法，用于控制并网变换器的开关频率，可以包括以下步骤：
S110，检测并网变换器在当前的开关频率下工作的第一器件温度；
S120，根据并网变换器的开关频率的基础步长、基础步长的步长系数，以及并网变换器的开关频率的扰动方向，对并网变换器的开关频率进行修正；
S130，检测并网变换器在修正后的开关频率下工作的第二器件温度；
S140，在第一器件温度和第二器件温度的温度差值满足设定条件的情况下，在并网变换器的修正前的开关频率和修正后的开关频率之间的频率范围内，确定并网变换器的最优开关频率。
需要说明的是，在步骤S110中，并网变换器的当前的开关频率为修正前的开关频率。
可以理解地，并网变换器可以是单相并网变换器。
可以理解地，并网变换器的开关频率可以是并网变换器中功率器件的开关频率。并网变换器的器件温度可以并网变换器中功率器件的器件温度。
示例性地，在第一次对并网变换器的开关频率进行修正时，以根据并网变换器的开关频率的基础步长、基础步长的步长系数的初始值，以及并网变换器的开关频率的扰动方向的初始值，对并网变换器的开关频率进行修正。
示例性地，每对并网变换器的开关频率进行修正之后，都可以对步长系数和/或扰动方向进行更新，以进行下一次对开关频率的修正。又或者，每对并网变换器的开关频率进行修正之后，都可以判断并网变换器在开关频率修正前后的器件温度的差值是否满足上述设定条件，如果不满足，则对步长系数和/或扰动方向进行更新，以及利用更新后的步长系数和/或扰动方向，继续对并网变换器的开关频率进行修正。
可以理解地，对并网变换器的开关频率进行修正，包括：确定并网变换器的修正后的开关频率，以及控制并网变换器按照修正后的开关频率进行工作。
可以理解地，在并网变换器的修正前的开关频率和修正后的开关频率之间的频率范围内选择任一频率，作为并网变换器的最优开关频率。又或者，以并网变换器的修正前的开关频率和修正后的开关频率的中位数或平均值作为并网变换器的最优开关频率。
需要说明的是，在得到并网变换器的最优开关频率之后，控制并网变换器按照最优开关频率工作。又或者，在变网变换器在按照最优开关频率进行工作了一段时间之后，按照上述步骤重新确定并网变换器的最优开关频率，并控制并网变换器按照新的最优开关频率工作。其中，可以按照设定的修正频率，重新确定按照上述步骤重新确定并网变换器的最优开关频率。也可以随机确定一个时间点，在达到该时间点，则重新确定按照上述步骤重新确定并网变换器的最优开关频率。
在实际应用中，可以对单相并网变换器中功率器件的温度随开关频率的变化关系进行定性分析。在其他条件不变的情况下，当功率器件的开关频率很小时，电感电流产生较大纹波。假设此时采用三角电流调制，所有功率器件均工作在软开关模式，功率器件的开通瞬间的损耗可以忽略不计。但是，由于功率器件中存在固有的内阻，当纹波电流较大时，功率器件导通时的导通损耗不可忽略，其值较大。同样地，在其他条件不变的情况下，当功率器件的开关频率很大时，电感电流的纹波较小。对于同一个桥臂的两个功率器件，总有一个功率器件工作在硬开关模式，在该功率器件导通瞬间将产生显著的导通损耗。
综合上述分析，当功率器件开关频率较小时，导通损耗不可忽略，当功率器件开关频率较大时，导通损耗不可忽略。因此，使器件工作损耗最小的最优开关频率应该介于最低开关频率和最高开关频率之间。
图2是本公开一实施例的功率器件的温度随开关频率的变化曲线图。
假设功率器件的工作损耗随开关频率的变化曲线近似等于开口向上的抛物线关系，由于功率器件的工作损耗与功率器件的温度呈正相关的关系，因此，如图2所示，功率器件的温度T随开关频率fs的变化曲线亦呈开口朝上的抛物线关系。
根据上述实施方式，根据并网变换器的开关频率的基础步长、基础步长的步长系数，以及并网变换器的开关频率的扰动方向，可以预测并网变换器的开关频率的步长变化，从而可以对所述并网变换器的开关频率进行修正。同时，利用并网变换器在修正开关频率前后工作下的温度差值，也就是温度变化，来确定该修正后的开关频率可否作为用于选取最佳开关频率的最小值和最大值。如果合适，则可以在修正前后的开关频率之间的频率范围内，得到并网变换器的最优开关频率，从而使得并网变换器可以在最优开关频率下工作，减少并网变换器的导通损耗。
在一种实施方式，根据并网变换器的开关频率的基础步长、基础步长的步长系数，以及并网变换器的开关频率的扰动方向，对并网变换器的开关频率进行修正，包括：基于并网变换器的开关频率的基础步长、基础步长的步长系数，以及并网变换器的开关频率的扰动方向的乘积，得到并网变换器的开关频率的变化步长；对修正前的开关频率和变化步长进行相加，得到修正后的开关频率。
在本示例中，采用变步长的方式，对开关频率进行调整。其中，变化步长等于基础步长、步长系数/>与扰动方向/>的乘积，具体如下：
（1）
根据上述实施方式，可以利用基础步长、步长系数以及扰动方向来确定变化步长，从而可以采用变步长的方式调整开关频率。
在一种实施方式中，上述还包括：在第一器件温度与第二器件温度的温度差值不满足设定条件的情况下，基于并网变换器的修正前的开关频率和修正后的开关频率，更新步长系数，以及基于温度差值更新扰动方向；基于基础步长，更新后的步长系数以及更新后的扰动方向，继续对并网变换器的开关频率进行修正，直至温度差值满足设定条件。
其中，温度差值的计算公式如下：
（2）
其中，是并网变换器在修正后的开关频率下工作的第二器件温度，/>是并网变换器在修正前的开关频率下工作的第一器件温度。
示例性地，将功率器件在修正前的工作频率下工作的器件温度与在修正后的工作频率下工作的器件温度的温度差值的绝对值与收敛阈值比较。如果/>，则获得最优开关频率/>，其值可以等于功率器件的修正前的开关频率和修正后的开关频率的平均值。如果/>，则对扰动方向和步长系数进行更新。
根据上述实施方式，可以利用并网变换器在修正前后的开关频率下工作的温度变化不满足设定条件，则对步长系数和扰动方向进行更新，基于基础步长，更新后的步长系数以及更新后的扰动方向，继续对并网变换器的开关频率进行修正，直至温度差值满足设定条件。如此，可以确定最终确定的最优开关频率所对应的导通损耗是尽量少的。
在一种实施方式中，上述基于温度差值更新扰动方向，包括：在温度差值为正数的情况下，基于扰动方向的反方向，更新扰动方向。
需要说明的是，如果温度差值来负数，则扰动方向不变。
示例性地，扰动方向的初始值为1，扰动方向的取值为1或-1。
在本示例中，如果，则进一步根据/>的符号修正扰动方向D。如果为正数，这说明与功率器件在未修正前的工作频率下的器件温度相比，功率器件在修正后的工作频率下工作的器件温度是升高了。因此，此次开关频率的修正方向不是使功率器件损耗减小的方向，此时应将扰动方向取反，作为新的扰动方向。若/>为负，为说明与功率器件在未修正前的工作频率下的器件温度相比，功率器件在修正后的工作频率下工作的器件温度是升高了。因此，此次开关频率的修正方向是使功率器件损耗减小的方向，此时应保持开关频率的修正方向不变，即保持扰动方向不变。
根据上述实施方式，根据并网变换器在修正前后的工作频率下的温度变化方向，来确定扰动方向，可以在后续修正并网变换器的开关频率时往使其损耗减少的方向来修正，从而，提高开关频率的修正效率。
在一种实施方式中，上述对基于并网变换器的修正前的开关频率和修正后的开关频率，更新步长系数，包括：基于并网变换器的修正前的开关频率和第一器件温度的乘积，与并网变换器的修正后的开关频率和第二器件温度的乘积的变化程度，确定并网变换器的开关频率的扰动梯度；基于扰动梯度与并网变换器的开关频率的修正频率，更新步长系数。
在一种实施方式中，基于并网变换器的修正前的开关频率和第一器件温度的乘积，与并网变换器的修正后的开关频率和第二器件温度的乘积的变化程度，确定并网变换器的开关频率的扰动梯度，包括：将修正后的开关频率和第二器件温度的乘积减去修正前的开关频率和第一器件温度的乘积，得到第一差值；将修正后的开关频率减去修正前的开关频率，得到第二差值；基于第一差值与第二差值的比值，确定变化程度；基于变化程度，确定扰动梯度。
示例性地，可以采用以下公式来表示扰动梯度，具体如下：
（3）
其中，是并网变换器的修正后的开关频率，/>是并网变换器在修正后的开关频率下工作的第二器件温度，/>是并网变换器的修正前的开关频率，/>是并网变换器在修正前的开关频率下工作的第一器件温度。
根据上述实施方式，可以准确地计算开关频率的扰动梯度，以准确地调整步长系数，从而提高变化步长的计算准确度。
在一种实施方式中，基于扰动梯度与并网变换器的开关频率的修正频率，更新步长系数，包括：基于并网变换器的开关频率的修正频率的倒数，确定修正周期；基于扰动梯度与修正周期的乘积，更新步长系数。
示例性地，可以采用以下公式来表示步长系数，具体如下：
（4）
其中，是并网变换器的开关频率的修正周期。即每隔/>的一个时间段，对并网变换器的开关频率修正一次。
根据上述公式（4）可以计算得到步长系数，再将步长系数应用到公式（1）中即可计算得到变化步长。
图3是本公开另一实施例的开关频率控制方法的流程图。
如图3所示，该开关频率控制方法，包括以下步骤：
S31，初始化并网变换器功率器件的开关频率，以及开关频率的基础步长、步长系数、扰动方向以及收敛阈值；
S32，根据基础步长、步长系数和扰动方向修正开关频率，通过温度传感器测量开关频率修正前和修正后功率器件的温度差；
S33，判断开关频率修正前和修正后功率器件温度差的绝对值是否小于收敛阈值，若小于收敛阈值，则最优开关频率等于修正前的开关频率和修正后的开关频率的平均值，反之，进入S34；
S34，判断开关频率修正前和修正后功率器件温度差的符号，若为正，则扰动方向取反，若为负，则扰动方向不变；
S35，根据修正前和修正后功率器件的温度及开关频率计算步长系数；
S36，返回S32，直至开关频率修正前和修正后功率器件温度差的绝对值小于收敛阈值。
图4是本公开一实施例的开关频率控制装置的结构框图。
如图4所示，该开关频率控制装置，可以包括：
第一温度检测模块410，用于检测并网变换器在当前的开关频率下工作的第一器件温度；
开关频率修正模块420，用于根据所述并网变换器的开关频率的基础步长、所述基础步长的步长系数，以及所述并网变换器的开关频率的扰动方向，对所述并网变换器的开关频率进行修正；
第二温度检测模块430，用于检测所述并网变换器在修正后的开关频率下工作的第二器件温度；
最优频率确定模块440，用于在所述第一器件温度和所述第二器件温度的温度差值满足设定条件的情况下，在所述并网变换器的修正前的开关频率和修正后的开关频率之间的频率范围内，确定所述并网变换器的最优开关频率。
在一种实施方式中，开关频率修正模块420，包括：
变化步长计算单元，用于基于所述并网变换器的开关频率的基础步长、所述基础步长的步长系数，以及所述并网变换器的开关频率的扰动方向的乘积，得到所述并网变换器的开关频率的变化步长；
开关频率相加单元，用于对所述修正前的开关频率和所述变化步长进行相加，得到所述修正后的开关频率。
在一种实施方式中，上述装置还包括：
参数更新模块，用于在所述温度差值不满足所述设定条件的情况下，基于所述并网变换器的修正前的开关频率和修正后的开关频率，更新所述步长系数，以及基于所述温度差值更新所述扰动方向；
开关频率循环修正模块，用于基于所述基础步长，更新后的所述步长系数以及更新后的所述扰动方向，继续对所述并网变换器的开关频率进行修正，直至所述温度差值满足所述设定条件。
在一种实施方式中，所述参数更新模块具体用于：
在所述温度差值为正数的情况下，基于所述扰动方向的反方向，更新所述扰动方向。
在一种实施方式中，所述参数更新模块具体用于：
基于所述并网变换器的修正前的开关频率和所述第一器件温度的乘积，与所述并网变换器的修正后的开关频率和所述第二器件温度的乘积的变化程度，确定所述并网变换器的开关频率的扰动梯度；
基于所述扰动梯度与所述并网变换器的开关频率的修正频率，更新所述步长系数。
在一种实施方式中，所述基于所述并网变换器的修正前的开关频率和所述第一器件温度的乘积，与所述并网变换器的修正后的开关频率和所述第二器件温度的乘积的变化程度，确定所述并网变换器的开关频率的扰动梯度，包括：
将所述修正后的开关频率和所述第二器件温度的乘积减去所述修正前的开关频率和所述第一器件温度的乘积，得到第一差值；
将所述修正后的开关频率减去所述修正前的开关频率，得到第二差值；
基于所述第一差值与所述第二差值的比值，确定所述变化程度；
基于所述变化程度，确定所述扰动梯度。
在一种实施方式中，所述基于所述扰动梯度与所述并网变换器的开关频率的修正频率，更新所述步长系数，包括：
基于所述并网变换器的开关频率的修正频率的倒数，确定修正周期；
基于所述扰动梯度与所述修正周期的乘积，更新所述步长系数。
在一种实施方式中，所述扰动方向的初始值为1，所述扰动方向的取值为1或-1。
本公开实施例的装置的各模块、子模块的具体功能和示例的描述，可以参见上述方法实施例中对应步骤的相关描述，在此不再赘述。
本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的获取，存储和应用等，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。
图5示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备600的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字助理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。
如图5所示，设备600包括计算单元601，其可以根据存储在只读存储器（ROM）602中的计算机程序或者从存储单元608加载到随机访问存储器（RAM）603中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 603中，还可存储设备600操作所需的各种程序和数据。计算单元601、ROM 602以及RAM 603通过总线604彼此相连。输入/输出（I/O）接口605也连接至总线604。
设备600中的多个部件连接至I/O接口605，包括：输入单元606，例如键盘、鼠标等；输出单元607，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元608，例如磁盘、光盘等；以及通信单元609，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元609允许设备600通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
计算单元601可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元601的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元601执行上文所描述的各个方法和处理，例如一种开关频率控制方法。例如，在一些实施例中，一种开关频率控制方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元608。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 602和/或通信单元609而被载入和/或安装到设备600上。当计算机程序加载到RAM 603并由计算单元601执行时，可以执行上文描述的一种开关频率控制方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元601可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行一种开关频率控制方法。
本文中以上描述的***和技术的各种实施方式可以在数字电子电路***、集成电路***、现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上***的***（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程***上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储***、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储***、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行***、装置或设备使用或与指令执行***、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体***、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的***和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入、或者触觉输入）来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的***和技术实施在包括后台部件的计算***（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算***（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算***（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的***和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算***中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将***的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）和互联网。
计算机***可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式***的服务器，或者是结合了区块链的服务器。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。
Claims (10)
1.一种开关频率控制方法，其特征在于，包括：
检测并网变换器在当前的开关频率下工作的第一器件温度；
根据所述并网变换器的开关频率的基础步长、所述基础步长的步长系数，以及所述并网变换器的开关频率的扰动方向，对所述并网变换器的开关频率进行修正；
检测所述并网变换器在修正后的开关频率下工作的第二器件温度；
在所述第一器件温度和所述第二器件温度的温度差值满足设定条件的情况下，在所述并网变换器的修正前的开关频率和修正后的开关频率之间的频率范围内，确定所述并网变换器的最优开关频率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述并网变换器的开关频率的基础步长、所述基础步长的步长系数，以及所述并网变换器的开关频率的扰动方向，对所述并网变换器的开关频率进行修正，包括：
基于所述并网变换器的开关频率的基础步长、所述基础步长的步长系数，以及所述并网变换器的开关频率的扰动方向的乘积，得到所述并网变换器的开关频率的变化步长；
对所述修正前的开关频率和所述变化步长进行相加，得到所述修正后的开关频率。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述温度差值不满足所述设定条件的情况下，基于所述并网变换器的修正前的开关频率和修正后的开关频率，更新所述步长系数，以及基于所述温度差值更新所述扰动方向；
基于所述基础步长，更新后的所述步长系数以及更新后的所述扰动方向，继续对所述并网变换器的开关频率进行修正，直至所述温度差值满足所述设定条件。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述温度差值更新所述扰动方向，包括：
在所述温度差值为正数的情况下，基于所述扰动方向的反方向，更新所述扰动方向。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述并网变换器的修正前的开关频率和修正后的开关频率，更新所述步长系数，包括：
基于所述并网变换器的修正前的开关频率和所述第一器件温度的乘积，与所述并网变换器的修正后的开关频率和所述第二器件温度的乘积的变化程度，确定所述并网变换器的开关频率的扰动梯度；
基于所述扰动梯度与所述并网变换器的开关频率的修正频率，更新所述步长系数。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述并网变换器的修正前的开关频率和所述第一器件温度的乘积，与所述并网变换器的修正后的开关频率和所述第二器件温度的乘积的变化程度，确定所述并网变换器的开关频率的扰动梯度，包括：
将所述修正后的开关频率和所述第二器件温度的乘积减去所述修正前的开关频率和所述第一器件温度的乘积，得到第一差值；
将所述修正后的开关频率减去所述修正前的开关频率，得到第二差值；
基于所述第一差值与所述第二差值的比值，确定所述变化程度；
基于所述变化程度，确定所述扰动梯度。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述扰动梯度与所述并网变换器的开关频率的修正频率，更新所述步长系数，包括：
基于所述并网变换器的开关频率的修正频率的倒数，确定修正周期；
基于所述扰动梯度与所述修正周期的乘积，更新所述步长系数。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述扰动方向的初始值为1，所述扰动方向的取值为1或-1。
9.一种开关频率控制装置，其特征在于，包括：
第一温度检测模块，用于检测并网变换器在当前的开关频率下工作的第一器件温度；
开关频率修正模块，用于根据所述并网变换器的开关频率的基础步长、所述基础步长的步长系数，以及所述并网变换器的开关频率的扰动方向，对所述并网变换器的开关频率进行修正；
第二温度检测模块，用于检测所述并网变换器在修正后的开关频率下工作的第二器件温度；
最优频率确定模块，用于在所述第一器件温度和所述第二器件温度的温度差值满足设定条件的情况下，在所述并网变换器的修正前的开关频率和修正后的开关频率之间的频率范围内，确定所述并网变换器的最优开关频率。
10. 一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与该至少一个处理器通信连接的存储器；
其中，该存储器存储有可被该至少一个处理器执行的指令，该指令被该至少一个处理器执行，以使该至少一个处理器能够执行权利要求1-8中任一项所述的方法。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104485805A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-04-01 | 郭智峰 | 开关管动态频率调节方法及*** |
| JP2021151179A (ja) * | 2020-03-13 | 2021-09-27 | ローム株式会社 | 駆動周波数制御方法、電源制御装置 |
| CN114665503A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-06-24 | 华南理工大学 | 基于直接频率变化率控制的并网逆变器频率控制方法 |
| CN115580126A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-01-06 | 北京航空航天大学 | 一种功率变换器中功率器件的热管理方法及装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10185295B2 (en) * | 2015-09-30 | 2019-01-22 | Osram Sylvania Inc. | Dynamic control of switching frequency in a switch mode power converter |
| CN114513109A (zh) * | 2021-09-23 | 2022-05-17 | 杰华特微电子股份有限公司 | 频率调节电路、频率调节方法及开关电路 |
-
2023
- 2023-10-27 CN CN202311404103.XA patent/CN117134588B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104485805A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-04-01 | 郭智峰 | 开关管动态频率调节方法及*** |
| JP2021151179A (ja) * | 2020-03-13 | 2021-09-27 | ローム株式会社 | 駆動周波数制御方法、電源制御装置 |
| CN114665503A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-06-24 | 华南理工大学 | 基于直接频率变化率控制的并网逆变器频率控制方法 |
| CN115580126A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-01-06 | 北京航空航天大学 | 一种功率变换器中功率器件的热管理方法及装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 三电平变流器开关频率优化设计方法研究;胡子晨 等;电源技术;第39卷(第10期);第2288-2290, 2315页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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