可控中間總線架構(gòu)優(yōu)化的制作方法
【專利摘要】中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)包括將輸入電壓轉(zhuǎn)換成中間總線上的總線電壓的總線轉(zhuǎn)換器，和從該中間總線上的總線電壓供應(yīng)輸出電壓的負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器。另外，該中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)包括決策引擎優(yōu)化控制器，其控制系統(tǒng)變量以基于監(jiān)測的系統(tǒng)變量或系統(tǒng)約束來改進(jìn)整體系統(tǒng)性能。在另一個方面，操作中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)的方法包括將輸入電壓轉(zhuǎn)換成中間總線上的總線電壓，并且將該中間，總線上的總線電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓。該方法還包括控制系統(tǒng)變量以基于監(jiān)測的系統(tǒng)變量或系統(tǒng)約束來改進(jìn)整體系統(tǒng)性能。
【專利說明】可控中間總線架構(gòu)優(yōu)化
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]該申請要求于2011年5月 20 日由 Vi jayan Joseph ThottuveliI>Michael Model、Allen Rozman和Karim Wassef提交的名為“總線轉(zhuǎn)換系統(tǒng)優(yōu)化器(Bus Conversion SystemOptimizer) ”的美國臨時申請序列號61/488440的權(quán)益，其通常與該申請一起受讓并且通過引用合并于此。
[0003]該申請還要求于2011年5月20日由Richard Hock提交的名為“優(yōu)化效率的可控中間總線架構(gòu)(Controlled Intermediate Bus Architecture For OptimizedEfficiency)”的美國臨時申請序列號61/488450的權(quán)益，其通常與該申請一起受讓并且通過引用合并于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]該申請大體上針對功率轉(zhuǎn)換，并且更具體地涉及中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)和操作中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0005]中間總線電カ系統(tǒng)典型地包括總線轉(zhuǎn)換器，其通過中間總線結(jié)構(gòu)提供DC總線電壓給多個負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器(P0L)。該多個POL中的每個提供単獨(dú)的輸出電壓給可隨時間變化的負(fù)載。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能夠認(rèn)識到POL可模塊化或可以是分立實現(xiàn)并且還可提供多個輸出電壓給多個負(fù)載。整體系統(tǒng)效率與總線轉(zhuǎn)換器的效率以及采用的多個POL的效率成比例。該整體系統(tǒng)效率取決于許多因素，其包括DC輸入電壓和DC總線電壓以及總線轉(zhuǎn)換器和POL的設(shè)計和操作特性。因此，整體系統(tǒng)效率的優(yōu)化是復(fù)雜的并且取決于多種因素。該方面中的改進(jìn)將證明對于本【技術(shù)領(lǐng)域】是有益的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本公開的實施例對應(yīng)于中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)和操作中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)的方法。
[0007]在一個實施例中，中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)包括將輸入電壓轉(zhuǎn)換成中間總線上的總線電壓的總線轉(zhuǎn)換器，和從該中間總線上的總線電壓供應(yīng)輸出電壓的負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器。另外，該中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)包括決策引擎優(yōu)化控制器，其控制系統(tǒng)變量以基于監(jiān)測的系統(tǒng)變量或系統(tǒng)約束來改進(jìn)整體系統(tǒng)性能。
[0008]在另ー個方面，操作中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)的方法包括將輸入電壓轉(zhuǎn)換成中間總線上的總線電壓，并且然后將該中間總線上的總線電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓。該方法還包括控制系統(tǒng)變量以基于監(jiān)測的系統(tǒng)變量或系統(tǒng)約束來改進(jìn)整體系統(tǒng)性能。
[0009]提供ー種中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)，其包括:
[0010]總線轉(zhuǎn)換器，其將輸入電壓轉(zhuǎn)換成中間總線上的總線電壓；
[0011 ] 負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器，其從所述中間總線上的所述總線電壓供應(yīng)輸出電壓；以及[0012]決策引擎優(yōu)化控制器，其控制系統(tǒng)變量以基于監(jiān)測的系統(tǒng)變量或系統(tǒng)約束來改進(jìn)整體系統(tǒng)性能。
[0013]優(yōu)選的，所述決策引擎優(yōu)化控制器從由以下構(gòu)成的組選擇:
[0014]嵌入所述總線轉(zhuǎn)換器內(nèi)的控制器；以及
[0015]與所述總線轉(zhuǎn)換器分離的控制器。
[0016]優(yōu)選的，所述決策引擎優(yōu)化控制器耦合到所述總線轉(zhuǎn)換器的中間總線連接。
[0017]優(yōu)選的，所述決策引擎優(yōu)化控制器耦合到多個負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器來控制所述系統(tǒng)變量。
[0018]優(yōu)選的，所述決策引擎優(yōu)化控制器與另一個控制器通信來控制所述系統(tǒng)變量。
[0019]優(yōu)選的，所述決策引擎優(yōu)化控制器在控制所述系統(tǒng)變量中采用測試、型號或序列號數(shù)據(jù)。
[0020]優(yōu)選的，所述測試、型號或序列號數(shù)據(jù)是存儲的數(shù)據(jù)。
[0021]優(yōu)選的，所述決策引擎優(yōu)化控制器采用步進(jìn)方式控制對所述系統(tǒng)變量的改變。
[0022]優(yōu)選的，所述步進(jìn)方式采用可變步長。
[0023]優(yōu)選的，所述決策引擎優(yōu)化控制器控制對所述系統(tǒng)變量的改變的轉(zhuǎn)換速率。
[0024]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)變量從由以下構(gòu)成的組選擇:
[0025]所述中間總線上的所述總線電壓；
[0026]所述輸出電壓；
[0027]控制信號開關(guān)頻率或相位；
[0028]控制信號激活時間或時期；以及
[0029]激活的可控裝置的數(shù)量。
[0030]優(yōu)選的，所述監(jiān)測的系統(tǒng)變量從由以下構(gòu)成的組選擇:
[0031 ]供應(yīng)給所述中間總線的總線電流；
[0032]由所述負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器供應(yīng)的輸出電流；
[0033]系統(tǒng)裝置的功率耗散；
[0034]系統(tǒng)裝置的效率；
[0035]系統(tǒng)裝置的溫度；
[0036]系統(tǒng)裝置的電磁干擾(EMI)；
[0037]系統(tǒng)裝置的輸出電壓或電流波紋；
[0038]系統(tǒng)裝置的瞬態(tài)響應(yīng)；以及
[0039]對主動產(chǎn)生的系統(tǒng)擾動的響應(yīng)。
[0040]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)約束從由以下構(gòu)成的組選擇:
[0041]預(yù)設(shè)約束；
[0042]用戶限定約束；
[0043]原位約束；以及
[0044]自適應(yīng)約束。
[0045]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)約束基于警告信號。
[0046]優(yōu)選的，所述警告信號指示系統(tǒng)關(guān)閉臨近。
[0047]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)進(jìn)ー步包括通信總線，其將所述決策引擎優(yōu)化控制器耦合到系統(tǒng)元件。
[0048]優(yōu)選的，所述通信總線被連接以提供所述決策引擎優(yōu)化控制器和所述系統(tǒng)元件之間的數(shù)據(jù)傳輸。
[0049]優(yōu)選的，所述通信總線被連接以在所述決策弓I擎優(yōu)化控制器和所述系統(tǒng)元件之間提供控制信號。
[0050]優(yōu)選的，所述通信總線遵照從由以下構(gòu)成的組選擇的ー個:
[0051]內(nèi)部集成電路(I2C)總線規(guī)范；
[0052]控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)總線規(guī)范；以及
[0053]串行外設(shè)接ロ(SPI)總線規(guī)范。
[0054]優(yōu)選的，所述通信總線采用有線、無線或光學(xué)元件。
[0055]優(yōu)選的，采用所述中間總線作為所述通信總線。
[0056]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)進(jìn)ー步包括電カ接ロ模塊，其提供所述輸入電壓的調(diào)節(jié)。
[0057]優(yōu)選的，所述輸入電壓的所述調(diào)節(jié)包括從由以下構(gòu)成的組選擇的ー個:
[0058]過濾電磁干擾(EMI)；
[0059]提供所述輸入電壓的多個饋送；以及
[0060]增加所述輸入電壓的值來促進(jìn)穿越條件。
[0061]優(yōu)選的，所述系統(tǒng)進(jìn)ー步包括并聯(lián)總線轉(zhuǎn)換器，其將輸入電壓轉(zhuǎn)換成所述中間總線上的所述總線電壓。
[0062]優(yōu)選的，所述決策引擎優(yōu)化控制器耦合到所述并聯(lián)總線轉(zhuǎn)換器來控制所述系統(tǒng)變量。
[0063]優(yōu)選的，所述決策引擎優(yōu)化控制器耦合到所述并聯(lián)總線轉(zhuǎn)換器的并聯(lián)中間總線連接。
[0064]優(yōu)選的，所述并聯(lián)總線轉(zhuǎn)換器是未調(diào)節(jié)的總線轉(zhuǎn)換器。
[0065]提供ー種操作中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)的方法，其包括:
[0066]將輸入電壓轉(zhuǎn)換成中間總線上的總線電壓；
[0067]將所述中間總線上的所述總線電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓；以及
[0068]控制系統(tǒng)變量以基于監(jiān)測的系統(tǒng)變量或系統(tǒng)約束來改進(jìn)整體系統(tǒng)性能。
[0069]優(yōu)選的，控制所述系統(tǒng)變量包括從由以下構(gòu)成的組選擇的ー個:
[0070]內(nèi)部控制供應(yīng)所述總線電壓的總線轉(zhuǎn)換器；以及
[0071]外部控制供應(yīng)所述總線電壓的總線轉(zhuǎn)換器。
[0072]優(yōu)選的，控制所述系統(tǒng)變量包括控制總線轉(zhuǎn)換器到所述中間總線的總線電壓連接。
[0073]優(yōu)選的，控制所述系統(tǒng)變量包括控制提供所述總線電壓的多個并聯(lián)總線轉(zhuǎn)換器。
[0074]優(yōu)選的，所述多個并聯(lián)總線轉(zhuǎn)換器中的至少ー個是未調(diào)節(jié)的總線轉(zhuǎn)換器。
[0075]優(yōu)選的，控制所述系統(tǒng)變量包括控制提供所述輸出電壓的負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器。
[0076]優(yōu)選的，控制所述系統(tǒng)變量包括控制多個負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器。
[0077]優(yōu)選的，控制所述系統(tǒng)變量包括與所述系統(tǒng)外部的資源通信。
[0078]優(yōu)選的，所述資源是外部系統(tǒng)控制器。
[0079]優(yōu)選的，控制所述系統(tǒng)變量包括采用測試、型號或序列號數(shù)據(jù)。[0080]優(yōu)選的，所述測試、型號或序列號數(shù)據(jù)是存儲的數(shù)據(jù)。
[0081]優(yōu)選的，控制所述系統(tǒng)變量包括采用步進(jìn)方式控制對所述系統(tǒng)變量的改變。
[0082]優(yōu)選的，所述步進(jìn)方式采用可變步長。
[0083]優(yōu)選的，控制所述系統(tǒng)變量包括控制對所述系統(tǒng)變量的改變的轉(zhuǎn)換速率。
[0084]優(yōu)選的，控制所述系統(tǒng)變量包括從由以下構(gòu)成的組選擇所述系統(tǒng)變量:
[0085]所述中間總線上的所述總線電壓；
[0086]所述輸出電壓；
[0087]控制信號開關(guān)頻率或相位；
[0088]控制信號激活時間或時期；以及
[0089]激活的可控裝置的數(shù)量。
[0090]優(yōu)選的，控制所述系統(tǒng)變量包括從由以下構(gòu)成的組選擇所述監(jiān)測的系統(tǒng)變量:[0091 ]供應(yīng)給所述中間總線的總線電流；
[0092]負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器輸出電流；
[0093]系統(tǒng)裝置的功率耗散；
[0094]系統(tǒng)裝置的效率；
[0095]系統(tǒng)裝置的溫度；
[0096]系統(tǒng)裝置的電磁干擾(EMI)；
[0097]系統(tǒng)裝置的電壓波紋或電流波紋；
[0098]系統(tǒng)裝置的瞬態(tài)響應(yīng)；以及
[0099]對主動產(chǎn)生的系統(tǒng)擾動的響應(yīng)。
[0100]優(yōu)選的，控制所述系統(tǒng)變量包括從由以下構(gòu)成的組選擇所述系統(tǒng)約束:
[0101]預(yù)設(shè)約束；
[0102]用戶限定約束；
[0103]原位約束；以及
[0104]自適應(yīng)約束。
[0105]優(yōu)選的，控制所述系統(tǒng)變量包括基于警告信號控制所述系統(tǒng)變量。
[0106]優(yōu)選的，所述警告信號指示系統(tǒng)關(guān)閉臨近。
[0107]優(yōu)選的，控制所述系統(tǒng)變量包括采用所述系統(tǒng)的通信能力。
[0108]優(yōu)選的，所述通信能力遵照從由以下構(gòu)成的組選擇的ー個:
[0109]內(nèi)部集成電路(I2C)總線規(guī)范；
[0110]控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)總線規(guī)范；以及
[0111]串行外設(shè)接ロ(SPI)總線規(guī)范。
[0112]優(yōu)選的，所述通信能力采用有線、無線或光學(xué)元件。
[0113]優(yōu)選的，采用所述中間總線作為所述通信能力。
[0114]優(yōu)選的，控制所述系統(tǒng)變量包括所述輸入電壓的調(diào)節(jié)。
[0115]優(yōu)選的，所述輸入電壓的所述調(diào)節(jié)包括從由以下構(gòu)成的組選擇的ー個:
[0116]過濾電磁干擾(EMI);
[0117]提供所述輸入電壓的多個饋送；以及
[0118]增加所述輸入電壓的值來促進(jìn)穿越條件。[0119]前面概述了本公開的優(yōu)選和備選特征，使得本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員可更好地理解接下來本公開的詳細(xì)描述。本公開另外的特征將在下文描述，其形成本公開的權(quán)利要求的主題。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將意識到他們可以容易地使用公開的概念和特定實施例作為為了實施本公開相同目的而設(shè)計或修改其他結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0120]現(xiàn)在參考結(jié)合附圖來看的下列描述，附圖中:
[0121]圖1圖示中間總線電カ系統(tǒng)的簡化框圖，可采用該中間總線電カ系統(tǒng)來檢查中間總線架構(gòu)的各種一般特性。
[0122]圖2圖示典型的48伏輸入、以各種輸出電壓的400瓦轉(zhuǎn)換器的一系列效率曲線。
[0123]圖3圖示一般示出作為較低中間總線電壓的函數(shù)的増加的效率特性的負(fù)載點(diǎn)(POL)轉(zhuǎn)換器的效率曲線的示范性組。
[0124]圖4圖示由于各種總線分布損耗引起的中間總線損耗特性的示例。
[0125]圖5圖示寬功率轉(zhuǎn)換效率，一般標(biāo)示為500，其結(jié)合關(guān)于圖2、3和4論述的之前的效率特性。
[0126]圖6圖示根據(jù)本公開的原理構(gòu)建的基于決策的控制器的實施例的框圖。
[0127]圖7圖示根據(jù)本公開的原理構(gòu)建的中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)的實施例的框圖。
[0128]圖8A、8B和8C圖示根據(jù)本公開的原理實施的中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)的效率優(yōu)化方法(一般標(biāo)示為800、820、850)的實施例的流程圖。
[0129]圖9圖示根據(jù)本公開的原理構(gòu)建的中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)的另一個實施例的圖。
[0130]圖10圖示根據(jù)本公開的原理構(gòu)建的中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)的更另ー個實施例的框圖。
[0131]圖11圖示根據(jù)本公開的原理構(gòu)建的中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)的再另ー個實施例的框圖。
[0132]圖12圖示操作根據(jù)本公開的原理實施的中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)的方法的實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0133]對于具有至少50瓦的功率能力的DC電カ系統(tǒng)，總線轉(zhuǎn)換器常常用于形成供應(yīng)多個負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器(POL)的中間總線電壓，這些POL進(jìn)而提供多個輸出電壓給単獨(dú)負(fù)載。圖1圖示中間總線電カ系統(tǒng)(一般標(biāo)示為100)的簡化框圖，可采用其來檢查中間總線架構(gòu)的各種一般特性。該中間總線電カ系統(tǒng)100包括總線轉(zhuǎn)換器105，其采用輸入電壓(例如，48伏DC)來提供中間總線110上的中間總線電壓。該中間總線電カ系統(tǒng)100還包括多個POLlK1-1ISn，其提供N個獨(dú)立調(diào)節(jié)的DC輸出電壓(例如，1.0伏、1.2伏等)，如示出的。
[0134]一般來說，當(dāng)總線轉(zhuǎn)換器的總線輸出電壓對于恒定輸入電壓而增加時它的效率將增カ卩。例如，12伏輸出總線電壓轉(zhuǎn)換器將比六伏輸出總線電壓轉(zhuǎn)換器更高效，因為對于恒定功率水平，六伏總線電壓轉(zhuǎn)換器供應(yīng)12伏總線電壓轉(zhuǎn)換器的輸出電流的兩倍，由此增加電阻損耗，其導(dǎo)致較低的整體效率。
[0135]圖2圖示典型的48伏輸入、以各種輸出電壓的400瓦轉(zhuǎn)換器的一系列效率曲線，一般標(biāo)示為200。當(dāng)總線轉(zhuǎn)換器的輸出電壓增加時它對于給定輸出功率更高效地操作，這時明顯的(除了在非常輕的負(fù)載下)。另外，在較低輸出電壓下引致的較高損耗也限制可用的輸出功率。例如，如果來自總線轉(zhuǎn)換器的輸出電流局限于33安培,五伏輸出總線轉(zhuǎn)換器僅可以供應(yīng)大約165瓦，而相同的轉(zhuǎn)換器可以以12伏輸出來輸送400瓦。
[0136]圖3圖示POL轉(zhuǎn)換器的效率曲線的示范性組,一般標(biāo)示為300,其示出作為較低中間總線電壓的函數(shù)的増加的效率特性。該P(yáng)OL轉(zhuǎn)換器的效率特性是它的輸出電壓、它的負(fù)載電流和供應(yīng)該P(yáng)OL轉(zhuǎn)換器輸入的總線電壓的函數(shù)。與總線轉(zhuǎn)換器相反，POL轉(zhuǎn)換器的效率隨總線電壓減小而增加。因此，向該P(yáng)OL轉(zhuǎn)換器提供較低的總線電壓增加它的效率，而總線轉(zhuǎn)換器用較高的總線電壓更高效地操作。
[0137]產(chǎn)生損耗的第三個因素是由于總線分布電阻。圖4圖示由于各種總線分布損耗引起的中間總線損耗特性的示例，一般標(biāo)示為400。如可通過檢查損耗特性400看見的，當(dāng)總線電壓減小時由于可供應(yīng)給需求負(fù)載的電流增加，分布損耗增加。
[0138]結(jié)合之前論述的效率特性產(chǎn)生示范性的整體效率特性。圖5圖示寬功率轉(zhuǎn)換效率，一般標(biāo)示為500，其結(jié)合關(guān)于圖2、3和4論述的之前的效率特性。在該示例中，最佳的整體效率通過以最低總線電壓(其在該情況下是五伏)操作而得出。然而在該輸出電壓，因為總線轉(zhuǎn)換器將限制它的輸出電流，僅可以從總線轉(zhuǎn)換器的輸出獲得165瓦(33A下5V)。在該簡單示例中，將總線電壓從輕負(fù)載下的五伏調(diào)節(jié)到最大負(fù)載下的14伏提供具有優(yōu)化效率的系統(tǒng)。當(dāng)然，其他示例可展現(xiàn)不同的效率曲線組。
[0139]因為總線電壓隨輸入電壓和負(fù)載電流變化，當(dāng)利用未調(diào)節(jié)的總線轉(zhuǎn)換器時優(yōu)化系統(tǒng)效率進(jìn)ー步復(fù)雜化。此外，盡管未調(diào)節(jié)的總線轉(zhuǎn)換器自身可具有比調(diào)節(jié)的總線轉(zhuǎn)換器的效率某種程度上內(nèi)在更高的效率，它供應(yīng)的“不可控”總線電壓可導(dǎo)致比使用調(diào)節(jié)的具有優(yōu)化的總線電壓的總線轉(zhuǎn)換器的電カ系統(tǒng)低的整體電カ系統(tǒng)效率。
[0140]本公開的實施例利用決策引擎優(yōu)化控制器，其控制系統(tǒng)變量以基于監(jiān)測的系統(tǒng)變量或系統(tǒng)約束來改進(jìn)整體系統(tǒng)效率。這與中間總線電カ系統(tǒng)的每個組成部件的效率優(yōu)化相比提供中間總線電カ系統(tǒng)的整體效率的優(yōu)化。即使中間總線電カ系統(tǒng)的ー些組成部件以低于它們的最大可實現(xiàn)效率操作，可實現(xiàn)該整體效率優(yōu)化?？勺畛醮鎯?qū)崟r測量操作電カ系統(tǒng)數(shù)據(jù)和組成部件的操作特性用于在優(yōu)化整體效率中使用。
[0141]中間總線電カ系統(tǒng)的控制可由本地控制器提供，其與組成部件(例如，總線轉(zhuǎn)換器)中的ー個或多個成一體或是單機(jī)控制器。該本地控制器還可與總系統(tǒng)控制器或三個實施例的ー些組合協(xié)同操作。
[0142]另外，可采用多個總線轉(zhuǎn)換器來提供中間總線電壓，并且分?jǐn)偟蕉鄠€POL轉(zhuǎn)換器的中間總線電流。這些總線轉(zhuǎn)換器中的至少ー個是調(diào)節(jié)的總線轉(zhuǎn)換器，而其他可是調(diào)節(jié)的或未調(diào)節(jié)的。
[0143]圖6圖不根據(jù)本公開的原理構(gòu)建的基于決策的控制器(一般標(biāo)不為600)的實施例的框圖。該基于決策的控制器600包括決策引擎優(yōu)化控制器605，其采用自變量610、因變量615和系統(tǒng)約束620來向?qū)?yīng)系統(tǒng)提供控制決策。該決策引擎優(yōu)化控制器605采用決策引擎，其用于確定如何響應(yīng)于監(jiān)測的因變量615或系統(tǒng)約束620改變自變量610。在ー個實施例中，該決策引擎采用基于ー個因變量并且影響一個自變量的一系列邏輯運(yùn)算和數(shù)學(xué)計算。在更一般的實施例中，可連同系統(tǒng)約束考慮任何數(shù)量的因變量和自變量。[0144]決策引擎優(yōu)化控制器605可包括例如用于進(jìn)行總線轉(zhuǎn)換器的調(diào)節(jié)和控制的數(shù)字控制器的部分。更具體地，決策引擎優(yōu)化控制器605可包括例如采用在數(shù)字控制器集成電路(IC)上執(zhí)行的計算機(jī)代碼中實施的ー個算法或多個算法。該數(shù)字控制器IC可包括單個數(shù)字控制器，其執(zhí)行決策引擎優(yōu)化控制器605算法和總線轉(zhuǎn)換器的調(diào)節(jié)和控制。備選地，該數(shù)字控制器IC可包括執(zhí)行總線轉(zhuǎn)換器調(diào)節(jié)、控制的多個數(shù)字控制IC和決策引擎優(yōu)化控制器。
[0145]一般來說，圖6圖示的實施例和要論述的相關(guān)實施例具有獨(dú)立于或取決于采用的控制架構(gòu)的多個變量。為了本公開的目的，自變量限定為可以直接控制的那些變量。對應(yīng)地，為了本公開的目的，因變量限定為例如被監(jiān)測來確定是否實現(xiàn)期望的結(jié)果的那些變量。
[0146]一般，可采用多個變量作為采用決策引擎優(yōu)化控制器的本公開的實施例內(nèi)控制的自變量。對應(yīng)于相關(guān)實施例的電カ解決方案的任何構(gòu)件的自變量示例可包括輸出電壓(例如總線電壓)、開關(guān)頻率或相位(該電力解決方案的任何構(gòu)件的)、開關(guān)定時(該電カ解決方案的任何構(gòu)件的任何組件的)、柵極驅(qū)動電壓(該電カ解決方案的任何構(gòu)件的任何組件的)、啟用的開關(guān)裝置的數(shù)量(該電力解決方案的任何構(gòu)件的)、啟用的開關(guān)級的數(shù)量(該電カ解決方案的任何構(gòu)件的)或主動產(chǎn)生的擾動。本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能夠認(rèn)識到本公開的實施例內(nèi)可同樣控制的其他自變量。
[0147]多個變量也可用作因變量，其由本公開的實施例采用決策引擎優(yōu)化控制器監(jiān)測并且可或可不在對自變量做出改變的決策中使用。對應(yīng)于相關(guān)實施例的電カ解決方案的任何構(gòu)件的因變量不例可包括輸出電流、效率、功率耗散、電磁干擾(EMI)、輸出波紋、瞬態(tài)響應(yīng)、溫度、電流分?jǐn)傂盘柣驅(qū)χ鲃赢a(chǎn)生的擾動的響應(yīng)。同樣，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能夠認(rèn)識到在實施例內(nèi)可同樣監(jiān)測的其他變量。
[0148]另外，可在決策中采用系統(tǒng)約束來對自變量做出改變或限制該改變。系統(tǒng)約束也可限制對因變量的改變。約束包括在系統(tǒng)操作之前建立的預(yù)設(shè)條件，以及是由用戶做出來影響系統(tǒng)操作的那些變化的用戶設(shè)置約束。原位約束是系統(tǒng)操作中內(nèi)在的那些約束，其中警告可視為原位系統(tǒng)約束的特殊情況。另外，當(dāng)系統(tǒng)在系統(tǒng)操作期間更改它的功能性吋，出現(xiàn)適應(yīng)性約束。同樣，本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員能夠認(rèn)識到這些類別內(nèi)的特定約束或可能在實施例內(nèi)可應(yīng)用的其他約束。
[0149]在自變量是總線電壓的示例中，對應(yīng)的因變量是總線電流，因為它部分取決于該總線電壓?？筛淖冊摽偩€電壓使得該總線電流滿足例如由系統(tǒng)約束設(shè)置的要求。另ー個因變量是系統(tǒng)效率，其可由于新的總線電壓和總線電流變量的結(jié)果而間接提高(相對于靜態(tài)總線電壓)。
[0150]另外，自變量可是主動產(chǎn)生的擾動，并且一個或多個因變量可是對該主動產(chǎn)生的擾動的響應(yīng)。備選地，自變量和因變量可采用被動系統(tǒng)特性。同樣，主動產(chǎn)生的擾動和被動系統(tǒng)特性的混合可構(gòu)成自變量和因變量。
[0151]自變量也可用作因變量。這個的示例是總線電壓，其由決策引擎優(yōu)化控制器確定，但可由于其他的影響而改變并且因此將需要監(jiān)測。在該情況下，它將是因變量，并且控制器可制定改變以如同自變量那樣影響它。因變量也可直接或間接監(jiān)測。這個的示例將是作為直接因變量的總線電流和作為間接因變量的系統(tǒng)效率。
[0152]決策引擎優(yōu)化控制器可監(jiān)測總線轉(zhuǎn)換器的溫度、電流和功率耗散?；谶@些因變量，該決策引擎優(yōu)化控制器可建立總線電壓或開關(guān)頻率和相位中的偏置來基于因變量最小化品質(zhì)系數(shù)。例如，改進(jìn)并聯(lián)的多個總線轉(zhuǎn)換器之間的熱分布的自變量和因變量可采用總線開關(guān)頻率和相位連同總線電壓的自變量。對應(yīng)的因變量可包括總線轉(zhuǎn)換器功率耗散、總線轉(zhuǎn)換器溫度和總線轉(zhuǎn)換器輸出電流。
[0153]決策引擎優(yōu)化控制器可監(jiān)測系統(tǒng)特性隨時間的改變并且對它作出響應(yīng)。例如，總線分布損耗可由于隨時間的退化(例如，由于環(huán)境腐蝕)而改變。在該情況下，可改變例如最大總線電壓的約束來補(bǔ)償該退化。
[0154]圖7圖不根據(jù)本公開的原理構(gòu)建的中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)(一般標(biāo)不為700)的實施例的框圖。該中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)700包括具有總線連接706的總線轉(zhuǎn)換器705，其將DC輸入電壓Vinput轉(zhuǎn)換成中間總線710上的DC總線電壓VBUS。該中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)
700還包括具有連接到該中間總線710的輸入的多個負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器(POL) 7151、7152.....715N，其從該總線電壓Vbus供應(yīng)對應(yīng)的多個輸出電壓.....Vono
[0155]中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)700進(jìn)ー步包括決策引擎優(yōu)化控制器720，其嵌入總線轉(zhuǎn)換器705中并且由此耦合于總線轉(zhuǎn)換器705并且控制系統(tǒng)變量以基于監(jiān)測的系統(tǒng)變量或系統(tǒng)約束來改進(jìn)整體系統(tǒng)性能。決策引擎優(yōu)化控制器720可包括例如用于進(jìn)行總線轉(zhuǎn)換器的調(diào)節(jié)和控制的數(shù)字控制器的部分。更具體地，決策引擎優(yōu)化控制器720可包括例如采用在數(shù)字控制器IC上執(zhí)行的計算機(jī)代碼實施的ー個算法或多個算法。該數(shù)字控制器IC可包括單個數(shù)字控制器，其執(zhí)行決策引擎優(yōu)化控制器720算法和總線轉(zhuǎn)換器的調(diào)節(jié)和控。備選地，該數(shù)字控制器IC可包括執(zhí)行總線轉(zhuǎn)換器調(diào)節(jié)、控制的多個數(shù)字控制IC和決策引擎優(yōu)化控制器。
[0156]對于總線轉(zhuǎn)換器705能夠自主調(diào)節(jié)總線電壓Vbus存在數(shù)個優(yōu)勢。第一，不需要外部控制器，因為在該實施例中，決策引擎優(yōu)化控制器720(即，至少它的功能性和意圖)已經(jīng)集成進(jìn)入總線轉(zhuǎn)換器705。實際上，該方式可以在不同類型的總線轉(zhuǎn)換器中使用，范圍從僅使用模擬接口和模擬控制的總線轉(zhuǎn)換器到完全數(shù)字的總線轉(zhuǎn)換器(包括接口和控制)。第ニ，因為不需要外部控制器，簡化了設(shè)計和開發(fā)。這可預(yù)期大大增加利用總線電壓調(diào)制與系統(tǒng)加載的效率提高方案的采納水平。第三，該方案用現(xiàn)有插座提供反向軌跡可轉(zhuǎn)換性，在這里現(xiàn)有總線轉(zhuǎn)換器被替換。具體地，在現(xiàn)有應(yīng)用中，超過完全調(diào)節(jié)的模擬轉(zhuǎn)換器的顯著效率提升可以通過使用模擬接口和數(shù)字控制的組合獲得。也支持改造選項，其允許能量和成本節(jié)約。
[0157]總線連接706提供總線轉(zhuǎn)換器705和中間總線710之間的可控連接，其由ー個或多個分別可控的并聯(lián)開關(guān)(例如，場效應(yīng)晶體管(FET))組成。該能力允許修改總線連接706的開關(guān)電阻。備選地，總線連接706可包括簡單的低阻抗焊接或連接器化的連接來提高系統(tǒng)效率。
[0158]在圖示的實施例中，總線轉(zhuǎn)換器705包含決策引擎優(yōu)化控制器720并且可自主地(即，沒有來自外部控制器的任何通信)改變總線電壓Vbus來優(yōu)化中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)700的效率。這可通過總線轉(zhuǎn)換器705測量例如它的輸出電流并且將總線電壓Vbus自主設(shè)置到提高系統(tǒng)功率轉(zhuǎn)換效率(其超過通過以固定的總線電壓操作將滿足的效率)的水平，同時滿足負(fù)載輸送高達(dá)設(shè)計最大值(即，約束)的所需功率的需求而實現(xiàn)。當(dāng)總線轉(zhuǎn)換器705加電時決策引擎優(yōu)化控制器720中的算法可例如自動啟用，或備選地當(dāng)總線轉(zhuǎn)換器705加電時它可停用。如果它被停用，用戶可通過經(jīng)由例如數(shù)字通信總線與總線轉(zhuǎn)換器通信實現(xiàn)決策引擎優(yōu)化控制器720中的算法。備選地，總線轉(zhuǎn)換器705的引腳可由用戶采用來指示總線電壓變化算法是否要啟用。
[0159]另外，其他實施例可通過總線電壓Vbus提供總線轉(zhuǎn)換器705和P0L715P715P...、715N之間的通信(即，采用中間總線710作為通信總線)，用于由一體式?jīng)Q策引擎優(yōu)化控制器720使用。例如，可調(diào)制中間總線電壓Vbus來在總線轉(zhuǎn)換器705和POL轉(zhuǎn)換器715:、7152.....715N中的至少ー個之間攜帶數(shù)字或模擬信息。
[0160]總線轉(zhuǎn)換器705還可采用另外的方式來作為操作特性(例如，包括但不限于輸出電流、輸入電流、輸出功率、輸入功率、輸入電壓等)的函數(shù)提高系統(tǒng)效率。例如，總線轉(zhuǎn)換器705可作為操作特性的函數(shù)調(diào)節(jié)它的開關(guān)頻率。另外，在較低輸出功率水平下減小開關(guān)頻率以便進(jìn)一步提聞效率，這可是有利的。
[0161]作為輸出特性的函數(shù)提高效率的另ー個方式可以是對總線轉(zhuǎn)換器705自適應(yīng)地調(diào)節(jié)它的各種電カ開關(guān)之間的定吋。特別地，可采用初級參考電カ開關(guān)和次級參考同步整流器之間的定時調(diào)節(jié)。作為輸出特性的函數(shù)提高效率的再另ー個方式是對總線轉(zhuǎn)換器705自適應(yīng)地調(diào)節(jié)ー個或多個電カ開關(guān)的柵極驅(qū)動水平。效率提高的另外的方法的這些示例規(guī)定為說明性的而不是限制性的。
[0162]這些效率提高方案中的示范性思想是與滿足汲取的輸出電流符合它的設(shè)計約束這ー條件一致地使總線轉(zhuǎn)換器705 —直以最低的可能總線電壓Vbus (或最佳開關(guān)頻率、最佳開關(guān)定時關(guān)系、最佳柵極驅(qū)動電壓等)操作。
[0163]圖8A、8B和8C圖示根據(jù)本公開的原理實施的中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)的效率優(yōu)化方法(一般標(biāo)示為800、820、850)的實施例的流程圖。一般，方法800、820和850可應(yīng)用于控制由如關(guān)于本公開論述的決策引擎優(yōu)化控制器的實施例提供的決策。
[0164]在一個示例中，這些方法可作為總線轉(zhuǎn)換器(例如，圖7的總線轉(zhuǎn)換器705)的部分?jǐn)?shù)字地、使用模擬電路或兩者的組合實現(xiàn)。數(shù)字實現(xiàn)可是優(yōu)選實施例，因為它典型地提供更大的靈活性。可建立數(shù)個關(guān)鍵參數(shù)，作為在總線轉(zhuǎn)換器的制造測試期間存儲在總線轉(zhuǎn)換器中的值或作為通過例如電カ管理總線的數(shù)字接ロ改變或存儲的值。這可在總線轉(zhuǎn)換器組裝之前或組裝后，并且在需要總線轉(zhuǎn)換器操作輸送輸出功率之前發(fā)生。
[0165]這些參數(shù)的示例包括單個總線轉(zhuǎn)換器輸出電流閾值1，1，總線電壓Vo (例如，在圖7的中間總線710上的DC總線電壓Vbus)可在其附近調(diào)節(jié)來優(yōu)化效率。另外，參數(shù)可包括第一總線轉(zhuǎn)換器輸出電流閾值1，I (總線電壓Vo可以減小到其以下用于提高效率)，和第二總線轉(zhuǎn)換器輸出電流閾值1，2，總線電壓Vo需要基于最小和最大允許的總線轉(zhuǎn)換器輸出電壓Vo,min、Vo,max升高到其以上來避免超過最大額定總線轉(zhuǎn)換器電流能力1,max。在該情況下，例如，1, I可選擇為1, max的百分之70,并且1, 2可選擇為1, max的百分之85。
[0166]方法800采用單個總線轉(zhuǎn)換器輸出電流閾值1，I并且在步驟802開始。然后，在步驟804，測量由中間總線供應(yīng)的輸出電流I。。決策步驟806確定輸出電流1是否小于總線轉(zhuǎn)換器輸出電流閾值1，I。如果更小，在步驟808計算大于或等于最小允許的總線轉(zhuǎn)換器輸出電壓Vo, min的新的較低輸出電壓Vo。在步驟810設(shè)置該新的較低輸出電壓Vo,并且方法回到步驟804。如果在步驟806，輸出電流1不小于總線轉(zhuǎn)換器輸出電流閾值1，1，在步驟812計算小于或等于最大允許的總線轉(zhuǎn)換器輸出電壓Vo，max的新的較高輸出電壓Vo0在步驟814設(shè)置該新的較高輸出電壓Vo，并且方法800再次回到步驟804，在這里持續(xù)測量輸出電流1并且對應(yīng)地調(diào)整輸出電壓Vo。
[0167]方法820采用第一和第二總線轉(zhuǎn)換器輸出電流閾值1，I和1，2并且在步驟822開始。然后在步驟824，測量由中間總線供應(yīng)的輸出電流1。決策步驟826確定輸出電流1是否小于第一總線轉(zhuǎn)換器輸出電流閾值1，I。如果它較小，決策步驟828確定輸出電壓Vo是否大于最小允許的總線電壓Vo，min。如果輸出電壓Vo不大于最小允許的總線電壓Vo, min,方法820回到步驟824，在這里持續(xù)測量輸出電流1。
[0168]如果決策步驟828確定輸出電壓Vo大于最小允許的總線電壓Vo, min,計算新的較低輸出電壓Vo，其中根據(jù)它大于或等于步驟830中以及在步驟832中設(shè)置的最小允許的總線電壓Vo，min，該新的較低輸出電壓Vo等于(Vo X 1)パ10，I)。方法820再次回到步驟824，在這里持續(xù)測量輸出電流1。
[0169]如果在決策步驟826中，輸出電流1不小于第一總線轉(zhuǎn)換器輸出電流閾值1, I,決策步驟834確定輸出電流1是否大于或等于第二總線轉(zhuǎn)換器輸出電流閾值1，2。如果輸出電流1不大于或等于第二總線轉(zhuǎn)換器輸出電流閾值1，2，方法820再次回到步驟824，在這里持續(xù)測量輸出電流1。
[0170]如果輸出電流1大于或等于第二總線轉(zhuǎn)換器輸出電流閾值1，2，計算新的較高輸出電壓Vo，其中根據(jù)它小于或等于步驟836中以及在步驟838中設(shè)置的最大允許的總線電壓Vo，max，該新的較高輸出電壓Vo等于(Vo X 1) / (1，2)。方法820再次回到步驟824，在這里持續(xù)測量輸出電流1并且對應(yīng)地調(diào)整輸出電壓Vo。
[0171]方法850也米用第一和第二總線轉(zhuǎn)換器輸出電流閾值1, 1、1, 2以及米用分立輸出電壓階躍的輸出電壓修改。方法850在步驟852開始，并且在步驟854測量輸出電流1。然后，決策步驟856確定輸出電流1是否大于第二總線轉(zhuǎn)換器輸出電流閾值1，2。如果它更大，輸出電壓Vo升高到最大允許的總線電壓V。，max,并且方法850回到步驟854。
[0172]如果輸出電流1不大于第二總線轉(zhuǎn)換器輸出電流閾值1，2，決策步驟860確定輸出電流1是否小于第一總線轉(zhuǎn)換器輸出電流閾值1，I。如果它不是更小，方法850再次回到步驟854。如果它更小，決策步驟862確定輸出電壓Vo是否大于最小允許的總線電壓Vo，min。如果它不是更大，方法850再次回到步驟854。如果它更大，決策步驟864確定電壓階躍計數(shù)是否大于階躍計數(shù)極限值Co。如果電壓階躍計數(shù)不大于階躍計數(shù)極限值Co，電壓階躍計數(shù)在步驟866増加一，并且方法850回到步驟854。如果電壓階躍計數(shù)大于Co，在步驟868，輸出電壓Vo降低了校正固定電壓階躍Vst印。電壓階躍計數(shù)在步驟870重置為零，并且方法850再次回到步驟854。
[0173]特別地，方法850可例如對總線轉(zhuǎn)換器705提供輸出電壓變化方案的實現(xiàn)復(fù)雜性降低。在分立階躍中向總線電壓Vbus提供變化可允許使用查找表來對某ー規(guī)定的功率水平或系統(tǒng)變量的其他組合確定新的總線電壓Vbus，并且由此消除需要乘或除的計算。使用分立總線電壓階躍還可使總線電壓變化的頻率最小化，由此減小總線電壓水平的干擾。使用決策步驟864可使總線電壓減小的速率變慢來確保系統(tǒng)充分調(diào)整到較低的總線電壓(并且因此較高的總線電流)。
[0174]可用可變步長實現(xiàn)總線電壓變化來適應(yīng)優(yōu)化中的不同參數(shù)。例如，在總線電壓Vbus減小期間，總線電壓Vbus中較小的步長可有利地用于允許系統(tǒng)負(fù)載在達(dá)到最終的總線轉(zhuǎn)換器輸出水平之前均衡。相似地，在負(fù)載功率水平増加之后，總線電壓Vbus可以較大的階躍爬升以便快速地適應(yīng)新的負(fù)載功率水平。
[0175]除在增加總線電壓但通過使用較小的階躍而更逐漸地降低總線電壓方面積極外，這些示范性方法的許多其他變化形式也是可能的。利用1，I和1，2對1，max的可變比作為例如總線電壓Vo、溫度等其他變量的函數(shù)，這也可有利地被采用。另外，這些示范性方法可通過包含其他參數(shù)或變量而修改。例如，可采用期間Tl，其涉及對于效率優(yōu)化多久測量總線轉(zhuǎn)換器電流(例如，姆Tl秒一次)。備選地,輸出電壓在輸出電流1等于或大于1,2時以其而增加的轉(zhuǎn)換速率SI或輸出電壓No在輸出電流1小于1，I時以其而減小的轉(zhuǎn)換速率S2是其他不例。
[0176]此外，總線電壓Vbus中的變化可通過以與將觸發(fā)過電流條件(由于中間總線電容Cib的充電引起)相比更慢的速率轉(zhuǎn)換總線電壓Vbus而實現(xiàn)。最大允許的總線電壓轉(zhuǎn)換速率可由用戶設(shè)置或從預(yù)測試確定或通過對使用的電容值編程(例如，諸如在系統(tǒng)的制造測試期間)而確定。
[0177]因為車載功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可基于特定電カ子系統(tǒng)特性中的小差異而在単元之間不同，在測試期間(例如在組件模塊或組裝系統(tǒng)的制造過程期間)進(jìn)行的實際測量可用于確定例如總線電壓Vbus的變量的最佳設(shè)定值。最佳設(shè)定值可以是例如輸出功率、模塊溫度等ー個或多個功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)變量的函數(shù)。預(yù)測試和特征化允許使用預(yù)優(yōu)化設(shè)定值，由此減少在實際系統(tǒng)使用期間牽涉的計算并且增加對新變量值的響應(yīng)速度。
[0178]在功率轉(zhuǎn)換實施例(例如中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)700)中，例如，可需要改變總線電壓Vbus來適應(yīng)增加的負(fù)載水平。在某些情況下，負(fù)載水平的該增加可發(fā)生得如此快而超出總線轉(zhuǎn)換器705的輸出電流極限。為了支持負(fù)載水平的該短期増加而不關(guān)閉總線轉(zhuǎn)換器705，它的電流極限可以持續(xù)預(yù)定時段地増加到較高電流水平，由此支持總線轉(zhuǎn)換器705在瞬態(tài)負(fù)載條件下的持續(xù)操作。這樣的能力可允許用于優(yōu)化總線電壓Vbus的更積極的設(shè)定值。
[0179]上文描述的對于采用自動總線轉(zhuǎn)換器(例如，具有嵌入式?jīng)Q策引擎優(yōu)化控制器的那個)的中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)的特征和益處也可適用于另ー個中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)(其中總線轉(zhuǎn)換器采用是獨(dú)立并且從其自身分離的決策引擎優(yōu)化控制器)，這對于相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將是明顯的。
[0180]圖9圖示根據(jù)本公開的原理構(gòu)建的中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)(一般標(biāo)示為900)的另ー個實施例的圖。該中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)900包括總線轉(zhuǎn)換器905，其具有將輸入電壓Vinput轉(zhuǎn)換成中間總線910 (其如示出的那樣將中間總線電容Cib連接)上的總線電壓Vbus的總線連接906。該中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)900還包括多個POL轉(zhuǎn)換器(POL) 9151、9152、...、915N，其具有連接到中間總線910的輸入，該中間總線910從總線電壓Vbus供應(yīng)對應(yīng)的多個輸出電壓V01、V02.....Vono
[0181]中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)900進(jìn)ー步包括決策引擎優(yōu)化控制器920，其控制系統(tǒng)變量以基于監(jiān)測的系統(tǒng)變量或系統(tǒng)約束來改進(jìn)整體系統(tǒng)性能。另外，中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)900包括作為通信總線操作的數(shù)據(jù)和控制總線925以及連接到源電壓Vsotke (其提供輸入電壓Vinput)的電カ接ロ模塊930。
[0182]如之前的，總線連接906提供總線轉(zhuǎn)換器905到中間總線910的可控連接?？偩€連接906可包括ー個或多個并聯(lián)開關(guān)(例如，F(xiàn)ET)，其中每個開關(guān)可獨(dú)立可控來允許修改多個并聯(lián)開關(guān)的開關(guān)電阻。備選地，總線連接906可包括簡單的低阻抗焊接或連接器化連接用于提高系統(tǒng)效率。電カ接ロ模塊930的目的是在將源電壓Vsqukce饋送到總線轉(zhuǎn)換器905之前調(diào)節(jié)它(例如，來提供電磁干擾的過濾、雙源電壓饋送的處理或輸入電壓Vinput的提升以便于穿越)。
[0183]在圖示的實施例中，數(shù)據(jù)和控制總線925連接在中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)900的組成部件之間來允許這些組成部件中的全部或至少一部分之間的數(shù)據(jù)傳輸。另外，決策引擎優(yōu)化控制器920可提供組成部件的系統(tǒng)控制，這些組成部件通過數(shù)據(jù)和控制總線925而可控。這里，數(shù)據(jù)和控制信號并入數(shù)據(jù)和控制總線925內(nèi)。備選地，數(shù)據(jù)和控制信號可采用獨(dú)立總線。
[0184]在一個情況下，決策引擎優(yōu)化控制器920是與其他組成部件分離的獨(dú)立系統(tǒng)控制器。備選地，決策引擎優(yōu)化控制器920可例如與其他組成部件(例如，總線控制器905或P0L915P915P ? ? ?、915n中的ー個或多個)中的ー個或多個成一體。
[0185]在一個實施例中，決策引擎優(yōu)化控制器920在組成部件內(nèi)在調(diào)整各種參數(shù)(例如，總線電壓Vbus或頻率或開關(guān)定吋)方面自主操作來優(yōu)化整體系統(tǒng)效率。如指出的，組成部件中的每個通過數(shù)據(jù)和控制總線925而與其他組成部件中的一個或多個數(shù)據(jù)通信。例如，數(shù)據(jù)和控制總線925可根據(jù)內(nèi)部集成電路(I2C)通信總線規(guī)范而操作。備選地，可使用其他通信總線和總線協(xié)議，其包括控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)總線、串行外設(shè)接ロ(SPI)總線或任何有線、無線或光通信總線方法。當(dāng)然，這樣的通信可以根據(jù)需要是雙向或單向通信。
[0186]如之前的，在某些實施例中，組成部件的至少一部分之間的通信可通過總線電壓Vbus而實現(xiàn)。這可包括總線轉(zhuǎn)換器905與P0L915P9A、.?.、915N之間的通信。作為ー個示例，可用較高的頻率數(shù)據(jù)信號調(diào)制總線電壓Vbus，其中起作用的組成部件中的每個包含調(diào)制并且解調(diào)高頻數(shù)據(jù)信號由此與決策引擎優(yōu)化控制器920通信的能力(無論它的位置在哪(即，獨(dú)立或一體式))。在一些實`施例中，經(jīng)由中間總線910的通信可消除對獨(dú)立數(shù)據(jù)和控制總線925的需要(例如，上文的圖7的實施例中的ー個)。
[0187]如指出的，決策引擎優(yōu)化控制器920可與組成部件(例如總線轉(zhuǎn)換器905)中的一個成一體，從而允許它監(jiān)測系統(tǒng)性能并且指引其他組成部件進(jìn)行內(nèi)部調(diào)整。在該示例中，總線轉(zhuǎn)換器905包含充分的處理和存儲能力以作為決策引擎優(yōu)化控制器920執(zhí)行調(diào)整例如總
線電壓Vbus同時還指示P0L915P9152.....915N中的一個或多個來調(diào)整開關(guān)頻率。當(dāng)然，還
可以其他方式調(diào)整P0L915P9152、? ? ?、915n。
[0188]組成部件(例如，P0L915P9152.....915N)中的每個可以展現(xiàn)它們自身特有的性
能特性。ー個POL模型可在與不同的POL模型相比時展現(xiàn)不同的效率曲線。這些模型中的每個還可對其他調(diào)整(例如開關(guān)定時或開關(guān)頻率的變化)作出不同的反應(yīng)。如果考慮內(nèi)在差異，不同POL模型之間的這些內(nèi)在差異可使整體系統(tǒng)性能優(yōu)化復(fù)雜化并且與可以用別的方式實現(xiàn)相比可能導(dǎo)致更低的整體效率。
[0189]決策引擎優(yōu)化控制器920 (無論是獨(dú)立還是一體式)可配置成讀取單獨(dú)組成部件(例如，P0L915P9152、...、915n)的型號，由此知曉中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)900的特定配置。然后可用每個特定型號的特定代表性特性對決策引擎優(yōu)化控制器920編程并且在計算整體效率優(yōu)化時考慮該信息。這樣，決策引擎優(yōu)化控制器920可以有所不同地調(diào)整組成部件中的每個，由此與在沒有該信息的情況下用別的方式可以實現(xiàn)的相比典型地實現(xiàn)更好的效率優(yōu)化。
[0190]例如，最佳開關(guān)頻率對于不同的POL是不同的，這取決于特定操作條件。另外，還可修整最佳總線電壓Vbus來優(yōu)化特定配置的效率。這樣的模型特定信息可以存儲在決策引擎優(yōu)化控制器920中作為例如查找表，或該信息可作為由決策引擎優(yōu)化控制器920采用的控制算法的一部分而被包括。
[0191]備選地，組成部件中的每個可具有在測試階段確定的它的特定性能特性的某些方面，并且該信息然后存儲到測試的組成部件的非易失性存儲器內(nèi)。決策引擎優(yōu)化控制器920然后可以讀取該信息，連同型號或來代替型號，并且在優(yōu)化算法中使用特定性能特性。這樣，可以獲得更高的效率，因為可以在考慮組成部件的實際測試特性而不是它們的代表性特性的情況下調(diào)整和優(yōu)化中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)900。
[0192]另外，決策引擎優(yōu)化控制器920可改變總線電壓Vbus以通過利用算法來確定最大效率的操作點(diǎn)而優(yōu)化效率。例如，決策引擎優(yōu)化控制器920可執(zhí)行這樣的例程：其使總線電壓Vbus增大同時監(jiān)測到中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)900的輸入電流。然后，總線電壓Vbus將設(shè)置在最小輸入電流的點(diǎn)處?？啥ㄆ诨蚋鶕?jù)命令運(yùn)行該算法。算法可使用平均或平滑技術(shù)來避免對瞬態(tài)條件作出響應(yīng)。
[0193]根據(jù)決策引擎優(yōu)化控制器920的處理能力，優(yōu)化算法可超出可用的處理器帶寬(特別地，如果處理器具有要執(zhí)行的其他任務(wù)，例如環(huán)路補(bǔ)償和占空比確定）。因此，例如在決策引擎優(yōu)化控制器920內(nèi)使用獨(dú)立控制器來執(zhí)行優(yōu)化任務(wù)或在多核處理器中使用獨(dú)立核，這可是有利的。
[0194]在中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)900中，總線電壓Vbus的調(diào)整有利地可在由負(fù)載直接提供的負(fù)載功率信息之前。這允許在負(fù)載實際變化到新的水平之前調(diào)整總線電壓Vbus以最佳地對應(yīng)于新的負(fù)載功率水平。無論決策引擎優(yōu)化控制器920位于哪里，來自負(fù)載的該信息可直接提供給它。
[0195]很好地理解提高的操作溫度使電子裝置壽命減少并且降低裝置可靠性。每個功率組件的操作溫度與該組件的功率損耗連同影響它的局部環(huán)境溫度和氣流成比例。在復(fù)雜的電子系統(tǒng)中，功率裝置被安置在由它們直接供電并且因此經(jīng)歷高度變化的局部環(huán)境溫度和氣流的特定負(fù)載裝置指示的許多位置中。另外，許多系統(tǒng)在不存在冗余功率組件的情況下操作，并且因此，單個功率組件的失效可引起中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)900以及負(fù)載系統(tǒng)的功能喪失。
[0196]為了實現(xiàn)最佳系統(tǒng)壽命和可靠性，操作每個功率組件使得它的內(nèi)部裝置在它們的實際操作溫度與它們的最大額定溫度之間實現(xiàn)最大可能裕度，這是有益的。通過調(diào)整每個功率組件的開關(guān)頻率或總線電壓Vbus而平衡每個功率組件所實現(xiàn)的單獨(dú)功率損耗并且使其最小化，這是可能的。
[0197]在中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)900的一個實施例中，每個功率組件采用（或至少關(guān)鍵功率組件采用）內(nèi)部溫度測量和報告能力。該能力允許決策引擎優(yōu)化控制器920通過平衡每個功率組件的溫度裕度或使其最大化而優(yōu)化可靠性和裝置壽命。與確保系統(tǒng)具有足夠的操作裕度來允許變換到增加的功率水平相一致，這可通過改變單獨(dú)功率裝置開關(guān)頻率或總線電壓Vbus中的變化而實現(xiàn)。[0198]當(dāng)對于恒定總負(fù)載功率降低總線電壓Vbus時，總線轉(zhuǎn)換器905內(nèi)的損耗增加而POL內(nèi)的損耗在更大程度上減小并且因此，總系統(tǒng)損耗減小。然而，總線轉(zhuǎn)換器905中的增加損耗將使它經(jīng)歷更高的內(nèi)部裝置溫度。因此，根據(jù)影響功率組件的局部環(huán)境溫度和氣流，不同的總線電壓Vbus可以對中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)900中的裝置實現(xiàn)最佳操作溫度裕度。其他操作參數(shù)（例如，開關(guān)頻率、輸入或輸出電流以及輸入或輸出電壓）可以具有要控制和優(yōu)化的利益。這包括例如多個POL中開關(guān)頻率的協(xié)同來消除它們之間的拍頻或子諧波。
[0199]受總線電壓Vbus影響的另一個因素是由用于對中間總線910存儲能量的中間總線電容Cib提供的保持時間。該存儲的能量與總線電壓Vbus的平方乘以總線電容Cib的值成比例。存儲的能量用于在到總線轉(zhuǎn)換器905的輸入電壓Vinput被擾亂時的保持時間期間向
P0L915P9152.....915N提供電力。當(dāng)為了效率優(yōu)化而減少總線電壓Vbus時，存儲的能量還
由于平方電壓關(guān)系而減少更大的量。例如，這可導(dǎo)致在到總線轉(zhuǎn)換器905的輸入電壓Vinput的暫時中斷期間穿越的保持時間不可接受或響應(yīng)于臨近的系統(tǒng)關(guān)閉警告信號對于正常的系統(tǒng)關(guān)閉（其允許狀態(tài)和數(shù)據(jù)保留，等）時間不夠。
[0200]在對應(yīng)的實施例中，決策引擎優(yōu)化控制器920使總線電壓Vbus正好在發(fā)生操作擾亂之前增加至最大總線電壓。使總線電壓Vbus增加至它的最大值確保在總線轉(zhuǎn)換器905不再能維持總線電壓Vbus之前將最大能量存儲在中間總線電容Cib中。如果總線電壓Vbus正好在中斷或關(guān)閉之前保持在較低值，這與用別的方式所需要的相比允許使用更小的中間總線電容Cib值。
[0201]如先前提到的，除控制總線電壓Vbus外，決策引擎優(yōu)化控制器920還采用其他方法來優(yōu)化效率。許多功率級采用并聯(lián)連接的開關(guān)場效應(yīng)晶體管（FET)。與該并聯(lián)配置的柵極驅(qū)動關(guān)聯(lián)的損耗可超出由較低的傳導(dǎo)或激活電阻提供的損耗減少。決策引擎優(yōu)化控制器920可例如通過感測P0L915P9152、. . .、915N的單獨(dú)輸出電流而監(jiān)測它們，并且發(fā)出命令來`使以輕負(fù)載操作的P0L915P9152.....915N中的一個中的對應(yīng)柵極驅(qū)動失效。決策引擎優(yōu)
化控制器920還可停用多相位POL中采用的相位。
[0202]圖10圖示根據(jù)本公開的原理構(gòu)建的中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)（一般標(biāo)示為1000)的再另一個實施例的框圖。該中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)1000包括總線轉(zhuǎn)換器1005，其采用將輸入電壓VinputR換成中間總線1010(其如示出的那樣將中間總線電容Cib連接）上的總線電壓Vbus的總線連接1006。該中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)1000還包括多個POL轉(zhuǎn)換器(POL) 1015^1015^. · ·、1015N，其采用單獨(dú)POL控制器1、2、· · ·、N并且使輸入連接到中間總線1010，該中間總線1010從總線電壓Vbus供應(yīng)對應(yīng)的多個輸出電壓VQ1、VQ2.....VQN。
[0203]中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)1000進(jìn)一步包括耦合于總線轉(zhuǎn)換器1005和多個Poliois1Uois2, ...、ιο?5Ν的決策引擎優(yōu)化控制器1020，其控制系統(tǒng)變量以基于監(jiān)測的系統(tǒng)變量或系統(tǒng)約束來改進(jìn)整體系統(tǒng)性能。另外，中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)1000包括數(shù)據(jù)和控制總線1025、連接到電壓源Vsqukce用于提供輸入電壓Vinput的電力接口模塊1030以及總系統(tǒng)控制器1035，其耦合于決策引擎優(yōu)化控制器1020。
[0204]如之前的，總線連接1006提供總線轉(zhuǎn)換器1005到中間總線1010的可控連接。總線連接1006由一個或多個并聯(lián)開關(guān)（例如，F(xiàn)ET)組成，其中每個開關(guān)獨(dú)立可控來允許修改多個并聯(lián)開關(guān)的開關(guān)電阻。備選地，總線連接1006可包括簡單的低阻抗焊接或連接器化連接來提高系統(tǒng)效率。[0205]在圖示的實施例中，數(shù)據(jù)和控制總線連接1025在中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)1000的組成部件之間連接來允許組成部件的至少一部分之間的數(shù)據(jù)和控制信號傳輸。這里，數(shù)據(jù)和控制信號并入數(shù)據(jù)和控制總線1025內(nèi)。備選地，在其他實施例中，數(shù)據(jù)和控制信號可采用獨(dú)立總線。
[0206]而且，中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)1000中的電力接口模塊1030的目的是在將源電壓Vsqukce饋送到總線轉(zhuǎn)換器1005之前調(diào)節(jié)它（例如，來提供電磁干擾的過濾、雙源電壓饋送的處理或輸入電壓Vinput的提升以便于穿越）。
[0207]決策引擎優(yōu)化控制器1020提供組成部件的局部系統(tǒng)控制，這些組成部件通過數(shù)據(jù)和控制總線1025而可控。對應(yīng)地，總系統(tǒng)控制器1035可以是更加一般或分層控制器，其提供中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)1000的監(jiān)管和超馳控制。多個POL控制器1015^1015^ · · ·、1015n中的每個通常通過數(shù)據(jù)和控制總線1025在決策引擎優(yōu)化控制器1020或總系統(tǒng)控制器1035的影響下提供它相應(yīng)的POL轉(zhuǎn)換器1、2.....N的單元控制。
[0208]在該布置中，決策引擎優(yōu)化控制器1020能夠訪問關(guān)于ΡΟυΟΙδ^ΙΟΙδ^. . .、1015Ν中的一個或多個的數(shù)據(jù)，其包括例如它的類型或模型連同它的操作特性的靜態(tài)信息。另外，實時操作信息（例如，它的當(dāng)前負(fù)載、輸出電壓，等）也是可訪問的。該信息或其的部分然后可以由決策引擎優(yōu)化控制器1020發(fā)送到對應(yīng)的POL控制器以供在確定和設(shè)置它的最大效率操作點(diǎn)中使用。
[0209]例如，決策引擎優(yōu)化控制器1020可用信號通知POL控制器1、2、. . .、Ν中的一個：條件是使得多相位POL可以在停用一個或多個相位的情況下操作。POL控制器然后可以從它的存儲數(shù)據(jù)或通過數(shù)據(jù)和控制總線1025確定它是否將用停用的相位更高效地操作。在該情況下，POL控制器1、2.....N中的一個可以指示它的對應(yīng)POL停用相位。
[0210]備選地，POL控制器可以通知決策引擎優(yōu)化控制器1020停用相位提供更好的效率，并且決策引擎優(yōu)化控制器1020可以命令POL控制器停用相位。在接收該命令后，POL控制器還可利用允許停用相的算法。操作效率可以通過該動作確定并且進(jìn)一步的提高可通過改變總線電壓Vbus而實現(xiàn)。
[0211]如果新的操作效率高于之前停用相位的，POL控制器將使得保持停用該相位，只要決策引擎優(yōu)化控制器1020允許即可。當(dāng)然，其他POL特性將用于停用POL中的一個或多個相位。示例包括停用如上文提到的并聯(lián)操作的FET或改變POL的操作頻率。它還可包括將POL的輸出電壓調(diào)整到在可接受范圍內(nèi)的值，其導(dǎo)致效率增加。
[0212]如果確定POL控制器的輸出是無載的，POL控制器可使它對應(yīng)的POL掉電。另外，POL控制器可從決策引擎優(yōu)化控制器1020或總系統(tǒng)控制器1035自主地識別或接收可對于它相應(yīng)的POL激活“輕負(fù)載”或“睡眠”狀態(tài)的信號。備選地，決策引擎優(yōu)化控制器1020或總系統(tǒng)控制器1035可對適合的POL控制器發(fā)起在可能這樣做并且仍滿足系統(tǒng)操作要求時進(jìn)入低功率狀態(tài)或關(guān)閉模式的命令。決策引擎優(yōu)化控制器1020或總系統(tǒng)控制器1035然后可在充分提前通知情況下用信號通知POL控制器：將再次需要特定POL輸出并且適合的POL可以被重新激活來輸送需要的電力。
[0213]重新激活每個POL的所需時間可以存儲在決策引擎優(yōu)化控制器1020、總系統(tǒng)控制器1035或適合的POL控制器中。重新激活的時間可以對于所有POL是恒定的或?qū)τ谝粋€或多個POL是不同的，這取決于例如操作條件。該信息的使用確保對每個POL采用足夠的重新激活時間。該一般類型的控制能適用調(diào)節(jié)或未調(diào)節(jié)的總線轉(zhuǎn)換器方案。
[0214]當(dāng)中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)1000處于低功率睡眠模式時，可存在某些時間或系統(tǒng)操作模式。例如，中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)1000可在一天的特定時間進(jìn)入睡眠模式。在睡眠
模式期間，總線轉(zhuǎn)換器1005和Poliois1Uois2.....10151<進(jìn)入低功率狀態(tài)，其中例如總線
電壓Vbus是最小電壓并且P0L1015P10152.....1015,在輕負(fù)載狀態(tài)操作
[0215]圖11圖示根據(jù)本公開的原理構(gòu)建的中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)（一般標(biāo)示為1100)的再另一個實施例的框圖。該中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)1100包括總線轉(zhuǎn)換器1105(采用總線連接1106)，其將輸入電壓Vinput轉(zhuǎn)換成中間總線1110(其如示出的那樣將中間總線電容Cib連接）上的總線電壓VBUS。該中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)1100還包括多個POL轉(zhuǎn)換器
(POL) 111S1、11152.....1115N (具有連接到中間總線1110的輸入），其從總線電壓Vbus供應(yīng)
對應(yīng)的多個輸出電壓vra、Vtj2.....VQN。
[0216]中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)1100進(jìn)一步包括耦合于總線轉(zhuǎn)換器1105和多個POL轉(zhuǎn)換器1115ρ11152、. . .、1115ν的決策引擎優(yōu)化控制器1120，其控制系統(tǒng)變量以基于監(jiān)測的系統(tǒng)變量或系統(tǒng)約束來改進(jìn)整體系統(tǒng)性能。
[0217]另外，中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)1100包括：數(shù)據(jù)和控制總線1125 ;電力接口模塊1130，其連接到電壓源Vsaffira用于提供輸入電壓Vinput ；總系統(tǒng)控制器1135，其耦合于決策引擎優(yōu)化控制器1120 ；以及采用并聯(lián)總線連接1146的并聯(lián)總線轉(zhuǎn)換器1145，其用總線轉(zhuǎn)換器1105并聯(lián)耦合于中間總線1110。
[0218]總線連接1106和并聯(lián)總線連接1146提供總線轉(zhuǎn)換器1105和并聯(lián)總線轉(zhuǎn)換器1145到中間總線1110的相應(yīng)可控連接。總線和并聯(lián)總線連接1106、1146例如可每個由一個或多個并聯(lián)開關(guān)（FET)組成，其中每個開關(guān)獨(dú)立可控以允許修改多個并聯(lián)開關(guān)的開關(guān)電阻。
[0219]數(shù)據(jù)和控制總線1125連接在中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)1100的組成部件之間來允許這些組成部件中的至少一部分之間的數(shù)據(jù)傳輸和控制信令。這里，數(shù)據(jù)和控制信號也并入數(shù)據(jù)和控制總線1125內(nèi)。備選地，在其他實施例中，數(shù)據(jù)和控制信號可采用獨(dú)立總線。電力接口模塊1130的目的再次是在將源電壓Vs_eE饋送到總線和并聯(lián)總線轉(zhuǎn)換器1105、1145之前調(diào)節(jié)它。
[0220]決策引擎優(yōu)化控制器1120提供組成部件的局部系統(tǒng)控制，這些組成部件通過數(shù)據(jù)和控制總線1125而可控。如之前的，總系統(tǒng)控制器1135可以是更一般的控制器或分層控制器，其提供中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)1100的監(jiān)管和超馳控制。
[0221]決策引擎優(yōu)化控制器1120或總系統(tǒng)控制器1135可在修改總線和并聯(lián)總線連接1106、1146的開關(guān)電導(dǎo)中提供多個并聯(lián)開關(guān)（例如，F(xiàn)ET)的獨(dú)立或集體控制。例如，多個并聯(lián)開關(guān)中的一個或多個可在輕負(fù)載條件期間導(dǎo)通。另外，總線和并聯(lián)總線轉(zhuǎn)換器1105、1145中的一個可在輕負(fù)載條件期間從中間總線1110電斷開。如以前論述的，這可需要采用考慮中間總線保持時間（中間總線電容Cib能量存儲）以及重新激活的總線轉(zhuǎn)換器的啟動特性這樣的方式而進(jìn)行。在中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)1100的一個實施例中，在修改總線和并聯(lián)總線連接1106、1146的開關(guān)電阻中控制多個并聯(lián)開關(guān)的決策引擎優(yōu)化控制器1120的部分可駐留在總線轉(zhuǎn)換器1105和并聯(lián)總線轉(zhuǎn)換器1145中。
[0222]決策引擎優(yōu)化控制器1120可調(diào)節(jié)總線和并聯(lián)總線轉(zhuǎn)換器1105、1145中的每個，使得它們均分或按比例分?jǐn)偣?yīng)給中間總線1110的總負(fù)載電流，其在輸送要求的總線電壓Vbus時產(chǎn)生更高的整體系統(tǒng)電力效率。這些負(fù)載分?jǐn)偺匦钥捎深A(yù)定的極限約束來滿足例如瞬態(tài)負(fù)載能力和階躍負(fù)載的其他電力系統(tǒng)需求。在一個實施例中，這些限制或并聯(lián)條件可由總系統(tǒng)控制器1135確定并且提供給決策引擎優(yōu)化控制器1120，其然后可提供總線和并聯(lián)總線轉(zhuǎn)換器1105、1145中的每個的調(diào)節(jié)和控制分?jǐn)偂?br> [0223]這可通過直接或間接工具測量輸出電流而完成。間接工具可包括測量相關(guān)開關(guān)晶體管中的電流和使用例如變壓器匝數(shù)比、占空比等存儲的數(shù)據(jù)計算輸出電流。決策引擎優(yōu)化控制器1120可具有關(guān)于在特定操作條件附近的可允許輸出電壓或占空比偏移的預(yù)設(shè)極限，來限制瞬態(tài)條件期間中間總線1110中的電壓擺幅。
[0224]總線和并聯(lián)總線轉(zhuǎn)換器1105、1145可是調(diào)節(jié)和未調(diào)節(jié)類型的混合。決策引擎優(yōu)化控制器1120可以修改調(diào)節(jié)的總線轉(zhuǎn)換器的輸出電壓來匹配、可以小于或高于未調(diào)節(jié)的總線轉(zhuǎn)換器。該條件可實現(xiàn)中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)1100的更高整體效率，因為它可利用未調(diào)節(jié)的總線轉(zhuǎn)換器的內(nèi)在更高效率和調(diào)節(jié)的總線轉(zhuǎn)換器的控制能力。
[0225]在一些情況下，可存在最佳效率點(diǎn)，在這里決策引擎優(yōu)化控制器1120設(shè)置調(diào)節(jié)的總線轉(zhuǎn)換器的輸出使得在兩個總線轉(zhuǎn)換器1105、1145之間存在相等或成比例的負(fù)載分?jǐn)偂Ｈ绻畲笮庶c(diǎn)要求低于由未調(diào)節(jié)的總線轉(zhuǎn)換器供應(yīng)的總線電壓并且調(diào)節(jié)的總線轉(zhuǎn)換器自身能夠供應(yīng)電流負(fù)載，決策引擎優(yōu)化控制器1120可打開未調(diào)節(jié)的總線轉(zhuǎn)換器的總線連接或使它關(guān)閉。
[0226]圖12圖示操作根據(jù)本公開的原理實施的中間總線架構(gòu)電力系統(tǒng)的方法（一般標(biāo)示為1200)的實施例的流程圖。該方法1200在步驟1205開始，并且輸入電壓在步驟1210中轉(zhuǎn)換成中間總線上的總線電壓。然后，在步驟1215中，中間總線上的總線電壓由負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成輸出電壓，并且在步驟1220中，控制系統(tǒng)變量以基于監(jiān)測的系統(tǒng)變量或系統(tǒng)約束來改進(jìn)整體系統(tǒng)性能。
[0227]在一個實施例中，控制系統(tǒng)變量包括調(diào)節(jié)輸入電壓，其中該調(diào)節(jié)包括過濾電磁干擾（EMI)，提供輸入電壓的多個饋送，或增加輸入電壓的值以促進(jìn)穿越條件。
[0228]在另一個實施例中，控制系統(tǒng)變量包括內(nèi)部控制或外部控制提供總線電壓的總線轉(zhuǎn)換器，其中內(nèi)部控制限定為嵌入總線轉(zhuǎn)換器內(nèi)的控制功能并且外部控制限定為在總線轉(zhuǎn)換器外的控制功能。在任一個情況下，可采用總線轉(zhuǎn)換器到中間總線的總線電壓連接。備選地，控制系統(tǒng)變量包括控制提供總線電壓的多個并聯(lián)總線轉(zhuǎn)換器，其中在一個示例中，該多個并聯(lián)總線轉(zhuǎn)換器中的至少一個是未調(diào)節(jié)的總線轉(zhuǎn)換器。另外，控制系統(tǒng)變量包括控制提供輸出電壓的負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器。同樣，控制系統(tǒng)變量可包括控制多個負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器。
[0229]在更另一個實施例中，控制系統(tǒng)變量包括與系統(tǒng)外部的資源通信，其中該資源可是外部系統(tǒng)控制器。另外，控制系統(tǒng)變量包括采用測試、型號或序列號數(shù)據(jù)，其中測試、型號或序列號數(shù)據(jù)可是存儲的數(shù)據(jù)或?qū)崟r數(shù)據(jù)。交替地，控制系統(tǒng)變量包括采用步進(jìn)方式控制對系統(tǒng)變量的改變，其中該步進(jìn)方式可采用可變步長。同樣，控制系統(tǒng)變量包括控制對系統(tǒng)變量的改變的轉(zhuǎn)換速率。
[0230]在再另一個實施例中，控制系統(tǒng)變量包括從由中間總線上的總線電壓、輸出電壓、控制信號開關(guān)頻率或相位、控制信號激活時間或時期和激活的可控裝置的數(shù)量構(gòu)成的組選擇系統(tǒng)變量。另外，控制系統(tǒng)變量包括從由供應(yīng)給中間總線的總線電流、負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器輸出電流、系統(tǒng)裝置的功率耗散、系統(tǒng)裝置的效率、系統(tǒng)裝置的溫度、系統(tǒng)裝置的電磁干擾(EMI)、系統(tǒng)裝置的電壓波紋或電流波紋、系統(tǒng)裝置的瞬態(tài)響應(yīng)和對主動產(chǎn)生的系統(tǒng)擾動的響應(yīng)構(gòu)成的組選擇監(jiān)測的系統(tǒng)變量。
[0231]在另外的實施例中，控制系統(tǒng)變量包括從由預(yù)設(shè)約束、用戶限定約束、原位約束和適應(yīng)性約束構(gòu)成的組選擇系統(tǒng)約束。另外，控制系統(tǒng)變量包括基于警告信號控制系統(tǒng)變量，其中在一個示例中該警告信號可指示臨近系統(tǒng)關(guān)閉。
[0232]在再另外的實施例中，控制系統(tǒng)變量包括采用系統(tǒng)的通信能力。另外，通信能力遵照從由內(nèi)部集成電路（I2C)總線規(guī)范、控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN)總線規(guī)范和串行外設(shè)接口(SPI)總線規(guī)范構(gòu)成的組選擇的一個。同樣，通信能力可采用有線、無線或光學(xué)元件。此外，可采用中間總線作為通信能力。方法1200在步驟1225中結(jié)束。
[0233]盡管已經(jīng)參照采用特定順序執(zhí)行的特定步驟描述和示出本文公開的方法，將理解這些步驟可組合、細(xì)分或重新排序來形成等同的方法，而不偏離本公開的教導(dǎo)。因此除非本文具體地指出，這些步驟的順序或編組不是本公開的限制。
[0234]本申請涉及的本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將意識到可對描述的實施例做出其他或另外的增添、刪除、代替或修改。
【權(quán)利要求】
1.ー種中間總線架構(gòu)電カ系統(tǒng)，包括: 總線轉(zhuǎn)換器，其將輸入電壓轉(zhuǎn)換成中間總線上的總線電壓； 負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器，其從所述中間總線上的所述總線電壓供應(yīng)輸出電壓；以及 決策引擎優(yōu)化控制器，其控制系統(tǒng)變量以基于監(jiān)測的系統(tǒng)變量或系統(tǒng)約束來改進(jìn)整體系統(tǒng)性能。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述決策引擎優(yōu)化控制器從由以下構(gòu)成的組選擇: 嵌入所述總線轉(zhuǎn)換器內(nèi)的控制器；以及 與所述總線轉(zhuǎn)換器分離的控制器。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述決策引擎優(yōu)化控制器耦合到所述總線轉(zhuǎn)換器的中間總線連接。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述決策引擎優(yōu)化控制器耦合到多個負(fù)載點(diǎn)轉(zhuǎn)換器來控制所述系統(tǒng)變量。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述決策引擎優(yōu)化控制器與另ー個控制器通信來控制所述系統(tǒng)變量。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述決策引擎優(yōu)化控制器在控制所述系統(tǒng)變量中采用測試、型號或序列號數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述測試、型號或序列號數(shù)據(jù)是存儲的數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述決策引擎優(yōu)化控制器采用步進(jìn)方式控制對所述系統(tǒng)變量的改變。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述步進(jìn)方式采用可變步長。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述決策引擎優(yōu)化控制器控制對所述系統(tǒng)變量的改變的轉(zhuǎn)換速率。
【文檔編號】H02M3/00GK103490610SQ201310192848
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月20日
【發(fā)明者】K·瓦塞夫, R·霍克, V·J·索圖維利爾, M·J·莫德爾, A·F·羅斯曼 申請人:通用電氣公司