用于中間總線架構(gòu)供電控制器的電壓范圍確定的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的中間總線電壓(VIB)的電壓控制器的范圍確定設(shè)備、一種中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)以及一種提供中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的受控的中間總線電壓被允許在其內(nèi)變化的范圍的方法、計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。范圍確定設(shè)備獲取針對(duì)受控的中間總線電壓的范圍(R3)，該范圍基于與控制的當(dāng)前時(shí)間間隔相對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)已經(jīng)被確定，以及向電壓控制器提供該范圍以用于電壓控制器在當(dāng)前時(shí)間間隔中將中間總線電壓(VIB)控制在確定的范圍內(nèi)。
【專利說(shuō)明】
用于中間總線架構(gòu)供電控制器的電壓范圍確定
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)領(lǐng)域，并且更具體地設(shè)及運(yùn)樣的系統(tǒng)中的中間 總線電壓的控制。本發(fā)明更特別地設(shè)及用于中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的中間總線的電壓控 制器的范圍確定設(shè)備、中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)W及提供允許中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的受 控的中間總線電壓在其中變化的范圍的方法、計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)諸如高性能化SI電路(例如處理器、ASIC和FPGA)等負(fù)載的供電是要求高的，因 為運(yùn)些類型的負(fù)載需要多個(gè)低的供應(yīng)電壓。運(yùn)些類型的負(fù)載可W在諸如數(shù)據(jù)通信和電信網(wǎng) 絡(luò)等無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中提供，其中通信網(wǎng)絡(luò)也可W是無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，諸如長(zhǎng)期演進(jìn)化TE)或?qū)?帶碼分多址(WCDMA)通信網(wǎng)絡(luò)。負(fù)載比如可W被提供作為基站(通常稱為nodeB或enodeB)、 網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(GGSN)或服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)（SGSN)中的電路，其中GPRS是通用分組無(wú)線 電業(yè)務(wù)的首字母縮寫。
[0003] 正因?yàn)槿绱耍枰軌蛘{(diào)節(jié)供應(yīng)電壓。為了提供運(yùn)樣的調(diào)節(jié)W及解決與運(yùn)些種類 的負(fù)載的供電相關(guān)聯(lián)的其他問題，出現(xiàn)了所謂的中間總線架構(gòu)（IBA)電源，其可W經(jīng)由兩級(jí) 電壓變換布置從輸入電源提供若干嚴(yán)格調(diào)節(jié)的電壓。
[0004] 運(yùn)一類型的供電比如在W0 2012/007055和W0 2010/149205中描述。
[0005] 供電通常包括經(jīng)由中間電壓總線連接至輸入供電系統(tǒng)W及若干負(fù)載點(diǎn)調(diào)節(jié)器 (POL)的一個(gè)或多個(gè)中間總線變換器（IBC)，其中運(yùn)些負(fù)載連接至運(yùn)些POL。運(yùn)一結(jié)構(gòu)通常還 包括主板功率管理器(BPM)。
[0006] 在運(yùn)些文檔中，W0 2012/007044比如描述了如何能夠基于負(fù)載來(lái)控制中間電壓總 線的電壓。
[0007] 運(yùn)在許多方面是高效的。然而，有時(shí)可能存在問題，因?yàn)橐龀龅目刂频脑６仁庆o 止的。因此，受控的中間總線電壓的范圍是固定的。實(shí)際上，需要使用運(yùn)樣的大的范圍使得 可W利用中間總線電壓的全擺幅。因此，所實(shí)現(xiàn)的功率效率沒有得到優(yōu)化。
[000引因此，需要改變?cè)试S中間總線處的控制電壓在其中變化的范圍W便獲得更高的功 率效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] -個(gè)目的是提供一種允許IBA供電系統(tǒng)中的中間電壓總線的電壓在其中變化的靈 活的范圍。
[0010] 運(yùn)一目的根據(jù)第一方面通過用于電壓控制器的范圍確定設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。電壓控制器 生成用于控制中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的中間總線電壓的控制信號(hào)。中間總線電壓包括經(jīng) 由中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的中間電壓總線從第一級(jí)DC到DC功率變換器向至少一個(gè)第二 級(jí)DC到DC功率變換器輸出的電壓。范圍確定設(shè)備包括作用于計(jì)算機(jī)程序指令的處理器，借 此范圍確定設(shè)備(900)可操作W :
[0011] 獲取針對(duì)受控的中間總線電壓的范圍，該范圍基于與控制的當(dāng)前時(shí)間間隔相對(duì)應(yīng) 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)已經(jīng)被確定，W及
[0012] 向電壓控制器提供該范圍用于電壓控制器。
[0013] 從而，電壓控制器能夠在當(dāng)前時(shí)間間隔中將中間總線電壓控制在所確定的范圍 內(nèi)。
[0014] 運(yùn)一目的根據(jù)第二方面還通過具有電壓控制器和根據(jù)第一方面的范圍確定設(shè)備 的中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0015] 運(yùn)一目的根據(jù)第Ξ方面通過一種提供通過電壓控制器的控制而允許中間總線架 構(gòu)電源系統(tǒng)中的受控的中間總線電壓在其中變化的范圍的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。中間總線電壓包括 經(jīng)由中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的中間電壓總線從第一級(jí)DC到DC功率變換器向至少一個(gè)第 二級(jí)DC到DC功率變換器輸出的電壓。方法包括：
[0016] 獲取針對(duì)受控的中間總線電壓的范圍，該范圍基于與控制的當(dāng)前時(shí)間間隔相對(duì)應(yīng) 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)已經(jīng)被確定，W及
[0017] 向電壓控制器提供該范圍。
[0018] 從而，電壓控制器能夠在當(dāng)前時(shí)間間隔中將中間總線電壓控制在所確定的范圍 內(nèi)。
[0019] 運(yùn)一目的根據(jù)第四方面通過一種用于提供允許中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的受控 的中間總線電壓在其中變化的范圍的計(jì)算機(jī)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)程序包括當(dāng)在范圍確定設(shè) 備中被運(yùn)行時(shí)使得范圍確定設(shè)備進(jìn)行W下操作的計(jì)算機(jī)程序代碼：
[0020] 獲取針對(duì)受控的中間總線電壓的范圍，該范圍基于與控制的當(dāng)前時(shí)間間隔相對(duì)應(yīng) 的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)已經(jīng)被確定，W及
[0021] 向電壓控制器提供該范圍用于電壓控制器。
[0022] 從而，電壓控制器能夠在當(dāng)前時(shí)間間隔中將中間總線電壓控制在所確定的控制值 范圍內(nèi)。
[0023] 運(yùn)一目的根據(jù)第五方面通過一種用于提供允許中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的受控 的中間總線電壓在其中變化的范圍的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品來(lái)實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在數(shù)據(jù)載體 上被提供并且包括根據(jù)第四方面的計(jì)算機(jī)程序代碼。
[0024] 存在與各個(gè)方面相關(guān)聯(lián)的若干優(yōu)點(diǎn)。在使用統(tǒng)計(jì)值時(shí)可W減小系統(tǒng)中的隨著時(shí)間 的功率損失。運(yùn)是由于W下事實(shí)：范圍是動(dòng)態(tài)的并且因此可W利用中間總線電壓的更大擺 幅。還使得能夠在低到高過渡之后更快地過渡到低功率損失狀態(tài)。統(tǒng)計(jì)值的使用還可W確 保電源系統(tǒng)將中間總線電壓保持在合適電平。還可W獲得高水平的定制。
[0025] 根據(jù)第一方面的一個(gè)變型，范圍確定設(shè)備還操作W獲取與當(dāng)前時(shí)間間隔相關(guān)聯(lián)的 所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。在運(yùn)種情況下，范圍是通過基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)確定范圍而獲得的。
[0026] 根據(jù)第Ξ方面的對(duì)應(yīng)變型，方法還包括獲取與當(dāng)前時(shí)間間隔相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。 在此，范圍的獲取通過基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)確定范圍而實(shí)現(xiàn)。
[0027] 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可W與對(duì)應(yīng)于當(dāng)前時(shí)間間隔的參考時(shí)間間隔相聯(lián)系。參考時(shí)間間隔可W 與當(dāng)前時(shí)間間隔的一天中的時(shí)刻相聯(lián)系。其另外可W與當(dāng)前時(shí)間間隔的一星期中的天相聯(lián) 系。其還可W與當(dāng)前時(shí)間間隔的月相聯(lián)系。
[0028] 范圍進(jìn)而可W被提供作為至少一個(gè)范圍限度值。范圍限度值可W基于參考時(shí)間間 隔的平均中間總線電壓。替選地或者另外地，范圍限度值可w基于參考時(shí)間間隔中中間總 線電壓的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
[0029] 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可W與對(duì)應(yīng)于當(dāng)前時(shí)間間隔的氣象環(huán)境條件的氣象數(shù)據(jù)相聯(lián)系。
[0030] 根據(jù)第一方面的另一變型，范圍確定設(shè)備在操作W獲取范圍時(shí)還操作在參數(shù) 化的等式中應(yīng)用統(tǒng)計(jì)值。
[0031] 根據(jù)第Ξ方面的對(duì)應(yīng)變型，范圍的獲取包括在具有控制值范圍數(shù)據(jù)的表格中讀取 與當(dāng)前時(shí)間間隔相對(duì)應(yīng)的字段。
[0032] 還可W包括中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，其中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是數(shù)學(xué)模型的部 分。
[0033] 根據(jù)第一方面的另外的變型，范圍確定裝置在操作W獲取范圍時(shí)還操作將中 間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的控制的結(jié)果與數(shù)學(xué)模型中的處理的對(duì)應(yīng)結(jié)果相比較，基于比較而 更新數(shù)學(xué)模型，W及通過在由數(shù)學(xué)模型提供的中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的狀態(tài)的估計(jì)來(lái)獲 取范圍。
[0034] 根據(jù)第Ξ方面的對(duì)應(yīng)變型，獲取范圍包括:在中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 中施加來(lái)自電壓控制器的控制信號(hào)，將中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的控制的結(jié)果與數(shù)學(xué)模型 中的處理的對(duì)應(yīng)結(jié)果相比較，基于比較而更新數(shù)學(xué)模型，W及通過在由數(shù)學(xué)模型提供的中 間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的狀態(tài)的估計(jì)來(lái)獲取范圍。
[0035] 應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，術(shù)語(yǔ)"包括(comprises)/包括(comprising)"當(dāng)在本說(shuō)明書中使用時(shí)被 理解為規(guī)定所指出的特征、整體、步驟或部件的存在，但是不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整 體、步驟、部件或其組的存在或添加。
【附圖說(shuō)明】
[0036] 現(xiàn)在將參考附圖僅作為示例詳細(xì)解釋本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中：
[0037] 圖1是中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)的示意圖；
[0038] 圖2是圖1的IBA電源系統(tǒng)中的電壓控制器的示意圖；
[0039] 圖3是圖1的IBA電源系統(tǒng)中的范圍確定設(shè)備的示意圖；
[0040] 圖4示出了范圍確定設(shè)備的替選實(shí)現(xiàn)；
[0041] 圖5示出了在一天期間的中間總線電壓變化的統(tǒng)計(jì)值連同基于運(yùn)些統(tǒng)計(jì)值確定并 且在控制總線電壓時(shí)使用的范圍值的示例；
[0042] 圖6示出了用于估計(jì)要在提供范圍時(shí)使用的負(fù)載數(shù)據(jù)的方法步驟的流程圖；
[0043] 圖7示出了提供范圍的方法的第一實(shí)施例中的方法步驟的流程圖；
[0044] 圖8示出了提供范圍的方法的第二實(shí)施例中的方法步驟的流程圖；
[0045] 圖9示出了提供范圍的方法的第二實(shí)施例中的方法步驟的流程圖；
[0046] 圖10示意性地示出了用于實(shí)現(xiàn)第四實(shí)施例的連接至系統(tǒng)和電壓控制器的范圍確 定設(shè)備；
[0047] 圖11示出了提供范圍的方法的第四實(shí)施例中的方法步驟的流程圖；
[0048] 圖12示出了 IB對(duì)莫塊中電壓控制器和范圍確定設(shè)備的一個(gè)替選布置；
[0049] 圖13示出了PIM模塊中電壓控制器和范圍確定設(shè)備的另一替選布置;W及
[0050] 圖14示出了 BPM模塊中電壓控制器和范圍確定設(shè)備的另外的替選布置。
【具體實(shí)施方式】
[0051 ]中間總線架構(gòu)（IBA)電源系統(tǒng)對(duì)用于向諸如高性能超大規(guī)模集成(ULSI)電路(例 如處理器、ASIC和FPGA)等負(fù)載提供電力的用途是令人感興趣的。運(yùn)些電路也可W設(shè)置在通 信網(wǎng)絡(luò)、諸如電信網(wǎng)絡(luò)中，其中通信網(wǎng)絡(luò)也可W是無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，諸如長(zhǎng)期演進(jìn)化TE)或?qū)?帶碼分多址(WCDMA)通信網(wǎng)絡(luò)。負(fù)載比如可W被提供作為基站中的電路，其通常稱為nodeB 或enodeB、網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)（GGSN)或服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)（SGSN)，其中GPRS是通用分組無(wú) 線電業(yè)務(wù)的首字母大寫。
[0052] 圖1是一個(gè)運(yùn)樣的IBA電源系統(tǒng)100的示意圖。圖1中的IBA電源系統(tǒng)100是包括數(shù)目 η個(gè)(其中n> 1)并聯(lián)禪合的第一級(jí)DC/DC變換器200到250的兩級(jí)配電網(wǎng)絡(luò)，第一級(jí)DC/DC變 換器200到250的輸出經(jīng)由中間電壓總線（IVB)連接至數(shù)目K個(gè)(其中Κ> 1)第二級(jí)DC/DC變換 器500-1到500-Κ。第一級(jí)變換器200到250在電壓Vdch下連接至輸入電源總線300,其通常在 36-75V、18-36V或18-60V之間的電壓Vdch下。每個(gè)第一級(jí)變換器還可W經(jīng)由可選的對(duì)應(yīng)濾波 單元1010和1020連接至輸入電源總線300。運(yùn)樣的濾波單元有時(shí)稱為電源輸入模塊(PIM)。 PIM(PIMi)1010和(PIMn)1020因此連接至輸入電源總線并且每個(gè)向?qū)?yīng)第一級(jí)變換器遞送 經(jīng)過OR和濾波后的電源電壓(mains vo；Uage)。
[0053] 第一級(jí)DC/DC變換器200到250中的每個(gè)優(yōu)選地是隔離的DC/DC變換器。第一級(jí)變換 器通常也稱為中間總線變換器(IBC)。具有運(yùn)樣的第一級(jí)DC/DC變換器或IBC的IBA供電系統(tǒng) 具有制造高效和成本有效的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榕c輸入電源總線的隔離(其通常需要使用包括變壓 器的相對(duì)成本較高的部件）由相對(duì)少數(shù)目的變換器(或者其中n = l，通過單個(gè)變換器)來(lái)提 供。替選地，IBC可W是與輸入功率總線300非隔離的。IBC優(yōu)選地每個(gè)用開關(guān)模式電源 (SMPS)運(yùn)一高效形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，SMI^可W完全被調(diào)節(jié)或者被行調(diào)節(jié)W將輸入電源總線電壓變 換成IVB上的更低的中間總線電壓VibdIBC也可W是固定比率變換器。
[0化4] IBC 200可W配備有信號(hào)處理器210和輸入/輸出（I/O)接口220,電壓控制器700通 過I/O接口220可W對(duì)IBC 200進(jìn)行數(shù)字化控制和管理，電壓控制器700將在下面詳細(xì)描述。 控制信號(hào)和信息可W經(jīng)由管理總線(MB)800形式的信息通道在控制器700與IBC 200之間交 換，MB 800可W是并行的或串行的。IBC 200能夠根據(jù)所接收的控制信號(hào)調(diào)節(jié)其輸出處的ViB 值。其余IBC類似地配置。例如，第η IBC 250具有信號(hào)處理器260和輸入/輸出（I/O)接口 270，電壓控制器700通過I/O接口 270可W控制第η IBC 25(LPIM(PIMi) 1010到(PIMn) 1020也 可W連接至管理總線800。
[0055]通常，IBC 200到250中的兩個(gè)或多個(gè)可W設(shè)置為電流共享布置使得它們向第二級(jí) DC到DC變換器并行地提供電力。運(yùn)些IBC之間的電流共享所需要的信息可W經(jīng)由電流共享 總線CSBi在運(yùn)些IBC之間交換。在圖1中，電源變換器系統(tǒng)的第一級(jí)中存在一個(gè)電流共享總 線(CSB)，但是可W使用多于一個(gè)運(yùn)樣的CSB。
[0化6] 如圖1所示，IBC經(jīng)由IVB連接至數(shù)目K個(gè)第二級(jí)DC/DC變換器500-巧化00-K的輸入。 多個(gè)第二級(jí)DC/DC變換器中的每個(gè)可W是SMPS形式的非隔離WL調(diào)節(jié)器。然而，第二級(jí)DC/DC 變換器不限于運(yùn)樣的變換器，替選地可W是非開關(guān)式變換器，諸如低壓差化DO)(線性)調(diào)節(jié) 器。另外，替選地，第二級(jí)DC/DC變換器中的一些或全部可W是隔離的，但是如果隔離由IBC 來(lái)提供，則從成本角度來(lái)說(shuō)非隔離的第二級(jí)DC/DC變換器是有利的。每個(gè)POL向其負(fù)載600-k 遞送調(diào)節(jié)后的輸出電壓Vout_k。
[0057] P化調(diào)節(jié)器500-1和500-2可W設(shè)置為電流共享布置W向公共負(fù)載600-1遞送電力。 電流共享所需要的信息經(jīng)由電流共享總線CSB2在運(yùn)些POL調(diào)節(jié)器之間交換。然而，更一般 地，在POL級(jí)中可W存在大量電流共享總線CSBi、……、CSBj，并且可W在兩個(gè)到高至m(其中m < k)個(gè)POL調(diào)節(jié)器之間執(zhí)行電流共享。
[005引每個(gè)POL變換器設(shè)置有信號(hào)處理器510和輸入/輸出（I/O)接口 520,控制器700可W 經(jīng)由管理總線800通過I/O接口 520數(shù)字化控制和管理每個(gè)POL變換器。
[0059] IBC和POL可W具有任何類型的合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且可W是任何合適的類型。它 們因此可 W 是郵。4、8〇〇31:、1311。4-13〇〇31:等。
[0060] 如在圖1中可見，還存在連接至管理總線的范圍確定設(shè)備(畑0)900。其角色是設(shè)置 電壓控制器700要在其中操作的范圍。運(yùn)一范圍設(shè)置將在稍后更詳細(xì)地描述。
[0061 ] 最后，存在也連接至管理總線800的可選的主板功率管理器(BPM)IIOOdBPM 1100 是在更高層級(jí)控制電源系統(tǒng)的控制器。
[0062] 圖2是圖1所示的電壓控制器700的詳細(xì)圖示?？刂破?00包括用于從IBC 200和250 并且優(yōu)選地還從POL變換器500-巧化00-K接收信息的輸入/輸出（1/0)或接收部分710。接收 部分710經(jīng)由管理總線800連接至IBC和POL變換器的1/0接口，運(yùn)使得能夠在其之間交換信 息和控制信號(hào)。特別地，控制器700的接收部分710被配置成接收設(shè)及IBC的操作條件的信 息，包括所測(cè)量的IBC的輸入電流iDm、……、iDCHn W及優(yōu)選地其輸入電壓Vdch的值。替選地或 者另外地，接收部分可W被配置成接收IBC的輸出電流Im、……、IiBn和輸出電壓的值、優(yōu)選 地連同輸入電壓Vdch的值。接收部分710還可W被配置成接收設(shè)及POL調(diào)節(jié)器的操作條件的 信息，包括所測(cè)量的POL的相應(yīng)輸出電壓Vok和輸出電流I Dk。
[0063] 電壓控制器的接收部分710另外可W被配置成從IBC和POL變換器接收其他參數(shù)， 諸如其占空比、溫度、系統(tǒng)狀態(tài)信息W用于故障監(jiān)控和診斷等。運(yùn)些參數(shù)可W由控制器用于 任何有用的或期望的目的，例如用于實(shí)現(xiàn)安全特征，諸如保護(hù)切斷，運(yùn)確保臨界參數(shù)(諸如 部件溫度)不超過預(yù)定口限。替選地，控制器700可W向高層實(shí)體(諸如BPM 1100)或者向可 W被定位成遠(yuǎn)離在其上形成IBA電源系統(tǒng)100的主板的系統(tǒng)，轉(zhuǎn)發(fā)所接收的信息中的一些或 全部。
[0064] 如圖2所示，電壓控制器700還可W包括處理器720、工作存儲(chǔ)器730和存儲(chǔ)計(jì)算機(jī) 可讀指令的指令膽存器740,運(yùn)些指令在由處理器720執(zhí)行時(shí)使得處理器執(zhí)行下文中描述的 評(píng)估系統(tǒng)效率的測(cè)量(例如，輸入到IBA系統(tǒng)的電流或功率或者系統(tǒng)的功率損失）W及生成 用于基于運(yùn)一評(píng)估來(lái)設(shè)置中間總線電壓的控制信號(hào)的處理操作。指令膽存器740可W包括 預(yù)先加載有計(jì)算機(jī)可讀指令的ROM。替選地，指令膽存器740可W包括RAM或類似類型的存儲(chǔ) 器，并且可W從攜帶計(jì)算機(jī)可讀指令的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品（諸如計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)750(諸 如CD-ROM等)或者計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)760)向指令膽存器740輸入計(jì)算機(jī)可讀指令。
[0065] 在所公開的電壓控制器700的變型中，包括處理器720、工作存儲(chǔ)器730和指令膽存 器740的組合770構(gòu)成效率測(cè)量單元和控制信號(hào)生成器，W用于生成使得IBC設(shè)置中間總線 電壓的控制信號(hào)?，F(xiàn)在將參考圖1和2詳細(xì)描述效率測(cè)量單元和控制信號(hào)生成器。
[0066] 如圖2所示，電壓控制器700包括與接收部分710通信的效率測(cè)量單元770。效率測(cè) 量單元770可W被布置成通過使用接收部分710已經(jīng)接收的值確定輸入到IBC 200到250的 電流或者輸入電流和輸入電壓二者來(lái)確定輸入到IBA電源系統(tǒng)的功率的測(cè)量。
[0067] 更具體地，效率測(cè)量單元770可W被配置成計(jì)算輸入到IBA電源系統(tǒng)的功率Pin,作 為系統(tǒng)效率的測(cè)量，即乘積
[0068] 替選地，如果輸入電壓Vdch的變化可忽略，則輸入到IBA電源系統(tǒng)的電流Idch可W作 為系統(tǒng)效率的測(cè)量。作為另外的替選，IBA電源系統(tǒng)中的功率損失可W作為系統(tǒng)效率的測(cè) 量;也就是，經(jīng)由IBC輸入到IBA系統(tǒng)的功率（即圖1中的乘積IdchVdch)與由IBA系統(tǒng)經(jīng)由POL變 換器500-1到500-K輸出的功率(換言之，由輸出電流和電壓之積給出的全部POL變換器的相 應(yīng)功率輸出之和
么差。
[0069] 在運(yùn)些情況中的任一情況下，輸入電流Idch可W簡(jiǎn)單地通過對(duì)IBC 200到250所測(cè) 量的電流iDCHi的值進(jìn)行求和使得
來(lái)確定。
[0070] 替選地，總的中間總線電流
可W通過對(duì)所測(cè)量的由IBC輸出的電流 IiBi值進(jìn)行求和來(lái)確定，并且可W由效率測(cè)量單元770在IBC的功率損失模型中使用W計(jì)算 總輸入電流Idch。IBC的功率損失函數(shù)PiBC可W表不為輸入電壓Vdch、輸出電壓ViB和輸出電流 IiB的函數(shù)，即？16。=加。(￥議，￥16，116)。為了得到更高的準(zhǔn)確性，優(yōu)選的是還將18(：的溫度1'考 慮在內(nèi)，使得？16。=加(；（￥〇甜，￥16，116，1')。輸入電流因此簡(jiǎn)單地是1〇01=加(；/￥〇甜=邑16(；(￥〇甜，￥16， Ι?Β,Τ)。函數(shù)fiBC和/或gIBC可W通過物理IBC的功率損失測(cè)量來(lái)獲得并且可W被建模為通常 為二階的多項(xiàng)式，多項(xiàng)式系數(shù)可W通過例如最小二乘回歸分析來(lái)獲得。當(dāng)然，可W使用其他 數(shù)學(xué)模型，然而多項(xiàng)式函數(shù)易于計(jì)算并且因此是優(yōu)選的。代替最小二乘，可W使用其他回歸 工具，諸如最小絕對(duì)偏差。
[0071] 如W上所指出的，電壓控制器還可W包括控制信號(hào)生成器770?？刂菩盘?hào)生成器 770被布置成基于由效率測(cè)量單元確定的效率測(cè)量值來(lái)生成用于由IBC 200到250用于設(shè)置 中間總線電壓ViB的控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)生成器可W在由此確定的時(shí)間或者響應(yīng)于IBC做出 的控制信號(hào)請(qǐng)求而優(yōu)選地使用功率管理總線(PMBus)協(xié)議，經(jīng)由MB800向IBC傳輸所生成的 控制信號(hào)。IBC被配置成使用所接收的控制信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)中間總線電壓。更特別地，可W采用 設(shè)置和優(yōu)化算法或電流裕度算法?？蒞在W0 2012/007055中找到使用兩個(gè)不同的設(shè)置和優(yōu) 化算法和電流裕度算法的控制細(xì)節(jié)。
[0072] W上描述的電壓控制器700的操作全部提供用于優(yōu)化的系統(tǒng)效率的基于實(shí)際負(fù)載 條件的中間總線電壓ViB的調(diào)節(jié)。在其內(nèi)控制W上描述的中間總線電壓的范圍在傳統(tǒng)上已經(jīng) 被固定。實(shí)際上，通常必須使用大的范圍使得可W利用ViB的全擺幅。因此，沒有優(yōu)化所實(shí)現(xiàn) 的功率效率。
[0073] 因此，感興趣的是得到在其中獲得更高的功率效率的控制。
[0074] 運(yùn)可W在與IBA電源系統(tǒng)的負(fù)載相關(guān)的統(tǒng)計(jì)值或趨勢(shì)用于影響控制的情況下來(lái)實(shí) 現(xiàn)。
[0075] 運(yùn)一問題通過使用范圍確定設(shè)備900來(lái)解決，范圍確定設(shè)備900提供允許由電壓控 制器來(lái)在其中控制中間總線電壓的范圍，該范圍基于統(tǒng)計(jì)負(fù)載改變而變化。
[0076] 圖3是圖1所示的范圍確定設(shè)備900的可能實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)圖示。范圍確定設(shè)備900包括 用于向電壓控制器700提供范圍的輸入/輸出（I/O)單元910。1/0單元910還可W從統(tǒng)計(jì)值提 供設(shè)備接收統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可W包括由統(tǒng)計(jì)值提供設(shè)備歷史上所確定的統(tǒng)計(jì)負(fù)載數(shù) 據(jù)。統(tǒng)計(jì)負(fù)載數(shù)據(jù)還可W包括統(tǒng)計(jì)中間總線電壓。統(tǒng)計(jì)值還可W根據(jù)采集業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)值的時(shí) 間間隔來(lái)組織，運(yùn)些時(shí)間間隔可W稱為參考時(shí)間間隔。
[0077] 如圖3所示，范圍確定設(shè)備900還可W包括處理器920、工作存儲(chǔ)器930和存儲(chǔ)計(jì)算 機(jī)可讀指令的指令膽存器940,運(yùn)些計(jì)算機(jī)可讀指令在由處理器920執(zhí)行時(shí)使得處理器執(zhí)行 下文中描述的用W確定電壓控制器700的范圍的處理操作。處理操作還可W包括基于統(tǒng)計(jì) 值而確定范圍界定數(shù)據(jù)，其中范圍界定數(shù)據(jù)可W包括確定直接用于形成范圍的數(shù)據(jù)，諸如 范圍的限度，或可W在某個(gè)進(jìn)一步處理之后用于形成范圍的數(shù)據(jù)，諸如中間總線電壓的平 均值或平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差。運(yùn)些稍后的處理操作也可W稱為統(tǒng)計(jì)值處理操作。指令膽存器940 可W包括預(yù)先加載有計(jì)算機(jī)可讀指令的ROM。替選地，指令膽存器940可W包括RAM或類似類 型的存儲(chǔ)器，并且可W從具有計(jì)算機(jī)程序指令960的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品(諸如計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ) 介質(zhì)950)向指令膽存器940輸入計(jì)算機(jī)可讀指令。
[0078] 在所公開的范圍確定設(shè)備900的變型中，包括處理器920、工作存儲(chǔ)器930和指令膽 存器940的組合970構(gòu)成用于向電壓控制器并且可選地還向統(tǒng)計(jì)值處理單元提供范圍的范 圍確定單元。
[0079] 處理器920還連接至包括統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)(諸如統(tǒng)計(jì)負(fù)載數(shù)據(jù)）的數(shù)據(jù)庫(kù)DB 980。統(tǒng)計(jì)數(shù) 據(jù)可W包括由操作者測(cè)量和輸入的數(shù)據(jù)。替選地，電源系統(tǒng)本身可W比如連續(xù)地測(cè)量和/或 更新統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，使得能夠提供具有歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。運(yùn)一統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可W是比如由POL 測(cè)量或者由電壓控制器報(bào)告的統(tǒng)計(jì)中間總線電壓。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)另外地或者取而代之可W包括 在歷史中間總線電壓上做出的統(tǒng)計(jì)計(jì)算的結(jié)果。
[0080] 處理器在作用于W上提及的計(jì)算機(jī)代碼時(shí)因此實(shí)現(xiàn)范圍確定功能，其使用統(tǒng)計(jì)負(fù) 載數(shù)據(jù)用于確定要將中間總線電壓控制在其內(nèi)的范圍，并且還有可能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)值處理功能 W用于估計(jì)可W由其確定范圍的負(fù)載數(shù)據(jù)。
[0081] 圖4中示出了范圍確定設(shè)備的替選框圖示意圖，其示出了包括范圍確定單元(RDU) 990和統(tǒng)計(jì)值處理單元(S皿)995的設(shè)備900。
[0082] 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可W在數(shù)據(jù)庫(kù)980中提供。范圍確定設(shè)備900內(nèi)的數(shù)據(jù)庫(kù)980的設(shè)置是可 選的。作為替選，其可W設(shè)置在系統(tǒng)中的某個(gè)其他地方并且經(jīng)由總線800來(lái)訪問。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 因此可W由范圍確定單元(RDU)990 W及由統(tǒng)計(jì)值處理單元(S皿)995來(lái)訪問。統(tǒng)計(jì)值替選地 可W是系統(tǒng)模型的部分，即包括第一變換器級(jí)和第二變換器級(jí)的中間總線系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模 型。統(tǒng)計(jì)值也可W是參數(shù)化的等式的部分。
[0083] 現(xiàn)在還參考圖5和圖6來(lái)描述可W如何確定范圍，圖5示出了中間總線電壓的統(tǒng)計(jì) 變化W及關(guān)于運(yùn)樣的統(tǒng)計(jì)變化而確定的范圍，圖6示出了用于基于統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)變化來(lái)處理統(tǒng) 計(jì)負(fù)載數(shù)據(jù)或負(fù)載變化的數(shù)個(gè)方法步驟。
[0084] 數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)或電信網(wǎng)絡(luò)(諸如但不限于LTE或WCDMA)中的業(yè)務(wù)可W取決于比如 一天中的時(shí)刻和天的類型在相當(dāng)程度上變化。如果IBV供電系統(tǒng)在運(yùn)樣的網(wǎng)絡(luò)中被提供用 于負(fù)載的供電，則負(fù)載也示出類似的變化。因此，在控制中使用統(tǒng)計(jì)值可W是令人感興趣 的。由于電壓控制器控制中間總線電壓，所W運(yùn)一中間總線電壓的統(tǒng)計(jì)值的使用可W是令 人感興趣的。運(yùn)些統(tǒng)計(jì)值因此可w用于影響允許中間總線電壓在其中變化的范圍。
[0085] 比如，中間總線電壓能夠例如由POL或IBC來(lái)測(cè)量和報(bào)告，或者例如能夠由電壓控 制器700向統(tǒng)計(jì)值處理單元(S皿)995報(bào)告經(jīng)由控制獲得的期望的中間總線電壓，SHU 995然 后將其存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)980中。
[0086] 因此能夠基于允許將中間總線電壓控制在其內(nèi)的范圍來(lái)獲得中間總線電壓統(tǒng)計(jì) 值。圖5還示出了被確定用于中間總線電壓的統(tǒng)計(jì)變化的數(shù)個(gè)范圍。
[0087] 圖5示出了工作日的統(tǒng)計(jì)值的示例。還能夠?qū)⒁恢艿慕y(tǒng)計(jì)值考慮在內(nèi)，其中業(yè)務(wù)在 工作日和周末之間可W不同。由此中間總線電壓也可W相應(yīng)變化。還能夠針對(duì)一周的每天 單獨(dú)考慮統(tǒng)計(jì)值。還能夠在統(tǒng)計(jì)值中將按年的業(yè)務(wù)、即每個(gè)月的業(yè)務(wù)W及基于不同天氣條 件的業(yè)務(wù)考慮在內(nèi)。
[0088] 周末的業(yè)務(wù)情況比如可W不同于工作日的業(yè)務(wù)情況。即使沒有測(cè)量，但是很容易 想到美好夏日的業(yè)務(wù)情況不同于有風(fēng)且寒冷的冬日。另外，運(yùn)些差異在中間總線電壓的變 化中很清楚。所采集的統(tǒng)計(jì)值因此除了取決于時(shí)間還具有氣象依賴性。所采集的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 因此可W與氣象數(shù)據(jù)有關(guān)聯(lián)。
[0089] 因此，能夠使用典型的工作日、周末、美好夏日、有風(fēng)且寒冷的冬日等的統(tǒng)計(jì)值作 為用于確定范圍的輸入。
[0090] 根據(jù)一些方面，所估計(jì)的中間總線電壓的統(tǒng)計(jì)特性(諸如標(biāo)準(zhǔn)偏差和平均）用于確 定范圍。還能夠使用其他類型的統(tǒng)計(jì)測(cè)量，諸如方差和中值。
[0091 ]作為示例，能夠基于統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)變化數(shù)據(jù)，在一年中的具體一天、在具體的天氣條件 下、在具體的地方預(yù)測(cè)具體設(shè)備上的負(fù)載情況的平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差。具體地，中間總線電壓ViB 將在其中操作的范圍可W隨著統(tǒng)計(jì)值變化。范圍因此可W是允許中間總線電壓在當(dāng)前時(shí)間 間隔期間在其中變化的范圍。
[0092] 在圖5中，圖示了在不同ViB范圍下的構(gòu)思。運(yùn)些范圍可W被提供作為ViB電壓的實(shí) 際最大和最小調(diào)節(jié)水平。
[0093] 如果作為示例使用每小時(shí)一個(gè)范圍，則一天能夠具有24個(gè)不同的范圍，表示為R1、 R2、……、R24。例如，在早上3點(diǎn)，使用的范圍是R3，在5點(diǎn)，使用R5，W此類推。控制的當(dāng)前時(shí) 間間隔在本示例中因此是在工作日期間的小時(shí)。
[0094] 范圍（在運(yùn)種情況下是R1、R2、……、R24)可W包括關(guān)于中間總線電壓ViB的最小值、 最大值或者最小值和最大值兩者的信息。通常，每個(gè)時(shí)間間隔中的上限值和下限值可W使 用W下表達(dá)式根據(jù)統(tǒng)計(jì)值來(lái)計(jì)算：
[0095] VlBmin = VlBavg-n*VlBstd (1)
[0096] VlBmax = VlBavg+n*VlBstd (2)
[0097] 其中，ViBavg是每個(gè)時(shí)間間隔中的平均ViB水平，ViBstd是每個(gè)時(shí)間間隔中的ViB水平的 標(biāo)準(zhǔn)偏差，η是置信度，其中n = l，2,3(或者在請(qǐng)求高于6西格瑪?shù)闹眯艆^(qū)間的情況下更大）。
[0098] 可見，范圍因此可W被提供作為至少一個(gè)范圍限度值，運(yùn)一范圍限度值基于參考 時(shí)間間隔的平均中間總線電壓。另外地或者作為替代，其可W基于參考時(shí)間間隔中中間總 線電壓的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
[0099] 步驟1210,統(tǒng)計(jì)值處理單元(S皿)995因此可W比如從業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)值提供設(shè)備獲得統(tǒng) 計(jì)值，諸如中間總線電壓變化的統(tǒng)計(jì)值，步驟1220,處理統(tǒng)計(jì)值，諸如確定針對(duì)采集統(tǒng)計(jì)值 的各個(gè)時(shí)間間隔的中間總線電壓的統(tǒng)計(jì)值，如平均值和中值w及標(biāo)準(zhǔn)偏差w及甚至確定范 圍，運(yùn)些范圍是參考時(shí)間間隔。還可W基于統(tǒng)計(jì)值確定范圍。步驟1230,處理的結(jié)果然后可 W存儲(chǔ)在設(shè)及參考時(shí)間間隔的數(shù)據(jù)庫(kù)980中的一個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)表格中。統(tǒng)計(jì)值提供設(shè)備可 W是POUIBC或電壓控制器，其向統(tǒng)計(jì)值處理單元(S皿)955有規(guī)律地發(fā)送中間總線電壓值， S冊(cè)955在接收到統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)時(shí)執(zhí)行處理并且將結(jié)果存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)980中。替選地，另外的實(shí) 體、諸如BPM具有所有的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，即參考時(shí)間間隔的中間總線電壓值，并且將運(yùn)些值發(fā)送 給統(tǒng)計(jì)值處理單元(S皿)995用于處理。
[0100] 針對(duì)不同時(shí)間間隔確定的范圍因此可表格提供。然而，其也可W被提供作為 參數(shù)化的函數(shù)的部分。作為替選，用于確定范圍的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可W被提供作為IBA電源系統(tǒng)的 數(shù)學(xué)模型的部分。
[0101] 統(tǒng)計(jì)中間總線電壓值水平W及范圍因此可W由統(tǒng)計(jì)值處理單元(S冊(cè))995來(lái)確定。 運(yùn)一單元W上被描述為范圍確定設(shè)備900的部分。作為替選，運(yùn)一單元995可W被設(shè)置在范 圍確定設(shè)備900外部，比如在BPM 1100中。
[0102] 針對(duì)工作日的表格的示例可W看起來(lái)如下：
[0103]
[0104] 表1
[0105] 現(xiàn)在將參考圖7描述第一實(shí)施例，圖7示出了由范圍確定設(shè)備執(zhí)行的提供范圍的方 法的流程圖。
[0106] 步驟1240,范圍確定單元(RDU)990獲取用于受控的中間總線電壓的范圍，運(yùn)一范 圍基于對(duì)應(yīng)于控制的當(dāng)前時(shí)間間隔的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)確定。當(dāng)前時(shí)間間隔在此是電壓控制器 700當(dāng)前在其中執(zhí)行控制的間隔。范圍的獲取可W通過范圍確定單元(RDU)990從數(shù)據(jù)庫(kù)980 取回對(duì)應(yīng)于當(dāng)前時(shí)間間隔的范圍來(lái)執(zhí)行。如果當(dāng)前時(shí)間是12月的周Ξ上午01:30,則當(dāng)前時(shí) 間間隔可W在一天的上午1點(diǎn)到2點(diǎn)之間。在運(yùn)種情況下，范圍基于在對(duì)應(yīng)參考時(shí)間間隔（即 表示對(duì)應(yīng)表格中的相同時(shí)間的時(shí)間間隔）中收集的統(tǒng)計(jì)值，運(yùn)一表格可W是工作日表格，在 12月的工作日或周Ξ的表格處的用于一周的相同的一天的表格等。參考時(shí)間間隔因此可W 鏈接至當(dāng)前時(shí)間間隔的一天中的時(shí)刻化）、當(dāng)前時(shí)間間隔的一周中的一天W及當(dāng)前時(shí)間間 隔的一月。運(yùn)一范圍數(shù)據(jù)可W從數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)表格中的一個(gè)或多個(gè)范圍字段來(lái)獲得。在W 上時(shí)間示例中，可W假定W運(yùn)一方式獲得范圍R3。替選地，使用具有根據(jù)當(dāng)前時(shí)間間隔的參 數(shù)變量的參數(shù)化的等式或者使用針對(duì)當(dāng)前時(shí)間間隔的系統(tǒng)模型。
[0107] 步驟1250,一旦W上述方式中的任一方式獲得范圍，則將運(yùn)一范圍提供給電壓控 制器700,用于電壓控制器在當(dāng)前時(shí)間間隔內(nèi)將中間總線電壓(ViB)控制在所確定的范圍內(nèi)。 之后，電壓控制器(700)在控制中應(yīng)用該范圍。
[0108] W運(yùn)一方式，存在基于統(tǒng)計(jì)業(yè)務(wù)變化而確定的范圍并且從而獲得了更高效的控 制。
[0109] 現(xiàn)在，參考圖8描述第二實(shí)施例，圖8示出了用于確定范圍的數(shù)個(gè)步驟的流程圖。在 運(yùn)種情況下，使用基于表格的解決方案。
[0110] 因此數(shù)據(jù)庫(kù)980中存在至少一個(gè)表格，運(yùn)一表格作為替選可W由BPM 1100來(lái)提供。 然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，可W實(shí)現(xiàn)任意數(shù)目的表格。在最簡(jiǎn)單的情況下，僅使用一個(gè)表格，其可W 是適用于每天的表格。在運(yùn)種情況下沒有區(qū)分工作日和周末、月或者不同的天氣條件。另 夕h可W隨著采集新的統(tǒng)計(jì)值，有規(guī)律地更新表格中的數(shù)據(jù)。表格因此可W包括范圍并且僅 范圍。作為替選，能夠在表格中提供統(tǒng)計(jì)值，諸如針對(duì)參考時(shí)間間隔計(jì)算的中間總線電壓的 平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差，并且范圍確定單元(RDU)990因此將基于運(yùn)些值計(jì)算范圍。在某種高級(jí)情 況下，可W使用針對(duì)工作日的一個(gè)表格W及針對(duì)周末的另一表格。在非常高級(jí)的情況下，可 W使用大量表格，并且使用與實(shí)際的時(shí)刻、天、周、月或事件(其可W是某一天，例如新年前 夜、有風(fēng)且寒冷的冬日或者某個(gè)情況，比如災(zāi)難)有關(guān)的數(shù)據(jù)來(lái)選擇要使用的表格。表格因 此還可W鏈接至氣象數(shù)據(jù)，并且如果在當(dāng)前控制期間存在氣象環(huán)境條件，則可W取回鏈接 至當(dāng)前時(shí)間間隔的參考時(shí)間間隔的范圍，運(yùn)一氣象條件對(duì)應(yīng)于與表格相關(guān)聯(lián)的氣象數(shù)據(jù)。
[0111] 步驟1260,基于當(dāng)前時(shí)間間隔是哪個(gè)，比如在上午11點(diǎn)到12點(diǎn)之間，范圍確定單元 (RDU)990從表格的至少一個(gè)對(duì)應(yīng)字段取回?cái)?shù)據(jù)，其中所取回的數(shù)據(jù)與參考時(shí)間間隔相關(guān)。 其在此可W取回上部范圍字段中的范圍的上限W及下部范圍字段中的范圍的下限，并且然 后將范圍數(shù)據(jù)提供給電壓控制器，步驟1270"RDU 990因此可W讀取數(shù)據(jù)庫(kù)的表格中的字 段，該字段對(duì)應(yīng)于當(dāng)前時(shí)間間隔并且包括控制值范圍數(shù)據(jù)。替選地，其可W從表格中的兩個(gè) 字段采集平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差并且基于運(yùn)些值來(lái)確定范圍。
[0112] 本示例具有快速運(yùn)一優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)槠浠谌』仡A(yù)先計(jì)算的范圍值或者基于先前做出 的統(tǒng)計(jì)計(jì)算來(lái)很容易地計(jì)算范圍。
[0113] 之后，步驟1270，范圍確定單元(RDU)990將范圍數(shù)據(jù)發(fā)送給電壓控制器700，W用 于在中間總線電壓的控制中使用。
[0114] 現(xiàn)在，參考圖9來(lái)描述第立實(shí)施例。在運(yùn)種情況下，范圍確定單元990提供包括至少 一個(gè)等式的參數(shù)化的等式的集合。
[0115] 集合中的等式可W是用于確定范圍下限的等式并且可W基于W上等式（1)。集合 中的另一等式可W被提供用于確定范圍上限并且可W基于W上等式(2)。集合中的另外的 等式可w是用于確定標(biāo)準(zhǔn)偏差的等式，并且集合中的又一等式可w是用于確定平均的等 式。在運(yùn)種情況下，數(shù)據(jù)庫(kù)可W僅包括各種參考時(shí)間間隔中的中間總線電壓，運(yùn)一中間總線 電壓可W是W上提及的所估計(jì)的、測(cè)量的或者期望的中間總線電壓。
[0116] 在運(yùn)一第Ξ實(shí)施例中，步驟1280,從數(shù)據(jù)庫(kù)取回統(tǒng)計(jì)值，諸如參考時(shí)間間隔的中間 總線電壓或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，諸如與當(dāng)前時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)的參考時(shí)間間隔中的中間總線電壓的平均 和標(biāo)準(zhǔn)偏差。然后將數(shù)據(jù)輸入到等式中（步驟1290)，并且從其中獲得范圍（步驟1300)，運(yùn)一 范圍然后被提供給電壓控制器700(步驟1310)。
[0117] 運(yùn)具有W下優(yōu)點(diǎn)由范圍確定單元(RDU)990執(zhí)行一些附加處理為代價(jià)減小了由 統(tǒng)計(jì)值處理單元(S皿)995執(zhí)行的預(yù)處理。
[0118] 現(xiàn)在參考圖10和11描述第四實(shí)施例，其中圖10示意性地示出了連接至系統(tǒng)100和 電壓控制器700的范圍確定單元(RDU)990,圖14示出了由范圍確定單元990執(zhí)行的提供范圍 的方法中的方法步驟的流程圖。
[0119] 本實(shí)施例基于遞歸濾波器或算法，例如卡爾曼濾波，并且基于提供IBA供電系統(tǒng)的 數(shù)學(xué)模型的觀測(cè)器的使用，該觀測(cè)器通過范圍確定單元(RDU)990來(lái)提供。IBA供電系統(tǒng)100 可W被認(rèn)為是輸入信號(hào)U被提供至其中并且其提供大量輸出y(諸如中間總線電壓和電流） 的黑盒。具有觀測(cè)器的范圍確定單元(RDU)990接收相同的輸入信號(hào)U。系統(tǒng)包括若干未知狀 態(tài)X，并且數(shù)學(xué)模型提供運(yùn)些狀態(tài)的估計(jì)龍。觀測(cè)器因此還提供所估計(jì)的輸出信號(hào)來(lái)。觀測(cè)器 還提供數(shù)個(gè)等式：
[0122] 其中A、B、C、D和L是具有模型的理想系統(tǒng)常數(shù)的矩陣，并且k表示時(shí)刻。表示范圍的 所估計(jì)的狀態(tài)i因此可W通過關(guān)于矩陣A、B、C、D和L的知識(shí)來(lái)獲得。由于輸入和輸出已知，所 W能夠獲得狀態(tài)的估計(jì)，運(yùn)些估計(jì)通過迭代被精細(xì)化。在此，系統(tǒng)常數(shù)包括從業(yè)務(wù)負(fù)載統(tǒng)計(jì) 值而獲得的設(shè)置。從W上等式可見，能夠獲得連續(xù)更新的所估計(jì)的狀態(tài)iW用于形成范圍。
[0123] 在第四實(shí)施例的方法中，步驟1320,范圍確定單元(RDU)990從電壓控制器接收控 制信號(hào)U。步驟1330,運(yùn)一控制信號(hào)(其也被電壓控制器施加給實(shí)際的IBA供電系統(tǒng)100)然后 被插入到IBA供電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型中。之后，步驟1340,范圍確定單元(RDU)990接收處理結(jié) 果y，其可W是所測(cè)量的中間總線電壓和/或電流。步驟1350,范圍確定單元(RDU)990之后將 實(shí)際處理結(jié)果y與模型中的所估計(jì)的處理結(jié)果束相比較，并且更新模型（步驟1360)，運(yùn)一更 新可W包括精細(xì)化對(duì)應(yīng)于范圍的一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)1。之后，步驟1370,范圍確定單元 (RDU)990從模型取回當(dāng)前估計(jì)狀態(tài)，并且然后將狀態(tài)提供給電壓控制器用于設(shè)置范圍（步 驟 1380)。
[0124] 運(yùn)樣的范圍確定適合連續(xù)進(jìn)行，其中系統(tǒng)信息矢量可W取決于當(dāng)前時(shí)間間隔、天、 月等變化。
[0125] 觀測(cè)器解決方案的優(yōu)點(diǎn)在于，通過適當(dāng)信號(hào)（在運(yùn)種情況下是ViB電壓和ViB電流） 的測(cè)量連續(xù)地執(zhí)行"統(tǒng)計(jì)值的更新"。運(yùn)要求根據(jù)所測(cè)量的統(tǒng)計(jì)和歷史數(shù)據(jù)來(lái)創(chuàng)建模型。
[0126] 作為將基于統(tǒng)計(jì)的范圍用于中間總線電壓的結(jié)果，可更加功率高效的方式處 理低到高負(fù)載過渡電壓。因此，取代如先前所進(jìn)行地，在運(yùn)樣的負(fù)載過渡的情況下時(shí)常變?yōu)?標(biāo)準(zhǔn)輸出電壓VlBnnm，而可W將中間總線電壓配置成通過電壓控制器700的控制變?yōu)殡娏?ViBmax水平。如果ViBmax小于ViBn?，則可W改善系統(tǒng)功率效率。
[0127] 在低到高過渡事件之后，與在不知道統(tǒng)計(jì)值的情況下相比，可W更快地將ViB減小 為ViBavg水平。因此，可W在電壓控制器700中引入時(shí)間treturn_to_avg，并且其可W用作從過渡 事件發(fā)生到允許ViB返回ViBavg水平的時(shí)間的延遲時(shí)間。W類似的方式，可W在電壓控制器 700中引入時(shí)間treturn_to_min。運(yùn)一時(shí)間可W用于配置從過渡事件發(fā)生到允許ViB返回ViBmin水 平的時(shí)間的延遲時(shí)間。
[0128] 本發(fā)明具有若干優(yōu)點(diǎn)。在使用關(guān)于一天、一周、一月或感興趣的時(shí)間間隔期間的負(fù) 載情況(基站或數(shù)據(jù)通信設(shè)備的業(yè)務(wù)情況）的統(tǒng)計(jì)值時(shí)，可W減小IBA主板功率系統(tǒng)中的隨 著時(shí)間的功率損失。運(yùn)是由于W下事實(shí):范圍是動(dòng)態(tài)的，并且因此可W使用ViB的更大擺幅。 其還使得能夠在低到高過渡之后更快地過渡到低功率損失狀態(tài)。統(tǒng)計(jì)值和理想置信度確保 了電源系統(tǒng)將ViB保持在合適的水平。最后，還獲得了更高水平的定制。
[0129] 范圍確定設(shè)備RDD和電壓控制器VC在W上描述為分離的獨(dú)立設(shè)備。它們作為替選 可W被設(shè)置在相同的設(shè)備中。范圍確定設(shè)備還可W被設(shè)置在數(shù)個(gè)先前描述的實(shí)體中。其比 如可W被設(shè)置在PIM單元中、在IBC單元中或者在BPM單元中。另外地或者取而代之，電壓控 制器可W設(shè)置在相同的實(shí)體中。另外，范圍確定設(shè)備、電壓控制器和BPM單元可W-起設(shè)置。 圖12示意性地示出了設(shè)置在IBC單元200中的范圍確定設(shè)備(畑0)900、電壓控制器(VC)700 和BPM 1100。圖13示意性地示出了設(shè)置在PIM單元1010中的范圍確定設(shè)備(畑D)900、電壓控 制器(VC)700和BPM 1100,圖14示意性地示出了設(shè)置在BPM 1100中的范圍確定設(shè)備900和電 壓控制器700。
[0130] 范圍確定設(shè)備還可W被認(rèn)為形成用于獲取受控的中間總線電壓的范圍的裝置，運(yùn) 一范圍基于與控制的當(dāng)前時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)確定，并且范圍確定設(shè)備還可W被認(rèn) 為形成用于向電壓控制器(700)提供范圍W用于電壓控制器在當(dāng)前時(shí)間間隔中將中間總線 電壓(ViB)控制在所確定的范圍內(nèi)的裝置。
[0131] 范圍確定設(shè)備還可W被認(rèn)為形成用于獲取與當(dāng)前時(shí)間間隔相關(guān)聯(lián)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的 裝置。在此，用于獲取范圍的裝置包括用于基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定范圍的裝置。
[0132] 用于獲取范圍的裝置還可W被認(rèn)為包括用于讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的表格中的字段 的裝置，其中運(yùn)一字段對(duì)應(yīng)于當(dāng)前時(shí)間間隔并且包括控制值范圍數(shù)據(jù)。
[0133] 用于獲取范圍的裝置還可W被認(rèn)為是用于在參數(shù)化的等式中應(yīng)用統(tǒng)計(jì)值的裝置。
[0134] 用于獲取范圍的裝置還可W被認(rèn)為包括用于將中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的控制 結(jié)果與數(shù)學(xué)模型中的相應(yīng)處理結(jié)果進(jìn)行比較的裝置、用于基于比較而更新數(shù)學(xué)模型的裝 置、W及用于獲取由數(shù)學(xué)模型作為范圍提供的中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的狀態(tài)的估計(jì)的裝 置。
[0135] 雖然結(jié)合當(dāng)前被認(rèn)為最實(shí)際和優(yōu)選的實(shí)施例描述了本發(fā)明，然而應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā) 明不限于所公開的實(shí)施例，而相反地，旨在覆蓋各種修改和等同布置。因此，本發(fā)明僅受權(quán) 利要求的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于電壓控制器(700)的范圍確定設(shè)備(900)，所述電壓控制器生成用于控制中 間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)（100)中的中間總線電壓(V IB)的控制信號(hào)，所述中間總線電壓(VIB)包 括經(jīng)由所述中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的中間電壓總線（IVB)從第一級(jí)DC到DC功率變換器 (200到250)向至少一個(gè)第二級(jí)DC到DC功率變換器(500-1到500-K)輸出的電壓，所述范圍確 定設(shè)備（900)包括作用于計(jì)算機(jī)程序指令（960)的處理器（920)，借此所述范圍確定設(shè)備 (900)可操作以： 獲取針對(duì)受控的中間總線電壓的范圍（R3)，所述范圍基于與所述控制的當(dāng)前時(shí)間間隔 相對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)已經(jīng)被確定，以及 向所述電壓控制器(700)提供所述范圍以用于所述電壓控制器在所述當(dāng)前時(shí)間間隔中 將所述中間總線電壓(VIB)控制在所確定的范圍內(nèi)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的范圍確定設(shè)備，還可操作以：獲取與所述當(dāng)前時(shí)間間隔相關(guān)聯(lián) 的所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，其中所述范圍是通過基于所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)確定所述范圍而獲得的。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的范圍確定設(shè)備，其中所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)于所述當(dāng)前時(shí)間 間隔的參考時(shí)間間隔相聯(lián)系。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的范圍確定設(shè)備，其中所述范圍被提供作為至少一個(gè)范圍限度 值。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的范圍確定設(shè)備，其中所述范圍限度值基于所述參考時(shí)間間隔 的平均中間總線電壓。6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的范圍確定設(shè)備，其中所述范圍限度值基于所述參考時(shí)間間 隔中的所述中間總線電壓的標(biāo)準(zhǔn)偏差。7. 根據(jù)權(quán)利要求3到5中任一項(xiàng)所述的范圍確定設(shè)備，其中所述參考時(shí)間間隔與所述當(dāng) 前時(shí)間間隔的一天中的時(shí)刻(H)相聯(lián)系。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的范圍確定設(shè)備，其中所述參考時(shí)間間隔與所述當(dāng)前時(shí)間間隔 的一星期中的天相聯(lián)系。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的范圍確定設(shè)備，其中所述參考時(shí)間間隔與所述當(dāng)前時(shí)間間隔 的月相聯(lián)系。10. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的范圍確定設(shè)備，其中所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與和所述當(dāng)前時(shí) 間間隔的氣象環(huán)境條件相對(duì)應(yīng)的氣象數(shù)據(jù)相聯(lián)系。11. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的范圍確定設(shè)備，在操作以獲取范圍時(shí)還操作以：讀取 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置(980)的表格中的字段，所述字段與所述當(dāng)前時(shí)間間隔相對(duì)應(yīng)并且包括控制 值范圍數(shù)據(jù)。12. 根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的范圍確定設(shè)備，在操作以獲取范圍時(shí)還操作以：在參 數(shù)化的等式中應(yīng)用統(tǒng)計(jì)值。13. 根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的范圍確定設(shè)備，還包括所述中間總線架構(gòu)電源 系統(tǒng)（100)的數(shù)學(xué)模型，其中所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是所述數(shù)學(xué)模型的部分，并且在操作以獲取范圍 時(shí)還操作以：將所述中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)（100)中的所述控制的結(jié)果(y)與所述數(shù)學(xué)模型 中的處理的對(duì)應(yīng)結(jié)果（^ )相比較，基于所述比較而更新所述數(shù)學(xué)模型，以及通過由所述數(shù) 學(xué)模型提供的所述中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的狀態(tài)的估計(jì)（i )來(lái)獲取所述范圍。14. 一種中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)（100)，所述中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)（100)具有電壓控 制器(700)和根據(jù)權(quán)利要求1到13中任一項(xiàng)所述的范圍確定設(shè)備(900)。15. -種提供通過電壓控制器(700)的控制而允許中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)（100)中的受 控的中間總線電壓在其中變化的范圍的方法，所述中間總線電壓(V IB)包括經(jīng)由所述中間總 線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的中間電壓總線（IVB)從第一級(jí)DC到DC功率變換器(200到250)向至少一 個(gè)第二級(jí)DC到DC功率變換器(500-1到500-K)輸出的電壓，所述方法包括： 獲?。?240 ; 1260; 1300; 1370)針對(duì)所述受控的中間總線電壓的范圍（R3)，所述范圍基 于與所述控制的當(dāng)前時(shí)間間隔相對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)已經(jīng)被確定，以及 向所述電壓控制器(700)提供（1250; 1270; 1310; 1380)所述范圍以用于所述電壓控制 器在所述當(dāng)前時(shí)間間隔中將所述中間總線電壓控制在所確定的范圍內(nèi)。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括： 獲取(1210; 1280)與所述當(dāng)前時(shí)間間隔相關(guān)聯(lián)的所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)， 其中所述范圍的獲取是通過基于所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)確定（1030)所述范圍而實(shí)現(xiàn)的。17. 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的方法，其中所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)于所述當(dāng)前時(shí)間間隔 的參考時(shí)間間隔相聯(lián)系。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述范圍被提供作為至少一個(gè)范圍限度值。19. 根據(jù)權(quán)利要求15到18中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述范圍的獲取包括:在具有控制 值范圍數(shù)據(jù)的表格中讀取(1050)與所述當(dāng)前時(shí)間間隔相對(duì)應(yīng)的字段。20. 根據(jù)權(quán)利要求15到18中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述范圍的獲取包括:在參數(shù)化的 等式中應(yīng)用（1290)統(tǒng)計(jì)值。21. 根據(jù)權(quán)利要求15到18中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述范圍的獲取包括:在所述中間 總線架構(gòu)電源系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型中施加（1330)來(lái)自所述電壓控制器(700)的控制信號(hào)(u)，其 中所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是所述數(shù)學(xué)模型的部分;將所述中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的所述控制的結(jié) 果（y)與所述數(shù)學(xué)模型中的處理的對(duì)應(yīng)結(jié)果（f )相比較（1350);基于所述比較而更新 (1360)所述數(shù)學(xué)模型；以及通過由所述數(shù)學(xué)模型提供的所述中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)中的狀 態(tài)的估計(jì)(i )來(lái)獲取(1370)所述范圍。22. -種用于提供允許中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)（100)中的受控的中間總線電壓在其中 變化的范圍的計(jì)算機(jī)程序， 所述計(jì)算機(jī)程序包括計(jì)算機(jī)程序代碼(960)，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序代碼(960)在范圍確定 設(shè)備(900)中被運(yùn)彳丁時(shí)使得所述樞圍確定設(shè)備： 獲取針對(duì)受控的所述中間總線電壓(VIB)的范圍（R3)，所述范圍基于與所述控制的當(dāng)前 時(shí)間間隔相對(duì)應(yīng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)已經(jīng)被確定，以及 向所述電壓控制器(700)提供所述范圍以用于所述電壓控制器在所述當(dāng)前時(shí)間間隔中 將所述中間總線電壓控制在所確定的控制值范圍內(nèi)。23. -種用于提供允許中間總線架構(gòu)電源系統(tǒng)（100)中的受控的中間總線電壓在其中 變化的范圍的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在數(shù)據(jù)載體(950)上被提供并且包括 根據(jù)權(quán)利要求22所述的計(jì)算機(jī)程序代碼(960)。
【文檔編號(hào)】H02M3/156GK105874696SQ201380081919
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2013年12月30日
【發(fā)明人】T·霍爾伯格, M·卡爾森
【申請(qǐng)人】瑞典愛立信有限公司