CN106951022B - 数字电源控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供的数字电源控制方法及装置的主控单元获取用电器在预定时间段内的功率变化，根据功率变化，获取用电器在第一预定时间段后的功率预测值，主控单元通过调节多个继电器中的每个的通断，导通或断开多个电源模块与所述用电器之间的连接线路，以使多个电源模块组合产生的功率值等于所述功率预测值。本申请实施例提供的数字电源控制方法能够获取功率预测值，并控制多个电源模块的通断使得电源模块组成产生的功率值等于功率预测值，改善了数字电源供应的电路在短时间内出现电压不稳定的情况的发生。
Description
技术领域
本申请涉及电子器件领域，具体而言，涉及一种数字电源控制方法及装置。
背景技术
在电路运行过程中，往往会根据负载的功率来对数字电源进行调节，现有技术中，往往是先获取负载的功率变化，然后再根据负载的功率变化，对数字电源的供电量进行调节。
因此，在对数字电源的供电量进行调节存在滞后性，会使得数字电源供应的电路在短时间内出现电压不稳定的情况。
申请内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种数字电源控制方法及装置，通过获取用电器在一定时间段后的功率预测值，并根据预测值提前调节数字电源的供电量，改善了数字电源供应的电路在短时间内出现电压不稳定的情况的发生。
为实现上述目的，本申请实施例提供了一种数字电源控制方法，所述方法包括：主控单元获取用电器在预定时间段内的功率变化；所述主控单元根据所述功率变化，获取所述用电器在第一预定时间段后的功率预测值；所述主控单元通过调节多个继电器中的每个的通断，导通或断开多个电源模块与所述用电器之间的连接线路，以使多个电源模块组合产生的功率值等于所述功率预测值。
本申请实施例还提供了一种数字电源控制装置，所述装置包括：主控单元、用电器、多个继电器、多个电源模块，所述多个电源模块中的每个均通过各自对应的继电器所述用电器连接，所述多个继电器中的每个均与所述主控单元连接，主控单元用于获取用电器在预定时间段内的功率变化；所述主控单元用于根据所述功率变化，获取所述用电器在第一预定时间段后的功率预测值；所述主控单元用于通过调节多个继电器中的每个的通断，导通或断开多个电源模块与所述用电器之间的连接线路，以使多个电源模块组合产生的功率值等于所述功率预测值。
本申请实施例提供的数字电源控制方法及装置的有益效果为：
本申请实施例提供的数字电源控制方法及装置的主控单元获取用电器在预定时间段内的功率变化，根据功率变化，获取用电器在第一预定时间段后的功率预测值，主控单元通过调节多个继电器中的每个的通断，导通或断开多个电源模块与所述用电器之间的连接线路，以使多个电源模块组合产生的功率值等于所述功率预测值。本申请实施例提供的数字电源控制方法能够获取功率预测值，并控制多个电源模块的通断使得电源模块组成产生的功率值等于功率预测值，改善了数字电源供应的电路在短时间内出现电压不稳定的情况的发生。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请第一实施例提供的数字电源控制方法的流程示意图；
图2是图1中步骤S120的具体步骤示意图；
图3是本申请第二实施例提供的数字电源控制装置的示意性结构框图；
图4是图3中示出的用电器的示意性结构框图；
图5是图3中的电源模块的示意性结构框图。
具体实施方式
详情请参见图1，图1示出了本申请提供的数字电源控制方法的流程示意图，该数字电源控制方法包括：
步骤S110，主控单元获取用电器在预定时间段内的功率变化。
主控单元可以获取用电器在预定时间段内的功率变化情况，例如在5秒的预定时间段内，用电器的功率由1.8W变为2.3W，则获取到的功率变化值为0.5W。
步骤S120，所述主控单元根据所述功率变化，获取所述用电器在第一预定时间段后的功率预测值。
主控单元可以根据功率变化值来获取用电器在第一预定时间段后的功率预测值，主控单元具体可以根据功率变化值获取第一预定时间段后的功率预测值。
主控单元可以根据功率变化获取用电器在第一预定时间段后可能会出现的多个功率预测增量，以及多个功率预测增量各自可能出现的概率，还有多个功率预测增量分别对应的裕量。
主控单元根据功率预测增量各自可能出现的概率，选择多个功率预测增量中的一个，并将其记为第一功率预测增量，则与该第一功率预测增量对应的裕量为第一裕量。
在此之前，主控单元还可以判断多个功率预测增量中的每个是否超过预设阈值，若功率预测增量超过预设阈值，则可以认定超过预设阈值的功率预测增量为噪点，可以将噪点以及该噪点出现的概率删除，以提高该数字电源控制方法预测的准确性。
主控单元将第一功率预测增量与第一裕量的乘积作为功率预测值。
步骤S130，所述主控单元通过调节多个继电器中的每个的通断，导通或断开多个电源模块与所述用电器之间的连接线路，以使多个电源模块组合产生的功率值等于所述功率预测值。
主控单元可以通过调节每个继电器的通断，导通或断开多个电源模块与用电器之间的连接线路，使多个电源模块组合产生的功率值等于功率预测值，从而达到提前对用电器所需的功率进行调节的作用。
电源模块具体可以为AC-DC电源模块，即将交流电转换为直流电后，再将电流通过继电器传递给用电器。
可以理解，AC-DC电源模块也可以与分别与多个蓝牙模块连接，主控单元可以通过与蓝牙模块通信的方式控制AC-DC电源模块与用电器之间的通断，以使多个电源模块组成产生的功率值等于功率预测值。
详情请参见图2，图2示出了图1中步骤S120的具体步骤示意图，步骤S120具体包括：
步骤S121，所述主控单元根据所述功率变化，获取所述用电器在所述第一预定时间段后的多个功率预测增量、多个功率预测增量分别对应的裕量以及多个功率预测增量各自出现的概率。
主控单元基于N-Gram算法，根据预定时间段内的功率变化而获取第一预定时间段后可能会出现的功率预测值，具体地，若在预定时间段5s内，功率变化为0.5W，则N-Gram算法根据这5s内的功率变化，获取到下个5s内，可能的功率预测增量为0.55W、0.6W、0.65W。且根据N-Gram算法，功率预测增量为0.55W的概率为70％，功率预测增量为0.6W的概率为20％，功率预测增量为0.65W的概率为10％。此外，每个功率预测增量均对应有各自的裕量，可以将裕量称作变化概率系数。作为一种方式，功率预测增量的变化越大，其变化概率系数越小；而功率预测增量的变化越小，其变化概率系数越大。例如，功率预测增量为0.55W的裕量为0.9，功率预测增量为0.6W的裕量为0.85，功率预测增量为0.65W的裕量为0.8。
步骤S122，所述主控单元根据多个功率预测增量各自出现的概率，选择多个功率预测增量中的一个，将其记为第一功率预测增量，则与所述第一功率预测增量对应的裕量为第一裕量。
因此，主控单元有70％的概率选择功率预测增量为0.55W，有20％的概率选择功率预测增量为0.6W，有10％的概率选择功率预测增量为0.65W。
若主控单元选择了0.55W的功率预测增量，则可以将0.55W记为第一功率预测增量，与0.55W对应的裕量0.9为第一裕量。
步骤S123，所述主控单元将所述第一功率预测增量与第一裕量的乘积作为功率预测值。
主控单元将第一功率预测增量与第一裕量相乘，具体可以将0.55W与0.9相乘，获得0.495，并将其作为功率预测值。
详情请参见图3，图3示出了本申请提供的数字电源控制装置100，该装置包括主控单元110、用电器120、多个继电器130、多个电源模块140，多个电源模块140中的每个均可以通过各自的继电器130与用电器120连接，且多个继电器130中的每个均与主控单元110连接。
电源模块140用于通过与外部电源的耦合而获取电能，电源模块140将获取的电能进行降压整流，以将适配各模块的工作电压的电能分别输出至数字电源控制装置100中的各个模块，以保证各个模块的正常工作。电源模块140具体可以为AC-DC电源模块140。
详情请参见图5，AC-DC电源模块140具体可以为SM7501电源模块140，该电源模块140将交流电转化为直流电，并将转化后产生的电流经CS引脚输入给自身的VDD引脚，从而为自身供电，以对从FB引脚引入的用电器120的电信号进行负反馈调节，从而维持SM7501电源模块140输出的稳定性。
主控单元110可为具备信号逻辑处理的集成电路芯片。上述的集成电路芯片可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
本实施例中，主控单元110可以为STM32系列的单片机，例如STM32F103型。主控单元110的GPIOD.0接口能够与用电器120的DATA引脚耦合，从而读取用电器120传递来的功率变化。
用电器120包括LED恒流驱动芯片121以及多个LED灯122，详情参见图4。所述LED恒流驱动芯片121的输入端与所述AC-DC电源模块140连接，所述LED恒流驱动芯片121的输出端通过多通道分别与多个LED灯122连接。
LED恒流驱动芯片121可以为具备信号处理能力的集成电路芯片，例如，SM2135E型驱动芯片U1。LED恒流驱动芯片121用于根据由主控模块获取第一调节指令、第二调节指令或第三调节指令生成对应的电信号，并将电信号输出至LED灯122。具体的，LED恒流驱动芯片121的VIN引脚设有与电源模块140耦合连接，以获取电源模块140输出的12V电源而进行正常工作。LED恒流驱动芯片121的GND引脚接地形成闭合回路。LED恒流驱动芯片121通过DATA引脚与主控模块的DATA引脚耦合，以及通过CLK引脚与主控模块的CLK引脚耦合，从而通过IIC协议获取主控模块发送的第一调节指令、第二调节指令或第三调节指令。LED恒流驱动芯片121通过解析第一调节指令、第二调节指令或第三调节指令均能够生成对应各调节指令的一个或多个电信号，例如，LED恒流驱动芯片121通过解析第一调节指令生成一个电信号至OUT1引脚，LED恒流驱动芯片121通过解析第二调节指令生成两个电信号分别至OUT2引脚和OUT3引脚。LED恒流驱动芯片121的OUT1引脚、OUT2引脚、OUT3引脚、OUT4引脚和OUT5引脚均与LED灯122耦合，故LED恒流驱动芯片121通过解析第一调节指令、第二调节指令或第三调节指令，则能够将生成的一个或多个电信号通过OUT1引脚至OUT5引脚中的一个或多个引脚输出至LED灯122，LED恒流驱动芯片121通过持续的获取变化的第一调节指令、变化的第二调节指令或变化的第三调节指令时，则能够控制LED灯122的发光颜色和/或发光亮度持续的变化。
需要说明的是，LED恒流驱动芯片121生成的电信号的数量为1-5个，由OUT1引脚至OUT3引脚输出的电信号的电流值为10-45mA，而由OUT4引脚和OUT5引脚输出的电信号的电流值为10-60mA。
LED灯122包括多路发光电路1221，和LED恒流驱动芯片121匹配，具体地，发光电路1221的数量可以为5路。5路发光电路1221的一端均和LED恒流驱动芯片121耦合，以使LED恒流驱动芯片121的OUT1引脚至OUT5引脚的5个引脚中的每个引脚均耦合一路发光电路1221的一端。5路发光电路1221的另一端则均与电源模块140A耦合以获取12V的工作电源。每路发光电路1221均包括多个LED灯122珠，而多个LED灯122珠串联构成一路发光电路1221。
每路发光电路1221均能够通过耦合而获取对应第一调节指令、第二调节指令或第三调节指令的电信号，当每路发光电路1221获取的电信号改变时，该路发光电路1221的亮度则改变，例如，电信号的电流增大，则该路发光电路1221的亮度变亮，反之则亮度变暗。
本申请实施例提供的数字电源控制装置100的工作原理如下：
主控单元110获取用电器120在预定时间段内的功率变化，并根据功率变化以及预先存储在主控单元110的算法模型，获取所述用电器120在所述第一预定时间段后的多个功率预测增量、多个功率预测增量分别对应的裕量以及多个功率预测增量各自出现的概率；主控单元110根据多个功率预测增量各自出现的概率，选择多个功率预测增量中的一个，将其记为第一功率预测增量，则与所述第一功率预测增量对应的裕量为第一裕量；所述主控单元110将所述第一功率预测增量与第一裕量的乘积作为功率预测值。例如当LED灯122的多路发光电路1221需要同时点亮时，在同时点亮后的一段时间内，由于主控单元110预测出了同时点亮所要消耗的功率值，并控制电源模块140输出了相应的功率值，可以避免由于短时间内的功率不足出现电压不稳定的情况的出现。
本申请实施例提供的数字电源控制方法及装置的主控单元110获取用电器120在预定时间段内的功率变化，根据功率变化，获取用电器120在第一预定时间段后的功率预测值，主控单元110通过调节多个继电器130中的每个的通断，导通或断开多个电源模块140与所述用电器120之间的连接线路，以使多个电源模块140组合产生的功率值等于所述功率预测值。本申请实施例提供的数字电源控制方法能够获取功率预测值，并控制多个电源模块140的通断使得电源模块140组成产生的功率值等于功率预测值，改善了数字电源供应的电路在短时间内出现电压不稳定的情况的发生。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种数字电源控制方法，其特征在于，应用于数字电源控制装置，所述方法包括：
主控单元获取用电器在预定时间段内的功率变化；
所述主控单元根据所述功率变化，获取所述用电器在第一预定时间段后的功率预测值；其中，包括：所述主控单元根据所述功率变化，获取所述用电器在所述第一预定时间段后的多个功率预测增量、多个功率预测增量分别对应的裕量以及多个功率预测增量各自出现的概率；所述主控单元根据多个功率预测增量各自出现的概率，选择多个功率预测增量中的一个，将其记为第一功率预测增量，则与所述第一功率预测增量对应的裕量为第一裕量；所述主控单元将所述第一功率预测增量与第一裕量的乘积作为功率预测值；
所述主控单元通过调节多个继电器中的每个继电器的通断，导通或断开多个电源模块与所述用电器之间的连接线路，以使多个电源模块组合产生的功率值等于所述功率预测值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述主控单元根据多个功率预测增量各自出现的概率，选择多个功率预测增量中的一个，将其记为第一功率预测增量，则与所述第一功率预测增量对应的裕量为第一裕量之前，所述方法还包括：
所述主控单元判断所述多个功率预测增量中的每个是否超过预设阈值，若是，则删除超过预设阈值的功率预测增量，以及与其对应的出现的概率。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数字电源控制装置还包括多个蓝牙模块，所述多个蓝牙模块与所述多个电源模块连接，所述多个蓝牙模块与所述主控单元通信，所述方法还包括：
所述主控单元通过与多个蓝牙模块通信，导通或断开所述多个电源模块与所述用电器之间的连接线路，以使多个电源模块组合产生的功率值等于所述功率预测值。
4.一种数字电源控制装置，其特征在于，所述装置包括：主控单元、用电器、多个继电器、多个电源模块，所述多个电源模块中的每个均通过各自对应的继电器与所述用电器连接，所述多个继电器中的每个均与所述主控单元连接，
主控单元用于获取用电器在预定时间段内的功率变化；
所述主控单元用于根据所述功率变化，获取所述用电器在第一预定时间段后的功率预测值；其中，所述主控单元用于根据所述功率变化，获取所述用电器在所述第一预定时间段后的多个功率预测增量、多个功率预测增量分别对应的裕量以及多个功率预测增量各自出现的概率；所述主控单元用于根据多个功率预测增量各自出现的概率，选择多个功率预测增量中的一个，将其记为第一功率预测增量，则与所述第一功率预测增量对应的裕量为第一裕量；所述主控单元用于将所述第一功率预测增量与第一裕量的乘积作为功率预测值；
所述主控单元用于通过调节多个继电器中的每个的通断，导通或断开多个电源模块与所述用电器之间的连接线路，以使多个电源模块组合产生的功率值等于所述功率预测值。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电源模块为AC-DC电源模块。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述用电器包括LED恒流驱动芯片以及多个LED灯，所述LED恒流驱动芯片的输入端与所述AC-DC电源模块连接，所述LED恒流驱动芯片的输出端通过多通道分别与多个LED灯连接。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，
所述主控单元用于判断所述多个功率预测增量中的每个是否超过预设阈值，若是，则删除超过预设阈值的功率预测增量，以及与其对应的出现的概率。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括多个蓝牙模块，所述多个蓝牙模块与所述多个电源模块连接，所述多个蓝牙模块与所述主控单元通信，
所述主控单元通过与多个蓝牙模块通信，导通或断开所述多个电源模块与所述用电器之间的连接线路。
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| CN106951022A CN106951022A (zh) | 2017-07-14 |
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