CN114513110A - 一种母板、功率变换方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种母板、功率变换方法及装置，其中功率变换装置包括第一功率模组、第二功率模组和控制器，每个功率模组由一个信号处理器和对应的一个功率变换器组成；第一功率模组中的信号处理器将生成的第一载波信号发送给第二功率模组中的信号处理器；第二功率模组中的信号处理器利用第一载波信号的周期确定第二载波信号，从而利用第一载波信号驱动第一功率模组中的功率变换器，利用第二载波信号驱动第二功率模组中的功率变换器，提高功率变换过程中器件的工作效率，降低功率的损耗。

Description

一种母板、功率变换方法及装置
技术领域
本申请涉及电能转换技术领域，尤其涉及一种母板、功率变换方法及装置。
背景技术
目前，针对需要进行功率变换的装置来说，为满足大功率输出的应用场景，多数功率变换的装置不采用单路功率变换，现有的母板上安装有一个信号处理器和多路功率变换。通过采用将多路功率变换并联的方式使得功率变换装置输出功率变大。
通常母板上的多路功率变换均采用信号处理器中的多个定时器产生的多个载波信号分别进行驱动，同一个信号处理器中的多个定时器又容易产生关联信号，因此依据关联信号还可以对多路功率变换中分配的载波信号进行调整。
但是，利用同一个信号处理器分配的载波信号进行驱动对应的功率变换时，同一个信号处理器中的多个定时器产生的关联信号容易使得有些功率变换的驱动过程被强制改变，进而导致功率变换过程中的器件工作效率变低，功率的损耗变高。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种母板、功率变换方法及装置，以便于提高功率变换过程中器件的工作效率，降低功率的损耗。
第一方面，本申请提供一种功率变换装置，包括：第一功率模组、第二功率模组和控制器；每个功率模组中包括：信号处理器和功率变换器，所述信号处理器与所述功率变换器相连；所述控制器与每个功率模组中的信号处理器相连；所述控制器，用于：控制每个功率模组中的信号处理器处于工作状态；第一功率模组中的信号处理器，用于：生成第一载波信号，基于所述第一载波信号驱动相连的功率变换器，以及将所述第一载波信号发送给第二功率模组中的信号处理器；第一功率模组中的功率变换器，用于：利用所述第一载波信号对输入的第一电流或第一电压进行功率变换处理，输出变换处理后的所述第一电流或变换处理后的所述第一电压；第二功率模组中的信号处理器，用于：接收所述第一载波信号，并确定所述第一载波信号的周期；根据所述第一载波信号的周期确定第二载波信号；第二功率模组中的功率变换器，用于：利用所述第二载波信号对输入的第二电流或第二电压进行功率变换处理，输出变换处理后的所述第二电流或变换处理后的所述第二电压。
相对于现有技术中利用一个信号处理器控制多路功率变换来说，本申请提供的功率变换装置包括第一功率模组、第二功率模组和控制器，每个功率模组由一个信号处理器和对应的一个功率变换器组成；第一功率模组中的信号处理器将生成的第一载波信号发送给第二功率模组中的信号处理器；第二功率模组中的信号处理器利用第一载波信号的周期确定第二载波信号，从而利用第一载波信号驱动第一功率模组中的功率变换器，利用第二载波信号驱动第二功率模组中的功率变换器，提高功率变换过程中器件的工作效率，降低功率的损耗。
一种可能的设计中，所述第二功率模组中的信号处理器，具体用于：生成第三载波信号，根据所述第一载波信号的周期和目标相位差对所述第三载波信号进行锁相，得到所述第二载波信号，所述目标相位差是根据功率模组的数量确定的。该设计中通过功率模组的数量确定目标相位差后，根据第一载波信号的周期和目标相位差对第三载波信号进行锁相，使得锁相后得到的第二载波信号与第一载波信号之间存在固定的目标相位差，进而使得第一功率模组中的功率变换器基于第一载波信号输出的功率和第二功率模组中的功率变换器基于第二载波信号输出的功率之间存在固定的目标相位差，从而保证不同功率模组输出的功率之间保持固定的相位差，避免了由于不同功率模组输出的功率之间相位差动态变化导致输出纹波、热应力等指标劣化的情况。
一种可能的设计中，所述第二功率模组中的信号处理器，包括：控制环路，用于：根据所述第一载波信号的周期和功率模组的数量，确定初始的参考相位；根据所述参考相位，生成参考信号；将所述参考信号发送至信号叠加模块；所述信号叠加模块，用于：将所述参考信号和所述第三载波信号进行叠加，得到叠加信号；判断所述叠加信号与所述第一载波信号之间的相位差是否等于所述目标相位差；当所述叠加信号与所述第一载波信号之间的相位差不等于所述目标相位差时，将所述叠加信号与所述第一载波信号之间当前的相位差反馈给所述控制环路；当所述叠加信号与所述第一载波信号之间的相位差等于所述目标相位差时，将所述叠加信号作为所述第二载波信号发送至所述第二功率模组中的功率变换器；所述控制环路，还用于：根据从所述信号叠加模块接收到的所述叠加信号与所述第一载波信号之间当前的相位差，对所述参考相位进行修正；根据修正后的所述参考相位继续生成所述参考信号。
本申请在对第三载波信号进行锁相时，首先通过第二功率模组的信号处理器中的控制环路基于第一载波信号的周期和功率模组的数量确定初始的参考相位，在根据参考相位生成参考信号后，利用第二功率模组的信号处理器中的信号叠加模块，将参考信号和第三载波信号进行叠加，若叠加信号与第一载波信号之间的相位差不等于目标相位差，则将叠加信号与第一载波信号之间当前的相位差作为反馈值反馈至参考相位处，继续生成新的参考信号，以及将新的参考信号和第三载波信号进行叠加，直至新的叠加信号与第一载波信号之间的相位差等于目标相位差，也即完成对第三载波信号的锁相过程。通过控制环路的设置使得可以更准确的对第三载波信号进行锁相。
一种可能的设计中，所述第一功率模组为主功率模组，所述第二功率模组为从功率模组；所述第一功率模组中的信号处理器，还用于：在将所述第一载波信号发送给第二功率模组中的信号处理器之前，确定自身的地址为设定的主功率模组地址。通过定义第一功率模组和第二功率模组分别对应的功率模组地址，从而可以准确的将主功率模组中的信号处理器生成的载波信号发送给从功率模组中的信号处理器。
一种可能的设计中，所述第一功率模组的数量为一个，所述第二功率模组的数量为多个。通过设置多个第二功率模组，使得利用功率变换装置可以转换出更大的功率值。同时，可以根据用户需求设置第二功率模组的数量，满足不同功率转换的需求。通过设置第一功率模组的数量为一个，保证利用同一个第一功率模组控制每个第二功率模组，使得第一功率模组中的功率变换器基于第一载波信号输出的功率和每个第二功率模组中的功率变换器基于第二载波信号输出的功率之间均存在固定的目标相位差，从而保证不同功率模组输出的功率之间保持固定的相位差，避免了由于不同功率模组输出的功率之间相位差动态变化导致输出纹波、热应力等指标劣化的情况。
一种可能的设计中，所述控制器与每个功率模组中的信号处理器之间通过以下至少一种通信接口进行通信交互：串行外设接口SPI、通用输入输出GPIO接口、双向二线制串行总线I2C接口、控制器局域网络CAN接口。通过设置不同的通信接口，控制器与每个功率模组中的信号处理器可以根据实际情况选择通信交互方式，进而使得控制器更准确的控制每个功率模组中的信号处理器。
第二方面，本申请还提供一种母板，包括如上第一方面及其任一设计中的功率变换装置，其中，所述功率变换装置中的所述控制器焊接在所述母板上，每个功率模组与所述母板均通过插针连接。
第三方面，本申请还提供一种功率变换方法，应用于如上第一方面及其任一设计中的功率变换装置中，所述方法包括：第二功率模组中的信号处理器接收第一功率模组中的信号处理器发送的第一载波信号，并确定所述第一载波信号的周期；其中所述第一载波信号是所述第一功率模组中的信号处理器生成的；所述第二功率模组中的信号处理器根据所述第一载波信号的周期确定第二载波信号，以便于第二功率模组中的功率变换器利用所述第二载波信号对输入的第二电流或第二电压进行功率变换处理，输出变换处理后的所述第二电流或变换处理后的所述第二电压。
一种可能的设计中，所述第二功率模组中的信号处理器根据所述第一载波信号的周期确定第二载波信号，包括：所述第二功率模组中的信号处理器生成第三载波信号，根据所述第一载波信号的周期和目标相位差对所述第三载波信号进行锁相，得到所述第二载波信号，所述目标相位差是根据功率模组的数量确定的。
一种可能的设计中，所述第二功率模组中的信号处理器根据所述第一载波信号的周期和目标相位差对所述第三载波信号进行锁相，得到所述第二载波信号，包括：所述第二功率模组中的信号处理器根据所述第一载波信号的周期和功率模组的数量，确定初始的参考相位；根据所述参考相位，生成参考信号；所述第二功率模组中的信号处理器将所述参考信号和所述第三载波信号进行叠加，得到叠加信号；判断所述叠加信号与所述第一载波信号之间的相位差是否等于所述目标相位差；当所述叠加信号与所述第一载波信号之间当前的相位差不等于所述目标相位差时，将所述叠加信号与所述第一载波信号之间当前的相位差反馈给所述参考相位，对所述参考相位进行修正；根据修正后的所述参考相位继续生成所述参考信号；当所述叠加信号与所述第一载波信号之间的相位差等于所述目标相位差时，将所述叠加信号作为所述第二载波信号。
第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令被功率变换装置中第二功率模组中的信号处理器执行时，可以使得所述第二功率模组中的信号处理器执行上述第三方面中任一设计的方法。
第五方面，本申请提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机指令，当所述计算机指令被功率变换装置中第二功率模组中的信号处理器执行时，可以使得所述第二功率模组中的信号处理器执行上述第三方面中任一设计的方法。
上述第二方面至第五方面中任一方面中的任一可能设计可以达到的技术效果，请参照上述第一方面中的任一可能设计可以达到的技术效果描述，这里不再重复赘述。
附图说明
图1为现有技术中母板与功率变换器一体连接的结构示意图；
图2为现有技术中信号处理器101分配的载波信号1、载波信号2和强制改变信号后的载波信号2’的信号示意图；
图3为现有技术中功率变换器A和功率变换器B相位差变化示意图；
图4为本申请实施例提供的一种功率变换装置的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的根据目标相位差对第三载波信号进行锁相的示意图；
图6为本申请实施例提供的功率模组402-n中的信号处理器根据功率模组402-1中的信号处理器的第一载波信号调整第三载波信号的示意图；
图7为本申请实施例提供的第一载波信号和第二载波信号之间相位差为180°的示意图；
图8为本申请实施例提供的一种功率变换方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本领域普通人员更好地理解本申请的技术方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应所述理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
以下，对本申请实施例中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。
(1)本申请实施例中术语“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。
(2)功率模组，是指功率电力电子器件按照一定的功能组合后的模组。例如本申请中的第一功率模组和第二功率模组均是由信号处理器和功率变换器组合后的模组。
目前，针对需要进行功率变换的装置来说，为满足大功率输出的应用场景，多数功率变换的装置不采用单路功率变换，如图1所示，现有的母板100上安装有一个信号处理器101和多路功率变换102(例如图1中示出的功率变换器102-1、……、功率变换器102-n)，n为正整数。通过将功率变换器102-1、……、功率变换器102-n并联使得功率变换装置输出功率变大。其中，信号处理器101分别与功率变换器102-1、……、功率变换器102-n相连，信号处理器101与功率变换器102-1、……、功率变换器102-n均焊接在母板100上。
通常母板100上的功率变换器102-1、……、功率变换器102-n均采用信号处理器101中的多个定时器产生的多个载波信号分别进行驱动，信号处理器101中的多个定时器又容易产生关联信号，因此依据关联信号还可以对功率变换器102-1、……、功率变换器102-n中分配的载波信号进行调整。
但是，利用同一个信号处理器101分配的载波信号进行驱动功率变换器102-1、……、功率变换器102-n时，同一个信号处理器101中的多个定时器产生的关联信号容易使得有些功率变换器的驱动过程被强制改变，进而导致功率变换过程中的器件工作效率变低，功率的损耗变高。图2示出了信号处理器101分配的载波信号1、载波信号2和强制改变信号后的载波信号2’。当信号处理器101将载波信号1分配给功率变换器A后，按照载波信号1对功率变换器A进行驱动，当信号处理器101将载波信号2分配给功率变换器B后，按照载波信号2对功率变换器B进行驱动。若受到同一个信号处理器101中的多个定时器产生的关联信号的影响，功率变换器A和功率变换器B分别对应的输出结果之间的相位差分别为图2中载波信号1上的a点、b点和c点，则在不改变载波信号1前提下，载波信号2按照图2中的a点、b点和c点被强制改变信号，变为图2中的强制改变信号后的载波信号2’。
并且，利用同一个信号处理器101中的多个定时器产生的关联信号对功率变换器B中的载波信号2’再次进行调整后，利用调整后的载波信号2’对功率变换器B进行驱动时，容易使得功率变换器B进行功率变换处理后的输出结果的相位产生超调的现象，导致多个功率变换器的多个输出结果之间的相位差变大。图3示出了功率变换器A和功率变换器B相位差变化示意图。如图3所示，在t1时刻基于同一个信号处理器101中的多个定时器产生的关联信号的影响，功率变换器A和功率变换器B的输出结果之间的相位差为C1；在利用关联信号对功率变换器B中的载波信号再次进行调整后，在t2时刻功率变换器A和功率变换器B的输出结果之间的相位差为C2或者C3。
应注意，图1中的母板100上还焊接有辅助源103、电磁干扰104(Electro MagneticInterference，EMI)接口等装置，每个装置的具体功能在后续进行详细描述，在此不再赘述。
有鉴于此，本申请实施例提供一种母板、功率变换方法及装置。为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
图4为本申请实施例提供的一种功率变换装置的结构示意图。如图4所示，功率变换装置包括：控制器401和至少两个功率模组402(例如图4中示出的功率模组402-1、…、功率模组402-n)，n为正整数。
可选的，控制器401焊接在母板400上，至少两个功率模组402与母板400均通过插针连接。在实际应用中，母板400上插针连接的功率模组402的数量可以根据待转换功率值适应性调整。例如，假设每个功率模组402可以转换的功率值为30W，待转换功率值为60W，那么需要在母板400上通过插针方式连接两个功率模组402。
每个功率模组402中包括：信号处理器和功率变换器。信号处理器和功率变换器相连，控制器401与功率模组402-1中的信号处理器、……、功率模组402-n中的信号处理器相连。
在本申请实施例中，控制器401可以控制功率模组402-1中的信号处理器、……、功率模组402-n中的信号处理器处于工作状态。其中，控制器401与每个功率模组402中的信号处理器之间通过串行外设接口(Serial Peripheral interface，SPI)、通用输入输出(General Purpose Input Output，GPIO)接口、双向二线制串行总线(Inter-IntegratedCircuit，I2C)接口、控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)接口中的至少一种通信接口进行通信交互。在此仅是举例说明，本申请并不限定控制器401与每个功率模组402中的信号处理器之间具体通信方式。
此外，控制器401可以在设定的频率范围内(例如20kHz～500kHz)控制功率模组402-1中的信号处理器、……、功率模组402-n中的信号处理器，使功率模组402-1中的信号处理器、……、功率模组402-n中的信号处理器生成的信号频率相同，相位不同。
控制器401在与功率模组402-1中的信号处理器、……、功率模组402-n中的信号处理器进行通信之前，可以先对功率模组402-1、……、功率模组402-n分别对应的功率模组地址进行定义。示例性的，功率模组402-1对应的功率模组地址可以预先设置为地址0，功率模组402-n对应的功率模组地址可以预先设置为地址1。用户或厂商可以将功率模组402-1对应的功率模组地址设置为主功率模组地址，将除功率模组402-1以外的每个功率模组对应的功率模组地址设置为从功率模组地址，即地址0对应的功率模组设置为主功率模组，地址1对应的功率模组设置为从功率模组。
在确定功率模组402-1、……、功率模组402-n分别对应的主从功率模组之后，例如采用第一功率模组表示主功率模组，第二功率模组表示从功率模组。若按照上述示例功率模组402-1为主功率模组，功率模组402-n为从功率模组，则控制器401控制每个功率模组402开始进行功率转换之后，功率模组402-1中的信号处理器生成第一载波信号，利用第一载波信号驱动相连的功率变换器中的场效应管，并将第一载波信号发送给功率模组402-n中的信号处理器。
功率模组402-n中的信号处理器在接收功率模组402-1中的信号处理器的第一载波信号后，确定第一载波信号的周期，并根据功率模组402的数量确定目标相位差。示例性的，当功率模组402的数量为N个(N为正整数)，且每个功率模组402中的功率变换器为直流-直流(Direct Current-Direct Current，DC-DC)功率变换器时，目标相位差是360°/N，例如N为2时，目标相位差是180°；N为3时，目标相位差是120°。通过功率模组402的具体数量确定对应的目标相位差的大小后，可以利用目标相位差准确的对功率模组402-n的信号处理器中的载波信号进行锁相。
应注意，针对功率模组402中不同类型的功率变换器来说，确定目标相位差的计算方式不同，本申请并不限定功率模组402中不同类型的功率变换器，确定目标相位差的具体计算方式。
在一种实施方式中，功率模组402-n中的信号处理器还可以生成第三载波信号(即原始的、未经过任何处理的载波信号)。功率模组402-n中的信号处理器可以根据图5所示的环路，根据目标相位差对第三载波信号进行锁相，得到第二载波信号。
如图5所示，功率模组402-n中的信号处理器可以包括：控制环路402-n-1和信号叠加模块402-n-2。功率模组402-n中的信号处理器对第三载波信号进行锁相的过程如下：
控制环路402-n-1可以根据第一载波信号的周期和功率模组的数量，确定初始的参考相位，再根据初始的参考相位生成参考信号，将参考信号发送至信号叠加模块402-n-2。示例性的，第一载波信号的周期用T表示，功率模组的数量为2个，那么初始的参考相位符合T/2。
信号叠加模块402-n-2可以将参考信号和第三载波信号进行叠加，得到叠加信号；当叠加信号与第一载波信号之间的相位差不等于目标相位差时，将叠加信号与第一载波信号之间当前的相位差反馈给控制环路402-n-1；在控制环路402-n-1中根据叠加信号与第一载波信号之间当前的相位差对参考相位进行修正，根据修正后的参考相位继续生成参考信号。例如，将初始的参考相位、叠加信号与第一载波信号之间当前的相位差二者之间的差值作为修正后的参考相位。然后将新的参考信号继续和第三载波信号进行叠加，得到新的叠加信号，直至叠加信号与第一载波信号之间的相位差等于目标相位差，将叠加信号作为第二载波信号发送至功率模组402-n中的功率变换器。因此完成根据目标相位差对第三载波信号进行锁相得到第二载波信号的循环过程。其中，第二载波信号与第一载波信号之间的相位差为目标相位差。
图6为功率模组402-n中的信号处理器根据功率模组402-1中的信号处理器的第一载波信号调整第三载波信号的示意图。功率模组402-n中的信号处理器首先对功率模组402-1中的信号处理器生成的第一载波信号的周期进行复制，得到第四载波信号，其中第四载波信号的周期和第一载波信号的周期相同。然后根据第四载波信号调整第三载波信号，并按照上述描述完成锁相后，得到的调整后的第三载波信号即为第二载波信号。如图7所示，为第一载波信号和第二载波信号之间相位差为180°的示意图。
另外，功率模组402-1中的功率变换器利用第一载波信号对输入的第一电流或第一电压进行功率变换处理，输出变换处理后的第一电流或变换处理后的第一电压。功率模组402-n中的功率变换器利用第二载波信号对输入的第二电流或第二电压进行功率变换处理，输出变换处理后的第二电流或变换处理后的第二电压。功率模组402-n中的功率变换器输出的功率与功率模组402-1中的功率变换器输出的功率之间的相位差为固定的目标相位差，从而可以避免由于相位差动态变化，导致出现输出纹波、热应力等指标劣化的现象。
这里，控制环路402-n-1可以是比例积分环路，在此仅是举例说明，本申请并不限定具体的控制环路402-n-1。控制器401、功率模组402-1中的信号处理器、……、功率模组402-n中的信号处理器可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)；功率模组402-1中的功率变换器、…、功率模组402-n中的功率变换器可以是DC-DC功率变换器。其中，DC-DC功率变换器包括多种拓扑，例如双向正激变换器、双向反激变换器、双向推挽变换器、H桥双向变换器、双向全桥(Dual Active Bridge，DAB)变换器等。
针对功率变换器采用DC-DC功率变换器来说，可以实现不同直流电压等级或电流等级之间的能量传递。例如装置A未配置DC-DC功率变换器之前，输出直流电压范围是24V～44.4V，在对装置A配置DC-DC功率变换器之后，输出直流电压范围是48V～57V。又例如，装置B未配置DC-DC功率变换器之前，对两个装置B进行并联时需要降低负载侧的功率，但是在对每个装置B配置DC-DC功率变换器之后，对两个装置B进行并联时无需降低负载侧的功率。
如图4所示，母板400上还可以焊接有辅助源403、EMI接口404等。辅助源403可以与控制器401、功率模组402-1、…、功率模组402-n以及EMI接口404相连。EMI接口404在接收到待转换功率指令后，控制辅助源403开始工作，然后辅助源403可以为控制器401、功率模组402-1、…、功率模组402-n进行供电。如图4所示，A端连接EMI接口404，B端连接功率模组402-1中的功率变换器、…、功率模组402-n中的功率变换器分别对应的接口。当通过A端输入待转换功率时，可以通过B端输出转换后的功率；或者，当通过B端输入待转换功率时，可以通过A端输出转换后的功率，也即A端和B端可以相互进行功率的转换。这里，控制器401还可以通过指定通信接口对外进行通信，图1中的辅助源103与图4中的辅助源403功能相同，图1中的EMI接口104与图4中的EMI接口404功能相同。
本申请实施例提供了一种功率变换装置。在该方案中，该功率变换装置包括第一功率模组、第二功率模组和控制器，每个功率模组由一个信号处理器和对应的一个功率变换器组成；第一功率模组中的信号处理器将生成的第一载波信号发送给第二功率模组中的信号处理器；第二功率模组中的信号处理器利用第一载波信号的周期确定第二载波信号，从而利用第一载波信号驱动第一功率模组中的功率变换器，利用第二载波信号驱动第二功率模组中的功率变换器，提高功率变换过程中器件的工作效率，降低功率的损耗。
另外，由于本申请中功率模组402-1、…、功率模组402-n与母板400均通过插针连接，因此母板400上的功率模组是可拆卸的，通过安装不同数量的功率模组实现不同功能的母板，解决了现有技术中功率模组与母板一体连接时，若需要不同功能的母板，需要逐一设计对应的母板，增加成本，并且功率模组出现问题需要对整个母板进行修复。同时，本申请中功率模组通过插针方式与母板连接，解决了现有技术中功率模组与母板一体连接导致功率模组与其他器件过于耦合的情况。通过对每个功率模组中增加信号处理器，解决了现有技术中母板上的一个信号处理器控制多路功率变换导致对信号处理器需求较高的情况。
基于上述实施例，针对功率变换器应用在锂电池产品中的情况，图4中的控制器401可以是电池管理系统(Battery Management System，BMS)，BMS通过CAN接口或者RS485接口对外进行通信。B端可以利用电芯包温度传感器、电芯加热器等进行输入待转换功率，A端可以为母排，通过母排输出转换后的功率。可选的，功率变换器还可以应用在逆变器产品中。
基于上述功率变换装置实施例，本申请实施例还提供一种功率变换方法，应用于功率变换装置中，该方法可以由图4中的功率模组402-n(即第二功率模组)中的信号处理器执行。如图8所示，本申请提供的方法包括如下步骤：
S801：第二功率模组中的信号处理器接收第一功率模组中的信号处理器发送的第一载波信号，并确定第一载波信号的周期；其中第一载波信号是第一功率模组中的信号处理器生成的；
S802：第二功率模组中的信号处理器根据第一载波信号的周期确定第二载波信号，以便于第二功率模组中的功率变换器利用第二载波信号对输入的第二电流或第二电压进行功率变换处理，输出变换处理后的第二电流或变换处理后的第二电压。
一种可能的设计中，步骤S802中第二功率模组中的信号处理器根据第一载波信号的周期确定第二载波信号，包括：
第二功率模组中的信号处理器生成第三载波信号，根据第一载波信号的周期和目标相位差对第三载波信号进行锁相，得到第二载波信号，目标相位差是根据功率模组的数量确定的。
一种可能的设计中，步骤S802中第二功率模组中的信号处理器根据第一载波信号的周期和目标相位差对第三载波信号进行锁相，得到第二载波信号，包括：
第二功率模组中的信号处理器根据第一载波信号的周期和功率模组的数量，确定初始的参考相位；根据参考相位，生成参考信号；
第二功率模组中的信号处理器将参考信号和第三载波信号进行叠加，得到叠加信号；判断叠加信号与第一载波信号之间的相位差是否等于目标相位差；当叠加信号与第一载波信号之间当前的相位差不等于目标相位差时，将叠加信号与第一载波信号之间当前的相位差反馈给参考相位，对参考相位进行修正；根据修正后的参考相位继续生成参考信号；
当叠加信号与第一载波信号之间的相位差等于目标相位差时，将叠加信号作为第二载波信号。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，当计算机指令被功率变换装置中第二功率模组中的信号处理器执行时，可以使得图8所示的功率变换方法被执行。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机指令，当计算机指令被功率变换装置中第二功率模组中的信号处理器执行时，可以使得图8所示的功率变换方法被执行。
也就是说，本申请提供的功率变换方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当程序代码在计算机设备上或电路产品上运行时，程序代码用于使计算机设备执行本说明书上述描述的功率变换方法中的步骤。
此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本申请方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种功率变换装置，其特征在于，包括：第一功率模组、第二功率模组和控制器；
每个功率模组中包括：信号处理器和功率变换器，所述信号处理器与所述功率变换器相连；所述控制器与每个功率模组中的信号处理器相连；
所述控制器，用于：控制每个功率模组中的信号处理器处于工作状态；
第一功率模组中的信号处理器，用于：生成第一载波信号，基于所述第一载波信号驱动相连的功率变换器，以及将所述第一载波信号发送给第二功率模组中的信号处理器；
第一功率模组中的功率变换器，用于：利用所述第一载波信号对输入的第一电流或第一电压进行功率变换处理，输出变换处理后的所述第一电流或变换处理后的所述第一电压；
第二功率模组中的信号处理器，用于：接收所述第一载波信号，并确定所述第一载波信号的周期；根据所述第一载波信号的周期确定第二载波信号；
第二功率模组中的功率变换器，用于：利用所述第二载波信号对输入的第二电流或第二电压进行功率变换处理，输出变换处理后的所述第二电流或变换处理后的所述第二电压。
2.如权利要求1所述的功率变换装置，其特征在于，所述第二功率模组中的信号处理器，具体用于：生成第三载波信号，根据所述第一载波信号的周期和目标相位差对所述第三载波信号进行锁相，得到所述第二载波信号，所述目标相位差是根据功率模组的数量确定的。
3.如权利要求2所述的功率变换装置，其特征在于，所述第二功率模组中的信号处理器，包括：
控制环路，用于：根据所述第一载波信号的周期和功率模组的数量，确定初始的参考相位；根据所述参考相位，生成参考信号；将所述参考信号发送至信号叠加模块；
所述信号叠加模块，用于：将所述参考信号和所述第三载波信号进行叠加，得到叠加信号；判断所述叠加信号与所述第一载波信号之间的相位差是否等于所述目标相位差；当所述叠加信号与所述第一载波信号之间的相位差不等于所述目标相位差时，将所述叠加信号与所述第一载波信号之间当前的相位差反馈给所述控制环路；当所述叠加信号与所述第一载波信号之间的相位差等于所述目标相位差时，将所述叠加信号作为所述第二载波信号发送至所述第二功率模组中的功率变换器；
所述控制环路，还用于：根据从所述信号叠加模块接收到的所述叠加信号与所述第一载波信号之间当前的相位差，对所述参考相位进行修正；根据修正后的所述参考相位继续生成所述参考信号。
4.如权利要求1-3任一所述的功率变换装置，其特征在于，所述第一功率模组为主功率模组，所述第二功率模组为从功率模组；
所述第一功率模组中的信号处理器，还用于：
在将所述第一载波信号发送给第二功率模组中的信号处理器之前，确定自身的地址为设定的主功率模组地址。
5.如权利要求1-4任一所述的功率变换装置，其特征在于，所述第一功率模组的数量为一个，所述第二功率模组的数量为多个。
6.如权利要求1-5任一所述的功率变换装置，其特征在于，所述控制器与每个功率模组中的信号处理器之间通过以下至少一种通信接口进行通信交互：
串行外设接口SPI、通用输入输出GPIO接口、双向二线制串行总线I2C接口、控制器局域网络CAN接口。
7.一种母板，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的功率变换装置，其中，所述功率变换装置中的所述控制器焊接在所述母板上，每个功率模组与所述母板均通过插针连接。
8.一种功率变换方法，其特征在于，应用于如权利要求1-6任一所述的功率变换装置中，所述方法包括：
第二功率模组中的信号处理器接收第一功率模组中的信号处理器发送的第一载波信号，并确定所述第一载波信号的周期；其中所述第一载波信号是所述第一功率模组中的信号处理器生成的；
所述第二功率模组中的信号处理器根据所述第一载波信号的周期确定第二载波信号，以便于第二功率模组中的功率变换器利用所述第二载波信号对输入的第二电流或第二电压进行功率变换处理，输出变换处理后的所述第二电流或变换处理后的所述第二电压。
9.如权利要求8所述的功率变换方法，其特征在于，所述第二功率模组中的信号处理器根据所述第一载波信号的周期确定第二载波信号，包括：
所述第二功率模组中的信号处理器生成第三载波信号，根据所述第一载波信号的周期和目标相位差对所述第三载波信号进行锁相，得到所述第二载波信号，所述目标相位差是根据功率模组的数量确定的。
10.如权利要求9所述的功率变换方法，其特征在于，所述第二功率模组中的信号处理器根据所述第一载波信号的周期和目标相位差对所述第三载波信号进行锁相，得到所述第二载波信号，包括：
所述第二功率模组中的信号处理器根据所述第一载波信号的周期和功率模组的数量，确定初始的参考相位；根据所述参考相位，生成参考信号；
所述第二功率模组中的信号处理器将所述参考信号和所述第三载波信号进行叠加，得到叠加信号；判断所述叠加信号与所述第一载波信号之间的相位差是否等于所述目标相位差；当所述叠加信号与所述第一载波信号之间当前的相位差不等于所述目标相位差时，将所述叠加信号与所述第一载波信号之间当前的相位差反馈给所述参考相位，对所述参考相位进行修正；根据修正后的所述参考相位继续生成所述参考信号；
当所述叠加信号与所述第一载波信号之间的相位差等于所述目标相位差时，将所述叠加信号作为所述第二载波信号。
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