CN116207954A - 开关电源系统及开关频率调节方法、装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种开关电源系统及开关频率调节方法、装置，该方法包括：获取开关电源系统的系统总偏差，根据系统总偏差和初始频率，计算第一调节频率；系统总偏差由软开关的器件偏差和电源控制芯片的偏差确定，初始频率用于表示开关电源系统初始时刻的开关频率；根据第一调节频率，计算第一测试效率，第一测试效率用于表示开关电源系统在开关频率为第一调节频率时的电源转换效率；根据初始效率和第一测试效率，确定最优频率，初始效率用于表示开关电源系统在开关频率为初始频率时的电源转换效率；将最优频率在线烧录至电源控制芯片，以使电源控制芯片根据最优频率控制软开关导通、关断。本申请的方法，有利于实现电源转换效率高的开关电源系统。

Description

开关电源系统及开关频率调节方法、装置

技术领域

本申请涉及开关电源技术，尤其涉及一种开关电源系统及开关频率调节方法、装置。

背景技术

开关电源系统一般包括软开关、电源控制芯片，其中电源控制芯片中烧录有固定的开关频率，软开关以该开关频率导通、关断以获取输出电压的变换。已知技术中，该开关频率通常为软开关中的LC谐振频率。

由于软开关中的电感、电容容量存在的偏差，以及电源控制芯片存在的误差，会导致软开关中的开关管在未完全导通的情况下阻抗会十分大，从而会导致功率的损失，且随着系统功率的增加损失变得越来越大，进而不利于提升系统的电源转换效率。

发明内容

本申请提供一种开关电源系统及开关频率调节方法、装置，用以根据系统的器件总偏差和电源控制芯片的误差，确定最优频率，并将该最优频率烧录至电源控制芯片，以得到转换效率高的开关电源系统。

一方面，本申请提供一种开关频率调节方法，所述方法包括：

获取开关电源系统的系统总偏差，根据所述系统总偏差和初始频率，计算第一调节频率；所述系统总偏差由软开关的器件偏差和电源控制芯片的偏差确定，所述初始频率用于表示所述开关电源系统初始时的开关频率；

根据所述第一调节频率，计算第一测试效率，所述第一测试效率用于表示所述开关电源系统在所述开关频率为所述第一调节频率时的电源转换效率；

根据初始效率和所述第一测试效率，确定最优频率，所述初始效率用于表示所述开关电源系统在所述开关频率为所述初始频率时的电源转换效率；

将所述最优频率在线烧录至所述电源控制芯片，以使所述电源控制芯片根据所述最优频率控制所述软开关导通、关断。

在另一种可能实现的方式中，所述根据所述系统总偏差和初始频率，计算第一调节频率，包括：

根据所述系统总偏差，确定第一频率偏差，所述第一频率偏差为所述系统总偏差的绝对值；

根据所述第一频率偏差和第一预设规则，计算第一调节跨度，所述第一预设规则用于将所述第一频率偏差n等分，以得到所述第一调节跨度，所述n为大于1的整数；

根据所述第一调节跨度和所述初始频率，确定所述第一调节频率，所述第一调节频率是所述初始频率按照所述第一调节跨度增大或减小得到的，所述第一调节频率的数量为2n。

在另一种可能实现的方式中，所述根据所述第一调节频率，计算第一测试效率之后，所述方法还包括：

根据所述第一测试效率，确定第一频率和第二频率，所述第一频率和所述第二频率对应的测试效率为所述第一测试效率中的最大的两个测试效率；

根据所述第一频率和所述第二频率，确定第二调节频率，所述第二调节频率对应的第二调节跨度小于所述第一调节跨度；

根据所述第二调节频率，计算第二测试效率；

所述根据初始效率和所述第一测试效率，确定最优频率，包括：

根据所述初始效率、所述第一测试效率和所述第二测试效率，确定所述最优频率。

在另一种可能实现的方式中，所述根据所述第一频率和所述第二频率，确定第二调节频率，包括：

根据所述第一频率和所述第二频率，确定第二频率偏差；

根据所述第二频率偏差和所述第二预设规则，计算所述第二调节跨度，所述第二预设规则用于将所述第二频率偏差m等分，以得到第二调节跨度，所述m为大于0的整数，且所述m小于所述n；

在所述第一频率和所述第二频率内，根据所述第二调节跨度确定所述第二调节频率。

在另一种可能实现的方式中，所述根据所述初始效率、所述第一测试效率和所述第二测试效率，确定所述最优频率，包括：

按照第三预设规则，对所述初始效率、所述第一测试效率和所述第二测试效率进行排序，得到效率序列；所述第三预设规则用于按照从大到小的顺序排列所述初始效率、所述第一测试效率和所述第二测试效率；

将所述效率序列中的第一位测试效率对应的频率，作为所述最优频率；所述第一位测试效率为所述初始效率、所述第一测试效率和所述第二测试效率中数值最高的。

第二方面，本申请提供一种开关电源系统，所述系统包括：

软开关，用于获取开关指令，并根据所述开关指令导通、关断，以对输入电压进行脉冲调制，实现电压转换，所述软开关包括电容、电感和开关管；

电源控制芯片，用于获取开关频率，根据所述开关频率生成开关指令，并发送至所述软开关；

电源管理芯片，用于根据输入功率和输出功率计算电源转换效率，还用于与所述电源控制芯片连接，并执行如第一方面任一项所述的开关频率调节方法。

第三方面，本申请提供一种开关频率调节装置，该装置包括计算模块、确定模块和调节模块，其中，

所述计算模块，用于获取开关电源系统的系统总偏差，根据所述系统总偏差和初始频率，计算第一调节频率；所述系统总偏差由软开关的器件偏差和电源控制芯片的偏差确定，所述初始频率用于表示所述开关电源系统初始时的开关频率；

所述计算模块，还用于根据所述第一调节频率，计算第一测试效率，所述第一测试效率用于表示所述开关电源系统在所述开关频率为所述第一调节频率时的电源转换效率；

所述确定模块，用于根据初始效率和所述第一测试效率，确定最优频率，所述初始效率用于表示所述开关电源系统在所述开关频率为所述初始频率时的电源转换效率；

所述调节模块，用于将所述最优频率在线烧录至所述电源控制芯片，以使所述电源控制芯片根据所述最优频率控制所述软开关导通、关断。

在另一种可能实现的方式中，所述计算模块具体用于：

根据所述系统总偏差，确定第一频率偏差，所述第一频率偏差为所述系统总偏差的绝对值；

根据所述第一频率偏差和第一预设规则，计算第一调节跨度，所述第一预设规则用于将所述第一频率偏差n等分，以得到所述第一调节跨度，所述n为不小于1的整数；

根据所述第一调节跨度和所述初始频率，确定所述第一调节频率，所述第一调节频率是所述初始频率按照所述第一调节跨度增大或减小得到的，所述第一调节频率的数量为2n。

在另一种可能实现的方式中，所述计算模块还用于：

根据所述第一测试效率，确定第一频率和第二频率，所述第一频率和所述第二频率对应的测试效率为所述第一测试效率中的最大的两个测试效率；

根据所述第一频率和所述第二频率，确定第二调节频率，所述第二调节频率对应的第二调节跨度小于所述第一调节跨度；

根据所述第二调节频率，计算第二测试效率；

所述确定模块具体用于：

根据所述初始效率、所述第一测试效率和所述第二测试效率，确定所述最优频率。

在另一种可能实现的方式中，所述计算模块具体用于：

根据所述第一频率和所述第二频率，确定第二频率偏差；

根据所述第二频率偏差和所述第二预设规则，计算所述第二调节跨度，所述第二预设规则用于将所述第二频率偏差m等分，以得到第二调节跨度，所述m为不小于1的整数；

在所述第一频率和所述第二频率内，根据所述第二调节跨度确定所述第二调节频率。

在另一种可能实现的方式中，所述确定模块具体用于：

按照第三预设规则，对所述初始效率、所述第一测试效率和所述第二测试效率进行排序，得到效率序列；所述第三预设规则用于按照从大到小的顺序排列所述初始效率、所述第一测试效率和所述第二测试效率；

将所述效率序列中的第一位测试效率对应的频率，作为所述最优频率；所述第一位测试效率为所述初始效率、所述第一测试效率和所述第二测试效率中数值最高的。

第四方面，本申请提供一种电子设备，包括：至少一个处理器和存储器；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如上第一方面任一项所述的开关频率调节方法。

第五方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上第一方面任一项所述的开关频率调节方法。

本申请提供一种开关电源系统及开关频率调节方法、装置，本申请的方法由开关电源系统的电源管理芯片执行，电源管理芯片首先根据系统的器件总偏差和电源控制芯片的误差，来确定第一调节频率，并根据第一调解频率，计算第一测试效率。其次，电源管理芯片根据第一测试效率确定出第一频率和第二频率，根据第一频率和第二频率确定第二频率偏差，并根据第二频率偏差来确定第二调节频率。最后，根据第二调节频率计算第二测试效率，并根据第一测试效率、第二测试效率和初始效率，确定最优频率，最优频率对应的测试效率最高。

通过本申请的方法，开关电源系统的电源管理芯片根据系统的器件总偏差和电源控制芯片的误差，来调节开关频率，以寻找能使电源转换效率最高的最优频率，将该最优频率在线烧录至电源控制芯片，以实现高电源转换效率的开关电源系统。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1a为本申请实施例提供的一种开关电源系统的结构框图；

图1b为本申请实施例提供的48V转12V的开关电源系统示例图；

图2为本申请实施例提供的一种开关频率调节方法的流程示意图一；

图3为本申请实施例提供的一种开关频率调节方法的流程示意图二；

图4为本申请实施例提供的一种开关频率调节方法的流程示意图三；

图5为本申请实施例提供的一种开关频率调节装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种电子设备。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。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。

开关电源系统利用电子开关器件(如晶体管、场效应管、可控硅闸流管等)，通过电源控制芯片，控制电子开关器件不停地“导通”和“关断”，让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从而实现DC/AC、DC/DC电压变化，以及输出电压可调和自动稳压。

已知技术中，为解决降低电子开关器件的损耗带来的电源转化效率低下的问题，开关电源系统通常采用软开关，例如零电压开关或零电流开关。因此，开关电源系统一般包括软开关和电源控制芯片，其中，电源控制芯片中烧录有固定的开关频率，电源控制芯片通过该开关频率控制软开关导通、关断。在已知技术中，该开关频率通常为软开关中的LC谐振频率。

对于上述开关电源系统，由于软开关中的电感、电容容量存在的偏差，以及电源控制芯片本身存在的误差，会导致软开关中的开关管在未完全导通的情况下阻抗会十分大，从而会导致功率的损失。并且，随着开关电源系统的系统功率的增加，损失会变得越来越大，从而不利于提升开关电源系统的电源转换效率。

本申请提供了一种开关电源系统及开关频率调节方法、装置，在本申请中，开关电源系统的电源管理芯片，通过开关电源系统的系统总偏差，计算出多个调节频率，并针对每个调节频率，计算测试效率。最后，通过比较多个调节频率对应的测试效率，来确定能使测试效率最高的调节频率，将该调节频率作为最优频率，在线烧录至开关电源系统的电源控制芯片，以使电源控制芯片以该最优频率控制软开关导通、关断。

通过本申请的方法，开关电源系统的电源管理芯片首先根据系统总偏差得到多个调节频率，然后通过对比多个调节频率的测试效率，来确定最优频率，并将该最优频率在线烧录至电源控制芯片中，从而实现电源转换效率高的开关电源系统。

下面结合各附图，对本申请的一些实施方式做详细说明。在各实施例不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

图1a为本申请实施例提供的一种开关电源系统的结构框图，如图1a所示，本申请的开关电源系统包括软开关、电源控制芯片和电源管理芯片。具体地，电源管理芯片与电源控制芯片连接，用于向电源控制芯片在线烧录开关频率，还用于执行本申请提供的开关频率调节方法。电源控制芯片获取电源管理芯片在线烧录的开关频率，并根据该开关频率生成用于控制软开关导通、关断的开关指令。软开关连接于电源控制芯片，以接收开关指令，并根据开关指令导通、关断，以对输入电压进行脉冲调制，实现电压转换。其中，软开关包括电容、电感和开关管，开关频率与软开关的谐振频率一致。

在本实施例中，电源管理芯片通过检测到的输入功率和输出功率计算电源转换效率。可选地，开关电源系统还包括与电源管理芯片连接的功率检测芯片，电源管理芯片通过功率检测芯片获取输入功率和输出功率。

示例性地，图1b为本申请实施例提供的48V转12V的开关电源系统示例图，如图1b所示，开关电源系统输入48V电源后，电源控制芯片以电源管理芯片烧录的开关频率，控制软开关导通、关断，最终得到12V的输出。功率检测芯片对转换前的输入功率和转换后的输出功率进行检测，并将检测结果发送至电源管理芯片。

图2为本申请实施例提供的一种开关频率调节方法的流程示意图一，如图2所示，本实施例提供的方法包括：

S201，获取系统总偏差，根据系统总偏差和初始频率，计算第一调节频率。

其中，系统总偏差由软开关的器件偏差和电源控制芯片的偏差确定，初始频率用于表示开关电源系统初始时的开关频率。

具体地，在本实施例中，软开关的器件偏差包括电容和电感的偏差，系统总偏差由软开关的器件偏差和电源控制芯片的偏差加和得到。示例性地，若电容和电感的偏差共为±20％，电源控制芯片的偏差为±10％，则系统总偏差为±30％。可以理解地是，电容和电感的器件偏差以及电源控制芯片的偏差可以通过其型号得知。

可选地，在实际使用中，若已知软开关的器件偏差和电源控制芯片的偏差对电源转换效率的影响程度，则还可以根据相应的影响程度，为软开关的器件偏差和电源控制芯片的偏差分配权重系数，在计算系统总偏差时，使软开关的器件偏差和电源控制芯片的偏差分别乘以相应的权重系数。

可以理解地是，系统总偏差存在时，开关频率会受相应的影响，本实施例在设置开关频率时，考虑系统总偏差，将系统总偏差作为频率偏差，根据频率偏差适当对初始频率进行调节，也就是说，根据系统总偏差和初始频率，计算第一调节频率。其中，由于偏差存在时，会导致相应指标变大或变小，因此，可以理解地是，本实施例中，第一调节频率至少有两个，其中一个大于初始频率，另一个小于初始频率。

在上述示例中，若系统总偏差为±30％，则根据系统总偏差和初始频率计算得到的第一调节频率可以是初始频率+30％的初始频率、初始频率-30％的初始频率。

S202，根据第一调节频率，计算第一测试效率。

其中，第一测试效率用于表示开关电源系统在开关频率为第一调节频率时的电源转换效率。

在本实施例中，电源管理芯片计算在每个第一调节频率下，输入功率与输出功率之比，以得到第一调节频率对应的第一测试效率。

S203，根据初始效率和第一测试效率，确定最优频率。

其中，初始效率是由初始输入功率和初始输出功率确定的。

在本实施例中，电源管理芯片按照初始频率时的输入功率和输出功率，计算初始效率。

具体地，开关电源系统的输入功率是电源管理芯片可以直接读取到的，输出功率可以是通过与电源管理芯片通讯的功率检测芯片得到的，在本实施例中不对其进行限定，只要最终能使电源管理芯片获取到即可。

电源管理芯片在计算了每个第一调节频率对应的第一测试效率后，通过对比第一测试效率，确定最优频率。具体地，电源管理芯片可以将第一测试效率按照从大到小的顺序排列，排在最前的第一测试效率对应的第一调节频率为最优频率。

可以理解地是，第一调节跨度越小，电源管理芯片得到的第一调节频率越接近，此时确定出的最优频率就越精准。因此在实际使用中，在不追求计算效率的前提下，尽可能地使调节跨度小，有利于得到使开关电源系统的电源转换效率最高的最优频率。

可选地，在实际应用中，若既要求计算效率，又要求计算精度，则可以先使第一调节跨度大一点，得到第一调节频率和对应的第一测试效率后，确定出几个较大的第一测试效率，再以更小的调节跨度，对该第一测试效率对应的第一调节频率进行更为细致的调节，以保障最优频率的准确度。

S204，将最优频率在线烧录至电源控制芯片，以使电源控制芯片根据最优频率控制软开关导通、关断。

在本实施例中，电源管理芯片在得到最优频率后，将最优频率烧录至电源控制芯片中，电源控制芯片根据该最优频率控制软开关中的开关管导通、关断。

本实施例提供的方法，电源管理芯片在向电源控制芯片烧录开关频率前，首先根据开关电源系统的系统总偏差，推出至少两个第一调节频率。其次，分别计算第一调节频率对应的第一测试效率，并根据至少两个第一测试效率确定出最优效率。最后，将最优效率在线烧录至电源控制芯片中，以使得电源控制芯片可以根据该最优频率控制开关电源系统的软开关导通、关断，从而实现电源转换效率高的开关电源系统。

图3为本申请实施例提供的一种开关频率调节方法的流程示意图二，下面结合图3，对本申请实施例作进一步限定。具体地，本实施例在上述实施例的基础上，着重对如何计算第一调节频率进行详细说明。如图3所示，本实施例包括以下内容：

S301，获取系统总偏差，根据系统总偏差，确定第一频率偏差，第一频率偏差为系统总偏差的绝对值。

其中，对于系统总偏差的限定可见上述实施例中对于S201的限定，此处不再赘述。在本实施例中，通过系统总偏差表征第一频率偏差，具体地，在对软开关的器件偏差和电源控制芯片的偏差求和后，得到系统总偏差，从而得到第一频率偏差。

示例性地，若系统总偏差为±20％，则第一频率偏差为20％。

S302，根据第一频率偏差和第一预设规则，计算第一调节跨度，第一预设规则用于将第一频率偏差n等分，以得到第一调节跨度，n为不小于1的整数。

在本实施例中，n可以为用户提前输入电源管理芯片中，也可以是电源管理芯片根据第一频率偏差自动确定地，例如在得到第一频率偏差后，自动确定n为第一频率偏差的除1外的最小约数。还可以是，在电源管理芯片确定第一频率偏差后，通过其连接的上位机对第一频率偏差进行显示，并提示用户输入n，以得到n。本实施例不对获取n的方式进行限定。

S303，根据第一调节跨度和初始效率，确定第一调节频率，第一调节频率是初始频率按照第一调节跨度增大或减小得到的，第一调节频率的数量为2n。

具体地，电源管理芯片按照第一预设规则，将第一频率偏差n等分，得到用于确定第一调节频率的第一调节跨度。最后，使初始频率按照第一调节跨度增大或减小，得到2n个第一调节频率。可见，第一调节频率至少有两个。

示例性地，在第一频率偏差为20％时，若n为4，则第一调节跨度为5％。此时，将初始频率按照5％增大，可以得到4个第一调节频率，分别为：105％的初始频率、110％的初始频率、115％的初始频率和120％的初始频率。将初始频率按照5％减小，可以得到4个第一调节频率，分别为：95％的初始频率、90％的初始频率、85％的初始频率和80％的初始频率，共计2n＝2×4＝8个第一调节频率。

在本实施例中，使n尽可能的大，例如可以为20，即使第一调节跨度为1％，以便更精准地得到最优频率。

S304，根据第一调节频率，计算第一测试效率。

其中，第一测试效率用于表示开关电源系统在开关频率为第一调节频率时的电源转换效率。

具体地，电源管理芯片针对每个第一调节频率，计算该第一调节频率时的输入功率与输出功率之比，从而得到第一调节频率对应的第一测试效率，由上述S303可知，第一测试效率的数量为2n。

S305，根据初始效率和第一测试效率，确定最优频率。

其中，初始效率用于表示开关电源系统在开关频率为初始频率时的电源转换效率。

在本实施例中，电源管理芯通过比较初始效率，以及根据第一调节频率得到的第一测试效率，确定出可以使效率最高的最优频率。其中，确定最优频率的方式，可以为将初始效率和第一测试效率从大到小进行排序，默认排在第一位对应的频率为最优频率，也可以为将初始效率和第一测试效率从小到大进行排序，默认排在末位对应的频率为最优频率，还可以是通过预设算法依次寻找初始效率和第一测试效率中效率最高，并将其对应的频率，确定为最优频率。本实施例中，不对确定最优频率的方式进行限定，只要最终使得最优频率对应的效率为初始效率和第一测试效率中最大的即可。

S306，将最优频率在线烧录至电源控制芯片，以使电源控制芯片根据最优频率控制软开关导通、关断。

本实施例提供的方法，电源管理芯片在计算第一调节频率时，首先根据系统总偏差，确定频率总偏差。其次，根据频率总偏差和第一预设规则，计算第一调节跨度。最后，根据第一调节跨度对初始频率进行调节，以得到第一调节频率。进一步地，电源管理芯片通过对比各第一调节频率下的第一测试效率和初始效率的大小，确定出最优频率，并将最优频率烧录至电源控制芯片中。

本实施例的方法，充分考虑了软开关的器件偏差和电源控制芯片的偏差对开关频率的影响，根据该影响设置第一调节频率，并在各第一调节频率对应的第一测试效率和初始效率中选择最大的效率，将该效率对应的开关频率作为最优频率。通过本实施例，有效降低了因软开关的器件偏差和电源控制芯片本身的偏差，对开关电源系统的电源转换效率的影响，有利于实现电源转换效率高的开关电源系统。

图4为本申请实施例提供的一种开关频率调节方法的流程示意图三，下面结合图4，对本申请实施例作进一步限定。具体地，本实施例着重对如何进一步精准地确定最优频率进行详细说明。如图4所示，本实施例包括以下内容：

S401，获取系统总偏差，根据系统总偏差，确定第一频率偏差，第一频率偏差为系统总偏差的绝对值。

S402，根据第一频率偏差和第一预设规则，计算第一调节跨度，第一预设规则用于将第一频率偏差n等分，以得到第一调节跨度，n为不小于1的整数。

S403，根据第一调节跨度和初始效率，确定第一调节频率，第一调节频率是初始频率按照第一调节跨度增大或减小得到的，第一调节频率的数量为2n。

在本实施例中，电源管理芯片在得到第一频率偏差后，自动确定第一频率偏差的除1外的最小约数为n。示例性地，若第一频率偏差为25kHz，则n自动确定为5。进一步地，确定第一调节跨度为5kHz。

S404，根据第一调节频率，计算第一测试效率，根据第一测试效率，确定第一频率和第二频率。

其中，第一频率和第二频率对应的测试效率为第一测试效率中的最大的两个测试效率。

示例性地，若第一测试效率有8个，按照从大到小的顺序排列，分别为89％、86％、83％、81％、78％、76％、70％、68％，则第一频率和第二频率对应的测试效率分别为89％、86％。

S405，根据第一频率和第二频率，确定第二频率偏差，并根据第二频率偏差和第二预设规则，计算第二调节跨度，第二调节跨度小于第一调节跨度。

其中，第二预设规则用于将第二频率偏差m等分，以得到第二调节跨度，m为不小于1的整数。

在本实施例中，电源管理芯片自动确定第二频率偏差的最大约数为m。

可以理解地是，第二频率偏差为第一频率和第二频率之差的绝对值，示例性地，若第一频率为18kHz，第二频率为24kHz，则第二频率偏差为6kHz。此时，第二规则用于将第二频率偏差6等分，第二调节跨度为1kHz。

S406，在第一频率与第二频率内，根据第二调节跨度确定第二调节频率，并根据第二调节频率，计算第二测试效率。

可以理解地是，第二调节频率的个数为m-1个。

在本实施例中，电源管理芯片在得到第一频率和第二频率后，进一步以更小的第二调节跨度在第一频率与第二频率之间进行调节，从而更加精准地排查可以使开关电源系统的电源转换效率最高的最优频率。

S407，按照第三预设规则，对初始效率、第一测试效率和第二测试效率进行排序，得到效率序列。

其中，第三预设规则用于按照从大到小的顺序排列初始效率、第一测试效率和第二测试效率。

具体地，电源管理芯片将计算得到的初始效率、第一测试效率和第二测试效率按照从大到小的顺序进行排序，以得到效率序列，该效率序列中的元素越靠前，数值越大。

S408，将效率序列中的第一位测试效率对应的频率，作为最优频率，并将最优频率烧录至电源控制芯片。

其中，第一位测试效率为初始效率、第一测试效率和第二测试效率中数值最高的。

可以理解地是，第一位测试效率数值最大。在实际应用中，还可以按照从小到大的顺序对初始效率、第一测试效率和第二测试效率进行排列，得到效率序列，并将该效率序列中的末位元素作为第一位测试效率。

本实施例提供的方法，电源管理芯片在确定最优频率时，首先以较大的第一调节跨度对初始频率进行调节，得到多个第一调节频率。经计算后得到各个第一调节频率对应的第一测试效率。其次，电源管理芯片根据第一测试效率，确定出第一频率和第二频率，并进一步根据在第一频率和第二频率内，以更小的第二调节跨度对第一频率和第二频率进行调节。

通过本实施例的方法，一方面，电源管理芯片无需计算过多的调节频率及其对应的测试效率，有效减少了计算量，从而有利于提高电源管理芯片的计算效率，同时，降低了对于电源管理芯片的性能要求。另一方面，电源管理芯片在确定出最大的两个第一测试效率后，进一步在该两个第一测试效率对应的第一频率和第二频率间，以更小的第二调节跨度进行频率调节，有效提高了最终最优频率的准确度，从而有利于实现电源转换效率高的开关电源系统。

示例性地，电源管理芯片获取到开关电源系统的初始频率为100kHz，初始效率为75％，系统总偏差为25％。则在n为5时，得到第一调节跨度为5％，第一调节频率有2×5＝10个，分别为75kHz、80kHz、85kHz、90kHz、95kHz、105kHz、110kHz、115kHz、120kHz和125kHz。此时，若通过比较得到开关频率为110kHz和125kHz时，其对应的测试效率为最大的两个第一测试效率，则确定110kHz和125kHz分别为第一频率和第二频率。

此时，电源管理芯片计算出第二频率偏差为15kHz，电源管理芯片将计算出14个第二调节频率，分别为111kHz、112kHz、113kHz、114kHz、115kHz、116kHz、117kHz、118kHz、119kHz、120kHz、121kHz、122kHz、123kHz和124kHz。

进一步地，电源管理芯片分别计算以上14个第二调节频率对应的第二测试效率，并对初始效率、第一测试效率和第二测试效率进行排序。若此时，电源管理芯片确定第一位测试效率对应的开关频率为118kHz，则将118kHz作为最优频率，并将其在线烧录至电源控制芯片。

上述实施例从方法流程的角度介绍一种开关频率调节方法，下述实施例从虚拟模块或虚拟单元的角度介绍了一种开关频率调节装置，具体详见下述实施例。

本申请实施例提供一种开关频率调节装置，如图5所示，该装置包括计算模块51、确定模块52及调节模块53，其中，

计算模块51，用于获取开关电源系统的系统总偏差，根据系统总偏差和初始频率，计算第一调节频率；系统总偏差由软开关的器件偏差和电源控制芯片的偏差确定，初始频率用于表示开关电源系统初始时的开关频率；

计算模块51，还用于根据第一调节频率，计算第一测试效率，第一测试效率用于表示开关电源系统在开关频率为第一调节频率时的电源转换效率；

确定模块52，用于根据初始效率和第一测试效率，确定最优频率，初始效率用于表示开关电源系统在开关频率为初始频率时的电源转换效率；

调节模块53，用于将最优频率在线烧录至电源控制芯片，以使电源控制芯片根据最优频率控制软开关导通、关断。

本申请实施例的另一种可能的实现方式，计算模块51具体用于：

根据系统总偏差，确定第一频率偏差，第一频率偏差为系统总偏差的绝对值；

根据第一频率偏差和第一预设规则，计算第一调节跨度，第一预设规则用于将第一频率偏差n等分，以得到第一调节跨度，n为不小于1的整数；

根据第一调节跨度和初始频率，确定第一调节频率，第一调节频率是初始频率按照第一调节跨度增大或减小得到的，第一调节频率的数量为2n。

本申请实施例的另一种可能实现的方式，计算模块51还用于：

根据第一测试效率，确定第一频率和第二频率，第一频率和第二频率对应的测试效率为第一测试效率中的最大的两个测试效率；

根据第一频率和第二频率，确定第二调节频率，第二调节频率对应的第二调节跨度小于第一调节跨度；

根据第二调节频率，计算第二测试效率；

确定模块52具体用于：

根据初始效率、第一测试效率和第二测试效率，确定最优频率。

本申请实施例的另一种可能的实现方式，计算模块51具体用于：

根据第一频率和第二频率，确定第二频率偏差；

根据第二频率偏差和第二预设规则，计算第二调节跨度，第二预设规则用于将第二频率偏差m等分，以得到第二调节跨度，m为不小于1的整数；

在第一频率和第二频率内，根据第二调节跨度确定第二调节频率。

本申请实施例的另一种可能的实现方式，确定模块52具体用于：

按照第三预设规则，对初始效率、第一测试效率和第二测试效率进行排序，得到效率序列；第三预设规则用于按照从大到小的顺序排列初始效率、第一测试效率和第二测试效率；

将效率序列中的第一位测试效率对应的频率，作为最优频率；第一位测试效率为初始效率、第一测试效率和第二测试效率中数值最高的。

本申请实施例提供的一种开关频率调节装置，适用于上述方法实施例，在此不再赘述。

本申请实施例中提供了一种电子设备，如图6所示，图6所示的电子设备包括：处理器61和存储器62。其中，处理器61和存储器62相连，如通过总线63相连。可选地，电子设备还可以包括收发器64。需要说明的是，实际应用中收发器64不限于一个，该电子设备的结构并不构成对本申请实施例的限定。

处理器61可以是中央处理器61(Central Processing Unit，CPU)，通用处理器61，数据信号处理器61(Digital Signal Processor，DSP)，专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)，现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器61也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器61组合，DSP和微处理器61的组合等。

总线63可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线63可以是外设部件互连标准(Peripheral Component Interconnect，PCI)总线63或扩展工业标准结构(ExtendedIndustry Standard Architecture，EISA)总线63等。总线63可以分为地址总线63、数据总线63、控制总线63等。为便于表示，图6中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线63或一种类型的总线63。

存储器62可以是只读存储器62(Read Only Memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器62(Random Access Memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器62(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。

存储器62用于存储执行本申请方案的应用程序代码，并由处理器61来控制执行。处理器61用于执行存储器62中存储的应用程序代码，以实现前述方法实施例所示的内容。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random accessmemory，RAM)、磁盘或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，具体地，该计算机可读存储介质中存储有程序指令，程序指令用于实现上述各实施例中的工业网关数据处理方法。

本申请实施例中还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求书指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (10)

1.一种开关频率调节方法，其特征在于，所述方法包括：

获取开关电源系统的系统总偏差，根据所述系统总偏差和初始频率，计算第一调节频率；所述系统总偏差由软开关的器件偏差和电源控制芯片的偏差确定，所述初始频率用于表示所述开关电源系统初始时的开关频率；

根据所述第一调节频率，计算第一测试效率，所述第一测试效率用于表示所述开关电源系统在所述开关频率为所述第一调节频率时的电源转换效率；

根据初始效率和所述第一测试效率，确定最优频率，所述初始效率用于表示所述开关电源系统在所述开关频率为所述初始频率时的电源转换效率；

将所述最优频率在线烧录至所述电源控制芯片，以使所述电源控制芯片根据所述最优频率控制所述软开关导通、关断。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述系统总偏差和初始频率，计算第一调节频率，包括：

根据所述系统总偏差，确定第一频率偏差，所述第一频率偏差为所述系统总偏差的绝对值；

根据所述第一频率偏差和第一预设规则，计算第一调节跨度，所述第一预设规则用于将所述第一频率偏差n等分，以得到所述第一调节跨度，所述n为不小于1的整数；

根据所述第一调节跨度和所述初始频率，确定所述第一调节频率，所述第一调节频率是所述初始频率按照所述第一调节跨度增大或减小得到的，所述第一调节频率的数量为2n。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一调节频率，计算第一测试效率之后，所述方法还包括：

根据所述第一测试效率，确定第一频率和第二频率，所述第一频率和所述第二频率对应的测试效率为所述第一测试效率中的最大的两个测试效率；

根据所述第一频率和所述第二频率，确定第二调节频率，所述第二调节频率对应的第二调节跨度小于所述第一调节跨度；

根据所述第二调节频率，计算第二测试效率；

所述根据初始效率和所述第一测试效率，确定最优频率，包括：

根据所述初始效率、所述第一测试效率和所述第二测试效率，确定所述最优频率。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一频率和所述第二频率，确定第二调节频率，包括：

根据所述第一频率和所述第二频率，确定第二频率偏差；

根据所述第二频率偏差和所述第二预设规则，计算所述第二调节跨度，所述第二预设规则用于将所述第二频率偏差m等分，以得到第二调节跨度，所述m为不小于1的整数；

在所述第一频率和所述第二频率内，根据所述第二调节跨度确定所述第二调节频率。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始效率、所述第一测试效率和所述第二测试效率，确定所述最优频率，包括：

按照第三预设规则，对所述初始效率、所述第一测试效率和所述第二测试效率进行排序，得到效率序列；所述第三预设规则用于按照从大到小的顺序排列所述初始效率、所述第一测试效率和所述第二测试效率；

将所述效率序列中的第一位测试效率对应的频率，作为所述最优频率；所述第一位测试效率为所述初始效率、所述第一测试效率和所述第二测试效率中数值最高的。

6.一种开关电源系统，其特征在于，所述系统包括：

软开关，用于获取开关指令，并根据所述开关指令导通、关断，以对输入电压进行脉冲调制，实现电压转换，所述软开关包括电容、电感和开关管；

电源控制芯片，用于获取开关频率，根据所述开关频率生成开关指令，并发送至所述软开关；

电源管理芯片，用于根据输入功率和输出功率计算电源转换效率，还用于与所述电源控制芯片连接，并执行如权利要求1-5任一项所述的开关频率调节方法。

7.一种开关频率调节装置，其特征在于，包括：

计算模块，用于获取开关电源系统的系统总偏差，根据所述系统总偏差和初始频率，计算第一调节频率；所述系统总偏差由软开关的器件偏差和电源控制芯片的偏差确定，所述初始频率用于表示所述开关电源系统初始时的开关频率；

所述计算模块，还用于根据所述第一调节频率，计算第一测试效率，所述第一测试效率用于表示所述开关电源系统在所述开关频率为所述第一调节频率时的电源转换效率；

确定模块，用于根据初始效率和所述第一测试效率，确定最优频率，所述初始效率用于表示所述开关电源系统在所述开关频率为所述初始频率时的电源转换效率；

调节模块，用于将所述最优频率在线烧录至所述电源控制芯片，以使所述电源控制芯片根据所述最优频率控制所述软开关导通、关断。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述计算模块还用于：

根据所述第一测试效率，确定第一频率和第二频率，所述第一频率和所述第二频率对应的测试效率为所述第一测试效率中的最大的两个测试效率；

根据所述第一频率和所述第二频率，确定第二调节频率，所述第二调节频率对应的第二调节跨度小于所述第一调节跨度；

根据所述第二调节频率，计算第二测试效率；

所述确定模块具体用于：

根据所述初始效率、所述第一测试效率和所述第二测试效率，确定所述最优频率。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器和存储器；

所述存储器存储计算机执行指令；

所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如权利要求1-5任一项所述的开关频率调节方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，所述计算机执行指令被处理器执行时用于实现如权利要求1-5任一项所述的开关频率调节方法。

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