技术领域
[0001] 本发明涉及电力领域，具体而言，涉及一种电路中开关设备的控制方法、装置、存储介质和处理器。
相关背景技术
[0002] 目前，随着现代电力系统的发展，大量的电力电子设备和基于计算机控制的新型用电设备已经成为了新的关键性用电负荷，因而使得当前电压暂降现象出现了高频率和非周期性的晃电特征，用电设备也更容易因受到晃电干扰的影响而呈现出高频率、短时长的供电中断。由于高频率、短时长的供电中断的发生，容易对关键用电用户造成严重且不可恢复的损害，从而导致输电线路的安全性低的技术问题。
[0003] 针对上述输电线路的安全性低的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
具体实施方式
[0036] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0037] 需要说明的是，本发明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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明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。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0038] 实施例1
[0039] 根据本发明实施例，提供了一种电路中开关设备的控制方法，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0040] 图1是根据本发明实施例的一种电路中开关设备的控制方法的流程图，该方法可以包括如下步骤：
[0041] 步骤S101，获取电路中变换设备的至少一占空比。
[0042] 在本发明上述步骤S101提供的技术方案中，上述占空比可以用于表示变换设备的目标电平信号的至少一持续时长与预设周期之间的比例，例如，变换设备可以为非隔离型的直流至直流(Direct Current to Direct Current，简称为DC‑DC)变换器，目标电平信号可以用于表示变换设备的高电平信号，此处仅作举例说明，不作具体限定。
[0043] 在该实施例中，获取电路中变换设备的至少一占空比，也就是说，对电路中变换设备的目标电平信号进行时间监测，可以得到该目标电平信号的持续时长，以及将得到的该目标电平信号的持续时长与预设周期之间的比例，确定为电路中变换设备的至少一占空比，此处仅作举例说明，不作具体限定。
[0044] 需要说明的是，上述预设周期可以根据变换设备的类型而调整，例如，如果变换设备的类型为非隔离型，则预设周期可以设置为100ms，此处仅作举例说明，不作具体限定。
[0045] 步骤S102，基于占空比，确定电路处于异步导通模式下的第一信息增益和电路处于同步导通模式下的第二信息增益。
[0046] 在本发明上述步骤S102提供的技术方案中，上述第一信息增益可以用于表示处于异步导通模式下的电路的电压增益，上述第二信息增益可以用于表示处于同步导通模式下的电路的电压增益，例如，上述异步导通模式也可以称作互补导通模式，此处仅作举例说明，不作具体限定。
[0047] 在该实施例中，在获取电路中变换设备的至少一占空比之后，基于占空比，确定电路处于异步导通模式下的第一信息增益和电路处于同步导通模式下的第二信息增益也就是说，根据获取的变换设备的占空比，可以确定电路中目标电容两端的电压，在确定出目标电容两端的电压的基础上，可以确定电路处于异步导通模式下的第一信息增益和电路处于同步导通模式下的第二信息增益，其中，目标电容可以包括：第一电容、第二电容和第三电容，第三电容在电路中的位置，可以与第一电容在电路中的位置不同，也可以与第二电容在电路中的位置不同，此处仅作举例说明，不作具体限定。
[0048] 在该实施例中，根据获取的变换设备的占空比，可以确定电路中目标电容两端的电压，例如，通过对获取的变换设备的占空比与目标占空比范围之间的关系进行判断，可以确定电路中目标电容两端的电压，如果判断出变换设备的占空比处于目标占空比范围，则根据电路中供电设备两端的输出电压，可以确定电路中目标电容两端的电压，此处仅作举例说明，不作具体限定。
[0049] 步骤S103，基于第一信息增益和第二信息增益，确定电路中开关设备的导通状态。
[0050] 在本发明上述步骤S103提供的技术方案中，上述开关设备可以至少包括第一开关设备和第二开关设备，第一开关设备在电路中的位置，可以与第二开关设备在电路中的位置不同。上述导通状态可以包括：第一导通状态和第二导通状态，第一导通状态可以用于表示第一开关设备和第二开关设备，在第一占空比对应的第一持续时长内为异步导通，第二导通状态可以用于表示第一开关设备和第二开关设备，在第二占空比对应的第二持续时长内为同步导通。例如，第一开关设备可以为电路中的第一开关管，第二开关设备可以为电路中的第二开关管，第一占空比可以小于或等于第二占空比，此处仅作举例说明，不作具体限定。
[0051] 在该实施例中，在基于占空比，确定电路处于异步导通模式下的第一信息增益和电路处于同步导通模式下的第二信息增益之后，基于第一信息增益和第二信息增益，确定电路中开关设备的导通状态，也就是说，在确定出第一信息增益和第二信息增益的基础上，通过对第一信息增益和第二信息增益进行比较，可以得到电路中开关设备的导通状态。
[0052] 在该实施例中，通过对第一信息增益和第二信息增益进行比较，可以得到电路中开关设备的导通状态，例如，如果比较出：在至少一第一占空比下的第一信息增益，大于或等于在第一占空比下的第二信息增益，则确定导通状态为第一导通状态，如果比较出：在至少一第二占空比下的第一信息增益，小于在第二占空比下的第二信息增益，则确定导通状态为第二导通状态。
[0053] 步骤S104，基于导通状态，导通第一开关设备和/或第二开关设备。
[0054] 在本发明上述步骤S104提供的技术方案中，在基于第一信息增益和第二信息增益，确定电路中开关设备的导通状态之后，基于导通状态，导通第一开关设备和/或第二开关设备，也就是说，通过对导通状态与第一导通状态、第二导通状态之间的关系进行判断，可以得到判断结果，以及根据得到的判断结果，可以导通第一开关设备和/或第二开关设备。
[0055] 在该实施例中，根据得到的判断结果，可以导通第一开关设备和/或第二开关设备，例如，如果判断结果为导通状态为第一导通状态，则在第一持续时长内，导通第一开关设备或第二开关设备，如果判断结果为导通状态为第二导通状态，则在第二持续时长内，导通第一开关设备和第二开关设备。
[0056] 本申请上述步骤S101至步骤S104，在对电路中的开关设备进行控制时，获取电路中变换设备的至少一占空比，也就是说，获取变换设备的目标电平信号的至少一持续时长与预设周期之间的比例，再根据获取的占空比，可以确定电路处于异步导通模式下的第一信息增益和电路处于同步导通模式下的第二信息增益，根据确定的第一信息增益和第二信息增益，可以确定开关设备中第一开关设备和第二开关设备的导通状态，以及根据确定的导通状态，可以导通第一开关设备和/或第二开关设备，从而达到了可以避免对关键用电用户造成严重且不可恢复的损害的目的，解决了输电线路的安全性低的技术问题，实现了可以提高输电线路的安全性的技术效果。
[0057] 下面对该实施例的上述方法进行进一步介绍。
[0058] 作为一种可选的实施例方式，步骤S102，基于占空比，确定电路处于异步导通模式下的第一信息增益和电路处于同步导通模式下的第二信息增益，包括：基于占空比，确定电路中第一电容两端的第一电压和第二电容两端的第二电压；基于第一电压和第二电压，确定第一信息增益和第二信息增益。
[0059] 在该实施例中，上述第一电容在电路中的位置，可以与第二电容在电路中的位置不同。
[0060] 在该实施例中，在获取电路中变换设备的至少一占空比之后，基于占空比，确定电路中第一电容两端的第一电压和第二电容两端的第二电压；基于第一电压和第二电压，确定第一信息增益和第二信息增益，也就是说，根据获取的变换设备的占空比与目标占空比范围之间的关系，可以确定电路中第一电容两端的第一电压和第二电容两端的第二电压，根据第一电压、第二电压和电路中第三电容两端的第三电压，可以确定电路处于异步导通模式下的第一信息增益，以及根据第二电压和电路中第三电容两端的第三电压，可以确定电路处于同步导通模式下的第二信息增益。
[0061] 在该实施例中，根据获取的变换设备的占空比与目标占空比范围之间的关系，可以确定电路中第一电容两端的第一电压和第二电容两端的第二电压，通过对获取的变换设备的占空比与目标占空比范围之间的关系进行判断，可以确定电路中第一电容两端的第一电压和第二电容两端的第二电压，如果判断出变换设备的占空比处于目标占空比范围，则根据电路中供电设备两端的输出电压，可以确定电路中第一电容两端的第一电压和第二电容两端的第二电压。
[0062] 作为一种可选的实施例方式，基于占空比，确定电路中第一电容两端的第一电压和第二电容两端的第二电压，包括：响应于占空比处于目标占空比范围，基于电路中供电设备两端的输出电压，确定第一电压和第二电压。
[0063] 在该实施例中，上述目标占空比范围可以根据变换设备的类型而调整，例如，如果变换设备的类型为非隔离型，则目标占空比范围可以设置为区间[0.2，0.8]，供电设备可以为直流输入电源，此处仅作举例说明，不作具体限定。
[0064] 在该实施例中，在获取电路中变换设备的至少一占空比之后，响应于占空比处于目标占空比范围，基于电路中供电设备两端的输出电压，确定第一电压和第二电压，也就是说，通过对获取的变换设备的占空比与目标占空比范围之间的关系进行判断，可以确定电路中第一电容两端的第一电压和第二电容两端的第二电压，如果判断出变换设备的占空比处于目标占空比范围，则根据供电设备两端的输出电压和输出电压的第一系数，可以确定电路中第一电容两端的第一电压，以及根据供电设备两端的输出电压和输出电压的第二系数，可以确定电路中第二电容两端的第二电压，其中，第一系数可以为对电路中第一电感进行伏秒平衡而得到的，第二系数可以为对电路中第二电感进行伏秒平衡而得到的。
[0065] 需要说明的是，上述第一电感在电路中的位置，可以与第二电感在电路中的位置不同，此处仅作举例说明，不作具体限定。
[0066] 作为一种可选的实施例方式，响应于占空比处于目标占空比范围，基于电路中供电设备两端的输出电压，确定第一电压和第二电压，包括：响应于占空比处于目标占空比范围，将输出电压和输出电压的第一系数之间的乘积，确定为第一电压；以及响应于占空比处于目标占空比范围，将输出电压和输出电压的第二系数之间的乘积，确定为第二电压。
[0067] 在该实施例中，上述第一系数可以为对电路中第一电感进行伏秒平衡而得到的，上述第二系数可以为对电路中第二电感进行伏秒平衡而得到的，上述第一电感在电路中的位置，可以与第二电感在电路中的位置不同。
[0068] 在该实施例中，在获取电路中变换设备的至少一占空比之后，通过对获取的变换设备的占空比与目标占空比范围之间的关系进行判断，可以确定电路中第一电容两端的第一电压和第二电容两端的第二电压，如果判断出变换设备的占空比处于目标占空比范围，则将供电设备两端的输出电压和输出电压的第一系数之间的乘积，确定为电路中第一电容两端的第一电压，以及将供电设备两端的输出电压和输出电压的第二系数，确定为电路中第二电容两端的第二电压。
[0069] 作为一种可选的实施例方式，基于第一电压和第二电压，确定第一信息增益，包括：确定电路中第三电容两端的第三电压；将第一电压、第二电压和第三电压之间的第一和，确定为电路两端的电压；将电路两端的电压和电路中供电设备两端的输出电压之间的商，确定为第一信息增益。
[0070] 在该实施例中，上述第三电容在电路中的位置，可以与第一电容在电路中的位置不同，也可以与第二电容在电路中的位置不同。
[0071] 在该实施例中，在基于占空比，确定电路中第一电容两端的第一电压和第二电容两端的第二电压之后，根据电路中供电设备两端的输出电压，可以确定电路中第三电容两端的第三电压，再将第一电压、第二电压和第三电压之间的第一和，确定为电路两端的电压，以及将电路两端的电压和电路中供电设备两端的输出电压之间的商，确定为第一信息增益。
[0072] 作为一种可选的实施例方式，基于第一电压和第二电压，确定第二信息增益，包括：将第二电压和电路中第三电容两端的第三电压之间的第二和，确定为电路两端的电压；将电路两端的电压和电路中供电设备两端的输出电压之间的商，确定为第二信息增益。
[0073] 在该实施例中，上述第三电容在电路中的位置，可以与第一电容在电路中的位置不同，且与第二电容在电路中的位置不同。
[0074] 在该实施例中，在基于占空比，确定电路中第一电容两端的第一电压和第二电容两端的第二电压之后，根据电路中供电设备两端的输出电压，可以确定电路中第三电容两端的第三电压，将得到的第二电压和得到的第三电压之间的第二和，确定为电路两端的电压，以及将电路两端的电压和电路中供电设备两端的输出电压之间的商，确定为第二信息增益。
[0075] 作为一种可选的实施例方式，步骤S103，基于第一信息增益和第二信息增益，确定电路中开关设备的导通状态，包括：对第一信息增益和第二信息增益进行比较，得到比较结果；基于比较结果，确定导通状态。
[0076] 在该实施例中，在基于占空比，确定电路处于异步导通模式下的第一信息增益和电路处于同步导通模式下的第二信息增益之后，对第一信息增益和第二信息增益进行比较，得到比较结果；基于比较结果，确定导通状态，也就是说，通过对第一信息增益和第二信息增益进行比较，可以得到比较结果，通过对得到的比较结果进行分析，可以得到电路中开关设备的导通状态。
[0077] 在该实施例中，通过对得到的比较结果进行分析，可以得到电路中开关设备的导通状态，例如，如果分析出在至少一第一占空比下的第一信息增益，大于或等于在第一占空比下的第二信息增益，则确定导通状态为第一导通状态，如果分析出在至少一第二占空比下的第一信息增益，小于在第二占空比下的第二信息增益，则确定导通状态为第二导通状态。
[0078] 作为一种可选的实施例方式，基于比较结果，确定导通状态，包括：响应于比较结果为在至少一第一占空比下的第一信息增益，大于或等于在第一占空比下的第二信息增益，确定导通状态为第一导通状态；响应于比较结果为在至少一第二占空比下的第一信息增益，小于在第二占空比下的第二信息增益，确定导通状态为第二导通状态。
[0079] 在该实施例中，上述第一导通状态可以用于表示第一开关设备和第二开关设备，在第一占空比对应的第一持续时长内为异步导通，上述第二导通状态可以用于表示第一开关设备和第二开关设备，在第二占空比对应的第二持续时长内为同步导通。占空比可以包括：第一占空比和第二占空比，第一占空比可以小于或等于第二占空比，导通状态可以包括：上述第一导通状态和上述第二导通状态，持续时长可以包括：第一持续时长和第二持续时长。
[0080] 在该实施例中，在对第一信息增益和第二信息增益进行比较，得到比较结果之后，通过对得到的比较结果进行分析，可以得到电路中开关设备的导通状态，例如，如果分析出比较结果为：在至少一第一占空比下的第一信息增益，大于或等于在第一占空比下的第二信息增益，则确定导通状态为第一导通状态，如果分析出比较结果为：在至少一第二占空比下的第一信息增益，小于在第二占空比下的第二信息增益，则确定导通状态为第二导通状态。
[0081] 作为一种可选的实施例方式，步骤S104，基于导通状态，导通第一开关设备和/或第二开关设备，包括：响应于导通状态为第一导通状态，在第一持续时长内，导通第一开关设备或第二开关设备；响应于导通状态为第二导通状态，在第二持续时长内，导通第一开关设备和第二开关设备。
[0082] 在该实施例中，在基于第一信息增益和第二信息增益，确定电路中开关设备的导通状态之后，通过对导通状态与第一导通状态、第二导通状态之间的关系进行判断，可以得到判断结果，以及通过对得到的判断结果进行分析，可以导通第一开关设备和/或第二开关设备。
[0083] 在该实施例中，通过对得到的判断结果进行分析，可以导通第一开关设备和/或第二开关设备，如果分析出判断结果为：导通状态为第一导通状态，则在第一持续时长内，导通第一开关设备或第二开关设备，如果分析出判断结果为：导通状态为第二导通状态，则在第二持续时长内，导通第一开关设备和第二开关设备。
[0084] 在本发明实施例中，在对电路中的开关设备进行控制时，获取电路中变换设备的至少一占空比，也就是说，获取变换设备的目标电平信号的至少一持续时长与预设周期之间的比例，再根据获取的占空比，可以确定电路处于异步导通模式下的第一信息增益和电路处于同步导通模式下的第二信息增益，根据确定的第一信息增益和第二信息增益，可以确定开关设备中第一开关设备和第二开关设备的导通状态，以及根据确定的导通状态，可以导通第一开关设备和/或第二开关设备，从而达到了可以避免对关键用电用户造成严重且不可恢复的损害的目的，解决了输电线路的安全性低的技术问题，实现了可以提高输电线路的安全性的技术效果。
[0085] 实施例2
[0086] 下面结合优选的实施方式对本发明实施例的技术方案进行举例说明。
[0087] 随着现代电力系统的发展，大量的电力电子设备和基于计算机控制的新型用电设备已经成为了新的关键性用电负荷，因而使得当前电压暂降现象出现了高频率和非周期性的晃电特征，用电设备也更容易因受到晃电干扰的影响而呈现出高频率、短时长的供电中断。由于高频率、短时长的供电中断的发生，容易对关键用电用户造成严重且不可恢复的损害，从而导致输电线路的安全性低的技术问题。
[0088] 为了解决上述技术问题，本发明实施例提出一种电路中开关设备的控制方法，通过确定电路两端的电压的信息增益，可以确定电路中开关设备所处的导通状态，由此来导通电路中开关设备，从而达到了可以避免对关键用电用户造成严重且不可恢复的损害的目的，解决了输电线路的安全性低的技术问题，实现了可以提高输电线路的安全性的技术效果。
[0089] 在该实施例中，上述电路中开关设备的控制方法可以通过非隔离型DC‑DC变换器来实现，例如，图2是根据本发明实施例的一种适用于电压暂降治理的具有宽范围电压增益的非隔离型DC‑DC变换器的示意图，如图2所示，在该变换器的电路中，分别设置有：直流输入电源Vin、第一电感L1、第二电感L2、第一开关管S1、第二开关管S2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4。
[0090] 在该实施例中，上述直流输入电源Vin的正极可以与第一电感L1和第二电感L2连接，上述直流输入电源Vin的负极可以分别与第一开关管S1的源极、第一二极管D1的阴极和第四电容C4的负极连接，上述第一电感L1可以分别与第一开关管S1的漏极和第一电容C1的正极连接，上述第二电感L2可以分别与第二开关管S2的漏极、第三电容C3的负极和第二二极管D2的阳极连接，上述第二开关管S2的源极、上述第一二极管D1的阳极可以分别与第一电容C1的负极和第二电容C2的负极连接，上述第二二极管D2的阴极和上述第三二极管D3的阳极可以分别与第二电容C2的正极连接，上述第三二极管D3的阴极和上述第四二极管D4的阳极可以分别与第三电容C3的正极连接，上述第四二极管D4的阴极可以与第四电容C4的正极连接，上述第四电容C4的正极与负极可以连接负载电阻R的两端。
[0091] 图3是根据本发明实施例的一种在互补导通模式下电路处于稳定工作情况下的主要元件波形的示意图，如图3所示，VGS1可以用于表示第一开关管S1的驱动信号；VGS2可以用于表示第二开关管S2的驱动信号；iL1可以用于表示流过第一电感L1的电流；IL1,max可以用于表示流过第一电感L1的最大电流；IL1,min可以用于表示流过第一电感L1的最小电流；iL2可以用于表示流过第二电感L2的电流；IL2,max可以用于表示流过第二电感L2的最大电流；IL2,min可以用于表示流过第二电感L2的最小电流；iin可以用于表示输入电流。
[0092] 图4(a)是根据本发明实施例的一种在互补导通模式下的电路的工作状态的示意图，如图4(a)所示，在阶段t0至t1时，第一开关管S1在驱动信号的作用下开始导通。直流输入电源Vin对第一电感L1充电，第二电感L2放电。因此，电流iL1线性增加，iL2线性减小。相应地，输入电流纹波被抵消。第一二极管D1、第三二极管D3承受反压关断；第一电容C1通过第二二极管D2，给第二电容C2充电；第三电容C3通过第四二极管D4，给第四电容C4充电；直流输入电源Vin、第二电感L2、第三电容C3可以一起给负载R放电。
[0093] 图4(b)是根据本发明实施例的另一种在互补导通模式下的电路的工作状态的示意图，如图4(b)所示，在阶段t1至TS时，第一开关管S1关断，第二开关管S2在驱动信号的作用下开始导通。直流输入电源Vin对第二电感L2充电，第一电感L1放电。因此，电流iL1线性减小，iL2线性增加。相应地，输入电流纹波被抵消。第二二极管D2、第四二极管D4承受反压关断；第一电容C1通过第一二极管D1被充电；第二电容C2通过第三二极管D3，给第三电容C3充电；第四电容C4给负载R放电；当下一周期第一开关管S1的驱动信号到来时，此阶段结束。
[0094] 在该实施例中，在电路处于互补导通模式下，对电路的电压增益进行分析，具体可以通过以下公式(1)至公式(25)来实现：
[0095] 在阶段t0至t1时，由基尔霍夫电压定律(KVL)可以得到：
[0096] VL1(on)＝Vin (1)
[0097] VL2(on)＝Vin+VC1‑VC2 (2)
[0098] VO＝‑VC1+VC2+VC3 (3)
[0099] 其中，VL1(on)可以用于表示当第一开关管S1导通时，第一电感L1的两端的电压，VL2(on)可以用于表示当第二开关管S2导通时，第二电感L2的两端的电压，VC1可以用于表示第一电容C1两端的电压，VC2可以用于表示第二电容C2两端的电压，VC3可以用于表示第三电容C3两端的电压，VO可以用于表示电路两端的电压，Vin可以用于表示直流输入电源输出的电压。
[0100] 在阶段t1至TS时，由基尔霍夫电压定律(KVL)可以得到：
[0101] VL1(off)＝Vin‑VC1 (4)
[0102] VL2(off)＝Vin (5)
[0103] VC2＝VC3 (6)
[0104] 其中，VL1(off)可以用于表示当第一开关管S1关断时，第一电感L1的两端的电压，VL2(off)可以用于表示当第二开关管S2关断时，第二电感L2的两端的电压。
[0105] 在稳态条件下，对第一电感L1，利用伏秒平衡条件可以得到：
[0106] VL1(on)DTS+VL1(off)(1‑D)TS＝0 (7)
[0107] 将上式(1)和上式(4)代入上式(7)，可以第一电容C1两端的电压：
[0108]
[0109] 其中，D可以用于表示占空比，TS可以用于表示电路的工作周期，Ton可以用于表示第一开关管S1的导通时间，也即，第一开关管S1的驱动信号为高电平的时间。
[0110] 在稳态条件下，对第二电感L2，利用伏秒平衡条件可以得到：
[0111] VL2(on)DTS+VL2(off)(1‑D)TS＝0 (9)
[0112] 将上式(2)、上式(5)、上式(6)和上式(8)代入上式(9)，可以得到第二电容C2两端的电压和第三电容C3两端的电压：
[0113]
[0114] 将上式(8)和将上式(10)代入将上式(3)，可以得到输出两端的电压：
[0115]
[0116] 由上式(11)可知，整个电路的电压增益可以为：
[0117]
[0118] 在上式(1)至上式(12)的基础上，继续分析零输入电流纹波条件，具体可以如下：
[0119] 在阶段t0至t1时，直流输入电源Vin对第一电感L1充电，第二电感L2放电。流过第一电感L1的电流从其最小值IL1,min线性上升，流过第二电感L2的电流从其最大值IL2,max线性下降，其电流表达式分别为：
[0120]
[0121]
[0122] 通过对上式(8)、上式(10)、上式(13)、上式(14)进行求解并简化，可以得到输入电流：
[0123]
[0124] 由于IL1,min与IL2,max为常量，因此，根据上式(15)，可以得到输入电流纹波为：
[0125]
[0126] 其中，Δiin可以用于表示输入电流纹波。
[0127] 在阶段t1至TS时，同理可得到此阶段的输入电流为：
[0128]
[0129] 根据上式(17)，可以得到此阶段的输入电流纹波为：
[0130]
[0131] 根据上式(17)和上式(18)，可以得到输入电流纹波大小在整个开关周期中是相同的。因此，输入电流纹波可以通过以下条件进行消除：
[0132]
[0133] 在得到上式(19)的基础上，根据基尔霍夫电压定律，可以得到第一二极管D1和第一开关管S1的电压应力为：
[0134] VD1＝VS1＝VC1 (20)
[0135] 将上式(8)和上式(11)代入上式(20)，可以得到第一二极管D1和第一开关管S1的电压应力为：
[0136]
[0137] 根据基尔霍夫电压定律，可以得到第二二极管D2、第三二极管D3和第二开关管S2的电压应力为：
[0138]
[0139] 将上式(10)、上式(11)代入上式(22)可以得到第二二极管D2、第三二极管D3和第二开关管S2的电压应力为：
[0140]
[0141] 根据基尔霍夫电压定律，可以得到第四二极管D4的电压应力为：
[0142] VD4＝VO‑VC2 (24)
[0143] 将上式(10)、上式(11)代入上式(24)，可以得到第四二极管D4的电压应力为：
[0144]
[0145] 图5是根据本发明实施例的一种在同步导通模式下电路处于稳定工作情况下的主要元件波形的示意图，如图5所示，VGS1表示第一开关管S1的驱动信号；VGS2表示第二开关管S2的驱动信号；iL1表示流过第一电感L1的电流；IL1,max表示流过第一电感L1的最大电流；IL1,min表示流过第一电感L1的最小电流；iL2表示流过第二电感L2的电流；IL2,max表示流过第二电感L2的最大电流；IL2,min表示流过第二电感L2的最小电流；iin表示输入电流。
[0146] 图6(a)是根据本发明实施例的一种在同步导通模式下的电路的工作状态的示意图，如图6(a)所示，在阶段t0至t1时，第一开关管S1和第二开关管S2在驱动信号的作用下同时开始导通。直流输入电源Vin同时对第一电感L1和第二电感L2充电，因此，电流iL1和iL2线性增加。第一二极管D1、第二二极管D2、第四二极管D4承受反压关断；第一电容C1通过第一开关管S1和第二开关管S2，给第二电感L2充电；第二电容C2通过第三二极管D3，给第三电容C3充电；第四电容C4给负载R放电。
[0147] 图6(b)是根据本发明实施例的另一种在同步导通模式下的电路的工作状态的示意图，如图6(b)所示，在阶段t1至TS时，第一开关管S1和第二开关管S2同时关断。第一电感L1和第二电感L2同时放电，因此电流iL1和iL2线性减小。第三二极管D3承受反压关断；第一电容C1通过第一二极管D1被充电；第二电容C2通过第二二极管D2被充电；第三电容C3通过第四二极管D4给第四电容C4充电；直流输入电源Vin、第二电感L2、第三电容C3一起给负载R放电；当下一周期第一开关管S1和第二开关管S2的驱动信号到来时，此阶段结束。
[0148] 在该实施例中，在电路处于同步导通模式下，对电路的电压增益进行分析，具体可以通过以下公式(26)至公式(43)来实现：
[0149] 在阶段t0至t1时，由基尔霍夫电压定律(KVL)可以得到：
[0150] VL1(on)＝Vin (26)
[0151] VL2(on)＝Vin+VC1 (27)
[0152] VC2＝VC3 (28)
[0153] 在阶段t1至TS时，由基尔霍夫电压定律(KVL)可以得到：
[0154] VL1(off)＝Vin‑VC1 (29)
[0155] VL2(off)＝Vin‑VC2 (30)
[0156] VO＝VC2+VC3 (31)
[0157] 在稳态条件下，对第一电感L1，利用伏秒平衡条件可以得到：
[0158] VL1(on)DTS+VL1(off)(1‑D)TS＝0 (32)
[0159] 将上式(26)和上式(29)代入上式(32)，可以第一电容C1两端的电压：
[0160]
[0161] 在稳态条件下，对第二电感L2，利用伏秒平衡条件可以得到：
[0162] VL2(on)DTS+VL2(off)(1‑D)TS＝0 (34)
[0163] 将上式(27)、上式(28)、上式(30)和上式(33)代入上式(34)，可以得到第二电容C2两端的电压和第三电容C3两端的电压：
[0164]
[0165] 将上式(35)代入上式(31)，可以得到输出两端的电压：
[0166]
[0167] 由上式(36)可知，整个电路的电压增益可以为：
[0168]
[0169] 通过将上式(36)和上式(12)进行对比，可知在占空比较高时，同步导通模式下的电压增益远远高于互补导通模式下的电压增益。
[0170] 在上式(26)至上式(37)的基础上，继续分析开关管与二极管的电压应力，具体可以如下：
[0171] 根据基尔霍夫电压定律，可以得到第一二极管D1和第一开关管S1的电压应力为：
[0172] VD1＝VS1＝VC1 (38)
[0173] 将上式(33)和上式(36)代入上式(38)，可以得到第一二极管D1和第一开关管S1的电压应力为：
[0174]
[0175] 根据基尔霍夫电压定律，可以得到第二二极管D2、第三二极管D3和第二开关管S2的电压应力为：
[0176] VD2＝VD3＝VS2＝VC2 (40)
[0177] 将上式(35)和上式(36)代入上式(40)，可以得到第二二极管D2、第三二极管D3和第二开关管S2的电压应力为：
[0178]
[0179] 根据基尔霍夫电压定律，可以得到第四二极管D4的电压应力为：
[0180] VD4＝VO+VC1‑VC2 (42)
[0181] 将上式(33)和上式(35)代入上式(36)，可以得到第四二极管D4的电压应力为：
[0182]
[0183] 图7是根据本发明实施例的一种在不同导通模式下的电压增益的示意图，如图7所示，当前选择的占空比范围为0.2至0.8，当占空比小于0.44时，互补导通模式下的电压增益高于同步导通模式下的电压增益；相反，当占空比大于0.44时，同步导通模式下的电压增益高于互补导通模式下的电压增益，其中，互补导通模式下的电压增益范围在选定的占空比范围内可以为5.828至11.25。
[0184] 图8是根据本发明实施例的一种在全电压增益范围内的最佳工作模式的选择策略曲线的示意图，如图8所示，当所需的电压增益在5.828至11.25之间时，变换器以互补导通模式工作是最佳的。此外，当所需的电压增益不在上述范围内时，变换器可以切换到同步导通模式下工作，来获得更宽的电压增益范围。
[0185] 图9是根据本发明实施例的一种输出电压Vo与输入电压Vin的比较波形的示意图，如图9所示，在互补导通模式下，第一开关管S1的占空比D设置为0.229，输出电压达到387V，与理论输出值400V的轻微差距是由于损耗造成的，变换器整体升压比达到了接近10倍，其中，该差距属于合理范围内。
[0186] 图10是根据本发明实施例的一种流过第一电感L1与第二电感L2的电流波形的示意图，如图10所示，电流波形与理论上的电流波形相符合。
[0187] 图11是根据本发明实施例的一种在互补导通模式下的变换器的输入电流的示意图，如图11所示，输入电流约为恒定值，其交流分量约为220mA，输入电流的纹波率仅为2.2％。因此，变换器的输入电流纹波在互补导通模式下非常低。
[0188] 图12是根据本发明实施例的另一种输出电压Vo与输入电压Vin的比较波形的示意图，如图12所示，在同步导通模式下，第一开关管S1和第二开关管S2的占空比D设置为0.553，输出电压达到385V，与理论输出值400V的轻微差距是由于损耗造成的，变换器整体升压比达到了接近10倍，其中，该差距在合理范围内。
[0189] 图13是根据本发明实施例的另一种流过第一电感L1与第二电感L2的电流波形的示意图，如图13所示，电流波形与理论上的电流波形相符合，变换器的输入电流纹波在同步导通模式较大，因此，在10倍左右的升压区间内，变换器工作在互补导通模式下是最佳选择。
[0190] 在该实施例中，通过确定电路两端的电压的信息增益，可以确定电路中开关设备所处的导通状态，由此来导通电路中开关设备，从而达到了可以避免对关键用电用户造成严重且不可恢复的损害的目的，解决了输电线路的安全性低的技术问题，实现了可以提高输电线路的安全性的技术效果。
[0191] 实施例3
[0192] 根据本发明实施例，还提供了一种电路中开关设备的控制装置。需要说明的是，该电路中开关设备的控制装置可以用于执行实施例1中的一种电路中开关设备的控制方法。
[0193] 图14是根据本发明实施例的一种电路中开关设备的控制装置的示意图。如图14所示，该电路中开关设备的控制装置1400可以包括：获取单元1401、第一确定单元1402、第二确定单元1403和导通单元1404。
[0194] 获取单元1401，用于获取电路中变换设备的至少一占空比，其中，占空比用于表示变换设备的目标电平信号的至少一持续时长与预设周期之间的比例。
[0195] 第一确定单元1402，用于基于占空比，确定电路处于异步导通模式下的第一信息增益和电路处于同步导通模式下的第二信息增益。
[0196] 第二确定单元1403，用于基于第一信息增益和第二信息增益，确定电路中开关设备的导通状态，其中，开关设备至少包括第一开关设备和第二开关设备，第一开关设备在电路中的位置，与第二开关设备在电路中的位置不同。
[0197] 导通单元1404，用于基于导通状态，导通第一开关设备和/或第二开关设备。
[0198] 可选地，第一确定单元1402可以包括：第一确定模块，用于基于占空比，确定电路中第一电容两端的第一电压和第二电容两端的第二电压，其中，第一电容在电路中的位置，与第二电容在电路中的位置不同；第二确定模块，用于基于第一电压和第二电压，确定第一信息增益和第二信息增益。
[0199] 可选地，第一确定模块可以包括：第一确定子模块，用于响应于占空比处于目标占空比范围，基于电路中供电设备两端的输出电压，确定第一电压和第二电压。
[0200] 可选地，第一确定子模块可以通过执行以下步骤，来响应于占空比处于目标占空比范围，基于电路中供电设备两端的输出电压，确定第一电压和第二电压：响应于占空比处于目标占空比范围，将输出电压和输出电压的第一系数之间的乘积，确定为第一电压，其中，第一系数为对电路中第一电感进行伏秒平衡而得到的；以及响应于占空比处于目标占空比范围，将输出电压和输出电压的第二系数之间的乘积，确定为第二电压，其中，第二系数为对电路中第二电感进行伏秒平衡而得到的，第一电感在电路中的位置，与第二电感在电路中的位置不同。
[0201] 可选地，第二确定模块可以包括：第二确定子模块，用于确定电路中第三电容两端的第三电压，其中，第三电容在电路中的位置，与第一电容在电路中的位置不同，且与第二电容在电路中的位置不同；第三确定子模块，用于将第一电压、第二电压和第三电压之间的第一和，确定为电路两端的电压；第四确定子模块，用于将电路两端的电压和电路中供电设备两端的输出电压之间的商，确定为第一信息增益。
[0202] 可选地，第二确定模块可以包括：第五确定子模块，用于将第二电压和电路中第三电容两端的第三电压之间的第二和，确定为电路两端的电压，其中，第三电容在电路中的位置，与第一电容在电路中的位置不同，且与第二电容在电路中的位置不同；第六确定子模块，用于将电路两端的电压和电路中供电设备两端的输出电压之间的商，确定为第二信息增益。
[0203] 可选地，第二确定单元1403可以包括：比较模块，用于对第一信息增益和第二信息增益进行比较，得到比较结果；第三确定模块，用于基于比较结果，确定导通状态。
[0204] 可选地，第三确定模块可以包括：第一响应子模块，用于响应于比较结果为在至少一第一占空比下的第一信息增益，大于或等于在第一占空比下的第二信息增益，确定导通状态为第一导通状态，其中，第一导通状态用于表示第一开关设备和第二开关设备，在第一占空比对应的第一持续时长内为异步导通；第二响应子模块，用于响应于比较结果为在至少一第二占空比下的第一信息增益，小于在第二占空比下的第二信息增益，确定导通状态为第二导通状态，其中，第二导通状态用于表示第一开关设备和第二开关设备，在第二占空比对应的第二持续时长内为同步导通，占空比包括：第一占空比和第二占空比，第一占空比小于或等于第二占空比，导通状态包括：第一导通状态和第二导通状态，持续时长包括：第一持续时长和第二持续时长。
[0205] 可选地，导通单元1404可以包括：第一导通模块，用于响应于导通状态为第一导通状态，在第一持续时长内，导通第一开关设备或第二开关设备；第二导通模块，用于响应于导通状态为第二导通状态，在第二持续时长内，导通第一开关设备和第二开关设备。
[0206] 在该实施例中，获取单元，用于获取电路中变换设备的至少一占空比，其中，占空比用于表示变换设备的目标电平信号的至少一持续时长与预设周期之间的比例；第一确定单元，用于基于占空比，确定电路处于异步导通模式下的第一信息增益和电路处于同步导通模式下的第二信息增益；第二确定单元，用于基于第一信息增益和第二信息增益，确定电路中开关设备的导通状态，其中，开关设备至少包括第一开关设备和第二开关设备，第一开关设备在电路中的位置，与第二开关设备在电路中的位置不同；导通单元，用于基于导通状态，导通第一开关设备和/或第二开关设备，从而达到了可以避免对关键用电用户造成严重且不可恢复的损害的目的，解决了输电线路的安全性低的技术问题，实现了可以提高输电线路的安全性的技术效果。
[0207] 实施例4
[0208] 根据本发明实施例，还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质包括存储的程序，其中，程序执行实施例1中的电路中开关设备的控制方法。
[0209] 实施例5
[0210] 根据本发明实施例，还提供了一种处理器，该处理器用于运行程序，其中，程序被处理器运行时执行实施例1中的电路中开关设备的控制方法。
[0211] 实施例6
[0212] 根据本发明实施例，还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序，其中，该计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例1中的电路中开关设备的控制方法。
[0213] 上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
[0214] 在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[0215] 在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
[0216] 作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0217] 另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0218] 集成的单元如果以软件功能单元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，本发明的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或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(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read‑Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0219] 以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
