本技术涉及电源,特别是涉及一种电源电路、电源控制方法及电子设备。
背景技术:
1、现今,在电源电路的实际应用中,通常存在有断电保持或低压输入补偿的需求,也即当电源电路提供给负载端的输入电压下降时,负载端需要将当前的工作电压保持一定的时间,以在电压保持的时间段内及时完成必要的工作。尤其是随着服务器电源的运用越来越广泛,各行业对服务器电源性能指标要求越来越高,特别是服务器电源的掉电保持时间要求越来越长。
2、然而,现有的断电保持或低压输入补偿方式通常采用的是增大电源电路中的存储电容,或存储电容放电时的电压。但当电容容值增大时,电源电路的成本、体积也将成正比例增长,而与市场上小型化和节省成本的趋势相违背;当增大放电时的电容电压时,在低电压输出的情况下,一般需要增加一级升压电路,以将输入电压提高到足够电路储能应付电压输出保持时间的电压等级,电源电路的体积和成本也将显著增加,且由于抬高了工作电压,对整个功率电路元件的额定电压规格的要求也更高了,在长期运行过程中也增加了能量损耗,减小了效率,增加了额外成本。
技术实现思路
1、本技术主要解决的技术问题是提供一种电源电路、电源控制方法及电子设备,能够解决现有技术中的电源电路的实现成本较高、体积较大,在长期运行过程中也增加了能量损耗,减小了效率,增加了额外成本的问题。
2、为解决上述技术问题,本技术采用的一个技术方案是:提供一种电源电路,其中,该电源电路包括:功率因数校正电路、逆变电路、谐振电路、隔离变压器、开关调节电路、整流电路以及主控电路,隔离变压器包括原边绕组和副边绕组;其中,功率因数校正电路用于与交流电源耦接,逆变电路耦接功率因数校正电路、谐振电路以及主控电路,谐振电路耦接原边绕组,原边绕组耦合副边绕组,开关调节电路耦接副边绕组、整流电路以及主控电路,整流电路用于与负载电路耦接;主控电路用于检测交流电源提供的交流输入信号的电压有效值和电压瞬时值及整流电路输出给负载电路的直流输出信号,以基于直流输出信号生成第一控制信号,并响应于电压有效值低于第一阈值范围,根据电压有效值、电压瞬时值以及第一控制信号生成第二控制信号;逆变电路用于接收第一控制信号,以在第一控制信号的作用下改变开关状态;开关调节电路用于接收第二控制信号,并基于第二控制信号调节副边绕组的短路状态,以利用原边绕组及副边绕组提升谐振电路的储能,并利用谐振电路的储能延长直流输出信号位于第二阈值范围内的保持时间。
3、其中,逆变电路包括第一开关子电路和第二开关子电路,副边绕组包括一个或多个单元副边绕组,开关调节电路包括一个或多个第五开关子电路,单元副边绕组的数量与第五开关子电路的数量相等,第一开关子电路耦接第二开关子电路、功率因数校正电路、谐振电路以及主控电路,每一单元副边绕组耦合原边绕组,并耦接一个第五开关子电路,每一第五开关子电路耦接主控电路;其中,第一控制信号包括第一驱动信号和第二驱动信号,主控电路还用于检测交流输入信号的电压相位,以在电压有效值低于第一阈值范围,电压瞬时值低于第三阈值范围时,在交流输入信号的电压正半周期,向第一开关子电路发送第一驱动信号,并利用第一驱动信号生成第二控制信号,以向一个或部分第五开关子电路发送第二控制信号,第一驱动信号与第二控制信号相位相同,或第二控制信号的上升沿滞后于第一驱动信号第一设定时长,第二控制信号的下升沿超前于第一驱动信号第二设定时长;和/或,在交流输入信号的电压负半周期,向第二开关子电路发送第二驱动信号,并利用第二驱动信号生成第二控制信号,以向一个或另一部分第五开关子电路发送第二控制信号,第二驱动信号与第二控制信号相位相同,或第二控制信号的上升沿滞后于第二驱动信号第一设定时长,第二控制信号的下升沿超前于第二驱动信号第二设定时长。
4、其中,逆变电路包括第一开关子电路和第二开关子电路,副边绕组包括相串联的第一子副边绕组和第二子副边绕组,开关调节电路包括第三开关子电路和第四开关子电路,第一开关子电路耦接第二开关子电路、功率因数校正电路、谐振电路以及主控电路,第一子副边绕组和第二子副边绕组均耦合原边绕组,并耦接第三开关子电路和第四开关子电路,第三开关子电路和第四开关子电路耦接主控电路;其中,第一控制信号包括第一驱动信号和第二驱动信号,第二控制信号包括第三驱动信号和第四驱动信号,主控电路在电压有效值低于第一阈值范围,电压瞬时值高于第四阈值范围时,向第一开关子电路发送第一驱动信号,并利用第一驱动信号生成第四驱动信号,以向第四开关子电路发送第四驱动信号,并向第二开关子电路发送第二驱动信号,并利用第二驱动信号生成第三驱动信号,以向第三开关子电路发送第三驱动信号,第一驱动信号与第二驱动信号相位相反,并与第四驱动信号相位相同,第二驱动信号与第三驱动信号相位相同,或第四驱动信号的上升沿滞后于第一驱动信号第一设定时长,第四驱动信号的下升沿超前于第一驱动信号第二设定时长,第三驱动信号的上升沿滞后于第二驱动信号第一设定时长,第三驱动信号的下升沿超前于第二驱动信号第二设定时长;或者,主控电路还用于检测交流输入信号的电压相位,以在电压有效值低于第一阈值范围,电压瞬时值低于第三阈值范围时,在交流输入信号的电压正半周期,向第一开关子电路发送第一驱动信号,并利用第一驱动信号生成第四驱动信号,以向第四开关子电路发送第四驱动信号,第一驱动信号与第四驱动信号相位相同,或第四驱动信号的上升沿滞后于第一驱动信号第一设定时长,第四驱动信号的下升沿超前于第一驱动信号第二设定时长;和/或,在交流输入信号的电压负半周期,向第二开关子电路发送第二驱动信号,并利用第二驱动信号生成第三驱动信号,以向第三开关子电路发送第三驱动信号,第二驱动信号与第三驱动信号相位相同,或第三驱动信号的上升沿滞后于第二驱动信号第一设定时长,第三驱动信号的下升沿超前于第二驱动信号第二设定时长。
5、其中,开关调节电路还包括第一储能子电路和第二储能子电路,第一储能子电路耦接第三开关子电路,第二储能子电路耦接第四开关子电路;其中,主控电路还用于在电压有效值低于第一阈值范围,且直流输出信号的电压低于第五阈值范围时,在交流输入信号的电压正半周期,向第四开关子电路发送第四驱动信号,以触发导通第四开关子电路,从而使第二储能子电路进行储能;和/或,在交流输入信号的电压负半周期,向第三开关子电路发送第三驱动信号,以触发导通第三开关子电路,从而使第一储能子电路进行储能。
6、其中,第一开关子电路包括第一开关管,第二开关子电路包括第二开关管,第三开关子电路包括第三开关管,第四开关子电路包括第四开关管;其中,第一开关管的第一端耦接功率因数校正电路的第一端和谐振电路的第一端,第一开关管的第二端耦接第二开关管的第一端和谐振电路的第三端,第二开关管的第二端耦接功率因数校正电路的第二端和谐振电路的第二端,第三开关管的第一端耦接第一子副边绕组的第一端和整流电路的第一端,第三开关管的第二端耦接第四开关管的第一端、第一子副边绕组的第二端以及第二子副边绕组的第一端,第四开关管的第二端耦接第二子副边绕组的第二端和整流电路的第二端,第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管中的每一开关管的第三端均耦接于主控电路。
7、其中,电源电路还包括开关续流电路,开关续流电路包括第一续流电阻、第二续流电阻、第一续流电容、第二续流电容、第一二极管、第二二极管;其中,第一续流电阻的第一端耦接第一开关管的第一端和第一二极管的第二端,第一续流电阻的第二端耦接第一续流电容的第一端,第一续流电容的第二端耦接第二二极管的第二端、第一开关管的第二端、第二开关管的第一端、第二续流电阻的第一端、第二二极管的第二端,第二续流电阻的第二端耦接第二续流电容的第一端,第二续流电容的第二端耦接第二开关管的第二端和第二二极管的第一端。
8、其中,谐振电路包括第一谐振电容、第二谐振电容、谐振电感以及谐振电阻,整流电路包括第三二极管和第四二极管,电源电路还包括稳压输出电路,稳压输出电路包括稳压电阻和稳压电容;其中,第一谐振电容的第一端耦接第一续流电阻的第一端、第一开关管的第一端以及第一二极管的第二端,第一谐振电容的第二端耦接第二谐振电容的第一端和原边绕组的第二端,第二谐振电容的第二端耦接第一续流电容的第二端、第二开关管的第二端以及第二二极管的第一端,谐振电感的第一端耦接第一续流电容的第二端、第二二极管的第二端、第一开关管的第二端、第二开关管的第一端、第二续流电阻的第一端以及第二二极管的第二端,谐振电感的第二端耦接谐振电阻的第一端,谐振电阻的第二端耦接原边绕组的第一端;第三二极管的第一端耦接第三开关管的第一端、第一子副边绕组的第一端,第三二极管的第二端耦接第四二极管的第二端、稳压电阻的第一端以及负载电路的第一端,第四二极管的第一端耦接第四开关管的第二端、第二子副边绕组的第二端,稳压电阻的第二端耦接稳压电容的第一端,稳压电容的第二端耦接第三开关管的第二端、第四开关管的第一端、第一子副边绕组的第二端、第二子副边绕组的第一端以及负载电路的第二端。
9、其中,主控电路包括采样电路、第一比例滤波校正电路、第二比例滤波校正电路、信号处理电路以及驱动电路,采样电路耦接功率因数校正电路、整流电路、第一比例滤波校正电路以及第二比例滤波校正电路,信号处理电路耦接第一比例滤波校正电路、第二比例滤波校正电路以及驱动电路,驱动电路耦接逆变电路和开关调节电路;采样电路采样获取功率因数校正电路中的交流输入信号和整流电路中的直流输出信号;第一比例滤波校正电路接收交流输入信号,并对交流输入信号依次进行滤波、校正处理得到第一滤波信号;第二比例滤波校正电路接收直流输出信号,并对直流输出信号依次进行滤波、校正处理得到第二滤波信号;信号处理电路用于接收第一滤波信号和第二滤波信号,以基于第二滤波信号控制驱动电路生成第一控制信号,并响应于第一滤波信号的电压有效值低于第一阈值范围,根据电压有效值、第一滤波信号的电压瞬时值以及第一控制信号控制驱动电路生成第二控制信号。
10、为解决上述技术问题,本技术采用的另一个技术方案是:提供一种电源控制方法,该电源控制方法包括:接收外部交流电源发送的交流输入信号;将交流输入信号转换为第一直流信号;将第一直流信号转换为第二交流信号;调节第二交流信号;将调节后的第二交流信号转换为第三交流信号;将第三交流信号转换为直流输出信号,以输出给外部负载电路;基于直流输出信号生成第一控制信号;利用第一控制信号调节第二交流信号;响应于交流输入信号的电压有效值低于第一阈值范围时,根据电压有效值、交流输入信号的电压瞬时值以及第一控制信号生成第二控制信号;利用第二控制信号提升第二交流信号,以利用提升后的第二交流信号延长直流输出信号位于第二阈值范围内的保持时间。
11、其中,第一控制信号包括第一驱动信号和第二驱动信号,第二控制信号包括第三驱动信号和第四驱动信号,响应于交流输入信号的电压有效值低于第一阈值范围,根据电压有效值、交流输入信号的电压瞬时值以及第一控制信号生成第二控制信号的步骤包括:响应于电压有效值低于第一阈值范围,电压瞬时值高于第四阈值范围,利用第一驱动信号生成第四驱动信号;利用第二驱动信号生成第三驱动信号;其中,第一驱动信号与第二驱动信号相位相反,并与第四驱动信号相位相同,第二驱动信号与第三驱动信号相位相同,或第四驱动信号的上升沿滞后于第一驱动信号第一设定时长,第四驱动信号的下升沿超前于第一驱动信号第二设定时长,第三驱动信号的上升沿滞后于第二驱动信号第一设定时长,第三驱动信号的下升沿超前于第二驱动信号第二设定时长;利用第二控制信号提升第二交流信号的步骤包括:利用第三驱动信号和第四驱动信号提升第二交流信号。
12、其中,第一控制信号包括第一驱动信号和第二驱动信号,第二控制信号包括第三驱动信号和/或第四驱动信号,响应于交流输入信号的电压有效值低于第一阈值范围,根据电压有效值、交流输入信号的电压瞬时值以及第一控制信号生成第二控制信号的步骤包括:响应于交流输入信号的电压有效值低于第一阈值范围,电压瞬时值低于第三阈值范围,在交流输入信号的电压正半周期,利用第一驱动信号生成第四驱动信号;其中,第一驱动信号与第四驱动信号相位相同,或第四驱动信号的上升沿滞后于第一驱动信号第一设定时长,第四驱动信号的下升沿超前于第一驱动信号第二设定时长;和/或,在交流输入信号的电压负半周期,利用第二驱动信号生成第三驱动信号;其中,第二驱动信号与第三驱动信号相位相同,第三驱动信号的上升沿滞后于第二驱动信号第一设定时长,第三驱动信号的下升沿超前于第二驱动信号第二设定时长;利用第二控制信号提升第二交流信号的步骤包括:利用第三驱动信号和/或第四驱动信号提升第二交流信号。
13、为解决上述技术问题,本技术采用的又一个技术方案是:提供一种电子设备,其中,该电子设备包括壳体及连接于壳体的电源电路;其中,该电源电路为如上任一项所述的电源电路。
14、本技术的有益效果是:区别于现有技术,本技术提供的电源电路中的主控电路用于检测交流电源提供的交流输入信号的电压有效值和电压瞬时值及整流电路输出给负载电路的直流输出信号,以基于直流输出信号生成第一控制信号,并响应于电压有效值低于第一阈值范围,根据电压有效值、电压瞬时值以及第一控制信号生成第二控制信号;逆变电路接收第一控制信号,以在第一控制信号的作用下改变开关状态;开关调节电路接收第二控制信号,并基于第二控制信号调节隔离变压器中的副边绕组的短路状态,以利用隔离变压器中的原边绕组及副边绕组提升谐振电路的储能,并利用谐振电路的储能延长直流输出信号位于第二阈值范围内的保持时间,从而能够有效实现断电保持,且实现成本较低,体积小,电路简单,响应速度快,电路控制更简单,断电延时较长;此外,在电源电路的长期运行过程中有效降低了电路能量损耗,并提升了供电效率及可靠性,避免了额外成本。
1.一种电源电路,其特征在于,所述电源电路包括:
2.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,
3.根据权利要求1所述的电源电路,其特征在于,
4.根据权利要求3所述的电源电路,其特征在于,
5.根据权利要求3所述的电源电路,其特征在于,
6.根据权利要求5所述的电源电路,其特征在于,
7.根据权利要求6所述的电源电路,其特征在于,
8.根据权利要求1-7中任一项所述的电源电路,其特征在于,
9.一种电源控制方法,其特征在于,所述电源控制方法包括:
10.根据权利要求9所述的电源控制方法,其特征在于,所述第一控制信号包括第一驱动信号和第二驱动信号,所述第二控制信号包括第三驱动信号和第四驱动信号,所述响应于所述交流输入信号的电压有效值低于第一阈值范围,根据所述电压有效值、所述交流输入信号的电压瞬时值以及所述第一控制信号生成第二控制信号的步骤包括:
11.根据权利要求9所述的电源控制方法,其特征在于,所述第一控制信号包括第一驱动信号和第二驱动信号,所述第二控制信号包括第三驱动信号和/或第四驱动信号,所述响应于所述交流输入信号的电压有效值低于第一阈值范围,根据所述电压有效值、所述交流输入信号的电压瞬时值以及所述第一控制信号生成第二控制信号的步骤包括:
12.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括壳体及连接于所述壳体的电源电路;
