CN113258769B - 交直流复用的供电电路及控制方法、家电设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种交直流复用的供电电路及控制方法、设备和计算机可读存储介质,其中,供电电路通过整流倍压模块将输入的交流电进行整流生成第一直流电,或者进行整流倍压生成第二直流电,通过PFC模块对第一直流电、第二直流电或者输入直流电进行处理以输出第三直流电,通过切换模块根据输入电源的类型和电压幅值切换整流倍压模块和/或PFC模块的工作状态,以便提供第一直流电、第二直流电或者第三直流电给负载,从而可以对输入的交流电或直流电进行升压,并且还可以根据输入电压的大小对整流倍压模块和PFC模块进行控制以得到目标电压,使得供电电路可以适应较宽的输入电压范围,提高供电电路的适应性。
Description
技术领域
本发明涉及供电电路技术领域,尤其涉及一种交直流复用的供电电路及控制方法、家电设备和存储介质。
背景技术
传统的供电电路通常采用不控整流电路,不控整流电路仅由无控制功能的整流二极管组成,输入的交流电压一定时对应的输出电压也随之固定,因此若需要获得某一目标电压,则只能输入固定的输入电压,不具有宽输入电压能力,使得电路对输入电压的适应性较低。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明第一个目的在于提出一种交直流复用的供电电路,具有较宽的输入电压范围,以提高供电电路的适应性。
本发明的第二个目的在于提出一种家电设备。
本发明的第三个目的在于提出一种交直流复用的供电电路的控制方法。
本发明的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
本发明的第五个目的在于提出又一种家电设备。
为达到上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种交直流复用的供电电路,包括:整流倍压模块,用于对输入交流电进行整流以生成第一直流电或进行整流倍压生成第二直流电;PFC模块,用于对第一直流电、第二直流电或者输入直流电进行处理以输出第三直流电;切换模块,切换模块根据输入电源的类型和电压幅值切换整流倍压模块和/或PFC模块的工作状态,以便提供第一直流电、第二直流电或者第三直流电给负载。
根据本发明实施例的交直流复用的供电电路,通过整流倍压模块对输入交流电进行整流以生成第一直流电或进行整流倍压以生成第二直流电,通过PFC模块对第一直流电、第二直流电或者输入直流电进行处理以输出第三直流电,通过切换模块根据输入电源的类型和电压幅值切换整流倍压模块和/或PFC模块的工作状态,以便提供第一直流电、第二直流电或者第三直流电给负载。从而既可以对输入的交流电进行升压,也可以对输入的直流电进行升压,并且还可以根据输入电压的大小对整流倍压模块和PFC模块进行控制以得到目标电压,使得供电电路可以适应较宽的输入电压范围,提高供电电路的适应性。
根据本发明的一个实施例,切换模块至少包括第一开关、第二开关和第三开关,第一开关与输入交流电相连,第一开关用于控制输入交流电是否接入供电电路,第二开关与整流倍压模块相连,第二开关用于控制整流倍压模块的工作状态,第三开关与输入直流电相连,第三开关用于控制输入直流电是否接入供电电路。
根据本发明的一个实施例,切换模块还包括检测单元和控制单元,检测单元用于检测PFC模块的输入电压,控制单元用于根据PFC模块的输入电压确定输入电源的类型和电压幅值,并根据输入电源的类型和电压幅值对第二开关和第一开关管进行控制,以控制整流倍压模块和PFC模块的工作状态。
根据本发明的一个实施例,控制单元具体用于,在PFC模块的输入电压小于第一预设电压阈值时,确定输入电源为直流电,并控制第二开关断开,以及控制第一开关管进行开通和关断,以使PFC模块进行工作;在PFC模块的输入电压大于等于第一预设电压阈值且小于等于第二预设电压阈值时,确定输入电源为第一交流电,控制第二开关闭合,以使整流倍压模块进行整流倍压工作,并根据第二直流电的电压判断是否对第一开关管进行控制;在PFC模块的输入电压大于第二预设电压阈值且小于第三预设电压阈值时,确定输入电源为第二交流电,控制第二开关断开,以使整流倍压模块进行整流工作,并控制第一开关管进行开通和关断,以使PFC模块进行工作,其中,第二交流电的电压大于第一交流电的电压;在PFC模块的输入电压大于等于第三预设电压阈值时,确定输入电源为第三交流电,控制第二开关断开,以使整流倍压模块进行整流工作,并控制第一开关管关断,其中,第三交流电的电压大于第二交流电的电压。
根据本发明的一个实施例,整流倍压模块包括第一至第四二极管以及第一电容和第二电容,第一至第四二极管构成整流桥,整流桥的第一输入端通过第一电感和切换模块中的第一开关连接到输入交流电的火线,整流桥的第二输入端连接到输入交流电的零线,第一电容的一端与整流桥的第一输出端相连,第一电容的另一端与第二电容的一端相连且具有第一节点,第二电容的另一端与整流桥的第二输出端相连,第一节点通过切换模块中的第二开关与整流桥的第二输入端相连。
根据本发明的一个实施例,PFC模块包括第二电感、第一开关管和第五二极管,第二电感的一端与整流桥的第一输出端相连,第二电感的另一端分别与第五二极管的阳极和第一开关管的第一端相连,第一开关管的第二端与整流桥的第二输出端相连,第五二极管的阴极与第一开关管的第二端之间并联第三电容,第三电容的两端作为供电电路的输出端。
根据本发明的一个实施例,第二电感的一端还通过切换模块中的第三开关连接到输入直流电的正极端,第一开关管的第二端连接到输入直流电的负极端。
为达到上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种家电设备,包括上述的交直流复用的供电电路。
根据本发明实施例的家电设备,通过前述的交直流复用的供电电路,既可以实现对输入的交流电进行升压,也可以实现对输入的直流电进行升压,并且还可以根据输入电压的大小对整流倍压模块和PFC模块进行控制以得到目标电压,使得供电电路可以适应较宽的输入电压范围,提高供电电路的适应性。
为达到上述目的,本发明第三方面实施例提出了一种交直流复用的供电电路的控制方法,供电电路包括整流倍压模块和PFC模块,整流倍压模块用于对输入交流电进行整流以生成第一直流电或进行整流倍压以生成第二直流电,PFC模块用于对第一直流电、第二直流电或者输入直流电进行处理以输出第三直流电,控制方法包括:确定供电电路的输入电源的类型和电压幅值;根据输入电源的类型和电压幅值切换整流倍压模块和/或PFC模块的工作状态,以便提供第一直流电、第二直流电或者第三直流电给负载。
根据本发明的一个实施例,确定供电电路的输入电源的类型和电压幅值,包括:检测PFC模块的输入电压;根据PFC模块的输入电压确定输入电源的类型和电压幅值。
根据本发明的一个实施例,整流倍压模块包括整流桥、第一电容和第二电容,第一电容与第二电容串联后并联在整流桥的第一输出端与第二输出端之间,整流桥的第一输入端通过第一开关连接到输入交流电的第一端,第一电容与第二电容之间的节点通过第二开关与整流桥的第二输入端相连后连接到输入交流电的第二端,PFC模块通过第三开关连接到输入直流电,第一开关用于控制输入交流电是否接入供电电路,第二开关用于控制整流倍压模块的工作状态,第三开关用于控制输入直流电是否接入供电电路,其中,根据输入电源的类型和电压幅值切换整流倍压模块和/或PFC模块的工作状态,包括:根据输入电源的类型和电压幅值对第二开关和PFC模块中的第一开关管进行控制,以控制整流倍压模块和PFC模块的工作状态。
根据本发明的一个实施例,在PFC模块的输入电压小于第一预设电压阈值时,确定输入电源为直流电,并控制第二开关断开,以及控制第一开关管进行开通和关断,以使PFC模块进行工作;在PFC模块的输入电压大于等于第一预设电压阈值且小于等于第二预设电压阈值时,确定输入电源为第一交流电,控制第二开关闭合,以使整流倍压模块进行整流倍压工作,并根据第二直流电的电压判断是否对第一开关管进行控制;在PFC模块的输入电压大于第二预设电压阈值且小于第三预设电压阈值时,确定输入电源为第二交流电,控制第二开关断开,以使整流倍压模块进行整流工作,并控制第一开关管进行开通和关断,以使PFC模块进行工作,其中,第二交流电的电压大于第一交流电的电压;在PFC模块的输入电压大于等于第三预设电压阈值时,确定输入电源为第三交流电,控制第二开关断开,以使整流倍压模块进行整流工作,并控制第一开关管关断,其中,第三交流电的电压大于第二交流电的电压。
根据本发明实施例的交直流复用的供电电路控制方法,通过确定供电电路的输入电源的类型和电压幅值;根据输入电源的类型和电压幅值切换整流倍压模块和/或PFC模块的工作状态,以便提供第一直流电、第二直流电或者第三直流电给负载。由此,既可以实现对输入的交流电进行升压,也可以实现对输入的直流电进行升压,并且还可以根据输入电压的大小对整流倍压模块和PFC模块进行控制以得到目标电压,使得供电电路可以适应较宽的输入电压范围,提高供电电路的适应性。
为达到上述目的,本发明第四方面实施例提出一种计算机可读存储介质,其上存储有交直流复用的供电电路的控制程序,该交直流复用的供电电路的控制程序被处理器执行时实现如上述的交直流复用的供电电路的控制方法。
根据本发明实施例的计算机可读存储介质,通过上述的交直流复用的供电电路的控制方法,既可以实现对输入的交流电进行升压,也可以实现对输入的直流电进行升压,并且还可以根据输入电压的大小对整流倍压模块和PFC模块进行控制以得到目标电压,使得供电电路可以适应较宽的输入电压范围,提高供电电路的适应性。
为达到上述目的,本发明第五方面实施例提出又一种家电设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的交直流复用的供电电路的控制程序,处理器执行交直流复用的供电电路的控制程序时,实现上述交直流复用的供电电路的控制方法。其中,电子设备还包括交直流复用的供电电路。
根据本发明实施例的又一种家电设备,通过上述的交直流复用的供电电路的控制方法,既可以实现对输入的交流电进行升压,也可以实现对输入的直流电进行升压,并且还可以根据输入电压的大小对整流倍压模块和PFC模块进行控制以得到目标电压,使得供电电路可以适应较宽的输入电压范围,提高供电电路的适应性。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为根据本发明实施例提供的一种交直流复用的供电电路的模块示意图;
图2为根据本发明实施例提供的一种交直流复用的供电电路的电路结构图;
图3为根据本发明实施例提供的当供电电源信息为输入直流电时的供电电路中电流流向示意图;
图4(a)为根据本发明实施例提供的当供电电源信息为第一交流电时在交流电的正半周供电电路中电流流向示意图;
图4(b)为根据本发明实施例提供的当供电电源信息为第一交流电时在交流电的负半周供电电路中电流流向示意图;
图5为根据本发明实施例提供的当供电电源信息为第二交流电时供电电路中电流流向示意图;
图6为根据本发明实施例提供的当供电电源信息为第三交流电时供电电路中电流流向示意图;
图7为根据本发明实施例提供的一种交直流复用的供电电路的控制方法的流程图;
图8为根据本发明实施例提供的又一种交直流复用的供电电路的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例提出的交直流复用的供电电路及其控制方法、家电设备和计算机存储介质。
图1示出了适用于本发明的交直流复用的供电电路结构示意图。如图1所示,供电电路包括:整流倍压模块10、PFC(Power Factor Correction,功率因数校正)模块20和切换模块30。其中,整流倍压模块10的作用是对输入交流电整流以生成第一直流电或进行整流倍压以生成第二直流电。PFC模块20的作用是对第一直流电、第二直流电或者输入直流电进行处理并输出第三直流电。切换模块30用于根据输入电源的类型和电压幅值切换整流倍压模块10和/或PFC模块20的工作状态,以便提供第一直流电、第二直流电或者第三直流电给负载。
具体地,本实施例中整流倍压模块10用于对输入交流电进行整流输出第一直流电,或对整流后的第一直流电进行倍压升压输出第二直流电,其中,输入交流电的大小不作限制,可以是任意的电压。
PFC模块20采用BOOST电路拓扑结构,既可以调节电路的功率因数也可根据输入电压的大小进行升压。PFC模块20用于对整流倍压模块10整流后产生的第一直流电或整流倍压输出的第二直流电进行升压,或者,当供电电路的输入电源为直流电源时,PFC模块20也可以用于对输入直流电进行升压。
切换模块30可以根据输入电源的类型和电压幅值切换整流倍压模块10和/或PFC模块20的工作状态,以输出目标电压。其中,输入电源的类型包括前述输入直流电和输入交流电。可以理解的是,电路在工作中,仅有一种类型的输入电源输入供电电路。
具体来说,若输入电源为交流电,则整流倍压模块10对输入交流电进行整流输出第一直流电,切换模块30根据目标电压与第一直流电的大小判断是否需要对供电电压进行升压。当第一直流电与目标电压相匹配时,则不需要对第一直流电进行升压,此时切换模块30控制整流倍压模块10处于整流工作状态、PFC模块20处于不升压工作状态,直接将整流后的第一直流电输出至负载。当第一直流电小于目标电压时,则需要对第一直流电进行升压,此时,切换模块30可以根据第一直流电与目标电压的比值确定升压比系数,根据升压比系数确定整流倍压模块10和PFC模块20的工作状态。当升压比系数较大时,切换模块30可以先控制整流倍压模块10对第一直流电进行倍压升压,以输出第二直流电,再根据升压后的第二直流电判断是否需要控制PFC模块20进行升压工作。当升压比系数较小时,切换模块30可以控制PFC模块20单独进行升压工作。若输入电源为直流电,则切换模块30控制PFC模块20进行升压工作,使PFC模块20对输入直流电进行升压并输出第三直流电给负载供电。因此本实施例中切换模块30可以根据输入电压的类型以及输入电压的幅值大小将输入电压升压至目标电压。
上述实施例提供的供电电路,可以外接交流电源,通过整流倍压模块对交流电源进行整流或整流倍压,并直接将整流倍压模块输出的第一直流电或第二直流电提供给负载为负载供电,也可以通过PFC模块将整流倍压模块输出的第一直流电或第二直流电进行升压后为负载供电,还可以外接直流电源,通过PFC模块对直流电源产生的输入直流电进行升压为负载供电,从而实现了既可以对输入的交流电或直流电升压,并且还可以根据输入电压的大小对整流倍压模块和PFC模块进行切换控制以得到目标电压,使得供电电路可以适应较宽的输入电压范围,提高供电电路的适应性。
在其中一个实施例中,切换模块30至少包括第一开关、第二开关和第三开关。第一开关与输入交流电相连,第一开关用于控制输入交流电是否接入供电电路。第二开关与整流倍压模块相连。第二开关用于控制整流倍压模块是否进行倍压工作。第三开关与输入直流电相连,第三开关用于控制输入直流电是否接入供电电路。
具体地,本实施例通过控制第一开关和第三开关来控制输入交流电和输入直流电是否接入供电电路。当控制第一开关闭合时,需控制第三开关断开,此时输入交流电接入电路,在根据输入交流电的大小判断是否需要控制整流倍压模块10和PFC模块20进行升压工作。当控制第三开关闭合时,需控制第一开关断开,此时输入直流电接入电路,根据输入直流电的大小判断是否需要控制PFC模块20工作。
在其中一个实施例中,切换模块30包括检测单元和控制单元,检测单元用于检测PFC模块20的输入电压。控制单元用于根据PFC模块20的输入电压确定输入电源的类型和电压幅值,并根据输入电源的类型和电压幅值对第二开关和第一开关管进行控制,以使整流倍压模块和/或PFC模块进行工作。
具体地,本实施例中,供电电路还包括采样单元,采样单元连接于PFC模块20的输入端,也即采样单元连接整流倍压模块10输出端。检测单元与采样单元相连,用于通过采样单元采集PFC模块20的输入电压。举例来说,采样单元可以是阻值已知且固定的采样电阻,检测单元通过检测流过采样电阻的电流,可以获得采样电阻的电压,也即PFC模块20的输入电压。检测单元还将采集到的电压发送至控制单元,控制单元根据检测单元提供的电压判断输入电源的类型。当采样电压的大小不随时间变化,为平滑的直流电时,控制单元可确定当前的输入电源为直流电源,进而控制单元可以控制第一开关断开,并控制第一开关管处于控制状态,以使PFC模块20对输入直流电进行升压。当采样电压的大小随时间周期性变化,为脉动的直流电时,控制单元可确定当前的输入电源为交流电源,进而控制单元可以根据采样电压的幅值控制第二开关和第一开关管的工作状态,以整流倍压模块10和/或PFC模块20工作,输出目标电压。
进一步地,控制单元内预先设置有多个电压阈值,若当前的输入电源为交流电源时,控制单元可以根据采样电压的平均值或有效值与预设的电压阈值进行比较,并根据比较结果确定是否需要控制整流倍压模块10和PFC模块20工作。其中,电压阈值可以包括三档,分别为第一预设电压阈值V1、第二预设电压阈值V2和第三预设电压阈值V3,其中,第一预设电压阈值小于第二预设电压阈值,且第二预设电压阈值小于第三预设电压阈值。控制单元将PFC模块的输入电压与第一预设电压阀值V1、第二预设电压阀值V2以及第三预设电压阀值V3进行比较,并根据比较结果对整流倍压模块10和PFC模块20的工作状态进行控制。
控制单元具体用于在PFC模块的输入电压小于第一预设电压阈值V1时,可以确定输入电源信息为输入的外部直流电源,则控制单元控制第二开关断开,以使整流倍压模块处于停止工作状态,并控制第一开关管进行开通和关断,以使PFC模块20处于升压工作状态。
控制单元还用于在PFC模块的输入电压大于等于第一预设电压阈值V1且小于等于第二预设电压阈值V2时,确定输入电源信息为输入的第一交流电,则控制第二开关闭合,以使整流倍压模块10进行整流倍压工作,并根据第二直流电的电压判断是否需要控制对第一开关管进行控制,也即判断是否需要控制PFC模块20进行升压工作。具体来说,当控制单元确定当前的输入电源信息为第一交流电后,控制单元可以根据PFC模块20的输入电压与目标电压的大小确定升压倍数,并根据升压倍数确定对整流倍压模块10和PFC模块20的控制策略。当升压倍数较小,仅通过整流倍压模块10即可实现时,控制单元控制整流倍压模块10进行整流工作,并控制PFC模块20不进行升压工作。当升压倍数较大,无法仅通过整流倍压模块10实现时,控制单元控制整流倍压模块10和PFC模块20同时工作,以输出目标电压为负载供电。
控制单元还用于在PFC模块的输入电压大于等于第二预设电压阈值V2且小于等于第三预设电压阈值V3时,确定输入电源信息为输入的第二交流电,则控制第二开关断开,也即控制整流倍压模块10处于整流工作状态,并控制第一开关管进行开通和关断,也即控制PFC模块20处于升压工作状态。本实施例中,第二交流电对应的电压大于第一交流电对应的电压,因此,当检测到当前的输入电源信息为第二交流电时,可以仅控制PFC模块20进行升压工作即可输出目标电压为负载供电。
控制单元还用于在PFC模块的输入电压大于等于第三预设电压阈值V3时,确定输入电源信息为输入的第三交流电,则控制第二开关断开,并控制第一开关管关断,以控制整流倍压模块10处于整流工作状态、PFC模块20处于不升压工作状态。本实施例中,第三交流电对应的电压大于第二交流电对应的电压,由于第三交流电的电压较大,因此无需对第三交流电进行升压,控制单元控制整流倍压模块10进行整流工作、PFC模块20不进行升压工作,并控制整流倍压模块10对第三交流电进行整流后直接输出至负载。
上述供电电路,通过控制单元检测PFC模块的输入电压,并根据输入电压的类型和输入电压的幅值大小分别对第二开关和第一开关管进行控制,以控制整流倍压模块和/或PFC模块工作,以便整流倍压模块和/或PFC模块将输入电压升压至目标电压对负载进行供电,从而实现了既可以对输入的交流电进行升压,也可以对输入的直流电进行升压,并且还可以对任意大小的输入电压进行升压以得到目标电压,使得供电电路可以适应较宽的输入电压范围,提高供电电路的适应性。
如图2所示,图2为本申请一个实施例提供的供电电路的电路结构图,在其中一个实施例中,整流倍压模块10包括第一至第四二极管以及第一电容和第二电容,第一至第四四个二极管构成整流桥,整流桥的第一输入端为第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阴极的连接节点,整流桥的第二输入端为第三二极管D3阳极与第四二极管D4阴极的连接节点,整流桥的第一输出端为第一二极管D1的阴极和第三二极管D3的阴极的连接节点,整流桥的第二输出端为第二二极管D2的阳极与第四二极管D4的阳极的连接节点。整流桥的第一输入端通过第一电感L1和切换模块中的第一开关K1连接到输入交流电的火线,整流桥的第二输入端连接到输入交流电的零线。第一电容的一端与整流桥的第一输出端相连,第一电容的另一端与第二电容的一端相连且具有第一节点,第二电容的另一端与整流桥的第二输出端相连,第一节点通过切换模块中的第二开关与整流桥的第二输入端相连。当整流倍压模块10处于整流倍压工作状态时,第二开关K2闭合且交流电处于正半周内,电流经第一二极管D1流出给第一电容C1充电,在理想状态下,第一电容C1储能大小等于整流桥输出的电压。当第二开关K2闭合时且交流电处于负半周内,电压经第二开关K2流出给第二电容C2充电,同第一电容C1,第二电容C2存储的电能也等于整流桥输出的电压,则经过整流倍压模块10输出的电压为二倍的输入电压。当整流模块10处于整流工作状态时,第二开关断开,则第一电容和第二电容用作滤波电容。
由升压电容的个数可知,本实施例的整流倍压模块10为二倍压电路,可以理解的是,也可以在此基础上对电路结构进行改进获得其他倍数的整流倍压电路,其控制原理与本实施例相同。
PFC模块20包括第二电感L2、第五二极管D5和第一开关管Q1。第二电感L2的一端与第一二极管D1的阴极、第三二极管D3的阴极和第一电容C1的一端相连,第二电感L2的另一端与第一开关管Q1的第一端分别和第五二极管D5的阳极相连。第五二极管D5的阴极连接第三电容C3的一端,第三电容C3的另一端与第一开关管Q1的第二端相连,其中,第三电容C3的两端作为供电电路的输出端。第一开关管Q1的第二端还分别与第二二极管D2的阳极和第四二极管D4的阳极相连,以及与直流电源DC的负极相连。直流电源DC的正极还通过切换模块中的第三开关K3连接到第二电感L2的一端。其中,直流电源DC用于输入直流电。需要说明的是开关管可以是晶体管、三极管也可以是其他具有相同作用的开关器件,在此不作限制。
切换模块30至少包括上述第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3。第一开关K1对应控制输入交流电是否接入供电电路。第二开关K2对应控制整流倍压模块10的工作状态。第三开关K3对应控制输入直流电是否接入供电电路。切换模块还包括控制单元(图2未示出)和检测单元(图2未示出),其中,控制单元根据输入电源的类型和电压进行控制第二开关K2和第一开关管Q1以切换整流倍压模块和/PFC模块的工作状态。检测单元用于检测PFC模块20的输入电压。本实施例中,第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3可以是继电器,切换模块30通过控制继电器线圈的通断电控制继电器开关的通断。第一开关管Q1可以是NMOS晶体管或者是PMOS晶体管,以第一开关管Q1为NMOS晶体管为例,当切换模块输出高电平时,第一开关管Q1导通,当切换模块输出低电平时,第一开关管Q1截止。
具体来说,当第一开关K1闭合时,交流电源产生的交流电输入整流倍压模块10。整流倍压模块10对输入交流电进行整流产生第一直流电。检测单元检测PFC模块20输入端的第一直流电的电压大小,控制单元根据第一直流电的大小对整流倍压模块10和PFC模块20对应的第二开关K2和第一开关管Q1进行控制。当控制单元控制第二开关K2闭合时,即整流倍压模块10处于整流倍压工作状态。当控制单元向第一开关管Q1的输入端输入控制信号时,即PFC模块20处于升压工作状态。当切换模块30控制第三开关K3闭合时,即输入直流电接入供电电路。需要说明的是,本实施例中,第一开关K1和第三开关K3择一闭合,也即输入直流电和输入交流电择一地接入供电电路中。
整流倍压模块10的输出端与PFC模块20相连,用于对输入交流电进行整流或者整流倍压,以便输出第一直流电或者第二直流电为负载供电。具体地,整流倍压模块10通过第二开关K2与切换模块30相连,第二开关K2可由控制单元进行打开和闭合的控制,当第二开关K2闭合时,整流倍压模块10处于整流倍压工作状态,经过周期性不断地给第一电容C1和第二电容C2充电,达到倍压的作用;当第二开关K2打开时,整流倍压处于整流工作状态,可以将输入交流电整流为第一直流电。
PFC模块20与整流倍压模块10连接,当控制单元控制第一开关管Q1工作时,PFC模块20对整流倍压模块10整流输出的第一直流电或者整流倍压输出的第二直流电以及外接的直流电源输入的直流电中的至少一个进行升压,当控制单元不对第一开关管Q1进行控制时,PFC模块20则不进行升压动作。
下面结合附图介绍本申请实施例交直流复用的供电电路的工作原理:
切换模块的控制单元先控制第一开关K1闭合,输入交流电经整流倍压模块整流或整流倍压后输入PFC模块的输入端。检测单元通过并联在PFC模块输入端的电阻R1进行电压采样并根据采样电压Vac(也即PFC模块的输入电压)确定供电电源信息,控制单元再根据供电电源信息采取相应的控制策略。
如图3所示,在采样电压Vac<V1时,确定供电电源为输入直流电(如直流电源为24V),则控制第一开关K1、第二开关K2断开,并控制第三开关K3闭合,同时向第一开关管Q1的控制端输入控制信号,以使PFC模块对输入直流电进行升压。其中,控制信号可以是PWM(Pulse width modulation,脉冲宽度调制)信号。PWM信号的占空比可以根据采样电压Vac与目标电压的升压比系数进行调节,若升压比系数较大,则增大开关管Q1的PWM信号的占空比,即增加第一开关管Q1的导通时间Ton;若升压比系数较小,则降低第一开关管Q1的PWM信号的占空比,即降低第一开关管Q1的导通时间Ton。由于第一开关K1和第二开关K2均断开,因此交流电源无输入,整流倍压模块处于不工作状态。第三开关K3闭合,供电电源为外接的输入直流电,PFC模块对外接的输入直流电。控制单元控制第一开关管Q1的PWM信号。第一开关管Q1导通时,电流从直流电源DC的正极流出,流经第二电感L2,第二电感L2开始储能。一路电流通过第五二极管D5给负载供电,然后返回直流电源的负极,另一路电流直接从第一开关管Q1返回直流电源DC的负极。当第一开关管Q1断开时,由于电感的电流保持特性,第二电感L2的电流由原来充电完毕时的值缓慢变为0,由于原来的电路断开,因此通过新的电路放电,即通过第五二极管D5把储存的电能输出并为第三电容C3充电,然后返回直流电源DC的负极,也即直流电源DC和第二电感L2储存的能量共同为第三电容C3充电,第三电容C3两端电压升高,此时电压高于输入电压,即负载的供电电压升高,从而达到升压目的。
在采样电压V1<=Vac<=V2(如采样电压Vac为110V)时,确定供电电源为第一交流电,则控制整流倍压模块处于整流倍压工作状态,也即整流倍压模块将输入交流电整流为第一直流电后对第一直流电进行升压以输出第二直流电。控制单元根据整流倍压生成的第二直流电的电压判断是否控制PFC模块处于升压工作状态。也即,如图4(a)所示,控制单元控制第一开关K1和第二开关K2闭合,且控制第三开关K3断开,以断开直流电源DC的输入。同时控制单元根据倍压后的第二直流电判断是否需要控制第一开关管Q1。如图4(a)所示,当第一交流电处于正半周时,一路电流流经第一开关K1、第一电感L1、第一二极管D1给第一升压电容C1充电再经过第二开关K2回到交流电的负极,另一路电流经第二电感L2、第五二极管D5流向负载,此时,在上一周期充电的第二升压电容C2在本周期内放电,经过与交流电源的电压叠加,实现升压目的。如图4(b)所示,当第一交流电处于负半周内,一路电流流经第二开关K2给第二电容C2充电,并经由第二二极管D2回到交流电的正极,另一路电流经过第三二极管D3、第二电感L2流向负载,此时,在上一周期充电的第一电容C1在本周期内放电,经过与交流电源的电压叠加,实现升压目的。通过周期性地给第一电容C1和第二第二电容C2充电,进而可以实现整流倍压的功能。在此基础上,控制单元可以根据倍压后的第二直流电与目标电压之间的关系判断是否需要开启PFC模块,若需要开启PFC模块,则向第一开关管Q1的控制端输入控制信号。
在采样电压V2<Vac<V3(如采样电压Vac为150V)时,确定供电电源为第二交流电,则控制单元控制整流倍压模块处于整流工作状态,并控制PFC模块处于升压工作状态。也即,如图5所示,控制单元控制第一开关K1闭合,并控制第二开关K2和第三开关K3断开,同时向第一开关管Q1的控制端输入控制信号,其中,控制信号可以是PWM信号,PWM信号的占空比可以根据需要调节。如图5所示,电流经第一开关K1、第一电感L1和第一二极管D1流向第二电感L2,通过对第一开关管Q1进行PWM信号控制,当第一开关管Q1导通时,第二电感L2开始储能,电流从第一开关管Q1流出经第四二极管返回交流电的负极。当第一开关管Q1断开时,由于电感的电流保持特性,第二电感L2的电流由原来充电完毕时的值缓慢变为0,通过第五二极管D5把储存的电能输出并为第三电容C3充电,然后经第四二极管D4返回交流电源的负极,也即PFC电路的输入电压和第二电感L2储存的能量共同为第三电容C3充电,则第三电容C3两端的电压升高,即负载的供电电压升高,从而达到升压目的。利用第二电感L2储存能量并释放能量的特性,进行周期性的充电与放电输出至第三电容C3,以实现升压。本实施例中,由于第二开关K2断开,此时第一电容C1和第二电容C2用作滤波电容,为整流后输出的脉动直流电进行滤波。
在采样电压Vac>=V3(如采样电压Vac为220V)时,确定供电电源为第三交流电,由于第三交流电的电压已经满足电路的最大需求,可以无需进行升压。也即,如图6所示,控制单元控制第一开关K1闭合,并控制第二开关K2和第三开关K3断开,以及不对第一开关管Q1输入控制信号。此时,整流倍压模块处于整流工作状态、PFC模块处于不升压工作状态,只通过整流倍压模块直接将输入的第三交流电整流以输出第一直流电提供给负载供电,并且这种工作模式下,第一电容C1和第二电容用作滤波电容,为整流后输出的脉动直流电进行滤波,第二电感L2和第三电容C3构成LC滤波电路。
上述实施例,电路拓扑结构简单,控制逻辑清晰,通过切换模块的检测单元检测PFC模块的输入电压,再通过控制单元,打开和关断相应的开关器件,来控制供电电源类型的选择,也即直流电源、交流电源择一供电,实现交直流的复用,并且还控制整流倍压模块以及PFC模块的工作状态,能够实现电压的宽输入,进而满足不同负载的需求,提高供电电路的适应性。
本发明的又一实施例提供了一种家电设备,包括上述供电电路。
上述家电设备,通过上述供电电路,既可以实现对输入的交流电进行升压,也能够对输入的直流电进行升压,并且还可以根据输入电压的大小对整流倍压模块和PFC模块的工作状态进行控制以得到目标电压,使得供电电路可以适应较宽的输入电压范围,提高供电电路的适应性。
需要说明的是,关于本申请中家电设备的描述,请参考本申请中关于上述供电电路的描述,具体这里不再赘述。
为了实现上述实施例,本发明的又一实施例提供了一种交直流复用的供电电路控制方法,其中,供电电路包括整流倍压模块和PFC模块。整流倍压模块用于将输入交流电进行整流以生成第一直流电或进行整流倍压以生成第二直流电,PFC模块用于对第一直流电、第二直流电或者输入的直流电进行升压以输出第三直流电。
如图7所示,该方法包括以下步骤:
步骤110,确定供电电路的输入电源的类型和电压幅值。
步骤120,根据输入电源的类型和电压幅值切换整流倍压模块和/PFC模块的工作状态,以便提供第一直流电、第二直流电或者第三直流电给负载。
在一个实施例中,确定供电电路的输入电源的类型和电压幅值,包括:检测PFC模块的输入电压,并根据PFC模块的输入电压确定输入电源的类型和电压幅值。具体地,当PFC模块的输入电压为幅值随时间周期性变化的电压时,可以确定输入电源的类型为交流电源,当PFC模块的输入电压为幅值不随时间变化的电压时,可以确定输入电源的类型为直流电源。
在一个实施例中,整流倍压模块包括整流桥、第一电容和第二电容,第一电容与第二电容串联后并联在整流桥的第一输出端与第二输出端之间,整流桥的第一输入端通过第一开关连接到输入交流电的第一端,第一电容与第二电容之间的节点通过第二开关与整流桥的第二输入端相连后连接到输入交流电的第二端,PFC模块通过第三开关连接到输入直流电,第一开关用于控制输入交流电是否接入供电电路,第二开关用于控制整流倍压模块的工作状态,第三开关用于控制输入直流电是否接入供电电路,其中,根据输入电源的类型和电压幅值切换整流倍压模块和/或PFC模块的工作状态,包括:根据输入电源的类型和电压幅值对第二开关和PFC模块中的第一开关管进行控制,以控制整流倍压模块和PFC模块的工作状态。
在一个实施例中,在PFC模块的输入电压小于第一预设电压阈值时,确定输入电源为直流电,控制第二开关断开,并控制第一开关管进行开通和关断,以使PFC模块进行工作;在PFC模块的输入电压大于等于第一预设电压阈值且小于等于第二预设电压阈值时,确定输入电源为第一交流电,控制第二开关闭合,以使整流倍压模块进行整流倍压工作,并根据第二直流电的电压判断是否对第一开关管进行控制;在PFC模块的输入电压大于第二预设电压阈值且小于第三预设电压阈值时,确定输入电源为第二交流电,控制第二开关断开,并控制第一开关管进行开通和关断,以使PFC模块进行工作,其中,第二交流电大于第一交流电的电压;在PFC模块的输入电压大于等于第三预设电压阈值时,确定输入电源为第三交流电,控制第二开关断开,以使整流倍压模块进行整流工作,并控制第一开关管关断,其中,第三交流电的电压大于第二交流电的电压。
需要说明的是,前述对交直流复用的供电电路实施例的解释说明也适用于本实施例的交直流复用的供电电路的控制方法,此处不再赘述。
上述实施例提供的供电电路的控制方法,通过确定供电电路的输入电源的类型和电压幅值,以及根据输入电源的类型和电压幅值切换整流倍压模块和/或PFC模块的工作状态,以便提供第一直流电、第二直流电或者第三直流电给负载,从而既可以对输入的交流电进行升压,也可以对输入的直流电进行升压,并且还可以根据输入电压的大小对整流倍压模块和PFC模块进行控制以得到目标电压,使得供电电路可以适应较宽的输入电压范围,提高供电电路的适应性。
为了更加清楚地描述前述实施例换电设备的控制方法,图8示出了适用于本发明实施例的交直流复用的供电电路的控制方法的控制流程示意图。
如图8所示,包括以下步骤:
步骤801:开始。
步骤802:检测PFC模块的输入电压Vac是否大于且等于电压阀值V1。本实施例中,通过切换模块的检测单元检测PFC模块的输入电压,也即采样电压Vac,若Vac>=V1,则执行步骤803,若Vac<V1,,则执行步骤804。
步骤803,检测PFC模块的输入电压Vac是否大于等于电压阀值V1且小于等于电压阀值电压V2。本实施例中,通过切换模块的检测单元检测PFC模块的输入电压,也即采样电压Vac,若V1<=Vac<=V2,则执行步骤805;若Vac>V2,则执行步骤806。
步骤804,确定输入为直流电,控制整流倍压模块处于不工作状态且PFC模块处于升压工作状态。本实施例中,根据采样电压Vac<V1,确定输入直流电,控制整流倍压模块不工作、PFC模块进行升压工作,即控制单元控制第一开关K1断开、第二开关K2断开、第三开关K3闭合以及控制第一开关管Q1,由PFC模块对输入的直流电进行处理,以输出第三直流电为负载供电。
步骤805,确定输入为第一交流电,控制整流倍压模块处于整流倍压工作、且控制PFC模块处于不升压工作状态,即控制单元控制第一开关K1闭合、第二开关K2闭合、第三开关K3断开。PFC模块根据经过整流倍压后的电压的具体大小再判断是否需要控制第一开关管Q1进行升压至所需电压,由整流倍压模块将输入的第一交流电进行整流倍压输出第二直流电为负载供电。
步骤806,检测PFC模块的输入电压Vac是否小于等于电压阀值V3。本实施例中,检测模块检测PFC模块的输入电压,也即采样电压Vac,若Vac<=V3,则执行步骤807;若Vac>V3,则执行步骤808。
步骤807,确定输入为第二交流电,控制整流倍压模块处于整流工作状态、且PFC模块处于升压工作状态,即控制单元控制第一开关K1闭合、第二开关K2断开、第三开关K3断开以及控制第一开关管Q1,由PFC模块将整流倍压模块对第二交流电整流输出的第一直流电进行升压输出第三直流电为负载供电。
步骤808,确定输入为第三交流电,控制整流倍压模块处于整流工作状态、PFC模块处于不升压工作状态,即控制单元控制第一开关K1闭合、第二开关K2断开、第三开关K3断开以及第一开关管Q1关断,由整流倍压模块直接对第三交流电整流输出第一直流电为负载供电。
上述实施例提供的供电电路的控制方法,通过切换模块的检测单元确定供电电路的输入电源的类型和电压幅值,控制单元根据输入电源的类型和电压幅值对整流倍压模块和PFC模块进行控制,以便第一直流电、第二直流电或者第三直流电给负载供电,从而既可以对输入的交流电进行升压,也可以对输入的直流电进行升压,并且还可以根据输入电压的大小对整流倍压模块和PFC模块进行控制以得到目标电压,使得供电电路可以适应较宽的输入电压范围,提高供电电路的适应性。
为实现上述实施例,本发明的又一实施例提供一种计算机可读存储介质,其上存储有交直流复用的供电电路的控制程序,该交直流复用的供电电路的控制程序被处理器执行时实现如上述的交直流复用的供电电路的控制方法。
上述实施例提供的存储介质,通过前述供电电路的控制方法,既可以实现对输入的交流电进行升压,也可以实现对输入的直流电进行升压,并且还可以根据输入电压的大小对整流倍压模块和PFC模块进行控制以得到目标电压,使得供电电路可以适应较宽的输入电压范围,提高供电电路的适应性。
为实现上述实施例,本发明的又一实施例提供一种家电设备,家电设备包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的交直流复用的供电电路的控制程序,处理器执行交直流复用的供电电路的控制程序时,实现如上述的交直流复用的供电电路的控制方法。
上述实施例提供的家电设备,通过前述供电电路的控制方法,既可以实现对输入的交流电进行升压,也能够对输入的直流电进行升压,并且还可以根据输入电压的大小对整流倍压模块和PFC模块进行控制以得到目标电压,使得供电电路可以适应较宽的输入电压范围,提高供电电路的适应性。
需要说明的是,在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (14)
1.一种交直流复用的供电电路,其特征在于,包括:
整流倍压模块,所述整流倍压模块用于对输入交流电进行整流以生成第一直流电或进行整流倍压以生成第二直流电;
PFC模块,所述PFC模块用于对所述第一直流电、所述第二直流电或者输入直流电进行处理以输出第三直流电;
切换模块,所述切换模块根据输入电源的类型和电压幅值切换所述整流倍压模块和/或所述PFC模块的工作状态,以便提供所述第一直流电、所述第二直流电或者所述第三直流电给负载;其中,
在所述PFC模块的输入电压小于第一预设电压阈值时,确定输入电源为直流电,控制所述PFC模块进行工作;
在所述PFC模块的输入电压大于等于第一预设电压阈值且小于等于第二预设电压阈值时,确定输入电源为第一交流电,控制所述整流倍压模块进行整流倍压工作,并根据所述第二直流电的电压判断是否控制所述PFC模块进行工作;
在所述PFC模块的输入电压大于第二预设电压阈值且小于第三预设电压阈值时,确定输入电源为第二交流电,控制所述整流倍压模块进行整流工作,并控制所述PFC模块进行工作,其中,所述第二交流电的电压大于所述第一交流电的电压;
在所述PFC模块的输入电压大于等于第三预设电压阈值时,确定输入电源为第三交流电,控制所述整流倍压模块进行整流工作,并控制所述PFC模块不工作,其中,所述第三交流电的电压大于所述第二交流电的电压。
2.如权利要求1所述的交直流复用的供电电路,其特征在于,所述切换模块至少包括第一开关、第二开关和第三开关,所述第一开关与输入交流电相连,所述第一开关用于控制所述输入交流电是否接入所述供电电路,所述第二开关与所述整流倍压模块相连,所述第二开关用于控制所述整流倍压模块的工作状态,所述第三开关与所述输入直流电相连,所述第三开关用于控制所述输入直流电是否接入所述供电电路。
3.如权利要求2所述的交直流复用的供电电路,其特征在于,所述切换模块还包括检测单元和控制单元,所述检测单元用于检测所述PFC模块的输入电压,所述控制单元用于根据所述PFC模块的输入电压确定所述输入电源的类型和电压幅值,并根据所述输入电源的类型和电压幅值对所述第二开关和所述第一开关管进行控制,以控制所述整流倍压模块和所述PFC模块的工作状态。
4.如权利要求3所述的交直流复用的供电电路,其特征在于,所述控制单元具体用于,
在所述PFC模块的输入电压小于第一预设电压阈值时,确定输入电源为直流电,并控制所述第二开关断开,以及控制所述第一开关管进行开通和关断,以使所述PFC模块进行工作;
在所述PFC模块的输入电压大于等于第一预设电压阈值且小于等于第二预设电压阈值时,确定输入电源为第一交流电,控制所述第二开关闭合,以使所述整流倍压模块进行整流倍压工作,并根据所述第二直流电的电压判断是否对所述第一开关管进行控制;
在所述PFC模块的输入电压大于第二预设电压阈值且小于第三预设电压阈值时,确定输入电源为第二交流电,控制所述第二开关断开,以使所述整流倍压模块进行整流工作,并控制所述第一开关管进行开通和关断,以使所述PFC模块进行工作,其中,所述第二交流电的电压大于所述第一交流电的电压;
在所述PFC模块的输入电压大于等于第三预设电压阈值时,确定输入电源为第三交流电,控制所述第二开关断开,以使所述整流倍压模块进行整流工作,并控制所述第一开关管关断,其中,所述第三交流电的电压大于所述第二交流电的电压。
5.如权利要求1-4中任一项所述的交直流复用的供电电路,其特征在于,所述整流倍压模块包括第一至第四二极管以及第一电容和第二电容,所述第一至第四二极管构成整流桥,所述整流桥的第一输入端通过第一电感和所述切换模块中的第一开关连接到输入交流电的火线,所述整流桥的第二输入端连接到输入交流电的零线,所述第一电容的一端与所述整流桥的第一输出端相连,所述第一电容的另一端与所述第二电容的一端相连且具有第一节点,所述第二电容的另一端与所述整流桥的第二输出端相连,所述第一节点通过所述切换模块中的第二开关与所述整流桥的第二输入端相连。
6.如权利要求5所述的交直流复用的供电电路,其特征在于,所述PFC模块包括第二电感、第一开关管和第五二极管,所述第二电感的一端与所述整流桥的第一输出端相连,所述第二电感的另一端分别与所述第五二极管的阳极和所述第一开关管的第一端相连,所述第一开关管的第二端与所述整流桥的第二输出端相连,所述第五二极管的阴极与所述第一开关管的第二端之间并联第三电容,所述第三电容的两端作为所述供电电路的输出端。
7.如权利要求6所述的交直流复用的供电电路,其特征在于,所述第二电感的一端还通过所述切换模块中的第三开关连接到输入直流电的正极端,所述第一开关管的第二端连接到输入直流电的负极端。
8.一种家电设备,其特征在于,包括如权利要求1-7中任一项所述的交直流复用的供电电路。
9.一种交直流复用的供电电路的控制方法,其特征在于,所述供电电路包括整流倍压模块和PFC模块,所述整流倍压模块用于对输入交流电进行整流以生成第一直流电或进行整流倍压以生成第二直流电,所述PFC模块用于对所述第一直流电、所述第二直流电或者输入直流电进行处理以输出第三直流电,所述控制方法包括:
确定所述供电电路的输入电源的类型和电压幅值;
根据所述输入电源的类型和电压幅值切换所述整流倍压模块和/或所述PFC模块的工作状态,以便提供所述第一直流电、所述第二直流电或者所述第三直流电给负载;其中,
在所述PFC模块的输入电压小于第一预设电压阈值时,确定输入电源为直流电,控制所述PFC模块进行工作;
在所述PFC模块的输入电压大于等于第一预设电压阈值且小于等于第二预设电压阈值时,确定输入电源为第一交流电,控制所述整流倍压模块进行整流倍压工作,并根据所述第二直流电的电压判断是否控制所述PFC模块进行工作;
在所述PFC模块的输入电压大于第二预设电压阈值且小于第三预设电压阈值时,确定输入电源为第二交流电,控制所述整流倍压模块进行整流工作,并控制所述PFC模块进行工作,其中,所述第二交流电的电压大于所述第一交流电的电压;
在所述PFC模块的输入电压大于等于第三预设电压阈值时,确定输入电源为第三交流电,控制所述整流倍压模块进行整流工作,并控制所述PFC模块不工作,其中,所述第三交流电的电压大于所述第二交流电的电压。
10.如权利要求9所述的控制方法,其特征在于,确定所述供电电路的输入电源的类型和电压幅值,包括:
检测所述PFC模块的输入电压;
根据所述PFC模块的输入电压确定所述输入电源的类型和电压幅值。
11.如权利要求10所述的控制方法,其特征在于,所述整流倍压模块包括整流桥、第一电容和第二电容,所述第一电容与所述第二电容串联后并联在所述整流桥的第一输出端与第二输出端之间,所述整流桥的第一输入端通过第一开关连接到所述输入交流电的第一端,所述第一电容与所述第二电容之间的节点通过第二开关与所述整流桥的第二输入端相连后连接到所述输入交流电的第二端,所述PFC模块通过第三开关连接到所述输入直流电,所述第一开关用于控制所述输入交流电是否接入所述供电电路,所述第二开关用于控制所述整流倍压模块的工作状态,所述第三开关用于控制所述输入直流电是否接入所述供电电路,其中,根据所述输入电源的类型和电压幅值切换所述整流倍压模块和/或所述PFC模块的工作状态,包括:
根据所述输入电源的类型和电压幅值对所述第二开关和所述PFC模块中的第一开关管进行控制,以控制所述整流倍压模块和所述PFC模块的工作状态。
12.如权利要求11所述的控制方法,其特征在于,
在所述PFC模块的输入电压小于第一预设电压阈值时,确定输入电源为直流电,并控制所述第二开关断开,以及控制所述第一开关管进行开通和关断,以使所述PFC模块进行工作;
在所述PFC模块的输入电压大于等于第一预设电压阈值且小于等于第二预设电压阈值时,确定输入电源为第一交流电,控制所述第二开关闭合,以使所述整流倍压模块进行整流倍压工作,并根据所述第二直流电的电压判断是否对所述第一开关管进行控制;
在所述PFC模块的输入电压大于第二预设电压阈值且小于第三预设电压阈值时,确定输入电源为第二交流电,控制所述第二开关断开,以使所述整流倍压模块进行整流工作,并控制所述第一开关管进行开通和关断,以使所述PFC模块进行工作,其中,所述第二交流电的电压大于所述第一交流电的电压;
在所述PFC模块的输入电压大于等于第三预设电压阈值时,确定输入电源为第三交流电,控制所述第二开关断开,以使所述整流倍压模块进行整流工作,并控制所述第一开关管关断,其中,所述第三交流电的电压大于所述第二交流电的电压。
13.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有交直流复用的供电电路的控制程序,该交直流复用的供电电路的控制程序被处理器执行时实现如权利要求9-12中任一项所述的交直流复用的供电电路的控制方法。
14.一种家电设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的交直流复用的供电电路的控制程序,所述处理器执行所述交直流复用的供电电路的控制程序时,实现如权利要求9-12中任一项所述的交直流复用的供电电路的控制方法。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4268899A (en) * | 1979-06-15 | 1981-05-19 | Sperry Corporation | Bridge-doubler rectifier |
CN207782410U (zh) * | 2017-12-28 | 2018-08-28 | 北京天诚同创电气有限公司 | 交直流供电电路 |
CN108768190A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-11-06 | 深圳奥特迅电力设备股份有限公司 | 具有宽输入电压范围的电路、高频开关电源、控制方法 |
CN108964450A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-12-07 | 上海交通大学 | 一种直流电源接入交流电源的复合电路及其应用 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4268899A (en) * | 1979-06-15 | 1981-05-19 | Sperry Corporation | Bridge-doubler rectifier |
CN207782410U (zh) * | 2017-12-28 | 2018-08-28 | 北京天诚同创电气有限公司 | 交直流供电电路 |
CN108964450A (zh) * | 2018-06-01 | 2018-12-07 | 上海交通大学 | 一种直流电源接入交流电源的复合电路及其应用 |
CN108768190A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-11-06 | 深圳奥特迅电力设备股份有限公司 | 具有宽输入电压范围的电路、高频开关电源、控制方法 |
CN111835185A (zh) * | 2019-04-22 | 2020-10-27 | 江苏仁源电气有限公司 | 不同电压等级的交流电源自适应控制电路及运算逻辑方法 |
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