CN115242066A - 一种电源电路及其产品 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种电源电路及其产品,所述电路包括:变压器电路、电容电路、以及负载电路;所述电容电路包括M个支路,所述M为大于或等于2的正整数;所述M个支路中的每一条支路中至少包括一个电容;在所述变压器电路与所述电容电路导通的情况下,所述变压器电路用于给所述M个支路中的电容充电,在充电过程中,流过所述M个支路中至少两个支路的充电电流相等;在所述M个支路中的电容存储有电能、且所述负载电路连接有负载的情况下,所述电容电路用于通过所述负载电路给所述负载供电。以使得缩小所述M个支路中至少两个支路的电容器件工作时的温升差距以及寿命差距,改善电源电路中电容滤波电路的可靠性。

Description

一种电源电路及其产品
技术领域
本申请涉及电源电路领域,尤其涉及一种电源电路及其产品。
背景技术
随着开关电源技术的迅速发展,开关电源器件的应用越来越广,而电容作为影响开关电源器件可靠性的主要器件之一,在可靠性方面的精细化设计显得尤为重要。
电容在电路中可以起到储能和滤波的作用。一般认为,电容的等效串联电阻(equivalent series resistance,ESR)越低则电容的滤波效果越好,但低ESR的电容的价格一般较为昂贵,为节省成本,通常采用多个(例如3个或4个)规格参数一致的电容并联的方式,组成ESR较低、滤波能力较好的电容器件。
然而,将多个电容并联而成的电容器件应用到电源电路中后发现,即使每个电容的规格参数一致,还是会出现每个电容的寿命不一致的问题,电容滤波电路的内部电路大多因为电容器件中的某一个电容提前报废而出现短路或断路现象,对电容器件的整体寿命和滤波效果带来非常不好的影响,可靠性有待改善。
发明内容
本发明提供一种电源电路及其产品,可以使得电容支路中的电容在充电时,至少两个电容支路的充电电流相等,改善由多个电容支路并联而成电容滤波电路的可靠性。
第一方面,本申请提供一种电源电路,所述电路包括:变压器电路、电容电路、以及负载电路;所述变压器电路的第一端与所述电容电路的第一端连接,所述变压器电路的第二端与所述电容电路的第二端连接;所述电容电路的第三端与所述负载电路的第一端连接,所述电容电路的第二端与所述负载电路的第二端连接;所述电容电路包括M个支路和M-1个寄生电阻,所述M个支路中的每个支路包括第四端和第五端,所述寄生电阻的两端分别连接相邻的两个所述支路的第四端,所述第五端用于接地,所述M为大于或等于2的正整数;所述M个支路中的每一条支路中至少包括一个电容;在所述变压器电路与所述电容电路导通的情况下,所述变压器电路用于给所述M个支路中的电容充电,在充电过程中,流过所述M个支路中至少两个支路的充电电流相等;在所述M个支路中的电容存储有电能、且所述负载电路连接有负载的情况下,所述电容电路用于通过所述负载电路给所述负载供电。
上述充电电流也可以称为纹波电流。
可理解的,电容的寿命与电容的温升密切相关,其中,电容充电时的充电电流在其等效串联电阻上产生的功耗是使得电容产生温升的主要原因。将多个规格参数一致的电容并联而成的电容器件应用到电源电路中时,会由于连接每两个电容支路的线路的寄生电阻不一致,导致流过每个电容支路的纹波电流(电容充电时流过电容的电流称为纹波电流)不一致,每个电容的温升不一致,长年累月,就会导致电容器件中每个电容的寿命相差较大,电容电路的内部电路大多某一个电容提前报废而出现短路或断路现象,对电容器件的整体寿命和滤波效果带来非常不好的影响,可靠性有待改善。
然而,本申请提供的电源电路,可以使得在充电过程中,流过M个支路中至少两个支路的充电电流相等,M个支路中至少两个支路的电容器件的温升一致、寿命一致,或者也可以理解为缩小M个支路中至少两个支路的电容器件工作时的温升差距以及寿命差距,较小电容电路的内部电路因某一个电容提前报废而出现短路或断路现象的概率,改善电源电路中电容滤波电路的可靠性。
可理解的,本文的设计思想为使得在充电过程中,流过M个支路中至少两个支路的充电电流相等,但在实际应用中,也可能存在该至少两个支路的充电电流不完全相等,而是存在微小的差异,例如该至少两个支路的充电电流的差值小于目标误差值,例如该目标误差值小于或等于流过电容电路的总充电电流的M分之一的二分之一,例如总充电电流为4毫安(mA),M取值为4,该目标误差值取值可以为小于或等于0.05mA。
在一种可能的实现方式中,所述M个支路中包括M1个第一目标支路和M2个第二目标支路,所述第一目标支路中还包括目标电阻,M1+M2=M,M1和M2均为整数。
为便于区分,本文在一些描述中,将上述M个支路中的每一个支路称为电容支路。
示例性的,可以在设计电容电路的具体器件和结构时,基于并联电路电压相等的原理,针对M个电容支路中的两个或多个电容支路的中电容,可以使用规格参数不同(也可以理解为等效串联电阻不同)的电容,以使得所需求的至少两个电容支路的电流相等。
可理解的,在不同的电容支路中使用规格参数不同的电容,以使得所需求的至少两个电容支路的电流相等的这种方式,可以实现在不增加电路中的器件数量、不增加线路连接关系的情况下,使得所需求的至少两个电容支路的电流相等,从而可以实现在不降低电源电路稳定性、不增加额外线路成本的前提下,改善电容电路的可靠性。
示例性的,还可以在设计电容电路的具体器件和结构时,基于并联电路电压相等的原理,通过在至少一个电容支路中额外串联一个或多个电阻的方式,使得所需求的至少两个电容支路的电流相等。
可理解的,通过在至少一个电容支路中额外串联一个或多个电阻的方式,使得所需求的至少两个电容支路的电流相等,可以不改变电容器件的等效串联电阻,在不影响电容器件的滤波效果的前提下,改善电容电路的可靠性。
示例性的,还可以在设计电容电路的具体器件和结构时,基于并联电路电压相等的原理,结合在电容支路中使用规格参数不同的电容,以及在至少一个电容支路中额外串联一个或多个电阻两种方式,使得所需求的至少两个电容支路的电流相等。
在一种可能的实现方式中,所述M取值为2,所述M2取值为1。
在一种可能的实现方式中,所述M取值为3,所述M2取值为1,流过所述M个支路中每个支路的充电电流相等。
在一种可能的实现方式中,所述M取值为4,所述M2大于或等于1,流过每个所述第一目标支路的充电电流均相等,流过每个所述第二目标支路的充电电流均相等。
在一种可能的实现方式中,所述M2取值为1,在所述充电过程中,流过所述M个支路中每个支路的充电电流相等。
在一种可能的实现方式中,所述M个支路中每个支路的电容的等效串联电阻相等,所述M1个第一目标支路分别为第一支路、第二支路、以及第三支路,所述M2个第二目标支路为第四支路,所述第四支路为所述M个支路中距离所述变压器电路最远的一个支路,所述M-1个寄生电阻包括第一寄生电阻、第二寄生电阻、以及第三寄生电阻,
所述M个支路的每个支路中的电容与电阻串联,所述第一寄生电阻用于连接所述第一支路和所述第二支路,所述第二寄生电阻用于连接所述第二支路和所述第三支路;所述第三寄生电阻用于连接所述第三支路和所述第四支路;
所述第一电阻等于所述第一寄生电阻的三倍、所述第二寄生电阻的两倍、所述第三寄生电阻、以及所述第四电容的等效串联电阻的和与所述第一电容的等效串联电阻的差值,所述第二电阻等于所述第二寄生电阻的两倍、所述第三寄生电阻、以及所述第四电容的等效串联电阻的和与所述第二电容的等效串联电阻的差值,所述第三电阻等于所述第三寄生电阻与所述第四电容的等效串联电阻的和与所述第三电容的等效串联电阻的差值。
在一种可能的实现方式中,所述电容电路还包括第一二极管,所述变压器电路的第一端与所述电容电路的第一端连接包括:所述变压器电路的第一端与所述第一二极管的正极连接,所述第一二极管的负极与所述电容电路的第三端连接,在所述变压器电路中感应出使所述第一二极管处于正偏状态的电流的情况下,所述变压器电路与所述电容电路导通。
第二方面,本申请提供一种电源芯片,所述电源芯片包括第一方面或所述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式所示的电源电路。
示例性的,所述电源芯片包括电压输入电路、开关电路以及上述变压器电路、上述电容电路以及上述负载电路,其中,所述变压器电路包含初级线圈和次级线圈;所述电压输入电路的第一端与所述初级线圈的第一端连接,所述电压输入电路的第二端通过所述开关电路与所述初级线圈的第二端连接;所述次级线圈的第一端与所述电容电路的第一端连接,所述次级线圈的第二端与所述电容电路的第二端连接;在所述开关电路导通的情况下,所述电压输入电路用于向所述初级线圈输入高频直流电压,所述初级线圈用于将所述高频直流电压的电能转换为磁场能量;所述次级线圈基于电磁感应将所述磁场能量转换为充电电流以使得给所述电容电路中的电容充电。
第三方面,本申请提供一种电源产品,所述电源产品包括第一方面或所述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式所示的电源电路。
示例性的,所述电源产品包括控制电路、上述电压输入电路、上述开关电路、上述变压器电路、上述电容电路以及上述负载电路;所述控制电路与所述电压输入电路连通,所述控制电路还与所述开关电路连通;所述控制电路用于在检测到所述电压输入电路接收到输入电压后,周期性控制所述开关电路的导通和断开。
可以理解的,上述第二方面提供的电源芯片以及第三方面提供的电源产品均包含第一方面或所述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式所示的电源电路。因此,其所能达到的有益效果可参考对应电源电路中所描述的有益效果,此处不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种反激式电源电路的示意图;
图2为本申请实施例提供的一种电源电路的示意图;
图3为本申请实施例提供的一种可以使得电容电路充电时,至少两个电容支路的纹波电流相等的电源电路的示意图;
图4为本申请实施例提供的又一种可以使得电容电路充电时,至少两个电容支路的纹波电流相等的电源电路的示意图;
图5为本申请实施例提供的一种将本申请提供的电源电路应用于反激式电源电路、且可以使得电容电路充电时,至少两个电容支路的纹波电流相等的电源电路的示意图;
图6为本申请实施例提供的一种将本申请提供的电源电路应用于正激式电源电路、且可以使得电容电路充电时,至少两个电容支路的纹波电流相等的电源电路的示意图;
图7为本申请实施例提供的一种可以使得电容电路充电时,第一支路和第二支路的纹波电流相等的电源电路的示意图;
图8为本申请实施例提供的一种可以使得电容电路充电时,第一支路、第二支路以及第三支路的纹波电流相等的电源电路的示意图;
图9为本申请实施例提供的一种可以使得电容电路充电时,第一支路、第二支路、第三支路以及第四支路的纹波电流相等的电源电路的示意图;
图10为本申请实施例提供的又一种可以使得电容电路充电时,第一支路和第二支路的纹波电流相等的电源电路的示意图;
图11为本申请实施例提供的又一种可以使得电容电路充电时,第一支路、第二支路以及第三支路的纹波电流相等的电源电路的示意图;
图12为本申请实施例提供的又一种可以使得电容电路充电时,第一支路、第二支路、第三支路以及第四支路的纹波电流相等的电源电路的示意图;
图13为本申请实施例提供的一种将本申请提供的电源电路投入使用后,总电流与各支路电流的仿真示意图;
图14为本申请实施例提供的又一种可以使得电容电路充电时,至少两个电容支路的纹波电流相等的电源电路的示意图;
图15为本申请实施例提供的一种的电源产品的结构示意图。
具体实施方式
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不地描述。
本申请的说明书、权利要求书及附图中的术语“第一”和“第二”等仅用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,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、产品或设备等,没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元等,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备等固有的其它步骤或单元。
在本文中提及的“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请中,“至少一个(项)”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上,“至少两个(项)”是指两个或三个及三个以上,“和/或”,用于描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,“A和/或B”可以表示:只存在A,只存在B以及同时存在A和B三种情况,其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指这些项中的任意组合。例如,a,b或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,“a和b”,“a和c”,“b和c”,或“a和b和c”。
以下介绍本申请涉及的术语。
(1)纹波电流
在本申请实施例中,纹波电流是指在电容充电过程中流过电容的充电电流。示例性的,在开关电源电路中,流过电容的充电电流为方向不变、大小变化的高频直流电。
(2)电容、等效串联电阻(ESR)
电容是一种具有储能(储存电荷的能力)和滤波作用的元件。可理解的,理想的电容是不消耗能量的,但是实际上,因为制造电容的材料有电阻,使得电容存在内阻而产生能量损耗。则可以将电容理解为是理想电容与等效串联电阻(ESR)串联在一起,其中ESR是消耗能量的。示例性的,也可以理解为,当有电流(纹波电流)流过电容器件时,相当于电路中增加了一个等效串联电阻。
一般认为,电容的ESR越小电容的滤波效果越好,并且电容的寿命与电容的温升密切相关,例如,电容的温度上升10摄氏度(°C),电容寿命会下降50%,而电容的温升主要由流过电容的纹波电流在其ESR上产生的功耗造成。由此,电容的ESR越低越好,但低ESR的电容的价格较为昂贵,为节省成本,通常采用多条电容支路并联的方式(每条电容支路至少包含一个电容),组成低ESR、滤波能力较好的电容滤波电路。
在本文的一些描述中,电容滤波电路也可以称为:电容电路、整流滤波电路,本文对此不做限定。
可理解的,包含多条电容支路的电容滤波电路中,由于连接每条电容支路的线路的寄生参数不尽相同,则会导致流过每条电容支路的纹波电流不一致,造成各支路间电容的寿命相差较大,电容滤波电路的可靠性有待提高。
常用的电容有:电解电容(例如铝电解电容)、钽电解电容器、瓷介电容器、以及独石电容器等。
本申请提供的电源电路适用于至少包含两条电容支路的电容滤波电路中,且对电容器件的类型不做限定。
示例性的,电解电容由于其容量范围较大,被广泛应用于消费类电子、工业控制、通讯产品、电脑及周边产品、仪器仪表、汽车工业等产品中,电解电容的,电解电容的ESR较大,很多电解电容滤波电路都是由多个电解电容支路(每条电解电容支路一般包含一个电解电容)并联而成。包含多条电解电容支路的电解电容滤波电路中,由于连接每条电容支路的线路的寄生参数不尽相同,则会导致流过每条电解电容支路的纹波电流不一致,造成各支路间电解电容的寿命相差较大,电解电容滤波电路的可靠性有待提高。
(3)寄生电阻
可理解的,寄生电阻的含义是指,原本没有在电路中设计电阻,但由于一些电路元件本身的制造工艺和结构特性、以及布线结构之间存在的互容或互感而形成的寄生电阻,可理解为寄生在元件内部或者布线之间,所以叫寄生电阻。
(4)电源电路
一般地,常用的电源电路有开关电源电路,开关电源电路的拓补结构有:反激式、正激式、半桥式、全桥式、以及谐振转换电路(LLC)等。
示例性的,以反激式电源电路为例,如图1所示,反激式电源电路包括电压输入电路、开关电路、变压器电路、电容电路、以及负载电路。
其中,变压器电路包括初级线圈、次级线圈、以及磁芯。初级线圈、次级线圈、以及磁芯组成变压器元件,其中,该初级线圈与该次级线圈的同名端首尾相反。
电容电路包括二极管、M个支路(该M个支路中的每一条支路也称为电容支路)和M-1个寄生电阻,该M个支路中的每一个支路均包含第四端和第五端,M-1个寄生电阻中的每一个寄生电阻的两端分别连接相邻的两个支路的第四端,该M个支路中的每一个支路上都连接有至少一个电容器件,该M为大于或等于2的正整数。
电路以及器件之间的连接关系为:初级线圈的第一端与电压输入电路的第一端连接,初级线圈的第二端通过开关电路与电压输入电路的第二端连接;次级线圈的第一端与电容电路的第一端连接(电容电路的第一端即为二极管的正极),次级线圈的第二端与电容电路的第二端连接(电容电路的第二端即为每一条电容支路的第五端),电容电路的第三端(电容电路的第三端即为每一条电容支路的第四端)与负载电路的第一端连接,电容电路的第二端还与负载电路的第二端连接;在电容电路内部,二极管的负极与每一个电容支路的第四端连接,每一个电容支路的第四端。
电压输入电路,用于给变压器电路输入方向不变、大小变化的高频直流电压。可理解的,电压输入电路中接收的输入电压可以为高频直流电压,例如电压输入电路中接收的输入电压为220伏特(v)的高频直流电压。或者,电压输入电路中接收的输入电压可以为高频交流电压(方向变化、大小也变化的高频交流电),另外在电压输入电路中还可以包括用于过滤交流电中的反向电压的二极管,以使得经过电压输入电路后传递到变压器电路中的电压为高频直流电压;例如电压输入电路中接收的输入电压为220v的高频交流电压,经过电压输入电路中的二极管的整流作用后传递至变压器电路中的电压为220v的高频直流电压。
一般地,高频电压(高频交流电压)是指一般在每秒正负变化5兆赫兹及以上的交流电压。本文所描述的高频直流电压是指每秒在正半周变化5兆赫兹及以上的直流电压。
开关电路,开关电路包括开关管和控制模块,该控制模块用于在检测到上述电压输入电路中输入电压后,基于脉冲宽度调制(PWM)控制开关管的闭合和断开,以使得控制该电压输入电路与该变压器电路的导通与断开。
变压器电路,用于在开关管处于闭合状态、该电压输入电路与该变压器电路导通、初级线圈中的电流和变压器磁芯中的磁场增加的情况下,将电能转换为磁场能量存储在磁芯中;并在次级线圈上感应出与初级线圈的电极方向(上正下负)相反的高频方波(第一电流)(下正上负),使得二极管处于反偏状态而不能导通。
变压器电路,还用于在开关管处于断开状态,且变压器中存储有磁场能量的情况下,在次级线圈上感应出与初级线圈的电极方向(下正上负)相反的高频方波(上正下负),以及使得二极管处于正偏状态,导通的电流通过二极管整流后给流入电容器件中,也可以理解为,变压器电路中的高频方波经过二极管整流后给电容器件充电时。若负载电路中连接有负载,由于电容器件对大小变化的线性直流电的阻碍作用远小于负载的电阻对线性直流电的阻碍作用,次级线圈感应出的第二电流不会直接输出给负载,而是经过电容电路滤波后,由电容电路给负载输出供电电流。
电容电路,用于基于整流滤波原理接收次级线圈传递的电流给电容充电,并在负载电路中连接有负载的情况下,通过该电容电路的第二端为负载提供经过整流滤波后的较稳定的直流输出电压。
一般地,电源电路的电源产品包括:终端设备的适配器、大屏电源、LED电源、以及电力电子范畴产品。
下面结合其他电源电路详细说明本申请实施例中提供的电源电路的优势:
一般认为电容的寿命与电容的温升密切相关,例如,电容的温度上升10°C,电容寿命会下降50%。电容的充电电流(也称纹波电流)在其等效串联电阻(equivalent seriesresistance,ESR)上产生的功耗是使得电容产生温升的主要原因。
在一些其他电源电路中,电容器件由多个电容并联而成,电容滤波电路包含多条(例如两条、三条或四条)电容支路,每条电容支路串联有一个电容,由于连接每条电容支路的线路的寄生参数不尽相同,导致在电容充电过程中,每条电容支路的纹波电流不一致,具体表现为越靠近变压器次级线圈的电容支路的纹波电流越大,各支路间电容的寿命相差较大,电容滤波电路的内部电路大多因为电容器件中的某一个电容提前报废而出现短路或断路现象,对电容器件的整体寿命和滤波效果带来非常不好的影响,可靠性有待改善。
示例性的,纹波电流较大的电容支路,由于温度较高而烧断电容内部线路,对应的电容支路出现断路现象,导致电容滤波电路的滤波效果大幅降低。具体的,一方面,减少了一个电容支路的滤波作用,电容滤波电路的滤波效果降低,另外一方面,电容支路断路导致电容滤波电路的阻值增大,进一步降低电容滤波电路的滤波效果。
或者,示例性的,纹波电流较大的电容支路,由于流过的纹波电流大于电容的可容许的最大纹波电流,电容支路中的电容被击穿,电容支路出现短路现象,导致电源电路短路,变压器电路无法再对其他电容支路中的电容进行充电,包含该电源电路的器件功能损坏,无法再继续使用。
例如,如图2所示,电容电路(电容滤波电路)中包含第一电容支路和第二电容支路,其中,第一电容支路包含理想电容C1和C1工作时的等效串联电阻ESR1,第二电容支路包含理想电容C2和C2的等效串联电阻ESR2,连接第一电容支路与第二电容支路的线路中存在寄生电阻R1,第二电容支路与R1串联后再与第一电容支路并联,也即第一电容支路与R1组成的支路的电压与第二电容支路的电压相等(例如记为U)。假设C1和C2为相同规格的电容,则ESR1与ESR2相等。此时,由于第一电容支路的阻值(ESR1)小于第二电容支路与R1组成的支路的阻值(ESR2+R1),则在电容滤波电路充电过程中,流过第一电容支路的纹波电流则大于流过第二电容支路的纹波电流,示例性的,流过电容电路的总电流记为2I,则流过第一电容支路的纹波电流可能为1.3I,而流过第二电容支路的纹波电流可能为0.7I。由此,导致支路间电容的寿命不一致,电容滤波电路的可靠性有待改善。
基于此,本申请提供一种电源电路,可以使得采用该电源电路给电容电路中的电容充电的过程中,至少两条电容支路的纹波电流的大小相等,改善电容器件以及电源电路的可靠性。
本申请提供的电源电路包括:变压器电路、电容电路、以及负载电路;其中,变压器电路的第一端与电容电路的第一端连接,变压器电路的第二端与电容电路的第二端连接;电容电路的第三端与负载电路的第一端连接,电容电路的第二端与负载电路的第二端连接;电容电路包括M个支路(也可以理解为M个电容支路)和M-1个寄生电阻,M个支路中的每个支路包括第四端和第五端,寄生电阻的两端分别连接相邻的两个支路的第四端,第五端用于接地;M个支路中的每一条支路中至少包括一个电容;在变压器电路与电容电路导通的情况下,变压器电路用于给M个支路中的电容充电,在充电的过程中,M个支路中至少两个支路的纹波电流大小相等,以使得提高电容器件、电源电路的可靠性。
示例性的,在一种可能的实现方式中,在设置电源电路中每一条支路的电容器件时,采用电容支路中的电容的ESR的阻值随着距离变压器越远,ESR依次减小的方式,使得M个支路中至少两个支路的纹波电流大小相等。例如,复用如图2所示的电容电路,采用本申请实施例提供的电源电路,C1与C2的规格不相同,且ESR1对应的阻值等于上述ESR2对应的阻值与上述寄生电阻R1的阻值的和。也可以理解为,上述电容电路由电容C1(其中,电容C1的ESR1等于R1与ESR2的和)与电容C2结合得到,以使得充电过程中流过第一电容支路与第二电容支路的纹波电流相等。
示例性的,在另外一种可能的实现方式中,也可以在至少一个电容支路中串联一个毫欧级别的低阻值电阻,用于均衡通过电容支路中的纹波电流,使得在电容充电过程中,M个支路中至少两个支路的纹波电流大小相等。例如,如图3所示,在如图2所示的电源电路的基础上在第一电容支路(C1对应的电容支路)中添加第一电阻,其中,该第一电阻的阻值等于寄生电阻R1,以使得给电容电路中的电容充电时,第二电容支路(C2对应的电容支路)与第一电容支路的纹波电流相等。以使得提高电容器件、电源电路的可靠性。
实施例:
以下结合图4详细描述本申请提供的电源电路。
如图4所示,本申请提供的电源电路包括变压器电路、电容电路、以及负载电路。
其中,连接关系包括:变压器电路的第一端与电容电路的第一端连接,变压器电路的第二端与电容电路的第二端连接;电容电路的第三端与负载电路的第一端连接,电容电路的第二端与负载电路的第二端连接。该电容电路也可以理解为电容滤波电路或整流滤波电路。
电容电路包括M个支路(也可以理解为M个电容支路)和M-1个寄生电阻,M个支路中的每个支路包括第四端和第五端,寄生电阻的两端分别连接相邻的两个支路的第四端,第五端用于接地;M个支路中的每一个支路中至少包括一个电容和一个等效串联电阻。每个支路的电容可以是规格相同的电容,也可以是规格不同的电容,或者也可以是部分规格相同、部分规格不同的电容。
示例性的,如图4所示,电容电路中至少包含电容C1和电容C2,还可以包括电容Cx(x可以为大于2的任意整数),并将C1的等效串联电阻记为ESR1,C2的等效串联电阻记为ESR2,Cx的等效串联电阻记为ESRx,电容C1、C2、以及Cx可以是规格相同也可以是规格不同的电容,本文对此不做限定。
电路与器件的作用包括:在变压器电路与电容电路导通的情况下,变压器电路用于给M个支路中的电容充电,在充电的过程中,M个支路中至少两个支路的纹波电流大小相等。在M个支路中的电容存储有电能、且负载电路连接有负载的情况下,电容电路用于通过负载电路给负载供电。
具体的,电容电路还包括二极管(D1),上述电容电路的第一端是指二极管D1的正极端,在电容电路中,二极管D1的负极端与电容电路的第三端连接,电容电路的第三端是指每一条电容支路的第四端,电容电路的第二端包括电容电路中每个支路的第五端;电容电路中每个支路的第四端为支路中与电容的正极侧相同的一端,每个支路的第五端为支路中与电容的负极侧相同的一端。
变压器电路包括变压器的磁芯、初级线圈Np、以及次级线圈Ns,且Np与Ns的同名端首尾相反,上述变压器电路的第一端是指该次级线圈的第一端,变压器电路的第二端是指该次级线圈的第二端。变压器电路的第一端与电容电路的第一端连接是指:次级线圈的第一端与二极管D1的第一端(二极管D1的正极端)连接。
电路与器件的具体作用包括:当次级线圈Ns上感应出的电流的方向使得二极管处于正偏状态(也即次级线圈Ns的极性为上正下负)的情况下,变压器电路与电容电路导通,变压器电路用于给M个支路中的电容充电,在充电的过程中,M个支路中至少两个支路的纹波电流大小相等,以使得提高电容器件、电源电路的可靠性。
电容电路用于对次级线圈产生的高频电流信号进行整流滤波、并在负载电路连接有负载的情况下,通过负载电路给负载提供输出电压。可理解的,电容可以同时进行充电和放电,也就是说,当电压输入电路输入了高频直流电压后、且上述电容支路中的电容存储有电能的情况下,上述开关管处于导通或闭合状态时,电容电路均可以给通过负载电路进行放电,以使得给负载电路中的负载输出稳定的直流电压。
以下结合图4的相关说明,举例说明本申请实施例提供的电源电路在开关电源电路中的应用。
可理解的,开关电源电路一般包括原边电路和副边电路,原边电路是指包含初级线圈、电压输入电路、开关电路在内的电压的输入侧的电路,副边电路是指电压经变压器转换后电压的包含次级线圈、电容滤波电路(电容电路)、负载电路在内的输出侧的电路。本申请实施例中,主要针对开关电源电路中副边电路中的电容滤波电路的电路结构进行改进,以使得,电容在充电过程,电容滤波电路中至少两条支路的纹波电流相等。
示例性的,本申请提供的电源电路可以应用于反激式开关电源电路,如图5所示,该反激式电源电路相比于图4所示的电源电路,还包括:电压输入电路和开关电路。其中,开关电路包含开关管Q和控制模块,控制模块可以基于PWM控制开关管Q的导通和断开。
连接关系包括:初级线圈的第一端与电压输入电路的第一端连接,初级线圈的第二端与开关电路的第一端连接,开关电路的第二端与电压输入电路的第二端连接,开关电路的第三端接地,当开关管的第一端与第二端连通(也称为开关管导通)时,电压输入电路与变压器电路连通。当开关管的第一端与第三端连通(也称为开关管断开)时,电压输入电路与变压器电压断开。
电路及器件的作用包括:电压输入电路用于给变压器电路中的初级线圈输入高频直流电压。
上述在变压器电路与电容电路导通的情况下,变压器电路用于给M个支路中的电容充电,在充电的过程中,M个支路中至少两个支路的纹波电流大小相等,具体包括:在开关管处于断开状态,初级线圈的电流降为0,且变压器中存储有磁场能量的情况下,基于电磁感应在次级线圈上感应出与初级线圈的级性相反的第二电压(也即上正下负),以及使得二极管处于正偏状态,导通的电流将变压器磁芯中存储的能量以高频直流电压的方式转移至电容电路的电容器件中,也即变压器电路中的次级线圈给M个支路中的电容充电,在充电的过程中,M个支路中至少两个支路的纹波电流大小相等。
上述变压器电路,还用于在开关管处于闭合状态、该电压输入电路与该变压器电路导通、以及变压器的初级线圈连接在输入电压上的情况下,将电能转换为磁场能量存储在磁芯中;并在次级线圈上感应出与初级线圈的电压方向(下正上负)相同的第一电压(下正上负),使得二极管处于反偏状态而不能导通。
示例性的,本申请提供的电源电路也可以应用于正激式开关电源电路,如图6所示,该正激式电源电路包括:电压输入电路、去磁回路、开关电路、变压器电路、电容电路、以及负载电路。
去磁回路包括二极管D2和复位线圈NR。电容电路包括二极管D1、二极管D3、以及电感器件L;其中,二极管D1可以发挥整流作用,二极管D3可以发挥续流作用,电感器件L可以起到滤波作用。变压器电路包括初级线圈(Np)、以及次级线圈(Ns),且该Np与Ns同名端首尾相反。关于开关电路中包含的器件及其操作方式的描述请参照前文相关说明,在此不再详述。
连接关系包括:输入电压电路的第一端与去磁回路的第一端连接,输入电压电路的第二端与去磁电路的第二端连接;输入电压电路的第一端与变压器电路的第一端连接、且输入电路的第二端通过开关电路与变压器电路的第二端连接。二极管D2与复位线圈NR串联。二极管D1的第一端与次级线圈的第一端连接,二极管D3的第一端(正极端)与次级线圈的第二端连接,二极管D3的第二端(负极端)与二极管D1的第二端连接、且与电感器件L的第一端连接。上述变压器电路的第一端与电容电路的第一端连接是指:次级线圈Ns的第一端与二极管D1的第一端连接,该二极管D1的第二端与电感器件L的第一端连接,电感器件L的第二端与电容电路的第三端连接。
电路及器件的作用包括:输入电压电路用于输入高频直流电压。
变压器电路,用于在开关管导通,该电压输入电路与该变压器电路导通、以及变压器的初级线圈连接在高频直流电压上的情况下,将电能转换为磁场能量存储在磁芯中;并在次级线圈上感应出与初级线圈的电压方向(上正下负)相同的第一电压(上正下负),使得二极管D1处于正偏状态导通,二极管D3处于反偏状态不能导通,导通的电流用于给电容充电,其中,在电容充电过程中,电容电路的M个支路中至少两个支路的纹波电流大小相等。
变压器电路,还用于在开关管处于断开状态的情况下,初级线圈和次级线圈的电流为0,变压器通过复位线圈NR进行磁复位。流过电感器件的电流通过续流二极管D3续流,由于此时二极管D3处于正偏状态导通,从而二极管D3可以对电感器件的电流发挥续流作用,续流电流可以继续流过电容支路给电容充电。
可理解的,不同的电源电路之间的工作原理存在差异,但是不同的电源电路中电容电路的结构大体相同(例如电容电路均包括多个电容支路,两个相邻的电容支路的第四端通过包含寄生电阻的线路连接)。本方案主要改进点在于电容充电过程中,通过电容电路中的M个支路中至少两个支路的纹波电流相等,关于如何确定对应的电容支路的ESR以使得通过电容电路中的M个支路中至少两个支路的纹波电流相等,或者,关于如何确定对应的电容支路中串联的低阻值的电阻的阻值以使得通过电容电路中的M个支路中至少两个支路的纹波电流相等,主要根据并联电路电压相等的原理确定,而与电源电路是何种类型的电源电路无关。基于此,可选的,本申请提供的电源电路还可以应用于除了反激式电源电路和正激式电源电路之外的其他开关电源电路,例如还可以应用于半桥开关电源电路、全桥开关电源电路、或高压高功率的电力电路等,本文对此不做限定。
以下结合图4至图6的相关描述,说明如何基于电容的ESR以及电路间的寄生电阻设计电容电路的具体结构,以使得电容电路在充电过程中,通过电容电路中的M个支路中至少两个支路的纹波电流相等。可选的,关于具体如何基于电容的ESR以及电路间的寄生电阻设计电容电路的具体结构,可以有以下两种设计思想:
【设计1】
在设计电源电路中每一条支路的电容器件时,采用电容支路中的电容的ESR的阻值随着距离变压器越远则ESR依次减小的方式,使得M个支路中至少两个支路的纹波电流大小相等。
基于M的具体取值,设计1可以有以下几种实现方式(方式1-方式3):
方式1:示例性的,如图7所示,若M取值为2,电容电路包括C1电容对应的支路(第一支路)和C2电容对应的支路(第二支路),第一支路中仅包括C1电容,第二支路中仅包括C2电容,寄生电阻包括电阻R1,R1的两端分别用于连接该第一支路和该第二支路的第四端(也可以理解为第二支路与R1串联且与第一支路并联)。在C1电容对应的ESR1与第一ESR相等(该第一ESR为C2电容对应的ESR2与寄生电阻R1的和)的情况下,流过第一支路的纹波电流与流过第二支路的纹波电流一致。
方式2:示例性的,如图8所示,若M取值为3,电容电路包括C1电容对应的支路(第一支路)、C2电容对应的支路(第二支路)、以及C3电容对应的支路(第三支路),且第一支路中仅包括C1电容,第二支路中仅包括C2电容,第三支路中仅包括C3电容,寄生电阻包括电阻R1和电阻R2,R1的两端分别用于连接该第一支路和该第二支路的第四端(也可以理解为第二支路与R1串联且与第一支路并联),R2的两端分别用于连接该第二支路和该第三支路的第四端(也可以理解为第三支路与R2串联且与第二支路并联)。在C1电容对应的ESR1与第二ESR相等(该第二ESR为:C3电容对应的ESR3、R1的两倍、以及R2的和),C2电容对应的ESR1与第三ESR相等(该第三ESR为:ESR3与R2的和)的情况下,在电容电路充电过程中,流过第一支路的纹波电流、流过第二支路的纹波电流、以及流过第三支路的纹波电流大小一致。
具体的,上述第二ESR基于第一支路的电压等于R1产生的压降(R1的电压)、R2产生的压降(R2的电压)、以及ESR3产生的压降(或者也可以理解为ESR3的电压)的和确定;第三ESR基于第二支路的电压等于R2的电压以及ESR3的电压的和确定。例如,假设三条支路的电流为I,则如下公式1和公式2所示,第二ESR取值为ESR3的电压、R1的电压、以及R2的电压的和与I的比值,该第三ESR为ESR3的电压与R2的电压的和与I的比值。其中,该ESR3的电压为I与ESR3的乘积,该R1的电压为I的两倍与该R1的乘积,该R2的电压为I与该R2的乘积。
公式1:
第二ESR=(I*2*R1 + I*R2 + I*ESR3)/ I = 2R1 + R2 + ESR3
公式2:
第三ESR=(I*R2+ I*ESR3)/ I = R2 + ESR3
方式3:示例性的,如图9所示,若M取值为4,电容电路包括第一支路、第二支路、第三支路、以及第四支路,且第一支路中仅包括C1电容,第二支路中仅包括C2电容,第三支路中仅包括C3电容,第四支路仅包括C4电容,寄生电阻包括电阻R1、电阻R2以及电阻R3,R1的两端分别用于连接该第一支路和该第二支路的第四端(也可以理解为第二支路与R1串联且与第一支路并联),R2的两端分别用于连接该第二支路和该第三支路的第四端(也可以理解为第三支路与R2串联且与第二支路并联),R3的两端分别用于连接该第三支路和该第四支路的第四端(也可以理解为第四支路与R2串联且与第三支路并联)。在C1电容对应的ESR1与第四ESR相等(该第四ESR为:C4电容对应的ESR4、R1的三倍、R2的两倍、以及R1的和),C2电容对应的ESR1与第五ESR相等(该第五ESR为:ESR4、R2的两倍、以及R3的和),C3电容对应的ESR3与第六ESR相等(该第六ESR为:ESR4与R3的和)的情况下,在电容电路充电过程中,流过第一支路的纹波电流、流过第二支路的纹波电流、流过第三支路的纹波电流、以及流过第四支路的纹波电流的大小一致。
具体的,上述第四ESR基于第一支路的电压等于R1的电压、R2的电压、R3的电压、以及ESR4的电压的和确定;第五ESR基于第二支路的电压等于R2的电压、R3的电压、以及ESR4的电压的和确定;第六ESR基于第三支路的电压等于R3的电压与ESR4的电压的和。例如,假设四条支路的电流为I,则如下公式3、公式4以及公式5所示,第四ESR为R1的电压、R2的电压、R3的电压、以及ESR4的电压的和与I的比值,该第五ESR为R2的电压、R3的电压、以及ESR4的电压的和与I的比值;第六ESR为R3的电压与ESR4的电压的和与I的比值。其中,该ESR4的电压为I与ESR4的乘积,该R1的电压为I的三倍与该R1的乘积,该R2的电压为I的两倍与该R2的乘积。
公式3:
第四ESR=(I*3*R1 + I*2*R2 + I*R3+ I*ESR4)/ I = 3R1 + 2R2 + R3+ ESR4
公式4:
第五ESR=(I*2*R2 + I*R3 + I*ESR4)/ I = 2R2+ R3 + ESR4
公式5:
第六ESR=(I*R3+ I*ESR4)/ I = R3 + ESR4
可理解的,上述M的取值还可以为其他合适的取值,例如M取值为5、6或7等,对应的在设计电源电路中每一条支路的电容器件时,采用电容支路中的电容的ESR的阻值随着距离变压器越远则ESR依次减小的方式,使得M个支路中至少两个支路的纹波电流大小相等的设计思路和实现方式可以参照前文M取值为2、M取值为3、以及M取值为4中的相关设计思路和实现方式,本文在此不再赘述。
在本文的一些描述中,可以用R1指代第一寄生电阻和/或该第一寄生电阻的阻值,用R2指代第二寄生电阻和/或该第二寄生电阻的阻值,用R3指代第三寄生电阻和/或该第三寄生电阻的阻值,用R4指代第四寄生电阻和/或该第四寄生电阻的阻值。可以用ESR1指代第一等效串联电阻和/或该第一等效串联电阻的阻值、用ESR2指代第二等效串联电阻和/或该第二等效串联电阻的阻值,用ESR3指代第三等效串联电阻和/或该第三等效串联电阻的阻值,用ESR4指代第四等效串联电阻和/或该第四等效串联电阻的阻值,具体用于指代电阻本身还是电阻的阻值根据语境确定。
【设计2】
在至少一个电容支路中串联一个低阻值的电阻,用于均衡通过电容支路中的纹波电流,使得距离变压器次级线圈最近的电容支路的纹波电流与其他电容支路中的至少一条支路的纹波电流相等。示例性的,该低阻值的电阻可以为毫欧级别的电阻,例如低阻值的电阻是指小于或等于50毫欧的电阻,关于该50毫欧的阻值仅为示例,还可以是其他合适的阻值,本文对此不做限定(本文其他地方关于低阻值的电阻的涵义均与此相同)。
以下详细说明该设计2的一些可能的实现方式(方式4-方式6)。
方式4:在一种可能的实现方式中,所述M-1个寄生电阻包括第一寄生电阻,所述M个支路包括相邻的第一支路和第二支路,所述第一支路包含第一电容和第一电阻,所述第二支路包含第二电容,所述第一电容的等效串联电阻记为第一等效串联电阻(ESR1),所述第二电容的等效串联电阻记为第二等效串联电阻(ESR2);所述第一寄生电阻的两端分别连接所述第一支路的第四端和所述第二支路的第四端,所述第一电容与所述第一电阻串联;在所述变压器电路与所述电容电路导通的情况下,所述变压器电路具体用于给所述第一电容和所述第二电容充电,在充电的过程中,流过所述第一电容的充电纹波电流与流过所述第二电容的纹波电流相等。
示例性的,在一种可能的实现方式中,上述M个支路仅包括上述第一支路和第二支路、M-1个寄生电阻仅包括上述第一寄生电阻的情况下,如图10所示,上述第一电阻取值为:第一寄生电阻与第二等效串联电阻的和与第一等效串联电阻的差值。
方式5:示例性的,在另外一种可能的实现方式中,上述M个支路不仅包括上述第一支路和第二支路,还包括第三支路,所述M-1个寄生电阻还包括第二寄生电阻,所述第二支路还包含第二电阻,所述第三支路包含第三电容,所述第三电容的等效串联电阻记为第三等效串联电阻(ESR3);所述第二寄生电阻的两端分别连接所述第二支路的第四端和所述第三支路的第四端,所述第二电容与所述第二电阻串联;在所述变压器电路与所述电容电路导通的情况下,所述变压器电路还用于给所述第三电容充电。
例如,可以基于测试法得到使得第一支路的纹波电流和第二支路的纹波电流相等的上述第一电阻和第二电阻的阻值。例如,第一电阻和第二电阻可以为阻值较小(例如毫安级别)的滑动变阻器,并在第一支路和第二支路中分别安装电流表。基于支路的电流越大,则滑动变阻器中的阻值越大的原理测出使得第一支路和第二支路的电流相等的上述第一电阻和第二电阻,并将阻值稳定在该第一电阻和第二电阻。
在一种可能的实现方式中,在充电的过程中,流过所述第一电容的纹波电流、流过所述第二电容的纹波电流、以及流过所述第三电容的纹波电流相等。
例如,可以基于测试法得到使得第一支路的纹波电流、第二支路的纹波电流、以及第三支路的纹波电流相等的上述第一电阻和第二电阻的阻值。
可选的,在一种可能的实现方式中,如图11所示,当上述M个支路仅包括上述第一支路、第二支路以及第三支路,M-1个寄生电阻仅包括上述第一寄生电阻和上述第二寄生电阻的情况下,所述第一电阻的阻值等于所述第一寄生电阻的两倍、所述第二寄生电阻、以及所述第三等效串联电阻的和与所述第一等效串联电阻的差值,所述第二电阻的阻值等于所述第二寄生电阻与所述第三等效串联电阻的和与所述第二等效串联电阻的差值,可以使得第一支路、第二支路以及第三支路的纹波电流均相等。
例如,第一电阻的阻值可以基于第一支路的电压等于R1的电压、R2的电压、以及ESR3的电压之和确定,第二电阻的阻值可以基于第二支路的电压等于R2的电压与ESR3的电压之和确定。如下公式6、公式7所示,假设流过第一支路、第二支路以及第三支路的电流均为I,则第一电阻等于第一支路的电压与I的比值与第一等效串联电阻的差值,第二电阻等于第二支路的电压与I的比值与第二等效串联电阻的差值;其中,第一支路的电压等于R1的电压、R2的电压、以及ESR3的电压之和,第二支路的电压等于R2的电压与ESR3的电压的和,R1的电压等于I的两倍与该R1的乘积,R2的电压等于I与该R2的乘积,ESR3的电压等于I与该ESR3的乘积。
公式6:
第一电阻=(I*2*R1+ I*R2+ I*ESR3)/ I - ESR1= 2R1+ R2+ ESR3 - ESR1
公式7:
第二电阻=(I*R2 + I*ESR3)/ I - ESR2= R2 + ESR3- ESR2
方式6:示例性的,在一种可能的实现方式中,上述M个支路不仅包括上述第一支路、第二支路、以及第三支路,还包括第四支路。也即,所述M-1个寄生电阻还包括第三寄生电阻,所述第三支路还包含第三电阻,所述M个支路还包括第四支路,所述第四支路包含第四电容,所述第四电容的等效串联电阻为记为第四等效串联电阻(ESR4);所述第三寄生电阻的两端分别连接所述第三支路的第四端和所述第四支路的第四端,所述第三电容与所述第三电阻串联;在所述变压器电路与所述电容电路导通的情况下,所述变压器电路还用于给所述第四电容充电。
可选的,在一种可能的实现方式中,在充电的过程中,流过所述第一电容的纹波电流与流过所述第二电容的纹波电流相等,以及,流过所述第三电容的纹波电流与流过所述第四电容的纹波电流相等。
例如,如图12所示,M个支路仅包括上述第一支路、第二支路、第三支路、以及第四支路,M-1个寄生电阻仅包括第一寄生电阻、第二寄生电阻以及第三寄生电阻的情况下,第一电阻的阻值为第一比值与预设电流的比值、第二电阻的阻值为第二比值与预设电流的比值、以及第三电阻的阻值第四等效串联电阻与第三寄生电阻的和与第三等效串联电阻的差值,可以使得流过第一电容的纹波电流与流过述第二电容的纹波电流相等,以及,流过第三电容的纹波电流与流过第四电容的纹波电流相等。
其中,第一比值为第一压降、第二压降、第三压降、以及第四等效串联电阻的电压的和与所述预设电流的比值,第二比值为第二压降、第三压降、以及第四等效串联电阻的电压的和与所述预设电流的比值,第一压降等于电容电路的总电流与与预设电流的差值与第一寄生电阻的乘积,第二压降等于总电流与预设电流的两倍的差值与第二寄生电阻的乘积,第三压降等于剩余平均电流与第三寄生电阻的乘积,预设电流是指预设的流过第一支路和第二支路的纹波电流大小,剩余平均电路是指流过第三支路和第三支路的纹波电流大小,该预设电流与流过电容电路的总电流的四分之一相关,剩余平均电流为总电流与预设电流的两倍的差值。
示例性的,上述预设电流与上述总电流的M分之一的差值的绝对值小于或等于第一误差值。例如,该第一误差值小于或等于该总电流的M分之一的十分之一。例如,总电流为100毫安(mA),M为4,则该第一误差值小于2.5mA(25mA的十分之一为2.5mA)。
可理解的,变压器电路给电容充电时所产生的纹波电流属于线性直流电,也就是说,流过电容电路的上述总电流的方向不变、大小是线性变化的。则可选的,在一种可能的实现方式中,计算上述第一电阻、第二电阻、以及第三电阻的阻值所采用的总电流可以是历史线性变化的纹波电流中的最大值;可理解的,由于,总电流大小发生变化时,支路中的纹波电流和纹波电压也同时发生变化,从而基于支路线路电阻不变,支路中的纹波电流和纹波电压成正比变化,则基于历史线性变化的纹波电流中的最大值作为上述总电流的取值确定上述第一电阻和第二电阻的阻值后,在充电过程中,上述第一支路、第二支路以及第三支路的电流也近乎相等。可选的,在另外一种可能的实现方式中,上述电源电路中还可以包括计算模块和控制模块,上述第一电阻和第二电阻均为阻值可调的变阻器(例如分别为第一变阻器和第二变阻器),该计算模块用于基于线性变化的总电流和上述预设电流计算第一电阻和第二电阻的阻值,并将计算结构反馈给控制模块,该控制模块用于基于该计算模块反馈的阻值调整对应的第一变阻器和/或第二变阻器的阻值,以使得在充电的过程中流过第一电容的纹波电流与流过述第二电容的纹波电流相等,以及,流过第三电容的纹波电流与流过第四电容的纹波电流相等。
可选的,在一种可能的实现方式中,在充电的过程中,流过所述第一电容的纹波电流、流过所述第二电容的纹波电流、流过所述第三电容的纹波电流、以及流过所述第四电容的纹波电流均相等。
示例性的,复用图12,M个支路仅包括上述第一支路、第二支路、第三支路、以及第四支路,M-1个寄生电阻仅包括第一寄生电阻、第二寄生电阻以及第三寄生电阻的情况下,所述第一电阻等于所述第一寄生电阻的三倍、所述第二寄生电阻的两倍、所述第三寄生电阻、以及所述第四等效串联电阻的和与所述第一等效串联电阻的差值,所述第二电阻等于所述第二寄生电阻的两倍、所述第三寄生电阻、以及所述第四等效串联电阻的和与所述第二等效串联电阻的差值,所述第三电阻等于所述第三寄生电阻与所述第四等效串联电阻的和与所述第三等效串联电阻的差值,可以使得流过第一电容的纹波电流、流过述第二电容的纹波电流相等、流过第三电容的纹波电流、以及流过第四电容的纹波电流均相等。
例如,第一电阻的阻值可以基于第一支路的电压等于R1的电压、R2的电压、R3的电压、以及ESR4的电压之和确定,第二电阻的阻值可以基于第二支路的电压等于R2的电压、R3的电压、以及ESR4的电压之和确定,第三电阻的阻值可以基于第三支路的电压等于R3的电压与ESR4的电压之和确定。如下公式8、公式9、以及公式10所示,假设流过第一支路、第二支路、第三支路、以及第四支路的电流均为I,则第一电阻等于第一支路的电压与I的比值与第一等效串联电阻的差值,第二电阻等于第二支路的电压与I的比值与第二等效串联电阻的差值,第三电阻等于第三支路的电压与I的比值与第二等效串联电阻的差值。其中,第一支路的电压等于R1的电压、R2的电压、R3的电压、以及ESR4的电压之和,第二支路的电压等于R2的电压、R3的电压、以及ESR4的电压之和,第三支路的电压等于R3的电压与ESR4的电压的和;R1的电压等于I的三倍与该R1的乘积,R2的电压等于I的两倍与该R2的乘积,R3的电压等于I与该R3的乘积,ESR4的电压等于I与该ESR3的乘积。
公式8:
第一电阻=(I*3*R1 + I*2*R2+ I*R3 + I*ESR4)/ I - ESR1= 3R1+ 2R2+ R3+ESR4- ESR1
公式9:
第二电阻=(I*2*R2+ I*R3+ I*ESR4)/ I - ESR2= 2R2+ R3 + ESR4- ESR2
公式10:
第三电阻=(I*R3 + I*ESR4)/ I - ESR3= R3 + ESR4 - ESR3
示例性的,假设电源电路为反激电源电路,第一电容、第二电容、第三电容、以及第四电容为规格相同的电容,也即ESR1=ESR2=ESR3=ESR4,且第一电阻的阻值等于(3R1+2R2+R3)、第二电阻的阻值等于(2R2+R3)、以及第三电阻的阻值等于R3的情况下,对应的第一支路、第二支路、第三支路、以及第四支路的纹波电流的仿真结果如图13所示。
纵坐标表示电流大小,横坐标表示时间。电流随时间存在上升后下降的A线表征次级线圈第一端的总电流的电流大小。其中,第一支路、第二支路、第三支路、以及第四支路的电流大小相等、其重合曲线采用B线示出的电流大小。在同一时间,A线中对应端点的取值等于B线中对应端点的取值的四倍。
理论上,变压器电路中的次级线圈感应出上正下负的电流后(也即开关电路导通),总电流的取值会瞬间增大到最大值,但由于次级线圈存在一定的漏电感,则在第一阶段,总电流从0开始上升;第一阶段结束后,次级线圈的漏电感填满,进入第二阶段,导通的电流进电容支路给电容器件充电,电流缓慢减小。当次级线圈再次感应出上负下正的电流后(也即开关电路断开),第二阶段结束,进入第三阶段,电容电路的电流减小为0。基于开关电路的导通与断开频率,变压器电路和电容支路的电流以第一阶段、第二阶段以及第三阶段为一个周期变化。
可理解的,上述M的取值还可以为其他合适的取值,例如M取值为5、6或7等,对应的在至少一个电容支路中串联一个低阻值的电阻,用于均衡通过电容支路中的纹波电流,使得距离变压器次级线圈最近的电容支路的纹波电流与其他电容支路中的至少一条支路的纹波电流相等的设计思路和实现方式可以参照前文M取值为2、M取值为3、以及M取值为4中的相关设计思路和实现方式,本文在此不再赘述。
需要说明的是,上述设计1和设计2所描述的思想对应的电容电路中器件的结构图,均适用于图5和图6中介绍本申请提供的电源电路在开关电源电路的应用,只不过对于设计2,在图5和图6的电容电路中未画出电容支路中增加的低阻值电阻的器件示意图。
在本文的一些表述中,用第一电阻指代该第一电阻和/或该第一电阻的阻值,用第二电阻指代该第二电阻和/或该第二电阻的阻值,用第二电阻指代该第三电阻和/或该第三电阻的阻值,具体用于指代电阻本身还是电阻的阻值根据语境确定。
可理解的,基于具体需求,上述设计1和设计2的思想也可以在同一个电源电路图中结合使用,示例性的,如图11所示的电路图中,若ESR1小于R1的两倍与R2以及ESR3的和,且ESR2等于R2与ESR3的和,则可以在第一支路串联上述第一电阻(第一电阻的阻值为R1的两倍与R2以及ESR3的和与ESR1的差值),在第二支路不用再串联上述第二电阻。
原理分析:
以下单独说明,基于何种原理,认为电容支路中的电容的ESR的阻值随着距离变压器越远ESR依次减小的设计思想,可以使得在电容充电过程中,M个支路中至少两个支路的纹波电流大小相等,以及,在至少一个电容支路中串联一个低阻值的电阻用于均衡通过电容支路中的纹波电流的设计思路,可以使得在电容充电过程中,M个支路中至少两个支路的纹波电流大小相等。
示例性的,假设电容电路中每一条支路中的电容器件属于规格相同的电容器件,也即每一条支路中的等效串联电阻大小相等(例如均为E),以及,假设每条支路的电流相等且均为I,每两个相邻的电容支路之间仅包含一个寄生电阻,则每两条(相邻或不相邻的)电容支路的第四端之间连接有K个寄生电阻,该K为大于或等于1的正整数。
将距离变压器电路最远的一个电容支路记为支路B1,除了支路B1之外的其他任意一个电容支路记为支路A,支路A与支路B1的电路关系为:B2支路与支路A并联,支路B2为支路B1与K个寄生电阻串联组成的支路。流过K个寄生电阻中每个寄生电阻的纹波电流中,距离变压器电路最近的寄生电阻的电流为(N-1)*I,其他寄生电阻的纹波电流则为根据与变压器电路的距离越远,以(N-1)*I为底数并依次以I为递减量递减。
根据并联电路的电压相等的原理,可以得到支路A的电压与支路B2的电压必然相等,又由于支路A中电容所需占用的电压、与支路B2中电容所需占用的电压相等(均为等效串联电阻E与纹波电流I的乘积),则支路A中需要有另外一个目标电阻,该目标电阻所需占用的电压与该支路B2中K个寄生电阻所需占用的电压相等。又由于寄生电阻的纹波电流为I的倍数,且根据与支路A的距离越远,以(N-1)*I为底数依次以I为递减量递减,则每个电容支路中该目标电阻的阻值也依次减小。
基于此,由于距离变压器越远的电容支路X,与该支路X存在并联关系的寄生电阻的个数减少,则对应的目标电阻的阻值减小。也就是说,要使得电容支路的纹波电流相等,在电容支路的电容规格一致的情况下,需要在距离变压器越近的电容支路中串联越大的电阻,在距离变压器越远的电容支路中串联越小的电阻。
示例性的,复用图12,若ER1=SER2=ESR3=ESR4,基于公式8,第一电阻(第一支路对应的目标电阻)的阻值为R1的三倍、R2的两倍以及R3的和;基于公式9,第二电阻(第二支路对应的目标电阻)的阻值为R2的两倍与R3的和;基于公式10,第二电阻(第三支路对应的目标电阻)的阻值等于R3。
可理解的,以上以每个电容支路中电容的规格相同为例说明的,但基于需求,电容的规格不一致的情况下,也可以通过在电容支路中串联低阻值的电阻的方式使得M各支路中至少两个支路的纹波电流相等。
示例性的,若M取值为4,电流需求为第二支路和第三支路的纹波电流相等且均为2I,第一支路与第四支路的纹波电流相等且均为I。若第三支路的ESR3的两倍小于第四支路的ESR4与第三寄生电阻(R3)的和,则可以在第四支路中串联对应的电阻A,该电阻A的阻值为(2*ESR3-ESR4-R3)。基于具体电路结构和需求而定。
由此,在至少一个电容支路中串联一个低阻值的电阻用于均衡通过电容支路中的纹波电流的设计思路,可以使得在电容充电过程中,M个支路中至少两个支路的纹波电流大小相等。
同理,将电容支路中所需串联的低阻值的电阻理解为相当于电容的ESR,则认为电容支路中的电容的ESR的阻值随着距离变压器越远ESR依次减小的设计思路,可以使得在电容充电过程中,M个支路中至少两个支路的纹波电流大小相等。
基于前述关于图4的电源电路、以及图7至图12的电源电路中关于设计1和设计2的相关说明,本申请还可以有以下实现方式。
在一种可能的实现方式中,所述M个支路中包括M1个第一目标支路和M2个第二目标支路,所述第一目标支路中还包括目标电阻,M1+M2=M,M1和M2均为整数。
在本申请实施例中,在M1+M2=M、且M大于或等于2的前提下,M1的取值可以大于或等于0且小于或等于M,M2的取值可以大于或等于0且小于或等于M。
以下基于具体需求举例说明M2取值的几种可能方式(也可以理解为基于具体需求举例说明每一个电容支路应该设计为第一目标支路还是第二目标支路)。
可选的,在所述M个支路中每个支路的电容的等效串联电阻相等(也即电容的规格相同)、且电路需求为流过所述M个支路中每个支路的充电电流均相等的情况下,所述M2取值为1,且所述第二目标支路为所述M个支路中距离所述变压器电路最远的一个支路。
可理解的,若M个支路的电容的规格相同(也即电容的等效串联电阻相等)、且电路需求为每个支路的充电电流相等,则参照前文的原理分析可得,支路A支路B2与并联,且支路B2的总电阻必然大于支路A中电容的ESR(A)(支路B2为支路B与K个寄生电阻串联的电路,支路A为M个支路中除了支路B之外的任意一个支路,支路B为距离变压器电路最远的一个支路),则不需要在支路B中增加电阻,只需要在支路A中增加相应的电阻即可。
可选的,若M个支路中每个支路的电容的等效串联电阻不尽相同,且电路需求为M个支路中每个支路的充电电流均相等的情况下,M2的取值可以基于支路A中电容的等效串联电阻的阻值、支路B中电容的等效串联电阻的阻值、以及该支路A与支路B之间的K个寄生电阻的阻值确定。
示例性的,如图8所示,电容支路由左至右分别为第一支路、第二支路以及第三支路,假设需求为在充电过程中流过第一支路、第二支路以及第三支路的纹波电流相等,其支路中的器件及连接关系可以参照前文相关说明。其中,第三支路即为上述支路B,支路A可以为第一支路或第二支路。若第一支路(支路A)的ESR1等于第二ESR(第二ESR的阻值等于R1的两倍、R2、以及ESR3的和),则第一支路不需要串联其他电阻;同理,若第二支路(支路A)的ESR2等于第三ESR(第三ESR的阻值为R2与ESR3的和),则该第二支路不需要串联其他电阻,也即该第二支路属于第二目标支路,基于此,得到M2等于3。或者,在另外一种可能的实现方式中,如图11所示,若ESR1小于第二ESR,则需要在第一支路串联第一电阻(该第一电阻的阻值为第二ESR与第一等效串联电阻的差值)。若ESR2小于第三ESR,则需要在第二支路串联第二电阻(该第二电阻的阻值为第三ESR与第二等效串联电阻的差值),基于此,得到M2等于1。
可选的,若M个支路中每个支路的电容的等效串联电阻不尽相同,且电路需求不为M个支路中每个支路的充电电流均相等的情况下,还可以基于各支路的电流取值、所需充电电流相等的两个支路之间连接的一个或多个寄生电阻在使用过程中产生的压降、以及每个支路的电容的等效串联电阻的具体取值,确定M2的取值。
示例性的,如图11所示的电源电路图,还可以拓展为如图14所示的电路图,其中电容支路由左至右分别为第一支路、第二支路以及第三支路,假设流过电容电路的总电流为3I,需求为:流过第一支路和流过第二支路的纹波电流相等且均为I的1.1倍,第三支路的电流取值为0.8I。基于需求与电路结构可得,流过第一寄生电阻R1的电流为1.9I,流过第二寄生电阻R2的电流为0.8I。若ESR2等于比值A1(比值A1为ESR3与R2的和与0.8的乘积与1.1的比值),且ESR1等于比值B(比值B为R1的1.9倍、ESR2的1.1倍的和与1.1的比值),则第一支路和第二支路均不需要串联电阻,也即M2的取值为3。在另外一种可能的实现方式中,若ESR1大于比值B,则可以在第二支路串联第二电阻(该第二电阻的阻值为比值A2减去ESR1后得到的差值,比值A2为R1的1.9倍与ESR2的1.1倍的和与1.1的比值);若在第二支路串联第二电阻的设计,会使得ESR2与该第二电阻的和等于上述比值A,则第三支路不需要串联电阻,也即M2的取值为2(其中第一支路属于第二目标支路)。若在第二支路串联第二电阻的设计,会使得ESR2与该第二电阻的和大于上述比值A,则需要在第三支路再串联第三电阻(该第三电阻的阻值为ESR2与第二电阻的和与1.1的乘积与0.8的比值与ESR3的差值)。若在第二支路串联第二电阻的设计,会使得ESR2与该第二电阻的和小于上述比值A,则需要放弃在第二支路串联第二电阻(该第二电阻为比值A2减去ESR1后得到的差值)的设计,而是在三个支路中均串联对应的电阻,以使得第一支路与第二支路的电流相等,关于在三个支路中分别串联的电阻可以基于电路原理确定,也可以基于测试原理确定,本文对此不做限定。
可理解的,电阻一般不会与电容器件并联。示例性的,一般认为电容的等效串联电阻较小、电阻阻值较大,则若电容器件与电阻并联,该电阻对应的电路可能会被视为断路。或者,在一些特殊的情况下,电阻的阻值很小,小于电容的等效串联电阻的阻值,若电容器件与电阻并联,则电容器件会被短路。但不表示电容器件一定不能与电阻器件并联,在电容器件的等效串联电阻与电阻的阻值相差很小、电容器件与电阻并联可以确保两者均正常工作时,电容器件可以与电阻并联。也就是说,基于具体场景以及具体需求,本申请中第一目标支路中的电阻与电容器件的电路关系一般为串联关系,但基于具体需求、并在确保电路中每个器件正常工作的情况下,电阻与电容器件的电路关系也可以设计为串联关系,本文对此不做限定。
在一种可能的实现方式中,所述M取值为2,所述M2取值为0。示例性的,可以参照前文关于图7的相关说明,在此不再详述。
在一种可能的实现方式中,所述M取值为2,所述M2取值为1。示例性的,可以参照前文关于图10的相关说明,在此不再详述。
在一种可能的实现方式中,所述M取值为3,所述M2取值为0,流过所述M个支路中每个支路的充电电流相等。示例性的,可以参照前文关于图8的相关说明,在此不再详述。
在一种可能的实现方式中,所述M取值为3,所述M2取值为1,流过所述M个支路中每个支路的充电电流相等。示例性的,可以参照前文关于图11的相关说明,在此不再详述。
在一种可能的实现方式中,所述M取值为3,所述M2取值为2,流过所述M个支路中每个支路的充电电流相等。
示例性的,复用图11所示的电路图,M2取值为2可以有以下几种情况:
情况1:若ESR1小于R1的两倍与R2以及ESR3的和,且ESR2等于R2与ESR3的和,则在第一支路串联上述第一电阻(第一电阻的阻值为R1的两倍与R2以及ESR3的和与ESR1的差值),在第二支路不用再串联上述第二电阻。
情况2:若ESR1等于R1的两倍与R2以及ESR3的和,且ESR2小于R2与ESR3的和,则在第二支路串联上述第二电阻(第二电阻的阻值为R2与ESR3的和与ESR2的差值),第一支路中不用再串联第一电阻,也即M2取值为2。
可理解的,M2取值为2除了上述情况1和情况2之外,还可以是其他情况,本文对此不做限定。例如,基于具体需求和电路结构,第二支路可以不串联第二电阻,而是在第一支路串联第一电阻以及第三支路串联第三电阻。
在一种可能的实现方式中,所述M取值为4,所述M2=0,流过每个所述第二目标支路的充电电流均相等。示例性的,可以参照前文关于图9的相关说明,在此不再详述。
在一种可能的实现方式中,所述M取值为4,所述M2大于或等于1,流过每个所述第一目标支路的充电电流均相等,流过每个所述第二目标支路的充电电流均相等。
示例性的,所述M取值为4,所述M2取值为2,流过每个所述第一目标支路的充电电流均相等,流过每个所述第二目标支路的充电电流均相等。例如,可以参照前文设计2的方式6中,关于‘在充电的过程中,流过所述第一电容的纹波电流与流过所述第二电容的纹波电流相等,以及,流过所述第三电容的纹波电流与流过所述第四电容的纹波电流相等’的相关说明,在此不再详述。
示例性的,M取值为4,所述M2取值为1,在所述充电过程中,流过所述M个支路中每个支路的充电电流相等。例如,所述M个支路中每个支路的电容的等效串联电阻相等,所述M1个第一目标支路分别为第一支路、第二支路、以及第三支路,所述M2个第二目标支路为第四支路,所述第四支路为所述M个支路中距离所述变压器电路最远的一个支路,所述M-1个寄生电阻包括第一寄生电阻、第二寄生电阻、以及第三寄生电阻,所述M个支路的每个支路中的电容与电阻串联,所述第一寄生电阻用于连接所述第一支路和所述第二支路,所述第二寄生电阻用于连接所述第二支路和所述第三支路;所述第三寄生电阻用于连接所述第三支路和所述第四支路;所述第一电阻等于所述第一寄生电阻的三倍、所述第二寄生电阻的两倍、所述第三寄生电阻、以及所述第四电容的等效串联电阻的和与所述第一电容的等效串联电阻的差值,所述第二电阻等于所述第二寄生电阻的两倍、所述第三寄生电阻、以及所述第四电容的等效串联电阻的和与所述第二电容的等效串联电阻的差值,所述第三电阻等于所述第三寄生电阻与所述第四电容的等效串联电阻的和与所述第三电容的等效串联电阻的差值。具体的,可以参照前文关于图12相关的说明,在此不再详述。
在本申请实施例中,第一电阻是指与第一电阻的阻值一致的电阻,该第一电阻可以是一个电阻,也可以是多个电阻的组合,本文对此不做限定。第二电阻、第三电阻以及第四电阻亦如此。
以下结合图15以电源产品为电子设备的适配器为例,说明本申请提供的电源产品的结构图。
如图15所示,该电源产品的结构图包括插头、电压输入电路、开关电路、变压器电路、整流滤波电路、负载电路、原边控制芯片、以及副边控制芯片。
整流滤波电路在本文其他实施例也称为电容电路或电容滤波电路。
其中,插头部件与电压输入电路连接,电压输入电路通过开关电路与变压器电路连接,变压器电路与整流滤波电路连接,电压输入电路还与原边控制芯片连接,开关电路与原边控制芯片连接,整流滤波电路还与副边控制芯片连接。可理解的,本文所描述的元器件间的连接,基于具体场景,可以是元器件间直接连接,也可以是元器件间通过其他元器件或其他电路进行连接,基于具体需求而定,电路间的连接亦同理。
示例性的,图15所示的电源产品中的电源电路可以属于开关电源电路,其开关电源电路可以为反激、正激、全桥、半桥、或LLC等,本文对此不做限定。
基于电源电路的具体类型,如图15所示的电源产品还可以包含其他电路结构,例如若电源电路为正激式开关电源电路,则还可以包括去磁回路等。
关于电压输入电路、变压器电路、整流滤波电路、以及负载电路中内部电路的具体结构和功能可以参照前文相关说明,例如图4至图12中的相关描述,在此不再详述。
插头部件可以包括零线和火线,用于接收输入电压,并将输入电压传导至电压输入电路。
电压输入电路,用于向变压器电路输入电流方向不变、电流大小变化的高频直流电压。可理解的,若插头部件中输入的电压属于电流方向变化、大小变化的高频交流电压,则电压输入电路还用于对高频交流电压进行整流,将高频交流电压转换为高频直流电压输入至变压器电路。
变压器电路,用于接收电压输入电路输入的高频直流电压,并基于电磁感应原理,给整流滤波电路中的电容充电。在一种可能的实现方式中,电压输入电路给变压器输入的电压高于负载的供电电压(例如家庭用电场景中),该变压器电路还起到降压作用。
整流滤波电路,用于对感应电流进行整流和滤波,以使得给负载电路中的负载输入稳定的直流电压。
负载电路可以包括通信管脚或通信接口,例如通用串行总线(USB),用于连接负载。
原边控制芯片,用于在检测到电压输入电路接收到输入电压后,通知副边控制芯片通过副边电流信号的采样通道对副边电流信号进行采样,并接收副边控制芯片上报的采样结果,基于该采样结果控制开关电路的导通与断开。
副边控制芯片,用于在接收到原边控制芯片的通知信号后,通过副边电流信号的采样通道对副边电流信号进行采样,并将采样结果上报给原边控制芯片。
在一种可能的实现方式中,原边控制芯片中还可以包括保护电路,该保护电路用于在原边电路出现过压、过流、或短路等状况时,及时做出对应的电路保护措施。在一种可能的实现方式中,副边控制芯片中也可以包括保护电路,基于具体需求和设计而定,本文对此不做限定。
上述实施例中所用,根据上下文,术语“当…时”可以被解释为意思是“如果…”或“在…后”或“响应于确定…”或“响应于检测到…”。类似地,根据上下文,短语“在确定…时”或“如果检测到(所陈述的条件或事件)”可以被解释为意思是“如果确定…”或“响应于确定…”或“在检测到(所陈述的条件或事件)时”或“响应于检测到(所陈述的条件或事件)”。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘)等。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,该流程可以由计算机程序来指令相关的硬件完成,该程序可存储于计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法实施例的流程。而前述的存储介质包括:ROM或随机存储记忆体RAM、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的介质。
以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电源电路,其特征在于,所述电路包括:
变压器电路、电容电路、以及负载电路;
所述变压器电路的第一端与所述电容电路的第一端连接,所述变压器电路的第二端与所述电容电路的第二端连接;
所述电容电路的第三端与所述负载电路的第一端连接,所述电容电路的第二端与所述负载电路的第二端连接;
所述电容电路包括M个支路和M-1个寄生电阻,所述M个支路中的每个支路包括第四端和第五端,所述寄生电阻的两端分别连接相邻的两个所述支路的第四端,所述第五端用于接地,所述M为大于或等于2的正整数;
所述M个支路中的每一条支路中至少包括一个电容;
在所述变压器电路与所述电容电路导通的情况下,所述变压器电路用于给所述M个支路中的电容充电,在充电过程中,流过所述M个支路中至少两个支路的充电电流相等;
在所述M个支路中的电容存储有电能、且所述负载电路连接有负载的情况下,所述电容电路用于通过所述负载电路给所述负载供电。
2.根据权利要求1所述的电路,其特征在于,
所述M个支路中包括M1个第一目标支路和M2个第二目标支路,所述第一目标支路中还包括目标电阻,M1+M2=M,所述M1和所述M2均为整数。
3.根据权利要求2所述的电路,其特征在于,所述M取值为2,所述M2取值为1。
4.根据权利要求2所述的电路,其特征在于,所述M取值为3,所述M2取值为1,流过所述M个支路中每个支路的充电电流相等。
5.根据权利要求2所述的电路,其特征在于,所述M取值为4,所述M2大于或等于1,流过每个所述第一目标支路的充电电流均相等,流过每个所述第二目标支路的充电电流均相等。
6.根据权利要求5所述的电路,其特征在于,所述M2取值为1,在所述充电过程中,流过所述M个支路中每个支路的充电电流相等。
7.根据权利要求6所述的电路,其特征在于,所述M个支路中每个支路的电容的等效串联电阻相等,所述M1个第一目标支路分别为第一支路、第二支路、以及第三支路,所述M2个第二目标支路为第四支路,所述第四支路为所述M个支路中距离所述变压器电路最远的一个支路,所述M-1个寄生电阻包括第一寄生电阻、第二寄生电阻、以及第三寄生电阻,所述第一支路包含第一电容和第一电阻,所述第二支路包含第二电容和第二电阻,所述第三支路包含第三电容和第三电阻,所述第四支路包含第四电容,
所述M个支路的每个支路中的电容与电阻串联,所述第一寄生电阻用于连接所述第一支路和所述第二支路,所述第二寄生电阻用于连接所述第二支路和所述第三支路;所述第三寄生电阻用于连接所述第三支路和所述第四支路;
所述第一电阻等于所述第一寄生电阻的三倍、所述第二寄生电阻的两倍、所述第三寄生电阻、以及所述第四电容的等效串联电阻的和与所述第一电容的等效串联电阻的差值,所述第二电阻等于所述第二寄生电阻的两倍、所述第三寄生电阻、以及所述第四电容的等效串联电阻的和与所述第二电容的等效串联电阻的差值,所述第三电阻等于所述第三寄生电阻与所述第四电容的等效串联电阻的和与所述第三电容的等效串联电阻的差值。
8.根据权利要求1至7任一项所述的电路,其特征在于,所述电容电路还包括第一二极管,所述变压器电路的第一端与所述电容电路的第一端连接包括:所述变压器电路的第一端与所述第一二极管的正极连接,所述第一二极管的负极与所述电容电路的第三端连接,
在所述变压器电路中感应出使得所述第一二极管处于正偏状态的电流的情况下,所述变压器电路与所述电容电路导通。
9.一种电源芯片,其特征在于,所述电源芯片包括如权利要求1至8任一项所述的电源电路。
10.一种电源产品,其特征在于,所述电源产品包括如权利要求1至8任一项所述的电源电路。
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