CN115242076A - 图腾柱功率因数校正电路的控制系统、方法及电源适配器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种图腾柱功率因数校正电路的控制系统、方法及电源适配器，控制系统包括PFC电路和采样控制电路，PFC电路中包括电感、第一供电驱动电路、并联的第一桥臂和第二桥臂，第一桥臂中点为第一桥臂的第一上桥臂和第一下桥臂的串联连接点；采样控制电路用于基于交流电源两端的电压控制第一下桥臂导通，以使第一供电驱动电路开始充电；采样控制电路还用于在第一供电驱动电路的充电时长达到第一目标时长时，控制第一下桥臂关断，以使第一供电驱动电路完成充电。采用本申请，可在采样控制电路判断交流电源两端的电压的大小满足为PFC电路中的供电驱动电路进行预充电的条件时，对供电驱动电路进行预充电，提高了电能利用率。

Description

图腾柱功率因数校正电路的控制系统、方法及电源适配器

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种图腾柱功率因数校正电路的控制系统、方法及电源适配器。

背景技术

在具有半桥结构的电路处于正常工作状态时，上端开关管(也即，上管)和下端开关管(也即，下管)的连接点，也即桥臂中点的电压会发生变化，导致上管供电的相对地端电压是浮动的。为了保证上管正常工作，可采用自举供电等方式为上管提供工作电压。在自举供电的方式中，自举电路在下管导通时充电，在下管关断时，自举电容为上管供电。通常，在图腾柱功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)电路(也即，PFC电路)启动或重启时，需要自举电容进行预充电。然而在一些情况下，当PFC电路启动或者重启时，无法对自举电容充电(例如，连接负载的输出端有残压，下管的寄生二极管处于反向截止状态)，进而导致上管无法正常工作。

本申请的发明人在研究和实践过程中发现，对于采用自举供电方式的图腾柱PFC电路，在可能无法对自举电容进行充电的情况下，现有技术是在待机状态下使电路的下端晶体管持续工作，此时自举电容的电压可以一直保持在合适的工作范围，在电路重启之前，不需要对自举电容进行预充电。然而，现有技术在待机状态下仍然保持下端晶体管持续工作会带来额外的能量损耗，也增加了器件的损耗，在降低系统的能量利用效率的同时，也降低了电路元件的使用寿命，限制了电路的应用场景。

发明内容

本申请提供了一种图腾柱功率因数校正电路的控制系统、方法及电源适配器，可在采样控制电路判断交流电源两端的电压的大小满足为供电驱动电路进行预充电的条件时，对PFC电路中的供电驱动电路进行预充电，减少为供电驱动电路充电过程中的电能损耗，提高了电能利用率，延长电路元件使用寿命。

第一方面，本申请提供了一种图腾柱功率因数校正电路的控制系统，该控制系统包括功率因数校正(Power Factor Correction，PFC)电路和采样控制电路，该PFC电路中包括电感、第一供电驱动电路、并联的第一桥臂和第二桥臂，其中：

第一桥臂与第二桥臂的第一并联连接点连接负载，第一桥臂和第二桥臂的第二并联连接点接地，第一桥臂的第一桥臂中点通过电感和交流电源的第一连接端连接，交流电源的第二连接端连接第二桥臂的第二桥臂中点，第一桥臂中点为第一桥臂的第一上桥臂和第一下桥臂的串联连接点，采样控制电路的一端连接交流电源，采样控制电路的另一端连接第一下桥臂，第一供电驱动电路的第一连接端连接第一上桥臂，第一供电驱动电路的第二连接端连接第一桥臂中点。这里，第一上桥臂和第一下桥臂可以是诸如半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET)、高电子迁移率场效晶体管(high electron mobility field effect transistor，HEMT)或绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)等具有开关功能的开关元件，可以在接入的电压达到该开关元件的导通电压时导通，也可以在输入端接入的电压小于该开关元件的导通电压时关断。这里，第二桥臂可以是由两个晶体管(例如，二极管)串联组成的半桥电路。

采样控制电路可以用于基于交流电源两端的电压控制第一下桥臂导通，以使第一供电驱动电路开始充电。这里，由于第一下桥臂导通且接地，第一下桥臂与第一供电驱动电路形成通路，可以实现第一供电驱动电路的自举充电。

采样控制电路还可以用于在第一供电驱动电路的充电时长达到第一目标时长时，控制第一下桥臂关断，以使第一供电驱动电路完成充电。这里，第一供电驱动电路的充电时长达到第一目标时长，可认为第一供电驱动电路完成了充电。

在本申请提供的实施方式中，在采样控制电路判断交流电源两端的电压的大小满足为第一供电驱动电路进行预充电的条件时，采样控制电路可以控制第一下桥臂导通。此时，由于第一下桥臂导通且接地，第一下桥臂与第一供电驱动电路形成通路，可以实现第一供电驱动电路的自举充电。在第一供电驱动电路的充电时长达到第一目标时长时，采样控制电路可以控制第一下桥臂关断，并可确定(或者认为)第一供电驱动电路完成充电。采用本申请，可在采样控制电路判断交流电源两端的电压的大小满足为第一供电驱动电路进行预充电的条件时，对PFC电路中的第一供电驱动电路进行预充电，减少为第一供电驱动电路充电过程中的电能损耗，提高了电能利用率，延长电路元件使用寿命。

结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，采样控制电路可以用于在交流电源的第一连接端的电压小于交流电源的第二连接端的电压时，控制第一下桥臂导通以使第一供电驱动电路开始充电。可以理解，当采样控制电路判断交流电源的第一连接端处的电压小于交流电源的第二连接端处的电压时，采样控制电路可以控制第一下桥臂导通。在本申请提供的实施方式中，采样控制电路可以通过比较对交流电源的第一连接端的电压和交流电源的第二连接端的电压的大小，进而简单地判断何时开始导通第一下桥臂以使第一供电驱动电路开始充电，操作简单，适用性强，可进一步提高电能利用率，延长电路元件使用寿命。

结合第一方面第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，采样控制电路还可以用于在交流电源的第一连接端的电压从小于交流电源的第二连接端的电压变为大于或者等于交流电源的第二连接端的电压，且第一供电驱动电路的充电时间小于第一目标时长时，控制第一下桥臂关断，直至交流电源的第一连接端的电压从大于或者等于交流电源的第二连接端的电压变换为小于交流电源的第二连接端的电压时，控制第一下桥臂导通，以使第一供电驱动电路的充电时间达到第一目标时长。这里，当采样电路判断交流电源的第一连接端处的电压小于交流电源的第二连接端处的电压时，采样控制电路可以控制第一下桥臂导通，以使得第一供电驱动电路开始充电。可以理解，从第一供电驱动电路开始充电，直到交流电源的第一连接端处的电压变为大于或等于交流电源的第二连接端处的电压时，第一供电驱动电路的充电时长可能小于第一目标时长。也就是说，第一供电驱动电路并没有完成充电。采样控制电路可以先控制第一下桥臂关断，并等待交流电源的第一连接端的电压从大于或者等于交流电源的第二连接端的电压变换为小于交流电源的第二连接端的电压时(也即，再次满足第一供电驱动电路开始充电的条件时)，控制第一下桥臂导通，以使第一供电驱动电路的充电时间达到第一目标时长。

在本申请提供的实施方式中，采样控制电路可在交流电源两端的电压不满足为第一供电驱动电路充电的条件(也即，交流电源的第一连接端的电压从小于交流电源的第二连接端的电压变为大于或者等于交流电源的第二连接端的电压)，且第一供电驱动电路未完成充电时，控制第一下桥臂关断，等待交流电源两端的电压再次满足为第一供电驱动电路充电的条件(也即，交流电源的第一连接端的电压从大于或者等于交流电源的第二连接端的电压变换为小于交流电源的第二连接端的电压)时，控制第一下桥臂导通，以使第一供电驱动电路的充电时间达到第一目标时长(也即，完成充电)，操作简单，适用性强，可在确保第一供电驱动电路完成充电的基础上，进一步提高电能利用率，延长电路元件使用寿命。

结合第一方面或者第一方面第一种可能的实施方式或者第一方面第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，采样控制电路的另一端还连接第一供电驱动电路；采样控制电路还可以用于在第一供电驱动电路完成充电之后，控制第一供电驱动电路导通第一上桥臂。这里，通过采样控制电路控制第一供电驱动电路导通第一上桥臂，简化了控制系统中的电路设计，操作简单，适用性强。

结合第一方面或者第一方面第一种可能的实施方式至第一方面第三种可能的实施方式中的任一种，在第四种可能的实施方式中，PFC电路中还包括第二供电驱动电路，第二桥臂中包括第二上桥臂和第二下桥臂，第二桥臂中点为第二桥臂的第二上桥臂和第二下桥臂的串联连接点，采样控制电路的另一端连接第二下桥臂，第二供电驱动电路的第一连接端连接第二上桥臂，第二供电驱动电路的第二连接端连接第二桥臂中点。这里，第二上桥臂和第二下桥臂可以是诸如MOSFET、HEMT或IGBT等具有开关功能的开关元件，可以在接入的电压达到该开关元件的导通电压时导通，也可以在输入端接入的电压小于该开关元件的导通电压时关断。

采样控制电路还可以用于基于交流电源两端的电压控制第二下桥臂导通，以使第二供电驱动电路开始充电。这里，由于第二下桥臂导通且接地，第二下桥臂与第二供电驱动电路形成通路，可以实现第二供电驱动电路的自举充电。

采样控制电路还可以用于在第二供电驱动电路的充电时长达到第二目标时长时，控制第二下桥臂关断，以使第二供电驱动电路完成充电。这里，第二供电驱动电路的充电时长达到第二目标时长，可认为第二供电驱动电路完成了充电。

在本申请提供的实施方式中，在采样控制电路判断交流电源两端的电压的大小满足为第二供电驱动电路进行预充电的条件时，采样控制电路可以控制第二下桥臂导通。此时，由于第二下桥臂导通且接地，第二下桥臂与第二供电驱动电路形成通路，可以实现第二供电驱动电路的自举充电。在第二供电驱动电路的充电时长达到第二目标时长时，采样控制电路可以控制信号第二下桥臂关断，并可确定(或者认为)第二供电驱动电路完成充电。采用本申请，可在采样控制电路判断交流电源两端的电压的大小满足为第二供电驱动电路进行预充电的条件时，对PFC电路中的供电驱动电路进行预充电，减少为第二供电驱动电路充电过程中的电能损耗，提高了电能利用率，延长电路元件使用寿命。

结合第一方面第四种可能的实施方式，在第五种可能的实施方式中，采样控制电路还可以用于在交流电源的第一连接端的电压大于交流电源的第二连接端的电压时，控制第二下桥臂导通以使第二供电驱动电路开始充电。可以理解，当采样控制电路判断交流电源的第一连接端处的电压大于交流电源的第二连接端处的电压时，采样控制电路可以控制第二下桥臂导通。在本申请提供的实施方式中，采样控制电路可以通过比较对交流电源的第一连接端的电压和交流电源的第二连接端的电压的大小，进而简单地判断何时开始导通第二下桥臂以使第二供电驱动电路开始充电，操作简单，适用性强，可进一步提高电能利用率，延长电路元件使用寿命。

结合第一方面第五种可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，采样控制电路还可以用于在交流电源的第一连接端的电压从大于交流电源的第二连接端的电压变换为小于或者等于交流电源的第二连接端的电压，且第二供电驱动电路的充电时间小于第二目标时长时，控制第二下桥臂关断，直至交流电源的第一连接端的电压从小于或者等于交流电源的第二连接端的电压变为大于交流电源的第二连接端的电压时，控制第二下桥臂导通，以使第二供电驱动电路的充电时间达到第二目标时长。这里，当采样电路判断交流电源的第一连接端处的电压大于交流电源的第二连接端处的电压时，采样控制电路可以控制第二下桥臂导通，以使得第二供电驱动电路开始充电。可以理解，从第二供电驱动电路开始充电，直到交流电源的第一连接端处的电压变为小于或等于交流电源的第二连接端处的电压时，第二供电驱动电路的充电时长可能小于第二目标时长。也就是说，第二供电驱动电路并没有完成充电。采样控制电路可以先控制第二下桥臂关断，并等待交流电源的第一连接端的电压从小于或者等于交流电源的第二连接端的电压变换为大于交流电源的第二连接端的电压时(也即，再次满足第二供电驱动电路开始充电的条件时)，控制第二下桥臂导通，以使第二供电驱动电路的充电时间达到第二目标时长。

在本申请提供的实施方式中，采样控制电路可在交流电源两端的电压不满足为第二供电驱动电路充电的条件(也即，交流电源的第一连接端的电压从大于交流电源的第二连接端的电压变为小于或者等于交流电源的第二连接端的电压)，且第二供电驱动电路未完成充电时，控制第二下桥臂关断，等待交流电源两端的电压再次满足为第二供电驱动电路充电的条件(也即，交流电源的第一连接端的电压从小于或者等于交流电源的第二连接端的电压变换为大于交流电源的第二连接端的电压)时，控制第二下桥臂导通，以使第二供电驱动电路的充电时间达到第二目标时长(也即，完成充电)，操作简单，适用性强，可在确保第二供电驱动电路完成充电的基础上，进一步提高电能利用率，延长电路元件使用寿命。

结合第一方面第四种可能的实施方式至第一方面第六种可能的实施方式中的任一种，在第七种可能的实施方式中，采样控制电路的另一端还连接第二供电驱动电路；采样控制电路还可以用于在第二供电驱动电路完成充电之后，控制第二供电驱动电路导通第二上桥臂。这里，通过采样控制电路控制第二供电驱动电路导通第二上桥臂，简化了控制系统中的电路设计，操作简单，适用性强。

结合第一方面或者第一方面第一种可能的实施方式至第一方面第七种可能的实施方式中的任一种，在第八种可能的实施方式中，第一供电驱动电路和/或第二供电驱动电路均为自举供电驱动电路，自举供电驱动电路包括自举电容、自举二极管和驱动电路。自举电容的一端分别连接自举二极管的输出端和驱动电路的第一连接端，自举电容的另一端分别连接驱动电路的第二连接端和桥臂中点，自举二极管的输入端连接供电电源(可以是外接电源或者内部电源)，驱动电路的第三连接端连接采样控制电路，驱动电路的第四连接端连接上桥臂。

供电电源可以用于在采样控制电路控制上桥臂串联的下桥臂导通时，为自举电容充电以实现供电驱动电路的充电。采样控制电路还可以用于在自举电容的充电时长达到目标时长时，控制下桥臂关断以完成所述供电驱动电路的充电，其中，目标时长是第一目标时长或者第二目标时长。采样控制电路还可以用于在供电驱动电路完成充电之后，控制供电驱动电路导通上桥臂。这里，为保护控制系统中的电子元件，在供电电源和自举电容中间可以接入限流电阻。在采样控制电路控制上桥臂串联的下桥臂导通时，供电电源、目标供电驱动电路(也即，与导通的下桥臂连接的供电驱动电路)和导通的下桥臂形成通路，可以通过供电电源为自举电容充电。在供电驱动电路(也即，供电驱动电路中的自举充电元件(也即，自举电容))完成充电时，供电驱动电路可以根据采样控制电路输出的驱动控制信号产生大于或等于上桥臂的导通电压的驱动电压，进而导通上桥臂。这里，目标时长可以通过供电电源的电压、自举电容的大小、充电限流电阻以及驱动电路的驱动电压(也即，在驱动电路的第四连接端输出导通上桥臂的电压时，驱动电路的第一连接端和驱动电路的第二连接端之间的电压)进行计算得到。

在本申请提供的实施方式中，在采样控制电路控制上桥臂串联的下桥臂导通时，控制系统可以通过供电电源为自举电容充电，以实现供电驱动电路的充电。采样控制电路还可以简单地通过判断自举电容的充电时长是否达到目标时长，确定供电驱动电路是否完成充电，进而在供电驱动电路完成充电时，控制下桥臂关断完成自举充电，简化了判断供电驱动电路完成充电的操作，提高了控制系统的工作效率与工作性能，此外，通过采样控制电路控制供电驱动电路导通上桥臂，简化了控制系统中的电路设计，操作简单，适用性强。

结合第一方面第八种可能的实施方式，在第九种可能的实施方式中，PFC电路中还包括第三供电驱动电路，第三供电驱动电路的一端连接采样控制电路，第三供电驱动电路的另一端连接第一下桥臂或者第二下桥臂。

采样控制电路可以用于基于交流电源两端的电压控制第三供电驱动电路导通第一下桥臂或者第二下桥臂。这里，为简化采样控制电路的构成，可以在采样驱动电路与下桥臂中间设置第三供电驱动电路。当采样控制电路可以通过控制第三供电驱动电路导通第一下桥臂或者第二下桥臂。在本申请提供的实施方式中，采样控制电路的输出电压可以低于第一下桥臂或者第二下桥臂的导通电压，由第三供电驱动电路输出足以导通第一下桥臂或者第二下桥臂的导通电压。这里，第三供电驱动电路可以是在PFC电路中用于驱动下桥臂的电路，从而简化了采样控制电路的电路结构，降低了控制系统的复杂度，提高了控制系统的适用性。

结合第一方面第九种可能的实施方式，在第十种可能的实施方式中，采样控制电路包括信号处理电路和控制电路。信号处理电路的一端作为采样控制电路的一端分别连接交流电源的第一连接端和交流电源的第二连接端，信号处理电路的另一端连接控制电路，控制电路的另一端作为采样控制电路的输出以连接供电驱动电路。

信号处理电路可以用于采集交流电源两端的电压，并根据交流电源两端的电压生成相应的驱动判断信号。控制电路可以用于基于驱动判断信号生成驱动控制信号，并通过驱动控制信号控制供电驱动电路导通和/或关断相应的桥臂，供电驱动电路包括第一供电驱动电路、第二供电驱动电路和/或第三供电驱动电路。这里，信号处理电路可以检测交流电源两端的电压，当控制系统处于预启动状态(例如，有负载接入控制系统，或者控制系统中的待机电平拉低，或者检测到预启动信号等PFC电路正常为负载供电之前的情形)时，信号处理电路可以对交流电源两端的电压的大小进行判断。通过对交流电源两端的电压的大小进行判断，信号处理电路可以输出相应的驱动判断信号。例如，判断交流电源的第一连接端的电压小于交流电源的第二连接端的电压时，信号处理电路可以输出相应的驱动判断信号(例如，NAC为高电平，PAC为低电平)；判断交流电源的第一连接端的电压大于交流电源的第二连接端的电压时，信号处理电路可以输出相应的驱动判断信号(例如，NAC为低电平，PAC为高电平)。这里，控制电路可以基于驱动判断信号生成驱动控制信号，并通过驱动控制信号控制供电驱动电路导通和/或关断相应的桥臂。例如，输出驱动控制信号PWM_IN1为高电平(或低电平)导通(或关断)第一上桥臂、输出驱动控制信号PWM_IN2为高电平(或低电平)导通(或关断)第一下桥臂、输出驱动控制信号PWM_IN3为高电平(或低电平)导通(或关断)第二上桥臂以及输出驱动控制信号PWM_IN4为高电平(或低电平)导通(或关断)第二下桥臂。

在本申请提供的实施方式中，采样控制电路利用信号处理电路采集并判断交流电源两端的电压，并输出相应的驱动判断信号。控制电路可以基于驱动判断信号生成驱动控制信号，并通过驱动控制信号控制供电驱动电路导通和/或关断相应的桥臂。进一步简化了控制系统的电路结构，降低了控制系统的复杂度，提高了控制系统的适用性。

第二方面，本申请提供了一种图腾柱功率因数校正电路的控制方法，该控制方法适用于如第一方面或者第一方面的任一种可能的实施方式中的采样控制电路，该方法包括：采样控制电路可以基于交流电源两端的电压控制第一下桥臂导通，以使第一供电驱动电路开始充电。当第一供电驱动电路的充电时长达到第一目标时长时，采样控制电路可以控制第一下桥臂关断，以使第一供电驱动电路完成充电。

在本申请提供的实施方式中，在采样控制电路检测到交流电源两端的电压的大小满足为第一供电驱动电路进行预充电的条件时，对第一供电驱动电路进行预充电，减少为第一供电驱动电路充电过程中的电能损耗，提高了电能利用率，延长电路元件使用寿命。

结合第二方面，在第一种可能的实施方式中，上述采样控制电路基于交流电源两端的电压控制第一下桥臂导通包括：采样控制电路检测交流电源的第一连接端的电压和交流电源的第二连接端的电压；当检测到交流电源的第一连接端的电压小于交流电源的第二连接端的电压时，采样控制电路可以控制第一下桥臂导通，以使第一供电驱动电路开始充电。在本申请提供的实施方式中，采样控制电路可以通过比较对交流电源的第一连接端的电压和交流电源的第二连接端的电压的大小，进而简单地判断何时开始控制第一下桥臂导通，以使第一供电驱动电路开始充电，操作简单，适用性强，可进一步提高电能利用率，延长电路元件使用寿命。

结合第二方面第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，在上述采样控制电路控制第一下桥臂导通之后，方法还包括：当检测到交流电源的第一连接端的电压从小于交流电源的第二连接端的电压变为大于或者等于交流电源的第二连接端的电压，且第一供电驱动电路的充电时间小于第一目标时长时，采样控制电路可以控制第一下桥臂关断，直至检测到交流电源的第一连接端的电压从大于或者等于交流电源的第二连接端的电压变换为小于交流电源的第二连接端的电压时，控制第一下桥臂导通，以使第一供电驱动电路的充电时间达到第一目标时长。在本申请提供的实施方式中，采样控制电路可在确保第一供电驱动电路完成充电的基础上，进一步提高电能利用率，延长电路元件使用寿命。

结合第二方面或者第二方面第一种可能的实施方式或者第二方面第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，上述方法还包括：采样控制电路可以基于交流电源两端的电压控制第二下桥臂导通，以使第二供电驱动电路开始充电。当第二供电驱动电路的充电时长达到第二目标时长时，采样控制电路可以控制第二下桥臂关断。在本申请提供的实施方式中，在检测到交流电源两端的电压的大小满足为第二供电驱动电路进行预充电的条件时，采样控制电路可以控制第二供电驱动电路进行预充电，减少为第二供电驱动电路充电过程中的电能损耗，提高了电能利用率，延长电路元件使用寿命。

结合第二方面或者第二方面第一种可能的实施方式或者第二方面第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，在上述第一供电驱动电路完成充电之后，采样控制电路还可以控制第一供电驱动电路导通第一上桥臂。这里，通过采样控制电路控制第一供电驱动电路导通第一上桥臂，简化了控制系统中的电路设计，操作简单，适用性强。

结合第二方面第四种可能的实施方式，在第五种可能的实施方式中，上述采样控制电路基于交流电源两端的电压控制第二下桥臂导通包括：当检测到交流电源的第一连接端的电压大于交流电源的第二连接端的电压时，采样控制电路可以控制第二下桥臂导通以使第二供电驱动电路开始充电。在本申请提供的实施方式中，采样控制电路可以通过比较对交流电源的第一连接端的电压和交流电源的第二连接端的电压的大小，进而简单地判断何时开始导通第二下桥臂以使第二供电驱动电路开始充电，操作简单，适用性强，可进一步提高电能利用率，延长电路元件使用寿命。

结合第二方面第五种可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，在上述采样控制电路控制第二下桥臂导通以使第二供电驱动电路开始充电之后，方法还包括：当检测到交流电源的第一连接端的电压从大于交流电源的第二连接端的电压变换为小于或者等于交流电源的第二连接端的电压，且第二供电驱动电路的充电时间小于第二目标时长时，采样控制电路可以控制第二下桥臂关断，直至检测到交流电源的第一连接端的电压从小于或者等于交流电源的第二连接端的电压变为大于交流电源的第二连接端的电压时，控制第二下桥臂导通，以使第二供电驱动电路的充电时间达到第二目标时长。在本申请提供的实施方式中，采样控制电路可在确保第二供电驱动电路完成充电的基础上，进一步提高电能利用率，延长电路元件使用寿命。

结合第二方面或者第二方面第一种可能的实施方式至第二方面第六种可能的实施方式中的任一种，在第七种可能的实施方式中，在上述第二供电驱动电路完成充电之后，采样控制电路还可以控制第二供电驱动电路导通第二上桥臂。这里，通过采样控制电路控制第二供电驱动电路导通第二上桥臂，简化了控制系统中的电路设计，操作简单，适用性强。

结合第二方面或者第二方面第一种可能的实施方式至第二方面第七种可能的实施方式中的任一种，在第八种可能的实施方式中，上述方法还包括：采样控制电路可以通过信号处理电路采集交流电源两端的电压，并根据交流电源两端的电压生成相应的驱动判断信号。采样控制电路可以通过控制电路基于驱动判断信号生成驱动控制信号，并通过驱动控制信号控制供电驱动电路导通和/或关断相应的桥臂，供电驱动电路包括第一供电驱动电路、第二供电驱动电路和/或第三供电驱动电路。在本申请提供的实施方式中，可进一步简化控制系统的电路结构，降低控制系统的复杂度，提高控制系统的适用性。

第三方面，本申请提供了一种电源适配器，该电源适配器包括直流(directcurrent，DC)DC-DC变换器和第一方面至第一方面第八种可能的实现方式中任一种提供的控制系统。其中，控制系统的输入端连接交流电源，控制系统的输出端通过DC-DC变换器连接电源适配器的输出端。

在本申请提供的实施方式中，电源适配器可以在控制系统中的采样控制电路检测到交流电源两端的电压的大小满足为控制系统的供电驱动电路进行预充电的条件时，对供电驱动电路进行预充电，以使控制系统在工作时可以将交流电源的电压转换为直流电压并输出给DC-DC变换器，提高电能利用率，延长电路元件使用寿命。

附图说明

图1是本申请实施例提供的控制系统的应用场景示意图；

图2是本申请实施例提供的控制系统的一结构示意图；

图3是本申请实施例提供的控制系统的另一结构示意图；

图4a是本申请实施例提供的连接第一桥臂的供电驱动电路的结构示意图；

图4b是本申请实施例提供的连接第一桥臂的供电驱动电路的工作波形示意图；

图5a是本申请实施例提供的采样控制电路的一结构示意图；

图5b是本申请实施例提供的信号处理电路的一工作波形示意图；

图6a是本申请实施例提供的采样控制电路的一控制波形示意图；

图6b是本申请实施例提供的采样控制电路的另一控制波形示意图；

图7是本申请实施例提供的控制系统的另一结构示意图；

图8a是本申请实施例提供的采样控制电路的另一结构示意图；

图8b是本申请实施例提供的信号处理电路的另一工作波形示意图；

图9a是本申请实施例提供的采样控制电路的另一控制波形示意图；

图9b是本申请实施例提供的采样控制电路的另一控制波形示意图；

图10是本申请实施例提供的电源适配器的结构示意图；

图11是本申请实施例提供的控制方法的一流程示意图。

具体实施方式

本申请提供的控制系统、方法及电源适配器适用于不同类型的用电设备(如电网、家用设备或者工业和商业用电设备)，可应用于用户终端(例如，手机、智能设备、电视机等)领域、汽车领域等用电设备领域，可适配于为大型用电设备(例如，电网、工业设备等)的供电场景、中小型分布式用电设备(例如，车载用电设备、家庭用电设备等)的供电场景以及移动用电设备(例如，手机、智能设备等)供电场景等不同应用场景，下面将以家庭用电设备的供电场景为例进行说明，以下不再赘述。

请一并参见图1，图1本申请实施例提供的控制系统的应用场景示意图。如图1所示，交流电源2通过电源适配器1与用电设备3(也即，负载)相连，电源适配器1可以将交流电源2提供的交流电压转换为直流电压提供给用电设备3。其中，电源适配器1包括控制系统和DC-DC变换器，控制系统可以将交流电源2提供的交流电压转换为待适配的直流电压(例如，400V左右的直流电压)，并输出给DC-DC变换器，通过DC-DC变换器将待适配的直流电压转换为与用电设备3相匹配的目标直流电压(例如，用电设备3的额定电压)，以使得用电设备3可以正常工作。其中，控制系统包括PFC电路和采样控制电路，PFC电路包括供电驱动电路和并联的第一桥臂和第二桥臂，在第一桥臂和第二桥臂中包括第一上桥臂和/或第二上桥臂，一个上桥臂通过一个供电驱动电路与采样控制电路相连。当用电设备3通过电源适配器1接入交流电源2，或者用电设备3由待机状态变为启动状态时，控制系统由待机状态转换为预启动状态，采样控制电路可以使得PFC电路中的供电驱动电路自举充电，以实现控制系统的自举充电。从而使得在PFC电路正常工作时，供电驱动电路可以为上桥臂(也即，第一上桥臂和/或第二上桥臂)提供导通电压，使得上桥臂正常工作，进而使得电源适配器1可以将交流电源2的电力转换为直流电给用电设备3供电。

本申请提供的控制系统可包括PFC电路和采样控制电路。本申请提供的控制系统适用于对图腾柱PFC电路的拓扑结构、其他PFC电路以及其他PFC电路的拓扑结构等需要进行自举充电的电路进行控制的场景，为表述方便，本申请将以对图腾柱PFC电路(以下简称为PFC电路)进行控制的场景为例对本申请提供的控制系统进行说明。下面将结合图2至图9b对本申请提供的控制系统及其工作原理进行示例说明。

参见图2，图2是本申请实施例提供的控制系统的一结构示意图。如图2所示，控制系统中可包括PFC电路10和采样控制电路12。这里的PFC电路10可以包括电感L、第一供电驱动电路101以及并联的第一桥臂102和第二桥臂103。第一桥臂102与第二桥臂103的第一并联连接点连接负载13，第一桥臂102和第二桥臂103的第二并联连接点接地，第一桥臂102的第一桥臂中点通过电感L和交流电源11的第一连接端连接，交流电源11的第二连接端连接第二桥臂103的第二桥臂中点，第一桥臂中点为第一桥臂102的第一上桥臂1021和第一下桥臂1022的串联连接点，采样控制电路12的一端分别连接交流电源11的第一连接端和交流电源11的第二连接端，采样控制电路12的另一端连接第一下桥臂1022，第一供电驱动电路101的第一连接端连接第一上桥臂1021，第一供电驱动电路101的第二连接端连接第一桥臂中点。这里，第一桥臂102与第二桥臂103可以在与电容C0并联后与负载13连接。这里，采样控制电路12可以用于基于交流电源11两端的电压控制第一下桥臂1022导通，以使第一供电驱动电路101开始充电。采样控制电路12还可以用于在第一供电驱动电路101的充电时长达到第一目标时长时，控制第一下桥臂1022关断，以使第一供电驱动电路101完成充电。

在本申请提供的实施方式中，采样控制电路12可以对交流电源11两端的电压的大小进行判断，并输出相应的驱动控制信号为第一下桥臂1022提供导通电压，使得第一下桥臂1022导通。此时，由于第一下桥臂1022导通且接地，第一下桥臂1022与第一供电驱动电路101形成通路，第一供电驱动电路101可以通过供电电源(可以是外接电源或者内部电源)为第一供电驱动电路101中的自举充电元件充电，以实现第一供电驱动电路101的自举充电。在第一供电驱动电路101的充电时长达到第一目标时长时，可确定(或者认为)第一供电驱动电路101完成充电，采样控制电路12可以输出相应的驱动控制信号使得第一下桥臂1022关断。采用本申请，可在采样控制电路12根据交流电源11两端的电压的大小满足为第一供电驱动电路101进行预充电的条件时，对PFC电路10中的第一供电驱动电路101进行预充电，减少为第一供电驱动电路101充电过程中的电能损耗，提高了电能利用率，延长电路元件使用寿命。

参见图3，图3是本申请实施例提供的控制系统的另一结构示意图。如图3所示，该控制系统包括PFC电路20和采样控制电路22，该PFC电路20中包括电感L、第一供电驱动电路201、并联的第一桥臂202和第二桥臂203。第一桥臂202与第二桥臂203的第一并联连接点连接负载23，第一桥臂202和第二桥臂203的第二并联连接点接地，第一桥臂202的第一桥臂中点通过电感L和交流电源21的第一连接端连接，交流电源21的第二连接端连接第二桥臂203的第二桥臂中点，第一桥臂中点为第一桥臂202的第一上桥臂2021和第一下桥臂2022的串联连接点，采样控制电路22的一端分别连接交流电源21的第一连接端和交流电源21的第二连接端，采样控制电路22的另一端连接第一供电驱动电路201和第一下桥臂2022，第一供电驱动电路201的第一连接端连接第一上桥臂2021，第一供电驱动电路201的第二连接端连接第一桥臂中点。这里，第一上桥臂2021和第一下桥臂2022可以是诸如MOSFET、HEMT或IGBT等具有开关功能的开关元件(例如，开关管S1和开关管S2)，可以在接入的电压达到该开关元件的导通电压时导通，也可以在输入端接入的电压小于该开关元件的导通电压时关断。这里，第二桥臂203可以是由两个晶体管(例如，二极管D3和二极管D4)串联组成的半桥电路。这里，第一供电驱动电路201可以是包含有自举充电元件的供电驱动电路，在第一下桥臂2022导通时，第一供电驱动电路201可以通过供电电源VCC(可以是外接电源或者内部电源)为自举充电元件充电，以实现第一供电驱动电路201的自举充电。

在一些可行的实施方式中，在第一供电驱动电路201(也即，第一供电驱动电路201中的自举充电元件(也即，自举电容C1))完成充电之后，第一供电驱动电路201可以根据采样控制电路22输出的驱动控制信号产生大于或等于第一上桥臂2021的导通电压的驱动电压，进而导通第一上桥臂2021。

在一些可行的实施方式中，采样控制电路22可以用于基于交流电源21两端的电压控制第一下桥臂2022导通，以使第一供电驱动电路201开始充电。这里，采样控制电路22可以检测交流电源21两端的电压，当控制系统处于预启动状态(例如，有负载23接入控制系统，或者控制系统中的待机电平拉低，或者检测到预启动信号等PFC电路20正常为负载23供电之前的情形)时，采样控制电路22可以对交流电源21两端的电压的大小进行判断。通过对交流电源21两端的电压的大小进行判断，采样控制电路22可以输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN2为高电平)为第一下桥臂2022提供导通电压，使得第一下桥臂2022导通。此时，由于第一下桥臂2022导通且接地，第一下桥臂2022与第一供电驱动电路201形成通路，第一供电驱动电路201可以通过供电电源VCC(可以是外接电源或者内部电源)为第一供电驱动电路201中的自举充电元件充电，以实现第一供电驱动电路201的自举充电。

在一些可行的实施方式中，采样控制电路22还可以用于在第一供电驱动电路201的充电时长达到第一目标时长时，控制第一下桥臂2022关断。这里，第一供电驱动电路201的充电时长达到第一目标时长，说明第一供电驱动电路201(也即，第一供电驱动电路201中的自举充电元件)完成了充电。也就是说，在第一供电驱动电路201(也即，第一供电驱动电路201中的自举充电元件)完成充电时，采样控制电路22可以输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN2为低电平)使得第一下桥臂2022关断。

在一些可行的实施方式中，在第一供电驱动电路201(也即，第一供电驱动电路201中的自举充电元件)完成充电之后，采样控制电路22可以输出相应的驱动控制信号(输出驱动控制信号PWM_IN1为高电平)驱动第一供电驱动电路201，以使得第一供电驱动电路201产生大于或等于第一上桥臂2021的导通电压的驱动电压，进而导通第一上桥臂2021。

在本申请提供的实施方式中，当PFC电路20处于预启动状态(例如，有负载23接入控制系统，或者控制系统中的待机电平拉低，或者检测到预启动信号等PFC电路20正常为负载23供电之前的情形)时，采样控制电路22可以对交流电源21两端的电压的大小进行判断。通过对交流电源21两端的电压的大小进行判断，采样控制电路22可以输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN2为高电平)为第一下桥臂2022提供导通电压，使得第一下桥臂2022导通。此时，由于第一下桥臂2022导通且接地，第一下桥臂2022与第一供电驱动电路201形成通路，第一供电驱动电路201可以通过供电电源VCC(可以是外接电源或者内部电源)为第一供电驱动电路201中的自举充电元件(例如，自举电容C1)充电，以实现第一供电驱动电路201的自举充电。在第一供电驱动电路201的充电时长达到第一目标时长时，可确定(或者认为)第一供电驱动电路201完成充电，采样控制电路22可以输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN2为低电平)使得第一下桥臂2022关断。在第一供电驱动电路201(也即，第一供电驱动电路201中的自举充电元件)完成充电之后，采样控制电路22可以输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN1为高电平)驱动第一供电驱动电路201，以使得第一供电驱动电路201产生大于或等于第一上桥臂2021的导通电压的驱动电压，进而导通第一上桥臂2021。采用本申请，可仅在必要时(也即，PFC电路20处于预启动状态时)对PFC电路20中的第一供电驱动电路201(也即，自举充电元件(例如，自举电容C1))进行预充电，减少为第一供电驱动电路201充电过程中的电能损耗，提高了电能利用率，延长电路元件使用寿命。

在一些可行的实施方式中，第一供电驱动电路具体的结构与连接方式请一并参见图4a，图4a是本申请实施例提供的连接第一桥臂的供电驱动电路的结构示意图。如图4a所示，第一供电驱动电路301为自举供电驱动电路，包括自举电容C1、自举二极管Db和驱动电路A。这里，自举电容C1的一端分别连接自举二极管Db的输出端和驱动电路A的第一连接端，自举电容C1的另一端分别连接驱动电路A的第二连接端和桥臂中点，自举二极管Db的输入端连接供电电源VCC(可以是外接电源或者内部电源)，驱动电路A的第三连接端连接采样控制电路22(也即，驱动控制信号PWM_IN1的输出端)，驱动电路A的第四连接端连接第一上桥臂3021。

进一步地，在一些可行的实施方式中，PFC电路中还可以包括第三供电驱动电路304，第三供电驱动电路304的第一连接端连接供电电源VCC，第三供电驱动电路304的第二连接端接地，第三供电驱动电路304的第三连接端连接采样控制电路22(也即，驱动控制信号PWM_IN2的输出端)，第三供电驱动电路304的第四连接端连接第一下桥臂3022。这里，采样控制电路22可以用于基于交流电源21两端的电压控制第三供电驱动电路304导通第一下桥臂3022。当采样控制电路22基于交流电源21两端的电压输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN2为高电平)控制第三供电驱动电路304时，可以通过第三供电驱动电路304导通第一下桥臂3022。

这里，请一并结合图4b，图4b是本申请实施例提供的连接第一桥臂的供电驱动电路的工作波形示意图。如图4b所述，供电电源VCC可以用于在采样控制电路22控制第一下桥臂3022导通(也即，t0时刻，PWM2为高电平)时，为自举电容C1充电以实现第一供电驱动电路301的充电。采样控制电路22还可以用于在自举电容C1的充电时长达到第一目标时长时(或者在达到第一目标时长之后，例如，t1时刻)，控制第一下桥臂关断(也即，输出驱动控制信号PWM_IN2为低电平)。在自举电容C1完成充电之后，采样控制电路22可以输出相应的驱动控制信号控制驱动电路A(也即，输出驱动控制信号PWM_IN1为高电平)导通第一上桥臂3021(也即，PWM1为高电平)。可以理解的是，在第一上桥臂3021工作时，第一桥臂中点的电压(也即，SW1)在第一上桥臂3021导通时为高电平，在第一上桥臂3021关断时为低电平。当第一上桥臂3021导通时，由于第一自举电容C1两端的电压始终保持在一个较高的电平(例如，VCC)附近，故而第一自举电容C1可以为驱动电路A的第一连接端提供一个比驱动电路A的第二连接端(也即，SW1点)高VCC的电压，进而使得在驱动电路A的第三连接端接收到的驱动控制信号PWM_IN1为高电平时，在驱动电路A的第四连接端输出可以输出使第一上桥臂3021(也即，开关管S1)导通的导通电压，以维持第一上桥臂3021正常工作。

在一些可行的实施方式中，为保护控制系统中的电子元件，在供电电源VCC和自举电容C1中间可以接入保护电阻Rb。在采样控制电路22控制第一下桥臂3022导通时，供电电源VCC、第一供电驱动电路301和第一下桥臂3022形成通路，可以通过供电电源VCC为自举电容C1充电，并通过自举二极管Db防止自举电容C1向供电电源VCC方向放电，使得自举电容C1处的电压持续升高，直到自举电容C1充电的时间满足第一目标时长。这里，第一目标时长可以通过供电电源VCC的电压、自举电容C1的大小、充电限流电阻Rb以及驱动电路A的驱动电压(也即，在驱动电路A的第四连接端输出导通第一上桥臂3021的电压时，驱动电路A的第一连接端和驱动电路的第二连接端之间的电压)进行计算得到。

在本申请提供的实施方式中，在采样控制电路22控制第一下桥臂3022导通时，控制系统可以通过供电电源VCC为自举电容C1充电，以实现第一供电驱动电路的充电。采样控制电路22还可以简单地通过判断自举电容C1的充电时长是否达到第一目标时长，确定第一供电驱动电路是否完成充电，进而在第一供电驱动电路完成充电时，控制第一下桥臂关断，简化了判断第一供电驱动电路完成充电的操作，提高了控制系统的工作效率与工作性能。同时，第三供电驱动电路304可以用于驱动第一下桥臂3022，从而简化了采样控制电路22的电路结构，降低了控制系统的复杂度，提高了控制系统的适用性。

如图3所示，在一些可行的实施方式中，采样控制电路22可以用于在交流电源21的第一连接端的电压小于交流电源21的第二连接端的电压时，控制第一下桥臂2022导通以使第一供电驱动电路201开始充电。可以理解，当采样控制电路22判断交流电源21的第一连接端处的电压小于交流电源21的第二连接端处的电压时，采样控制电路22可以输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN2为高电平)为第一下桥臂2022提供导通电压，使得第一下桥臂2022导通。此时，由于第一下桥臂2022导通且接地，第一下桥臂2022与第一供电驱动电路201形成通路，第一供电驱动电路201可以通过供电电源VCC为第一供电驱动电路201中的自举充电元件充电，以实现第一供电驱动电路201的自举充电。

在本申请提供的实施方式中，采样控制电路22可以通过比较对交流电源21的第一连接端的电压和交流电源21的第二连接端的电压的大小，进而简单地判断何时开始输出驱动控制信号以使第一供电驱动电路201开始充电，操作简单，适用性强，可进一步提高电能利用率，延长电路元件使用寿命。

在一些可行的实施方式中，请一并结合图5a，图5a是本申请实施例提供的采样控制电路的一结构示意图。如图5a所示，采样控制电路22可以包括信号处理电路41和控制电路42。这里，信号处理电路41可以包括采样电路411、比较器CMP1和与非门电路INV1。这里，信号处理电路41的一端(也即，采样电路411的输入端)作为采样控制电路22的一端分别连接交流电源21的第一连接端(也即，ACL信号端)和交流电源21的第二连接端(也即，ACN信号端)，采样电路411的输出端连接比较器CMP1的输入端，比较器CMP1的输出端(也即，作为信号处理电路41的另一端)分别直接连接控制电路42，以及通过与非门电路INV1连接控制电路42，控制电路42的另一端作为采样控制电路22的输出以连接供电驱动电路。

具体请一并结合图5b，图5b是本申请实施例提供的信号处理电路的一工作波形示意图。如图5b所示，信号处理电路41可以用于采集交流电源21两端(也即，ACL端和ACN端)的电压，并根据交流电源21两端的电压生成相应的驱动判断信号。具体地，采样电路411可以用于采集交流电源21(也即，信号VAC)两端(也即，ACL信号端和ACN信号端)的电压，生成采样信号(也即，VAC_SNS)，并将采样信号输入给比较器CMP1，这里，比较器CMP1的判决门限为VAC_TH。当比较器CMP1判断采样信号高于判决门限时，比较器CMP1可以认为此时ACL信号端的电压大于ACN信号端的电压(也即，交流电源21的第一连接端的电压大于交流电源21的第二连接端的电压)，生成驱动判断信号(也即，信号PAC为高电平，信号NAC为低电平)。当比较器CMP1判断采样信号高低于判决门限时，比较器CMP1可以认为此时ACL信号端的电压小于ACN信号端的电压(也即，交流电源21的第一连接端的电压小于交流电源21的第二连接端的电压)，生成驱动判断信号(也即，信号PAC为低电平，信号NAC为高电平)。

请一并结合图6a，图6a是本申请实施例提供的采样控制电路的一控制波形示意图。如图6a所示，控制电路42可以用于基于驱动判断信号(也即，信号PAC和信号NAC)生成驱动控制信号(也即，信号PWM_IN1和信号PWM_IN2)，并通过驱动控制信号控制供电驱动电路导通和/或关断相应的桥臂，供电驱动电路包括第一供电驱动电路201、第二供电驱动电路和/或第三供电驱动电路204。这里，信号处理电路41可以检测交流电源21两端的电压，当控制系统处于预启动状态(例如，有负载23接入控制系统，或者控制系统中的待机电平拉低，或者检测到预启动信号等PFC电路20正常为负载23供电之前的情形)时，信号处理电路41可以对交流电源21两端的电压的大小进行判断。通过对交流电源21两端的电压的大小进行判断，信号处理电路41可以输出相应的驱动判断信号。例如，判断交流电源21的第一连接端的电压小于交流电源21的第二连接端的电压时，信号处理电路41可以输出相应的驱动判断信号(NAC为高电平，PAC为低电平)；判断交流电源21的第一连接端的电压大于交流电源21的第二连接端的电压时，信号处理电路41可以输出相应的驱动判断信号(NAC为低电平，PAC为高电平)。这里，控制电路42可以基于驱动判断信号生成驱动控制信号，并通过驱动控制信号控制供电驱动电路导通和/或关断相应的桥臂。例如，判断交流电源21的第一连接端的电压小于交流电源21的第二连接端的电压时(也即，t0时刻)，信号处理电路41可以输出相应的驱动判断信号(NAC为高电平，PAC为低电平)；控制电路42可以基于驱动判断信号生成驱动控制信号，输出驱动控制信号PWM_IN2为高电平导通第一下桥臂2022以使得第一供电驱动电路201充电，同时也可以保持驱动控制信号PWM_IN1为低电平关断第一上桥臂2021。为表述清晰，添加了描述供电系统的状态信号STATE，从左到右分别为，当STATE信号保持低电平时，PFC电路处于待机状态；当STATE信号由低电平跳变为高电平时，PFC电路处于预启动状态；当STATE信号保持高电平时，PFC电路处于预充电状态；当STATE信号由高电平跳变为低电平时，PFC电路自举充电完成；当STATE信号由高电平跳变为低电平并保持低电平时，PFC电路正常工作。在第一供电驱动电路201的充电时长达到第一目标时长(也即，在t1时刻，充电时长△t1≥第一目标时长Th1)时，控制电路42可以生成驱动控制信号，输出驱动控制信号PWM_IN2为低电平关断第一下桥臂2022。在第一供电驱动电路201完成充电之后，控制电路42可以输出驱动控制信号PWM_IN1为高电平导通第一上桥臂2021。

在本申请提供的实施方式中，采样控制电路22利用信号处理电路41采集并判断交流电源21两端的电压，并输出相应的驱动判断信号。控制电路42可以基于驱动判断信号生成驱动控制信号，并通过驱动控制信号控制供电驱动电路导通和/或关断相应的桥臂。进一步简化了控制系统的电路结构，降低了控制系统的复杂度，提高了控制系统的适用性。

在一些可行的实施方式中，请一并结合图6b，图6b是本申请实施例提供的采样控制电路的另一控制波形示意图。如图6b所示，采样控制电路22还可以用于在交流电源21的第一连接端的电压从小于交流电源21的第二连接端的电压变为大于或者等于交流电源21的第二连接端的电压，且第一供电驱动电路201的充电时间小于第一目标时长时，控制第一下桥臂2022关断，直至交流电源21的第一连接端的电压从大于或者等于交流电源21的第二连接端的电压变换为小于交流电源21的第二连接端的电压时，控制第一下桥臂2022导通，以使第一供电驱动电路201的充电时间达到第一目标时长。这里，当采样电路判断交流电源21的第一连接端处的电压小于交流电源21的第二连接端处的电压时(也即，t0时刻)，采样控制电路22可以输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN2为高电平)导通第一下桥臂2022，以使得第一供电驱动电路201开始充电。也即，从第一供电驱动电路201开始充电，直到交流电源21的第一连接端处的电压变为大于或等于交流电源21的第二连接端处的电压时(也即，t1时刻)，第一供电驱动电路201的充电时长小于第一目标时长(也即，在t1时刻，充电时长△t1＜第一目标时长Th1)。也就是说，第一供电驱动电路201(也即，自举充电元件)并没有完成充电。可以理解的是，此时，即使采样控制电路22输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN1为高电平)给第一供电驱动电路201，第一供电驱动电路201也并不能为第一上桥臂2021提供导通电压以使的第一上桥臂2021导通。此时，采样控制电路22可以先控制第一下桥臂2022关断(也即，输出驱动控制信号PWM_IN2为低电平)，并等待交流电源21的第一连接端的电压从大于或者等于交流电源21的第二连接端的电压变换为小于交流电源21的第二连接端的电压时(也即，再次满足第一供电驱动电路201开始充电的条件时；也即，t3时刻)，控制第一下桥臂2022导通，以使第一供电驱动电路201的充电时间达到第一目标时长(也即，在t4时刻，充电时长△t2≥第一目标时长Th1)。为表述清晰，添加了描述供电系统的状态信号STATE，从左到右分别为，当STATE信号保持低电平时，PFC电路处于待机状态；当STATE信号由低电平跳变为高电平时，PFC电路处于预启动状态；当STATE信号保持高电平时，PFC电路处于预充电状态；当STATE信号由高电平跳变为低电平时，PFC电路自举充电完成；当STATE信号由高电平跳变为低电平并保持低电平时，PFC电路正常工作。

在本申请提供的实施方式中，采样控制电路22可在交流电源21两端的电压不满足为第一供电驱动电路201充电的条件(也即，交流电源21的第一连接端的电压从小于交流电源21的第二连接端的电压变为大于或者等于交流电源21的第二连接端的电压)，且第一供电驱动电路201未完成充电时，控制第一下桥臂2022关断，等待交流电源21两端的电压再次满足为第一供电驱动电路201充电的条件(也即，交流电源21的第一连接端的电压从大于或者等于交流电源21的第二连接端的电压变换为小于交流电源21的第二连接端的电压)时，控制第一下桥臂2022导通，以使第一供电驱动电路201的充电时间达到第一目标时长(也即，完成充电)，操作简单，适用性强，可在确保第一供电驱动电路201完成充电的基础上，进一步提高电能利用率，延长电路元件使用寿命。

参见图7，图7是本申请实施例提供的控制系统的另一结构示意图。如图7所示，该控制系统的PFC电路50中还包括第二供电驱动电路504，采样控制电路52的一端连接第二桥臂中点，第二桥臂中点为第二桥臂的第二上桥臂5031和第二下桥臂5032的串联连接点，采样控制电路52的另一端连接第二供电驱动电路504和第二下桥臂5032，第二供电驱动电路504的第一连接端连接第二上桥臂5031，第二供电驱动电路504的第二连接端连接第二桥臂中点。这里，第二上桥臂5031和第二下桥臂5031可以是诸如MOSFET、HEMT或IGBT等具有开关功能的开关元件(例如，开关管S3和开关管S4)，可以在接入的电压达到该开关元件的导通电压时导通，也可以在输入端接入的电压小于该开关元件的导通电压时关断。这里，第二供电驱动电路504可以是包含有自举充电元件的供电驱动电路，在第二下桥臂5032导通时，第二供电驱动电路504可以通过供电电源(可以是外接电源或者内部电源)为自举充电元件(也即，自举电容C3)充电，以实现第二供电驱动电路504的自举充电。在第二供电驱动电路(也即，第二供电驱动电路中的自举充电元件)完成充电之后，第二供电驱动电路504可以根据采样控制电路52输出的驱动控制信号产生大于或等于第二上桥臂5031的导通电压的驱动电压，进而导通第二上桥臂5031。

在一些可行的实施方式中，采样控制电路52可以用于基于交流电源51两端的电压控制第二下桥臂5032导通，以使第二供电驱动电路501开始充电。这里，采样控制电路52可以检测交流电源51两端的电压，当控制系统处于预启动状态(例如，有负载53接入控制系统，或者控制系统中的待机电平拉低，或者检测到预启动信号等PFC电路50正常为负载53供电之前的情形)时，采样控制电路52可以对交流电源51两端的电压的大小进行判断。通过对交流电源51两端的电压的大小进行判断(也即，交流电源51的第一连接端的电压大于交流电源51的第二连接端的电压时)，采样控制电路52可以输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN4为高电平)为第二下桥臂5032提供导通电压，使得第二下桥臂5032导通。此时，由于第二下桥臂5032导通且接地，第二下桥臂5032与第二供电驱动电路501形成通路，第二供电驱动电路501可以通过供电电源VCC(可以是外接电源或者内部电源)为第二供电驱动电路501中的自举充电元件充电，以实现第二供电驱动电路501的自举充电。

在一些可行的实施方式中，采样控制电路52还可以用于在第二供电驱动电路501的充电时长达到第二目标时长时，控制第二下桥臂5032关断。这里，第二供电驱动电路501的充电时长达到第二目标时长，可认为第二供电驱动电路501(也即，第二供电驱动电路501中的自举充电元件)完成了充电。也就是说，在第二供电驱动电路501(也即，第二供电驱动电路501中的自举充电元件)完成充电时，采样控制电路52可以输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN4为低电平)使得第二下桥臂5032关断。

在一些可行的实施方式中，在第二供电驱动电路501(也即，第二供电驱动电路501中的自举充电元件)完成充电之后，采样控制电路52可以输出相应的驱动控制信号(输出驱动控制信号PWM_IN3为高电平)驱动第二供电驱动电路501，以使得第二供电驱动电路501产生大于或等于第二上桥臂5031的导通电压的驱动电压，进而导通第二上桥臂5031。

在本申请提供的实施方式中，当PFC电路50处于预启动状态(例如，有负载53接入控制系统，或者控制系统中的待机电平拉低，或者检测到预启动信号等PFC电路50正常为负载53供电之前的情形)时，采样控制电路52可以对交流电源51两端的电压的大小进行判断。通过对交流电源51两端的电压的大小进行判断，采样控制电路52可以输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN2为高电平)为第二下桥臂5032提供导通电压，使得第二下桥臂5032导通。此时，由于第二下桥臂5032导通且接地，第二下桥臂5032与第二供电驱动电路501形成通路，第二供电驱动电路501可以通过供电电源VCC(可以是外接电源或者内部电源)为第二供电驱动电路501中的自举充电元件充电，以实现第二供电驱动电路501的自举充电。在第二供电驱动电路501的充电时长达到第二目标时长时，可确定(或者认为)第二供电驱动电路501完成充电，采样控制电路52可以输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN4为低电平)使得第二下桥臂5032关断。在第二供电驱动电路501(也即，第二供电驱动电路501中的自举充电元件)完成充电之后，采样控制电路52可以输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN3为高电平)驱动第二供电驱动电路501，以使得第二供电驱动电路501产生大于或等于第二上桥臂5031的导通电压的驱动电压，进而导通第二上桥臂5031。采用本申请，可仅在必要时(也即，PFC电路50处于预启动状态时)对PFC电路50中的第二供电驱动电路501(也即，自举充电元件(自举电容))进行预充电，减少为第二供电驱动电路501充电过程中的电能损耗，提高了电能利用率，延长电路元件使用寿命。

在一些可行的实施方式中，采样控制电路52还可以用于在交流电源51的第一连接端的电压从大于交流电源51的第二连接端的电压变换为小于或者等于交流电源51的第二连接端的电压，且第二供电驱动电路504的充电时间小于第二目标时长时，控制第二下桥臂5032关断，直至交流电源51的第一连接端的电压从小于或者等于交流电源51的第二连接端的电压变为大于交流电源51的第二连接端的电压时，控制第二下桥臂5032导通，以使第二供电驱动电路504的充电时间达到第二目标时长。这里，当采样电路判断交流电源51的第一连接端处的电压大于交流电源51的第二连接端处的电压时，采样控制电路52可以输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN4为高电平)导通第二下桥臂5032，以使得第二供电驱动电路504开始充电。也即，从第二供电驱动电路504开始充电，直到交流电源51的第一连接端处的电压变为小于或等于交流电源51的第二连接端处的电压时，第二供电驱动电路504的充电时长可能小于第二目标时长。也就是说，第二供电驱动电路504(也即，自举充电元件)并没有完成充电。可以理解的是，此时，即使采样控制电路52输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN3为高电平)给第二供电驱动电路504，第二供电驱动电路504也并不能为第二上桥臂5031提供导通电压以使的第二上桥臂5031导通。此时，采样控制电路52可以先控制第二下桥臂5032关断(也即，输出驱动控制信号PWM_IN4为低电平)，并等待交流电源51的第一连接端的电压从小于或者等于交流电源51的第二连接端的电压变换为大于交流电源51的第二连接端的电压时(也即，再次满足第二供电驱动电路504开始充电的条件时)，控制第二下桥臂5032导通，以使第二供电驱动电路504的充电时间达到第二目标时长。

在本申请提供的实施方式中，采样控制电路52可在交流电源51两端的电压不满足为第二供电驱动电路504充电的条件(也即，交流电源51的第一连接端的电压从大于交流电源51的第二连接端的电压变为小于或者等于交流电源51的第二连接端的电压)，且第二供电驱动电路504未完成充电时，控制第二下桥臂5032关断，等待交流电源51两端的电压再次满足为第二供电驱动电路504充电的条件(也即，交流电源51的第一连接端的电压从小于或者等于交流电源51的第二连接端的电压变换为大于交流电源51的第二连接端的电压)时，控制第二下桥臂5032导通，以使第二供电驱动电路504的充电时间达到第二目标时长(也即，完成充电)，操作简单，适用性强，可在确保第二供电驱动电路504完成充电的基础上，进一步提高电能利用率，延长电路元件使用寿命。

在一些可行的实施方式中，第二供电驱动电路501可以是供电驱动电路，第二供电驱动电路501具体的工作原理以及第二目标时长的计算方法与图3中介绍的第一供电驱动电路和第一目标时长的计算方法类似，在此不再赘述。

进一步地，在一些可行的实施方式中，PFC电路中还可以包括第三供电驱动电路B505，第三供电驱动电路B 505具体的工作原理与图3中介绍的第三供电驱动电路类似，在此不再赘述。

在一些可行的实施方式中，请一并结合图8a，图8a是本申请实施例提供的采样控制电路的另一结构示意图。如图8a所示，采样控制电路52可以包括信号处理电路61和控制电路62。这里，信号处理电路61可以包括采样电路611、比较器CMP2、比较器CMP3和与非门电路INV2。这里，信号处理电路61的一端(也即，采样电路611的输入端)作为采样控制电路52的一端分别连接交流电源51的第一连接端(也即，ACL信号端)和交流电源51的第二连接端(也即，ACN信号端)，采样电路611的输出端分别连接比较器CMP2和比较器CMP3的输入端，比较器CMP2的输出端直接连接控制电路62，比较器CMP3的输出端通过与非门电路INV2连接控制电路62，控制电路62的另一端作为采样控制电路52的输出以连接供电驱动电路。

在一些可行的实施方式中，在信号处理电路61输出的驱动判断信号(也即，PAC和NAC之间)可以加一些死区时间，避免控制时间重叠。因此，在信号处理电路61输出驱动判断信号之前，可以采用一个稍大和一个稍小的阈值进行判断。具体请一并结合图8b，图8b是本申请实施例提供的信号处理电路的一工作波形示意图。如图8b所示，信号处理电路61可以用于采集交流电源51两端(也即，ACL端和ACN端)的电压，并根据交流电源51两端的电压生成相应的驱动判断信号。具体地，采样电路611可以用于采集交流电源51(也即，信号VAC)两端(也即，ACL信号端和ACN信号端)的电压，生成采样信号(也即，VAC_SNS)，并将采样信号输入给比较器CMP2和比较器CMP3，这里，比较器CMP2的判决门限为VAC_TH_H(阈值稍大一些)，比较器CMP3的判决门限为VAC_TH_L(阈值稍小一些)。当比较器CMP2判断采样信号高于判决门限时，比较器CMP2可以认为此时ACL信号端的电压大于ACN信号端的电压(也即，交流电源51的第一连接端的电压大于交流电源51的第二连接端的电压)，生成驱动判断信号(也即，信号PAC为高电平，信号NAC为低电平)。当比较器CMP3判断采样信号高低于判决门限时，比较器CMP2可以认为此时ACL信号端的电压小于ACN信号端的电压(也即，交流电源51的第一连接端的电压小于交流电源51的第二连接端的电压)，生成驱动判断信号(也即，信号PAC为低电平，信号NAC为高电平)。

可以理解的是，当交流电源52的第一连接端的电压从大于交流电源的第二连接端的电压变换为小于或者等于交流电源52的第二连接端的电压，且第二供电驱动电路504的充电时间小于第二目标时长时，此时的控制系统的工作方法与图6b中描述的过程类似，在此不再赘述。

请一并结合图9a，图9a是本申请实施例提供的采样控制电路的另一控制波形示意图。如图9a所示，控制电路62可以用于基于驱动判断信号(也即，信号PAC和信号NAC)生成驱动控制信号(也即，信号PWM_IN1、信号PWM_IN2、信号PWM_IN3和信号PWM_IN4)，并通过驱动控制信号控制供电驱动电路导通和/或关断相应的桥臂，供电驱动电路包括第一供电驱动电路501、第二供电驱动电路和/或第三供电驱动电路(也即，第三供电驱动电路A504和/或第三供电驱动电路B 505)。这里，信号处理电路61可以检测交流电源51两端的电压，当控制系统处于预启动状态(例如，有负载53接入控制系统，或者控制系统中的待机电平拉低，或者检测到预启动信号等PFC电路50正常为负载53供电之前的情形)时，信号处理电路61可以对交流电源51两端的电压的大小进行判断。通过对交流电源51两端的电压的大小进行判断，信号处理电路61可以输出相应的驱动判断信号。

例如，判断交流电源51的第一连接端的电压小于交流电源51的第二连接端的电压时，信号处理电路61可以输出相应的驱动判断信号(NAC为高电平，PAC为低电平)；判断交流电源51的第一连接端的电压大于交流电源51的第二连接端的电压时，信号处理电路61可以输出相应的驱动判断信号(NAC为低电平，PAC为高电平)。这里，控制电路62可以基于驱动判断信号生成驱动控制信号，并通过驱动控制信号控制供电驱动电路导通和/或关断相应的桥臂。例如，判断交流电源51的第一连接端的电压大于交流电源51的第二连接端的电压时(也即，t0时刻)，信号处理电路61可以输出相应的驱动判断信号(NAC为低电平，PAC为高电平)；控制电路62可以基于驱动判断信号生成驱动控制信号，输出驱动控制信号PWM_IN4为高电平导通第二下桥臂5032以使得第二供电驱动电路504充电，同时也可以保持驱动控制信号PWM_IN3为低电平关断第二上桥臂5031。在第二供电驱动电路504的充电时长达到第二目标时长(也即，在t1时刻，充电时长△t1≥第二目标时长Th2)时，控制电路62可以生成驱动控制信号，输出驱动控制信号PWM_IN4为低电平关断第二下桥臂5032，同时等待信号处理电路61判断交流电源51的第一连接端的电压变为小于交流电源51的第二连接端的电压时(也即，t2时刻)，信号处理电路61可以输出相应的驱动判断信号(NAC为高电平，PAC为低电平)，控制电路62可以基于驱动判断信号生成驱动控制信号，输出驱动控制信号PWM_IN2为高电平导通第一下桥臂5022以使得第一供电驱动电路501充电，同时也可以保持驱动控制信号PWM_IN1为低电平关断第一上桥臂5021。在第一供电驱动电路501的充电时长达到第一目标时长(也即，在t3时刻，充电时长△t2≥第一目标时长Th1)时，控制电路62可以生成驱动控制信号，输出驱动控制信号PWM_IN2为低电平关断第一下桥臂5022，以完成第一供电驱动电路501和第二供电驱动电路504的充电。控制电路62可以生成驱动控制信号，使得第一上桥臂、第一下桥臂、第二上桥臂和第二下桥臂交替导通，为负载53供电。为表述清晰，添加了描述供电系统的状态信号STATE，从左到右分别为，当STATE信号保持低电平时，PFC电路处于待机状态；当STATE信号由低电平跳变为高电平时，PFC电路处于预启动状态；当STATE信号保持高电平时，PFC电路处于预充电状态；当STATE信号由高电平跳变为低电平时，PFC电路自举充电完成；当STATE信号由高电平跳变为低电平并保持低电平时，PFC电路正常工作。

可以理解的是，先为第二供电驱动电路504充电之后再为第一供电驱动电路501充电的过程与上述图6b中先为第一供电驱动电路501充电之后再为第二供电驱动电路504充电的过程类似，在此不再赘述。

在一些可行的实施方式中，请一并结合图9b，图9b是本申请实施例提供的采样控制电路的另一控制波形示意图。如图9b所示，采样控制电路52还可以用于在交流电源51的第一连接端的电压从大于交流电源51的第二连接端的电压变为小于或者等于交流电源51的第二连接端的电压，且第二供电驱动电路504的充电时间小于第二目标时长时，控制第二下桥臂5052关断，并在交流电源51的第一连接端的电压变为小于或者等于交流电源51的第二连接端的电压之后控制第一下桥臂5022导通，以使第一供电驱动电路501的充电时间达到第一目标时长。直至交流电源51的第一连接端的电压从小于或者等于交流电源51的第二连接端的电压变换为大于交流电源51的第二连接端的电压时，控制第二下桥臂5052导通，以使第二供电驱动电路504的充电时间达到第二目标时长。

例如，判断交流电源51的第一连接端的电压大于交流电源51的第二连接端的电压时(也即，t0时刻)，信号处理电路61可以输出相应的驱动判断信号(NAC为低电平，PAC为高电平)；控制电路62可以基于驱动判断信号生成驱动控制信号，输出驱动控制信号PWM_IN4为高电平导通第二下桥臂5032以使得第二供电驱动电路504充电，同时也可以保持驱动控制信号PWM_IN3为低电平关断第二上桥臂5031。在判断交流电源51的第一连接端的电压由大于交流电源51的第二连接端的电压变为小于或等于交流电源51的第二连接端的电压时(也即，t1时刻)，第二供电驱动电路504的充电时长小于第二目标时长(也即，在t1时刻，充电时长△t1＜第二目标时长Th2)时，控制电路62可以生成驱动控制信号，输出驱动控制信号PWM_IN4为低电平关断第二下桥臂5032。同时等待信号处理电路61判断交流电源51的第一连接端的电压变为小于交流电源51的第二连接端的电压时(也即，t2时刻)，信号处理电路61可以输出相应的驱动判断信号(NAC为高电平，PAC为低电平)，控制电路62可以基于驱动判断信号生成驱动控制信号，输出驱动控制信号PWM_IN2为高电平导通第一下桥臂5022以使得第一供电驱动电路501充电，同时也可以保持驱动控制信号PWM_IN1为低电平关断第一上桥臂5021。在第一供电驱动电路501的充电时长达到第一目标时长(也即，在t3时刻，充电时长△t2≥第一目标时长Th1)时，控制电路62可以生成驱动控制信号，输出驱动控制信号PWM_IN2为低电平关断第一下桥臂5022。同时等待信号处理电路61判断交流电源51的第一连接端的电压变为大于交流电源51的第二连接端的电压时(也即，t4时刻)，信号处理电路61可以输出相应的驱动判断信号(NAC为低电平，PAC为高电平)，控制电路62可以基于驱动判断信号生成驱动控制信号，输出驱动控制信号PWM_IN4为高电平导通第二下桥臂5032以使得第二供电驱动电路504充电，同时也可以保持驱动控制信号PWM_IN3为低电平关断第二上桥臂5031。在第二供电驱动电路504的充电时长达到第二目标时长(也即，在t5时刻，充电时长△t3≥第二目标时长Th2)时，控制电路62可以生成驱动控制信号，输出驱动控制信号PWM_IN4为低电平关断第二下桥臂5032，以完成第一供电驱动电路501和第二供电驱动电路504的充电。

控制电路62可以生成驱动控制信号，使得第一上桥臂、第一下桥臂、第二上桥臂和第二下桥臂交替导通，为负载53供电。为表述清晰，添加了描述供电系统的状态信号STATE，从左到右分别为，当STATE信号保持低电平时，PFC电路处于待机状态；当STATE信号由低电平跳变为高电平时，PFC电路处于预启动状态；当STATE信号保持高电平时，PFC电路处于预充电状态；当STATE信号由高电平跳变为低电平时，PFC电路自举充电完成；当STATE信号由高电平跳变为低电平并保持低电平时，PFC电路正常工作。

可以理解的是，当第一供电驱动电路501充电时长小于第一目标时长时，先为第二供电驱动电路504充电之后再为第一供电驱动电路501充电的过程，与上述图9b中当第二供电驱动电路504充电时长小于第二目标时长时，先为第一供电驱动电路501充电之后再为第二供电驱动电路504充电的过程类似，在此不再赘述。

在本申请提供的实施方式中，采样控制电路52可在交流电源51两端的电压不满足目标供电驱动电路充电的条件，且目标供电驱动电路未完成充电时，控制与目标供电驱动电路连接的目标下桥臂关断，并在交流电源51两端的电压满足另一个供电驱动电路充电的条件时，导通另一个下桥臂，以使得另一个供电驱动电路充电完成。等待交流电源51两端的电压再次满足目标供电驱动电路501充电的条件时，控制目标下桥臂导通，以使目标供电驱动电路的充电时间达到目标时长(也即，完成充电)，操作简单，适用性强，可在目标供电驱动电路未完成充电时，先使得另一个供电驱动电路完成充电，再使得目标供电驱动电路完成充电，进一步提高电能利用率，延长电路元件使用寿命。

进一步地，本申请还提供了一种电源适配器。请参见图10，图10是本申请实施例提供的电源适配器的结构示意图。如图10所示，该电源适配器包括本申请提供的控制系统和DC-DC变换器。其中，控制系统的输入端连接交流电源VAC(也即，PFC电路的第一桥臂中点通过电感连接交流电源的第一连接端，PFC电路的第二桥臂中点连接交流电源的第二连接端)，控制系统的输出端连接DC-DC变换器作为电源适配器的输出端。在本申请提供的实施方式中，电源适配器可以在控制系统中的采样控制电路检测到交流电源两端的电压的大小满足为控制系统的供电驱动电路进行预充电的条件时，对供电驱动电路进行预充电，以使控制系统在工作时可以将交流电源的电压转换为直流电压并输出给DC-DC变换器，提高电能利用率，延长电路元件使用寿命。

请参见图11，图11是本申请实施例提供的控制方法的一流程示意图。如图11所示，该控制方法适用于如上述图2-图9b中任一种图所示的控制系统，该控制方法包括如下步骤：

S701:采样控制电路检测交流电源的第一连接端的电压和交流电源的第二连接端的电压。

S702：当检测到交流电源的第一连接端的电压小于交流电源的第二连接端的电压时，采样控制电路控制第一下桥臂导通，以使第一供电驱动电路开始充电。

在一些可行的实施方式中，采样控制电路可以通过信号处理电路采集交流电源两端的电压，并根据交流电源两端的电压生成相应的驱动判断信号。采样控制电路可以通过控制电路基于驱动判断信号生成驱动控制信号，并通过驱动控制信号控制供电驱动电路导通和/或关断相应的桥臂，供电驱动电路包括第一供电驱动电路、第二供电驱动电路和/或第三供电驱动电路。这里，信号处理电路可以检测交流电源两端的电压，当控制系统处于预启动状态(例如，有负载接入控制系统，或者控制系统中的待机电平拉低，或者检测到预启动信号等PFC电路正常为负载供电之前的情形)时，信号处理电路可以对交流电源两端的电压的大小进行判断。通过对交流电源两端的电压的大小进行判断，信号处理电路可以输出相应的驱动判断信号。

在一些可行的实施方式中，当检测到交流电源的第一连接端的电压小于交流电源的第二连接端的电压时，采样控制电路可以控制第一下桥臂导通，以使第一供电驱动电路开始充电。可以理解，当采样控制电路判断交流电源的第一连接端处的电压小于交流电源的第二连接端处的电压时，采样控制电路可以输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN2为高电平)为第一下桥臂提供导通电压，使得第一下桥臂导通。此时，由于第一下桥臂导通且接地，第一下桥臂与第一供电驱动电路形成通路，第一供电驱动电路可以通过供电电源(可以是外接电源或者内部电源)为第一供电驱动电路中的自举充电元件(例如，自举电容C1)充电，以实现第一供电驱动电路的自举充电。

S703：判断第一供电驱动电路的充电时间是否达到第一目标时长。若判断为是，继续执行步骤S704，否则，执行步骤S705。

S704：采样控制电路控制第一下桥臂关断，以使第一供电驱动电路完成充电。

在一些可行的实施方式中，在第一供电驱动电路的充电时长达到第一目标时长时，采样控制电路可以控制第一下桥臂关断并控制第一供电驱动电路导通第一上桥臂。这里，第一供电驱动电路的充电时长达到第一目标时长，说明第一供电驱动电路(也即，第一供电驱动电路中的自举充电元件)完成了充电。也就是说，在第一供电驱动电路(也即，第一供电驱动电路中的自举充电元件)完成充电时，采样控制电路可以输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN2为低电平)使得第一下桥臂关断。

在一些可行的实施方式中，在第一供电驱动电路(也即，第一供电驱动电路中的自举充电元件)完成充电之后，采样控制电路可以输出相应的驱动控制信号(输出驱动控制信号PWM_IN1为高电平)驱动第一供电驱动电路，以使得第一供电驱动电路产生大于或等于第一上桥臂的导通电压的驱动电压，进而导通第一上桥臂。

S705：判断交流电源的第一连接端的电压是否由小于交流电源的第二连接端的电压变为大于或等于交流电源的第二连接端的电压。若判断为是，继续执行步骤S706，否则，返回执行步骤S703。

S706：采样控制电路控制第一下桥臂关断，直至检测到交流电源的第一连接端的电压从大于或者等于交流电源的第二连接端的电压变换为小于交流电源的第二连接端的电压时，控制第一下桥臂导通，以使第一供电驱动电路的充电时间达到第一目标时长。

在一些可行的实施方式中，当检测到交流电源的第一连接端的电压从小于交流电源的第二连接端的电压变为大于或者等于交流电源的第二连接端的电压，且第一供电驱动电路的充电时间小于第一目标时长时，采样控制电路可以控制第一下桥臂关断，直至检测到交流电源的第一连接端的电压从大于或者等于交流电源的第二连接端的电压变换为小于交流电源的第二连接端的电压时，控制第一下桥臂导通，以使第一供电驱动电路的充电时间达到第一目标时长。这里，当采样电路判断交流电源的第一连接端处的电压小于交流电源的第二连接端处的电压时，采样控制电路可以输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN2为高电平)导通第一下桥臂，以使得第一供电驱动电路开始充电。也即，从第一供电驱动电路开始充电，直到交流电源的第一连接端处的电压变为大于或等于交流电源的第二连接端处的电压时，第一供电驱动电路的充电时长可能小于第一目标时长。也就是说，第一供电驱动电路(也即，自举充电元件(也即，自举电容C1))并没有完成充电。可以理解的是，此时即使采样控制电路输出相应的驱动控制信号(也即，输出驱动控制信号PWM_IN1为高电平)给第一供电驱动电路，第一供电驱动电路也并不能为第一上桥臂提供导通电压以使的第一上桥臂导通。此时，采样控制电路可以先控制第一下桥臂关断(也即，输出驱动控制信号PWM_IN2为低电平)，并等待交流电源的第一连接端的电压从大于或者等于交流电源的第二连接端的电压变换为小于交流电源的第二连接端的电压时(也即，再次满足第一供电驱动电路开始充电的条件时)，控制第一下桥臂导通，以使第一供电驱动电路的充电时间达到第一目标时长。

在本申请提供的实施方式中，可仅在必要时(也即，PFC电路处于预启动状态时)对PFC电路中的第一供电驱动电路(也即，自举充电元件(也即，自举电容C1))进行预充电，减少为第一供电驱动电路(也即，自举充电元件(也即，自举电容C1))充电过程中的电能损耗，提高了电能利用率，延长电路元件使用寿命。采样控制电路可以通过比较对交流电源的第一连接端的电压和交流电源的第二连接端的电压的大小，进而简单地判断何时开始输出驱动控制信号以使第一供电驱动电路开始充电，操作简单，适用性强，可进一步提高电能利用率，延长电路元件使用寿命。此外，采样控制电路可在交流电源两端的电压不满足为第一供电驱动电路充电的条件(也即，交流电源的第一连接端的电压从小于交流电源的第二连接端的电压变为大于或者等于交流电源的第二连接端的电压)，且第一供电驱动电路未完成充电时，控制第一下桥臂关断，等待交流电源两端的电压再次满足为第一供电驱动电路充电的条件(也即，交流电源的第一连接端的电压从大于或者等于交流电源的第二连接端的电压变换为小于交流电源的第二连接端的电压)时，控制第一下桥臂导通，以使第一供电驱动电路的充电时间达到第一目标时长(也即，完成充电)，操作简单，适用性强，可在确保第一供电驱动电路完成充电的基础上，进一步提高电能利用率，延长电路元件使用寿命。

可以理解的是，当控制系统包括第二供电驱动电路时，控制系统为第二供电驱动电路或者为第二供电驱动电路和第一供电驱动电路充电的控制方法与上述图7-图9b中阐述的控制系统的工作原理类似，在此不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (21)

1.一种图腾柱功率因数校正电路的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括功率因数校正PFC电路和采样控制电路，所述PFC电路中包括电感、第一供电驱动电路、并联的第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂与所述第二桥臂的第一并联连接点连接负载，所述第一桥臂和所述第二桥臂的第二并联连接点接地，所述第一桥臂的第一桥臂中点通过所述电感和交流电源的第一连接端连接，交流电源的第二连接端连接所述第二桥臂的第二桥臂中点，所述第一桥臂中点为所述第一桥臂的第一上桥臂和第一下桥臂的串联连接点，所述采样控制电路的一端连接所述交流电源，所述采样控制电路的另一端连接所述第一下桥臂，所述第一供电驱动电路的第一连接端连接所述第一上桥臂，所述第一供电驱动电路的第二连接端连接所述第一桥臂中点；

所述采样控制电路用于基于所述交流电源两端的电压控制所述第一下桥臂导通，以使所述第一供电驱动电路开始充电；

所述采样控制电路还用于在所述第一供电驱动电路的充电时长达到第一目标时长时，控制第一下桥臂关断，以使所述第一供电驱动电路完成充电。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述采样控制电路用于在所述交流电源的第一连接端的电压小于所述交流电源的第二连接端的电压时，控制所述第一下桥臂导通以使所述第一供电驱动电路开始充电。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述采样控制电路还用于在所述交流电源的第一连接端的电压从小于所述交流电源的第二连接端的电压变为大于或者等于所述交流电源的第二连接端的电压，且所述第一供电驱动电路的充电时间小于第一目标时长时，控制所述第一下桥臂关断，直至所述交流电源的第一连接端的电压从大于或者等于所述交流电源的第二连接端的电压变换为小于所述交流电源的第二连接端的电压时，控制所述第一下桥臂导通，以使所述第一供电驱动电路的充电时间达到第一目标时长。

4.根据权利要求1-3任一项所述的控制系统，其特征在于，所述采样控制电路的另一端还连接所述第一供电驱动电路；

所述采样控制电路还用于在所述第一供电驱动电路完成充电之后，控制所述第一供电驱动电路导通所述第一上桥臂。

5.根据权利要求1-4任一项所述的控制系统，其特征在于，所述PFC电路中还包括第二供电驱动电路，所述第二桥臂中包括第二上桥臂和第二下桥臂，所述第二桥臂中点为所述第二桥臂的第二上桥臂和第二下桥臂的串联连接点，所述采样控制电路的另一端连接所述第二下桥臂，所述第二供电驱动电路的第一连接端连接所述第二上桥臂，所述第二供电驱动电路的第二连接端连接所述第二桥臂中点；

所述采样控制电路还用于基于所述交流电源两端的电压控制所述第二下桥臂导通，以使所述第二供电驱动电路开始充电；

所述采样控制电路还用于在所述第二供电驱动电路的充电时长达到第二目标时长时，控制所述第二下桥臂关断，以使所述第二供电驱动电路完成充电。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述采样控制电路还用于在所述交流电源的第一连接端的电压大于所述交流电源的第二连接端的电压时，控制所述第二下桥臂导通以使所述第二供电驱动电路开始充电。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述采样控制电路还用于在所述交流电源的第一连接端的电压从大于所述交流电源的第二连接端的电压变换为小于或者等于所述交流电源的第二连接端的电压，且所述第二供电驱动电路的充电时间小于第二目标时长时，控制所述第二下桥臂关断，直至所述交流电源的第一连接端的电压从小于或者等于所述交流电源的第二连接端的电压变为大于所述交流电源的第二连接端的电压时，控制所述第二下桥臂导通，以使所述第二供电驱动电路的充电时间达到第二目标时长。

8.根据权利要求5-7任一项所述的控制系统，其特征在于，所述采样控制电路的另一端还连接所述第二供电驱动电路；

所述采样控制电路还用于在所述第二供电驱动电路完成充电之后，控制所述第二供电驱动电路导通所述第二上桥臂。

9.根据权利要求1-8任一项所述的控制系统，其特征在于，所述第一供电驱动电路和/或所述第二供电驱动电路均为自举供电驱动电路，所述自举供电驱动电路包括自举电容、自举二极管和驱动电路；

所述自举电容的一端分别连接所述自举二极管的输出端和所述驱动电路的第一连接端，所述自举电容的另一端分别连接所述驱动电路的第二连接端和桥臂中点，所述自举二极管的输入端连接供电电源，所述驱动电路的第三连接端连接所述采样控制电路，所述驱动电路的第四连接端连接上桥臂；

所述供电电源用于在所述采样控制电路控制所述上桥臂串联的下桥臂导通时，为所述自举电容充电以实现供电驱动电路的充电；

所述采样控制电路还用于在所述自举电容的充电时长达到目标时长时，控制所述下桥臂关断以完成所述供电驱动电路的充电，其中，所述目标时长是所述第一目标时长或者所述第二目标时长；

所述采样控制电路还用于在所述供电驱动电路完成充电之后，控制所述供电驱动电路导通所述上桥臂。

10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述PFC电路中还包括第三供电驱动电路，所述第三供电驱动电路的一端连接所述采样控制电路，所述第三供电驱动电路的另一端连接所述第一下桥臂或者所述第二下桥臂；

所述采样控制电路用于基于所述交流电源两端的电压控制所述第三供电驱动电路导通所述第一下桥臂或者第二下桥臂。

11.根据权利要求10所述的控制系统，其特征在于，所述采样控制电路包括信号处理电路和控制电路：

所述信号处理电路的一端作为所述采样控制电路的一端分别连接所述交流电源的第一连接端和所述交流电源的第二连接端，所述信号处理电路的另一端连接所述控制电路，所述控制电路的另一端作为所述采样控制电路的输出以连接供电驱动电路；

所述信号处理电路用于采集所述交流电源两端的电压，并根据所述交流电源两端的电压生成相应的驱动判断信号；

所述控制电路用于基于所述驱动判断信号生成驱动控制信号，并通过所述驱动控制信号控制供电驱动电路导通和/或关断相应的桥臂，所述供电驱动电路包括第一供电驱动电路、第二供电驱动电路和/或第三供电驱动电路。

12.一种图腾柱功率因数校正电路的控制方法，其特征在于，所述控制方法适用于如权利要求1-9任一项所述的控制系统中的采样控制电路，所述方法包括：

所述采样控制电路基于所述交流电源两端的电压控制所述第一下桥臂导通，以使所述第一供电驱动电路开始充电；

当所述第一供电驱动电路的充电时长达到第一目标时长时，所述采样控制电路控制第一下桥臂关断，以使所述第一供电驱动电路完成充电。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述采样控制电路基于所述交流电源两端的电压控制所述第一下桥臂导通包括：

所述采样控制电路检测所述交流电源的第一连接端的电压和所述交流电源的第二连接端的电压；

当检测到所述交流电源的第一连接端的电压小于所述交流电源的第二连接端的电压时，所述采样控制电路控制所述第一下桥臂导通，以使所述第一供电驱动电路开始充电。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述采样控制电路控制所述第一下桥臂导通之后，所述方法还包括：

当检测到所述交流电源的第一连接端的电压从小于所述交流电源的第二连接端的电压变为大于或者等于所述交流电源的第二连接端的电压，且所述第一供电驱动电路的充电时间小于第一目标时长时，所述采样控制电路控制所述第一下桥臂关断，直至检测到所述交流电源的第一连接端的电压从大于或者等于所述交流电源的第二连接端的电压变换为小于所述交流电源的第二连接端的电压时，控制所述第一下桥臂导通，以使所述第一供电驱动电路的充电时间达到第一目标时长。

15.根据权利要求12-14任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一供电驱动电路完成充电之后，所述方法还包括：

所述采样控制电路控制所述第一供电驱动电路导通所述第一上桥臂。

16.根据权利要求12-15任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述采样控制电路基于所述交流电源两端的电压控制所述第二下桥臂导通，以使所述第二供电驱动电路开始充电；

当所述第二供电驱动电路的充电时长达到第二目标时长时，所述采样控制电路控制所述第二下桥臂关断，以使所述第二供电驱动电路完成充电。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述采样控制电路基于所述交流电源两端的电压控制所述第二下桥臂导通包括：

当检测到所述交流电源的第一连接端的电压大于所述交流电源的第二连接端的电压时，所述采样控制电路控制所述第二下桥臂导通以使所述第二供电驱动电路开始充电。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，在所述采样控制电路控制所述第二下桥臂导通之后，所述方法还包括：

当检测到所述交流电源的第一连接端的电压从大于所述交流电源的第二连接端的电压变换为小于或者等于所述交流电源的第二连接端的电压，且所述第二供电驱动电路的充电时间小于第二目标时长时，所述采样控制电路控制所述第二下桥臂关断，直至检测到所述交流电源的第一连接端的电压从小于或者等于所述交流电源的第二连接端的电压变为大于所述交流电源的第二连接端的电压时，控制所述第二下桥臂导通，以使所述第二供电驱动电路的充电时间达到第二目标时长。

19.根据权利要求12-18任一项所述的方法，其特征在于，在所述第二供电驱动电路完成充电之后，所述方法还包括：

所述采样控制电路控制所述第二供电驱动电路导通所述第二上桥臂。

20.根据权利要求12-19任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述采样控制电路通过信号处理电路采集所述交流电源两端的电压，并根据所述交流电源两端的电压生成相应的驱动判断信号；

所述采样控制电路通过控制电路基于所述驱动判断信号生成驱动控制信号，并通过所述驱动控制信号控制供电驱动电路导通和/或关断相应的桥臂，所述供电驱动电路包括第一供电驱动电路、第二供电驱动电路和/或第三供电驱动电路。

21.一种电源适配器，其特征在于，所述电源适配器备包括直流DC-DC变换器和如权利要求1-11任一项所述的控制系统，其中，所述控制系统的输入端连接交流电源，所述控制系统的输出端通过所述DC-DC变换器连接所述电源适配器的输出端。

Images