CN115411958A - 一种电源模组、控制电路以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种电源模组、控制电路以及电子设备。其中一种电源模组用于接收交流电输出直流电，包括两个输入端、两个输出端、电感、整流电路和输出电容，整流电路包括第一桥臂及第二桥臂，第一桥臂的桥臂中点经电感连接一个输入端，第二桥臂的桥臂中点连接另一个输入端，其中响应于交流电的瞬时电压的绝对值上升至大于或等于工作电压阈值，第一桥臂的两个可控开关管交替互补导通或关断；响应于交流电的瞬时电压的绝对值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，第一桥臂的两个可控开关管中的至少一个保持关断。实施本申请实施例可以精简电路拓扑，减小电源模组体积，提升供电效率。

Description

一种电源模组、控制电路以及电子设备
技术领域
本申请涉及电源技术领域，尤其涉及一种电源模组、控制电路以及电子设备。
背景技术
现有电子设备或电源模组中通常包括整流电路和功率因数校正(Power FactorCorrection，PFC)电路。在电源模组运行时，该功率因数校正电路可以控制输入电流产生的谐波并实现功率因数校正，以减小电子设备注入到电网当中的谐波。但是，现有技术中包括有功率因数校正电路的电源模组或电子设备，其结构复杂元器件多，体积大，制约了电子设备或电源模组向大功率小型化的方向演进，也影响了电子设备或电源模组的供电效率。
发明内容
本申请实施例提供一种电源模组、控制电路以及电子设备，可以精简电路拓扑，减小电源模组体积，提升供电效率。
第一方面，本申请实施例提供了一种电源模组，用于接收交流电输出直流电，包括两个输入端、两个输出端、电感、整流电路和输出电容，所述整流电路包括第一桥臂及第二桥臂，所述第一桥臂包括两个可控开关管，所述第一桥臂的桥臂中点经所述电感连接一个所述输入端，所述第二桥臂的桥臂中点连接另一个所述输入端，所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述输出电容并联于所述整流电路的两个输出端之间，其中，响应于两个所述输入端接收的所述交流电的瞬时电压的绝对值上升至大于或等于工作电压阈值，所述第一桥臂的两个所述可控开关管交替互补导通或关断；响应于两个所述输入端接收的所述交流电的瞬时电压的绝对值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，所述第一桥臂的两个所述可控开关管中的至少一个保持关断。
在本申请实施例中，电源模组中的整流电路为可控整流电路，通过调整整流电路的输入可以实现功率因数校正。其中，整流电路包括并联的第一桥臂和第二桥臂，在该电源模组供电过程中，响应于两个所述输入端接收的交流电的瞬时电压的绝对值上升至大于或等于工作电压阈值，第一桥臂的两个可控开关管交替互补导通或关断，此时整流电路运行于工作状态。响应于两个所述输入端接收的交流电的瞬时电压的绝对值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，第一桥臂的两个可控开关管中的至少一个保持关断，此时整流电路运行于待机状态。由于交流电会周期性的发生变化，因此在电源模组供电过程中，整流电路通过跟踪交流电的瞬时电压并对比瞬时电压的绝对值与工作电压阈值或待机电压阈值，响应于不同的比较结果整流电路可以交替运行于工作状态或待机状态，从而抑制该电源模组的输入电流谐波。相较于现有技术中，一直运行于工作状态的整流电路，本申请实施例提供的整流电路可以交替运行于所述工作状态或待机状态，控制了输入电流产生的谐波，达到功率因数校正的目的。而且，本申请实施例提供的电源模组相比于传统电源模组的电路结构，减少了原有进行功率校正的变换电路，精简了电源模组的电路拓扑，减小了电源模组的体积。
在一种可能实现的方式中，所述第二桥臂包括两个可控开关管，响应于所述交流电的瞬时电压大于或等于0，所述第二桥臂中一个所述可控开关管保持关断，所述第二桥臂中另一个所述可控开关管保持导通；响应于所述交流电的瞬时电压小于0，所述第二桥臂中一个所述可控开关管保持导通，所述第二桥臂中另一个所述可控开关管保持关断。
在本申请实施例中，第二桥臂中的两个可控开关管需要在交流电处于不同的输入周期时分别保持关断，保证整流电路可以将接收到的交流电转换为直流电，进而保证电源模组的稳定性。
在一种可能实现的方式中，响应于所述电源模组的输出功率与预设输出功率的比较结果，调节所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个。
现有技术中，为了满足输出侧的功率需求，现有的功率因数校正电路往往会减小峰值电流或者以Burst模式间歇式的工作。但是减小峰值电流意味着功率因数校正电路中的开关频率的提升，开关器件的关断损耗和磁芯损耗均会随之增加。以Burst模式间歇式的工作会造成开关频率过高、效率低和输出纹波大的缺点。在本申请实施例中，通过控制工作电压阈值或待机电压阈值来控制每个周期内整流电路的工作时间，来以满足输出侧的功率需求，此时峰值电流不需要减小，而且整流电路的开关频率不会过高，也不会增加输出纹波。
在一种可能实现的方式中，响应于所述电源模组的输出功率小于所述预设输出功率，增大所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个；或者，响应于所述电源模组的输出功率大于或等于所述输出功率，减小所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个。
在本申请实施例中，当电源模组的输出功率小于所述预设输出功率时，即可以理解为输出侧功率减小，此时可以增大所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个，使得整流电路在交流电的瞬时电压的绝对值更慢的上升至工作电压阈值，或者使得整流电路在交流电的瞬时电压的绝对值从峰值更快的下降至待机电压阈值，以减小电源模组中整流电路的工作时间，进而减小输出功率。相反当电源模组的输出功率大于或等于所述预设输出功率时，即可以理解为输出侧功率增大，此时可以减小所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个，以增大电源模组中整流电路的工作时间，进而增大输出功率。
在一种可能实现的方式中，所述第一桥臂中一个所述可控开关管的源极与另一个所述可控开关管的漏极相连接构成所述第一桥臂的桥臂中点，所述第二桥臂中一个所述可控开关管的源极与另一个所述可控开关管的漏极相连接构成所述第二桥臂的桥臂中点，所述第一桥臂中一个所述可控开关管的漏极、所述第二桥臂中一个所述可控开关管的漏极与一个所述输出端连接，所述第一桥臂中另一个所述可控开关管的源极、所述第二桥臂中另一个所述可控开关管的源极与另一个所述输出端连接。
在本申请实施例中，所述第一桥臂中两个可控开关管的源漏极相连作为第一桥臂的桥臂中点，所述第二桥臂中两个可控开关管的源漏极相连作为第二桥臂的桥臂中点，上述两个桥臂的桥臂中点作为电源模组的两个输入端接收交流电，以确保了电路稳定接收交流电输出直流电。
在一种可能实现的方式中，电源模组还包括隔离式变换电路或非隔离变换电路；所述隔离式变换电路或所述非隔离变换电路用于接收所述直流电。
在本申请实施例中，电源模组还包括隔离式变换电路或非隔离变换电路，该隔离式变换电路或非隔离变换电路可以作为负载并接收所述整流电路的输出，即直流电。进而本申请实施例还可以通过跟踪隔离式变换电路或非隔离变换电路的输入电压调整整流电路的工作频率。
第二方面，本申请实施例提供了一种控制电路，用于控制电源模组的整流电路，所述电源模组用于接收交流电输出直流电，所述电源模组包括两个输入端、两个输出端、电感、所述整流电路和输出电容，所述整流电路包括第一桥臂及第二桥臂，所述第一桥臂包括两个可控开关管，所述第一桥臂的桥臂中点经所述电感连接一个所述输入端，所述第二桥臂的桥臂中点连接另一所述输入端，所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述输出电容并联于所述整流电路的两个输出端之间，所述控制电路具体用于响应于两个所述输入端接收的所述交流电的瞬时电压的绝对值上升至大于或等于工作电压阈值，控制所述第一桥臂的两个所述可控开关管交替互补导通或关断；响应于两个所述输入端接收的所述交流电的瞬时电压的绝对值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，控制所述第一桥臂的两个所述可控开关管中的至少一个保持关断。
在本申请实施例中，控制电路可以跟踪电源模组的整流电路的输入电压，即交流电，对比交流电的瞬时电压与工作电压阈值或待机电压阈值，响应于上述对比结果可以输出控制信号控制所述整流电路中第一桥臂的两个可控开关管导通状态。在电源模组供电过程中，交流电的瞬时电压的绝对值会周期性的改变，对应的控制电路会根据不同的比较结果控制隔离式变换电路交替运行于所述工作状态或待机状态，抑制输入电流谐波，达到功率因数校正的目的。
在一种可能实现的方式中，所述第二桥臂包括两个可控开关管，所述控制电路还用于响应于所述交流电的瞬时电压大于或等于0，控制所述第二桥臂中一个可控开关管保持关断，控制所述第二桥臂中另一个可控开关管保持导通；响应于所述交流电的瞬时电压小于0，控制所述第二桥臂中一个可控开关管保持导通，控制所述第二桥臂中另一个可控开关管保持关断。
在本申请实施例中，控制电路别输出不同的控制信号控制第二桥臂中的两个可控开关管在交流电处于不同的输入周期时分别保持导通或关断，保证整流电路可以将接收到的交流电转换为直流电，进而保证电源模组的稳定性。
在一种可能实现的方式中，所述控制电路还用于响应于所述电源模组的输出功率与预设输出功率的比较结果，调节所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个。
在本申请实施例中，为了满足输出侧的功率需求，控制电路通过调节工作电压阈值或待机电压阈值来控制每个周期内整流电路的工作时间，以满足整流电路输出侧的功率需求，进而在维持峰值电流的同时降低整流电路中开关频率。
在一种可能实现的方式中，所述控制电路具体用于响应于所述电源模组的输出功率小于所述预设输出功率，增大所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个；或者，响应于所述电源模组的输出功率大于或等于所述预设输出功率，减小所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个。
在本申请实施例中，当所述电源模组的输出功率小于所述预设输出功率时，即可以理解为输出侧功率需求减小，此时控制电路增大所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个，以控制整流电路的减小工作时间，进而减小整流电路的输出功率。
第三方面，本申请实施例还提供了一种电源模组，包括整流电路和功率因数校正电路，所述整流电路的两个输入端用于接收交流电，所述整流电路的两个输出端用于输出直流电，所述功率因数校正电路串联于所述整流电路的两个所述输出端之间，所述功率因数校正电路包括电感、一个可控开关管和输出电容，一个所述可控开关管的源极经所述电感连接一个所述输出端，所述一个可控开关管的漏极连接另一个所述输出端，所述输出电容并联于一个所述可控开关管的源极和漏极之间；其中，响应于所述交流电的瞬时电压的绝对值或所述直流电的电压值上升至大于或等于工作电压阈值，所述一个可控开关管交替导通或关断；响应于所述交流电的瞬时电压的绝对值或所述直流电的电压值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，所述一个可控开关管保持关断。
在一种可能实现的方式中，响应于所述功率因数校正电路的输出功率与预设输出功率的比较结果，调节所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个。
在一种可能实现的方式中，响应于所述功率因数校正电路的输出功率小于所述预设输出功率，增大所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个；或者，响应于所述功率因数校正电路的输出功率大于或等于所述预设输出功率，减小所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个。
在一种可能实现的方式中，还包括隔离式变换电路或非隔离变换电路；所述隔离式变换电路或所述非隔离变换电路用于接收所述整流电路的输出。
应理解，本申请的第三方面提供的电源模组与本申请第一方面或第二方面的技术方案一致，其具体内容以及有益效果可参考上述第一方面中提供的电源模组或第二方面中提供的控制电路，此处不再进行赘述。
第四方面，本申请实施例还提供了一种电源模组，包括整流电路和串联电路，所述整流电路的两个输入端用于接收交流电，所述整流电路的两个输出端用于输出直流电，所述串联电路包括两个可控开关管，一个所述可控开关管源极连接另一个所述可控开关管的漏极，一个所述可控开关管的漏极连接一个所述输出端，另一个所述可控开关管的源极连接另一个所述输出端，其中，响应于所述交流电的瞬时电压的绝对值或所述直流电的电压值上升至大于或等于工作电压阈值，两个所述可控开关管交替互补导通或关断；响应于所述交流电的瞬时电压的绝对值或所述直流电的电压值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，两个所述可控开关管中的至少一个保持关断。
在一种可能实现的方式中，还包括隔离式变换电路，所述串联电路为隔离式变换电路的桥臂；所述隔离式变换电路包括谐振变换电路、半桥正激变换电路、非对称半桥反激变换电路或有源钳位反激变换电路中的一种。
在一种可能实现的方式中，所述隔离式变换电路为非对称半桥反激变换电路，所述串联电路属于所述非对称半桥反激变换电路的桥臂，所述非对称半桥反激变换电路还包括变压器，所述变压器包括原边绕组和副边绕组；所述原边绕组的同名端连接一个所述可控开关管源极和另一个所述可控开关管的漏极，所述原边绕组的异名端连接另一个所述输出端和另一个所述可控开关管的源极，所述原边绕组的同名端与所述副边绕组的同名端方向相反。
在一种可能实现的方式中，所述串联电路还包括钳位电容，所述隔离式变换电路为有源钳位反激变换电路，所述串联电路属于有源钳位反激变换电路的桥臂，所述有源钳位反激变换电路还包括变压器，所述变压器包括原边绕组和副边绕组；所述钳位电容的一端连接一个所述输出端和所述原边绕组的异名端，所述钳位电容的另一端连接一个所述可控开关管的漏极，所述原边绕组的同名端连接一个所述可控开关管源极和另一个所述可控开关管的漏极，所述原边绕组的同名端与所述副边绕组的同名端方向相反。
应理解，本申请的第四方面提供的电源模组与本申请第一方面或第二方面的技术方案一致，其具体内容以及有益效果可参考上述第一方面中提供的电源模组或第二方面中提供的控制电路，此处不再进行赘述。
第五方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括如上述第一方面、第三方面或第四方面提供的所述电源模组或如第二方面提供的所述控制电路。
应理解，本申请的第五方面提供的电子设备与本申请第一方面或第二方面的技术方案一致，其具体内容以及有益效果可参考上述第一方面中提供的电源模组或第二方面中提供的控制电路，此处不再进行赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请实施例提供的一种应用场景示意图。
图2是本申请实施例提供的一种电源模组的结构示意图。
图3是本申请实施例提供的一种电源模组的电路拓扑示意图。
图4是本申请实施例提供的一组电源模组输入输出的时域波形示意图。
图5是本申请实施例提供的另一组电源模组输入输出的时域波形示意图。
图6是本申请实施例提供的另一种电源模组的结构示意图。
图7是本申请实施例提供的一种控制电路的结构示意图。
图8是本申请实施例提供的又一种电源模组的结构示意图。
图9是本申请实施例提供的另一种电源模组的电路拓扑示意图。
图10是本申请实施例提供的又一组电源模组输入输出的时域波形示意图。
图11是本申请实施例提供的又一组电源模组输入输出的时域波形示意图。
图12是本申请实施例提供的又一种电源模组的结构示意图。
图13是本申请实施例提供的又一种电源模组的电路拓扑示意图。
图14是本申请实施例提供的又一种电源模组的电路拓扑示意图。
图15是本申请实施例提供的又一种电源模组的电路拓扑示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例进行描述。
本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，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，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，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。“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，包括单项(个)或复数项(个)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”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
在本文中提及“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。
“耦合”和“连接”用于表示电性连接，包括通过导线或连接端直接相连或通过其他器件(如本申请实施例中的电感、电容或电阻等)间接相连。因此“耦合”和“连接”应被视为是一种广义上的电子通信连接。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或连接可以是通过一些接口，装置、单元或器件的间接耦合或连接，可以是通信、电性或其它的形式。
各电路或其它组件可描述为或称为“用于”执行一项或多项任务。在这种情况下，“用于”用来通过指示电路/组件包括在操作期间执行一项或多项任务的结构(例如电路系统)来暗指结构。因此，即使当指定的电路/组件当前不可操作(例如未打开)时，该电路/组件也可以称为用于执行该任务。与“用于”措辞一起使用的电路/组件包括硬件，例如执行操作的电路等。
在本说明书中使用的术语“部件”、“模块”、“系统”等用于表示计算机相关的实体、硬件、固件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件。例如，部件可以是但不限于，在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或计算机。通过图示，在计算设备上运行的应用和计算设备都可以是部件。一个或多个部件可驻留在进程和/或执行线程中，部件可位于一个计算机上和/或分布在2个或更多个计算机之间。此外，这些部件可从在上面存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。部件可例如根据具有一个或多个数据分组(例如来自与本地系统、分布式系统和/或网络间的另一部件交互的二个部件的数据，例如通过信号与其它系统交互的互联网)的信号通过本地和/或远程进程来通信。
图1是本申请实施例提供的一种应用场景示意图。如图1所示，该应用场景中可以包括电源模组10以及电子设备20。其中，电源模组10可以接收电源并为电子设备20供电，另外，在另一些可能实现的实施例中，电源模组10可以同时输出至少两个不同电压并为多个电子设备20供电。
示例性的，电子设备20内安装有电池。示例性的，电子设备20可以为智能手机、平板电脑(tablet computer)，膝上型电脑(laptop computer)，智能手表、智能手环、智能头盔、智能眼镜、蓝牙耳机等可穿戴设备，还可以是电动汽车、无人机和扫地机器人，等等。电子设备20中的电池可以是铅酸电池、镍镉电池、镍铁电池、镍氢电池、锂离子电池等中的任意一种。示例性的，电子设备20内未安装电池。示例性的，电子设备20可以为台式电脑、座机、射频识别(radio frequency identification，RFID)卡，等等。
现有的电源模组10中通常包括整流电路和功率因数校正(Power FactorCorrection，PFC)电路。在电源模组运行时，该功率因数校正电路可以控制输入电流产生的谐波并实现功率因数校正，以减小电子设备注入到电网当中的谐波。但是，现有技术中包括有功率因数校正电路的电源模组或电子设备，其结构复杂元器件多，体积大，制约了电子设备或电源模组向大功率小型化的方向演进，也影响了电子设备或电源模组的供电效率。
图2是本申请实施例提供的一种电源模组的结构示意图。本申请实施例的技术方案可以在图2举例所示的结构或类似的结构中具体实施。如图2所示，该电源模组10用于接收交流电V1输出直流电V2，该电源模组10包括两个输入端、两个输出端、电感LB、整流电路11和输出电容CB。该电源模组10还可以包括控制电路12，控制电路12用于控制整流电路11。
具体的，该整流电路11包括第一桥臂101和第二桥臂102，第一桥臂101包括两个可控开关管，第一桥臂101的桥臂中点经电感LB连接一个所述输入端，第二桥臂102的桥臂中点连接另一个所述输入端，第一桥臂101、第二桥臂102、输出电容CB并联于整流电路11的两个输出端之间。
其中，响应于两个输入端接收的交流电V1的瞬时电压的绝对值上升至大于或等于工作电压阈值，整流电路11运行于工作状态，第一桥臂101的两个可控开关管交替互补导通或关断。响应于两个输入端接收的交流电V1的瞬时电压的绝对值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，整流电路11运行于待机状态，第一桥臂101中的两个可控开关管中的至少一个保持关断。
另外，至少两个可控开关管交替互补导通或关断是指当有两个可控开关管交替互补导通时，一个可控开关管和另一个可控开关管分别在导通或关断的状态来回切换的同时，若一个可控开关管导通则另一个可控开关管关断，若一个可控开关管关断则另一个可控开关管导通。
图3是本申请实施例提供的一种电源模组的电路拓扑示意图。本申请实施例的技术方案可以在图3举例所示的结构或类似的结构中具体实施。如图3所示，该电源模组10包括整流电路11和控制电路12。
具体的，第一桥臂101中的一个可控开关管为可控开关管QH，另一个可控开关管为可控开关管QL。第二桥臂102的一个开关管为开关管SH，另一个开关管为开关管SL。第一桥臂101中可控开关管QH的源极与可控开关管QL的漏极相连接构成第一桥臂101的桥臂中点，第二桥臂102中开关管SH的源极与开关管SL的漏极相连接构成第二桥臂102的桥臂中点，第一桥臂101中可控开关管QH的漏极、第二桥臂102中开关管SH的漏极与一个输出端连接，第一桥臂101中可控开关管QL的源极、第二桥臂中开关管SL的源极与另一个输出端连接。
在一种实施方式中，第一桥臂101中的一个可控开关管QH和另一个可控开关管QL为整流电路11中的两个可控开关管。响应于两个输入端接收的交流电V1的瞬时电压的绝对值上升至大于或等于工作电压阈值，整流电路11运行于工作状态。响应于两个输入端接收的交流电V1的瞬时电压的绝对值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，整流电路11运行于待机状态。其中，两个输入端可以理解为整流电路11的两个输入端，整流电路11运行于工作状态，第一桥臂101中的一个可控开关管QH和另一个可控开关管QL交替互补导通或关断。整流电路11运行于待机状态，第一桥臂101中的一个可控开关管QH和另一个可控开关管QL中的至少一个保持关断。其中，在整流电路11运行于工作状态或待机状态下时，控制电路12可以输出两个控制信号G1和G2分别控制整流电路11中第一桥臂101中的一个可控开关管QH和另一个可控开关管QL导通或关断。另外，针对控制电路12的具体内容可以对应参考下述图7实施例的相关描述，本申请实施例在此暂不叙述。
在一种实施方式中，第一桥臂101中的一个可控开关管QH和另一个可控开关管QL中的至少一个保持关断，可以理解为整流电路11运行于待机状态时，第一桥臂101的两个可控开关管QH和QH中主可控开关管至少保持关断，辅助可控开关管可以保持关断还可以偶尔导通。如上述图3所示的电路结构中，响应于所述交流电V1的瞬时电压大于或等于0，即交流电V1处于正半周期，第一桥臂101中的另一个可控开关管QL为整流电路11的主可控开关管，一个可控开关管QH为整流电路11的辅助可控开关管。整流电路11运行于待机状态时，第一桥臂101中的另一个可控开关管QL需要保持关断，第一桥臂101中的一个可控开关管QH可以保持关断，也可以偶尔导通。响应于所述交流电V1的瞬时电压大于或等于0，即交流电V1处于负半周期，第一桥臂101中的一个可控开关管QH为整流电路11的主可控开关管，另一个可控开关管QL为整流电路11的辅助可控开关管。在整流电路11运行于待机状态时，第一桥臂101中的一个可控开关管QH需要保持关断，第一桥臂101中的另一个可控开关管QL可以保持关断，也可以偶尔导通。
在一种实施方式中，第二桥臂102中的一个开关管SH和另一个开关管SL可以为可控开关管，还可以为不可控二级管。其中，在第二桥臂102中的一个可控开关管SH和另一个可控开关管SL均为可控开关管的情况下，响应于所述交流电V1的瞬时电压大于或等于0，即在交流电V1处于正半周期，所述第二桥臂102中一个可控开关管SH保持关断，所述第二桥臂102中另一个可控开关管SL保持导通。响应于所述交流电V1的瞬时电压小于0，即在交流电V1处于负半周期，所述第二桥臂102中一个可控开关管SH保持导通，所述第二桥臂102中另一个可控开关管SL保持关断。第二桥臂102中的两个可控开关管需要在交流电处于不同的输入周期时分别保持关断，保证整流电路可以将接收到的交流电转换为直流电，进而保证电源模组的稳定性。控制电路12还可以输出两个控制信号G3和G4分别控制整流电路11中第二桥臂102中的一个可控开关管SH和另一个可控开关管SL导通或关断。另外，针对控制电路12的具体内容可以对应参考下述图7所示实施例的相关描述，本申请实施例在此暂不叙述。
在一种实施方式中，第二桥臂102中的一个开关管SH和另一个开关管SL为不可控二级管。响应于所述交流电V1的瞬时电压大于或等于0，即在交流电V1处于正半周期，此时所述第二桥臂102中一个不可控二级管SH关断，所述第二桥臂102中另一个不可控二级管SL导通。响应于所述交流电V1的瞬时电压小于0，即在交流电V1处于负半周期，此时电流方向与交流电V1处于正半周期的电流方向相反，因此所述第二桥臂102中一个不可控二级管SH导通，所述第二桥臂102中另一个不可控二级管SL关断。第二桥臂102中的两个开关管需要在交流电处于不同的输入周期时分别保持关断，保证整流电路可以将接收到的交流电转换为直流电，进而保证电源模组的稳定性。
需要说明的是，本申请及以下相关实施例中涉及到的可控开关管可以是金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)。示例性的，为NMOS管或PMOS管，本申请实施例对其可控开关管的种类并不做具体的限制。
图4是本申请实施例提供的一组电源模组输入输出的时域波形示意图。如图4所示，交流电V1作为整流电路11的输入，随时间变化呈正弦变化。整流电路11输出的直流电V2跟随交流电V1呈周期性变化。响应于两个所述输入端接收的交流电V1的瞬时电压的绝对值与工作电压阈值的比较结果，整流电路11运行于工作状态或待机状态。响应于两个所述输入端接收的交流电V1的瞬时电压的绝对值与待机电压阈值的比较结果，整流电路11运行于工作状态或待机状态。
需要说明的是，为了电源模组10的供电需求以及满足在供电过程中整流电路11交替运行于工作状态和待机状态，一般在输入电压逐渐增大时，对比交流电V1的瞬时电压与工作电压阈值的大小，并在输入电压逐渐减小时，对比交流电V1的瞬时电压与待机电压阈值的大小。该输入电压可以理解为两个输入端接收到的交流电的瞬时电压。其中，工作电压阈值的大小与待机电压阈值的大小不相关。本申请实施例对工作电压阈值的大小与待机电压阈值的大小不作具体的限定。
示例性的，在交流电V1的瞬时电压的绝对值逐渐上升时，对比交流电V1的瞬时电压的绝对值与工作电压阈值。响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值逐渐上升但仍小于工作电压阈值，第一桥臂101中的一个可控开关管QH和另一个可控开关管QL中的至少一个保持关断。响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值上升至大于或等于工作电压阈值，第一桥臂101中的一个可控开关管QH和另一个可控开关管QL交替互补导通或关断。
在交流电V1的瞬时电压的绝对值从峰值逐渐下降时，对比交流电V1的瞬时电压的绝对值与待机电压阈值，响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值从峰值逐渐下降但仍大于待机电压阈值时，第一桥臂101中的一个可控开关管QH和另一个可控开关管QL交替互补导通或关断。
响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，第一桥臂101中的一个可控开关管QH和另一个可控开关管QL中的至少一个保持关断。
如图4所示，针对于交流电V1，在0-t1时段为待机时间Toff，整流电路11运行于待机状态，电源模组10的输入电流ILB为0。在t1-t2时段为工作时间Ton，整流电路11运行于工作状态，电源模组10的输入电流ILB不为0。在t2-t4时段为待机时间Toff，整流电路11运行于待机状态，电源模组10的输入电流ILB为0。在t4-t6时段为工作时间Ton，整流电路11运行于工作状态，电源模组10的输入电流ILB不为0。需要说明的是，电源模组10的输入电流ILB可以理解为流经电感LB的电流。
在一种实施方式中，响应于电源模组的输出功率与预设输出功率的比较结果，调节工作电压阈值或待机电压阈值中的至少一个。现有技术中，为了满足输出侧的功率需求，现有的功率因数校正电路往往会减小峰值电流或者以Burst模式间歇式的工作。但是减小峰值电流意味着功率因数校正电路中的开关频率的提升，开关器件的关断损耗和磁芯损耗均会随之增加。以Burst模式间歇式的工作会造成开关频率过高、效率低和输出纹波大的缺点。在本申请实施例中，该电源模组10不仅能够实现功率因数校正，还可以通过控制工作电压阈值或待机电压阈值来控制每个周期内整流电路的工作时间，来以满足输出侧的功率需求，可以在维持较高的峰值电流的情况下，减小开关频率。
在一种实施方式中，响应于电源模组10的输出功率小于预设输出功率，增大所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个。当电源模组10的输出功率小于预设输出功率时，可以理解为输出侧功率需求减小，此时可以增大所述工作电压阈值或待机电压阈值中的至少一个，使得整流电路11在交流电V1的瞬时电压的绝对值更慢的上升至工作电压阈值，或者使得整流电路11在交流电V1的瞬时电压的绝对值从峰值更快的下降至待机电压阈值，以减小电源模组10中整流电路11的工作时间，进而在整个输入周期内输出侧的等效功率相应减小。
在一种实施方式中，响应于电源模组10的输出功率大于或等于预设输出功率，减小所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个。当电源模组10的输出功率大于或等于预设输出功率时，可以理解为输出侧功率需求增加，此时可以减小所述工作电压阈值或待机电压阈值中的至少一个，使得整流电路11在交流电V1的瞬时电压的绝对值更快的上升至工作电压阈值，或者使得整流电路11在交流电V1的瞬时电压的绝对值从峰值更慢的下降至待机电压阈值，以减小电源模组10中整流电路11的工作时间，进而在整个输入周期内输出侧的等效功率相应减小。
如上述图4所示，交流电V1的瞬时电压逐渐上升时，对比交流电V1的瞬时电压的绝对值与工作电压阈值。响应于两个输入端接收的交流电V1的瞬时电压的绝对值上升至大于或等于工作电压阈值，第一桥臂101中的一个可控开关管QH和另一个可控开关管QL交替互补导通或关断，电源模组10的输入电流ILB不为0。交流电V1的瞬时电压从峰值逐渐下降时，对比交流电V1的瞬时电压的绝对值与待机电压阈值。响应于两个输入端接收的交流电V1的瞬时电压的绝对值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，第一桥臂101中的一个可控开关管QH和另一个可控开关管QL中的至少一个保持关断，电源模组10的输入电流ILB为0。如上述所述，在整个交流电的周期内，交流电V1的瞬时电压是呈周期性变化的，本申请实施例可以通过控制整流电路11在整个交流电的周期内处于工作状态的工作时间Ton的长短，来控制输出侧的输出功率的大小。
图5是本申请实施例提供的另一组电源模组输入输出的时域波形示意图。如图5所示，在电源模组10的输出功率小于预设输出功率时，增大工作电压阈值或增大待机电压阈值中的至少一个，即本申请实施例中的工作电压阈值大于上述图4所示实施例中的工作电压阈值，而且本申请实施例中的待机电压阈值大于上述图4所示实施例中的待机电压阈值。相较与上述图4所示实施例，本申请实施例减小了整流电路11处于工作状态下的工作时间，进而减小输出侧的输出功率。
在一种实施方式中，电源模组还包括隔离式变换电路或非隔离变换电路。所述隔离式变换电路或所述非隔离变换电路用于接收所述整流电路的输出。图6是本申请实施例提供的另一种电源模组的结构示意图。如图6所示，电源模组10还包括隔离式变换电路13，该隔离式变换电路13可以作为负载并接收所述整流电路11的输出。电源模组10还可以包括非隔离变换电路，非隔离变换电路可以作为负载接收所述整流电路11的输出并向电子设备20进行供电，该非隔离变换电路未图示。
示例性的，隔离式变换电路13可以为谐振变换器LLC，非对称半桥反激变换器(Asymmetrical Half-Bridge Flyback Converters，AHB)、半桥正激变换器，单端反激变换器、有源钳位反激变换器(Active Clamp Flyback，ACF)中的一种，本申请实施例对隔离式变换电路的类型不做具体的限制。
示例性的，非隔离式变换电路可以为升压变换器、降压变换器或升降压变换器中的一种。本申请实施例对非隔离式变换电路的类型不做具体的限制。
另外，电源模组10还可以包括隔离式变换电路13和非隔离变换电路，隔离式变换电路13可以作为整流电路11的负载接收整流电路11的输出并将整流电路11的输出进行电压变换后输入非隔离变换电路，非隔离变换电路接收隔离式变换电路13的输入并向电子设备20进行供电。
图7是本申请实施例提供的一种控制电路的结构示意图。本申请实施例的技术方案可以在图7举例所示的结构或类似的结构中具体实施。
如图7所示，该控制电路12用于控制电源模组10的整流电路11，该电源模组10用于接收交流电V1输出直流电V2，该电源模组10包括两个输入端、两个输出端、电感LB、整流电路11和输出电容CB。该整流电路11包括第一桥臂101和第二桥臂102，第一桥臂101包括两个可控开关管，第一桥臂101的桥臂中点经电感LB连接一个所述输入端，第二桥臂102的桥臂中点连接另一个所述输入端，第一桥臂101、第二桥臂102、输出电容CB并联于整流电路11的两个输出端之间。
其中，控制电路12具体用于响应于两个输入端接收的交流电V1的瞬时电压的绝对值与预设电压阈值的比较结果，输出控制信号G控制所述整流电路11运行于工作状态或待机状态。该预设电压阈值包括工作电压阈值和待机电压阈值。
具体的，该电源模组10可以是上述图2-图3中提供的电源模组10，本申请实施例可以通过电源模组10中的采样电路采样获取交流电V1的瞬时电压的绝对值，其中，该采样电路未图示。控制电路12将两个输入端接收的交流电V1的瞬时电压的绝对值与预设电压阈值进行对比。响应于不同的比较结果分别输出不同的至少一个控制信号G分别控制第一桥臂101中的两个可控开关管导通或关断。示例性的，响应于两个输入端接收的交流电V1的瞬时电压的绝对值上升至大于或等于工作电压阈值，控制第一桥臂101的两个可控开关管交替互补导通或关断；响应于两个输入端接收的交流电V1的瞬时电压的绝对值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，控制第一桥臂101的两个可控开关管中的至少一个保持关断。本申请实施例提供的控制电路可以控制整流电路11交替运行于工作状态或待机状态，抑制输入电流谐波，达到功率因数校正的目的。
其中，预设电压阈值包括工作电压阈值和待电机电压阈值，控制电路12用于响应于两个输入端接收的交流电V1的瞬时电压的绝对值上升至大于或等于工作电压阈值，输出两个第一控制信号。响应于两个输入端接收的交流电V1的瞬时电压的绝对值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，输出至少一个第二控制信号。其中，输出的两个第一控制信号分别用于控制第一桥臂101的两个可控开关管交替互补导通或关断，输出的两个第二控制信号分别用于控制第一桥臂101的两个可控开关管的至少一个保持关断。
示例性的，跟踪电源模组10两个输入端接收到的交流电V1的瞬时电压，控制电路12对比交流电V1的瞬时电压与工作电压阈值或待机电压阈值。响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值上升至大于工作电压阈值，输出两个第一控制信号分别控制整流电路11中第一桥臂101中的一个可控开关管QH和另一个可控开关管QL交替互补导通或关断，整流电路11运行于工作状态。响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值从峰值下降至小于待机电压阈值，输出至少一个第二控制信号控制整流电路11的第一桥臂101的一个可控开关管QH和另一个可控开关管QL中至少一个可控开关管保持关断，整流电路11可以运行于待机状态。
在一种实施方式中，第二桥臂102包括两个可控开关管，控制电路12还用于响应于交流电V1的瞬时电压大于或等于0，输出一个第二控制信号控制第二桥臂102中一个可控开关管SH保持关断，输出一个第三控制信号控制第二桥臂102中另一个可控开关管SL保持导通。响应于交流电V1的瞬时电压小于0，输出一个第三控制信号控制第二桥臂102中一个可控开关管SH保持导通，输出一个第二控制信号控制第二桥臂102中另一个可控开关管SL保持关断。
可以理解的是，第一控制信号可以为高低电平交替的脉冲信号，可以控制可控开关管交替导通或关断。第二控制信号可以为连续低电平的信号可以控制可控开关管保持关断。第三控制信号可以为连续高电平的信号可以控制可控开关管保持导通。
需要说明的是，本申请实施例以及下述相关实施例涉及到的控制信号为第一控制信号、第二控制信号或第三控制信号中的一种。
还可以理解的是，本申请实施例中的控制电路12可以通过如比较器或者其他相关器件进行交流电V1的瞬时电压的绝对值与预设电压阈值的对比，本申请实施例对此不做具体的限定。
在一种实施方式中，控制电路12还用于响应于所述电源模组的输出功率与预设输出功率的比较结果，调节所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个。在本申请实施例中，通过调节工作电压阈值或待机电压阈值的大小来控制每个周期内整流电路11的工作时间，来以满足输出侧的功率需求，可以在维持峰值电流的情况下，降低整流电路11的开关频率不会过高，减小输出侧的输出纹波。
示例性的，响应于所述电源模组的输出功率小于所述预设输出功率，增大所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个，使得整流电路11的工作时间Ton减小，待机时间Toff增大，进而减小输出侧的功率。响应于所述电源模组的输出功率大于或等于所述预设输出功率，减小所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个，使得整流电路11的工作时间Ton增大，待机时间Toff减小，进而增大输出侧的功率。
在一种实施方式中，控制电路12还用于响应于输出电容两端的电压与预设输出电压的比较结果，调整所述第一控制信号的频率或占空比。
可以理解的是，第一控制信号的频率是指每秒钟信号从高电平到低电平再回到高电平的次数，第一控制信号的占空比是高电平持续时间和低电平持续时间之间的比例。示例性的，控制电路输出的两个第一控制信号分别控制整流电路11中第一桥臂101中的一个可控开关管QH和另一个可控开关管QL交替互补导通或关断。响应于输出电容CB两端的电压与预设输出电压的比较结果，需要调整第一控制信号的频率或占空比，以控制可控开关管交替导通或关断的频率或占空比，进而控制整流电路11的工作频率，提高整流电路11输出的稳定性。
示例性的，响应于输出电容CB两端的电压小于所述预设输出电压时，需要控制输入电流加大，输出电容CB两端的电压大于或等于所述预设输出电压时，需要控制输入电流减小。因此响应于输出电容CB两端的电压小于所述预设输出电压的比较结果，减小第一控制信号的频率或增大第一控制信号的占空比，使得第一桥臂101中的两个可控开关管导通时间加长。响应于输出电容两端的电压大于或等于所述预设输出电压的比较结果，增大第一控制信号的频率或减小第一控制信号的占空比，使得第一桥臂101中的两个可控开关管导通时间减小。
另外，本申请实施例对预设输出电压并不做具体的限定，其预设输出电压的大小可以根据负载进行相应的调整。
示例性的，所述整流电路11的负载也会影响到第一桥臂101中的两个可控开关管导通或关断的频率和占空比。其中，所述整流电路11的负载增大或者负载的阻抗值大于或等于预设值时，需要控制输入电流上升，所述整流电路11的负载减小或者负载的阻抗值小于预设值时，需要控制输入电流下降，以满足输出侧功率的需求。因此响应于负载增大，减小第一控制信号的频率或增大第一控制信号的占空比，使得第一桥臂101中的两个可控开关管导通时间加长。响应于负载减小，增大第一控制信号的频率或减小第一控制信号的占空比，使得第一桥臂101中的两个可控开关管导通时间减小。
需要说明的是，上述第一控制信号的频率以及占空比的调整只是在控制变量的情况下可能实现的情况，在实际运行中，为满足输出侧的功率以及减小可控开关管的损耗，第一控制信号的频率以及占空比的调整需要依据电路的变化实际进行调整。
在一种实施方式中，控制电路包括驱动电路，该驱动电路连接可控开关管的门极以控制可控开关管的导通或关断。示例性的，该驱动电路连接第一桥臂101中两个可控开关管的门极并分别输出控制信号控制第一桥臂101中两个可控开关管的导通或关断。需要说明的是，一个可控开关管对应一个控制信号，该控制信号可以是第一控制信号、第二控制信号和第三控制信号中的一个。如上述图3所示，第一桥臂101中的一个可控开关管QH接收控制信号G1，第一桥臂101中的另一个可控开关管QL接收控制信号G2，第二桥臂102中的一个可控开关管SH接收控制信号G3，第二桥臂102中的另一个可控开关管SL接收控制信号G4。另外，本申请对驱动电路的具体电路结构并不做具体的限定。
图8是本申请实施例提供的又一种电源模组的结构示意图。本申请实施例的技术方案可以在图8举例所示的结构或类似的结构中具体实施。如图8所示，该电源模组10包括整流电路11和功率因数校正电路14。
其中，整流电路11的两个输入端用于接收交流电V1，整流电路11的两个输出端用于输出直流电V2，功率因数校正电路14串联于整流电路11的两个输出端之间，功率因数校正电路14接收所述整流电路11的输出并输出电压VB。功率因数校正电路包括电感、一个可控开关管和输出电容，一个可控开关管的源极经电感连接一个输出端，一个可控开关管的漏极连接另一个输出端，输出电容并联于一个可控开关管的源极和漏极之间。
图9是本申请实施例提供的另一种电源模组的电路拓扑示意图。本申请实施例的技术方案可以在图8举例所示的结构或类似的结构中具体实施。如图9所示，该电源模组10包括整流电路11和功率因数校正电路14。
具体的，整流电路11用于接收交流电V1并输出直流电V2为功率因数校正电路14提供输入电压。如图9所示，本申请实施例中的整流电路11为全桥不控整流电路。其中，整流电路11包括四个不可控整流二级管D1、D2、D3和D4。整流二级管D1的阳极连接整流二级管D2的阴极并作为整流电路11的一个输入端，整流二级管D3的阳极连接整流二级管D4的阴极并作为整流电路11的另一个输入端。整流二级管D1的阴极连接整流二级管D3的阴极并作为整流电路11的一个输出端，整流二级管D2的阳极连接整流二级管D4的阳极并接地作为整流电路11的另一个输入端。示例性的，整流电路11还可以为有源整流电路、可控整流电路中的一种，本申请实施例对整流电路11的类型不做具体的限制。
如图9所示，功率因数校正电路14包括电感LB、一个可控开关管Q1和输出电容CB，功率因数校正电路14还包括二级管D。其中，一个可控开关管Q1的源极经电感LB连接一个输出端，一个可控开关管Q1的漏极连接另一个输出端，输出电容CB并联于一个可控开关管Q1的源极和漏极之间，二级管D串联在输出电容CB和可控开关管Q1的源极之间，二级管D的阴极连接输出电容CB的正极。其中该一个可控开关管Q1也可以被称之为第一可控开关管Q1。
其中，响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值上升至大于或等于工作电压阈值，第一可控开关管Q1交替导通或关断。响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，第一可控开关管Q1保持关断。其中，第一可控开关管Q1交替导通或关断，功率因数校正电路14运行于工作状态。第一可控开关管Q1保持关断，功率因数校正电路14运行于待机状态。
图10是本申请实施例提供的又一组电源模组输入输出的时域波形示意图。本申请实施例的技术方案可以在图9举例所示的结构或类似的结构中具体实施。如图10所示，整流电路11用于接收交流电V1并输出直流电V2，功率因数校正电路14接收所述整流电路11的输出并输出电压VB，其中，流经电感LB为该电源模组10的输入电流。
具体的，响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值上升至大于或等于工作电压阈值，第一可控开关管Q1交替导通或关断。此时，电感LB跟随第一可控开关管Q1交替励磁或去磁，输出电容CB跟随第一可控开关管Q1交替充电或放电。其中，当第一可控开关管Q1导通时，整流电路11的输出直接给电感LB充电。当第一可控开关管Q1关断时，电感LB中存储的能量会通过二极管D给输出电容CB放电，同时整流电路11的输出也会通过二极管D给输出电容CB放电，二者叠加，实现升压变换。响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，第一可控开关管Q1保持关断，功率因数校正电路14运行于待机状态。此时，第一可控开关管Q1关断，电感LB去磁，仅整流电路11的输入提供功率因数校正电路14的输出电压VB。
如图10所示，针对于交流电V1或直流电V2，在0-t1时段为待机时间Toff，整流电路11运行于待机状态，电源模组10的输入电流ILB为0。在t1-t2时段为工作时间Ton，整流电路11运行于工作状态，电源模组10的输入电流ILB不为0。在t2-t4时段为待机时间Toff，整流电路11运行于待机状态，电源模组10的输入电流ILB为0。在t4-t6时段为工作时间Ton，整流电路11运行于工作状态，电源模组10的输入电流ILB不为0。需要说明的是，电源模组10的输入电流ILB可以理解为流经电感LB的电流。
在一种实现方式中，电源模组10还包括控制电路12，该控制电路用于控制功率因数校正电路14运行于工作状态或待机状态。如图9所示，控制电路输出控制信号G控制第一可控开关管Q1导通或关断。示例性的，响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值上升至大于或等于工作电压阈值，控制信号G为高低电平交替的脉冲信号用于控制第一可控开关管Q1交替导通或关断。响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，控制信号G为连续低电平的信号用于控制第一可控开关管Q1保持关断。
在一种实现方式中，功率因数校正电路14中的一个可控开关管还兼顾于临界导通模式(Critical Conduction Mode，CRM)。其中，响应于电感LB对应的输入电流ILB过零且交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值上升至大于或等于工作电压阈值，第一可控开关管Q1交替导通或关断。响应于电感LB对应的输入电流ILB达到峰值且交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，第一可控开关管Q1保持关断。当电感LB对应的输入电流ILB过零时，对比交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值与工作电压阈值的比较结果，若交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值上升至大于或等于工作电压阈值，第一可控开关管Q1交替导通或关断，电感进行励磁，电感LB对应的输入电流ILB上升。当电感LB对应的输入电流ILB达到峰值电流后，对比交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值与待机电压阈值的比较结果，若交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，第一可控开关管Q1保持关断，电感LB对应的输入电流ILB经二极管D续流，电感进行去磁，电感LB对应的输入电流ILB下降，直至电感LB对应的输入电流ILB再次降为0。
在一种实现方式中，响应于功率因数校正电路14的输出功率与预设输出功率的比较结果，调节工作电压阈值或待机电压阈值中的至少一个。其中，当功率因数校正电路14的输出功率大于或等于预设输出功率时，可以理解为功率因数校正电路14运行于重载模式，需要向输出侧提供更高的输出功率。当功率因数校正电路14的输出功率小于预设输出功率时，可以理解为功率因数校正电路14运行于轻载模式或空载模式，需要向输出侧提供较低的输出功率。本申请实施例通过调整工作电压阈值或待机电压阈值的大小来控制每个周期内整流电路的工作时间，来以满足输出侧的功率需求，可以在减小开关频率的情况下，维持较高的峰值电流。
在一种实现方式中，响应于功率因数校正电路14的输出功率小于预设输出功率，增大工作电压阈值或待机电压阈值中的至少一个；或者，响应于功率因数校正电路14的输出功率大于或等于预设输出功率，减小工作电压阈值或待机电压阈值中的至少一个。响应于功率因数校正电路14的输出功率大于或等于预设输出功率，减小工作电压阈值或待机电压阈值中的至少一个。即响应于功率因数校正电路14的输出功率小于所述预设输出功率，增大所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个。响应于功率因数校正电路14的输出功率大于或等于所述预设输出功率，减小所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个。
图11是本申请实施例提供的又一组电源模组输入输出的时域波形示意图。本申请实施例的技术方案可以在图9举例所示的结构或类似的结构中具体实施。如图11所示，整流电路11用于接收交流电V1并输出直流电V2，功率因数校正电路14接收所述整流电路11的输出V2并输出电压VB，其中，流经电感LB为该电源模组10的输入电流。
如上述图11所示，交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值逐渐上升时，对比交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值与工作电压阈值。响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值上升至大于或等于工作电压阈值，功率因数校正电路14中的第一可控开关管Q1交替互补导通或关断，功率因数校正电路14运行于工作状态，电源模组10的输入电流ILB不为0。
交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值从峰值逐渐下降时，对比交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值与待机电压阈值。响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，功率因数校正电路14中的第一可控开关管Q1保持关断，功率因数校正电路14运行于待机状态，电源模组10的输入电流ILB为0。
如上述所述，在整个交流电的周期内，交流电V1的瞬时电压是呈周期性变化的，本申请实施例可以通过控制整流电路11处于工作状态的工作时间Ton的长短，来控制输出侧的输出功率的大小。而且相较于上述图10所示的工作电压阈值或待机电压阈值，本申请实施例的工作电压阈值或所述待机电压阈值更大。如图11所示，在每个交流电V1的输入周期内，即t1-t6时段内，本申请实施例中的工作时间Ton小于上述图10所示实施例的工作时间Ton，本申请实施例中的待机时间Toff大于上述图10所示实施例的待机时间Toff。因此在每个交流电V1的输入周期内，通过调制每个电网周期内功率因数校正电路14的工作时间来改变功率因数校正电路14的输出功率，以满足输出侧的功率需求。
需要说明的是，本申请实施例中针对功率因数校正电路14的调整方式以及取得的有益效果还可以对应参考上述图2-图7所示实施例中相关描述。
图12是本申请实施例提供的又一种电源模组的结构示意图。本申请实施例的技术方案可以在图12举例所示的结构或类似的结构中具体实施。如图12所示，该电源模组10包括整流电路11和串联电路15。
具体的，整流电路11的两个输入端用于接收交流电V1，整流电路11的两个输出端用于输出直流电V2。整流电路11的相关描述还可以对应参考上述图9所示实施例，本申请实施例不再赘述。
在一种实施例中，整流电路11还可以为有源整流电路、可控整流电路中的一种，本申请实施例对整流电路11的类型不做具体的限制。
图13是本申请实施例提供的又一种电源模组的电路拓扑示意图。本申请实施例的技术方案可以在图12举例所示的结构或类似的结构中具体实施。如图13所示，该电源模组10包括整流电路11和串联电路15。
如图13所示，串联电路15包括串联的两个可控开关管，即一个可控开关管Q2和另一个可控开关管Q3。一个可控开关管Q2的源极连接另一个可控开关管Q3的漏极，一个可控开关管Q2的漏极连接一个输出端，另一个可控开关管Q3的源极连接另一个输出端。即整流电路11的一个输出端连接一个可控开关管Q2的漏极并输出直流电，整流电路11的另一个输出端连接另一个可控开关管Q3的源极并接地。串联电路中两个可控开关管的导通状态可以用于控制该整流电路11输出的直流电为负载的供电状态，该负载用于接收上述整流电路11的输出。
示例性的，响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值上升至大于或等于工作电压阈值，一个可控开关管Q2和另一个可控开关管Q3交替互补导通或关断。响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，一个可控开关管Q2和另一个可控开关管Q3中的至少一个保持关断。其中，当串联电路15中的两个可控开关管交替互补导通或关断时，该整流电路11输出的直流电V2可以为负载的正常供电。当串联电路15中的两个可控开关管中的至少一个保持关断时，该整流电路11输出的直流电可以为负载的停止供电。
在一种实现方式中，该电源模组10还包括控制电路12。该控制电路12用于控制串联电路15中两个可控开关管的导通或关断。如图13所示，响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值上升至大于或等于工作电压阈值，控制电路分别输出两个第一控制信号控制一个可控开关管Q2和另一个可控开关管Q3交替互补导通或关断。示例性的，第一控制信号为高低电平交替的脉冲信号。响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，控制电路分别输出至少一个第二控制信号控制一个可控开关管Q2和另一个可控开关管Q3中的至少一个保持关断。示例性的，第二控制信号为持续的低电平信号。
在一种实现方式中，该串联电路15为隔离式变换电路的桥臂，隔离式变换电路用于接收整流电路的输出，串联电路15用于调节隔离式变换电路的工作状态或待机状态。
示例性的，隔离式变换电路可以为谐振变换器LLC，非对称半桥反激变换器(Asymmetrical Half-Bridge Flyback Converters，AHB)、半桥正激变换器，单端反激变换器、有源钳位反激变换器(Active Clamp Flyback，ACF)中的一种，本申请实施例对隔离式变换电路的类型不做具体的限制。
图14是本申请实施例提供的又一种电源模组的电路拓扑示意图。本申请实施例的技术方案可以在图12举例所示的结构或类似的结构中具体实施。如图14所示，该电源模组10包括整流电路11和隔离式变换电路13，隔离式变换电路13为非对称半桥反激变换器，串联电路15为非对称半桥反激变换器的桥臂。
如图14所示，非对称半桥反激变换器还包括变压器T，变压器T包括原边绕组和副边绕组。另外，本申请实施例中串联电路15的一个可控开关管Q2和另一个可控开关管Q3可以分别称为第二可控开关管Q2和第三可控开关管Q3。其中，原边绕组的同名端连接第二可控开关管Q2的源极和第三可控开关管Q3的漏极，所述原边绕组的异名端连接另一个所述输出端和第三可控开关管Q3的源极，原边绕组的同名端与副边绕组的同名端方向相反。即整流电路11的一个输出端连接第二可控开关管Q2的漏极并输出直流电V2，整流电路11的另一个输出端连接第三可控开关管Q3的源极和原边绕组的异名端并接地，第二可控开关管Q2源极连接第三可控开关管Q3的漏极和原边绕组的同名端。
需要说明的是，串联电路15中的第二可控开关管Q2为串联电路15的主可控开关管，第三可控开关管Q3为串联电路的辅助可控开关管。响应于交流电V1的瞬时电压的绝对值或直流电V2的电压值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，控制第二可控开关管Q2和第三可控开关管Q3中的至少一个保持关断时，可以理解为至少将第二可控开关管Q2保持关断，第三可控开关管Q3可以保持关断或偶尔导通。
在一种实现方式中，非对称半桥反激变换器还包括输出电容CB，副边绕组的两端分别连接输出电容CB的两端。示例性的，响应于非对称半桥反激变换器的输出功率与预设输出功率的比较结果，调节工作电压阈值或待机电压阈值中的至少一个。
图15是本申请实施例提供的又一种电源模组的电路拓扑示意图。本申请实施例的技术方案可以在图12举例所示的结构或类似的结构中具体实施。如图15所示，该电源模组10包括整流电路11和隔离式变换电路13，隔离式变换电路13为有源钳位反激变换器，串联电路15为有源钳位反激变换器的桥臂。
如图14所示，串联电路15还包括钳位电容CC，隔离式变换电路13为有源钳位反激变换电路，串联电路15属于有源钳位反激变换电路的桥臂，有源钳位反激变换电路还包括变压器T，变压器T包括原边绕组和副边绕组。其中，钳位电容CC的一端连接一个输出端和原边绕组的异名端，钳位电容CC的另一端连接第二可控开关管Q2的漏极，原边绕组的同名端连接第二可控开关管Q2的源极和第三可控开关管Q3的漏极。即整流电路11的一个输出端连接钳位电容CC的一端和原边绕组的异名端并输出直流电V2，钳位电容CC的另一端连接第二可控开关管Q2的漏极，整流电路11的另一个输出端连接第三可控开关管Q3的源极并接地，第二可控开关管Q2源极连接第三可控开关管Q3的漏极和原边绕组的同名端，原边绕组的同名端与副边绕组的同名端方向相反。
在一种实现方式中，有源钳位反激变换电路还包括输出电容CB，副边绕组的两端分别连接输出电容CB的两端。示例性的，响应于有源钳位反激变换电路的输出功率与预设输出功率的比较结果，调节工作电压阈值或待机电压阈值中的至少一个。
在一种实现方式中，该电源模组10还包括非隔离式变换电路，该非隔离式变换电路用于接收隔离式变换电路的输出并向电子设备20供电。
应理解，上述图14和图15提供的隔离式变换电路只是本申请实施例中的一种可能的实现方式，本申请实施例对其具体的电路结构并不做具体的限定。
还应理解，本申请实施例提供的电源模组与上述图2-上述图11的技术方案相似，其具体内容以及有益效果可参考上述图2-上述图11中提供的电源模组或控制电路，此处不再进行赘述。
在一种实施方式中，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括如上述图2-图6、图8-图15所述实施例提供的所述电源模组或如图7所述实施例提供的所述控制电路。其具体内容以及有益效果可参考上述实施例，此处不再进行赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可能可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以为个人计算机、服务端或者网络设备等，具体可以是计算机设备中的处理器)执行本申请各个实施例上述方法的全部或部分步骤。其中，而前述的存储介质可包括：U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、只读存储器(Read-Only Memory，缩写：ROM)或者随机存取存储器(Random Access Memory，缩写：RAM)等各种可以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精神和范围。

Claims (14)

1.一种电源模组，用于接收交流电输出直流电，其特征在于，包括两个输入端、两个输出端、电感、整流电路和输出电容，所述整流电路包括第一桥臂及第二桥臂，所述第一桥臂包括两个可控开关管，所述第一桥臂的桥臂中点经所述电感连接一个所述输入端，所述第二桥臂的桥臂中点连接另一个所述输入端，所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述输出电容并联于所述整流电路的两个输出端之间，其中：
响应于两个所述输入端接收的交流电的瞬时电压的绝对值上升至大于或等于工作电压阈值，所述第一桥臂的两个所述可控开关管交替互补导通或关断；
响应于两个所述输入端接收的交流电的瞬时电压的绝对值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，所述第一桥臂的两个所述可控开关管中的至少一个保持关断。
2.根据权利要求1所述电源模组，其特征在于，所述第二桥臂包括两个可控开关管；
响应于所述交流电的瞬时电压大于或等于0，所述第二桥臂中一个所述可控开关管保持关断，所述第二桥臂中另一个所述可控开关管保持导通；
响应于所述交流电的瞬时电压小于0，所述第二桥臂中一个所述可控开关管保持导通，所述第二桥臂中另一个所述可控开关管保持关断。
3.根据权利要求1所述电源模组，其特征在于，响应于所述电源模组的输出功率与预设输出功率的比较结果，调节所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个。
4.根据权利要求3所述电源模组，其特征在于，响应于所述电源模组的输出功率小于所述预设输出功率，增大所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个；或者，响应于所述电源模组的输出功率大于或等于所述预设输出功率，减小所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个。
5.一种控制电路，用于控制电源模组的整流电路，其特征在于，所述电源模组用于接收交流电输出直流电，所述电源模组包括两个输入端、两个输出端、电感、所述整流电路和输出电容，所述整流电路包括第一桥臂及第二桥臂，所述第一桥臂包括两个可控开关管，所述第一桥臂的桥臂中点经所述电感连接一个所述输入端，所述第二桥臂的桥臂中点连接另一所述输入端，所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述输出电容并联于所述整流电路的两个输出端之间，所述控制电路用于：
响应于两个所述输入端接收的所述交流电的瞬时电压的绝对值上升至大于或等于工作电压阈值，控制所述第一桥臂的两个所述可控开关管交替互补导通或关断；
响应于两个所述输入端接收的所述交流电的瞬时电压的绝对值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，控制所述第一桥臂的两个所述可控开关管中的至少一个保持关断。
6.根据权利要求5所述控制电路，其特征在于，所述第二桥臂包括两个可控开关管，所述控制电路还用于：
响应于所述交流电的瞬时电压大于或等于0，控制所述第二桥臂中一个所述可控开关管保持关断，控制所述第二桥臂中另一个可控开关管保持导通；
响应于所述交流电的瞬时电压小于0，控制所述第二桥臂中一个所述可控开关管保持导通，控制所述第二桥臂中另一个可控开关管保持关断。
7.根据权利要求5或6所述控制电路，其特征在于，所述控制电路具体用于：
响应于所述电源模组的输出功率小于所述预设输出功率，增大所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个；或者，响应于所述电源模组的输出功率大于或等于所述输出功率，减小所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个。
8.一种电源模组，其特征在于，包括整流电路和功率因数校正电路，所述整流电路的两个输入端用于接收交流电，所述整流电路的两个输出端用于输出直流电，所述功率因数校正电路串联于所述整流电路的两个所述输出端之间，所述功率因数校正电路包括电感、一个可控开关管和输出电容，一个所述可控开关管的源极经所述电感连接一个所述输出端，所述一个可控开关管的漏极连接另一个所述输出端，所述输出电容并联于一个所述可控开关管的源极和漏极之间，其中：
响应于所述交流电的瞬时电压的绝对值或所述直流电的电压值上升至大于或等于工作电压阈值，所述一个可控开关管交替导通或关断；
响应于所述交流电的瞬时电压的绝对值或所述直流电的电压值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，所述一个可控开关管保持关断。
9.根据权利要求8所述电源模组，其特征在于，响应于所述功率因数校正电路的输出功率小于所述预设输出功率，增大所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个；或者，响应于所述功率因数校正电路的输出功率大于或等于所述输出功率，减小所述工作电压阈值或所述待机电压阈值中的至少一个。
10.一种电源模组，其特征在于，包括整流电路和串联电路，所述整流电路的两个输入端用于接收交流电，所述整流电路的两个输出端用于输出直流电，所述串联电路包括两个可控开关管，一个所述可控开关管源极连接另一个所述可控开关管的漏极，一个所述可控开关管的漏极连接一个所述输出端，另一个所述可控开关管的源极连接另一个所述输出端，其中：
响应于所述交流电的瞬时电压的绝对值或所述直流电的电压值上升至大于或等于工作电压阈值，两个所述可控开关管交替互补导通或关断；
响应于所述交流电的瞬时电压的绝对值或所述直流电的电压值从峰值下降至小于或等于待机电压阈值，两个所述可控开关管中的至少一个保持关断。
11.根据权利要求10所述电源模组，其特征在于，还包括隔离式变换电路，所述串联电路为隔离式变换电路的桥臂；
所述隔离式变换电路包括谐振变换电路、半桥正激变换电路、非对称半桥反激变换电路或有源钳位反激变换电路中的一种。
12.根据权利要求11所述电源模组，其特征在于，所述隔离式变换电路为非对称半桥反激变换电路，所述串联电路属于所述非对称半桥反激变换电路的桥臂，所述非对称半桥反激变换电路还包括变压器，所述变压器包括原边绕组和副边绕组；
所述原边绕组的同名端连接一个所述可控开关管源极和另一个所述可控开关管的漏极，所述原边绕组的异名端连接另一个所述输出端和另一个所述可控开关管的源极，所述原边绕组的同名端与所述副边绕组的同名端方向相反。
13.根据权利要求11所述电源模组，其特征在于，所述串联电路还包括钳位电容，所述隔离式变换电路为有源钳位反激变换电路，所述串联电路属于有源钳位反激变换电路的桥臂，所述有源钳位反激变换电路还包括变压器，所述变压器包括原边绕组和副边绕组；
所述钳位电容的一端连接一个所述输出端和所述原边绕组的异名端，所述钳位电容的另一端连接一个所述可控开关管的漏极，所述原边绕组的同名端连接一个所述可控开关管源极和另一个所述可控开关管的漏极，所述原边绕组的同名端与所述副边绕组的同名端方向相反。
14.一种电子设备，其特征在于，包括如上述权利要求1-4、8-9或10-13任意一项所述电源模组或如上述权利要求5-7任意一项所述控制电路。
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