CN115622371B - 用于无桥pfc电路的控制电路及其控制方法、电源系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于无桥PFC电路的控制电路及其控制方法、以及电源系统。该控制电路包括：极性判定模块，用于接收无桥PFC电路的交流输入电压的采样信号，并且在采样信号为正电压信号时对应输出第一数字信号，以及在采样信号为负电压信号时对应输出第二数字信号，第一数字信号和第二数字信号的电平相反；逻辑控制模块，在接收到第一数字信号和具有第一电平的预设脉冲信号时输出第一驱动信号至无桥PFC电路，以及在接收到第二数字信号和具有第二电平的预设脉冲信号时输出第二驱动信号至无桥PFC电路，第一电平和第二电平相反且呈周期性切换，使得该控制电路能够对应输出不同的驱动信号以分别控制无桥PFC电路中的不同开关管交替导通。

Description

用于无桥PFC电路的控制电路及其控制方法、电源系统

技术领域

本发明属于电路结构技术领域，尤其涉及一种用于无桥PFC电路的控制电路及其控制方法，以及包括所述控制电路的电源系统。

背景技术

为了提高功率因数、降低输入电流的谐波含量，在充电机电源、电力电源、通讯电源和服务器电源等电源系统中大多采用PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电路进行调节。

随着技术的发展，为了提高电源的转换效率，PFC电路已经从传统有桥PFC电路发展到无桥PFC电路。然而，相比于传统有桥PFC电路存在一个MOS管，无桥PFC电路中存在两个MOS管，这两个MOS管在同一个控制周期内分别约有半周期的作用时间，无桥PFC电路对应的数字控制芯片需要区分无桥PFC电路的输入电压的不同极性，以对应输出不同的MOS管驱动信号来驱动对应的MOS管，会导致该数字控制芯片的算法较复杂，降低无桥PFC电路的工作响应速度。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供了一种用于无桥PFC电路的控制电路及其控制方法、以及电源系统，当所述控制电路应用于无桥PFC电路所在的电源系统中时，可以简化所述无桥PFC电路对应的数字控制芯片的控制算法，提高所述无桥PFC电路的工作响应速度，而且所述控制电路的结构简单、可靠性高。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供一种用于无桥PFC电路的控制电路，所述无桥PFC电路包括第一桥臂，所述第一桥臂包括串联的第一开关管和第二开关管，所述控制电路包括：

极性判定模块，用于接收所述无桥PFC电路的交流输入电压的采样信号，并且在所述采样信号为正电压信号时对应输出第一数字信号，以及在所述采样信号为负电压信号时对应输出第二数字信号，所述第一数字信号和所述第二数字信号的电平相反；

逻辑控制模块，用于接收预设脉冲信号以及所述第一数字信号和所述第二数字信号，其中，所述逻辑控制模块在接收到所述第一数字信号和具有第一电平的所述预设脉冲信号时对应输出第一驱动信号至所述无桥PFC电路，以及在接收到所述第二数字信号和具有第二电平的所述预设脉冲信号时对应输出第二驱动信号至所述无桥PFC电路，所述第一驱动信号用于控制所述第一开关管和所述第二开关管中的其中一个开关管导通，所述第二驱动信号用于控制所述第一开关管和所述第二开关管中的另一个开关管导通；

其中，所述第一电平和所述第二电平相反，且所述第一电平和所述第二电平的变换周期与所述交流输入电压的极性的变换周期相同。

第二方面，本发明提供一种用于无桥PFC电路的控制方法，应用于如上所述的控制电路中，所述控制方法包括：

通过极性判定模块接收无桥PFC电路的交流输入电压的采样信号，并且在所述采样信号为正电压信号时对应输出第一数字信号，以及在所述采样信号为负电压信号时对应输出第二数字信号，其中，所述第一数字信号和所述第二数字信号的电平相反；

通过逻辑控制模块接收预设脉冲信号以及所述第一数字信号和所述第二数字信号，并且在接收到所述第一数字信号和具有第一电平的所述预设脉冲信号时输出第一驱动信号至所述无桥PFC电路，以及在接收到所述第二数字信号和具有第二电平的所述预设脉冲信号时输出第二驱动信号至所述无桥PFC电路，其中，所述第一驱动信号用于控制所述无桥PFC电路中的第一开关管和第二开关管中的其中一个导通，所述第二驱动信号用于控制所述第一开关管和所述第二开关管中的另一个导通，所述第一电平和所述第二电平相反且呈周期性切换。

第三方面，本发明提供一种电源系统，包括无桥PFC电路、采样电路、数字控制芯片以及如上所述的控制电路，所述采样电路用于采集所述无桥PFC电路的交流输入电压的采样信号并发送至所述极性判定模块，所述数字控制芯片用于生成所述预设脉冲信号并发送至所述逻辑控制模块。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：本发明实施例提供的所述控制电路中，通过接收所述无桥PFC电路的交流输入电压AC的采样信号、以及电平可以跟随所述交流输入电压AC的极性周期变化的预设脉冲信号，即可自动判定所述交流输入电压AC的极性，并根据所述交流输入电压AC的不同极性对应输出不同的驱动信号至所述无桥PFC电路，进而控制所述无桥PFC电路中的所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2交替导通，实现所述无桥PFC电路的正常工作，如此，不仅可以简化所述无桥PFC电路对应的所述数字控制芯片的控制算法，提高所述无桥PFC电路的工作响应速度，而且所述控制电路只包括所述极性判定模块和所述逻辑控制模块两个功能模块，整体结构简单、可靠性高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述内容中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明其中一实施例提供的电源系统的结构框图。

图2是本发明其中一实施例提供的无桥PFC电路的电路结构图。

图3是本发明其中一实施例提供的控制电路的结构框图。

图4是图3所示控制电路的工作原理图。

图5是图3所示控制电路在其中一实施方式中的电路结构图。

图6是图3所示控制电路在另一实施方式中的电路结构图。

图7是本发明提供的用于无桥PFC电路的控制方法的流程图。

主要附图标记说明：

1、无桥PFC电路；3、采样电路；5、数字控制芯片；7、控制电路；100、电源系统；

20、极性判定模块；21、分压电路；22、比较器；

40、逻辑控制模块；41、第一与门电路；42、第二与门电路；43、或门电路；44、第三与门电路；46、反相器；

AC、交流输入电压；L1、第一电感；L2、第二电感；Q1、第一开关管；Q2、第二开关管；D1、第一二极管；D2、第二二极管；C、输出电容；

R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；ZD1、稳压器；V、供电源；Q3、第三开关管。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或者具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1，本发明提供一种电源系统100，包括无桥PFC电路1、采样电路3、数字控制芯片5以及控制电路7。其中，所述电源系统100可以但不限于是充电机电源系统、电力电源系统、通讯电源系统、服务器电源系统等一系列具有无桥PFC电路的数字电源系统，对此不作限定。

具体地，请参阅图2，在本发明的其中一实施例中，所述无桥PFC电路1可以包括交流输入电压AC、第一电感L1、第二电感L2、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一二极管D1、第二二极管D2以及输出电容C。其中，所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2串联构成第一桥臂，所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2的共同节点通过所述第一电感L1耦接至所述交流输入电压AC的一端。所述第一二极管D1和所述第二二极管D2串联构成第二桥臂，所述第一二极管D1和所述第二二极管D2的共同节点通过所述第二电感L2耦接至所述交流输入电压AC的另一端。所述第一桥臂和所述第二桥臂并联，所述输出电容C的相对两端分别连接于所述第二桥臂的相对两端。一般地，所述输出电容C的相对两端连接于负载(图中未示)的相对两端。当然，在其他实施例中，所述第一二极管D1和所述第二二极管D2可以采用不限于MOS管等其他合适的开关管代替，对此不作限定。本领域技术人员悉知的是，所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2在同一个控制周期内分别约有半周期的作用时间，即所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2分别由具有相反电平且呈周期性交替变化的脉冲驱动信号来控制，进而使所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2交替导通，以实现所述无桥PFC电路1的功能。可以理解的是，所述无桥PFC电路1的具体工作原理与现有无桥PFC电路的工作原理相同，对此不作赘述。

需要说明的是，在本发明的实施例中，所述采样电路3用于采集所述无桥PFC电路1的交流输入电压AC的采样信号并发送至所述控制电路7，所述数字控制芯片5用于生成预设脉冲信号并发送至所述控制电路7，从而所述控制电路7能够根据接收到的所述采样信号以及所述预设脉冲信号输出相应的驱动信号至所述无桥PFC电路1，以控制所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2交替导通。

其中，所述采样电路3可以采用现有的任意一种采样电路，只要能够实现对所述无桥PFC电路3的交流输入电压AC的采样即可，对此不作限定；所述数字控制芯片5可以是但不限于MCU控制芯片或者单片机，只要能生成电平呈周期性切换的所述预设脉冲信号即可，对此也不作限定。

请一并参阅图3和图4，在本发明的实施例中，所述控制电路7包括极性判定模块20以及逻辑控制模块40。

其中，所述极性判定模块20用于接收所述采样电路3采集的所述无桥PFC电路1的交流输入电压AC的采样信号，并且对应输出用以表征所述交流输入电压AC的电压极性的数字信号。具体地，所述极性判定模块20在所述采样信号为正电压信号时对应输出第一数字信号，以及在所述采样信号为负电压信号时对应输出第二数字信号，所述第一数字信号和所述第二数字信号的电平相反。例如，所述第一数字信号为高电平信号，所述第二数字信号则为低电平信号，反之，所述第一数字信号为低电平信号，所述第二数字信号则为高电平信号。

所述逻辑控制模块40用于接收所述极性判定模块20输出的所述数字信号以及所述数字控制芯片5发送的所述预设脉冲信号，进而输出相应的驱动信号以控制所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2交替导通。具体地，所述逻辑控制模块40在接收到所述第一数字信号和具有第一电平的所述预设脉冲信号时对应输出第一驱动信号至所述无桥PFC电路1，以及在接收到所述第二数字信号和具有第二电平的所述预设脉冲信号时对应输出第二驱动信号至所述无桥PFC电路1，所述第一驱动信号用于控制所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2中的其中一个开关管导通，所述第二驱动信号用于控制所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2中的另一个开关管导通，所述第一电平和所述第二电平相反，且所述第一电平和所述第二电平的变换周期与所述交流输入电压AC的极性的变换周期相同。

在本发明的实施例中，由于所述极性判定模块20输出的所述第一数字信号和所述第二数字信号与所述无桥PFC电路1的交流输入电压AC的极性相关联，即所述极性判定模块20会根据所述交流输入电压AC的极性变化而周期性地输出所述第一数字信号和所述第二数字信号，所述逻辑控制模块40也即周期性地接收到所述第一数字信号和所述第二数字信号，再者，所述预设脉冲信号的电平(即第一电平和第二电平)呈周期性变化，且变化周期与所述交流输入电压AC的极性的变换周期相同，因此所述逻辑控制模块40会根据接收到的所述预设脉冲信号和数字信号(所述第一数字信号或者所述第二数字信号)周期性地输出所述第一驱动信号和所述第二驱动信号，而所述第一驱动信号和所述第二驱动信号分别用于控制所述无桥PFC电路1中的不同开关管导通，也即意味着所述控制电路3能够对应输出不同的驱动信号以分别控制所述无桥PFC电路1中的不同开关管交替导通，使所述无桥PFC电路1正常工作。

现有技术中，通过数字控制芯片来区分无桥PFC电路的交流输入电压的不同极性，以对应输出不同的驱动信号来驱动无桥PFC电路中的不同开关管导通，会导致该数字控制芯片的算法较复杂，降低无桥PFC电路的工作响应速度。相比之下，在本发明的实施例中，通过所述控制电路7接收所述采样电路3采集的所述无桥PFC电路1的交流输入电压AC的采样信号、以及所述数字控制芯片5生成的所述预设脉冲信号，即可自动判定所述无桥PFC电路1的交流输入电压AC的极性，并根据所述交流输入电压AC的不同极性对应输出不同的驱动信号至所述无桥PFC电路1，进而控制所述无桥PFC电路1中的所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2交替导通，实现所述无桥PFC电路1的正常工作，如此，不仅可以简化所述无桥PFC电路1对应的所述数字控制芯片5的控制算法，提高所述无桥PFC电路1的工作响应速度，而且所述控制电路7只包括所述极性判定模块20和所述逻辑控制模块40两个功能模块，整体结构简单、可靠性高。

如前所述，所述无桥PFC电路1中的所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2分别由具有相反电平且呈周期性交替变化的脉冲驱动信号来控制，从而实现交替导通。在本发明的实施例中，所述第一开关管Q1用于在具有高电平的驱动信号的控制下导通，所述第二开关管Q2用于在具有低电平的驱动信号的控制下导通。

可选地，在一种可能的实施方式中，当所述第一数字信号具有低电平，且所述第一电平为低电平(即所述预设脉冲信号具有低电平)时，所述逻辑控制模块40输出的所述第一驱动信号用于控制所述第二开关管Q2导通；当所述第二数字信号具有高电平，且所述第二电平为高电平(即所述预设脉冲信号具有高电平)时，所述逻辑控制模块40输出的所述第二驱动信号用于控制所述第一开关管Q1导通，实现所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2的交替导通。

具体地，请参阅图5，在本发明的其中一实施例中，所述极性判定模块20可以包括分压电路21、第三开关管Q3以及供电源V。

如图5所示，所述分压电路21的第一连接端用于接收所述采样信号、第二连接端用于接地，其中，所述分压电路21包括分压元件。在图5所示的实施例中，所述分压电路21包括串联的第一电阻R1和第二电阻R2，所述第一电阻R1的一端用于接收所述采样信号，所述第二电阻R2的一端用于接地，其中，所述第二电阻R2即为分压元件。当然，在其他实施例中，所述分压电路21可以包括更多个串联电阻，所述分压元件也可以为所述多个电阻中不接地的其中一个电阻或者为所述多个电阻中相邻的至少两个电阻，对此不作限定。

如图5所示，所述第三开关管Q3包括控制极、第一导通极以及第二导通极，所述控制极和所述第一导通极分别连接于所述分压元件的第一连接端(即连接采样信号的一端)和第二连接端(即接地信号的一端)。所述供电源V用于连接在所述第二导通极和地之间，且所述供电源V和所述第二导通极的连接节点连接于所述逻辑控制模块40。

其中，所述第三开关管Q3可以但不限于是三极管、MOS管等开关元件，在图5所示的实施例中，所述第三开关管Q3采用三极管。

在本实施例中，所述采样信号为正电压信号时，所述分压元件的相对两端会具有一高于所述第三开关管Q3开启阈值的电压，使得所述第三开关管Q3导通，所述供电源V的电压通过导通的所述第三开关管Q3流向地，如此，所述供电源V和所述第二导通极的连接节点会输出低电平信号至所述逻辑控制模块40，所述低电平信号即第一数字信号。反之，所述采样信号为负电压信号时，所述分压元件的相对两端的电压低于所述第三开关管Q3的开启阈值，所述第三开关管Q3截止，所述供电源V的电压则不能通过截止的所述第三开关管Q3流向地，使得所述供电源V和所述第二导通极的连接节点输出高电平信号至所述逻辑控制模块40，所述高电平信号即第二数字信号。

可以理解的是，所述分压元件的相对两端的电压与所述分压电路21中的电阻数量呈反比关系，即所述分压电路21中的电阻数量越多，所述分压元件的相对两端的电压值越小。通过合理设计所述分压电路21中的电阻数量，即可控制所述分压元件的相对两端的电压，以避免所述分压元件的相对两端的电压过大而击穿所述第三开关管Q3。优选地，在图5所示的实施例中，所述极性判定模块20还包括稳压器ZD1，所述稳压器ZD1的第一电压端连接于所述分压元件的第一连接端和所述第三开关管Q3的控制极之间，所述稳压器ZD1的第二电压端连接于所述分压元件的第二连接端和所述第三开关管Q3的第一导通极之间，如此，通过所述稳压器ZD1钳位所述第三开关管Q3的控制极电压，可以保护所述第三开关管Q3，预防所述第三开关管Q3被高电压击穿破坏。

进一步优选地，在图5所示的实施例中，所述极性判定模块20还包括限流元件，所述限流元件连接于所述供电源V和所述第三开关管Q3的第二导通极之间，以起到限流作用，从而在所述供电源V的电压通过导通的所述第三开关管Q3流向地时避免所述第三开关管Q3被大电流击穿。其中，所述限流元件可以但不限于限流电阻或者二极管等限流元件，在图5所示的实施例中，所述限流元件为第三电阻R3。当然，在其他实施例中，也可以通过控制所述供电源V自身的电压，以保护所述第三开关管Q3，从而不需要设置所述限流元件。

请再次参阅图5，在本发明的其中一实施例中，所述逻辑控制模块40具体可包括第一与门电路41和或门电路43。其中，所述第一与门电路41和所述或门电路43的其中一个输入端连接于所述供电源V和所述第三开关管Q3的第二导通极的连接节点，所述第一与门电路41和所述或门电路43的另一个输入端用于接收所述预设脉冲信号，所述第一与门电路41的输出端用于连接所述第一开关管Q1，所述或门电路43的输出端用于连接所述第二开关管Q2。可以理解的是，所述第一与门电路41和所述或门电路43分别可以采用现有的与门电路和或门电路，其具体电路结构在此不作赘述。

本实施例中，当所述预设脉冲信号具有低电平，且所述供电源V和所述第二导通极的连接节点输出具有低电平的所述第一数字信号时，所述逻辑控制模块40即可通过所述或门电路43输出具有低电平的所述第一驱动信号以控制所述第二开关管Q2导通；当所述预设脉冲信号具有高电平，且所述供电源V和所述第二导通极的连接节点输出具有高电平的所述第二数字信号时，所述逻辑控制模块40则通过所述第一与门电路41输出具有高电平的所述第二驱动信号以控制所述第一开关管Q1导通。

需要说明的是，根据与门电路以及或门电路的工作特性，由于所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2分别在高电平驱动信号和低电平驱动信号的驱动下导通，因此所述第一与门电路41接收到具有低电平的所述第一数字信号以及低电平的所述预设脉冲信号时，所述第一与门电路41即使输出具有低电平的驱动信号也无法驱动其连接的所述第一开关管Q1导通，同理，所述或门电路43接收到具有高电平的所述第二数字信号以及高电平的所述预设脉冲信号时，所述或门电路43即使输出具有高电平的驱动信号也无法驱动其连接的所述第二开关管Q2导通，因而，所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2在任意时刻只有一个开关管导通、另一个开关管则处于截止状态，这样才可以在所述逻辑控制模块40周期性地输出所述第一驱动信号和所述第二驱动信号的时候驱动所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2交替导通。

可以理解的是，在另一种可能的实施方式中，当所述第一数字信号具有高电平，且所述第一电平为高电平(即所述预设脉冲信号具有高电平)时，所述逻辑控制模块40输出的所述第一驱动信号可以用于控制所述第一开关管Q1导通；当所述第二数字信号具有低电平，且所述第二电平为低电平(即所述预设脉冲信号具有低电平)时，所述逻辑控制模块40输出的所述第二驱动信号则可以用于控制所述第二开关管Q2导通，同样也可以实现所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2的交替导通。

示例性的，请参阅图6，在另一种可能的实施方式中，所述极性判定模块20可以包括比较器22，所述比较器22的其中一个输入端用于接收所述采样信号、另一个输入端则用于接地，根据比较器的工作原理，当所述采样信号为正电压信号时所述比较器22输出高电平的第一数字信号，反之，当所述采样信号为负电压信号时所述比较器22输出低电平的第二数字信号；如图6所示，所述逻辑控制模块40可以包括第二与门电路42、第三与门电路44以及反相器46，所述第二与门电路的其中一个输入端连接于所述比较器22的输出端、另一个输入端用于接收所述预设脉冲信号，所述反相器46的输入端连接于所述比较器22的输出端，所述反相器46的输出端连接于所述第三与门电路44的其中一个输入端，所述第三与门电路44的另一个输入端用于接收所述预设脉冲信号。如此，当所述预设脉冲信号具有高电平，且所述比较器22输出具有高电平的所述第一数字信号时，所述逻辑控制模块40即可通过所述第二与门电路42输出具有高电平的所述第一驱动信号以控制所述第一开关管Q1导通；当所述预设脉冲信号具有低电平，且所述比较器22输出具有低电平的所述第二数字信号时，所述反相器46将低电平的所述第二数字信号转换为高电平的数字信号，所述第三与门电路44接收高电平的所述数字信号及低电平的所述预设脉冲信号以输出具有低电平的第二驱动信号，使得所述逻辑控制模块40通过所述第三与门电路44输出具有低电平的所述第二驱动信号以控制所述第二开关管Q2导通。

其中，需要说明的是，所述比较器22的输出端连接有逻辑分配模块(图中未示)，所述逻辑分配模块用于将高电平的所述第一数字信号分配给所述第二与门电路42，还用于将低电平的所述第二数字信号分配给所述反相器46，所述逻辑分配模块可以采用现有的逻辑分配电路，其具体结构在此不做赘述。

综上所述，本发明实施例提供的所述电源系统100中，通过所述控制电路7接收所述采样电路3采集的所述无桥PFC电路1的交流输入电压AC的采样信号、以及所述数字控制芯片5生成的所述预设脉冲信号，即可自动判定所述无桥PFC电路1的交流输入电压AC的极性，并根据所述交流输入电压AC的不同极性以对应输出不同的驱动信号至所述无桥PFC电路1，进而控制所述无桥PFC电路1中的第一开关管Q1和第二开关管Q2交替导通，实现所述无桥PFC电路1的正常工作，不仅可以简化所述数字控制芯片5的控制算法，提高所述无桥PFC电路1的工作响应速度，而且所述控制电路7只包括所述极性判定模块20和所述逻辑控制模块40两个功能模块，整体结构简单、可靠性高。再者，所述控制电路7中的所述极性判定模块20和所述逻辑控制模块40均可以有不同的组成结构，实现了所述控制电路7的方案设计的多样化和灵活性。

进一步地，请参阅图7，本发明还提供一种用于无桥PFC电路1的控制方法，所述控制方法可以应用于如上任意实施例所述的控制电路7中。具体地，如图7所示，所述控制方法包括以下步骤：

步骤S1，请结合图4，通过极性判定模块20接收无桥PFC电路1的交流输入电压AC的采样信号，并且在所述采样信号为正电压信号时对应输出第一数字信号，以及在所述采样信号为负电压信号时对应输出第二数字信号，其中，所述第一数字信号和所述第二数字信号的电平相反。

步骤S2，通过逻辑控制模块40接收预设脉冲信号以及所述第一数字信号和所述第二数字信号，并且在接收到所述第一数字信号和具有第一电平的所述预设脉冲信号时输出第一驱动信号至所述无桥PFC电路1，以及在接收到所述第二数字信号和具有第二电平的所述预设脉冲信号时输出第二驱动信号至所述无桥PFC电路1，其中，所述第一驱动信号用于控制所述无桥PFC电路1中的第一开关管Q1和第二开关管Q2中的其中一个导通，所述第二驱动信号用于控制所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2中的另一个导通，所述第一电平和所述第二电平相反且呈周期性切换。具体而言，所述第一电平和所述第二电平的变换周期与所述交流输入电压AC的极性的变换周期相同。

在本发明实施例提供的所述控制方法中，由于所述极性判定模块20输出的所述第一数字信号和所述第二数字信号与所述无桥PFC电路1的交流输入电压AC的极性相关联，即所述极性判定模块20会根据所述交流输入电压AC的极性变化而周期性地输出所述第一数字信号和所述第二数字信号，所述逻辑控制模块40也即周期性地接收到所述第一数字信号和所述第二数字信号，再者，所述预设脉冲信号的电平(即第一电平和第二电平)呈周期性变化，且变化周期与所述交流输入电压AC的极性的变换周期相同，因此所述逻辑控制模块40会根据接收到的所述预设脉冲信号和数字信号(所述第一数字信号或者所述第二数字信号)周期性地输出所述第一驱动信号和所述第二驱动信号，而所述第一驱动信号和所述第二驱动信号分别用于控制所述无桥PFC电路1中的不同开关管导通，也即意味着，所述控制电路3能够对应输出不同的驱动信号以分别控制所述无桥PFC电路1中的不同开关管交替导通，使所述无桥PFC电路1正常工作。

相比于通过数字控制芯片来区分无桥PFC电路的交流输入电压的不同极性，以对应输出不同的驱动信号来驱动无桥PFC电路中的不同开关管导通，在本发明实施例提供的控制方法中，通过所述控制电路7接收所述无桥PFC电路1的交流输入电压AC的采样信号、以及电平可以跟随所述交流输入电压AC的极性周期变化的所述预设脉冲信号，即可自动判定所述无桥PFC电路1的交流输入电压AC的极性，并根据所述交流输入电压AC的不同极性对应输出不同的驱动信号至所述无桥PFC电路1，进而控制所述无桥PFC电路1中的所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2交替导通，实现所述无桥PFC电路1的正常工作，如此，不仅可以简化所述无桥PFC电路1对应的所述数字控制芯片5的控制算法，提高所述无桥PFC电路1的工作响应速度，而且所述控制电路7只包括所述极性判定模块20和所述逻辑控制模块40两个功能模块，整体结构简单、可靠性高。

可选地，在一种可能的实施方式中，所述第一开关管Q1用于在具有高电平的驱动信号的控制下导通，所述第二开关管Q2用于在具有低电平的驱动信号的控制下导通。

步骤S2中，所述第一驱动信号用于控制所述无桥PFC电路1中的第一开关管Q1和第二开关管Q2中的其中一个导通，具体包括：在所述第一数字信号具有低电平，且所述第一电平为低电平时，所述逻辑控制模块40输出的所述第一驱动信号用于控制所述第二开关管Q2导通。

步骤S2中，所述第二驱动信号用于控制所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2中的另一个导通，具体包括：在所述第二数字信号具有高电平，且所述第二电平为高电平时，所述逻辑控制模块40输出的所述第二驱动信号用于控制所述第一开关管Q1导通。

更具体地，请结合图5，在本发明的其中一实施例中，所述极性判定模块20可以包括分压电路21、第三开关管Q3以及供电源V。其中，所述分压电路21的第一连接端用于接收所述采样信号、第二连接端用于接地，所述分压电路21包括分压元件；所述第三开关管Q3包括控制极、第一导通极以及第二导通极，所述控制极和所述第一导通极分别连接于所述分压元件的第一连接端(即连接采样信号的一端)和第二连接端(即接地信号的一端)。所述供电源V用于连接在所述第二导通极和地之间，且所述供电源V和所述第二导通极的连接节点连接于所述逻辑控制模块40。

在图5所示的实施例中，所述采样信号为正电压信号时，所述分压元件的相对两端会具有一高于所述第三开关管Q3开启阈值的电压，使得所述第三开关管Q3导通，所述供电源V的电压通过导通的所述第三开关管Q3流向地，如此所述供电源V和所述第二导通极的连接节点会输出低电平信号至所述逻辑控制模块40，所述低电平信号即第一数字信号。反之，所述采样信号为负电压信号时，所述分压元件的相对两端的电压低于所述第三开关管Q3的开启阈值，所述第三开关管Q3截止，所述供电源V的电压不能通过截止的所述第三开关管Q3流向地，使得所述供电源V和所述第二导通极的连接节点输出高电平信号至所述逻辑控制模块40，所述高电平信号即第二数字信号。

请再次参阅图5，在本发明的其中一实施例中，所述逻辑控制模块40具体可包括第一与门电路41和或门电路43。其中，所述第一与门电路41和所述或门电路43的其中一个输入端连接于所述供电源V和所述第三开关管Q3的第二导通极的连接节点，所述第一与门电路41和所述或门电路43的另一个输入端用于接收所述预设脉冲信号，所述第一与门电路41的输出端用于连接所述第一开关管Q1，所述或门电路43的输出端用于连接所述第二开关管Q2。可以理解的是，所述第一与门电路41和所述或门电路43分别可以采用现有的与门电路和或门电路，其具体电路结构在此不作赘述。

如此，在本实施例中，当所述预设脉冲信号具有低电平，且所述供电源V和所述第二导通极的连接节点输出具有低电平的所述第一数字信号时，所述逻辑控制模块40即可通过所述或门电路43输出具有低电平的所述第一驱动信号以控制所述第二开关管Q2导通；当所述预设脉冲信号具有高电平，且所述供电源V和所述第二导通极的连接节点输出具有高电平的所述第二数字信号时，所述逻辑控制模块40则通过所述第一与门电路41输出具有高电平的所述第二驱动信号以控制所述第一开关管Q1导通。

根据与门电路以及或门电路的工作特性，由于所述第一开关管Q1以及所述第二开关管Q2分别在高电平驱动信号和低电平驱动信号的驱动下导通，因此，所述第一与门电路41接收到具有低电平的所述第一数字信号以及低电平的所述预设脉冲信号时，所述第一与门电路41即使输出具有低电平的驱动信号也无法驱动其连接的所述第一开关管Q1导通；同样的道理，所述或门电路43接收到具有高电平的所述第二数字信号以及高电平的所述预设脉冲信号时，所述或门电路43即使输出具有高电平的驱动信号也无法驱动其连接的所述第二开关管Q2导通，因而，所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2在任意时刻只有一个开关管导通、另一个开关管则处于截止状态，这样才可以在所述逻辑控制模块40周期性地输出所述第一驱动信号和所述第二驱动信号的时候驱动所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2交替导通。

在上述实施方式中，所述分压电路21包括串联的多个电阻，可选地，所述分压元件为所述多个电阻中的其中一个电阻或者为所述多个电阻中相邻的至少两个电阻；优选地，所述极性判定模块20还可以设置用于保护所述第三开关管Q3的稳压器ZD1和/或限流元件，更详细的描述可以参见前述控制电路7的相关内容，在此不再赘述。

还可选地，在另一种可能的实施方式中，当所述第一数字信号具有高电平，且所述第一电平为高电平(即所述预设脉冲信号具有高电平)时，所述逻辑控制模块40输出的所述第一驱动信号可以用于控制所述第一开关管Q1导通；当所述第二数字信号具有低电平，且所述第二电平为低电平(即所述预设脉冲信号具有低电平)时，所述逻辑控制模块40输出的所述第二驱动信号则可以用于控制所述第二开关管Q2导通，同样也可以实现所述第一开关管Q1和所述第二开关管Q2的交替导通。

示例性的，请参阅图6，在另一种可能的实施方式中，所述极性判定模块20可以包括比较器22，所述比较器22的其中一个输入端用于接收所述采样信号、另一个输入端则用于接地，根据比较器的工作原理，当所述采样信号为正电压信号时所述比较器22输出高电平的第一数字信号，反之，当所述采样信号为负电压信号时所述比较器22输出低电平的第二数字信号；如图6所示，所述逻辑控制模块40可以包括第二与门电路42、第三与门电路44以及反相器46，所述第二与门电路的其中一个输入端连接于所述比较器22的输出端、另一个输入端用于接收所述预设脉冲信号，所述反相器46的输入端连接于所述比较器22的输出端，所述反相器46的输出端连接于所述第三与门电路44的其中一个输入端，所述第三与门电路44的另一个输入端用于接收所述预设脉冲信号。如此，当所述预设脉冲信号具有高电平，且所述比较器22输出具有高电平的所述第一数字信号时，所述逻辑控制模块40即可通过所述第二与门电路42输出具有高电平的所述第一驱动信号以控制所述第一开关管Q1导通；当所述预设脉冲信号具有低电平，且所述比较器22输出具有低电平的所述第二数字信号时，所述反相器46将低电平的所述第二数字信号转换为高电平的数字信号，所述第三与门电路44接收高电平的所述数字信号及低电平的所述预设脉冲信号以输出具有低电平的第二驱动信号，使得所述逻辑控制模块40通过所述第三与门电路44输出具有低电平的所述第二驱动信号以控制所述第二开关管Q2导通。

其中，需要说明的是，所述比较器22的输出端连接有逻辑分配模块(图中未示)，所述逻辑分配模块用于将高电平的所述第一数字信号分配给所述第二与门电路42，还用于将低电平的所述第二数字信号分配给所述反相器46，所述逻辑分配模块可以采用现有的逻辑分配电路，其具体结构在此不做赘述。

可以理解的是，本发明提供的所述控制方法可以应用的所述控制电路可以是上述任一实施例所述的控制电路7，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，对此不作赘述。

在本发明的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于无桥PFC电路的控制电路，所述无桥PFC电路包括第一桥臂，所述第一桥臂包括串联的第一开关管和第二开关管，所述第一开关管用于在具有高电平的驱动信号的控制下导通，所述第二开关管用于在具有低电平的驱动信号的控制下导通，其特征在于，所述控制电路包括极性判定模块和逻辑控制模块，其中：

极性判定模块，包括分压电路、第三开关管以及供电源，所述分压电路的第一连接端用于接收所述无桥PFC电路的交流输入电压的采样信号、第二连接端用于接地，所述分压电路包括分压元件，所述第三开关管包括控制极、第一导通极以及第二导通极，所述控制极和所述第一导通极分别连接于所述分压元件的第一连接端和第二连接端，所述供电源用于连接在所述第二导通极和地之间，且所述供电源和所述第二导通极的连接节点连接于所述逻辑控制模块；所述采样信号为正电压信号时，所述第三开关管导通，所述供电源和所述第二导通极的连接节点输出具有低电平的第一数字信号；所述采样信号为负电压信号时，所述第三开关管截止，所述供电源和所述第二导通极的连接节点输出具有高电平的第二数字信号；

逻辑控制模块，用于接收预设脉冲信号以及所述第一数字信号和所述第二数字信号，其中，所述逻辑控制模块在接收到所述第一数字信号和具有低电平的所述预设脉冲信号时对应输出第一驱动信号至所述无桥PFC电路以用于控制所述第二开关管导通，以及在接收到所述第二数字信号和具有高电平的所述预设脉冲信号时对应输出第二驱动信号至所述无桥PFC电路以用于控制所述第一开关管导通；所述预设脉冲信号的电平极性的变换周期与所述交流输入电压的极性的变换周期相同。

2.如权利要求1所述的用于无桥PFC电路的控制电路，其特征在于，所述逻辑控制模块包括与门电路和或门电路，所述与门电路和所述或门电路的其中一个输入端连接于所述供电源和所述第二导通极的连接节点，所述与门电路和所述或门电路的另一个输入端用于接收所述预设脉冲信号，所述与门电路的输出端用于连接所述第一开关管，所述或门电路的输出端用于连接所述第二开关管；

其中，所述预设脉冲信号具有低电平，且所述供电源和所述第二导通极的连接节点输出具有低电平的所述第一数字信号时，所述逻辑控制模块通过所述或门电路输出具有低电平的所述第一驱动信号以控制所述第二开关管导通；所述预设脉冲信号具有高电平，且所述供电源和所述第二导通极的连接节点输出具有高电平的所述第二数字信号时，所述逻辑控制模块通过所述与门电路输出具有高电平的所述第二驱动信号以控制所述第一开关管导通。

3.如权利要求1所述的用于无桥PFC电路的控制电路，其特征在于，所述分压电路包括串联的多个电阻，所述分压元件为所述多个电阻中的其中一个电阻，或者，所述分压元件为所述多个电阻中相邻的至少两个电阻。

4.如权利要求1所述的用于无桥PFC电路的控制电路，其特征在于，所述极性判定模块还包括稳压器，所述稳压器的第一电压端连接于所述分压元件的第一连接端和所述第三开关管的控制极之间，所述稳压器的第二电压端连接于所述分压元件的第二连接端和所述第三开关管的第一导通极之间。

5.如权利要求1所述的用于无桥PFC电路的控制电路，其特征在于，所述极性判定模块还包括限流元件，所述限流元件连接于所述供电源和所述第三开关管的第二导通极之间。

6.一种用于无桥PFC电路的控制方法，应用于如权利要求1至5任意一项所述的控制电路中，其特征在于，所述控制方法包括：

通过极性判定模块接收无桥PFC电路的交流输入电压的采样信号，并且在所述采样信号为正电压信号时对应输出具有低电平的第一数字信号，以及在所述采样信号为负电压信号时对应输出具有高电平的第二数字信号；

通过逻辑控制模块接收预设脉冲信号以及所述第一数字信号和所述第二数字信号，并且在接收到所述第一数字信号和具有低电平的所述预设脉冲信号时输出第一驱动信号至所述无桥PFC电路以用于控制所述第二开关管导通，以及在接收到所述第二数字信号和具有高电平的所述预设脉冲信号时输出第二驱动信号至所述无桥PFC电路以用于控制所述第一开关管导通，其中，所述预设脉冲信号的电平极性呈周期性切换。

7.一种电源系统，包括无桥PFC电路、采样电路和数字控制芯片，其特征在于，所述电源系统还包括如权利要求1至5任意一项所述的控制电路，所述采样电路用于采集所述无桥PFC电路的交流输入电压的采样信号并发送至所述极性判定模块，所述数字控制芯片用于生成所述预设脉冲信号并发送至所述逻辑控制模块。