电源电路、电路控制方法、电源装置和电子设备与流程

1.本技术涉及电路技术领域，特别是涉及一种电源电路、电路控制方法、电源装置和电子设备。


背景技术：

2.随着电路技术的发展，电源电路的结构和功能越来越完善。
3.通常情况下，电源电路中的整流电路的输出功率为随时间变化的，但电源电路中的变换电路的输入功率通常为相对恒定的，因此，整流电路与变换电路之间串联设置有功率因数校正(power factor correction，pfc)电路，用于存储能量和释放能量。
4.但是，pfc电路中的存储单元的体积较大，导致电源电路体积较大。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够减小电源电路体积的电源电路、电路控制方法、电源装置和电子设备。
6.第一方面，本技术提供了一种电源电路，电源电路包括：整流电路、充放电电路、变换电路和控制电路，其中，充放电电路分别与整流电路和变换电路并联连接，控制电路与充放电电路连接；
7.整流电路，用于将输入的交流电转换为直流电；
8.变换电路，用于对整流电路的输出电压进行变换；
9.控制电路，用于根据整流电路的输出功率和变换电路的输入功率，控制充放电电路的工作模式；其中，工作模式包括充电模式、放电模式和非工作模式；
10.充放电电路，用于在充电模式时根据整流电路的输出电流充电、在放电模式时向变换电路放电，以及在非工作模式时停止工作。
11.第二方面，本技术还提供了一种电路控制方法，电路控制方法应用于上述第一方面的电源电路，方法包括：
12.整流电路将整流电路输入的交流电转换为直流电；
13.变换电路对整流电路的输出电压进行变换；
14.控制电路根据整流电路的输出功率和变换电路的输入功率，控制充放电电路的工作模式；其中，工作模式包括充电模式、放电模式和非工作模式；
15.充放电电路在充电模式时根据整流电路的输出电流充电、在放电模式时向变换电路放电，以及在非工作模式时停止工作。
16.第三方面，本技术还提供了一种电源装置，包括上述第一方面的电源电路。
17.第四方面，本技术还提供了一种电子设备，包括上述第三方面的电源装置。
18.上述电源电路、电路控制方法、电源装置和电子设备，通过将电源电路中的充放电电路并联连接到整流电路与变换电路之间，并通过控制电路根据整流电路的输出功率和变换电路的输入功率，控制充放电电路的工作模式，使得在需要存储能量时才会有能量流入
充放电电路，以及在需要释放能量时才会有能量从充放电电路流出。可见，本技术实施例提供的电源电路中只有少部分能量会经过充放电电路，相对于传统技术中pfc电路，本技术实施例提供的充放电电路的储能容量需求较小，因此，充放电电路中储能电路的体积较小，使得充放电电路的体积较小，从而可以减小电源电路的体积。
附图说明
19.图1为传统技术中的电源电路的结构示意图；
20.图2为本技术一个实施例提供的电源电路的结构示意图；
21.图3为本技术另一个实施例提供的电源电路的结构示意图；
22.图4为本技术另一个实施例提供的电源电路的结构示意图；
23.图5为本技术另一个实施例提供的电源电路的结构示意图；
24.图6为本技术实施例提供的测量波形示意图一；
25.图7为本技术实施例提供的测量波形示意图二；
26.图8为本技术实施例提供的谐波电流分量示意图；
27.图9为本技术一个实施例提供的电路控制方法的流程示意图。
具体实施方式
28.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
29.可以理解，本技术所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。
30.应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
31.本技术实施例提供的电源电路可以应用于电子设备中。示例性地，本技术实施例中涉及的电子设备可以包括但不限于：电源适配器、饼干充电器、移动电源、手机、笔记本电脑、平板电脑、智能手表、智能手环、扫地机器、无线耳机、电动牙刷或台式电脑。
32.通常情况下，电源电路中的整流电路的输出功率为随时间变化的，但电源电路中的变换电路的输入功率通常为相对恒定的，因此，整流电路与变换电路之间串联设置有功率因数校正(power factor correction，pfc)电路，用于存储能量和释放能量。
33.pfc电路的功能是为了使电源电路(及其负载电路)的表现相对于交流电源而言更像一个纯电阻，具体来说就是使得电源电路的输入电压和输入电流(或者说整流电路的输出电压和输出电流)尽可能地同相位并尽可能地减少高次谐波(in)的产生。其中，总谐波失真可以通过如下公式(1)表示，功率因数(power factor，pf)可以通过如下公式(2)表示。
34.35.其中，thd代表总谐波失真，in代表第n次谐波电流，i1代表基波电流。当然，总谐波失真还可以通过上述公式(1)的其它变形或等效公式表示，本技术实施例中对此并不作限定。
[0036][0037]
当然，pf还可以通过上述公式(2)的其它变形或等效公式表示，本技术实施例中对此并不作限定。
[0038]
图1为传统技术中的电源电路的结构示意图，如图1所示，pfc电路串接在整流电路与变换电路之间，其中，pfc电路中电容的两端串接在变换电路的两个输入端。由于电源电路中的大部分能量都需要经过pfc电路，因此，pfc电路中的储能容量需求比较大，因此，pfc电路中电容和电感的体积较大，导致pfc电路体积较大，从而使得电源电路体积较大。
[0039]
本技术实施例中提出通过将充放电电路并联连接到电源电路中的整流电路与变换电路之间，并在检测到需要存储能量时才会有能量流入充放电电路，以及在检测到需要释放能量时才会有能量从充放电电路流出。可见，本技术实施例提供的电源电路中只有少部分能量会经过充放电电路，相对于传统技术中pfc电路，本技术实施例提供的充放电电路的储能容量需求较小，因此，充放电电路中储能电路的体积较小，使得充放电电路的体积较小，从而可以减小电源电路的体积。
[0040]
本技术实施例中涉及的各开关管可以包括但不限于金氧半场效晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，mos管)或者利用氮化镓(gan)材料制备出的开关管，例如，金属-半导体场效应晶体管(metal-semiconductor field effect transistor，mesfet)、异质结场效应晶体管(hfet)或者调制掺杂场效应晶体管(modfet)等。
[0041]
为了便于理解，本技术下述实施例中以各开关管为nmos晶体管为例对电源电路进行介绍。
[0042]
在一个实施例中，图2为本技术一个实施例提供的电源电路的结构示意图，如图2所示，本技术实施例中的电源电路可以包括：整流电路20、充放电电路21、变换电路22和控制电路23。其中，整流电路20与变换电路22串联连接，充放电电路21分别与整流电路20和变换电路22并联连接(即充放电电路21并联连接到整流电路20与变换电路22之间)，控制电路23与充放电电路21连接。
[0043]
本技术实施例中的整流电路20，用于将输入的交流电转换为直流电；变换电路22，用于对整流电路的输出电压进行变换，得到所需输出的目标电压。示例性地，本技术实施例中的变换电路22可以包括但不限于直流转直流(direct current-direct current，dcdc)。
[0044]
本技术实施例中的控制电路23，用于根据整流电路20的输出功率和变换电路22的输入功率，控制充放电电路21的工作模式，其中，工作模式可以包括：充电模式、放电模式和非工作模式。
[0045]
本技术实施例中的充放电电路21，用于在充电模式时根据整流电路20的输出电流充电，即充放电电路21中的储能电路存储能量；在放电模式时向变换电路放电，即充放电电路21中的储能电路释放能量；在非工作模式时停止工作，即充放电电路21中的储能电路处
于断路状态从而停止工作。
[0046]
应理解，本技术实施例中，控制电路23可以通过检测电路检测整流电路20的输出功率和变换电路22的输入功率。示例性地，检测电路可以包括但不限于：电压传感器、电流传感器，和/或，电阻分压等检测电路。
[0047]
示例性地，本技术实施例中的充放电电路21可以为双向buck电路(或者称之为bibuck电路)。其中，充放电电路21处于充电模式时，充放电电路21工作在boost模式；充放电电路21处于放电模式时，充放电电路21工作在buck模式。
[0048]
一种可能的实现方式中，控制电路23用于根据整流电路20的输出功率和变换电路22的输入功率确定需要存储能量时，可以控制充放电电路21处于充电模式，以便于能量流入充放电电路21，从而存储到充放电电路21中的储能电路。示例性地，本技术实施例中涉及的储能电路可以包括但不限于电感和电容。
[0049]
示例性地，控制电路23用于在整流电路20的输出功率大于变换电路22的输入功率时，即需要存储能量时，可以控制充放电电路21处于充电模式。
[0050]
又一示例性地，控制电路23用于在整流电路20的输出功率大于变换电路22的输入功率，且输出功率与输入功率的差值大于或等于第一预设差值时，即需要存储能量时，可以控制充放电电路21处于充电模式。
[0051]
需要说明的是，本技术下述实施例中以控制电路23在整流电路20的输出功率大于变换电路22的输入功率时，确定需要存储能量为例进行介绍。
[0052]
另一种可能的实现方式中，控制电路23用于根据整流电路20的输出功率和变换电路22的输入功率确定需要释放能量时，可以控制充放电电路21处于放电模式，以便于充放电电路21中的储能电路释放能量，即有能量从充放电电路流21流出。
[0053]
示例性地，控制电路23用于在整流电路20的输出功率小于变换电路22的输入功率时，即需要释放能量时，可以控制充放电电路21处于放电模式。
[0054]
又一示例性地，控制电路23用于在整流电路20的输出功率小于变换电路22的输入功率，且输入功率与输出功率的差值大于或等于第二预设差值时，即需要释放能量时，可以控制充放电电路21处于放电模式。
[0055]
需要说明的是，本技术下述实施例中以控制电路23在整流电路20的输出功率小于变换电路22的输入功率时，确定需要释放能量为例进行介绍。
[0056]
另一种可能的实现方式中，控制电路23用于根据整流电路20的输出功率和变换电路22的输入功率确定既不需要存储能量也不需要释放能量时，可以控制充放电电路21处于非工作模式，以便于充放电电路21中既不会有能量流入也不会有能量流出。
[0057]
示例性地，控制电路23用于在整流电路20的输出功率等于变换电路22的输入功率时，即不需要存储能量也不需要释放能量时，可以控制充放电电路21处于非工作模式。
[0058]
又一示例性地，控制电路23用于在整流电路20的输出功率与变换电路22的输入功率的差值的绝对值小于第三预设差值时，即不需要存储能量也不需要释放能量时，可以控制充放电电路21处于非工作模式。
[0059]
需要说明的是，本技术下述实施例中以控制电路23在整流电路20的输出功率等于变换电路22的输入功率时，确定既不需要存储能量也不需要释放能量为例进行介绍。
[0060]
综上所述，本技术实施例中的电源电路，通过将充放电电路21并联连接到整流电
路20与变换电路22之间，并通过控制电路23根据整流电路20的输出功率和变换电路22的输入功率，控制充放电电路21的工作模式，使得在需要存储能量时才会有能量流入充放电电路21，以及在需要释放能量时才会有能量从充放电电路21流出。可见，本技术实施例提供的电源电路中只有少部分能量会经过充放电电路21，相对于传统技术中pfc电路，本技术实施例提供的充放电电路21的储能容量需求较小，因此，充放电电路21中储能电路的体积较小，使得充放电电路21的体积较小，从而可以减小电源电路的体积。
[0061]
在一个实施例中，图3为本技术另一个实施例提供的电源电路的结构示意图，在上述实施例的基础上，本技术实施例中对充放电电路21的相关内容进行介绍。如图3所示，本技术实施例中的充放电电路21可以包括：选择电路210和储能电路211，其中，选择电路210分别与控制电路23和储能电路211连接，储能电路211与整流电路20和变换电路22并联连接。
[0062]
一种可能的实现方式中，控制电路23用于在整流电路20的输出功率大于变换电路22的输入功率时，可以控制选择电路210处于第一导通状态，以便于选择电路210在第一导通状态下使得整流电路20的输出电流对储能电路211充电，从而实现控制充放电电路21处于放电模式。
[0063]
示例性地，控制电路23可以通过控制选择电路210中各开关管的通断状态的方式使得选择电路210处于第一导通状态，以实现根据整流电路20的输出电流对储能电路211充电。
[0064]
另一种可能的实现方式中，控制电路23用于在整流电路20的输出功率小于变换电路22的输入功率时，可以控制选择电路210处于第二导通状态，以便于选择电路210在第二导通状态下使得储能电路211放电，从而实现控制充放电电路21处于放电模式。
[0065]
示例性地，控制电路23可以通过控制选择电路210中各开关管的通断状态的方式使得选择电路210处于第二导通状态，以控制储能电路211放电。
[0066]
另一种可能的实现方式中，控制电路23用于在整流电路20的输出功率等于变换电路22的输入功率时，可以控制选择电路210处于断路状态，从而使得充放电电路21中的储能电路211停止工作(既不放电也不充电)，从而实现控制充放电电路21处于非工作模式。
[0067]
示例性地，控制电路23可以通过控制选择电路210中各开关管处于断开状态的方式，使得选择电路210处于断路状态。
[0068]
本技术实施例中，控制电路23通过控制充放电电路21中的选择电路210的通断状态，实现在需要存储能量时对充放电电路21中的储能电路211充电，或者在需要释放能量时充放电电路21中的储能电路211放电，从而使得在需要存储能量时才会有能量流入充放电电路21，以及在需要释放能量时才会有能量从充放电电路21流出。可见，本技术实施例提供的电源电路中只有少部分能量会经过充放电电路21，本技术实施例提供的充放电电路21的储能容量需求较小，因此，充放电电路21中储能电路211的体积较小，使得充放电电路21的体积较小，从而可以减小电源电路的体积。
[0069]
在一个实施例中，图4为本技术另一个实施例提供的电源电路的结构示意图，在上述实施例的基础上，本技术实施例中对储能电路211的相关内容进行介绍。如图4所示，本技术实施例中的储能电路211可以包括：电感l和电容c1，其中，电感l的一端与整流电路20连接，电感l的另一端与选择电路210的第一端连接，选择电路210的第二端与电容c1的一端连
接，选择电路210的第三端和电容c1的另一端均接地。应理解，控制电路23与选择电路210的第四端连接，用于控制选择电路210中的各开关管的通断状态。
[0070]
一种可能的实现方式中，控制电路23用于在整流电路20的输出功率大于变换电路22的输入功率时，可以控制选择电路210处于第一导通状态，从而使得选择电路210在第一导通状态下可以控制整流电路20对电感l充电，直至电感l的电流达到第一阈值的情况下，可以控制整流电路20的输出电流对电容c1充电。
[0071]
示例性地，控制电路23用于在整流电路20的输出功率大于变换电路22的输入功率时，通过控制选择电路210处于第一导通状态，使得导通整流电路20与电感l之间的通路，以及关断电感l与电容c之间的通路，以便于整流电路20的输出电流对电感l充电，直至电感l的电流达到第一阈值的情况下导通电感l与电容c1之间的通路，以便于整流电路20的输出电流对电容c1充电。
[0072]
需要说明的是，本实现方式中，控制电路23通过控制选择电路210处于第一导通状态，使得整流电路20对电感l充电，直至电感l的电流达到第一阈值的情况下，控制整流电路20的输出电流对电容c1充电的过程为周期性重复过程。其中，第一阈值可以为随整流电路20的输出功率大小而变化，即第一阈值在不同周期下可能并不相同，或者说本技术实施例中的boost电流动态可调。
[0073]
应理解，本技术实施例中，控制电路23可以通过控制检测电路检测电感l的电流。
[0074]
另一种可能的实现方式中，控制电路23用于在整流电路20的输出功率小于变换电路22的输入功率时，可以控制选择电路210处于第二导通状态，从而使得选择电路210在第二导通状态下可以控制电容c1放电，直至电感l的电流达到第二阈值的情况下，可以控制电感l放电。
[0075]
示例性地，控制电路23用于在整流电路20的输出功率小于变换电路22的输入功率时，通过控制选择电路210处于第二导通状态，使得导通电感l与电容c1之间的通路，以便于电容c1放电，直至电感l的电流达到第二阈值的情况下导通整流电路20与电感l之间的通路，以及关断电感l与电容c1之间的通路，以便于电感l放电。
[0076]
需要说明的是，本实现方式中，控制电路23通过控制选择电路210处于第二导通状态，使得电容c1放电，直至电感l的电流达到第二阈值的情况下控制电感l放电的过程为周期性重复过程。其中，第二阈值可以为随整流电路20的输出功率大小而变化，即第二阈值在不同周期下可能并不相同，或者说本技术实施例中的buck电流动态可调。
[0077]
另一种可能的实现方式中，控制电路23用于在整流电路20的输出功率等于变换电路22的输入功率时，可以控制选择电路210处于断路状态，从而断开整流电路20与电感l之间的通路，以及电容c1与电感l之间的通路，使得不会有能量进入充放电电路21。
[0078]
需要说明的是，本实现方式中，控制电路23通过控制选择电路210处于断路状态，使得断开整流电路20与电感l之间的通路，以及电容c1与电感l之间的通路的过程为周期性重复过程。
[0079]
本技术实施例中，控制电路23通过控制充放电电路21中的选择电路210的通断状态，实现在需要存储能量时对储能电路211中的电感l和电容c1充电，或者在需要释放能量时储能电路211中的电感l和电容c1放电，从而使得在需要存储能量时才会有能量流入储能电路211，以及在需要释放能量时才会有能量从储能电路211流出。可见，本技术实施例提供
的电源电路中只有少部分能量会经过储能电路211，本技术实施例提供的储能电路211的储能容量需求较小，因此，储能电路211中的电容c1和电感l的体积较小，使得充放电电路21的体积较小，从而可以减小电源电路的体积。
[0080]
在一个实施例中，图5为本技术另一个实施例提供的电源电路的结构示意图，在上述实施例的基础上，本技术实施例中对选择电路210的相关内容进行介绍。如图5所示，本技术实施例中的选择电路210可以包括第一开关管q1和第二开关管q2，其中，第一开关管q1的第一端分别与电感l和第二开关管q2的第二端连接，第一开关管q1的第二端与电容c1连接，第二开关管q2的第一端接地，第一开关管q1的第三端和第二开关管q2的第三端均与控制电路23连接。
[0081]
应理解，控制电路23用于向第一开关管q1发送第一控制信号和/或向第二开关管q2发送第二控制信号，其中，第一控制信号用于控制第一开关管q1的通断状态，第二控制信号用于控制第二开关管q2的通断状态。示例性地，本技术实施例中涉及的控制信号(例如第一控制信号或者第二控制信号)可以包括但不限于脉冲宽度调制(pulse width modulation，pwm)信号。
[0082]
一种可能的实现方式中，控制电路23用于在整流电路20的输出功率大于变换电路22的输入功率时，通过控制第二开关管q2导通使得导通整流电路20与电感l之间的通路，以及控制第一开关管q1断开使得关断电感l与电容c1之间的通路，以便于整流电路20的输出电流对电感l充电，直至电感l的电流达到第一阈值的情况下，通过控制第一开关管q1导通以及第二开关管q2断开，使得导通电感l与电容c1之间的通路，以便于整流电路20的输出电流对电容c1充电。
[0083]
另一种可能的实现方式中，控制电路23用于在整流电路20的输出功率小于变换电路22的输入功率时，通过控制第一开关管q1导通以及第二开关管q2断开，使得导通电感l与电容c1之间的通路，以便于电容c1放电，直至电感的电流达到第二阈值的情况下，通过控制第一开关管q1断开以及第二开关管q2导通，使得导通整流电路20与电感l之间的通路以及关断电感l与电容c1之间的通路，以便于电感l放电。
[0084]
需要说明的是，控制电路23用于在整流电路20的输出功率小于变换电路22的输入功率时，也可以先通过控制第一开关管q1断开以及第二开关管q2导通，使得导通整流电路20与电感l之间的通路，直至电感的电流达到第三阈值时，通过控制第一开关管q1导通以及第二开关管q2断开，使得导通电感l与电容c1之间的通路，以便于电容c1放电。进一步地，直至电感的电流达到第二阈值的情况下，控制电路23再通过控制第一开关管q1断开以及第二开关管q2导通，使得导通整流电路20与电感l之间的通路以及关断电感l与电容c1之间的通路，以便于电感l放电。
[0085]
另一种可能的实现方式中，控制电路23用于在整流电路20的输出功率等于变换电路22的输入功率时，通过控制第一开关管q1和第二开关管q2均断开，使得断开整流电路20与电感l之间的通路，以及电容c1与电感l之间的通路。
[0086]
为了便于理解，本技术下述实施例中，对电源电路的工作过程进行介绍。
[0087]
如图5所示，本技术实施例中的电源电路还可以包括：去耦电路24，其中，去耦电路的一端与整流电路20连接，去耦电路20的另一端接地，去耦电路24用于减小去耦电路20的前后级电路之间的相互干扰，其中，去耦电路20的前级电路可以包括整流电路20，去耦电路
20的后级电路可以包括变换电路22。示例性地，去耦电路24可以包括但不限于：如图5所示的电容c2。
[0088]
图6为本技术实施例提供的测量波形示意图一，如图6所示，1)假设在时间段t1与t2之间，控制电路23通过检测电路检测到整流电路20的输出功率等于变换电路22的输入功率时，可以通过控制第一开关管q1和第二开关管q2均断开，使得断开整流电路20与电感l之间的通路，以及电容c1与电感l之间的通路，从而充放电电路21处于非工作模式。
[0089]
2)假设在时间段t2与t3之间，控制电路23通过检测电路检测到整流电路20的输出功率大于变换电路22的输入功率时，通过控制第二开关管q2导通以及第一开关管q1断开，以便于整流电路20的输出电流对电感l充电(电感的电流i1从左向右流)，直至电感l的电流i1从零增加到第一阈值的情况下，通过控制第一开关管q1导通以及第二开关管q2断开，以便于整流电路20的输出电流通过电感l对电容c1充电(电感的电流i1从左向右流)。进一步地，在电感的电流i1从第一阈值减小到零时，控制电路23通过控制第二开关管q2导通以及第一开关管q1断开以便于整流电路20的输出电流对电感l充电，
……
，如此周期性地循环直至整流电路20的输出功率不大于变换电路22的输入功率为止。如图6所示，在充放电电路21处于充电模式时，电容c1的电压v1和电容c2的电压v2会逐渐变大。
[0090]
应理解，第一阈值可以为随整流电路20的输出功率大小而变化，使得本技术实施例中的boost电流动态可调，以便于可以更加优化整流电路20的输出电流i3的波形，使得输出电流i3的波形更接近于期望波形(如正弦波)。
[0091]
3)假设在时间段t3与t4之间，控制电路23通过检测电路检测到整流电路20的输出功率等于变换电路22的输入功率时，可以通过控制第一开关管q1和第二开关管q2均断开，使得断开整流电路20与电感l之间的通路，以及电容c1与电感l之间的通路，从而充放电电路21处于非工作模式。如图6所示，在充放电电路21处于非工作模式时，电容c1的电压v1保持不变，但电容c2的电压v2会逐渐变小。
[0092]
4)假设在时间段t4与t5之间，控制电路23通过检测电路检测到整流电路20的输出功率小于变换电路22的输入功率时，通过控制第一开关管q1导通以及第二开关管q2断开，以便于电容c1放电(电感的电流i2从右向左流)，直至电感l的电流i2从零“增加到”第二阈值的情况下，通过控制第一开关管q1断开以及第二开关管q2导通，以便于电感l放电(电感的电流i2从右向左流)。进一步地，在电感l的电流i2从第二阈值“减小到”零时，控制电路23通过控制第一开关管q1导通以及第二开关管q2断开，以便于电容c1放电，
……
，如此周期性地循环直至整流电路20的输出功率不小于变换电路22的输入功率为止。如图6所示，在充放电电路21处于放电模式时，电容c1的电压v1保会逐渐变小，但电容c2的电压v2会先逐渐变大然后逐渐变小。
[0093]
应理解，第二阈值可以为随整流电路20的输出功率大小而变化，使得本技术实施例中的buck电流动态可调，以便于可以更加优化整流电路20的输出电流i3的波形，使得输出电流i3的波形更接近于期望波形(如正弦波)。
[0094]
应理解，若以电感电流从左向右流动为正电流，则本技术实施例中的第一阈值为正整数，第二阈值为负整数。
[0095]
需要说明的是，后面时间段的工作过程与时间段t1-t5的过程类似，此处不再一一介绍。
[0096]
图7为本技术实施例提供的测量波形示意图二，图8为本技术实施例提供的谐波电流分量示意图，结合图7和图8所示，本技术实施例中，通过将充放电电路21并联连接到整流电路20与变换电路22之间，然后通过控制电路23控制选择电路210中第一开关管q1和第二开关管q2的通断状态的方式，调节充放电电路21的工作模式和电流大小，不仅可以减小充放电电路21的体积，而且还可以通过对充放电电路21的工作模式的控制，可以更加优化整流电路20的输出电流i3的波形，使得输出电流i3的波形更接近于期望波形(如正弦波)，如图7所示，输出电流i3通过傅里叶变换后测量的谐波电流较小。
[0097]
综上，本技术实施例中只有少部分能量会经过充放电电路21，相对于传统技术中pfc电路，本技术实施例提供的充放电电路21的储能容量需求较小，因此，充放电电路中21的电容c1的容量较小，从而本技术实施例中的电容c1可以选择耐高压的陶瓷电容或薄膜电容等，并且结合将充放电电路21并联连接的方式，根据图7所示本技术实施例中电容c1的电压v1的变化范围可以很大。
[0098]
应理解，由于整流电路20的输出功率随工频周期规律地变化，变换电路22的输入功率相对恒定，因此，在每半个工频周期内所需存储和释放的能量为定值δw＝1/2*c*(vmax2-vmin2)。
[0099]
由于本技术实施例中电容c1的电压v1的变化范围可以很大，即其最高电压vmax与最低电压vmin之间的差值很大，因此，当需要存储相同的能量时，相对于pfc电路中的储能电容，本技术实施例中的电容c1的容量可以很小。
[0100]
例如，本技术实施例中电容c1的电压v1的变化范围可以在200v到410v波动，远远超过了传统pfc电路的储能电容的波动范围(通常在10v以内)，因此，可以大幅度减小c1的电容容量。
[0101]
传统技术中pfc电路串接在整流电路与变换电路之间，其中，pfc电路中电感的两端串接在整流电路与变换电路之间。由于电源电路中的“输出功率”的电流和“储存能量”的电流都需要经过pfc电路中的电感(“释放能量”的电流从pfc电路中的电容流向变换电路)。相比之下，本技术实施例中，通过将充放电电路21并联连接到电源电路中的整流电路20与变换电路22之间，使得“存储能量”的电流i1和“释放能量”的电流i2会经过充放电电路21中的电感l，但“输出功率”的电流i4不会经过充放电电路21，即本技术实施例中流过电感l的电流减小，因此，在同样的损耗下，本技术实施例中的电感l的串联等效电阻(equivalent series resistance，esr)可以做的更大，从而电感l的体积可以做的更小。
[0102]
传统pfc电路中，电容容量和变换电路的输入功率成正相关，例如，若变换电路的输入功率为100w，则pfc电路中的电容的容量为100u；若变换电路的输入功率为80w，则pfc电路中的电容的容量为80u。相比之下，通过本技术实施例提供的电源电路，充放电电路中的电容c1的容量可以较小(例如6u)，以及电感l1的容量也可以较小(例如直径为8mm和厚度为5mm)，便可以实现满足17625-1d类设备标准。
[0103]
综上所述，相对于传统pfc电路，本技术实施例中的充放电电路21中的电容和电感的体积可以较小，因此，充放电电路21的体积较小，使得电源电路的体积较小，从而可以为大功率和小体积的电子设备提供更好的pfc方案。
[0104]
应理解，本技术上述实施例中以变换电路的输入功率为相对恒定的情形进行介绍的，如果针对变换电路的输入功率可以不恒定的情形(例如饼干充电器第一代的脉动充电
等)，通过本技术实施例提供的电源电路，可以更大程度上减小所需“存储的能量”和/或所需“释放能量”，从而可以使得电源电路的体积可以进一步地减小。
[0105]
在一个实施例中，图9为本技术一个实施例提供的电路控制方法的流程示意图，本技术实施例的电路控制方法可以应用于本技术上述实施例中提供的电源电路。如图9所示，本技术实施例的方法可以包括以下步骤：
[0106]
步骤s901、整流电路将整流电路输入的交流电转换为直流电；
[0107]
步骤s902、变换电路对整流电路的输出电压进行变换；
[0108]
步骤s903、控制电路根据整流电路的输出功率和变换电路的输入功率，控制充放电电路的工作模式。
[0109]
本技术实施例中的工作模式包括充电模式、放电模式和非工作模式。
[0110]
步骤s904、充放电电路在充电模式时根据整流电路的输出电流充电、在放电模式时向变换电路放电，以及在非工作模式时停止工作。
[0111]
在一个实施例中，控制电路根据整流电路的输出功率和变换电路的输入功率，控制充放电电路的工作模式，包括：
[0112]
控制电路在输出功率大于输入功率时，控制充放电电路处于充电模式；或者，在输出功率小于输入功率时，控制充放电电路处于放电模式；或者，
[0113]
控制电路在输出功率小于输入功率时，控制充放电电路处于放电模式；或者，
[0114]
控制电路在输出功率等于输入功率时，控制充放电电路处于非工作模式。
[0115]
在一个实施例中，控制电路在输出功率大于输入功率时，控制充放电电路处于充电模式，包括：
[0116]
控制电路在输出功率大于输入功率时，控制选择电路处于第一导通状态；
[0117]
选择电路在第一导通状态下，使得整流电路的输出电流对储能电路充电。
[0118]
在一个实施例中，选择电路在第一导通状态下，使得整流电路的输出电流对储能电路充电，包括：
[0119]
选择电路在第一导通状态下控制整流电路对电感充电，直至电感的电流达到第一阈值的情况下，控制整流电路的输出电流对电容充电。
[0120]
在一个实施例中，选择电路在第一导通状态下控制整流电路对电感充电，直至电感的电流达到第一阈值的情况下，控制整流电路的输出电流对电容充电，包括：
[0121]
选择电路在第一导通状态下导通整流电路与电感之间的通路，以及关断电感与电容之间的通路，使得整流电路的输出电流对电感充电，直至电感的电流达到第一阈值的情况下，导通电感与电容之间的通路，使得整流电路的输出电流对电容充电。
[0122]
在一个实施例中，选择电路在第一导通状态下导通整流电路与电感之间的通路，以及关断电感与电容之间的通路，使得整流电路的输出电流对电感充电，直至电感的电流达到第一阈值的情况下，导通电感与电容之间的通路，使得整流电路的输出电流对电容充电，包括：
[0123]
控制电路在输出功率大于输入功率时，控制选择电路中的第二开关管导通以及第一开关管断开，使得整流电路的输出电流对电感充电，直至电感的电流达到第一阈值的情况下，控制第一开关管导通以及第二开关管断开，使得整流电路的输出电流对电容充电。
[0124]
在一个实施例中，控制电路在输出功率小于输入功率时，控制充放电电路处于放
电模式，包括：
[0125]
控制电路在输出功率小于输入功率时，控制选择电路处于第二导通状态；
[0126]
选择电路在第二导通状态下，使得储能电路放电。
[0127]
在一个实施例中，选择电路在第二导通状态下，使得储能电路放电，包括：
[0128]
选择电路在第二导通状态下控制电容放电，直至电感的电流达到第二阈值的情况下，控制电感放电。
[0129]
在一个实施例中，选择电路在第二导通状态下控制电容放电，直至电感的电流达到第二阈值的情况下，控制电感放电，包括：
[0130]
选择电路在第二导通状态下导通电感与电容之间的通路，使得电容放电，直至电感的电流达到第二阈值的情况下，导通整流电路与电感之间的通路，以及关断电感与电容之间的通路，使得电感放电。
[0131]
在一个实施例中，选择电路在第二导通状态下导通电感与电容之间的通路，使得电容放电，直至电感的电流达到第二阈值的情况下，导通整流电路与电感之间的通路，以及关断电感与电容之间的通路，使得电感放电，包括：
[0132]
控制电路在输出功率小于输入功率时，控制选择电路中的第一开关管导通以及第二开关管断开，使得电容放电，直至电感的电流达到第二阈值的情况下，控制第一开关管断开以及第二开关管导通，使得电感放电。
[0133]
在一个实施例中，控制电路在输出功率等于输入功率时，控制充放电电路处于非工作模式，包括：
[0134]
控制电路在输出功率等于输入功率时，控制选择电路处于断路状态；
[0135]
选择电路在断路状态下，使得储能电路停止工作。
[0136]
在一个实施例中，选择电路在断路状态下，使得储能电路停止工作，包括：
[0137]
选择电路在断路状态下断开整流电路与电感之间的通路，以及电容与电感之间的通路。
[0138]
在一个实施例中，选择电路在断路状态下断开整流电路与电感之间的通路，以及电容与电感之间的通路，包括：
[0139]
控制电路在输出功率等于输入功率时，控制选择电路中的第一开关管和第二开关管均断开。
[0140]
本技术实施例提供的电路控制方法可以应用于本技术上述实施例提供的电源电路中，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
[0141]
在一个实施例中，提供了一种电源装置，包括本技术上述实施例中提供的电源电路，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
[0142]
在一个实施例中，提供了一种电子设备，包括本技术上述实施例中提供的电源装置，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
[0143]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0144]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员
来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。