一种开关电源和电子设备的制作方法

1.本技术涉及电源技术领域，尤其涉及一种开关电源和电子设备。


背景技术：

2.在电子设备的使用过程中，如服务器在使用时，需要外界交流电源提供能量。而交流电源由于直接接入电网，需要应对电网波动所带来的各种不利影响，一般要求单电源工作时能够满足在前级电网出现20ms内的短暂中断情况下开关电源能够正常输出电压，使后级电路能继续正常工作，如保存信息等。通常的解决方案为在开关电源内设置一个母线电容，电容放电维持后级电路工作，保证输出电压正常。
3.但是，对于当前的解决方案，由于第二级变换器变压器变比固定，无论是通过调整开关管的脉冲宽度(pulse-width modulation，pwm)或频率(pulse frequency modulation，pfm)来适应不同的输入电压，实现宽范围输入，输出电压都有上下限的限制，母线电容放电一部分电量后，开关电源难以稳定输出。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种开关电源和计算设备。可以在增大开关电源输出功率，延长开关电源掉电保持时间。
5.第一方面，本技术技术方案提供了一种开关电源。该开关电源包括多相功率因数校正pfc电路、控制电路和输入电压检测电路；pfc电路包括第一电压输入端、第二电压输入端、至少两个升压电路和滤波储能电路；其中，滤波储能电路包括至少一个第一电容，至少一个第二电容和一个单向传导器件；其中，在交流电源正常工作时，单向传导器件处于导通状态；电压跌落后，单向传导器件处于截止状态；控制电路包括至少三个开关控制信号输出端和至少一个输入电压检测输入端；输入电压检测电路包括第一电压输入端，第二电压输入端和至少一个输入电压检测输出端；至少两个升压电路中的一个升压电路包括第一电感，第一开关管和第二开关管；其余升压电路包括第二电感，第三开关管和续流器件；第一电感的第一端和第二电感的第一端与pfc电路的第一电压输入端电连接；pfc电路的第一电压输入端与交流电源的正极电连接；述pfc电路的第二电压输入端与交流电源的负极电连接；第一电感的第一端与第一开关管的第一端和第二开关管的第二端电连接；第二开关管的第一端，至少一个第一电容的第一端和单向传导器件的第一端电连接；第二电感的第二端与第三开关管的第一端和续流器件的第二端电连接；续流器件的第一端与至少一个第二电容的第一端电连接；第一开关管的第二端、第三开关管的第二端、至少一个第一电容的第二端和至少一个第二电容的第二端电连接地；控制电路的至少三个开关控制信号输出端分别与第一开关管的第三端，第二开关管的第三端和第三开关管的第三端电连接；控制电路的至少三个开关控制信号输出端输出的开关控制信号用于控制第一开关管，第二开关管和第三开关管的工作状态；输入电压检测电路的第一电压输入端与交流电压的正极电连接；输入电压检测电路的第二电压输入端与交流电压的负极电连接；输入电压检测电路的至少
一个输入电压检测输出端与控制电路的至少一个输入电压检测输入端电连接；在电压跌落时，控制电路控制至少一个第一电容将能量释放到至少一个第二电容。
6.在该技术方案中，在多相pfc电路的一相的输出端附加储能电容和单向传导器件；在交流电压正常时，该储能电容作为pfc的母线电容的一部分，为后端提供输出电压，同时存储能量；在交流电压跌落后，单向传导器件截止，附加储能电容通过第一电感和第二电感将能量释放到母线电容上，保持母线电容输出电压稳定。该技术方案直接复用pfc电路的器件，延长掉电保持时间。同时，通过多相输出增大输出功率，并且多相pfc交错工作改善输出的纹波电流。
7.在一种实现方式中，单向传导器件为二极管；单向传导器件的第一端为阳极，单向传导器件的第二端为阴极。
8.在该实现方式中，基于二极管的正向导通和反向截止特性，在交流电压正常时，二极管导通，附加储能电容正常向后端提供输出电流；在电压跌落时，由于二极管的反向截止特性，保证能量不可以从第二电容回流向第一电容；该方案直接利用二极管自身的特性，一方面不需要外部控制，简化开关电源的控制逻辑，节省驱动电路。
9.在一种实现方式中，续流器件为第四开关管，控制电路的至少三个开关控制信号输出端还包括第四开关控制信号输出端，第四开关控制信号输出端与第四开关管的第三端电连接。
10.在该实现方式中，将开关管作为续流器件，由于开关管具有较小的导通电阻，因此该续流器件具有较小的功率消耗，进而提高开关电源的效率。
11.在一种实现方式中，控制电路用于:基于输入电压检测电路的至少一个电压输入端的输入信号确定交流电源的输入电压跌落时，第一时刻，控制第二开关管和第三开关管导通，第一开关管和第四开关管截止，至少一个第一电容将能量释放，存储在第一电感和第二电感；在第二时刻，控制第一开关管和第四开关管导通，第二开关和第三开关管截止；第一电感和第二电感释放能量到至少一个第二电容。
12.在该实现方式中，控制电路确定交流电压跌落时，控制第二开关管导通，第一开关管截止；在第一时刻，控制第二开关管和第三开关管导通，第一开关管和第四开关管截止，第一电容，第二开关管，第一电感，第二电感和第三开关管形成回路，第一电容将能量先释放到第一电感和第二电感；在第二时刻，控制第一开关管和第四开关管导通，第二开关管和第三开关管截止，第一电感，第二电感，第四开关管和第二电容和第一开关管形成回路，第一电感和第二电感将能量释放到第二电容，继续维持第二电容两端的电压稳定输出。
13.在一种实现方式中，开关电源还包括输出电压检测电路；控制电路还包括输出电压检测输入端；输出电压检测电路包括输出电压检测输入端和输出电压检测输出端；输出电压检测电路的第一电压输入端与至少一个第二电容的第一端电连接；输出电压检测电路的输出电压检测输出端与控制电路的输出电压检测输入端电连接；控制电路基于输出电压检测输入端的电压信号确定第二时刻。
14.在该实现方式中，输出电压检测电路检测pfc电路输出端的电压,当控制电路确定输出电压低于预定电压值时，准确控制第一开关管，第二开关管，第三开关管和第四开关管的工作状态。将电感l1和电感l2存储的能量释放到电容c2，以维持电容c2的稳定的向后端提供输出电压。
15.在一种实现方式中，控制电路包括两个输入电压检测输入端；的输入电压检测电路包括第一采样电阻，第二采样电阻，第三采样电阻和第四采样电阻；第一采样电阻的第一端与交流电源的正极电连接；第一采样电阻的第二端，第二采样电阻的第一端和控制电路的一个输入电压输入端电连接；第三采样电阻的第一端与交流电源的负极电连接；第三采样电阻的第二端，第四采样电阻的第一端和控制电路的另一个输入电压检测输入端电连接；第二电阻的第二端和第四电阻的第二端电连接地；控制电路用于，基于两个输入电压检测输入端输入的电压信号确定电压跌落。
16.在该实现方式中，通过采样电阻获取交流电源两端的电压信号。该输入电压检测电路实现简单，成本较低。
17.在一种实现方式中，pfc电路还包括同步整流电路；同步整流电路包括第五开关管和第六开关管；控制电路还包括两个开关控制信号输出端；第五开关管的第一端，第六开关管的第二端和交流电源的负极电连接；第六开关管的第一端，续流器件的第一端和至少一个第二电容的第一端电连接；第五开关管的第二端电连接地；控制电路的两个开关控制信号输出端分别与第一五开关管的第三端和第六开关管的第三端电连接；控制电路还包括的两个开关控制信号输出端输出的开关控制信号用于控制第五开关管和第六开关管的工作状态。
18.应当理解的，在续流器件为二极管时，续流器件的第一端为二极管的阴极，续流器件的第二端为二极管的阳极。
19.在该实现方式中，由于开关管的导通电阻较小，采用开关管实现同步整流，降低整流电路的功率损耗，提升开关电源的功率。
20.在一种可实现方式中，整流电路还可以为全桥整流电路或半桥整流电路。在一种实现方式中，开关电源还包括驱动电路；驱动电路包括至少三个开关控制信号输入端和至少三个开关驱动信号输出端；控制电路的至少三个开关控制信号输出端分别与驱动电路的至少三个开关控制信号输入端电连接；驱动电路的至少三个开关驱动信号输出端分别与第一开关管的第三端，第二开关管的第三端和第三开关管的第三端电连接。
21.在一种实现方式中，开关电源还包括隔离电路；隔离电路包括至少三个开关控制信号输入端和至少三个隔离信号输出端；隔离电路的至少三个开关控制信号输入端分别与控制电路的至少三个开关控制信号输出端电连接；隔离电路至少三个隔离信号输出端分别与驱动电路的至少三个开关控制信号输入端电连接。
22.在该实现方式中，在控制电路和驱动电路之间增加隔离电路，通过隔离电压将各控制信号隔离，互不干扰，提高开关电源控制的可靠性。
23.在一种实现方式中，至少一个第一电容的容值之和大于至少一个第二电容的容值之和。
24.在一种实现方式中，储能滤波电路中第一电容和第二电容的数量均为一个。
25.在一种实现方式中，储能滤波电路中第一电容和第二电容的数量均为多个。
26.在该实现方式中，电容c1和电容c2可以选用电解电容。电容c1的容值大于电容c2的容值。例如，电容c1的容值可以是电容c2容值的几倍或十几倍。由于电容c1的储存能量需要在输入电压跌落时回馈到升压电路的输入端，因此，电容c1的容值越大，能够存储的能量越多。当输入电压跌落时，电容c1回馈到升压电路输入端的能量也越多，更能够保持电容c2
两端的电压稳定输出。
27.同时，由于第一电容的能量转移不受后端电路的限制，第一电容可将能量全部转移到第二电容中，该方案可降低第一电容的容值和第二电容的容值的总容值，实现降低滤波电容的体积，进而降低开关电源的成本。
28.可以理解的，上述各实现方式中的第一开关管，第二开关管，第三开关管，第四开关管，第五开关管和第六开关管可以金属氧化物半导体场效应管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,mosfet)、绝缘栅型双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，igbt)、氮化镓晶体管(gan transistor)、碳化硅晶体管(sic transistor)、三极管、晶闸管和继电器。其中对于mosfet，可以为n型mosfet(简称nmos)或p型mosfet(简称pmos)。当第一开关管，第二开关管，第三开关管，第四开关管，第五开关管和第六开关管为nmos管时，第一开关管，第二开关管，第三开关管，第四开关管，第五开关管和第六开关管的第一端为nmos管的漏端；第一开关管，第二开关管，第三开关管，第四开关管，第五开关管和第六开关管的第二端为nmos管的源端；第一开关管，第二开关管，第三开关管，第四开关管，第五开关管和第六开关管的第三端为nmos管的栅端。
29.在一种可实现的方式中，pfc电路中的多升压电路为三相。
30.第二方面，本技术技术方案提供了一种电子设备，该电子设备包括第一方面及其各种实现方式中的开关电源和负载；该开关电源为该负载提供直流电源。
31.本技术实施例中第二方面及其各种实现方式的具体描述，可以参考第一方面及其各种实现方式中的详细描述；并且，第二方面及其各种实现方式的有益效果，可以参考第一方面及其各种实现方式中的有益效果分析，此处不再赘述。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例。
33.图1是本技术实施例提供的一种开关电源结构的示意图；
34.图2a是本技术实施例提供的一种pfc电路的示意图；
35.图2b是图2a中实施例提供的pfc电路的驱动信号示意图；
36.图3a是图2中电压跌落后pfc电路的电感储存能量的电流路径的示意图；
37.图3b是图2中电压跌落后pfc电路的电感释放能量的电流路径的示意图；
38.图4是本技术实施例提供的另一种pfc电路的示意图；
39.图5是本技术实施例提供的另一种pfc电路的示意图；
40.图6是本技术实施例提供的一种开关电源电路的示意图；
41.图7是本技术实施例提供的另一种开关电源电路的示意图；
42.图8是本技术实施例提供的一种电子设备结构的示意图。
具体实施方式
43.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚的描述。
44.本技术实施例中术语“第一”“第二”等字样不具有逻辑或时序上的依赖关系，也不
对数量和执行顺序进行限定。还应理解，尽管以下描述使用术语第一、第二等来描述各种元素，但这些元素不应受术语的限制。这些术语只是用于将一元素与另一元素区别分开。
45.本技术实施例中术语“至少一个”的含义是指一个或多个，本技术实施例中术语“多个”的含义是指两个或两个以上。
46.还应理解，术语“如果”可被解释为“当
……
时”(“when”或“upon”)或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，根据上下文，短语“如果确定...”或“如果检测到[所陈述的条件或事件]”可被解释为“在确定...时”或“响应于确定...”或“在检测到[所陈述的条件或事件]时”或“响应于检测到[所陈述的条件或事件]”。
[0047]
为便于理解本技术实施例，首先对本技术实施例中涉及的名词进行介绍。
[0048]
掉电保持时间(hold-up time)：交流-直流(alternating current-direct current，ac-dc)电源掉电保持时间是指从交流电掉电到输出电压，下降到精确度-2％之外的时间差值，简单来说是开关电源在没有输入后，还能保持多长时间输出。在测量仪器、数据采集系统、伺服系统以及机器人等应用场合，一般在检测掉电后需进行状态设置和必要的系统配置，这需要在掉电后，电源还需给系统提供一定时间的供电。
[0049]
功率因数校正(power factor correction，pfc)：是可以改善交流电源端功率因数的电路。其中，功率因数，又称功率因子，是交流电力系统中特有的物理量，是一负载所消耗的有效功率与其视在功率的比值，是0到1之间的无因次量。
[0050]
微控制单元(microcontroller unit；mcu)，又称单片微型计算机(single chip microcomputer)或者单片机，是把中央处理器(central process unit；cpu)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(timer)、usb、a/d转换、uart、plc、dma等周边接口，甚至lcd驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
[0051]
参见图1，本技术实施例提供一种开关电源结构的示意图。
[0052]
该开关电源100包括pfc电路110和直流-直流(direct current-direct current,dc-dc)变换电路120。pfc电路120的输出端连接dc-dc变换电路120的输入端；dc-dc变换电路120的输出端连接负载，为负载供电。其中，该负载可以为服务器、交换机等大功率电子设备。
[0053]
在该开关电源100中，pfc电路110包括整流电路、升压电路和母线电容c；该pfc电路用于将交流电流整流为直流电流，提高开关电源的功率因数，以及滤波输出电压中的谐波。dc-dc变换电路120用于将pfc电路110输出的直流电压进一步转换。例如dc-dc变换电路将pfc电路110输出的直流400v降压为12v，为服务器供电。此外，dc-dc变化电路120还用于隔离和稳压。
[0054]
可以理解的，该开关电源也可以不包括直流-直流(direct current-direct current,dc-dc)变换电路120。此时，pfc电路110的输出端直接连接负载，为负载供电。
[0055]
目前，开关电源增加掉电保持时间的方式是通过增加pfc电路中母线电容c的容值。但在开关电源中，储存能量电容的体积较大，如果进一步增加储存能量电容的容值，则储存能量电容的体积将会更大，不利于开关电源的小型化；同时电容的体积增大成本也进一步上升，导致开关电源的成本上升。
[0056]
为解决上述技术问题，本技术实施例在pfc电路中附加电容。当发生输入电压跌落
时，将附加电容存储的能量释放到原母线电容中，维持原母线电容的电压稳定，增加掉电保持时间。
[0057]
可以理解的，在本技术中，电压跌落可以是指电网断电引起电压或者发生故障引起的交流电源无电压输入。
[0058]
实施例一
[0059]
参见图2a，该图中示出了本技术实施例提供一种pfc电路的示意图。
[0060]
pfc电路210包括整流电路211，升压电路212和滤波储能电路213。其中，升压电路212为多相升压电路。
[0061]
在一种可实现的方式中，该整流电路211为桥式整流电路。关于桥式整流的电路组成和工作原理属于比较成熟的技术，因此在此不再赘述。
[0062]
在一种可实现的方式中，升压电路212为两相升压电路。升压电路212包括第一相升压电路和第二相升压电路。其中，第一相升压电路包括电感l1、开关管q1、开关管q2；第二相升压电路包括电感l2、开关管q3、开关管q4。
[0063]
在一种可实现的方式中，第二升压电路中的开关管q4可以为续流二极管。
[0064]
在一种可实现的方式中，滤波储能电路213包括电容c1、电容c2和单向传导器件。其中，电容c1和电容c2均为滤波储能电容，电容c1为第一相升压电路的输出滤除交流成分以及为开关电源储能；同理，电容c2为第二相升压电路的输出滤除交流成分以及为开关电源储能。单向传导器件具有导通和截止两个工作状态。
[0065]
在一种可实现的方式中，单向传导器件为二极管。滤波储能电路213包括电容c1、电容c2和二极管d0。当交流电压正常输入时，二极管d0处于导通状态，电容c1和电容c2可以同时储存能量；当交流电压跌落时，二极管d0处于截止状态，能量不可以从电容c2流向电容c1。
[0066]
在一种可实现的方式中，该pfc电路210还包括二极管d5，该二极管d5用于实现pfc电路100的软启动，减少浪涌电压对滤波电容c1的冲击。设置保护二极管d5后，在接通电源的瞬间，二极管d5导通，电源通过该二极管d5为电容c1充电，使流过pfc电感l1和电感l2的电流减小，降低电感l1和电感l2上产生的自感电势，以保护各个开关管。
[0067]
可以理解的是，开关管q1、开关管q2、开关管q3和开关管q4均为可控开关管，可以为以下任一种：金属氧化物半导体场效应管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor,mosfet)、绝缘栅型双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，igbt)、氮化镓晶体管(gan transistor)、碳化硅晶体管(sic transistor)、三极管、晶闸管和继电器。其中对于mosfet，可以为n型mosfet(简称nmos)或p型mosfet(简称pmos)。
[0068]
本技术实施例以开关管q1、开关管q2、开关管q3和开关管q4为nmos管为例pfc电路210拓扑进行描述。
[0069]
交流电源正极，二极管d1的阳极和二极管d4的阴极连接；二极管d5的阴极，交流电源的负极，二极管d2的阳极和二极管d3的阴极连接；电感l1的第一端，第二电感l2的第一端和二极管d1的阳极连接；电感l1的第二端与nmos管q1的漏端和noms管q2的源端连接；nmos管q2的漏端，电容c1的第一端和二极管d0的阳极连接；电感l2的第二端与nmos管q3的漏端和noms管q4的源端连接；nmos管q4的漏端与电容c2的第一端，二极管d0的阴极和二极管d5的阴极连接；二极管d3的阳极，二极管d4的阳极，nmos管q1的源端，nmos管q3的源端，电容c1
的第二端，电容c2的第二端接地。
[0070]
请继续参见图2a，在交流电源正常供电，分别对nmos管q1,nmos管q2,nmos管q3和nmos管q4施加如图2b所示的驱动信号，该pfc电路210的工作过程如下。
[0071]
在交流电源输入的正半周期，整流电路210中的二极管d1和二极管d3导通。
[0072]
1)在t0-t1时刻：
[0073]
对于第一相升压电路：nmos管q1导通，nmos管q2截止，交流电源，二极管d1，电感l1，nmos管q1和二极管d3形成回路，电感l1储存能量。
[0074]
对于第二相升压电路：nmos管q3导通，nmos管q4截止，交流电源，二极管d1，电感l2，nmos管q3和二极管d3形成回路，电感l2储存能量。
[0075]
2)在t1-t2时刻：
[0076]
对于第一相升压电路：nmos管q1导通，nmos管q2截止，交流电源，二极管d1，电感l1，nmos管q1和二极管d3形成回路，电感l1储存能量。
[0077]
对于第二相升压电路：nmos管q3截止，nmos管q4导通，交流电源，二极管d1，电感l2，nmos管q4，电容c2和二极管d3形成回路，电感l2释放能量，电容c2储存能量。
[0078]
3)在t2-t3时刻：
[0079]
对于第一相升压电路：nmos管q1导通，nmos管q2截止，交流电源，二极管d1，电感l1，nmos管q1和二极管d3形成回路，电感l1储存能量。
[0080]
对于第二相升压电路：nmos管q3导通，nmos管q4截止，交流电源，二极管d1，电感l2，nmos管q3和二极管d3形成回路，电感l2储存能量。
[0081]
4)在t3-t4时刻：
[0082]
对于第一相升压电路：nmos管q1截止，nmos管q2导通，交流电源，二极管d1，电感l1，nmos管q2，电容c1和二极管d3形成一个回路，交流电源，二极管d1，电感l1，nmos管q2，二极管d0,电容c2和二极管d3形成另一个回路,电感l1释放能量，电容c1和电容c2储存能量。
[0083]
对于第二相升压电路：nmos管q3导通，nmos管q4截止，交流电源，二极管d1，电感l2，nmos管q3和二极管d3形成回路，电感l2储存能量。
[0084]
在交流电源输入的负半周期，整流电路210的二极管d2和二极管d4导通。
[0085]
5)在t4-t5时刻：
[0086]
对于第一相升压电路：nmos管q1导通，nmos管q2截止，交流电源，二极管d2，电感l1，nmos管q1和二极管d4形成回路，电感l1储存能量。
[0087]
对于第二相升压电路：nmos管q3导通，nmos管q4截止，交流电源，二极管d2，电感l2，nmos管q3和二极管d4形成回路，电感l2储存能量。
[0088]
6)在t5-t6时刻：
[0089]
对于第一相升压电路：nmos管q1导通，nmos管q2截止，交流电源，二极管d2，电感l1，nmos管q1和二极管d4形成回路，电感l1储存能量。
[0090]
对于第二相升压电路：nmos管q3截止，nmos管q4导通，交流电源，二极管d2，电感l2，nmos管q4，电容c2和二极管d4形成回路，电感l2释放能量，电容c2储存能量。
[0091]
7)在t6-t7时刻：
[0092]
对于第一相升压电路：nmos管q1导通，nmos管q2截止，交流电源，二极管d2，电感l1，nmos管q1和二极管d4形成回路，电感l1储存能量。
[0093]
对于第二相升压电路：nmos管q3导通，nmos管q4截止，交流电源，二极管d2，电感l2，nmos管q3和二极管d4形成回路，电感l2储存能量。
[0094]
8)在t7-t8时刻：
[0095]
对于第一相升压电路：nmos管q1截止，nmos管q2导通，交流电源，二极管d1，电感l1，nmos管q2，电容c1和二极管d3形成一个回路，交流电源，二极管d1，电感l1，nmos管q2，二极管d0,电容c2和二极管d3形成另一个回路,电感l1释放能量，电容c1和电容c2储存能量。
[0096]
对于第二相升压电路：nmos管q3导通，nmos管q4截止，交流电源，二极管d2，电感l2，nmos管q3和二极管d4形成回路；电感l2储存能量。
[0097]
可以理解的，图2b中示出的两相升压电路的驱动信号只是两相升压电路的多种驱动方式中的一种示意性驱动方式，本领域技术人员可以基于两相升压电路的其它参数需求，选择其它形式的驱动方式使两相电路交替，本技术对此并不做限定。
[0098]
在一种可实现的方式中，电容c1和电容c2可以选用电解电容。电容c1的容值大于电容c2的容值。例如，电容c1的容值可以是电容c2容值的几倍或十几倍。由于电容c1的储存能量需要在输入电压跌落时回馈到升压电路的输入端，因此，电容c1的容值越大，能够存储的能量越多。当输入电压跌落时，电容c1回馈到升压电路输入端的能量也越多，更能够保持电容c2两端的电压稳定输出。
[0099]
在电压跌落时，该pfc电路的工作过程如下。
[0100]
在一种可实现的方式中，当检测到输入电压跌落后，形成电容c1向电容c2释放能量的路径。先形成电容c1向电感l1和电感l2释放能量的回路，再形成电感l1和电感l2向电容c2释放能量的回路。
[0101]
如图3a所示，第一时刻，控制nmos管q1截止，nmos管q2导通，nmos管q3导通,nmos管q4截止，此时，电容c1，nmos管q2，电感l2，电感l1和nmos管q3形成回路，电容c1作为,能量源，电容c1释放能量，电感l1和电感l2储存能量。
[0102]
在一种可实现的方式中，可以将检测到输入电压跌落的时刻作为第一时刻。
[0103]
在一种可实现的方式中，第一时刻可以是晚于电压跌落时刻的预定时间。
[0104]
如下图3b所示，第二时刻，控制nmos管q1导通，nmos管q2截止，nmos管q3截止，nmos管q4导通，电感l2,电感l1,nmos管q4,电容c2和nmos管q1形成回路，电感l2和电感l1将储存的能量释放到电容c2，以维持电容c2两端稳定输出电压vo。
[0105]
在一种可实现的方式中，检测pfc电路210输出端的电压v0,当v0低于预定电压值时，控制nmos管q1，nmos管q3和nmos管q4的工作状态。将电感l1和电感l2存储的能量释放到电容c2，以维持电容c2的稳定的向后端提供输出电压。可以理解的，确定输出电压v0低于预定电压值的时刻为第二时刻。
[0106]
在一种可实现的方式中，在经过设定的工作时间后，控制nmos管q1，nmos管q2和nmos管q4的工作状态。将电感l1和电感l2存储的能量释放到c1，以维持电容c1的稳定输出电压。可以理解的，从第一时刻经过设定的工作时间为第二时刻。
[0107]
电容c1能量释放到最低，升压电路停止工作，电容c2失去能量来源电压开始下降。电容c1电压下降到负载截止工作电压，负载停止工作，掉电保持电路工作结束。
[0108]
在现有技术中，pfc电路在输入掉电后，母线电容中的能量不能都被利用作为维持掉电时间的能量。而本技术实施例中，在pfc电路中增加附加储能电容c1。在正常工作时，附
加电容c1在交流输入正常时储存能量；而在电压跌落后，附加电容c1将能量释放到母线电容c2，提供维持输出电压稳定所需要的能量。因此，利用该技术方案，当电压跌落时，延长掉电保护时间。
[0109]
另外，本技术实施例的技术方案中，储能电容总量相较于现有技术中的电容总量降低。以12v输出开关电源为例，在现有技术中，假定母线电容容量c，对于pfc电路，升压后稳态电压v0＝400v，后级负载可用最低电压为v1＝350v，则可用于掉电保持的能量为w1＝1/2*c*(400
2-3502)＝18750*c。采用本本技术方案后，假设储存能量电容由c1+c2组成,c1＝4c2,则释放相同的能量w1需要的电容c1＝2*w1/(400
2-02)＝0.23*c,电容的总容量c1+c2≈0.28*c，采用本技术实施例的方案后达到相同的保持时间只需要现有技术中28％的电容容量，减小了无源器件的体积，同时降低了储存能量器件的成本。
[0110]
实施例二
[0111]
参见图4，该图为本技术实施例提供另一种pfc电路的示意图。
[0112]
该pfc电路410包括同步整流电路411，升压电路412和滤波储能电路413。其中，升压电路412为多相升压电路。
[0113]
该实施例三中的整流电路411与升压电路412与实施例一中的整流电路211和升压电路212电路结构相同，为此，本实施例中同步整流电路411与升压电路412的电路结构和工作原理可参见实施例四中的同步整流电路211与升压电路212的描述，该实施例四中对此不再赘述。
[0114]
在一种可实现的方式中，滤波储能电路电容中的连接在每个升压电压输出端的电容可以为多个。
[0115]
如图4所示，滤波储能电路413包括电容c11、电容c12、电容c21，电容c22和二极管d0。其中，电容c11和电容c12并联连接在第一升压电路的输出端。电容c21和电容c22并联连接在第二升压电路的输出端。
[0116]
本实施例四以开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4均为nmos管为例对pfc电路410的拓扑进行描述。
[0117]
交流电源正极，二极管d1的阳极和二极管d4的阴极连接；二极管d5的阴极，交流电源的负极，二极管d2的阳极和二极管d3的阴极连接；电感l1的第一端，第二电感l2的第一端和二极管d1的阳极连接；电感l1的第二端与nmos管q1的漏端和noms管q2的源端连接；nmos管q2的漏端、电容c11的第一端、电容c12的第一端和二极管d0的阳极连接；电感l2的第二端与nmos管q3的漏端和noms管q4的源端连接；nmos管q4的漏端与电容c21的第一端，电容c22，二极管d0的阴极和二极管d5的阴极连接；二极管d3的阳极，二极管d4的阳极，nmos管q1的源端，nmos管q3的源端，电容c11的第二端，电容c12的第二，电容c21的第二端和电容c22的第二端接地。
[0118]
请继续参见图4，在交流电源正常供电时，分别对nmos管q1,nmos管q2,nmos管q3和nmos管q4施加如图2b所示的驱动信号，该pfc电路410的工作过程如下：
[0119]
在交流输入的正半周期，整流电路411中的二极管d1和二极管d3导通。
[0120]
1)在t0-t1时刻：
[0121]
对于第一相升压电路：nmos管q1导通，nmos管q2截止，交流电源，二极管d1,电感l1，nmos管q1和二极管d3形成回路，电感l1储存能量。
[0122]
对于第二相升压电路：nmos管q3导通，nmos管q4截止，交流电源，二极管d1,电感l2，nmos管q3和二极管d3形成回路，电感l2储存能量。
[0123]
2)在t1-t2时刻：
[0124]
对于第一相升压电路：nmos管q1导通，nmos管q2截止，交流电源，二极管d1,电感l1，nmos管q1和二极管d3形成回路，电感l1储存能量。
[0125]
对于第二相升压电路：nmos管q3截止，nmos管q4导通，交流电源，二极管d1,电感l2，nmos管q4，电容c21和二极管d3形成一个回路；交流电源，电感l2，二极管d1,nmos管q4，电容c22和二极管d3形成另一个回路；电感l2释放能量，电容c21和电容c22同时储存能量。
[0126]
3)在t2-t3时刻：
[0127]
对于第一相升压电路：nmos管q1导通，nmos管q2截止，交流电源，二极管d1,电感l1，nmos管q1和二极管d3形成回路，电感l1储存能量。
[0128]
对于第二相升压电路：nmos管q3导通，nmos管q4截止，交流电源，二极管d1,电感l2，nmos管q3和二极管d3形成回路，电感l2储存能量。
[0129]
4)在t3-t4时刻：
[0130]
对于第一相升压电路：nmos管q1截止，nmos管q2导通，交流电源，电感l1，nmos管q2，电容c11和nmos管q5形成一个回路；交流电源，电感l1，nmos管q2，电容c12和nmos管q5形成第二回路；交流电源，二极管d1,电感l1，nmos管q2，二极管d0,电容c21和二极管d3形成第三回路；交流电源，电感l1，二极管d1,nmos管q2，二极管d0,电容c22和二极管d3形成第四回路；电感l1释放能量，电容c1和电容c2储存能量。
[0131]
对于第二相升压电路：nmos管q3导通，nmos管q4截止，交流电源，二极管d1，电感l2，nmos管q3和二极管d3形成回路，电感l2储存能量。
[0132]
在交流电源输入的负半周期，整流电路411中的二极管d2和二极管d4导通。
[0133]
5)在t4-t5时刻：
[0134]
对于第一相升压电路：nmos管q1导通，nmos管q2截止，交流电源，二极管d2，电感l1，nmos管q1和二极管d4形成回路，电感l1储存能量。
[0135]
对于第二相升压电路：nmos管q3导通，nmos管q4截止，交流电源，二极管d2，电感l2，nmos管q3和二极管d4形成回路，电感l2储存能量。
[0136]
4)在t5-t4时刻：
[0137]
对于第一相升压电路：nmos管q1导通，nmos管q2截止，交流电源，二极管d2，电感l1，nmos管q1，二极管d4形成回路，电感l1储存能量。
[0138]
对于第二相升压电路：nmos管q3截止，nmos管q4导通，交流电源，二极管d2，电感l2，nmos管q4，电容c21和二极管d4形成一个回路；交流电源，二极管d2，电感l2，nmos管q4，电容c22和二极管d4形成另一个回路；电感l2释放能量，电容c21和电容c22同时储存能量。
[0139]
7)在t4-t7时刻：
[0140]
对于第一相升压电路：nmos管q1导通，nmos管q2截止，交流电源，二极管d2，电感l1，nmos管q1和nmos管q4，二极管d2形成回路，电感l1储存能量。
[0141]
对于第二相升压电路：nmos管q3导通，nmos管q4截止，交流电源，二极管d2，电感l2，nmos管q3和二极管d4形成回路，电感l2储存能量。
[0142]
8)在t7-t8时刻：
[0143]
对于第一相升压电路：nmos管q1截止，nmos管q2导通，交流电源，二极管d2，电感l1，nmos管q2，电容c11和二极管d4形成一个回路；交流电源，二极管d2，电感l1，nmos管q2，电容c12和二极管d4形成第二回路；交流电源，二极管d2，电感l1，nmos管q2，二极管d0,电容c21和二极管d4形成第三回路,；交流电源，二极管d2，电感l1，nmos管q2，二极管d0,电容c22和二极管d4形成第四回路；电感l1释放能量，电容c1和电容c2储存能量。
[0144]
对于第二相升压电路：nmos管q3导通，nmos管q4截止，交流电源，二极管d2，电感l2，nmos管q3和二极管d4形成回路；电感l2储存能量。
[0145]
可以理解的，图2b中示出的两相升压电路的驱动信号只是两相升压电路的多种驱动方式中的一种示意性驱动方式，本领域技术人员可以基于两相升压电路的其它参数需求，选择其它形式的驱动方式使两相电路交替，本技术对此并不做限定。
[0146]
在一种可实现的方式中，电容c11，电容c12，电容c21和电容c22可以选用电解电容。电容c11和电容c12的容值之和大于电容c21和电容c22的容值之和。电容c11和电容c12的容值和可以是电容c21和c22容值之的几倍或十几倍。
[0147]
可以理解的，滤波储能电路电容中的连接在每个升压电压输出端的电容可以为一个或多个。本技术此对此并不做限定。
[0148]
在电压跌落时，实施例四提供的pfc电路的工作原理如下。
[0149]
在一种可实现的方式中，当电压跌落后，形成电容c11和电容c12向电容c21和电容c22释放能量的路径。先形成c11和c12向电感l1和电感l2释放能量的回路；再形成电感l1,电感l2和电感l3向电容c21和电容c22的回路。
[0150]
第一时刻，控制nmos管q1截止，nmos管q2导通，nmos管q3导通,nmos管q4截止，此时，电容c11，nmos管q2，电感l2，电感l1和nmos管q3形成一个回路；电容c12，nmos管q2，电感l2，电感l1和nmos管q3形成一个回路；电容c11和c12共同作为两相升压电路212的能量源，电容c11和电容c12释放能量，电感l1和电感l2储存能量。
[0151]
在一种可实现的方式中，可以将检测到输入电压跌落的时刻作为第一时刻。
[0152]
在一种可实现的方式中，第一时刻可以是晚于电压跌落时刻的预定时间。
[0153]
第二时刻，控制nmos管q4导通，nmos管q3截止，nmos管q2截止，nmos管q1导通，电感l2,电感l1,nmos管q4,电容c21和nmos管q1形成回路；电感l2,电感l1,nmos管q4,电容c22和nmos管q1形成回路，电感l2和电感l1将储存的能量释放到电容c21和电容c22，以维持电容c21和c22两端稳定输出电压vo。
[0154]
在一种可实现的方式中，检测pfc电路410输出端的电压v0,当v0低于预定值电压值时，控制nmos管q1，nmos管q3和nmos管q4的工作状态。将电感l1和电感l2存储的能量释放到电容c21和电容c22，以维持电容c21和电容c22稳定的向后端提供输出电压。可以理解的，当v0低于预定值电压值的时刻为第二时刻。
[0155]
在一种可实现的方式中，在经过设定的工作时间后，控制nmos管q1，nmos管q2和nmos管q4的工作状态。将电感l1和电感l2存储的能量释放到c2，以维持电容c2的稳定输出电压。可以理解的，从第一时刻经过设定的工作时间为第二时刻。
[0156]
电容c11和c12能量释放到最低，升压电路停止工作，电容c21和电容c22失去能量来源电压开始由v0下降。输出电压下降到负载截止工作电压，负载停止工作，掉电保持电路工作结束。
[0157]
在现有技术中，pfc电路在输入掉电后，母线电容中的能量不能都被利用作为维持掉电时间的能量。而本技术实施例中，在pfc电路中增加多个并联附加储能电容。在正常工作时，附加电容在交流输入正常时储存能量；而在电压跌落后，附加电容将能量释放到并联的母线电容，提供维持输出电压稳定所需要的能量。因此，利用该技术方案，当电压跌落时，延长掉电保护时间。
[0158]
同时，本技术的技术方案中，储能电容总量相较于现有技术中的电容总量降低。以12v输出开关电源为例，在现有技术中，假定母线电容容量c，对于pfc电路，升压后稳态电压v0＝400v，后级负载可用最低电压为v1＝350v，则可用于掉电保持的能量为w1＝1/2*c*(400
2-3502)＝18750*c。采用本本技术方案后，假设储存能量电容由c11+c12c21+c22组成,(c11+c11+c12)＝4(c21+c22),则释放相同的能量w1需要的电容(c11+c12)＝2*w1/(400
2-02)＝0.23*c,电容的总容量c11+c12 c21+c22≈0.28*c，即采用本技术的方案后达到相同的保持时间只需要现有技术中28％的电容容量，减小了无源器件的体积，同时降低了储存能量器件的成本。
[0159]
实施例三
[0160]
参见图5，该图为本技术实施例提供另一种pfc电路的示意图。
[0161]
该pfc电路510包括整流电路511，升压电路512和滤波储能电路513。
[0162]
该实施例三中的整流电路511和滤波储能电路513与实施例一中的整流电路211和滤波储能电路213相同，为此，本实施例中整流电路511和滤波储能电路513的电路结构和工作原理可参见实施例四中的整流电路211和滤波储能电路213的描述，该实施例三中对此不再赘述。
[0163]
在一种可实现的方式中，升压电路512为三相升压电压。升压电路512包括第一相升压电路，第二相升压电路和第三相升压电路。其中，第一相升压电路包括电感l1、开关管q1、开关管q2；第二相升压电路包括电感l2、开关管q3、开关管q4；第三相升压电路包括电感l3、开关管q5、开关管q6。
[0164]
本实施例三以开关管q1、开关管q2、开关管q3、开关管q4、开关管q5，开关管q6为nmos管为例对pfc电路510的拓扑进行描述。
[0165]
交流电源正极，二极管d1的阳极和二极管d4的阴极连接；二极管d1的阴极，交流电源的负极，二极管d2的阳极和二极管d3的阴极连接；电感l1的第一端，电感l2的第一端，电感l3的第一端和二极管d5的阳极连接；电感l1的第二端与nmos管q1的漏端和noms管q2的源端连接；nmos管q2的漏端、电容c1和二极管d0的阳极连接；电感l2的第二端与nmos管q3的漏端和noms管q4的源端连接；nmos管q4的漏端与电容c2的第一端，二极管d0的阴极和二极管d5的阴极连接；电感l3的第二端与nmos管q5的漏端和noms管q6的源端连接；nmos管q6的漏端与电容c2的第一端，二极管d0的阴极和二极管d5的阴极连接；二极管d3的阳极，二极管d4的阳极，nmos管q1的源端，nmos管q3的源端，电容c11的第二端，电容c12的第二，电容c21的第二端和电容c22的第二端接地。
[0166]
在一种可实现的方式中，对第二相和第三相的采用相同的驱动信号。分别对nmos管q1,nmos管q2,nmos管q3(nmos管q5)和nmos管q4(nmos管q6)施加如图2b所示的驱动信号，该pfc电路510的过程如下。
[0167]
请继续参见图5，在交流电源正常供电时，该pfc电路510的工作过程如下：
[0168]
在交流输入的正半周期，整流电路511中的二极管d1和二极管d3导通。
[0169]
1)在t0-t1时刻：
[0170]
对于第一相升压电：nmos管q1导通，nmos管q2截止，二极管d1，交流电源，电感l1，nmos管q1和二极管d3形成回路，电感l1储存能量。
[0171]
对于第二相升压电路：nmos管q3导通，nmos管q4截止，交流电源，二极管d1，电感l2，nmos管q3和二极管d3形成回路，电感l2储存能量。
[0172]
对于第三相升压电路：nmos管q5导通，nmos管q6截止，交流电源，二极管d1，电感l3，nmos管q5和二极管d3形成回路，电感l3储存能量。
[0173]
2)在t1-t2时刻：
[0174]
对于第一相升压电路：nmos管q1导通，nmos管q2截止，交流电源，二极管d1，电感l1，nmos管q1和二极管d3形成回路，电感l1储存能量。
[0175]
对于第二相升压电路：nmos管q3截止，nmos管q4导通，交流电源，二极管d1，电感l2，nmos管q4，电容c2和二极管d3形成回路，电感l2释放能量，电容c2储存能量。
[0176]
对于第三相升压电路：nmos管q5截止，nmos管q6导通，交流电源，二极管d1，电感l3，nmos管q6，电容c2和二极管d3形成回路，电感l3释放能量，电容c2储存能量。
[0177]
3)在t2-t3时刻：
[0178]
对于第一相升压电路：nmos管q1导通，nmos管q2截止，交流电源，二极管d1，电感l1，nmos管q1和二极管d3形成回路，电感l1储存能量。
[0179]
对于第二相升压电路：nmos管q3导通，nmos管q4截止，交流电源，二极管d1，电感l2，nmos管q3和二极管d3，形成回路，电感l2储存能量。
[0180]
对于第三相升压电路：nmos管q5导通，nmos管q6截止，交流电源，二极管d1，电感l3，nmos管q5和二极管d3形成回路，电感l3储存能量。
[0181]
4)在t3-t4时刻：
[0182]
对于第一相升压电路：nmos管q1截止，nmos管q2导通，交流电源，二极管d1，电感l1，nmos管q2，电容c1和二极管d3形成一个回路；交流电源，二极管d1，电感l1，nmos管q2，二极管d0,电容c2和二极管d3,形成另一个回路,电感l1释放能量，电容c1和电容c2储存能量。
[0183]
对于第二相升压电路：nmos管q3导通，nmos管q4截止，交流电源，二极管d1，电感l2，nmos管q3和二极管d3形成回路，电感l2储存能量。
[0184]
对于第三相升压电路：nmos管q5导通，nmos管q6截止，交流电源，二极管d1，电感l3，nmos管q3和二极管d3形成回路，电感l3储存能量。
[0185]
在交流电源输入的负半周期，整流电路511中的二极管d2和二极管d4导通。
[0186]
5)在t4-t5时刻：
[0187]
对于第一相升压电路：nmos管q1导通，nmos管q2截止，交流电源，二极管d2，电感l1，nmos管q1和二极管d4形成回路，电感l1储存能量。
[0188]
对于第二相升压电路：nmos管q3导通，nmos管q4截止，交流电源，二极管d2，电感l2，nmos管q3和二极管d4形成回路，电感l2储存能量。
[0189]
对于第三相升压电路：nmos管q5导通，nmos管q6截止，交流电源，二极管d2，电感l3，nmos管q3和二极管d4形成回路，电感l3储存能量。
[0190]
6)在t5-t6时刻：
[0191]
对于第一相升压电路：nmos管q1导通，nmos管q2截止，交流电源，二极管d2,电感l1，nmos管q1，二极管d4形成回路，电感l1储存能量。
[0192]
对于第二相升压电路：nmos管q3截止，nmos管q4导通，交流电源，二极管d2,电感l2，nmos管q4，电容c2和二极管d4形成回路，电感l2释放能量，电容c2储存能量。
[0193]
对于第三相升压电路：nmos管q5导通，nmos管q6截止，交流电源，二极管d2,电感l3，nmos管q5和二极管d4形成回路，电感l3储存能量。
[0194]
5)在t6-t5时刻：
[0195]
对于第一相升压电路：nmos管q1导通，nmos管q2截止，交流电源，二极管d2,电感l1，nmos管q1和二极管d4形成回路，电感l1储存能量。
[0196]
对于第二相升压电路：nmos管q3导通，nmos管q4截止，交流电源，二极管d2,电感l2，nmos管q3和二极管d4形成回路，电感l2储存能量。
[0197]
对于第三相升压电路：nmos管q5导通，nmos管q6截止，交流电源，二极管d2,电感l3，nmos管q3和二极管d4形成回路，电感l3储存能量。
[0198]
8)在t5-t8时刻：
[0199]
对于第一相升压电路：nmos管q1截止，nmos管q2导通，交流电源，二极管d2,电感l1，nmos管q2，电容c1和nmos管q6形成一个回路，交流电源，二极管d2,电感l1，nmos管q2，二极管d0,电容c2和二极管d4形成另一个回路,电感l1释放能量，电容c1和电容c2储存能量。
[0200]
对于第二相升压电路：nmos管q3导通，nmos管q4截止，交流电源，二极管d2,电感l2，nmos管q3和二极管d4形成回路；电感l2储存能量。
[0201]
对于第三相升压电路：nmos管q5导通，nmos管q6截止，交流电源，二极管d2,电感l3，nmos管q5和二极管d4形成回路；电感l3储存能量。
[0202]
可以理解的，图2b中示出的升压电路的驱动信号只是三升压电路的多种驱动方式中的一种示意性驱动方式，本领域技术人员可以基于三相升压电路的其它参数需求，选择其它形式的驱动方式使三相电路交替，本技术对此并不做限定。
[0203]
在一种可实现的方式中，电容c1和电容c2可以选用电解电容。电容c1的容值大于电容c2的容值。例如，电容c1的容值可以是电容c2容值的几倍或十几倍。由于电容c1的储存能量需要在电压跌落时回馈到升压电路的输入端，因此，电容c1的容值越大，能够存储的能量越多。当电压跌落时，电容c1回馈到升压电路400输入端的能量也越多，更能够保持电容c2两端的电压稳定输出。
[0204]
在电压跌落时，该实施例三提供的pfc电路的工作原理如下。
[0205]
在一种可实现的方式中，当电压跌落后，形成电容c2向电容c1补充能量的路径。先形成电容c1向电感l1,电感l2和电感l3释放能量的回路；再形成电感l1,电感l2和电感l3向电容c2释放能量的回路。
[0206]
第一时刻，控制nmos管q1、nmos管q4和nmos管q6截止，nmos管q2、nmos管q3和nmos管q5导通，电容c1，nmos管q2，电感l1、电感l2和nmos管q3形成一个回路；电容c1、电感l1、电感l3和nmos管q5，形成另一个回路；电容c1作为升压电路812能量源，电容c1释放能量，电感l1、电感l2和电感l3储存能量。
[0207]
在一种可实现的方式中，可以将检测到输入电压跌落的时刻作为第一时刻。
[0208]
在一种可实现的方式中，第一时刻可以是晚于电压跌落时刻的预定时间。
[0209]
第二时刻，控制nmos管q1、nmos管q4和nmos管q6导通，nmos管q2、nmos管q3和nmos管q5截止，电感l1,电感l2,nmos管q4,电容c1和nmos管q1形成一个回路；电感l1,电感l3,nmos管q6,电容c1和nmos管q1形成另一个回路；电感l1，电感l2和电感l3将能量释放到电容c1，以维持电容c1向后端提供稳定的输出电压v0。
[0210]
在一种可实现的方式中，检测pfc电路210输出端的电压v0,当v0低于预定值电压值时，控制nmos管q1、nmos管q3、nmos管q4、nmos管q5和nmos管q6的工作状态，将电感l1和电感l2存储的能量释放到电容c2，以维持电容c2的稳定的向后端提供输出电压。可以理解的，确定输出电压v0低于预定电压值的时刻为第二时刻。
[0211]
在一种可实现的方式中，在经过设定的工作时间后，控制nmos管q1、nmos管q3、nmos管q4、nmos管q5和nmos管q6的工作状态，将电感l1、电感l2和电感l3存储的能量释放到c1，以维持电容c1的稳定输出电压。可以理解的，从第一时刻经过设定的工作时间为第二时刻。
[0212]
电容c1能量释放到最低，升压电路停止工作，电容失去能量来源电压开始由v0下降。电容c2电压下降到负载截止工作电压v1，负载停止工作，掉电保持电路工作结束。
[0213]
在现有技术中，pfc电路在输入掉电后，母线电容中的能量不能都被利用作为维持掉电时间的能量。而本技术实施例中，在pfc电路中增加附加储能电容c2。在正常工作时，附加电容c2在交流输入正常时储存能量；而在电压跌落后，附加电容c1将能量释放到母线电容c2，提供维持输出电压稳定所需要的能量。因此，利用该技术方案，当电压跌落时，延长掉电保护时间。
[0214]
同时，本技术的技术方案中，储能电容总量相较于现有技术中的电容总量降低。以12v输出开关电源为例，在现有技术中，假定母线电容容量c，对于pfc电路，升压后稳态电压v0＝400v，后级负载可用最低电压为v1＝350v，则可用于掉电保持的能量为w1＝1/2*c*(400
2-3502)＝18550*c。采用本本技术方案后，假设储存能量电容由c1+c2组成,c2＝4c2,则释放相同的能量w1需要的电容c1＝2*w1/(400
2-02)＝0.23*c,电容的总容量c1+c2≈0.28*c，即采用本技术的方案后达到相同的保持时间只需要现有技术中28％的电容容量，减小了无源器件的体积，同时降低了储存能量器件的成本。
[0215]
同时，采用三相pfc电路，一方面提高pfc输出功率，另一方面，进一步降低输出电流的纹波。
[0216]
实施例四
[0217]
基于以上实施例一提供的一种pfc电路，本技术实施例四提供一种开关电源，请参见图6。
[0218]
应当理解，该开关电源中的pfc电路还可以是基于实施例二或实施例三中所提供的pfc电路。本技术对此不作限定。
[0219]
如图6所示，该开关电源电路600包括实施例一提供的pfc电路610(210)，dc-dc变换电路620，控制电路630，驱动电路640，输入检测电路650和输出检测电路660。
[0220]
该开关电源600的pfc电路610的输入端连接交流电源；pfc电路610输出连接dc-dc变换电路620；dc-dc变换电路620输出端连接负载；控制电路630的控制信号输出端与驱动电路640的输入端连接；驱动电路640的输出端与pfc电路610的控制端连接；输入检测电路650的输入端与交流电源连接；输入检测电路650的输出端与控制电路630的第一电压输入
端连接；输出采样电路650的输入端与pfc电路120输出端连接；输出检测电路650的输出端与控制电路630的第二电压输入端连接。
[0221]
其中，pfc电路610用于整流，升压和滤波。dc-dc变换电路620用于将pfc电路100输出的直流电压转为供给负载的直流电压。
[0222]
控制电路630用于,为pfc电路610的中的各个开关管提供控制信号，控制各个开关管的工作状态，以保证pfc电路610向后端提供稳定的输出电压；在确定交流电源的电压跌落时，控制能量由电容c2释放到电容c1；该控制器还用于稳定pfc电路的输出。
[0223]
驱动电路640用于放大控制电路的各控制信号以驱动pfc电路610中各开关管。输入检测电路650用于检测输入电压值。输出检测电路660用于检测输出电压值。
[0224]
可以理解的，该开关电源可以不包括dc-dc变换器电路620。此时，pfc电路610的输出电压直接供给负载。
[0225]
在一种可实现的方式中，通过采样电阻来获取输入的交流电压值。输入检测电路650包括采样电阻r1、采样电阻r2、采样电阻r3和采样电阻r4。采样电阻r1的第一端连接交流电源的正极，采样电阻r1的第二端、采样电阻r2的第一端和控制电路的一个第一电压输入端连接；采样电阻r3的第一端连接交流电源的负极，采样电阻r3的第二端、采样电阻r4的第一端和控制电路的另一个第一电压输入端连接；采样电阻r2的第二端和采样电阻r4的第一端接地。该输入电压检测电路650用于检测交流电源电压，将检测的交流电压发送给控制电路630。控制电路630从上述两个第一电压输入端分别接收交流正极电压信号和交流负极电压信号，将上述交流正极电压和交流负极电压分别转换为对应的数字信号，并根据数字信号确定是否产生电压跌落。
[0226]
在一种可实现的方式中，输入检测电路650可以通过电压互感器来实现。可以理解的，输入电压检测电路650还可以采用其它电路实现来获取输入电压的值，本技术对此并不做限制。
[0227]
在一种可实现的方式中，通过采样电阻来获取输出电压值vo。输出检测电路660包括采样电阻r5和采样电阻r6。采样电阻r5的第一端连接电容c2的第一端，采样电阻r5的第二端和采样电阻r6的第一端连接；采样电阻r6的第二端接地。该输出电压检测电路660用于检测pfc电路610输出的直流电压，将检测的直流电压发送给所述控制电路630。控制电路630从第二电压输入端接收输出电压，将上述输出电压转换为对应的数字信号，并根据数字信号确定输出电压，并根据该输出确定是否需要调整升压电路中的各开关管以稳定输出电压。可以理解的，输出电压检测电路660还可以采用其它电路实现来获取输出电压，本技术对此并不做限制。
[0228]
在一种可实现的方式中,控制电路630可以为微控制器mcu。mcu将控制信号的输出端与驱动电路640的控制信号输入端对应连接，向pfc电路610中的各开关管提供电平适当的控制信号。
[0229]
在一种可实现的方式中，在控制电路630为mcu时，mcu与采样电阻r2和采样电阻r2，与采样电阻r3和采样电阻r4连接的两个输入端为模拟数字转换接收端；mcu的两个模拟数字转换端将采样得到的交流输入电压转换为数字信号，mcu将该信号与预设值比较，判断是否发生电压跌落。在判断电压跌落时，mcu向nmos管q1、nmos管q2、nmos管q3和nmos管q4输出控制信号。
[0230]
在一种可实现的方式中，在第一时刻，控制nmos管q1截止，nmos管q2导通，nmos管q3导通,nmos管q4截止，此时，电容c1，nmos管q2，电感l2，电感l1和nmos管q3形成回路，电容c1作为能量源，电容c1释放能量，电感l1和电感l2储存能量。
[0231]
在一种可实现的方式中，检测pfc电路210输出端的电压v0,当v0低于预定值电压值时，控制nmos管q1，nmos管q3和nmos管q4的工作状态。将电感l1和电感l2存储的能量释放到电容c2，以维持电容c2的稳定的向后端提供输出电压。
[0232]
在第二时刻，控制nmos管q1导通，nmos管q2截止，nmos管q3截止，nmos管q4导通，电感l2,电感l1,nmos管q4,电容c2和nmos管q1形成回路，电感l2和电感l1将储存的能量释放到电容c2，以维持电容c2两端稳定输出电压vo。
[0233]
在一种可实现的方式中，在经过设定的工作时间后，在第二时刻，控制nmos管q1，nmos管q2和nmos管q4的工作状态。将电感l1和电感l2存储的能量释放到电容c2，以维持电容c2的稳定输出电压vo。
[0234]
在一种可实现的方式中，驱动电路640包括多个驱动电路，多个驱动电路中的每个驱动电路的输入端与控制电路的一个控制信号输出端连接；每个驱动电路的输出端与一个开关管的驱动端连接。示例性的，当开关管为nmos管时，每个驱动电路的输出端与nmos管的栅极连接。
[0235]
该多个驱动电路可以由一款或多款集成驱动芯片来实现。也可以是单独搭建的模拟电路。可以理解的，在控制电路630和驱动电路640之间的连接方式可以为多端互连；其中，连接端的数量取决于pfc电路中开关管的数量。
[0236]
在一种可实现的方式中，每个开关管的驱动电路与该开关管可以集成封装为一个自驱动型开关管。
[0237]
可以理解的，当pfc电路中采用继电器作为开关管时，开关电源600中可以不包括驱动电路640。
[0238]
在一种可实现的方式中，如图7所示，在图6所示开关电源的基础上，开关电源700(600)还可以包括：连接在所述控制电路730(630)与驱动电路740(640)之间的隔离电路770。隔离电路770用于将各控制信号隔离互不干扰。可以理解的，在控制电路730、驱动电路740和隔离电路770之间的连接方式可以为多端互连；其中，连接端的数量取决于pfc电路中开关管的数量。
[0239]
本实施例中各隔离电路的具体实现方式，例如可以采用光耦隔离电路，也可以采用其他具有隔离效果的隔离电路。
[0240]
实施例三
[0241]
请参见图8，本实施例提供一种电子设备80的结构示意图。
[0242]
该电子设备80包括但不限于可以是服务器、小型计算机等计算设备，可以是基站、路由器、交换机等网关设备或网络设备，也可以是笔记本电脑、台式电脑、平板电脑、手机等终端设备。还可以是光伏设备、智能充电桩等能源设备。
[0243]
该电子设备80包括开关电源800、处理器801和存储器802。开关电源1100可以为实施例六中所所示的开关电源。该开关电源中的pfc电路还可以是实施例二或实施例三，以及实施例一，实施例二或实施例三的等效变形电路。
[0244]
处理器801可以包括一个或者多个处理核心。处理器801利用各种接口和线路连接
整个终端内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器801内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器801内的数据，执行终端的各种功能和处理数据。可选地，处理器801可以采用数字信号处理(digital signal processing，dsp)、现场可编程门阵列(field－programmable gate array，fpga)、可编程逻辑阵列(programmable logic array，pla)中的至少一种硬件形式来实现。处理器801可集成中央处理器(central processing unit，cpu)、图像处理器(graphics processing unit，gpu)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，cpu主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器801中，单独通过一块通信芯片进行实现。
[0245]
存储器802可以包括随机存储器(random access memory，ram)，也可以包括只读存储器(read-only memory，rom)。可选地，该存储器802包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器802可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器802可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于实现至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等，该操作系统可以是linux系统或其它系统。存储数据区还可以存储终端在使用中所创建的数据等。
[0246]
除此之外，本领域技术人员可以理解，上述附图所示出的电子设备80的结构并不构成对电子设备80的限定，电子设备80可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。在此不再赘述。
[0247]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。