电源电路、电源控制方法、复合电源电路及电子设备与流程

本技术涉及电源，特别是涉及一种电源电路、电源控制方法、复合电源电路及电子设备。

背景技术：

1、随着各类电子产品的蓬勃发展，尤其是云计算和大数据时代的到来，服务器的使用量急剧增加，对高效率、高功率密度、低噪声的电源系统提出了更高的要求。在电源系统中，一般是采用pwm（pulse width modulation，脉冲宽度调制）变换器实现电源控制。

2、然而，传统的pwm变换器因软开管实现复杂、电路损耗及开关噪声较大，整机效率提升、功率密度提升等均存在瓶颈。

技术实现思路

1、本技术主要解决的技术问题是提供一种电源电路、电源控制方法、复合电源电路及电子设备，能够解决现有技术中的电源电路的电路损耗及开关噪声较大，整机效率提升、功率密度提升等均存在瓶颈的问题。

2、为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种电源电路，其中，该电源电路包括：逆变电路，用于与直流电源耦接，以接收直流电源发送的第一直流信号，并将第一直流信号转换为第一交流信号；谐振电路，耦接逆变电路，以接收并调节逆变电路发送的第一交流信号；隔离变压器，耦接谐振电路，以接收谐振电路发送的调节后的第一交流信号，并将调节后的第一交流信号转换为第二交流信号；整流电路，耦接隔离变压器，并用于与负载电路耦接，以接收隔离变压器发送的第二交流信号，并将第二交流信号转换为第二直流信号，以输出给负载电路；控制电路，耦接逆变电路和整流电路，控制电路采样获取隔离变压器中的第一交流信号和/或第二交流信号，以基于第一交流信号电压的上升和/或下降，和/或第二交流信号电压的上升和/或下降生成第一控制信号；整流电路用于接收第一控制信号，并基于第一控制信号调节第二直流信号。

3、其中，控制电路还用于采样获取整流电路中的第二直流信号，并将第二直流信号与预设供电阈值相比较，确定第二控制信号的信号频率，并按照信号频率发送第二控制信号；逆变电路用于接收第二控制信号，并基于第二控制信号调节第一交流信号。

4、其中，逆变电路包括第一开关子电路和第二开关子电路，第一开关子电路耦接第二开关子电路、谐振电路、隔离变压器以及控制电路，并用于与直流电源耦接，第二开关子电路耦接控制电路，第二控制信号包括第一驱动信号和第二驱动信号；其中，第一开关子电路用于接收第一驱动信号，以在第一驱动信号的作用下改变开关状态；第二开关子电路用于接收第二驱动信号，以在第二驱动信号的作用下改变开关状态，并与第一开关子电路的开关状态相配合，对第一交流信号进行调节。

5、其中，控制电路包括采样电路、信号处理电路以及驱动电路，采样电路耦接隔离变压器和信号处理电路，信号处理电路耦接驱动电路，驱动电路耦接逆变电路和整流电路；采样电路采样获取隔离变压器中的第一交流信号和/或第二交流信号；信号处理电路用于接收第一交流信号电压的上升和/或下降，和/或第二交流信号，以响应于第一交流信号或第二交流信号电压的上升和/或下降，控制驱动电路改变第一控制信号的电平状态，并将第一控制信号发送给整流电路，以触发整流电路改变开关状态，对第二直流信号进行调节。

6、其中，控制电路还包括第一比例滤波校正电路和第二比例滤波校正电路，采样电路包括第一采样电路和第二采样电路，第一采样电路耦接隔离变压器和第一比例滤波校正电路，第二采样电路耦接整流电路和第二比例滤波校正电路；其中，第一采样电路用于采样获取隔离变压器中的第一交流信号和/或第二交流信号；第二采样电路用于采样获取整流电路中的第二直流信号；第一比例滤波校正电路接收第一交流信号和/或第二交流信号，并对第一交流信号和/或第二交流信号依次进行与基准值比较、滤波、校正处理后，发送给信号处理电路，以使信号处理电路控制驱动电路对应生成第三驱动信号和第四驱动信号；第二比例滤波校正电路接收第二直流信号，并对第二直流信号依次进行与基准值比较、滤波、校正处理后，发送给信号处理电路，以使信号处理电路控制驱动电路对应生成第一驱动信号和第二驱动信号。

7、其中，整流电路包括第三开关子电路和第四开关子电路，隔离变压器包括原边绕组和副边绕组，原边绕组耦接谐振电路，并与副边绕组耦合，副边绕组耦接第三开关子电路和第四开关子电路和采样电路，第三开关子电路耦接第四开关子电路和控制电路，并用于与负载电路耦接，第四开关子电路耦接控制电路，第一控制信号包括第三驱动信号和第四驱动信号，第二交流信号包括流经第三开关子电路的第一电流信号和流经第四开关子电路的第二电流信号；其中，原边绕组用于接收谐振电路发送的调节后的第一交流信号，并通过副边绕组将第一交流信号转换为第二交流信号，以发送给第三开关子电路和第四开关子电路；第一交流信号包括原边绕组两端的第一电压信号，第二交流信号包括副边绕组两端的第二电压信号；第三开关子电路用于接收控制电路发送的第三驱动信号，第三驱动信号在第一电压信号上升和下降，和/或第二电压信号上升和下降时改变电平状态，以触发第三开关子电路改变开关状态；第四开关子电路用于接收第四驱动信号，第四驱动信号在第一电压信号上升和下降，和/或第二电压信号上升和下降时改变电平状态，以触发第四开关子电路改变开关状态。

8、其中，第二交流信号还包括流经第三开关子电路的第一电流信号和流经第四开关子电路的第二电流信号；控制电路在确定第一电压信号和/或第二电压信号上升时，将第三驱动信号从第一电平状态调整至第二电平状态，并在第一电压信号和/或第二电压信号下降，或第一电流信号正向衰减到0时，将第三驱动信号从第二电平状态调整至第一电平状态；控制电路在确定第一电压信号和/或第二电压信号下降时，将第四驱动信号从第一电平状态调整至第二电平状态，并在第一电压信号和/或第二电压信号上升，或第二电流信号正向衰减到0时，将第四驱动信号从第二电平状态调整至第一电平状态。

9、其中，信号频率小于谐振电路的谐振频率，在第一驱动信号为第二电平状态，第二驱动信号为第一电平状态，第三驱动信号为第一电平状态，第四驱动信号为第二电平状态阶段；和/或，在第一驱动信号为第一电平状态，第二驱动信号为第二电平状态，第三驱动信号为第二电平状态，第四驱动信号为第一电平状态阶段，流经谐振电路的第三电流维持不反相。

10、其中，第一开关子电路包括第一开关管和第四开关管，第二开关子电路包括第二开关管和第三开关管；其中，第一开关管的第一端耦接第三开关管的第一端，并用于与直流电源的第一端耦接，第一开关管的第二端耦接第二开关管的第一端和谐振电路的第一端，第三开关管的第二端耦接第四开关管的第一端和隔离变压器的第二端，第二开关管的第二端耦接第四开关管的第二端，并用于与直流电源的第二端耦接，第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管中每一开关管的第三端耦接控制电路的控制输出端；或，第一开关子电路包括第七开关管，第二开关子电路包括第八开关管；其中，第七开关管的第一端用于与直流电源的第一端耦接，第七开关管的第二端耦接第八开关管的第一端和谐振电路的第一端，第八开关管的第二端耦接隔离变压器的第二端，并用于与直流电源的第二端耦接，第七开关管的第三端和第八开关管的第三端耦接控制电路的控制输出端。

11、其中，副边绕组包括第一子副边绕组和第二子副边绕组，第三开关子电路包括第五开关管，第四开关子电路包括第六开关管；其中，第一子副边绕组的第一端耦接第五开关管的第一端，第一子副边绕组的第二端耦接第二子副边绕组的第二端，并用于与负载电路的第二端耦接，第二子副边绕组的第一端耦接第六开关管的第一端，第五开关管的第二端耦接第六开关管的第二端，并用于与负载电路的第一端耦接，第五开关管的第三端和第六开关管的第三端耦接控制电路的控制输出端；或，第三开关子电路包括第九开关管和第十二开关管，第四开关子电路包括第十开关管和第十一开关管；其中，副边绕组的第一端耦接第九开关管的第一端和第十开关管的第二端，副边绕组的第二端耦接第十一开关管的第一端和第十二开关管的第二端，第九开关管的第二端耦接第十一开关管的第二端，并用于与负载电路的第一端耦接，第十开关管的第一端耦接第十二开关管的第一端，并用于与负载电路的第二端耦接，第九开关管、第十开关管、第十一开关管以及第十二开关管中每一开关管的第三端耦接控制电路的控制输出端。

12、为解决上述技术问题，本技术采用的另一个技术方案是：提供一种电源控制方法，该电源控制方法包括：接收外部直流电源发送的第一直流信号；将第一直流信号转换为第一交流信号；调节第一交流信号；将调节后的第一交流信号转换为第二交流信号；将第二交流信号转换为第二直流信号，以输出给外部负载电路；基于调节后的第一交流信号电压的上升和/或下降，和/或第二交流信号电压的上升和/或下降生成第一控制信号；利用第一控制信号调节第二直流信号。

13、其中，将第二交流信号转换为第二直流信号，以输出给外部负载电路的步骤之后，还包括：将第二直流信号与预设供电阈值相比较，确定第二控制信号的信号频率；利用第二控制信号调节第一交流信号。

14、其中，第一控制信号包括第三驱动信号和第四驱动信号，第二交流信号包括第一电压信号、第二电压信号、第一电流信号以及第二电流信号，基于调节后的第一交流信号电压的上升和/或下降，和/或第二交流信号电压的上升和/或下降生成第一控制信号的步骤包括：在第一电压信号或第二电压信号上升时，将第三驱动信号从第一电平状态调整至第二电平状态；在第一电压信号和/或第二电压信号下降，或第一电流信号正向衰减到0时，将第三驱动信号从第二电平状态调整至第一电平状态；在第一电压信号和/或第二电压信号下降时，将第四驱动信号从第一电平状态调整至第二电平状态；在第一电压信号和/或第二电压信号上升，或第二电流信号正向衰减到0时，将第四驱动信号从第二电平状态调整至第一电平状态。

15、为解决上述技术问题，本技术采用的又一个技术方案是：提供一种复合电源电路，其中，该复合电源电路包括直流电源和至少两个电源电路，至少两个电源电路相互串联或并联，并耦接直流电源；其中，该电源电路为如上任一项所述的电源电路。

16、为解决上述技术问题，本技术采用的又一个技术方案是：提供一种电子设备，其中，该电子设备包括壳体及连接于壳体的电源电路或复合电源电路；其中，该电源电路为如上任一项所述的电源电路，或如上所述的复合电源电路。

17、本技术的有益效果是：区别于现有技术，本技术提供的电源电路中的逆变电路接收直流电源发送的第一直流信号，并将第一直流信号转换为第一交流信号，以利用谐振电路调节第一交流信号，隔离变压器将调节后的第一交流信号转换为第二交流信号，整流电路将第二交流信号转换为第二直流信号，以输出给负载电路；其中，控制电路基于第一交流信号或第二交流信号电压的上升和/或下降生成第一控制信号，并将第一控制信号发送给整流电路，以触发整流电路在第一控制信号的作用下改变开关状态，以调节第二直流信号，并经隔离变压器对流经谐振电路的电流进行调节，从而有效保证了逆变电路zvs（zerovoltage switch，零电压开关）开通的实现，以保证电源电路全频率工作区间的高效率、高可靠性，从而有效减小了电路损耗及开关噪声，扩宽了电源电路的最大增益区间，电源电路的整机效率及功率密度也得以提升，便于更广泛的应用。