CN114759763A - 非对称半桥变换电路的控制器、电源模组及电子设备 - Google Patents

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CN114759763A CN202210376104.7A CN202210376104A CN114759763A CN 114759763 A CN114759763 A CN 114759763A CN 202210376104 A CN202210376104 A CN 202210376104A CN 114759763 A CN114759763 A CN 114759763A
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Abstract

本申请提供一种非对称半桥变换电路的控制器、电源模组及电子设备，控制器可以在非对称半桥变换电路运行于暂停工作状态后，通过控制非对称半桥变换电路的谐振电容放电，使电源电路的输出电压的电压值高于控制器的低电压保护的预设电压值，从而避免了控制器因低电压保护而重启，并提高了非对称半桥变换电路所在的电源模组及电子设备的稳定性。并且，控制器在控制谐振电容放电时还不会增大非对称半桥变换电路的输出电压的波纹，也不会引入来自输入电源的噪声。

Description

非对称半桥变换电路的控制器、电源模组及电子设备
技术领域
本申请涉及电源技术，尤其涉及一种非对称半桥(asymmetrical half-bridge，AHB)变换电路的控制器及其所在的电源模组、电子设备。
背景技术
现有电子设备或电源模组中通常包括非对称半桥(asymmetrical half-bridge，AHB)、有源钳位反激(active clamp flyback，ACF)等类型的直流变换电路和控制器。直流变换电路通常包括半桥电路、变压器及整流电路。变压器的原边绕组电路经过半桥电路接收输入电源的输入电压，副边绕组电路用于提供输出电压为负载供电。其中，变压器还包括辅助绕组电路，用于为控制器的电源电路供电。在电源模组启动时，控制器的电源电路一般由输入电源的输入电压供电。在电源模组运行时，变压器的辅助绕组电路为控制器的电源电路供电。因此，直流变换电路的运行状态会影响控制器的电源电路的供电稳定性，进而影响控制器所在电源模组、电子设备的稳定性。
发明内容
本申请提供一种非对称半桥变换电路的控制器、电源模组及电子设备，用于解决非对称半桥变换电路等直流变换电路的运行状态影响控制器的电源电路、控制器所在电源模组、电子设备的稳定性的技术问题。
以直流变换电路为非对称半桥变换电路作为示例，本申请第一方面提供一种非对称半桥变换电路的控制器，可用于控制非对称半桥变换电路的运行状态。其中，控制器控制非对称半桥变换电路运行于连续工作状态时，非对称半桥变换电路输出电压为额定输出电压。当控制器判断非对称半桥变换电路的输出电压高于第一预设值时，则控制非对称半桥变换电路运行于暂停工作状态。随后，在非对称半桥变换电路运行于暂停工作状态后，当控制器判断非对称半桥变换电路中的辅助绕组电路的输出电压小于或等于第二预设值，则控制非对称半桥变换电路的谐振电容放电。或者，在非对称半桥变换电路运行于暂停工作状态后，当控制器判断非对称半桥变换电路中的电源电路的输出电压小于或等于第三预设值，则控制非对称半桥变换电路的谐振电容放电。因此，本实施例提供的控制器在非对称半桥变换电路运行于暂停工作状态后，可以通过控制非对称半桥变换电路的谐振电容放电，使电源电路的输出电压的电压值高于控制器的低电压保护的预设电压值，从而避免了控制器因低电压保护而重启，并提高了非对称半桥变换电路所在的电源模组及电子设备的稳定性。且本实施例提供的控制器在控制谐振电容放电时还不会增大非对称半桥变换电路的输出电压的波纹，也不会引入来自输入电源的噪声。
在本申请第一方面一实施例中，当控制器判断非对称半桥变换电路的输出电压小于或等于额定输出电压，则控制器控制非对称半桥变换电路从暂停工作状态切换为连续工作状态。因此，本实施例提供的控制器能够在非对称半桥变换电路的输出电压恢复正常后，及时控制非对称半桥变换电路恢复连续工作状态，进一步提高了非对称半桥变换电路所在的电源模组及电子设备的稳定性。
在本申请第一方面一实施例中，控制器具体通过控制非对称半桥变换电路中半桥变换电路的辅助功率管和主功率管都关断的方式，控制非对称半桥变换电路运行于暂停工作状态。因此，本实施例提供的控制器能够在其所在电源模组的负载水平发生跌落后，控制非对称半桥变换电路不再对接收到的输入电压进行处理并提供输出电压，避免了电源模组的的输出电压过高而损坏负载。
在本申请第一方面一实施例中，控制器控制非对称半桥变换电路的半桥电路中辅助功率管导通，使半桥电路中的谐振电容放电。可以使辅助绕组电路的输出电压、电源电路的输出电压得到较快的提升，更快地降低电源模组的的输出电压，尽可能减少电源模组向负载的输出电压大于第一预设值，更有效地保护负载。
在本申请第一方面一实施例中，控制器控制非对称半桥变换电路的半桥电路中辅助功率管周期性地导通，使半桥电路中的谐振电容放电。由于半桥电路中的谐振电容周期性地放电，可以使辅助绕组电路的输出电压、电源电路的输出电压阶梯式地提升，避免电压提升过快而损坏电路器件，从而提高了非对称半桥变换电路所在的电源模组及电子设备的稳定性。
在本申请第一方面一实施例中，控制器控制非对称半桥变换电路的半桥电路中辅助功率管和主功率管周期性地交替导通，使半桥电路中的谐振电容放电。其中，当控制器控制辅助功率管导通、主功率管截止时，谐振电容放电，控制器的电源电路的输出电压的电压值提升；当控制器控制辅助功率管截止、主功率管导通，输入电压在原边绕组两侧产生原边绕组电压。原边绕组电压通过变压器耦合，在辅助绕组上产生辅助绕组电压。相应地，辅助绕组电路的输出电压的电压值提升，控制器的电源电路的输出电压的电压值提升。辅助绕组电路的输出电压、电源电路的输出电压阶梯式地提升，避免提升过快而损坏电路器件，从而提高了非对称半桥变换电路所在的电源模组及电子设备的稳定性。
在上述各实施例中，在电源模组的负载水平发生跌落的场景中，控制器都可以控制谐振电容开始放电。并且控制器在控制谐振电容放电时，仅需要控制非对称半桥变换电路中的主功率管和辅助功率管的导通或者截止，使其配置简单从而更适用于各类产品使用。
在本申请第一方面一实施例中，控制器判断谐振电容的电容电压下降至小于或等于预设电容电压值，则控制谐振电容停止放电。因此，本实施例中的控制器可以避免谐振电容的电容电压过低而影响非对称半桥变换电路恢复连续工作状态，进一步提高了非对称半桥变换电路所在的电源模组及电子设备的稳定性。
在本申请第一方面一实施例中，控制器判断辅助绕组电路的输出电压的电压值提升至大于或等于第四预设值，则控制谐振电容停止放电。因此，本实施例中的控制器可以避免辅助绕组电路的输出电压的电压过高而损坏电源电路及控制器，进一步提高了非对称半桥变换电路所在的电源模组及电子设备的稳定性。
在本申请第一方面一实施例中，控制器可以判断电源电路的输出电压的电压值提升至大于或等于第五预设值，则控制谐振电容停止放电。因此，本实施例中的控制器可以避免电源电路的输出电压的电压过高而损坏控制器，进一步提高了非对称半桥变换电路所在的电源模组及电子设备的稳定性。
在本申请第一方面一实施例中，控制器控制非对称半桥变换电路的半桥电路中辅助功率管和主功率管关断，使谐振电容停止放电。因此，本实施例中的控制器在电源模组的负载水平发生跌落的场景中，控制谐振电容停止放电仅需要控制非对称半桥变换电路中的主功率管和辅助功率管的导通或者截止，使其配置简单从而更适用于各类产品使用。
本申请第二方面提供一种电源模组，包括非对称半桥变换电路、辅助绕组电路、电源电路及控制器。其中，非对称半桥变换电路包括：半桥电路、变压器及整流电路。半桥电路包括主功率管、辅助功率管及谐振电容。
非对称半桥变换电路用于接收输入电压，并对输入电压进行电压变换处理后，向负载提供输出电压。辅助绕组电路用于为所述电源电路供电。电源电路用于为所述控制器供电。控制器可用于控制非对称半桥变换电路。
其中，控制器控制非对称半桥变换电路运行于连续工作状态时，非对称半桥变换电路输出电压为额定输出电压。当控制器判断对称半桥变换电路的输出电压高于第一预设值时，则控制非对称半桥变换电路运行于暂停工作状态。随后，在非对称半桥变换电路运行于暂停工作状态后，当控制器判断非对称半桥变换电路中的辅助绕组电路的输出电压小于或等于第二预设值，则控制非对称半桥变换电路的谐振电容放电。或者，在非对称半桥变换电路运行于暂停工作状态后，当控制器判断非对称半桥变换电路中的电源电路的输出电压小于或等于第三预设值，则控制非对称半桥变换电路的谐振电容放电。
因此，本实施例提供的电源模组中，控制器可以在非对称半桥变换电路运行于暂停工作状态后，通过控制非对称半桥变换电路的谐振电容放电，使电源电路的输出电压的电压值高于控制器的低电压保护的预设电压值，从而避免了控制器因低电压保护而重启，并提高了电源模组及其所在电子设备的稳定性。且本实施例提供的控制器在控制谐振电容放电时还不会增大非对称半桥变换电路的输出电压的波纹，也不会引入来自输入电源的噪声。
在本申请第二方面一实施例中，当控制器判断非对称半桥变换电路的输出电压小于或等于额定输出电压，则控制器控制非对称半桥变换电路从暂停工作状态切换为连续工作状态。因此，本实施例提供的电源模组中，控制器能够在非对称半桥变换电路的输出电压恢复正常后，及时控制非对称半桥变换电路恢复连续工作状态，进一步提高了电源模组及其所在电子设备的稳定性。
在本申请第二方面一实施例中，控制器具体通过控制非对称半桥变换电路中半桥变换电路的辅助功率管和主功率管都关断的方式，控制非对称半桥变换电路运行于暂停工作状态。因此，本实施例提供的电源模组中，控制器能够在其所在电源模组的负载水平发生跌落后，控制非对称半桥变换电路不再对接收到的输入电压进行处理并提供输出电压，避免了电源模组的的输出电压过高而损坏负载。
在本申请第二方面一实施例中，控制器控制非对称半桥变换电路的半桥电路中辅助功率管导通，使半桥电路中的谐振电容放电。可以使辅助绕组电路的输出电压、电源电路的输出电压得到较快的提升，更快地降低电源模组的的输出电压，尽可能减少电源模组向负载的输出电压大于第一预设值，更有效地保护负载。
在本申请第二方面一实施例中，控制器控制非对称半桥变换电路的半桥电路中辅助功率管周期性地导通，使半桥电路中的谐振电容放电。由于半桥电路中的谐振电容周期性地放电，可以使辅助绕组电路的输出电压、电源电路的输出电压阶梯式地提升，避免电压提升过快而损坏电路器件，从而提高了电源模组及其所在电子设备的稳定性。
在本申请第二方面一实施例中，控制器控制非对称半桥变换电路的半桥电路中辅助功率管和主功率管周期性地交替导通，使半桥电路中的谐振电容放电。其中，当控制器控制辅助功率管导通、主功率管截止时，谐振电容放电，控制器的电源电路的输出电压的电压值提升；当控制器控制辅助功率管截止、主功率管导通，输入电压在原边绕组两侧产生原边绕组电压。原边绕组电压通过变压器耦合，在辅助绕组上产生辅助绕组电压。相应地，辅助绕组电路的输出电压的电压值提升，控制器的电源电路的输出电压的电压值提升。辅助绕组电路的输出电压、电源电路的输出电压阶梯式地提升，避免提升过快而损坏电路器件，从而提高了电源模组及其所在电子设备的稳定性。
在上述各实施例中，在电源模组的负载水平发生跌落的场景中，电源模组中的控制器都可以控制谐振电容开始放电。并且控制器在控制谐振电容放电时，仅需要控制非对称半桥变换电路中的主功率管和辅助功率管的导通或者截止，使其配置简单从而更适用于各类产品使用。
在本申请第二方面一实施例中，控制器判断谐振电容的电容电压下降至小于或等于预设电容电压值，则控制谐振电容停止放电。因此，本实施例中的控制器可以避免谐振电容的电容电压过低而影响非对称半桥变换电路恢复连续工作状态，进一步提高了电源模组及其所在的电子设备的稳定性。
在本申请第二方面一实施例中，控制器判断辅助绕组电路的输出电压的电压值提升至大于或等于第四预设值，则控制谐振电容停止放电。因此，本实施例中的控制器可以避免辅助绕组电路的输出电压的电压过高而损坏电源电路及控制器，进一步提高了电源模组及其所在电子设备的稳定性。
在本申请第二方面一实施例中，控制器可以判断电源电路的输出电压的电压值提升至大于或等于第五预设值，则控制谐振电容停止放电。因此，本实施例中的控制器可以避免电源电路的输出电压的电压过高而损坏控制器，进一步提高了电源模组及其所在电子设备的稳定性。
在本申请第二方面一实施例中，控制器控制非对称半桥变换电路的半桥电路中辅助功率管和主功率管关断，使谐振电容停止放电。因此，本实施例中电源模组在负载水平发生跌落的场景中，电源模组的控制器控制谐振电容停止放电仅需要控制非对称半桥变换电路中的主功率管和辅助功率管的导通或者截止，使其配置简单从而更适用于各类产品使用。
需要说明的是，上述各实施例中，以直流变换电路为非对称半桥变换电路作为示例，直流变换电路还可以是有源钳位反激变换等。
本申请第三方面提供一种电子设备，包括如本申请第一方面任一项所述的非对称半桥变换电路的控制器。
本申请第四方面提供一种电子设备，包括如本申请第二方面任一项所述的电源模组。
附图说明
图1为本申请提供的一种电子设备的示意图；
图2为本申请提供的一种电子设备的另一示意图；
图3为本申请实施例提供的一种电源模组的示意图；
图4为一种电源模组的示意图；
图5为图4的电源模组在负载水平发生跌落的场景中的电压波形示意图；
图6为现有的另一种控制器及其所在电源模组的示意图；
图7为本申请实施例提供的一种电源模组的示意图；
图8为本申请提供的控制器及其所在的电源模组在负载水平发生跌落的场景中的电压波形示意图；
图9为本申请提供的电源模组一种实施例的示意图；
图10为本申请提供的电源模组一种实施例的示意图；
图11为本申请提供的控制器及其所在的电源模组在负载水平发生跌落的场景中的电压波形示意图；
图12为本申请提供的电源模组一种实施例的示意图；
图13为本申请提供的控制器在电源模组的负载水平发生跌落的场景中的控制信号示意图；
图14为本申请实施例提供的控制器的控制信号的示意图；
图15为本申请提供的控制器控制AHB变换电路的谐振电容放电的一种实施例的示意图；
图16为本申请提供的AHB变换电路的谐振电容的电容电压的变化示意图；
图17为本申请提供的控制器控制AHB变换电路的谐振电容放电的另一种实施例的示意图；
图18为本申请提供的另一种AHB变换电路中半桥电路的示意图；
图19为本申请提供的另一种AHB变换电路中半桥电路的示意图；
图20为本申请提供的电源模组一种实施例的示意图；
图21为本申请提供的电源模组一种实施例的示意图；
图22为本申请提供的控制器及其所在的电源模组在负载水平发生跌落的场景中的电压波形示意图；
图23为本申请提供的电源模组一种实施例的示意图；
图24为本申请提供的控制器在电源模组的负载水平发生跌落的场景中的控制信号示意图；
图25为本申请实施例提供的控制器的控制信号的示意图；
图26为本申请提供的控制器控制ACF变换电路的钳位电容放电的一种实施例的示意图；
图27为本申请提供的ACF变换电路的钳位电容的电容电压的变化示意图；
图28为本申请提供的控制器控制ACF变换电路的钳位电容放电的另一种实施例的示意图。
具体实施方式
图1为本申请提供的一种电子设备的示意图。如图1所示，电子设备10包括电源模组11和负载12。其中，电源模组11接收输入电源13提供的输入电压V1，并提供输出电压V2为负载12供电。在一种实施例中，电子设备10可以包括多个电源模组11，多个电源模组11提供多个输出电压V2为负载12供电。在一种实施例中，电子设备10可以包括多个负载12，电源模组11提供多个输出电压V2分别为多个负载12供电。在一种实施例中，电子设备10可以包括多个负载12和多个电源模组11，多个电源模组11可以分别为多个负载12供电。在一种实施例中，电子设备10可以接收多个输入电源13的输出电压V1。在一种实施例中，电子设备10可以包括一个或多个输入电源13。在一种实施例中，电子设备10可以是手机、电脑、平板或者家电等电子设备。在一种实施例中，负载12包括电子设备10的内部电路或电子设备10的外接电子设备。
图2为本申请提供的一种电子设备的另一示意图。如图2所示，电子设备10包括电源模组11。电源模组11接收输入电源13提供的输入电压V1，并提供输出电压V2为负载12供电。在一种实施例中，电子设备10中包括多个电源模组11，多个电源模组11可以提供多个输出电压V2为负载12供电。在一种实施例中，电子设备10中电源模组11可以提供多个输出电压V2分别为多个负载12供电。在一种实施例中，电子设备10可以包括多个电源模组11，多个电源模组11分别为多个负载12提供输出电压V2。在一种实施例中，电子设备10可以接收多个输入电源13。在一种实施例中，电子设备10可以包括输入电源13。在一种实施例中，电子设备10可以是适配器、充电桩等设备。通常，适配器(adaptor)也可以被称为充电器(charger)、充电头、开关电源(switch power supply)或者功率变换器(power converter)等。在一种实施例中，负载12可以是手机、电脑、平板或者家电等电子设备。在一种实施例中，负载12可以是电子设备10的其它内部电路。
图3为本申请实施例提供的一种电源模组的示意图。如图3所示，电源模组11包括直流(direct current，DC)变换电路111、辅助绕组电路112、电源电路113和控制器114。直流变换电路111用于接收输入电源13提供的输入电压V1，并向负载12提供输出电压V2。另外，直流变换电路111经辅助绕组电路112为控制器114的电源电路113供电。其中，辅助绕组电路112与直流变换电路111耦合，在辅助绕组上产生辅助绕组电压V3。辅助绕组电路112将辅助绕组电压V3转换为输出电压V4，并向电源电路113提供输出电压V4。电源电路113将辅助绕组电路112的输出电压V4转换为输出电压V5，并向控制电路114提供输出电压V5。控制器114用于控制直流变换电路111。在本申请实施例中，直流变换电路111可以包括非对称半桥(asymmetrical half-bridge，AHB)变换电路或有源钳位反激(active clamp flyback，ACF)变换电路。
图4为一种电源模组的示意图。如图4所示，电源模组11包括直流变换电路111、辅助绕组电路112、电源电路113和控制器114。直流变换电路111可以包括半桥电路1110、变压器1112和整流电路1114。其中，变压器1112包括原边绕组1111和副边绕组1113。另外，变压器1112还包括辅助绕组电路112中的辅助绕组1121。副边绕组1113与原边绕组1111相耦合，辅助绕组1121与原边绕组1111相耦合。
半桥电路1110用于接收输入电源13提供的输入电压V1，并根据控制器114的控制信号提供输出电压V10。输入电压V1和输出电压V10可以是一个电压范围。半桥电路1110通常包括主功率管、辅助功率管及电容。根据主功率管、辅助功率管及电容的连接关系，直流变换电路111包括AHB变换电路和ACF变换电路。AHB变换电路的半桥电路1110中的电容为谐振电容Cr。ACF变换电路的半桥电路1110中的电容为钳位电容Cc。
变压器1112的原边绕组1111用于接收半桥电路1110的输出电压V10，并在原边绕组1111上产生原边绕组电压V11。经过变压器1112的副边绕组1113与变压器1112的原边绕组1111相耦合，副边绕组1113上产生副边绕组电压V12。绕组电压V11和副边绕组电压V12可以是一个电压范围。
整流电路1114用于接收副边绕组1113上产生的副边绕组电压V12，并转换为输出电压V2。输出电压V2可以是一个电压范围。
辅助绕组电路112用于为电源电路113供电。辅助绕组电路112的辅助绕组1121与变压器1112的原边绕组1111相耦合。原边绕组1112上的原边绕组电压V11经过耦合，在辅助绕组1121上产生辅助绕组电压V3。辅助绕组电压V3经辅助绕组电路112处理后，向电源电路113提供输出电压V4。其中，辅助绕组电路112可以包括辅助绕组1121和整流模块1122。辅助绕组电压V3和输出电压V4可以是一个电压范围。
电源电路113用于为控制器114供电。电源电路113接收辅助绕组电路112的输出电压V4，并向控制器114提供输出电压V5。其中，电源电路113可以包括稳压电路。输出电压V5可以是一个电压范围。
控制器114用于控制直流变换电路111的运行状态。控制器114可以向直流变换电路111的半桥电路1110发送控制信号G，从而控制直流变换电路111的运行状态。直流变化电路111的运行状态通常包括连续工作状态和暂停工作状态。连续工作状态也可以称为正常工作状态、控制器正常发波状态等。暂停工作状态也可以称为间歇工作状态、BURST工作状态、控制器间歇发波状态等。
电源模组11的负载12的负载水平发生跌落时，由于直流变换电路111中原边绕组1111的原边绕组电压V11未发生变化，将导致直流变换电路111的输出电压V2的电压值快速提升。相应地，控制器114需要调整直流变换电路111的运行状态，从而降低直流变换电路111的输出电压V2，避免电源模组11的的输出电压V2过高而损坏负载12。
图5为图4的电源模组在负载水平发生跌落的场景中的电压波形示意图。下文结合图4所示的电源模组11，详细说明负载12的负载水平L发生跌落对现有的控制器114及其所在的电源模组11的影响。
在t1时刻之前，负载12的负载水平L为正常负载L1。控制器114控制直流变换电路111处于连续工作状态，直流变换电路111的输出电压V2的电压值为额定输出电压V20。额定输出电压V20为直流变换电路111在连续工作状态时的额定输出电压。额定输出电压V20可以是一个电压范围。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值为V40。电压值V40为辅助绕组电路112的额定输入电压。电压值V40可以是一个电压范围电源电路113的输出电压V5的电压值为V50。电压值V50为控制器114的额定输入电压。电压值V50可以是一个电压范围。
在t1时刻，负载12的负载水平L从正常负载L1跌落到轻负载L2。
在t1时刻之后，直流变换电路111的输出电压V2的电压值将提升至大于额定输出电压V20。在一种实施例中，控制器114控制直流变换电路111运行于连续工作状态。并且，控制器114减少半桥电路1111中主功率管和辅助功率管的导通频率或导通时长，使得原边绕组1111的原边绕组电压V11的电压值下降。相应地，副边绕组电压V13的电压值下降，可以降低直流变换电路111的输出电压V2的电压值。由于辅助绕组电路112中的辅助绕组1121与原边绕组1111相耦合，辅助绕组电压V3的电压值下降。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降，电源电路113的输出电压V5的电压值下降。
但是，负载12的负载水平跌落影响较大，控制器114仅通过减少半桥电路1111中主功率管和辅助功率管的导通频率或导通时长，通常无法有效降低直流变换电路111的输出电压V2的电压值。导致在t1时刻之后，直流变换电路111的输出电压V2的电压值将继续提升。
在t1时刻之后的t2时刻，直流变换电路111的输出电压V2的电压值提升至大于或等于第一预设值V21。变换电路111的输出电压V2的电压值过高将损坏负载12。为了防止直流变换电路111的输出电压V2的电压值继续提升，控制器114需要控制直流变换电路111运行于暂停工作状态。其中，将电压值V21记为第一预设值，电压值V21是直流变换电路111的最大输出电压。电压值V21小于直流变换电路111的额定输出输出电压V20，且小于直流变换电路111的过压保护电压。
在t2时刻之后，直流变换电路111处于暂停工作状态，使得直流变换电路111中原边绕组电路1111的原边绕组电压V11下降。相应地，直流变换电路111的输出电压V2的电压值下降。由于辅助绕组1121与原边绕组1111相耦合，原边绕组1111的原边绕组电压V11下降，会导致辅助绕组1121的辅助绕组电压V3的电压值下降。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降，电源电路113的输出电压V5的电压值下降。
如果电源电路113的输出电压V5的电压值小于控制器114的欠压保护电压V51，控制器114将因为低电压保护而重启。电压值V51为控制器114的欠压保护电压。控制器114需要一段时间完成重启过程，从而导致这段时间内控制器14不能控制直流变压电路111的运行状态，进而影响控制器114所在电源模组11、电子设备10的稳定性。
在t2时刻后的t3时刻，电源电路113的输出电压V5的电压值下降至小于或等第三预设值V52。第三预设值V52大于控制器114的欠压保护电压V51且小于控制器114的额定输入电压V50。当电源电路113的输出电压V5的电压值小于或等于第三预设值V52，控制器114控制直流变换电路111运行于连续工作状态。相应地，原边绕组电压V11的电压值提升。原边绕组电压V11的电压值提升，可以导致辅助绕组电压V3的电压值提升。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值提升。电源电路113的输出电压V5的电压值提升。但是，原边绕组电压V11的电压值提升，也会导致副边绕组电压V12的电压值提升，从而使得直流变换电路111的输出电压V2的电压值提升。
在t3时刻之后的t4时刻，直流变换电路111的输出电压V2的电压值提升至大于或等于第二预定值V21。此时，控制器114又需要控制直流变换电路111运行于暂停工作状态。直流变换电路111运行于暂停工作状态，可以使得原边绕组电压V11的电压值下降。相应地，直流变换电路111的输出电压V2的电压值下降。但是，原边绕组电压V11的电压值下降，还会导致辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降。相应地，电源电路113的输出电压V5的电压值下降。
在t4时刻之后的t5时刻，电源电路113的输出电压V5的电压值下降至小于或等第五预定值V52。此时，控制器114又需要控制直流变换电路111运行于连续工作状态。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值提升。电源电路113的输出电压V5的电压值提升。但是，直流变换电路111运行于连续工作状态，又将使得直流变换电路111的输出电压V2的电压值提升。
因此，现有的电源模块11中控制器114虽然可以避免因欠压保护而重启，但也会导致直流变换电路111的输出电压V2的波纹较大。因此，现有的控制器114及其所在的电源模块11会导致直流变换电路111的输出电压V2的波纹较大，从而影响电源模组11的稳定性。
图6为现有的另一种控制器及其所在电源模组的示意图。如图6所示，电源模组11中辅助绕组电路112通过开关K与输入电源13相连。负载12的负载水平L变化导致直流变换电路111的输出电压V2的电压值提升后，控制器114控制直流变换电路111运行于暂停工作状态，且控制器114控制开关K导通。输入电源13经过开关K、辅助绕组电路112为电源电路113供电，从而避免控制器114因欠压保护而重启。但是，输入电源13的噪声也会通过开关K传递到电源模组11内部，影响电源模组11的电磁兼容性(EMC，electro magneticcompatibility)。
本申请提供了一种直流变换电路的控制器及其所在的电源模组、电子设备，可以解决现有技术中控制器及其所在电源模组、电子设备的稳定性问题、电磁兼容性问题、输出电压波纹增大等缺陷。下面以具体的实施例进行详细说明。下面具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
图7为本申请实施例提供的一种电源模组的示意图。如图7所示的电源模组11可应用在如图1或者图2所示的电子设备10中。如图7所示，电源模组11包括直流变换电路111、辅助绕组电路112、电源电路113和控制器114。直流变换电路111可以包括半桥电路1110、变压器1112和整流电路1114。其中，变压器1112包括原边绕组1111和副边绕组1113。另外，变压器1112还包括辅助绕组电路112中的辅助绕组1121。副边绕组1113与原边绕组1111相耦合，辅助绕组1121与原边绕组1111相耦合。
半桥电路1110用于接收输入电源13提供的输入电压V1，并根据控制器114的控制信号向原边绕组1111提供输出电压V10。半桥电路1110通常包括主功率管、辅助功率管及电容。根据主功率管、辅助功率管及电容的连接关系，本申请实施例中直流变换电路111包括AHB变换电路和ACF变换电路。在一种实施例中，直流变换电路111包括AHB变换电路，半桥电路1110中的电容为谐振电容Cr。在一种实施例中，直流变换电路111包括ACF变换电路，半桥电路1110中的电容为钳位电容Cc。在一种实施例中，主功率管和辅助功率管为金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOS)。在其它实施例中，主功率管和辅助功率管还可以为三极管或者绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)等其它类型的晶体管。
变压器1112的原边绕组1111用于接收半桥电路1110的输出电压V10，并产生原边绕组电压V11。变压器1112的副边绕组1113与变压器1112的原边绕组1111相耦合，副边绕组1113上产生副边绕组电压V3。
整流电路1114用于接收副边绕组1113上的副边绕组电压V3，并转换为输出电压V2。
辅助绕组电路112用于为电源电路113供电。辅助绕组电路112的辅助绕组1121与变压器1112的原边绕组1111相耦合。原边绕组1112上的原边绕组电压V11经过耦合，在辅助绕组1121上产生辅助绕组电压V3。辅助绕组电压V3经辅助绕组电路112处理后，向电源电路113提供输出电压V4。在一种实施例中，辅助绕组电路112包括辅助绕组1121和整流模块1122。
电源电路113用于为控制器114供电。电源电路113接收辅助绕组电路112的输出电压V4，并向控制器114提供输出电压V5。即，直流变换电路111经与其变压器1112的原边绕组1111耦合的辅助绕组电路112，为控制器114的电源电路113供电。一些实施例中，电源电路113包括稳压电路。
控制器114用于控制直流变换电路111的运行状态。控制器114还用于检测直流变换电路111的输出电压V2、绕组电路112的输出电压V4、电源电路113的输出电压V5或半桥电路1110中电容的电容电压Vc等多个电压值的变化。控制器114还用于根据上述一个或多个电压值的变化，控制直流变换电路111的运行状态。
在一种实施例中，控制114通过控制直流变换电路111中半桥电路1110的运行状态，从而控制直流变换电路111的运行状态。例如，控制器114可以控制半桥电路1110中主功率管及辅助功率管的导通及关断，从而控制半桥电路1110的运行状态。控制器114可以调整半桥电路1110中主功率管及辅助功率管的导通频率或导通时长，相应地调整半桥电路1110的输出电压V10。相应地，半桥电路1110的输出电压V10的变化，会导致原边绕组电压V11变化。相应地，原边绕组电压V11的变化可以导致副边绕组电压V12和辅助绕组电压V3变化。相应地，副边绕组电压V12的变化可以导致直流变换电路111的输出电压V2变化。相应地，辅助绕组电压V3的变化可以导致辅助绕组电路112的输出电压V4变化。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4可以导致电源电113的输出电压V5的变化。
如图7中F1方向所示，直流变换电路111可以提供输出电压V2为负载12供电。其中，输入电压V1经直流变换电路111的半桥电路1110、原边绕组1111、副边绕组1113及整流电路1114转换为输出电压V2。
如图7中F2方向所示，直流变换电路111可以通过辅助绕组电路112为控制器114的电源电路113供电。其中，输入电压V1经直流变换电路111的半桥电路1110处理后，可以在原边绕组1111产生原边绕组电压V11。相应地，原边绕组电压V11可以在变压器1112的辅助绕组1121上产生辅助绕组电压V3。辅助绕组电压V3经辅助绕组电路1121处理后提供输出电压V4，为控制器114的电源电路113供电。
图8为本申请提供的控制器及其所在的电源模组在负载水平发生跌落的场景中的电压波形示意图。下文结合图7和图8，说明本申请提供的控制器114及其所在的电源模组11在负载12的负载水平L发生跌落的场景中的运行过程。
在t1时刻之前，负载12的负载水平L为正常负载L1，控制器114控制直流变换电路111运行于连续工作状态，控制器114控制直流变换电路111的输出电压V2的电压值为额定输出电压V20。辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值为V40。电源电路113的输出电压V5的电压值为V50。半桥电路1111中电容的电容电压Vc的电压值为VC1。VC1为直流转换电路111运行于连续工作状态时电容的电容电压。
在t1时刻，负载12的负载水平L从正常负载L1跌落到轻负载L2。相应地，在t1时刻之后，直流变换电路111的输出电压V2的电压值将提升至大于额定输出电压V20。
在一种实施例中，当直流转换电路111的输出电压V2的电压值大于额定输出电压V20，控制器114可以控制直流转换电路111运行于连续工作状态。并且，控制器114控制直流变换电路111降低输出电压V2的电压值。即，控制器114根据直流变换电路111的输出电压V2的电压值与额定输出电压V20的比较结果，控制器114控制直流转换电路111运行于连续工作状态，控制器114控制直流变换电路111降低输出电压V2的电压值。具体地，控制器114发送控制信号G控制半桥电路1110中主功率管和辅助功率管的运行状态，使得原边绕组电压V11的电压值下降。在一种实施例中，控制器114可以降低控制信号G的发送频率，从而降低主功率管和辅助功率管的导通频率。在一种实施方式中，控制器114可以降低控制信号G的占空比，从而降低主功率管和辅助功率管的导通时长。在另一种实施例中，当直流转换电路111的输出电压V2的电压值大于额定输出电压V20，控制器114可以控制直流转换电路111运行于暂停工作状态，也能够降低输出电压V2的电压值。但是，上述两种实施例都可能无法使得直流变换电路111的输出电压V2的电压值有效下降，在t1时刻之后直流变换电路111的输出电压V2的电压值将继续提升。
同时，在t1时刻之后，负载水平L的跌落导致直流变换电路111的输出电压V2的电压值高于额定输出电压V20。原边绕组电压V11给半桥电路1110中的电容充电，半桥电路1110中电容的电容电压Vc的电压值从VC1提升到VC2。VC2为半桥电路1110中电容的最大充电电压。
在t1时刻之后的t2时刻，直流变换电路111的输出电压V2的电压值提升至第一预设值V21。控制器114确定直流变换电路111的输出电压V2的电压值大于或等于第一预设值V21，控制器114控制直流变换电路111暂停工作。即，控制器114根据直流变换电路111的输出电压V2的电压值与第一预设值V21的比较结果，控制器114控制直流变换电路111运行于暂停工作状态。具体的，控制器114控制半桥电路1110中主功率管和辅助功率管都关断。在本申请实施例中，第一预设值V21可以是直流变换电路111的峰值电压。直流变换电路111的峰值电压大于额定输出电压V20，且小于直流变换电路111的过压保护电压。
在t2时刻之后，控制器114控制直流变换电路111运行于暂停工作状态。相应地，半桥电路1110的输出电压V10的电压值下降，使得原边绕组1111上的原边绕组电压V11的电压值下降。原边绕组1111上的原边绕组电压V11的电压值下降，会导致副边绕组1113上的副边绕组电压V12下降。相应地，直流变换电路111的输出电压V2的电压值下降。另外，原边绕组1111上的原边绕组电压V11的电压值下降，会导致辅助绕组电压V3的电压值下降。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降，电源电路113的输出电压V5的电压值下降。
在t2时刻后的t3时刻，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降至小于或等于第二预设值V41、或电源电路113的输出电压V5的电压值下降至小于或等于第三预设值V52。其中，将电压值V41记为第二预设值，电压值V41大于电源电路113的最低输入电压、且小于电源电路113的额定输入电压V40。将电压值V52记为第三预设值，电压值V52大于控制器114的欠压保护电压V51、且小于控制器114的额定输入电压V50
在一种实施例中，控制器114确定辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值小于或等于第二预设值V41，控制器114控制半桥电路1110中的电容放电。即，控制器114根据辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值与第二预设值V41的比较结果，控制半桥电路1110中的电容放电。
在一种实施例中，控制器114确定电源电路113的输出电压V5的电压值小于或等于第三预设值V52，控制器114控制半桥电路1110中的电容放电。即，控制器114根据电源电路113的输出电压V5的电压值与第三预设值V52的比较结果，控制器114控制半桥电路1110中的电容放电。
在一种实施例中，控制器114控制半桥电路1110中辅助功率管导通，使得半桥电路1110的电容放电。半桥电路1110中辅助功率管通时，原边绕组1111及半桥电路1110的电容、辅助功率管可以形成放电回路。相应地，半桥电路1110中的电容放电，在原边绕组1111上产生原边绕组电压V11。
在一种实施例中，控制器114控制半桥电路1110中辅助功率管周期性地导通，使得半桥电路1110的电容放电。半桥电路1110中辅助功率导通时，原边绕组1111、半桥电路1110的电容、半桥电路1110的辅助功率管可以形成放电回路。相应地，辅助功率管周期性地导通，可以使得半桥电路1110中的电容周期性地放电。
在一种实施例中，直流变换电路111包括AHB变换电路，控制器114控制AHB变换电路的半桥电路1110中的谐振电容放电。在一种实施例中，直流变换电路111包括ACF变换电路，控制器114控制ACF变换电路的半桥电路1110中的钳位电容放电。在一种实施例中，直流变换电路111的半桥电路1110中可以包括多个电容，控制器114控制半桥电路1110中的多个电容放电。
在t3时刻之后，半桥电路1110中的电容的电容电压Vc的电压值下降。半桥电路1110中的电容放电，使得原边绕组1111上的原边绕组电压V11的电压值提升。相应地，原边绕组电压V11的电压值提升，会导致辅助绕组电压V3的电压值提升。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值提升，电源电路113的输出电压V5的电压值提升。因此，负载12的负载水平发生变化的场景中，电源电路113的输出电压V5的电压值不会下降至低于控制器114的欠压保护电压V51，从而避免了控制器114因低电压保护而重启。
本申请实施例提供的控制器114通过控制直流变换电路111的原边绕组电路1111中电容放电，可以使得电源电路113的输出电压V5的电压值高于控制器114的低电压保护的预设电压值V51，从而避免了控制器114因低电压保护而重启。因此，本申请实施例提供的控制器114可以提高其所在的电源模组11及电子设备10的稳定性。
由于半桥电路1110中电容存储的能量有限，放电后在原边绕组1111上产生的原边绕组电压V11的电压值较小。此时原边绕组1111上产生的原边绕组电压V11小于副边绕组1113上的副边绕组电压V12，不会导致直流变压电路111的输出电压V2提升。因此，控制器114控制半桥电路1110中电容放电后，原边绕组1111上产生的原边绕组电压V11仅用于提升辅助绕组电路112的输出电压V4和电源电路113的输出电压V5，如图7中F2方向所示。因此，本申请实施例提供的控制器114及其所在的电源模组111不仅可以避免控制器114因欠压保护而重启，还可以避免增大直流变换电路111的输出电压V2的波纹，可以提高控制器114其所在的电源模组11及电子设备10的稳定性。
而且，本申请实施例提供的控制器114通过控制直流变换电路111中的电容放电，不会引入来自输入电源13的噪声，可以避免噪声影响直流变换电路111及其所在的电源模组11、电子设备10的电磁兼容性。因此，本申请实施例提供的控制器114可以提高其所在的电源模组11及电子设备10的稳定性。
在本申请一种实施例中，在直流变换电路111的半桥电路1110中的电容开始放电后，控制器114还可以根据半桥电路1110中电容的电容电压Vc的电压值、辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值或者电源电路113的输出电压V5的电压值，控制半桥电路1110中的电容停止放电。
在一种实施例中，控制器114控制半桥电路1110的辅助功率管关断，原边绕组1111及半桥电路1110的电容、辅助功率管形成的放电回路断开。相应地，半桥电路1110中的电容停止放电。
在一种实施例中，直流变换电路111包括AHB变换电路，控制器114控制半桥电路1110中的谐振电容Cr停止放电。在一种实施例中，直流变换电路111包括ACF变换电路，控制器114控制半桥电路1110中的钳位电容Cc停止放电。在一种实施例中，直流变换电路111的半桥电路1110中还可以包括多个电容，控制器114控制半桥电路1110中的多个电容停止放电。
在第一种实施例中，在t3时刻之后的t4时刻，半桥电路1110中电容的电容电压Vc下降至小于或等于预设电容电压值VC3。在一种实施例中，控制器114确定半桥电路1110中电容的电容电压Vc下降至小于或等于预设电容电压值VC3，控制器114控制半桥电路1110中电容停止放电。在一种实施例中，预设电容电压值VC3可以大于或等于直流变换电路111运行在连续运行状态时半桥电路1110中电容的电容电压的电压值VC1。即，控制器114根据半桥电路1110中电容的电容电压Vc与预设电容电压值VC3的比较结果，控制器114控制半桥电路1110中电容停止放电。因此，控制器114可以通过控制半桥电路1110中电容停止放电，避免电容电压过低影响直流变换电路111恢复连续工作状态，进一步提高了电源模组11及其所在的电子设备10的稳定性。
在第二种实施例中，在t3时刻之后的t4时刻，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值提升至大于或等于第四预设值V42。在一种实施例中，控制器114确定辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值大于或等于第四预设值V42，控制器114控制半桥电路1110中电容停止放电。其中，将电压值V42记为第四预设值，电压值V42可以是电源电路113的最高输入电压。电压值V42大于电源电路113的额定输入电压V40，且小于电源电路113的过压保护电压。即，控制器114根据辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值与第四预设值V42的比较结果，控制器114控制半桥电路1110中电容停止放电。因此，控制器114可以通过控制半桥电路1110中电容停止放电，可以避免辅助绕组电路112的输出电压V4的电压过高而损坏电源电路113及控制器114，进一步提高了控制器114及其所在的电源模组11、电子设备10的稳定性。
在第三种实施例中，在t3时刻之后的t4时刻，电源电路113的输出电压V5的电压值提升至大于或等于第五预设值V53时。在一种实施例中，控制器114确定电源电路113的输出电压V5的电压值大于或等于第五预设值V53，控制器114控制半桥电路1110中的电容停止放电。其中，将电压值V53记为第五预设值，电压值V53大于控制器114的额定输入电压V50、且小于控制器114的过压保护电压。即，控制器114根据电源电路113的输出电压V5的电压值与第五预设值V53的比较结果，控制器114控制半桥电路1110中的电容停止放电。因此，控制器114可以通过控制半桥电路1110中的电容停止放电，避免电源电路113的输出电压V4的电压过高而损坏控制器114，进一步提高了控制器114及其所在的电源模组11、电子设备10的稳定性。
在t4时刻之后，半桥电路1110中的电容停止放电后，电容电压Vc的电压值停止下降。相应地，原边绕组电压V11的电压值下降，导致辅助绕组电压V3下降。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降，电源电路113的输出电压V5的电压值下降。
在本申请一种实施例中，在t4时刻之后，当辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降至小于或等于第二预设值V41、或电源电路113的输出电压V5的电压值下降至小于或等于第三预设值V52时，控制器114可以控制半桥电路1110的电容再次放电。具体过程如上述实施例中所述，不再重复说明。即，控制器114可以根据辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值与第二预设值V41的比较结果，控制半桥电路1110的电容再次放电。或者，控制器114可以根据电源电路113的输出电压V5的电压值与第三预设值V52的比较结果，控制半桥电路1110的电容再次放电。
在本申请一种实施例中，在半桥电路1110中的电容开始放电后或停止放电后，控制器114还会根据直流变换电路111的输出电压V2的电压值控制直流变换电路111的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。在t2时刻之后，控制器114控制直流变换电路111运行于暂停工作状态，相应地直流变换电路111的输出电压V2的电压值下降。在一种实施例中，在半桥电路1110中的电容开始放电后、停止放电前，直流变换电路111的输出电压V2的电压值下降至小于或等于额定电压V20，控制器114控制直流变换电路111的的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。在一种实施例中，在半桥电路1110中的电容停止放电后，直流变换电路111的输出电压V2的电压值下降至小于或等于额定电压V20，控制器114控制直流变换电路111的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。
在t3时刻之后的t5时刻，直流变换电路111的输出电压V2的电压值下降至小于或等于额定输出电压V20。控制器114确定直流变换电路111的输出电压V2的电压值下降至小于或等于额定输出电压V20，控制器114控制直流变换电路111的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。即，控制器114根据直流变换电路111的输出电压V2的电压值与额定输出电压V20的比较结果，控制器114控制直流变换电路111的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。也就是说，在t2时刻之后、t5时刻之前，控制器114控制直流变换电路111运行于暂停工作状态。在t5时刻之后，控制器114控制直流变换电路111运行于连续工作状态。在t5时刻之后，直流变换电路111的输出电压V2的电压值提升至额定输出电压V20，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值提升至V40，电源电路113的输出电压V5的电压值提升至V50。
在本申请一些实施例中，控制器114可以在半桥电路1110中的电容的电容电压的电压值下降至小于VC1前停止放电，可以使得直流变换电路111的运行状态可以更快地从暂停工作状态切换为连续工作状态，因此本申请实施例提供的控制114可以提高其所在的电源模组11、电子设备10的性能。
图9为本申请提供的电源模组一种实施例的示意图。如图9所示的电源模组11可应用于如图1或者图2所示的电子设备10中。如图9所示的电源电源模组11包括AHB变换电路111a、辅助绕组电路112、电源电路113和控制器114。AHB变换电路111a用于接收输入电源13的输入电压V1，并提供输出电压V2为负载12供电。另外，AHB变换电路111a经辅助绕组电路112为控制器114的电源电路113供电。其中，辅助绕组电路112与AHB变换电路111a耦合，辅助绕组1121上产生辅助绕组电压V3。辅助绕组电路112将辅助绕组电压V3转换为输出电压V4，为电源电路113供电。电源电路113为控制电路114供电。控制器114用于控制AHB变换电路111a的运行状态。
图10为本申请提供的电源模组一种实施例的示意图。如图10所示，电源模组11包括AHB变换电路111a、辅助绕组电路112、电源电路113和控制器114。其中，电源模组11中AHB变换电路111a包括半桥电路1110a、变压器1112a和整流电路1114a。其中，变压器1112a包括原边绕组1111a和副边绕组1113a。另外，变压器1112a还包括辅助绕组电路112中的辅助绕组1121。副边绕组1113a与原边绕组1111a相耦合，辅助绕组1121与原边绕组1111a相耦合。
半桥电路1110a用于接收输入电源13提供的输入电压V1，并根据控制器114的控制信号向原边绕组1111a提供输出电压V10。半桥电路1110a通常包括主功率管、辅助功率管及谐振电容。
变压器1112a的原边绕组1111a用于接收半桥电路1110a的输出电压V10，并产生原边绕组电压V11。变压器1112a的副边绕组1113a与变压器1112a的原边绕组1111a相耦合，副边绕组1113a上产生副边绕组电压V3。
整流电路1114a用于接收副边绕组1113a上的副边绕组电压V3，并转换为输出电压V2。
辅助绕组电路112用于为电源电路113供电。辅助绕组电路112的辅助绕组1121与变压器1112a的原边绕组1111a相耦合。原边绕组1112a上的原边绕组电压V11经过耦合，在辅助绕组1121上产生辅助绕组电压V3。辅助绕组电压V3经辅助绕组电路112处理后，向电源电路113提供输出电压V4。其中，辅助绕组电路112可以包括辅助绕组1121和整流模块1122。
电源电路113用于为控制器114供电。电源电路113接收辅助绕组电路112的输出电压V4，并向控制器114提供输出电压V5。即，AHB变换电路111a经与其变压器1112a的原边绕组1111耦合的辅助绕组电路112，为控制器114的电源电路113供电。一些实施例中，电源电路113包括稳压电路。
控制器114用于控制AHB变换电路111a的运行状态。控制器114还用于检测AHB变换电路111a的输出电压V2、辅助绕组电路112的输出电压V4、电源电路113的输出电压V5或半桥电路1110a中谐振电容Cr的电容电压VCr的电压值等多个电压值的变化。控制器114还用于根据上述一个或多个电压值的变化，控制AHB变换电路111a的运行状态。
在一种实施例中，控制114发送控制信号G控制AHB变换电路111a中半桥电路1110a的运行状态，从而控制AHB变换电路111a的运行状态。例如，AHB变换电路111a的运行状态通常包括连续工作状态和暂停工作状态。连续工作状态也可以称为正常工作状态、控制器正常发波状态等。暂停工作状态也可以称为间歇工作状态、BURST工作状态、控制器间歇发波状态等。
在本申请实施例中，控制器114可以发送控制信号G控制半桥电路1110a中主功率管及辅助功率管的导通及关断。控制器114调整控制信号G的频率或占空比，可以控制半桥电路1110a中主功率管及辅助功率管的导通频率或导通时长，从而相应地调整半桥电路1110a的输出电压V10。半桥电路1110a的输出电压V10，会导致原边绕组电压V11变化。相应地，原边绕组电压V11变化可以导致副边绕组电压V12和辅助绕组电压V3变化。相应地，副边绕组电压V12的变化可以导致AHB变换电路111a的输出电压V2变化。相应地，辅助绕组电压V3的变化可以导致辅助绕组电路112的输出电压V4变化。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4可以导致电源电113的输出电压V5的变化。
如图10中F1方向所示，AHB变换电路111a可以提供输出电压V2为负载12供电。其中，输入电压V1经AHB变换电路111a中的半桥电路1110a、原边绕组1111a、副边绕组1113a及整流电路1114a转换为输出电压V2。
如图10中F2方向所示，AHB变换电路111a可以通过辅助绕组电路112为控制器114的电源电路113供电。其中，输入电压V1经AHB变换电路111a中的半桥电路1110a处理后，可以在原边绕组1111a产生原边绕组电压V11。相应地，原边绕组电压V11可以在变压器1112a的辅助绕组1121上产生辅助绕组电压V3。辅助绕组电压V3经辅助绕组电路1121处理后提供输出电压V4，为控制器114的电源电路113供电。
图11为本申请提供的控制器及其所在的电源模组在负载水平发生跌落的场景中的电压波形示意图。下文结合图10和图11，详细说明本申请提供的控制器114及其所在的电源模组11在负载12的负载水平L发生跌落的场景中的运行过程。
在t1时刻之前，负载12的负载水平L为正常负载L1，控制器114控制AHB变换电路111a运行于连续工作状态，控制器114控制AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值为额定输出电压V20。辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值为V40。电源电路113的输出电压V5的电压值为V50。半桥电路1111a中谐振电容Cr的电容电压VCr的电压值为VCr1。VCr1为AHB变换电路111a运行于连续工作状态时谐振电容Cr的电容电压。
在t1时刻，负载12的负载水平从正常负载L1跌落到轻负载L2。相应地，在t1时刻之后，AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值提升至大于额定输出电压V20。
在一种实施例中，当AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值大于额定输出电压V20，控制器114可以控制AHB变换电路111a运行于连续工作状态。并且，控制器控制AHB变换电路111a降低输出电压V2的电压值。即，控制器114根据AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值与额定输出电压V20的比较结果，控制器114控制AHB变换电路111a运行于连续工作状态，控制器114控制AHB变换电路111a降低输出电压V2的电压值。具体地，控制器114发送控制信号G控制半桥电路1110a中主功率管和辅助功率管的运行状态，使得原边绕组电压V11的电压值下降。在一种实施例中，控制器114可以降低控制信号G的发送频率，从而降低主功率管和辅助功率管的导通频率。在一种实施方式中，控制器114可以降低控制信号G的占空比，从而降低主功率管和辅助功率管的导通时长。在另一种实施例中，当AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值大于额定电压V20，控制器114可以控制AHB变换电路111a运行于暂停工作状态，也能够降低输出电压V2的电压值。但是，上述两种实施例都可能无法使得AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值有效下降，在t1时刻之后AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值将继续提升。
同时，在t1时刻之后，负载水平L的跌落导致AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值高于额定电压V20。原边绕组电压V11给半桥电路1110a中谐振电容Cr充电，半桥电路1110a中谐振电容Cr的电容电压VCr的电压值从VCr1提升到VCr2。VCr2为半桥电路1110a中谐振电容Cr的最大充电电压。
在t1时刻之后的t2时刻，AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值提升至第一预设值V21。控制器114确定AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值大于或等于第一预设值V21，控制器114控制AHB变换电路111a暂停工作。即，控制器114根据AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值与第一预设值V21的比较结果，控制器114控制AHB变换电路111a运行于暂停工作状态。具体的，控制器114控制半桥电路1110a中主功率管和辅助功率管都关断。在本申请实施例中，第一预设值V21可以是AHB变换电路111a的峰值电压。AHB变换电路111a的峰值电压大于额定电压V20，且小于AHB变换电路111a的过压保护电压。
在t2时刻之后，控制器114控制AHB变换电路111a运行于暂停工作状态。相应地，AHB变换电路111a中原边绕组1111a上的原边绕组电压V11的电压值下降，从而导致副边绕组电压V12下降，并导致辅助绕组电压V3下降。相应地，AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值下降，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降，电源电路113的输出电压V5的电压值下降。
在t2时刻后的t3时刻，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降至小于或等于第二预设值V41、或电源电路113的输出电压V5的电压值下降至小于或等于第三预设值V52。此时，控制器114控制半桥电路1110a中的谐振电容Cr放电。
在一种实施例中，控制器114确定辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值小于或等于第二预设值V41，控制器114控制半桥电路1110a中的谐振电容Cr放电。即，控制器114根据辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值与第二预设值V41的比较结果，控制半桥电路1110a中的谐振电容Cr放电。
在一种实施例中，控制器114确定电源电路113的输出电压V5的电压值小于或等于第三预设值V52，控制器114控制半桥电路1110a中的谐振电容Cr放电。即，控制器114根据电源电路113的输出电压V5的电压值与第三预设值V52的比较结果，控制器114控制半桥电路1110a中的谐振电容Cr放电。
在一种实施例中，控制器114控制半桥电路1110a中辅助功率管导通，使得半桥电路1110a中的谐振电容Cr放电。原边绕组1111a、半桥电路1110a的谐振电容Cr、半桥电路1110a的辅助功率管可以形成放电回路。相应地，半桥电路1110a的谐振电容Cr放电，可以在原边绕组1111a上产生原边绕组电压V11。
在一种实施例中，控制器114控制半桥电路1110a中辅助功率管周期性地导通，使得半桥电路1110a中的谐振电容Cr放电。半桥电路1110a的辅助功率管导通时，原边绕组1111a及半桥电路1110a的谐振电容Cr、半桥电路1110a的辅助功率管可以形成放电回路。相应地，半桥电路1110a的辅助功率管周期性地导通，可以使得半桥电路1110a中的谐振电容Cr周期性地放电。
在t3时刻之后，半桥电路1110a中的谐振电容Cr的电容电压VCr的电压值下降。半桥电路1110a中的谐振电容Cr放电，使得原边绕组1111a上的原边绕组电压V11的电压值提升。相应地，原边绕组电压V11的电压值提升，会导致辅助绕组电压V3的电压值提升。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值提升，电源电路113的输出电压V5的电压值提升。因此，负载12的负载水平发生变化的场景中，电源电路113的输出电压V5的电压值不会下降至低于控制器114的欠压保护电压V51，从而避免了控制器114因低电压保护而重启。
本申请实施例提供的控制器114通过控制AHB变换电路111a的半桥电路1110a中谐振电容Cr放电，可以使得电源电路113的输出电压V5的电压值高于控制器114的欠压保护电压V51，从而避免了控制器114因低电压保护而重启。因此，本申请实施例提供的控制器114可以提高其所在的电源模组11及电子设备10的稳定性。
由于AHB变换电路111a的半桥电路1110a中谐振电容Cr存储的能量有限，放电后在原边绕组1111a上产生的原边绕组电压V11的电压值较小。此时原边绕组1111a上产生的原边绕组电压V11小于副边绕组1113上的副边绕组电压V12，不会导致AHB变换电路111a的输出电压V2提升。因此，控制器114控制半桥电路1110a中谐振电容Cr放电后，原边绕组1111a上产生的原边绕组电压V11仅用于提升辅助绕组电路112的输出电压V4和电源电路113的输出电压V5，如图10中F2方向所示。因此，本申请实施例提供的控制器114及其所在的电源模组111不仅可以避免控制器114因欠压保护而重启，还可以避免增大AHB变换电路111a的输出电压V2的波纹，可以提高控制器114其所在的电源模组11及电子设备10的稳定性。
而且，本申请实施例提供的控制器114通过控制AHB变换电路111a的半桥电路1110a中谐振电容Cr，不会引入来自输入电源13的噪声，可以避免噪声影响AHB变换电路111a及其所在的电源模组11、电子设备10的电磁兼容性。因此，本申请实施例提供的控制器114可以提高其所在的电源模组11及电子设备10的稳定性。
在本申请一种实施例中，在AHB变换电路111a的半桥电路1110a中谐振电容Cr开始放电后，控制器114还可以根据半桥电路1110a中谐振电容Cr的电容电压VCr的电压值、辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值或者电源电路113的输出电压V5的电压值，控制半桥电路1110a中谐振电容Cr停止放电。在一种实施例中，控制器114控制半桥电路1110a中辅助功率管关断，原边绕组1111a、半桥电路1110a的谐振电容Cr、半桥电路1110a的辅助功率管形成的放电回路断开。相应地，半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电。
在第一种实施例中，在t3时刻之后的t4时刻，半桥电路1110a的谐振电容Cr的电容电压VCr下降至小于或等于预设电容电压值VCr3。在一种实施例中，控制器114确定半桥电路1110a的谐振电容Cr的电容电压VCr下降至小于或等于预设电容电压值VCr3，控制器114控制半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电。在一种实施例中，预设电容电压值VCr3可以大于或等于AHB变换电路111a运行在连续运行状态时半桥电路1110a的谐振电容Cr的电容电压的电压值VCr1。即，控制器114根据半桥电路1110a的谐振电容Cr的电容电压VCr与预设电容电压值VCr3的比较结果，控制器114控制半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电。因此，控制器114可以通过半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电，可以避免谐振电容Cr的电容电压VCr过低而影响AHB变换电路111a恢复连续工作状态，进一步提高了电源模组11及其所在的电子设备10的稳定性。
在第二种实施例中，在t3时刻之后的t4时刻，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值提升至大于或等于第四预设值V42。在一种实施例中，控制器114确定辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值大于或等于第四预设值V42，控制器114控制半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电。即，控制器114根据辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值与第四预设值V42的比较结果，控制器114控制半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电。因此，控制器114可以通过半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电，可以避免辅助绕组电路112的输出电压V4的电压过高而损坏电源电路113及控制器114，进一步提高了控制器114及其所在的电源模组11、电子设备10的稳定性。
在第三种实施例中，在t3时刻之后的t4时刻，电源电路113的输出电压V5的电压值提升至大于或等于第五预设值V53时。在一种实施例中，控制器114确定电源电路113的输出电压V5的电压值大于或等于第五预设值V53，控制器114控制半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电。即，控制器114根据电源电路113的输出电压V5的电压值与第五预设值V53的比较结果，控制器114控制半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电。因此，控制器114可以通过控制半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电，避免电源电路113的输出电压V4的电压过高而损坏控制器114，进一步提高了控制器114及其所在的电源模组11、电子设备10的稳定性。
在t4时刻之后，半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电后，谐振电容Cr的电容电压VCr的电压值停止下降。相应地，原边绕组电压V11的电压值下降，导致辅助绕组电压V3下降。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降，电源电路113的输出电压V5的电压值下降。
在本申请一种实施例中，在t4时刻之后，当辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降至小于或等于第二预设值V41、或电源电路113的输出电压V5的电压值下降至小于或等于第三预设值V52时，控制器114可以控制半桥电路1110a的谐振电容Cr再次放电。具体过程如上述实施例中所述，不再重复说明。即，控制器114可以根据辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值与第二预设值V41的比较结果，控制半桥电路1110a的谐振电容Cr再次放电。或者，控制器114可以根据电源电路113的输出电压V5的电压值与第三预设值V52的比较结果，控制半桥电路1110a的谐振电容Cr再次放电。
在本申请一种实施例中，在半桥电路1110a的谐振电容Cr开始放电后或停止放电后，控制器114还会根据AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值控制AHB变换电路111a的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。在t2时刻之后，控制器114控制AHB变换电路111a运行于暂停工作状态，相应地AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值下降。在一种实施例中，在半桥电路1110a的谐振电容Cr开始放电后、停止放电前，AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值下降至小于或等于额定电压V20，控制器114控制AHB变换电路111a的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。在一种实施例中，在半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电后，AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值下降至小于或等于额定电压V20，控制器114控制AHB变换电路111a的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。
在t3时刻之后的t5时刻，AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值下降至小于或等于额定电压V20。控制器114确定AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值下降至小于或等于额定电压V20，控制AHB变换电路111a的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。即，控制器114根据AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值与额定电压V20的比较结果，控制AHB变换电路111a的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。在t5时刻之后，AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值恢复至额定电压V20，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值恢复至V40，电源电路113的输出电压V5的电压值恢复至V50。
图12为本申请提供的电源模组一种实施例的示意图。如图12示出了图10所示的电源模组11中部分电路的示意图。如图12所示，电源模组11包括AHB变换电路111a、辅助绕组电路112、电源电路113和控制器114。其中，AHB变换电路111a包括半桥电路1110a、变压器1112a和整流电路1114a。其中，变压器1112a包括原边绕组1111a和副边绕组1113a。另外，变压器1112a还包括辅助绕组电路112中的辅助绕组1121。副边绕组1113a与原边绕组1111a相耦合，辅助绕组1121与原边绕组1111a相耦合。
半桥电路1110a包括主功率管QL、辅助功率管QH及谐振电容Cr。主功率管QL、辅助功率管QH及谐振电容Cr形成非对称半桥拓扑。具体地，谐振电容Cr的第一端连接原边绕组1111a的异名端，谐振电容Cr的第二端连接辅助功率管QH的漏极。辅助功率管QH的源极连接原边绕组1111a的同名端和主功率管QL的漏极。主功率管QL的源极接地。在一种实施例中，主功率管QL的栅极用于接收控制器114的第二控制信号GH。辅助功率管QH的栅极用于接收控制器114的第一控制信号GL。
整流电路1114a包括电容C1和二极管D2。二极管D2的阳极与副边绕组1113a的同名端连接。电容C1的两端分别连接二极管D2的阴极和副边绕组1113a的异名端。
辅助绕组电路112包括辅助绕组1121和整流模块1122。整流模块1122可以包括二极管D1。其中，二极管D1的阳极与辅助绕组1121的同名端连接，二极管D1的阴极、辅助绕组1121的异名端与电源电路113连接。
电源电路113可以包括升压(BOOST)电路。在一种实施例中，电源电路113还可以是降压(BUCK)电路、升降压(BUCK-BOOST)电路等。在一种实施例中，电源电路113还可以是低压差线性稳压电路(low dropout regulator，LDO)等稳压电路。
控制器114包括检测单元1141和驱动单元1142。在一些实施例中，当驱动单元1142为芯片，电源电路113可以连接驱动单元1142的供电引脚。例如，供电引脚可以是图12中所示的标号为“Vdd”的引脚。
检测单元1141用于检测AHB变换电路111a的输出电压V2、辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值、电源电路113的输出电压V5的电压值或AHB变换电路111a的半桥电路1110a中谐振电容Cr的电容电压VCr的电压值中的多种电压值的变化。驱动电路1142用于根据上述一个或多个电压值的变化，控制AHB变换电路111a的运行状态。
例如，检测单元1141可以通过连接图12中副边绕组电路1114a输出端的A点，检测AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值。检测单元1141可以通过连接图12中辅助绕组电路112输出端的B点，检测辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值。检测单元1141可以通过连接图12中电源电路113输出端的C点，检测电源电路113的输出电压V5的电压值。检测单元1141可以通过连接图12中谐振电容Cr任一侧的D点，检测谐振电容Cr的电容电压VCr的电压值。
驱动单元1142用于控制AHB变换电路111a的运行状态。其中，驱动单元1142通过发出控制信号GL/GH控制主功率管QL和辅助功率管QH的导通和截止，从而控制AHB变换电路111a的运行状态。在一些实施例中，当驱动单元1142为芯片，图12中所示的驱动单元1142可以通过其标号为“GH”的引脚发出控制信号GH，可以通过其其标号为“GL”的引脚发出控制信号GL。图12中引脚的标号仅为示例，在实际应用中还可以使用驱动单元1142的其他标号的引脚实现图12中示出的引脚的功能。
驱动单元1142通过向主功率管QL发送第一控制信号GL的方式控制主功率管QL导通或截止。驱动单元1142通过向辅助功率管QH发送第二控制信号GH的方式控制辅助功率管QH导通或截止。在本申请实施例中，控制器114发送的第一控制信号GL、第二控制信号GH可以包括高电平信号或低电平信号等实现方式。在一种实施例中，主功率管QL根据第一控制信号GL导通，辅助功率管QH根据第二控制信号GH导通。在一种实施例中，主功率管QL根据第一控制信号GL关断，辅助功率管QH根据第二控制信号GH关断。
图13为本申请提供的控制器在电源模组的负载水平发生跌落的场景中的控制信号示意图。下文结合图11、图12和图13，说明本申请提供的控制器114及其所在的电源模组11在负载12的负载水平L发生跌落的场景中的运行过程。
在t1时刻之前，负载12的负载水平为正常负载L1。控制器114控制AHB变换电路111a运行于连续工作状态，并控制AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值为额定电压V20。此时，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值为V40。电源电路113的输出电压V5的电压值为V50。半桥电路1111a中谐振电容Cr的电容电压VCr的电压值为VCr1。
图14为本申请实施例提供的控制器的控制信号的示意图。如图14所示，控制器114发送的控制信号G1、G2、G3…中的每一个包括向主功率管QL发送的第一控制信号GL或向辅助功率管QH发送的第二控制信号GH。控制器114控制主功率管QL和辅助功率管QH周期性地交替导通和关断，半桥电路1110a可以在原边绕组1111a产生原边绕组电压V11。原边绕组1111a上的原边绕组电压V11经过耦合，可以在副边绕组1113a上产生副边绕组电压V12，并可以在辅助绕组1121上产生辅助绕组电压V3。相应地，整流电路1114a向负载12提供输出电压V2，辅助绕组电路112向电源电路113提供输出电压V4，电源电路113向控制器115的输出电压V5为V50。由于AHB变换电路111a向负载12的输出电压V2的电压值稳定在额定电压V20，半桥电路1110a中谐振电容Cr的电压值VCr稳定在VCr1。
在t1时刻，负载12的负载水平从正常负载L1跌落到轻负载L2。在t1时刻之后，AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值提升至大于额定电压V20。
在一种实施例中，控制器114根据AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值与额定电压V20的比较结果，控制AHB变换电路111a运行于连续工作状态，控制器114控制AHB变换电路111a降低输出电压V2的电压值。
具体地，控制器114的检测单元1141检测AHB变换电路111a的输出电压V2并判断AHB变换电路111a的输出电压V2大于额定电压V20。相应地，控制器114控制AHB变换电路111a运行于连续工作状态，控制器114降低第一控制信号GL和第二控制信号GH的发送频率，或者降低第一控制信号GL和第二控制信号GH的占空比。如图13所示，在t1时刻之后控制器114发送的控制信号G4、G5、G6的频率小于t1时刻之前周期性发送的控制信号G1、G2、G3的频率。相应地，主功率管QL和辅助功率管QH导通和关断的频率减少，使得AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值下降。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降，电源电路113的输出电压V5的电压值下降。但是，上述方式可能无法使得AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值有效下降，AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值将继续提升。
在t1时刻之后，AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值高于额定电压V20。此时，原边绕组电压V11给半桥电路1110a中谐振电容Cr充电，半桥电路1110a中谐振电容Cr的电容电压VCr的电压值从VCr1提升到VCr2。
在t1时刻之后的t2时刻，AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值提升至大于或等于第一预设值V21。控制器114根据AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值与第一预设值V21的比较结果，控制器114控制AHB变换电路111a运行于暂停工作状态。具体地，控制器114的检测单元1141检测AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值，并判断AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值大于或等于第一预设值V21。相应地，控制器114的驱动单元1142停止发送第一控制信号GL和第二控制信号GH，从而控制AHB变换电路111a运行于暂停工作状态。相应地，AHB变换电路111a不会对其接收到的输入电压V1进行处理，AHB变换电路111a的输出电压V2降低。
在t2时刻之后，控制器114控制AHB变换电路111a运行于暂停工作状态。相应地，AHB变换电路111a中原边绕组1111a上的原边绕组电压V11的电压值下降，从而导致副边绕组电压V12下降，并导致辅助绕组电压V3下降。相应地，AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值下降，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降，电源电路113的输出电压V5的电压值下降。
在t2时刻后的t3时刻，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降至低于第二预设值V41、或电源电路113的输出电压V5的电压值下降至低于第三预设值V52。此时，控制器114控制半桥电路1110a中的谐振电容Cr放电。
在一种实施例中，控制器114的检测单元1141检测辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值，并判断辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值小于或等于第二预设值V41。控制器114的驱动单元1142发送第一控制信号GL使得辅助功率管QH导通。此时，半桥电路1110a的谐振电容Cr、原边绕组1111a和半桥电路1110a的功率管QH形成放电回路，半桥电路1110a的谐振电容Cr开始放电。
在一种实施例中，控制器114的检测单元1141检测电源电路113的输出电压V5的电压值并判断电源电路113的输出电压V5的电压值小于或等于第三预设值V52。控制器114的驱动单元1142发送第一控制信号GL使得辅助功率管QH导通。此时，半桥电路1110a的谐振电容Cr、原边绕组1111a和半桥电路1110a的功率管QH形成放电回路，半桥电路1110a的谐振电容Cr开始放电。
在t3时刻之后，半桥电路1110a中的谐振电容Cr的电容电压VCr的电压值下降。半桥电路1110a中的谐振电容Cr放电，使得原边绕组1111a上的原边绕组电压V11的电压值提升。相应地，辅助绕组电压V3的电压值提升，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值提升，电源电路113的输出电压V5的电压值提升。因此，负载12的负载水平发生变化的场景中，电源电路113的输出电压V5的电压值不会下降至低于控制器114的欠压保护电压V51，从而避免了控制器114因低电压保护而重启。
本申请实施例提供的控制器114通过控制AHB变换电路111a的半桥电路1110a中谐振电容Cr放电，可以使得电源电路113的输出电压V5的电压值高于控制器114的欠压保护电压V51，从而避免了控制器114因低电压保护而重启。因此，本申请实施例提供的控制器114可以提高其所在的电源模组11及电子设备10的稳定性。
由于AHB变换电路111a的半桥电路1110a中谐振电容Cr存储的能量有限，放电后在原边绕组1111a上产生的原边绕组电压V11的电压值较小。此时原边绕组1111a上产生的原边绕组电压V11小于副边绕组1113上的副边绕组电压V12，不会导致AHB变换电路111a的输出电压V2提升。因此，控制器114控制半桥电路1110a中谐振电容Cr放电后，原边绕组1111a上产生的原边绕组电压V11仅用于提升辅助绕组电路112的输出电压V4和电源电路113的输出电压V5。因此，本申请实施例提供的控制器114及其所在的电源模组111不仅可以避免控制器114因欠压保护而重启，还可以避免增大AHB变换电路111a的输出电压V2的波纹，可以提高控制器114其所在的电源模组11及电子设备10的稳定性。
而且，本申请实施例提供的控制器114通过控制AHB变换电路111a的半桥电路1110a中谐振电容Cr，不会引入来自输入电源13的噪声，可以避免影响AHB变换电路111a及其所在的电源模组11、电子设备10的电磁兼容性。因此，本申请实施例提供的控制器114可以提高其所在的电源模组11及电子设备10的稳定性。
在本申请一种实施例中，控制器114还可以控制AHB变换电路111a的半桥电路1110a中的谐振电容Cr停止放电。
在第一种实施例中，在t3时刻之后的t4时刻，半桥电路1110a的谐振电容Cr的电容电压VCr下降至小于或等于预设电容电压值VCr3。在一种实施例中，预设电容电压值VCr3可以大于或等于AHB变换电路111a运行在连续运行状态时半桥电路1110a的谐振电容Cr的电容电压的电压值VCr1。控制器114根据半桥电路1110a的谐振电容Cr的电容电压VCr与预设电容电压值VCr3的比较结果，控制器114控制半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电。具体地，控制器114的检测单元1141检测半桥电路1110a的谐振电容Cr的电容电压VCr并判断半桥电路1110a的谐振电容Cr的电容电压VCr小于或等于预设电容电压值VCr3。控制器114的驱动单元1142发送第一控制信号GL使得辅助功率管QH关断。此时，半桥电路1110a的谐振电容Cr、原边绕组1111a和半桥电路1110a的功率管QH形成的放电回路断开，半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电。
因此，控制器114可以通过半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电，可以避免谐振电容Cr的电容电压VCr过低而影响AHB变换电路111a恢复连续工作状态，进一步提高了电源模组11及其所在的电子设备10的稳定性。
在第二种实施例中，在t3时刻之后的t4时刻，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值提升至大于或等于第四预设值V42。控制器114根据辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值与第四预设值V42的比较结果，控制器114控制半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电。具体地，控制器114的检测单元1141检测辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值并判断辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值小于或等于预设电容电压值VCr3。控制器114的驱动单元1142发送第一控制信号GL使得辅助功率管QH关断。此时，半桥电路1110a的谐振电容Cr、原边绕组1111a和半桥电路1110a的功率管QH形成的放电回路断开，半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电。
因此，控制器114可以通过半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电，可以避免辅助绕组电路112的输出电压V4的电压过高而损坏电源电路113及控制器114，进一步提高了控制器114及其所在的电源模组11、电子设备10的稳定性。
在第三种实施例中，在t3时刻之后的t4时刻，电源电路113的输出电压V5的电压值提升至大于或等于第五预设值V53。控制器114根据电源电路113的输出电压V5的电压值与第五预设值V53的比较结果，控制器114控制半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电。具体地，控制器114的检测单元1141检测电源电路113的输出电压V5的电压值并判断电源电路113的输出电压V5的电压值大于或等于第五预设值V53。控制器114的驱动单元1142发送第一控制信号GL使得辅助功率管QH关断。此时，半桥电路1110a的谐振电容Cr、原边绕组1111a和半桥电路1110a的功率管QH形成的放电回路断开，半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电。
因此，控制器114可以通过控制半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电，避免电源电路113的输出电压V4的电压过高而损坏控制器114，进一步提高了控制器114及其所在的电源模组11、电子设备10的稳定性。
在t4时刻之后，半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电后，谐振电容Cr的电容电压VCr的电压值停止下降。相应地，原边绕组电压V11的电压值下降，导致辅助绕组电压V3下降。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降，电源电路113的输出电压V5的电压值下降。
在本申请一种实施例中，在t4时刻之后，当辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降至小于或等于第二预设值V41、或电源电路113的输出电压V5的电压值下降至小于或等于第三预设值V52时，控制器114可以控制半桥电路1110a的谐振电容Cr再次放电。具体过程如上述实施例中所述，不再重复说明。
在本申请一种实施例中，在半桥电路1110a的谐振电容Cr开始放电后或停止放电后，控制器114还会根据AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值控制AHB变换电路111a的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。在t2时刻之后，控制器114控制AHB变换电路111a运行于暂停工作状态，相应地AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值下降。在一种实施例中，在半桥电路1110a的谐振电容Cr开始放电后、停止放电前，AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值下降至小于或等于额定电压V20，控制器114控制AHB变换电路111a的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。在一种实施例中，在半桥电路1110a的谐振电容Cr停止放电后，AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值下降至小于或等于额定电压V20，控制器114控制AHB变换电路111a的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。
在t3时刻之后的t5时刻，AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值下降至小于或等于额定输出电压V20。控制器114根据AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值与额定输出电压V20的比较结果，控制AHB变换电路111a的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。具体地，控制器114的检测单元1141检测AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值并判断AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值小于或等于额定输出电压V20。控制器114的驱动单元1142周期性地发送第一控制信号GL和第二控制信号GH，控制主功率管QL和辅助功率管QH周期性导通和关断，使得AHB变换电路111a恢复连续工作状态。此时，控制器114发送的第一控制信号GL和第二控制信号GH，记为G7、G8、G9…。每个控制信号G7、G8、G9…的具体实现方式与图14中所示相同，不再赘述。又例如，控制信号G7、G8、G9…的周期也可以与控制信号G1、G2、G3……的周期相同、或者与G4、G5、G6……的周期相同等。在t5时刻之后，AHB变换电路111a的输出电压V2的电压值恢复至额定输出电压V20，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值恢复至V40，电源电路113的输出电压V5的电压值恢复至V50。
图15为本申请提供的控制器控制AHB变换电路的谐振电容放电的一种实施例的示意图。图15与图13的区别在于，控制器114控制AHB变换电路111a中原边绕组电路1111a的谐振电容Cr周期性地放电。下文结合图11和图15，进行说明。
在t3时刻，控制器114控制半桥电路1110a中辅助功率管QH周期性地导通，使得半桥电路1110a中的谐振电容Cr放电。具体地，控制器114不向主功率管QL发送第一控制信号GL，使得主功率管QL关断。并且，控制器114周期性地向辅助功率管QH发送第二控制信号GH，使得辅助功率管QH周期性地导通。半桥电路1110a的辅助功率管QH导通时，原边绕组1111a及半桥电路1110a的谐振电容Cr、半桥电路1110a的辅助功率管QH可以形成放电回路。相应地，半桥电路1110a的辅助功率管QH周期性地导通，可以使得半桥电路1110a中的谐振电容Cr周期性地放电。
在本申请实施例中，控制器114控制辅助功率管QH周期性地导通的周期T1，可以是预先配置的，也可以是控制器114根据当前谐振电容Cr的电容电压VCr或存储电能计算得到。在一种实施例中，谐振电容Cr的电容电压VCr的电压值较高或存储电能较多时，周期T1可以设置的更小。在一种实施例中，周期T1也可以与控制信号G1、G2、G3……或者G4、G5、G6……的周期相同。在本申请实施例中，每个周期中控制器114控制控制辅助功率管QH导通或关断的时长可以相同或不同。
图16为本申请提供的AHB变换电路的谐振电容的电容电压的变化示意图。如图16所示，谐振电容Cr周期性地放电，谐振电容Cr的电容电压VCr从VCr2阶梯式地下降。在t3时刻到t4时刻之间，谐振电容Cr的电容电压VCr随着辅助功率管QH周期性导通呈现阶梯式的下降。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值也呈现阶梯式的提升，电源电路113的输出电压V5的电压值也呈现阶梯型的提升。
因此，控制器114控制AHB变换电路111a中谐振电容Cr周期性地放电，可以使得谐振电容Cr的电容电压VCr阶梯式的下降，避免下降过快而影响AHB变换电路111a的运行，从而提高了电源模组11的稳定性。而且，控制器114控制AHB变换电路111a中谐振电容Cr周期性地放电，可以使得辅助绕组电路112的输出电压V4、电源电路113的输出电压V5阶梯式地提升，避免电压提升过快而损坏电路器件，从而提高了电源模组11的稳定性。
图17为本申请提供的控制器控制AHB变换电路的谐振电容放电的另一种实施例的示意图。图17与图15的区别在于，控制器114控制AHB变换电路111a中原边绕组电路1111a中辅助功率管QH和主功率管QL周期性地交替导通，使得谐振电容Cr周期性地放电。
在t3时刻，控制器114周期性地控制主功率管QL和辅助功率管QH交替导通，且控制辅助功率管QH和主功率管QL不同时导通。具体地，控制器114周期性地依次向辅助功率管QH发送第二控制信号GH、向主功率管QL发送的第一控制信号GL，使得辅助功率管QH和主功率管QL依次导通，且辅助功率管QH和主功率管QL不同时导通。半桥电路1110a的辅助功率管QH导通时，原边绕组1111a及半桥电路1110a的谐振电容Cr、半桥电路1110a的辅助功率管QH可以形成放电回路。谐振电容Cr的电容电压VCr的变化，可以参考图16所示。
在一种实施例中，每个周期中控制器114控制辅助功率管QH先导通、主功率管QL后导通。
首先，控制器114控制辅助功率管QH导通、主功率管QL截止。具体地，控制器114向辅助功率管QH发送第二控制信号GH、且不向主功率管QL发送第一控制信号GL。相应地，谐振电容Cr、原边绕组a和辅助功率管QH形成电流回路，谐振电容Cr放电。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值提升，电源电路113的输出电压V5的电压值提升。
然后，控制器114控制辅助功率管QH截止、主功率管QL导通。具体地，控制器114不向辅助功率管QH发送第二控制信号GH、且向主功率管QL发送第一控制信号GL。此时，输入电压V1、原边绕组a、和主功率管QL形成回路。相应地，输入电压V1在原边绕组a两侧产生原边绕组电压V11。原边绕组电压V11通过变压器1112a耦合，在辅助绕组c上产生辅助绕组电压V3。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值提升，电源电路113的输出电压V5的电压值提升。
因此，控制器114控制AHB变换电路111a中原边绕组电路1111a的谐振电容Cr周期性地放电，可以使得谐振电容Cr的电容电压VCr阶梯式的下降，避免下降过快而影响AHB变换电路111a的运行，从而提高了电源模组111的稳定性。而且，控制器114控制AHB变换电路111a中原边绕组电路1111a的谐振电容Cr周期性地放电，可以使得辅助绕组电路112的输出电压V4、电源电路113的输出电压V5阶梯式地提升，避免提升过快而损坏电路器件，从而提高了电源模组111的稳定性。
在一种实施例中，每个周期中控制器114可以控制主功率管QL先导通、辅助功率管QH后导通。在本申请实施例中，控制器114控制主功率管QL和辅助功率管QH周期性地交替导通的周期T2可以是预先配置的，也可以是控制器114根据当前谐振电容Cr的电容电压VCr或存储电能计算得到。在一种实施例中，谐振电容Cr的电容电压VCr的电压值较高或存储电能较多时，周期T2可以设置的更小。在一种实施例中，周期T2可以与控制信号G1、G2、G3……的周期或者G4、G5、G6……的周期相同。在本申请实施例中，每个周期中控制器114控制主功率管QL导通的时长、控制辅助功率管QH导通的时长可以相同或不同。在本申请实施例中，控制器114发送的第一控制信号GL和第二控制信号GH的占空比可以相同或者不同。
图18为本申请提供的另一种AHB变换电路中半桥电路的示意图。如图18所示，半桥电路1110a1包括主功率管QL、辅助功率管QH及谐振电容Cr。主功率管QL的源极连接原边绕组1111a的异名端和辅助功率管QH的漏极。辅助功率管QH的源极连接谐振电容Cr的第一端并接地。谐振电容Cr的第二端连接原边绕组1111a的同名端。如图18所示的半桥电路1110a1可以替换图12中的半桥电路1110a，半桥电路1110a1的功能和控制逻辑与半桥电路1110a功能和控制逻辑相同。
图19为本申请提供的另一种AHB变换电路中半桥电路的示意图。如图19所示，半桥电路1110a2包括主功率管QL、辅助功率管QH及谐振电容Cr。原边绕组1111a的同名端连接主功率管QL的漏极和谐振电容Cr的第一端。谐振电容Cr的第二端连接辅助功率管QH的源极。主功率管QL的源极接地。辅助功率管QH的漏极接地。如图19所示的半桥电路1110a2可以替换图12中的半桥电路1110a，半桥电路1110a2的功能和控制逻辑与半桥电路1110a功能和控制逻辑相同。
本申请实施例提供的控制器114在电源模组11的负载水平L发生跌落的场景中，仅需要控制AHB变换电路111a中的主功率管QL和辅助功率管QH的导通或者截止。因此，本申请实施例提供的控制器114不仅可以提高其所在的AHB变换电路111a、电源模组11、电子设备10的稳定性，而且控制器114的配置简单从而更适用于各类产品使用。
图20为本申请提供的电源模组一种实施例的示意图，如图20所示的电源模组11可以应用于如图1或者图2所示的电子设备10中。如图20所示，电源模组11包括ACF变换电路111b、辅助绕组电路112、电源电路113和控制器114。
ACF变换电路111b用于接收输入电源13的输入电压V1，并提供输出电压V2为负载12供电。另外，ACF变换电路111b经辅助绕组电路112为控制器114的电源电路113供电。其中，辅助绕组电路112与ACF变换电路111b耦合，辅助绕组1121上产生辅助绕组电压V3。辅助绕组电路112将辅助绕组电压V3转换为输出电压V4，为电源电路113供电。电源电路113为控制电路114供电。控制器114用于控制ACF变换电路111b的运行状态。
图21为本申请提供的电源模组一种实施例的示意图。如图21所示，电源模组11包括ACF变换电路111b、辅助绕组电路112、电源电路113和控制器114。其中，电源模组11中ACF变换电路111b包括半桥电路1110b、变压器1112b和整流电路1114b。其中，变压器1112b包括原边绕组1111b和副边绕组1113b。另外，变压器1112b还包括辅助绕组电路112中的辅助绕组1121。副边绕组1113b与原边绕组1111b相耦合，辅助绕组1121与原边绕组1111b相耦合。
半桥电路1110b用于接收输入电源13提供的输入电压V1，并根据控制器114的控制信号向原边绕组1111b提供输出电压V10。半桥电路1110b通常包括主功率管、辅助功率管及钳位电容。
变压器1112b的原边绕组1111b用于接收半桥电路1110b的输出电压V10，并产生原边绕组电压V11。变压器1112b的副边绕组1113b与变压器1112b的原边绕组1111b相耦合，副边绕组1113b上产生副边绕组电压V3。
整流电路1114b用于接收副边绕组1113b上的副边绕组电压V3，并转换为输出电压V2。
辅助绕组电路112用于为电源电路113供电。辅助绕组电路112的辅助绕组1121与变压器1112b的原边绕组1111b相耦合。原边绕组1112b上的原边绕组电压V11经过耦合，在辅助绕组1121上产生辅助绕组电压V3。辅助绕组电压V3经辅助绕组电路112处理后，向电源电路113提供输出电压V4。其中，辅助绕组电路112可以包括辅助绕组1121和整流模块1122。
电源电路113用于为控制器114供电。电源电路113接收辅助绕组电路112的输出电压V4，并向控制器114提供输出电压V5。即，ACF变换电路111b经与其变压器1112b的原边绕组1111耦合的辅助绕组电路112，为控制器114的电源电路113供电。一些实施例中，电源电路113包括稳压电路。
控制器114用于控制ACF变换电路111b的运行状态。控制器114还用于检测ACF变换电路111b的输出电压V2、辅助绕组电路112的输出电压V4、电源电路113的输出电压V5或半桥电路1110b中钳位电容Cc的电容电压VCc的电压值等多个电压值的变化。控制器114还用于根据上述一个或多个电压值的变化，控制ACF变换电路111b的运行状态。
在一种实施例中，控制114发送控制信号G控制ACF变换电路111b中半桥电路1110b的运行状态，从而控制ACF变换电路111b的运行状态。例如，ACF变换电路111b的运行状态通常包括连续工作状态和暂停工作状态。连续工作状态也可以称为正常工作状态、控制器正常发波状态等。暂停工作状态也可以称为间歇工作状态、BURST工作状态、控制器间歇发波状态等。
在本申请实施例中，控制器114可以发送控制信号G控制半桥电路1110b中主功率管及辅助功率管的导通及关断。控制器114调整控制信号G的频率或占空比，可以控制半桥电路1110b中主功率管及辅助功率管的导通频率或导通时长，从而相应地调整半桥电路1110b的输出电压V10。半桥电路1110b的输出电压V10，会导致原边绕组电压V11变化。相应地，原边绕组电压V11变化可以导致副边绕组电压V12和辅助绕组电压V3变化。相应地，副边绕组电压V12的变化可以导致ACF变换电路111b的输出电压V2变化。相应地，辅助绕组电压V3的变化可以导致辅助绕组电路112的输出电压V4变化。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4可以导致电源电113的输出电压V5的变化。
如图21中F1方向所示，ACF变换电路111b可以提供输出电压V2为负载12供电。其中，输入电压V1经ACF变换电路111b中的半桥电路1110b、原边绕组1111b、副边绕组1113b及整流电路1114b转换为输出电压V2。
如图21中F2方向所示，ACF变换电路111b可以通过辅助绕组电路112为控制器114的电源电路113供电。其中，输入电压V1经ACF变换电路111b中的半桥电路1110b处理后，可以在原边绕组1111b产生原边绕组电压V11。相应地，原边绕组电压V11可以在变压器1112b的辅助绕组1121上产生辅助绕组电压V3。辅助绕组电压V3经辅助绕组电路1121处理后提供输出电压V4，为控制器114的电源电路113供电。
图22为本申请提供的控制器及其所在的电源模组在负载水平发生跌落的场景中的电压波形示意图。下文结合图22和图21，详细说明本申请提供的控制器114及其所在的电源模组11在负载12的负载水平L发生跌落的场景中的运行过程。
在t1时刻之前，负载12的负载水平L为正常负载L1，控制器114控制ACF变换电路111b运行于连续工作状态，控制器114控制ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值为额定输出电压V20。辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值为V40。电源电路113的输出电压V5的电压值为V50。半桥电路1111b中钳位电容Cc的电容电压VCc的电压值为VCc1。VCc1为ACF变换电路111b运行于连续工作状态时钳位电容Cc的电容电压。
在t1时刻，负载12的负载水平从正常负载L1跌落到轻负载L2。相应地，在t1时刻之后，ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值提升至大于额定输出电压V20。
在一种实施例中，当ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值大于额定输出电压V20，控制器114可以控制ACF变换电路111b运行于连续工作状态。并且，控制器控制ACF变换电路111b降低输出电压V2的电压值。即，控制器114根据ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值与额定输出电压V20的比较结果，控制器114控制ACF变换电路111b运行于连续工作状态，控制器114控制ACF变换电路111b降低输出电压V2的电压值。具体地，控制器114发送控制信号G控制半桥电路1110b中主功率管和辅助功率管的运行状态，使得原边绕组电压V11的电压值下降。在一种实施例中，控制器114可以降低控制信号G的发送频率，从而降低主功率管和辅助功率管的导通频率。在一种实施方式中，控制器114可以降低控制信号G的占空比，从而降低主功率管和辅助功率管的导通时长。在另一种实施例中，当ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值大于额定电压V20，控制器114可以控制ACF变换电路111b运行于暂停工作状态，也能够降低输出电压V2的电压值。但是，上述两种实施例都可能无法使得ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值有效下降，在t1时刻之后ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值将继续提升。
同时，在t1时刻之后，负载水平L的跌落导致ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值高于额定电压V20。原边绕组电压V11给半桥电路1110b中钳位电容Cc充电，半桥电路1110b中钳位电容Cc的电容电压VCc的电压值从VCc1提升到VCc2。VCc2为半桥电路1110b中钳位电容Cc的最大充电电压。
在t1时刻之后的t2时刻，ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值提升至第一预设值V21。控制器114确定ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值大于或等于第一预设值V21，控制器114控制ACF变换电路111b暂停工作。即，控制器114根据ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值与第一预设值V21的比较结果，控制器114控制ACF变换电路111b运行于暂停工作状态。具体的，控制器114控制半桥电路1110b中主功率管和辅助功率管都关断。在本申请实施例中，第一预设值V21可以是ACF变换电路111b的峰值电压。ACF变换电路111b的峰值电压大于额定电压V20，且小于ACF变换电路111b的过压保护电压。
在t2时刻之后，控制器114控制ACF变换电路111b运行于暂停工作状态。相应地，ACF变换电路111b中原边绕组1111b上的原边绕组电压V11的电压值下降，从而导致副边绕组电压V12下降，并导致辅助绕组电压V3下降。相应地，ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值下降，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降，电源电路113的输出电压V5的电压值下降。
在t2时刻后的t3时刻，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降至小于或等于第二预设值V41、或电源电路113的输出电压V5的电压值下降至小于或等于第三预设值V52。此时，控制器114控制半桥电路1110b中的钳位电容Cc放电。
在一种实施例中，控制器114确定辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值小于或等于第二预设值V41，控制器114控制半桥电路1110b中的钳位电容Cc放电。即，控制器114根据辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值与第二预设值V41的比较结果，控制半桥电路1110b中的钳位电容Cc放电。
在一种实施例中，控制器114确定电源电路113的输出电压V5的电压值小于或等于第三预设值V52，控制器114控制半桥电路1110b中的钳位电容Cc放电。即，控制器114根据电源电路113的输出电压V5的电压值与第三预设值V52的比较结果，控制器114控制半桥电路1110b中的钳位电容Cc放电。
在一种实施例中，控制器114控制半桥电路1110b中辅助功率管导通，使得半桥电路1110b中的钳位电容Cc放电。原边绕组1111b、半桥电路1110b的钳位电容Cc、半桥电路1110b的辅助功率管可以形成放电回路。相应地，半桥电路1110b的钳位电容Cc放电，可以在原边绕组1111b上产生原边绕组电压V11。
在一种实施例中，控制器114控制半桥电路1110b中辅助功率管周期性地导通，使得半桥电路1110b中的钳位电容Cc放电。半桥电路1110b的辅助功率管导通时，原边绕组1111b及半桥电路1110b的钳位电容Cc、半桥电路1110b的辅助功率管可以形成放电回路。相应地，半桥电路1110b的辅助功率管周期性地导通，可以使得半桥电路1110b中的钳位电容Cc周期性地放电。
在t3时刻之后，半桥电路1110b中的钳位电容Cc的电容电压VCc的电压值下降。半桥电路1110b中的钳位电容Cc放电，使得原边绕组1111b上的原边绕组电压V11的电压值提升。相应地，原边绕组电压V11的电压值提升，会导致辅助绕组电压V3的电压值提升。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值提升，电源电路113的输出电压V5的电压值提升。因此，负载12的负载水平发生变化的场景中，电源电路113的输出电压V5的电压值不会下降至低于控制器114的欠压保护电压V51，从而避免了控制器114因低电压保护而重启。
本申请实施例提供的控制器114通过控制ACF变换电路111b的半桥电路1110b中钳位电容Cc放电，可以使得电源电路113的输出电压V5的电压值高于控制器114的欠压保护电压V51，从而避免了控制器114因低电压保护而重启。因此，本申请实施例提供的控制器114可以提高其所在的电源模组11及电子设备10的稳定性。
由于ACF变换电路111b的半桥电路1110b中钳位电容Cc存储的能量有限，放电后在原边绕组1111b上产生的原边绕组电压V11的电压值较小。此时原边绕组1111b上产生的原边绕组电压V11小于副边绕组1113上的副边绕组电压V12，不会导致ACF变换电路111b的输出电压V2提升。因此，控制器114控制半桥电路1110b中钳位电容Cc放电后，原边绕组1111b上产生的原边绕组电压V11仅用于提升辅助绕组电路112的输出电压V4和电源电路113的输出电压V5，如图21中F2方向所示。因此，本申请实施例提供的控制器114及其所在的电源模组111不仅可以避免控制器114因欠压保护而重启，还可以避免增大ACF变换电路111b的输出电压V2的波纹，可以提高控制器114其所在的电源模组11及电子设备10的稳定性。
而且，本申请实施例提供的控制器114通过控制ACF变换电路111b的半桥电路1110b中钳位电容Cc，不会引入来自输入电源13的噪声，可以避免噪声影响ACF变换电路111b及其所在的电源模组11、电子设备10的电磁兼容性。因此，本申请实施例提供的控制器114可以提高其所在的电源模组11及电子设备10的稳定性。
在本申请一种实施例中，在ACF变换电路111b的半桥电路1110b中钳位电容Cc开始放电后，控制器114还可以根据半桥电路1110b中钳位电容Cc的电容电压VCc的电压值、辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值或者电源电路113的输出电压V5的电压值，控制半桥电路1110b中钳位电容Cc停止放电。在一种实施例中，控制器114控制半桥电路1110b中辅助功率管关断，原边绕组1111b、半桥电路1110b的钳位电容Cc、半桥电路1110b的辅助功率管形成的放电回路断开。相应地，半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电。
在第一种实施例中，在t3时刻之后的t4时刻，半桥电路1110b的钳位电容Cc的电容电压VCc下降至小于或等于预设电容电压值VCc3。在一种实施例中，控制器114确定半桥电路1110b的钳位电容Cc的电容电压VCc下降至小于或等于预设电容电压值VCc3，控制器114控制半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电。在一种实施例中，预设电容电压值VCc3可以大于或等于ACF变换电路111b运行在连续运行状态时半桥电路1110b的钳位电容Cc的电容电压的电压值VCc1。即，控制器114根据半桥电路1110b的钳位电容Cc的电容电压VCc与预设电容电压值VCc3的比较结果，控制器114控制半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电。因此，控制器114可以通过半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电，可以避免钳位电容Cc的电容电压VCc过低而影响ACF变换电路111b恢复连续工作状态，进一步提高了电源模组11及其所在的电子设备10的稳定性。
在第二种实施例中，在t3时刻之后的t4时刻，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值提升至大于或等于第四预设值V42。在一种实施例中，控制器114确定辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值大于或等于第四预设值V42，控制器114控制半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电。即，控制器114根据辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值与第四预设值V42的比较结果，控制器114控制半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电。因此，控制器114可以通过半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电，可以避免辅助绕组电路112的输出电压V4的电压过高而损坏电源电路113及控制器114，进一步提高了控制器114及其所在的电源模组11、电子设备10的稳定性。
在第三种实施例中，在t3时刻之后的t4时刻，电源电路113的输出电压V5的电压值提升至大于或等于第五预设值V53时。在一种实施例中，控制器114确定电源电路113的输出电压V5的电压值大于或等于第五预设值V53，控制器114控制半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电。即，控制器114根据电源电路113的输出电压V5的电压值与第五预设值V53的比较结果，控制器114控制半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电。因此，控制器114可以通过控制半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电，避免电源电路113的输出电压V4的电压过高而损坏控制器114，进一步提高了控制器114及其所在的电源模组11、电子设备10的稳定性。
在t4时刻之后，半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电后，钳位电容Cc的电容电压VCc的电压值停止下降。相应地，原边绕组电压V11的电压值下降，导致辅助绕组电压V3下降。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降，电源电路113的输出电压V5的电压值下降。
在本申请一种实施例中，在t4时刻之后，当辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降至小于或等于第二预设值V41、或电源电路113的输出电压V5的电压值下降至小于或等于第三预设值V52时，控制器114可以控制半桥电路1110b的钳位电容Cc再次放电。具体过程如上述实施例中所述，不再重复说明。即，控制器114可以根据辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值与第二预设值V41的比较结果，控制半桥电路1110b的钳位电容Cc再次放电。或者，控制器114可以根据电源电路113的输出电压V5的电压值与第三预设值V52的比较结果，控制半桥电路1110b的钳位电容Cc再次放电。
在本申请一种实施例中，在半桥电路1110b的钳位电容Cc开始放电后或停止放电后，控制器114还会根据ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值控制ACF变换电路111b的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。在t2时刻之后，控制器114控制ACF变换电路111b运行于暂停工作状态，相应地ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值下降。在一种实施例中，在半桥电路1110b的钳位电容Cc开始放电后、停止放电前，ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值下降至小于或等于额定电压V20，控制器114控制ACF变换电路111b的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。在一种实施例中，在半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电后，ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值下降至小于或等于额定电压V20，控制器114控制ACF变换电路111b的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。
在t3时刻之后的t5时刻，ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值下降至小于或等于额定电压V20。控制器114确定ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值下降至小于或等于额定电压V20，控制ACF变换电路111b的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。即，控制器114根据ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值与额定电压V20的比较结果，控制ACF变换电路111b的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。在t5时刻之后，ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值恢复至额定电压V20，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值恢复至V40，电源电路113的输出电压V5的电压值恢复至V50。
图23为本申请提供的电源模组一种实施例的示意图。如图23示出了图21所示的电源模组11中部分电路的示意图。如图23所示，电源模组11包括ACF变换电路111b、辅助绕组电路112、电源电路113和控制器114。其中，ACF变换电路111b包括半桥电路1110b、变压器1112b和整流电路1114b。其中，变压器1112b包括原边绕组1111b和副边绕组1113b。另外，变压器1112b还包括辅助绕组电路112中的辅助绕组1121。副边绕组1113b与原边绕组1111b相耦合，辅助绕组1121与原边绕组1111b相耦合。
半桥电路1110b包括主功率管QL、辅助功率管QH及钳位电容Cc。主功率管QL、辅助功率管QH及钳位电容Cc形成有源钳位反激半桥拓扑。具体地，钳位电容Cc的第一端连接原边绕组1111b的异名端，钳位电容Cc的第二端连接辅助功率管QH的漏极。辅助功率管QH的源极连接原边绕组1111b的同名端和主功率管QL的漏极。主功率管QL的源极接地。在一种实施例中，主功率管QL的栅极用于接收控制器114的第二控制信号GH。辅助功率管QH的栅极用于接收控制器114的第一控制信号GL。
整流电路1114b包括电容C1和二极管D2。二极管D2的阳极与副边绕组1113b的同名端连接。电容C1的两端分别连接二极管D2的阴极和副边绕组1113b的异名端。
辅助绕组电路112包括辅助绕组1121和整流模块1122。整流模块1122可以包括二极管D1。其中，二极管D1的阳极与辅助绕组1121的同名端连接，二极管D1的阴极、辅助绕组1121的异名端与电源电路113连接。
电源电路113可以包括升压(BOOST)电路。在一种实施例中，电源电路113还可以是降压(BUCK)电路、升降压(BUCK-BOOST)电路等。在一种实施例中，电源电路113还可以是低压差线性稳压电路(low dropout regulator，LDO)等稳压电路。
控制器114包括检测单元1141和驱动单元1142。在一些实施例中，当驱动单元1142为芯片，电源电路113可以连接驱动单元1142的供电引脚。例如，供电引脚可以是图23中所示的标号为“Vdd”的引脚。
检测单元1141用于检测ACF变换电路111b的输出电压V2、辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值、电源电路113的输出电压V5的电压值或ACF变换电路111b的半桥电路1110b中钳位电容Cc的电容电压VCc的电压值中的多种电压值的变化。驱动电路1142用于根据上述一个或多个电压值的变化，控制ACF变换电路111b的运行状态。
例如，检测单元1141可以通过连接图23中副边绕组电路1114b输出端的A点，检测ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值。检测单元1141可以通过连接图23中辅助绕组电路112输出端的B点，检测辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值。检测单元1141可以通过连接图23中电源电路113输出端的C点，检测电源电路113的输出电压V5的电压值。检测单元1141可以通过连接图23中钳位电容Cc任一侧的D点，检测钳位电容Cc的电容电压VCc的电压值。
驱动单元1142用于控制ACF变换电路111b的运行状态。其中，驱动单元1142通过发出控制信号GL/GH控制主功率管QL和辅助功率管QH的导通和截止，从而控制ACF变换电路111b的运行状态。在一些实施例中，当驱动单元1142为芯片，图23中所示的驱动单元1142可以通过其标号为“GH”的引脚发出控制信号GH，可以通过其其标号为“GL”的引脚发出控制信号GL。需要说明的是，图23中引脚的标号仅为示例，在实际应用中还可以使用驱动单元1142的其他标号的引脚实现图23中示出的引脚的功能。
驱动单元1142通过向主功率管QL发送第一控制信号GL的方式控制主功率管QL导通或截止。驱动单元1142通过向辅助功率管QH发送第二控制信号GH的方式控制辅助功率管QH导通或截止。在本申请实施例中，控制器114发送的第一控制信号GL、第二控制信号GH可以包括高电平信号或低电平信号等实现方式。在一种实施例中，主功率管QL根据第一控制信号GL导通，辅助功率管QH根据第二控制信号GH导通。在一种实施例中，主功率管QL根据第一控制信号GL关断，辅助功率管QH根据第二控制信号GH关断。
图24为本申请提供的控制器在电源模组的负载水平发生跌落的场景中的控制信号示意图。下文结合图22、图23和图24，说明本申请提供的控制器114及其所在的电源模组11在负载12的负载水平L发生跌落的场景中的运行过程。
在t1时刻之前，负载12的负载水平为正常负载L1。控制器114控制ACF变换电路111b运行于连续工作状态，并控制ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值为额定电压V20。此时，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值为V40。电源电路113的输出电压V5的电压值为V50。半桥电路1111b中钳位电容Cc的电容电压VCc的电压值为VCc1。
图25为本申请实施例提供的控制器的控制信号的示意图。如图25所示，控制器114发送的控制信号G1、G2、G3…中的每一个包括向主功率管QL发送的第一控制信号GL或向辅助功率管QH发送的第二控制信号GH。控制器114控制主功率管QL和辅助功率管QH周期性地交替导通和关断，半桥电路1110b可以在原边绕组1111b产生原边绕组电压V11。原边绕组1111b上的原边绕组电压V11经过耦合，可以在副边绕组1113b上产生副边绕组电压V12，并可以在辅助绕组1121上产生辅助绕组电压V3。相应地，整流电路1114b向负载12提供输出电压V2，辅助绕组电路112向电源电路113提供输出电压V4，电源电路113向控制器115的输出电压V5为V50。由于ACF变换电路111b向负载12的输出电压V2的电压值稳定在额定电压V20，半桥电路1110b中钳位电容Cc的电压值VCc稳定在VCc1。
在t1时刻，负载12的负载水平从正常负载L1跌落到轻负载L2。在t1时刻之后，ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值提升至大于额定电压V20。
在一种实施例中，控制器114根据ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值与额定电压V20的比较结果，控制ACF变换电路111b运行于连续工作状态，控制器114控制ACF变换电路111b降低输出电压V2的电压值。
具体地，控制器114的检测单元1141检测ACF变换电路111b的输出电压V2并判断ACF变换电路111b的输出电压V2大于额定电压V20。相应地，控制器114控制ACF变换电路111b运行于连续工作状态，控制器114降低第一控制信号GL和第二控制信号GH的发送频率，或者降低第一控制信号GL和第二控制信号GH的占空比。如图24所示，在t1时刻之后控制器114发送的控制信号G4、G5、G6的频率小于t1时刻之前周期性发送的控制信号G1、G2、G3的频率。相应地，主功率管QL和辅助功率管QH导通和关断的频率减少，使得ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值下降。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降，电源电路113的输出电压V5的电压值下降。但是，上述方式可能无法使得ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值有效下降，ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值将继续提升。
在t1时刻之后，ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值高于额定电压V20。此时，原边绕组电压V11给半桥电路1110b中钳位电容Cc充电，半桥电路1110b中钳位电容Cc的电容电压VCc的电压值从VCc1提升到VCc2。
在t1时刻之后的t2时刻，ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值提升至大于或等于第一预设值V21。控制器114根据ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值与第一预设值V21的比较结果，控制器114控制ACF变换电路111b运行于暂停工作状态。具体地，控制器114的检测单元1141检测ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值，并判断ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值大于或等于第一预设值V21。相应地，控制器114的驱动单元1142停止发送第一控制信号GL和第二控制信号GH，从而控制ACF变换电路111b运行于暂停工作状态。相应地，ACF变换电路111b不会对其接收到的输入电压V1进行处理，ACF变换电路111b的输出电压V2降低。
在t2时刻之后，控制器114控制ACF变换电路111b运行于暂停工作状态。相应地，ACF变换电路111b中原边绕组1111b上的原边绕组电压V11的电压值下降，从而导致副边绕组电压V12下降，并导致辅助绕组电压V3下降。相应地，ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值下降，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降，电源电路113的输出电压V5的电压值下降。
在t2时刻后的t3时刻，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降至低于第二预设值V41、或电源电路113的输出电压V5的电压值下降至低于第三预设值V52。此时，控制器114控制半桥电路1110b中的钳位电容Cc放电。
在一种实施例中，控制器114的检测单元1141检测辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值，并判断辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值小于或等于第二预设值V41。控制器114的驱动单元1142发送第一控制信号GL使得辅助功率管QH导通。此时，半桥电路1110b的钳位电容Cc、原边绕组1111b和半桥电路1110b的功率管QH形成放电回路，半桥电路1110b的钳位电容Cc开始放电。
在一种实施例中，控制器114的检测单元1141检测电源电路113的输出电压V5的电压值并判断电源电路113的输出电压V5的电压值小于或等于第三预设值V52。控制器114的驱动单元1142发送第一控制信号GL使得辅助功率管QH导通。此时，半桥电路1110b的钳位电容Cc、原边绕组1111b和半桥电路1110b的功率管QH形成放电回路，半桥电路1110b的钳位电容Cc开始放电。
在t3时刻之后，半桥电路1110b中的钳位电容Cc的电容电压VCc的电压值下降。半桥电路1110b中的钳位电容Cc放电，使得原边绕组1111b上的原边绕组电压V11的电压值提升。相应地，辅助绕组电压V3的电压值提升，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值提升，电源电路113的输出电压V5的电压值提升。因此，负载12的负载水平发生变化的场景中，电源电路113的输出电压V5的电压值不会下降至低于控制器114的欠压保护电压V51，从而避免了控制器114因低电压保护而重启。
本申请实施例提供的控制器114通过控制ACF变换电路111b的半桥电路1110b中钳位电容Cc放电，可以使得电源电路113的输出电压V5的电压值高于控制器114的欠压保护电压V51，从而避免了控制器114因低电压保护而重启。因此，本申请实施例提供的控制器114可以提高其所在的电源模组11及电子设备10的稳定性。
由于ACF变换电路111b的半桥电路1110b中钳位电容Cc存储的能量有限，放电后在原边绕组1111b上产生的原边绕组电压V11的电压值较小。此时原边绕组1111b上产生的原边绕组电压V11小于副边绕组1113上的副边绕组电压V12，不会导致ACF变换电路111b的输出电压V2提升。因此，控制器114控制半桥电路1110b中钳位电容Cc放电后，原边绕组1111b上产生的原边绕组电压V11仅用于提升辅助绕组电路112的输出电压V4和电源电路113的输出电压V5。因此，本申请实施例提供的控制器114及其所在的电源模组111不仅可以避免控制器114因欠压保护而重启，还可以避免增大ACF变换电路111b的输出电压V2的波纹，可以提高控制器114其所在的电源模组11及电子设备10的稳定性。
而且，本申请实施例提供的控制器114通过控制ACF变换电路111b的半桥电路1110b中钳位电容Cc，不会引入来自输入电源13的噪声，可以避免影响ACF变换电路111b及其所在的电源模组11、电子设备10的电磁兼容性。因此，本申请实施例提供的控制器114可以提高其所在的电源模组11及电子设备10的稳定性。
在本申请一种实施例中，控制器114还可以控制ACF变换电路111b的半桥电路1110b中的钳位电容Cc停止放电。
在第一种实施例中，在t3时刻之后的t4时刻，半桥电路1110b的钳位电容Cc的电容电压VCc下降至小于或等于预设电容电压值VCc3。在一种实施例中，预设电容电压值VCc3可以大于或等于ACF变换电路111b运行在连续运行状态时半桥电路1110b的钳位电容Cc的电容电压的电压值VCc。控制器114根据半桥电路1110b的钳位电容Cc的电容电压VCc与预设电容电压值VCc3的比较结果，控制器114控制半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电。具体地，控制器114的检测单元1141检测半桥电路1110b的钳位电容Cc的电容电压VCc并判断半桥电路1110b的钳位电容Cc的电容电压VCc小于或等于预设电容电压值VCc3。控制器114的驱动单元1142发送第一控制信号GL使得辅助功率管QH关断。此时，半桥电路1110b的钳位电容Cc、原边绕组1111b和半桥电路1110b的功率管QH形成的放电回路断开，半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电。
因此，控制器114可以通过半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电，可以避免钳位电容Cc的电容电压VCc过低而影响ACF变换电路111b恢复连续工作状态，进一步提高了电源模组11及其所在的电子设备10的稳定性。
在第二种实施例中，在t3时刻之后的t4时刻，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值提升至大于或等于第四预设值V42。控制器114根据辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值与第四预设值V42的比较结果，控制器114控制半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电。具体地，控制器114的检测单元1141检测辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值并判断辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值小于或等于预设电容电压值VCc3。控制器114的驱动单元1142发送第一控制信号GL使得辅助功率管QH关断。此时，半桥电路1110b的钳位电容Cc、原边绕组1111b和半桥电路1110b的功率管QH形成的放电回路断开，半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电。
因此，控制器114可以通过半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电，可以避免辅助绕组电路112的输出电压V4的电压过高而损坏电源电路113及控制器114，进一步提高了控制器114及其所在的电源模组11、电子设备10的稳定性。
在第三种实施例中，在t3时刻之后的t4时刻，电源电路113的输出电压V5的电压值提升至大于或等于第五预设值V53。控制器114根据电源电路113的输出电压V5的电压值与第五预设值V53的比较结果，控制器114控制半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电。具体地，控制器114的检测单元1141检测电源电路113的输出电压V5的电压值并判断电源电路113的输出电压V5的电压值大于或等于第五预设值V53。控制器114的驱动单元1142发送第一控制信号GL使得辅助功率管QH关断。此时，半桥电路1110b的钳位电容Cc、原边绕组1111b和半桥电路1110b的功率管QH形成的放电回路断开，半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电。因此，控制器114可以通过控制半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电，避免电源电路113的输出电压V4的电压过高而损坏控制器114，进一步提高了控制器114及其所在的电源模组11、电子设备10的稳定性。
在t4时刻之后，半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电后，钳位电容Cc的电容电压VCc的电压值停止下降。相应地，原边绕组电压V11的电压值下降，导致辅助绕组电压V3下降。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降，电源电路113的输出电压V5的电压值下降。
在本申请一种实施例中，在t4时刻之后，当辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值下降至小于或等于第二预设值V41、或电源电路113的输出电压V5的电压值下降至小于或等于第三预设值V52时，控制器114可以控制半桥电路1110b的钳位电容Cc再次放电。具体过程如上述实施例中所述，不再重复说明。
在本申请一种实施例中，在半桥电路1110b的钳位电容Cc开始放电后或停止放电后，控制器114还会根据ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值控制ACF变换电路111b的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。在t2时刻之后，控制器114控制ACF变换电路111b运行于暂停工作状态，相应地ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值下降。在一种实施例中，在半桥电路1110b的钳位电容Cc开始放电后、停止放电前，ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值下降至小于或等于额定电压V20，控制器114控制ACF变换电路111b的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。在一种实施例中，在半桥电路1110b的钳位电容Cc停止放电后，ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值下降至小于或等于额定电压V20，控制器114控制ACF变换电路111b的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。
在t3时刻之后的t5时刻，ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值下降至小于或等于额定输出电压V20。控制器114根据ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值与额定输出电压V20的比较结果，控制ACF变换电路111b的运行状态从暂停工作状态切换为连续工作状态。具体地，控制器114的检测单元1141检测ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值并判断ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值小于或等于额定输出电压V20。控制器114的驱动单元1142周期性地发送第一控制信号GL和第二控制信号GH，控制主功率管QL和辅助功率管QH周期性导通和关断，使得ACF变换电路111b恢复连续工作状态。此时，控制器114发送的第一控制信号GL和第二控制信号GH，记为G7、G8、G9…。每个控制信号G7、G8、G9…的具体实现方式与图25中所示相同，不再赘述。又例如，控制信号G7、G8、G9…的周期也可以与控制信号G1、G2、G3……的周期相同、或者与G4、G5、G6……的周期相同等。在t5时刻之后，ACF变换电路111b的输出电压V2的电压值恢复至额定输出电压V20，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值恢复至V40，电源电路113的输出电压V5的电压值恢复至V50。
图26为本申请提供的控制器控制ACF变换电路的钳位电容放电的一种实施例的示意图。图26与图24的区别在于，控制器114控制ACF变换电路111b中原边绕组电路1111b的钳位电容Cc周期性地放电。下文结合图22和图26，进行说明。
在t3时刻，控制器114控制半桥电路1110b中辅助功率管QH周期性地导通，使得半桥电路1110b中的钳位电容Cc放电。具体地，控制器114不向主功率管QL发送第一控制信号GL，使得主功率管QL关断。并且，控制器114周期性地向辅助功率管QH发送第二控制信号GH，使得辅助功率管QH周期性地导通。半桥电路1110b的辅助功率管QH导通时，原边绕组1111b及半桥电路1110b的钳位电容Cc、半桥电路1110b的辅助功率管QH可以形成放电回路。相应地，半桥电路1110b的辅助功率管QH周期性地导通，可以使得半桥电路1110b中的钳位电容Cc周期性地放电。
在本申请实施例中，控制器114控制辅助功率管QH周期性地导通的周期T1，可以是预先配置的，也可以是控制器114根据当前钳位电容Cc的电容电压VCc或存储电能计算得到。在一种实施例中，钳位电容Cc的电容电压VCc的电压值较高或存储电能较多时，周期T1可以设置的更小。在一种实施例中，周期T1也可以与控制信号G1、G2、G3……或者G4、G5、G6……的周期相同。在本申请实施例中，每个周期中控制器114控制控制辅助功率管QH导通或关断的时长可以相同或不同。
图27为本申请提供的ACF变换电路的钳位电容的电容电压的变化示意图。如图27所示，钳位电容Cc周期性地放电，钳位电容Cc的电容电压VCc从VCc2阶梯式地下降。在t3时刻到t4时刻之间，钳位电容Cc的电容电压VCc随着辅助功率管QH周期性导通呈现阶梯式的下降。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值也呈现阶梯式的提升，电源电路113的输出电压V5的电压值也呈现阶梯型的提升。
因此，控制器114控制ACF变换电路111b中钳位电容Cc周期性地放电，可以使得钳位电容Cc的电容电压VCc阶梯式的下降，避免下降过快而影响ACF变换电路111b的运行，从而提高了电源模组11的稳定性。而且，控制器114控制ACF变换电路111b中钳位电容Cc周期性地放电，可以使得辅助绕组电路112的输出电压V4、电源电路113的输出电压V5阶梯式地提升，避免电压提升过快而损坏电路器件，从而提高了电源模组11的稳定性。
图28为本申请提供的控制器控制ACF变换电路的钳位电容放电的另一种实施例的示意图。图28与图26的区别在于，控制器114控制ACF变换电路111b中原边绕组电路1111b中辅助功率管QH和主功率管QL周期性地交替导通，使得钳位电容Cc周期性地放电。
在t3时刻，控制器114周期性地控制主功率管QL和辅助功率管QH交替导通，且控制辅助功率管QH和主功率管QL不同时导通。具体地，控制器114周期性地依次向辅助功率管QH发送第二控制信号GH、向主功率管QL发送的第一控制信号GL，使得辅助功率管QH和主功率管QL依次导通，且辅助功率管QH和主功率管QL不同时导通。半桥电路1110b的辅助功率管QH导通时，原边绕组1111b及半桥电路1110b的钳位电容Cc、半桥电路1110b的辅助功率管QH可以形成放电回路。钳位电容Cc的电容电压VCc的变化，可以参考图27所示。
在一种实施例中，每个周期中控制器114控制辅助功率管QH先导通、主功率管QL后导通。
首先，控制器114控制辅助功率管QH导通、主功率管QL截止。具体地，控制器114向辅助功率管QH发送第二控制信号GH、且不向主功率管QL发送第一控制信号GL。相应地，钳位电容Cc、原边绕组a和辅助功率管QH形成电流回路，钳位电容Cc放电。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值提升，电源电路113的输出电压V5的电压值提升。
然后，控制器114控制辅助功率管QH截止、主功率管QL导通。具体地，控制器114不向辅助功率管QH发送第二控制信号GH、且向主功率管QL发送第一控制信号GL。此时，输入电压V1、原边绕组a、和主功率管QL形成回路。相应地，输入电压V1在原边绕组a两侧产生原边绕组电压V11。原边绕组电压V11通过变压器1112b耦合，在辅助绕组c上产生辅助绕组电压V3。相应地，辅助绕组电路112的输出电压V4的电压值提升，电源电路113的输出电压V5的电压值提升。
因此，控制器114控制ACF变换电路111b中原边绕组电路1111b的钳位电容Cc周期性地放电，可以使得钳位电容Cc的电容电压VCc阶梯式的下降，避免下降过快而影响ACF变换电路111b的运行，从而提高了电源模组111的稳定性。而且，控制器114控制ACF变换电路111b中原边绕组电路1111b的钳位电容Cc周期性地放电，可以使得辅助绕组电路112的输出电压V4、电源电路113的输出电压V5阶梯式地提升，避免提升过快而损坏电路器件，从而提高了电源模组111的稳定性。
在一种实施例中，每个周期中控制器114可以控制主功率管QL先导通、辅助功率管QH后导通。在本申请实施例中，控制器114控制主功率管QL和辅助功率管QH周期性地交替导通的周期T2可以是预先配置的，也可以是控制器114根据当前钳位电容Cc的电容电压VCc或存储电能计算得到。在一种实施例中，钳位电容Cc的电容电压VCc的电压值较高或存储电能较多时，周期T2可以设置的更小。在一种实施例中，周期T2可以与控制信号G1、G2、G3……的周期或者G4、G5、G6……的周期相同。在本申请实施例中，每个周期中控制器114控制主功率管QL导通的时长、控制辅助功率管QH导通的时长可以相同或不同。在本申请实施例中，控制器114发送的第一控制信号GL和第二控制信号GH的占空比可以相同或者不同。
本申请实施例提供的控制器114在电源模组11的负载水平L发生跌落的场景中，仅需要控制ACF变换电路111b中的主功率管QL和辅助功率管QH的导通或者截止。因此，本申请实施例提供的控制器114不仅可以提高其所在的ACF变换电路111b、电源模组11、电子设备10的稳定性，而且控制器114的配置简单从而更适用于各类产品使用。
本申请还提供一种电子设备，包括如本申请任一实施例中提供的控制器114，或者包括如本申请任一实施例中提供的电源模组11。
在前述实施例中，对本申请实施例提供的控制器114所执行的方法进行了介绍，而为了实现上述本申请实施例提供的方法中的各功能，作为执行主体的控制器114可以包括硬件结构和/或软件模块，以硬件结构、软件模块、或硬件结构加软件模块的形式来实现上述各功能。上述各功能中的某个功能以硬件结构、软件模块、还是硬件结构加软件模块的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上确定模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(applicationspecific integrated circuit，ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital signalprocessor，DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(central processing unit，CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上***(system-on-a-chip，SOC)的形式实现。
在上述实施例中，控制器114所执行的步骤可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘solid state disk(SSD))等。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令被执行时可用于执行如本申请前述实施例中任一由控制器114执行的方法。
本申请实施例还提供一种运行指令的芯片，所述芯片用于执行如本申请前述任一由控制器114执行的方法。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，所述程序产品包括计算机程序，所述计算机程序存储在存储介质中，至少一个处理器可以从所述存储介质读取所述计算机程序，所述至少一个处理器执行所述计算机程序时可实现如本申请前述任一由控制器114执行的方法。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域普通技术人员可以理解：为便于说明本申请技术方案，本申请实施例中通过功能模块进行分别描述，各个模块中的电路器件可能存在部分或全部重叠，不作为对本申请保护范围的限定。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (13)

1.一种用于非对称半桥变换电路的控制器，所述非对称半桥变换电路包括半桥电路、变压器及整流电路，所述半桥电路包括主功率管、辅助功率管及谐振电容，所述变压器包括原边绕组、副边绕组及辅助绕组电路，所述辅助绕组电路为所述控制器的电源电路供电，其特征在于，所述控制器用于：
控制所述非对称半桥变换电路运行于连续工作状态，使得所述非对称半桥变换电路的输出电压为额定输出电压；
判断所述非对称半桥变换电路的输出电压高于第一预设值，则控制所述非对称半桥变换电路运行于暂停工作状态；所述第一预设值小于所述非对称半桥变换电路的过压保护电压、大于所述非对称半桥变换电路的额定输出电压；
判断所述辅助绕组电路的输出电压小于或等于第二预设值，则控制所述半桥电路的谐振电容放电；所述第二预设值小于所述电源电路的额定输入电压、大于所述电源电路的欠压保护电压；或者，
判断所述电源电路的输出电压小于或等于第三预设值，则控制所述半桥电路的谐振电容放电；所述第三预设值小于所述控制器的额定输入电压、大于所述控制器的欠压保护电压。
2.根据权利要求1所述的控制器，其特征在于，所述控制器用于：
判断非对称半桥变换电路的输出电压小于或等于额定输出电压，则控制所述非对称半桥变换电路从暂停工作状态切换为连续工作状态。
3.根据权利要求1-2任一项所述的控制器，其特征在于，所述控制器控制所述非对称半桥变换电路运行于暂停工作状态，包括：
所述控制器控制所述半桥电路的所述辅助功率管和所述主功率管都关断。
4.根据权利要求1-3任一项所述的控制器，其特征在于，所述控制器控制所述谐振电容放电，包括：
所述控制器控制所述半桥电路的所述辅助功率管导通、所述主功率管关断；或者，
所述控制器控制所述半桥电路的所述辅助功率管周期性导通、所述主功率管关断；或者，
所述控制器控制所述半桥电路的所述辅助功率管和所述主功率管周期性地交替导通和关断。
5.根据权利要求1-4任一项所述的控制器，其特征在于，所述控制器用于：
判断所述谐振电容的电容电压小于或等于预设电容电压值，则控制所述谐振电容停止放电；所述预设电容电压值为所述非对称半桥变换电路运行于连续工作状态时所述谐振电容的电容电压的电压值；或者，
判断所述辅助绕组电路的输出电压大于或等于第四预设值，则控制所述谐振电容停止放电；所述第四预设值小于所述电源电路的过压保护电压、大于所述电源电路的额定输入电压；或者，
判断所述电源电路的输出电压大于或等于第五预设值，则控制所述谐振电容停止放电；所述第五预设值大于所述控制器的额定输入电压、小于所述控制器的过压保护电压。
6.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述控制器控制所述谐振电容停止放电，包括：
所述控制器控制所述半桥电路的所述辅助功率管关断。
7.一种电源模组，包括非对称半桥变换电路、辅助绕组电路、电源电路及控制器，其特征在于，包括：
所述非对称半桥变换电路，用于接收输入电压，并对输入电压进行电压变换处理后，向负载提供输出电压；所述非对称半桥变换电路包括：半桥电路、变压器及整流电路，所述半桥电路包括主功率管、辅助功率管及谐振电容；
所述辅助绕组电路，用于为所述电源电路供电；
所述电源电路，用于为所述控制器供电；
所述控制器，用于：
控制所述非对称半桥变换电路运行于连续工作状态，所述非对称半桥变换电路的输出电压为额定输出电压；
判断所述非对称半桥变换电路的输出电压高于第一预设值，则控制所述非对称半桥变换电路运行于暂停工作状态；所述第一预设值小于所述非对称半桥变换电路的过压保护电压、大于所述非对称半桥变换电路的额定输出电压；
判断所述辅助绕组电路的输出电压小于或等于第二预设值，则控制所述半桥电路的谐振电容放电；所述第二预设值小于所述电源电路的额定输入电压、大于所述电源电路的欠压保护电压；或者，
判断所述电源电路的输出电压小于或等于第三预设值，则控制所述半桥电路的谐振电容放电；所述第三预设值小于所述控制器的额定输入电压、大于所述控制器的欠压保护电压。
8.根据权利要求7所述的电源模组，其特征在于，所述控制器用于，
判断非对称半桥变换电路的输出电压小于或等于额定输出电压，则控制所述非对称半桥变换电路从暂停工作状态切换为连续工作状态。
9.根据权利要求7-8任一项所述的电源模组，其特征在于，所述控制器控制所述非对称半桥变换电路运行于暂停工作状态，包括：
所述控制器控制所述半桥电路的所述辅助功率管和所述主功率管都关断。
10.根据权利要求7-9任一项所述的电源模组，其特征在于，所述控制器控制所述谐振电容放电，包括：
所述控制器控制所述半桥电路的所述辅助功率管导通、所述主功率管关断；或者，
所述控制器控制所述半桥电路的所述辅助功率管周期性导通、所述主功率管关断；或者，
所述控制器控制所述半桥电路的所述辅助功率管和所述主功率管周期性地交替导通和关断。
11.根据权利要求7-10任一项所述的电源模组，其特征在于，所述控制器用于：
判断所述谐振电容的电容电压小于或等于预设电容电压值，则控制所述谐振电容停止放电；所述预设电容电压值为所述非对称半桥变换电路运行于连续工作状态时所述谐振电容的电容电压的电压值；或者，
判断所述辅助绕组电路的输出电压大于或等于第四预设值，则控制所述谐振电容停止放电；所述第四预设值小于所述电源电路的过压保护电压、大于所述电源电路的额定输入电压；或者，
判断所述电源电路的输出电压大于或等于第五预设值，则控制所述谐振电容停止放电；所述第五预设值大于所述控制器的额定输入电压、小于所述控制器的过压保护电压。
12.根据权利要求11所述的电源模组，其特征在于，所述控制器控制所述谐振电容停止放电，包括：
所述控制器控制所述半桥电路的所述辅助功率管关断。
13.一种电子设备，包括如权利要求1-6任一项所述的非对称半桥变换电路的控制器，或者，包括如权利要求7-12任一项所述的电源模组。
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