一种电源电路及其钳位电容的预充电控制方法与流程

本申请涉及电子电路技术领域，特别涉及一种电源电路及其钳位电容的预充电控制方法。

背景技术：

电源电路是电子电路中必不可少的一种电路。在电源电路中，特别是带有变压器整流电路的电源电路，漏感的存在会令电路中的寄生电容间形成谐振，损害器件安全，因此，一般都会在整流电路的输出端连接一个钳位电容，以便降低保护整流开关。

然而，由此电源电路在启动瞬间便会等同于将副边的输入电压直接加到钳位电容的两端，使得钳位电容两端的电压由最初的零突然剧增，形成较大的瞬间冲击电流，使整流开关承受巨大的电压应力，降低了电路的安全可靠性，甚至会引起器件损坏。

为解决该问题，现有技术中为电源电路增设了预充电电路，在电源启动之前预先利用该预充电电路对钳位电容进行充电，使钳位电容的电压在电源电路启动之前便达到了一个较大的值，从而降低电源电路启动时的冲击电流和整流开关的电压应力。但是，现有技术中的预充电电路一般需要添加较多的额外器件，这增加了电路成本，也提高了对器件空间布局的要求。鉴于此，提供一种解决上述问题的方案是本领域技术人员所亟需关注的。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种结构简单的电源电路，以及一种电源电路中钳位电容的预充电控制方法，以便利用较少的器件来实现对整流开关电压应力的抑制，在保障器件安全可靠性的同时，有效地节省电路成本和布局空间。

为解决上述技术问题，本申请提供一种电源电路，包括整流模块、预充电钳位模块、lc滤波模块、预充电电源模块和控制模块；

所述预充电钳位模块包括串联的钳位电容和钳位开关；所述lc滤波模块包括串联的电感和滤波电容；所述预充电电源模块包括预充电电源；

所述整流模块的第一输出端、所述预充电钳位模块的第一端、所述lc滤波模块的第一端均相互连接；所述整流模块的第二输出端、所述预充电钳位模块的第二端、所述lc滤波模块的第二端均相互连接；所述整流模块中的整流开关、所述电感和所述预充电电源串联在第一回路中；所述预充电钳位模块、所述电感和所述预充电电源串联在第二回路中；

所述控制模块用于：

在所述整流模块启动整流工作之前，控制所述整流开关闭合第一预设时长，以便所述电感储能；控制所述钳位开关闭合第二预设时长，以便所述电感和所述预充电电源为所述钳位电容充电，和/或由所述电感和所述预充电电源在所述钳位开关的体二极管导通期间为所述钳位电容充电。

可选地，所述电感的第一端作为所述lc滤波模块的第一端；所述电感的第二端、所述滤波电容的第一端、所述预充电电源的正极均相互连接；所述滤波电容的第二端作为所述lc滤波模块的第二端，并与所述预充电电源的负极连接。

可选地，所述预充电电源模块还包括与所述预充电电源串联的接入开关和/或限流电阻。

可选地，所述整流模块包括变压器、第一整流开关、第二整流开关、第三整流开关和第四整流开关；所述变压器的第一副边输出端、所述第一整流开关的第二端、所述第二整流开关的第一端均相互连接；所述变压器的第二副边输出端、所述第三整流开关的第二端、所述第四整流开关的第一端均相互连接；

所述第一整流开关的第一端与所述第三整流开关的第一端连接，并作为所述整流模块的第一输出端；所述第二整流开关的第二端与所述第四整流开关的第二端连接，并作为所述整流模块的第二输出端。

可选地，所述控制模块具体用于：

在所述整流模块启动整流工作之前，控制所述第一整流开关和所述第二整流开关同时闭合所述第一预设时长，以便所述电感储能；控制所述钳位开关闭合所述第二预设时长，以便所述电感和所述预充电电源为所述钳位电容充电；

或者，在所述整流模块启动整流工作之前，控制所述第三整流开关和所述第四整流开关同时闭合所述第一预设时长，以便所述电感储能；控制所述钳位开关闭合所述第二预设时长，以便所述电感和所述预充电电源为所述钳位电容充电；

或者，在所述整流模块启动整流工作之前，控制所述第一整流开关、所述第二整流开关、所述第三整流开关和所述第四整流开关均同时闭合所述第一预设时长，以便所述电感储能；控制所述钳位开关闭合所述第二预设时长，以便所述电感和所述预充电电源为所述钳位电容充电。

可选地，所述整流模块包括变压器、第五整流开关和第六整流开关；所述整流模块的第一输出端包括所述变压器的第一副边输出端和第二副边输出端；所述第一副边输出端与所述第五整流开关的第一端连接；所述第二副边输出端与所述第六整流开关的第一端连接；所述第五整流开关的第二端与所述第六整流开关的第二端连接，并作为所述整流模块的第二输出端；

所述电感包括第一电感和第二电感；所述lc滤波模块的第一端包括所述第一电感的第一端和所述第二电感的第一端；所述第一电感的第一端与所述第一副边输出端连接，所述第二电感的第一端与所述第二副边输出端连接；所述第一电感的第二端、所述第二电感的第二端、所述滤波电容的第一端均相互连接；所述滤波电容的第二端作为所述lc滤波模块的第二端。

可选地，所述预充电钳位模块包括第一钳位支路和第二钳位支路；所述第一钳位支路包括串联的第一钳位电容和第一钳位开关；所述第二钳位支路包括串联的第二钳位电容和第二钳位开关；

所述预充电钳位模块的第一端包括所述第一钳位支路的第一端和所述第二钳位支路的第一端；所述第一钳位支路的第一端与所述第一副边输出端连接，所述第二钳位支路的第一端与所述第二副边输出端连接；所述第一钳位支路的第二端与所述第二钳位支路的第二端连接，并作为所述预充电钳位模块的第二端。

可选地，所述控制模块具体用于：在所述整流模块启动整流工作之前，控制所述第五整流开关和所述第六整流开关同时闭合所述第一预设时长，以便所述第一电感和所述第二电感同时储能；控制所述第一钳位开关和所述第二钳位开关同时闭合所述第二预设时长，以便所述第一电感和所述预充电电源为所述第一钳位电容充电、所述第二电感和所述预充电电源为所述第二钳位电容充电。

可选地，所述钳位开关包括第三钳位开关和第四钳位开关；所述预充电钳位模块的第一端包括所述第三钳位开关的第一端和所述第四钳位开关的第一端；所述第三钳位开关的第一端与所述第一副边输出端连接，所述第四钳位开关的第一端与所述第二副边输出端连接；所述第三钳位开关的第二端、所述第四钳位开关的第二端、所述钳位电容的第一端均相互连接；所述钳位电容的第二端作为所述lc滤波模块的第二端。

可选地，所述控制模块具体用于：在所述整流模块启动整流工作之前，控制所述第五整流开关和所述第六整流开关同时闭合所述第一预设时长，以便所述第一电感和所述第二电感同时储能；控制所述第三钳位开关和所述第四钳位开关同时闭合所述第二预设时长，以便所述第一电感、所述第二电感和所述预充电电源共同为所述钳位电容充电。

可选地，所述整流模块包括变压器、第七整流开关和第八整流开关；所述变压器的第一副边输出端与所述第七整流开关的第一端连接；所述变压器的第三副边输出端与所述第八整流开关的第一端连接；所述第一副边输出端与所述第三副边输出端为异名端；所述变压器的第二副边输出端作为所述整流模块的第一输出端，与所述lc滤波模块的第一端连接；所述第七整流开关的第二端与所述第八整流开关的第二端连接，并作为所述整流模块的第二输出端。

可选地，所述钳位电容的第一端与所述第二副边输出端连接，所述钳位电容的第二端与所述钳位开关的第一端连接，所述钳位开关的第二端与所述整流模块的第二输出端连接；

所述控制模块具体用于：在所述整流模块启动整流工作之前，控制所述第七整流开关和所述第八整流开关同时闭合所述第一预设时长，以便所述电感储能；控制所述钳位开关闭合所述第二预设时长，以便所述电感和所述预充电电源为所述钳位电容充电。

可选地，所述预充电钳位模块包括第三钳位支路和第四钳位支路；所述第三钳位支路包括串联的第三钳位电容和第五钳位开关；所述第四钳位支路包括串联的第四钳位电容和第六钳位开关；所述第三钳位支路的第一端与所述第一副边输出端连接；所述第四钳位支路的第一端与所述第三副边输出端连接；所述第三钳位支路的第二端与所述第四钳位支路的第二端连接，并作为所述预充电钳位模块的第二端；

所述控制模块具体用于：在所述整流模块启动整流工作之前，控制所述第七整流开关和所述第八整流开关同时闭合所述第一预设时长，以便所述电感储能；控制所述第五钳位开关和所述第六钳位开关同时闭合所述第二预设时长，以便所述电感和所述预充电电源共同为所述第三钳位电容和所述第四钳位电容充电。

可选地，所述钳位开关具体为二极管，所述预充电钳位模块还包括续流电阻；所述二极管的阳极、所述整流模块的第一输出端、所述电感的第一端均相互连接；所述二极管的阴极、所述钳位电容的第一端、所述续流电阻的第一端均相互连接；所述续流电阻的第二端、所述电感的第二端、所述滤波电容的第一端、所述预充电电源的正极均相互连接；所述钳位电容的第二端、所述整流模块的第二输出端、所述滤波电容的第二端、所述预充电电源的负极均相互连接。

可选地，还包括电压采样模块，用于测量所述钳位电容的电压，并发送至所述控制模块；

所述控制模块具体用于：在控制所述整流模块中的整流开关闭合第一预设时长之前，判断所述电压是否大于预设阈值；若否，则继续用于控制所述整流模块中的整流开关闭合第一预设时长以便所述电感储能、控制所述钳位开关闭合第二预设时长以便所述电感和所述预充电电源为所述钳位电容充电，直至所述电压大于所述预设阈值。

可选地，所述控制模块具体用于：在所述整流模块启动整流工作之前，获取所述电源电路的输入输出电压信息；在预设的预充电次数标准数据库中查找与所述输入输出电压信息对应的预设数量；判断当前已完成的预充电次数是否达到所述预设数量；若否，则继续用于控制所述整流模块中的整流开关闭合第一预设时长以便所述电感储能、控制所述钳位开关闭合第二预设时长以便所述电感和所述预充电电源为所述钳位电容充电。

本申请还提供了一种电源电路中钳位电容的预充电控制方法，应用于如上所述的任一种电源电路中的所述控制模块，包括：

在所述整流模块启动整流工作之前，控制所述整流模块中的所述整流开关闭合所述第一预设时长，以便所述电感储能；

控制所述钳位开关闭合所述第二预设时长，以便所述电感和所述预充电电源为所述钳位电容充电，和/或由所述电感和所述预充电电源在所述钳位开关的体二极管导通期间为所述钳位电容充电。

可选地，所述电源电路还包括电压采样模块，用于测量所述钳位电容的电压并发送至所述控制模块；所述预充电控制方法在所述控制所述整流模块中的所述整流开关闭合所述第一预设时长之前，还包括：

获取所述钳位电容的电压；

判断所述钳位电容的电压是否大于预设阈值；

若否，则执行所述控制所述整流模块中的所述整流开关闭合所述第一预设时长的步骤。

可选地，在所述控制所述整流模块中的所述整流开关闭合所述第一预设时长之前，还包括：

获取所述电源电路的输入输出电压信息；

在预设的预充电次数标准数据库中查找与所述输入输出电压信息对应的预设数量；

判断当前已完成的预充电次数是否达到所述预设数量；

若否，则执行所述控制所述整流模块中的所述整流开关闭合所述第一预设时长的步骤。

本申请所提供的电源电路包括整流模块、预充电钳位模块、lc滤波模块、预充电电源模块和控制模块；所述预充电钳位模块包括串联的钳位电容和钳位开关；所述lc滤波模块包括串联的电感和滤波电容；所述预充电电源模块包括预充电电源；所述整流模块的第一输出端、所述预充电钳位模块的第一端、所述lc滤波模块的第一端均相互连接；所述整流模块的第二输出端、所述预充电钳位模块的第二端、所述lc滤波模块的第二端均相互连接；所述整流模块中的整流开关、所述电感和所述预充电电源串联在第一回路中；所述预充电钳位模块、所述电感和所述预充电电源串联在第二回路中；所述控制模块用于在所述整流模块启动整流工作之前，控制所述整流开关闭合第一预设时长，以便所述电感储能；控制所述钳位开关闭合第二预设时长，以便所述电感和所述预充电电源为所述钳位电容充电，和/或由所述电感和所述预充电电源在所述钳位开关的体二极管导通期间为所述钳位电容充电。

可见，相比于现有技术，本申请所提供的电源电路，通过整流开关、电感与预充电电源的第一回路实现电感的储能，通过钳位电容、钳位开关、电感和预充电电源的第二回路实现电感和预充电电源对钳位电容的充电，可在电源电路启动之前增大钳位电容的电压，避免钳位电容在电源电路启动瞬间形成较大的冲击电流，从而可有效降低整流开关的电压应力，提高电路的安全可靠性。此外，本申请所提供的电源电路结构简单，在现有电源电路结构的基础上，需要额外添加的元器件较少，只需增设钳位开关并连接预充电电源即可，因此有效节省了电路成本和元器件的布局空间。本申请所提供的电源电路中钳位电容的预充电控制方法同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。

图1为本申请所提供的一种电源电路的电路示意图；

图2为本申请所提供的一种电源电路的电路结构图；

图3为本申请所提供的又一种电源电路的电路结构图；

图4为本申请所提供的又一种电源电路的电路结构图；

图5为本申请所提供的又一种电源电路的电路结构图；

图6为本申请所提供的又一种电源电路的电路结构图；

图7为本申请所提供的又一种电源电路的电路结构图；

图8为本申请所提供的又一种电源电路的电路结构图；

图9为本申请所提供的又一种电源电路的电路结构图；

图10为本申请所提供的又一种电源电路的电路结构图；

图11为本申请所提供的一种电源电路中钳位电容的预充电控制方法的流程图；

图12为本申请所提供的又一种电源电路中钳位电容的预充电控制方法的流程图；

图13为本申请所提供的又一种电源电路中钳位电容的预充电控制方法的流程图。

具体实施方式

本申请的核心在于提供一种结构简单的电源电路，以及一种电源电路中钳位电容的预充电控制方法，以便利用较少的器件来实现对整流开关电压应力的抑制，在保障器件安全可靠性的同时，有效地节省电路成本和布局空间。

为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行介绍。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1，图1为本申请所提供的一种电源电路的电路示意图；包括整流模块1、预充电钳位模块2、lc滤波模块3、预充电电源模块4和控制模块5；

预充电钳位模块2包括串联的钳位电容cv和钳位开关g；lc滤波模块包括串联的电感l和滤波电容cl；预充电电源模块4包括预充电电源e；

整流模块1的第一输出端、预充电钳位模块2的第一端、lc滤波模块3的第一端均相互连接；整流模块1的第二输出端、预充电钳位模块2的第二端、lc滤波模块3的第二端均相互连接；整流模块1中的整流开关q、电感l和预充电电源e串联在第一回路中；预充电钳位模块2、电感l和预充电电源e串联在第二回路中；

控制模块5用于：

在整流模块1启动整流工作之前，控制整流模块1中的整流开关q闭合第一预设时长，以便电感l储能；控制钳位开关g闭合第二预设时长，以便电感l和预充电电源e为钳位电容cv充电，和/或由电感l和预充电电源e在钳位开关g的体二极管导通期间为钳位电容cv充电。

具体地，本申请所提供的电源电路中，为钳位电容cv设置了预充电回路，通过在电源电路启动工作之前，利用预充电回路对钳位电容cv进行预充电，使得钳位电容cv的电压在电源电路启动前后的变化量减小，可有效降低电源电路启动瞬间的冲击电流，从而减小整流模块1中整流开关q的电压应力，保障电路的稳定性能和器件寿命。

具体地，在图1所示的电源电路中，整流模块1具体可以为任意一种整流电路，并且，该整流电路即可以是设置在变压器副边的副边整流电路，以便利用变压器的隔离作用与主电路实现隔离拓扑结构，也可以是直接对交流电源输出的交流电进行整流的整流电路，本申请对此并不进行限定。

具体地，整流模块1可以采用全桥整流电路、倍流整流电路或者中心抽头整流电路等，也可以采用由对称对偶原理衍生得到的其他整流电路，如混合倍流整流电路、串并联混合式整流电路等，本领域技术人员可以自行选择并设置实现，本申请对此并不进行限定。无论哪种整流电路，整流开关均是整流的核心器件，故此，在图1中仅用一个整流开关q来示意整个整流电路。

在电源电路中，整流后必不可少要进行滤波。滤波模块3具体包括串联的电感l和滤波电容cl，所说的滤波模块3的第一端具体可以为电感l的另一端，也可以为滤波电容cl的另一端，即本申请对电感l与滤波电容cl的连接顺序并不进行限定。滤波后的输出电压，即滤波电容cl的两端的电压即为电源电路的输出电压。

如前所述，钳位电容cv是电源电路中的一个重要器件，用于对整流开关两端的电压进行钳位。而考虑到在电源电路启动瞬间，钳位电容cv两端电压大幅抬升反而会形成较大的冲击电流对整流开关q造成较大的电压应力，因此，本申请还设置了与钳位电容cv串联的钳位开关g，钳位开关g的通断决定了对钳位电容cv的充电。

钳位电容cv的一端与钳位开关g的一端串联，类似地，所说的预充电钳位模块2的第一端具体可以为钳位电容cv的另一端，也可以为钳位开关g的另一端，即本申请对钳位电容cv与钳位开关g的连接顺序并不进行限定。

需要说明的是，整流开关q和钳位开关g均为可实现开关控制的器件，具体可以为mos管、晶体管、igbt等电子开关；其中，钳位开关g甚至还可以具体为机械开关。而对于钳位电容cv，为了减低损耗，可采用低功耗的i类陶瓷电容——c0g电容。

预充电电源模块4是对钳位电容进行充电的能量来源。预充电电源e有多种具体实现方式可供选择。具体地，预充电电源e具体可以为电源电路所在主电路中的储能电池，例如，汽车的dc-dc电源电路中就设置有低压蓄电池；或者，预充电电源e还可以具体为电路中某一供电电源；此外，预充电电源e还可以来自于系统电路中某一供电变压器的辅助绕组，当然此时还需要加入一些阻性元件或者感性元件以限制充电电流。

需要说明的是，预充电电源e只要能与整流开关q、电感l形成第一回路，并同时与钳位电容cv、钳位开关g、电感l形成第二回路即可，至于其在电路中具体的连接位置，本申请并不进行限定。例如，其具体可以连接在电感l与滤波电容cl相连接的一端，也可以连接在电感l的另一端。

本申请中所提供的电源电路，对钳位电容cv的充电总过程分为两个阶段。第一阶段为电感l的储能阶段，第二阶段为钳位电容cv的充电阶段。

在第一阶段，控制模块5控制整流开关q闭合，由此，整流开关q、电感l和预充电电源e所在的第一回路形成通路，第一回路中的电流可以视为线性增大。当然，由于整流开关q的闭合时间即第一预设时长t1较小，因此最终的电流也不会特别大。而由于电感l是感性元件，因此在整流开关q的闭合时间结束而断开时，电感l中的电流并不会立刻消失而是有一段续流时间，相当于在第一阶段，一部分来自预充电电源e的能量被储存在了电感l中。

在第二阶段，控制模块5控制断开了整流开关q后，控制钳位开关g闭合，由此，钳位电容cv、钳位开关g、电感l和预充电电源e所在的第二回路形成通路，预充电电源e和电感l便对钳位电容cv进行充电，电感l储存的能量转移到钳位电容cv中，钳位电容cv电压上升。容易理解的是，第二阶段钳位开关g的闭合时间，即第二预设时长t2，具体可以设置为远大于第一预设时长t1的值，以便保证在第二阶段内电感l上的电流能够降低到零，即将电感l中的能量全部释放。

需要补充说明的是，对于一些本身存在有寄生体二极管的钳位开关g，所说的第二阶段也可以是由钳位开关g的体二极管的导通而形成的，只要能令钳位电容cv所在的第二回路闭合进而可对钳位电容cv充电即可。当然，也可以在体二极管的导通期间同时由控制模块5控制钳位开关g闭合，即令两者同时作用形成闭合的第二回路。该部分内容在下文所介绍的实施例中同样适用，以下均不再赘述。

由此，第一阶段和第二阶段共同构成了一个充电周期，每完成一次充电周期的操作，钳位电容cv的电压便会得到一些上升。当然，随着钳位电容cv电压的不断增大，每个充电周期完成后其电压的上升量在不断减小。

重复执行多个周期，利用电感l在第一阶段中的储能和在第二阶段中的释能而形成的升压作用，甚至可以令钳位电容cv两端的电压最终升至大于预充电电源e的电压值，而钳位电容cv的最终电压就取决于充电周期的个数。

至于具体设置多少个充电周期，本领域技术人员可以自行设置，以便将钳位电容cv的电压调节至目标电压值。优选地，该目标电压值具体可设置为整流模块1的输入电压v1，由此，在电源电路启动前后，钳位电容cv的电压就相当于没有变化，因此可以有效避免大冲击电流的形成，降低整流开关q的电压应力。

当然，本领域技术人员也可以只对钳位电容cv进行一次充电，并不对其最终的电压进行严格的设定，适用于一些要求不高的场合。

可见，本申请所提供的电源电路，通过整流开关q、电感l与预充电电源e的第一回路实现电感l的储能，通过钳位电容cv、钳位开关g、电感l和预充电电源e的第二回路实现电感l和预充电电源e对钳位电容cv的充电，可在电源电路启动之前增大钳位电容cv的电压，避免钳位电容cv在电源电路启动瞬间形成较大的冲击电流，从而可有效降低整流开关q的电压应力，提高电路的安全可靠性。此外，本申请所提供的电源电路结构简单，在现有电源电路结构的基础上，需要额外添加的元器件较少，只需设置钳位开关g并连接预充电电源e即可，因此有效节省了电路成本和元器件的布局空间。

本申请所提供的电源电路，在上述内容的基础上，作为一种优选实施例，电感l的第一端作为lc滤波模块3的第一端；电感l的第二端、滤波电容cl的第一端、预充电电源e的正极均相互连接；滤波电容cl的第二端作为lc滤波模块3的第二端，并与预充电电源e的负极连接。

具体地，图1所示的电源电路示意图给出了一种滤波模块3和预充电电源模块4的具体连接结构，即，可将电感l不与滤波电容cl相连的一端，即所说的第一端作为lc滤波模块3的第一端，以便与整流模块1的第一端连接。同时，预充电电源e并联在滤波电容cl两端。

在上述内容的基础上，作为一种优选实施例，预充电电源模块4还包括与预充电电源e串联的接入开关s和/或限流电阻r。

具体地，为了便于对预充电电源e的接入进行控制，可以设置与其串联的接入开关s；此外，为了对预充电时的充电电流进行限制，还可以串接限流电阻r，如图2所示。接入开关s具体可以为任意一种可控开关或不可控开关，此外，本申请对接入开关s和限流电阻r的连接顺序并不进行限定。

图2为本申请所提供的一种电源电路的电路结构图。其中，图2中示出了一种整流模块1的具体实现方式。如图2所示，作为一种优选实施例，

整流模块1包括变压器、第一整流开关q1、第二整流开关q2、第三整流开关q3和第四整流开关q4；变压器的第一副边输出端a、第一整流开关q1的第二端、第二整流开关q2的第一端均相互连接；变压器的第二副边输出端b、第三整流开关q3的第二端、第四整流开关q4的第一端均相互连接；

第一整流开关q1的第一端与第三整流开关q3的第一端连接，并作为整流模块1的第一输出端；第二整流开关q2的第二端与第四整流开关q4的第二端连接，并作为整流模块1的第二输出端。

具体地，如前所述，本申请中的整流模块1具体可以为全桥整流电路，如图3所示。当然，全桥整流电路中的整流开关不限于图3中所示的mos管。其中，对于mos管来说，其第一端具体可以为漏极，第二端就具体为源极。

如前所述，本申请对电感l和滤波电容cl的连接顺序并不进行限定。如图2所示，电感l还可以具体连接在预充电电源e的负极一端。

对于图2所示电源电路，作为一种优选实施例，控制模块5具体用于：

在整流模块1启动整流工作之前，控制第一整流开关q1和第二整流开关q2同时闭合第一预设时长，以便电感l储能；控制钳位开关g闭合第二预设时长，以便电感l和预充电电源e为钳位电容cv充电；

或者，在整流模块1启动整流工作之前，控制第三整流开关q3和第四整流开关q4同时闭合第一预设时长，以便电感l储能；控制钳位开关g闭合第二预设时长，以便电感l和预充电电源e为钳位电容cv充电；

或者，在整流模块1启动整流工作之前，控制第一整流开关q1、第二整流开关q2、第三整流开关q3和第四整流开关q4均同时闭合第一预设时长，以便电感l储能；控制钳位开关g闭合第二预设时长，以便电感l和预充电电源e为钳位电容cv充电。

具体地，在第一阶段即电感储能阶段，在整流开关g的作用下第一回路形成闭合通路。对于如图2所示采用全桥整流的电源电路，在第一阶段内可具体将第一整流开关q1和第二整流开关q2闭合，也可以将第三整流开关q3和第四整流开关q4闭合，还可以同时将四个整流开关都闭合。

请参考图3，图3为本申请所提供的又一种电源电路的电路结构图。如前所述，预充电电源e具体可以为主电路中的某一供电电源，并且也可以被设置在电感l与整流模块1的连接处。

请参考图4，图4为本申请所提供的又一种电源电路的电路结构图。其中，图4中还示出了又一种整流模块1的具体实现方式。如图4所示，作为一种优选实施例，

整流模块1包括变压器、第五整流开关q5和第六整流开关q6；整流模块1的第一输出端包括变压器的第一副边输出端a和第二副边输出端b；

第一副边输出端a与第五整流开关q5的第一端连接；第二副边输出端b与第六整流开关q6的第一端连接；第五整流开关q5的第二端与第六整流开关q6的第二端连接，并作为整流模块1的第二输出端；

电感l包括第一电感l1和第二电感l2；lc滤波模块3的第一端包括第一电感l1的第一端和第二电感l2的第一端；

第一电感l1的第一端与第一副边输出端a连接，第二电感l2的第一端与第二副边输出端b连接；第一电感l1的第二端、第二电感l2的第二端、滤波电容cl的第一端均相互连接；滤波电容cl的第二端作为lc滤波模块3的第二端。

具体地，如图4所示的电源电路中，整流模块1具体为前文所说的倍流整流电路。由于该整流电路在交流输入电的正反向期间内的整流输出端不同，因此，相对应的，滤波模块中设置有两个电感。同时，预充电钳位模块2也要设置两个钳位开关。

图4中还具体给出了对应于倍流整流电路的预充电钳位模块2的一种具体实现方式。如图4所示，作为一种优选实施例，

预充电钳位模块2包括第一钳位支路和第二钳位支路；第一钳位支路包括串联的第一钳位电容cv1和第一钳位开关g1；第二钳位支路包括串联的第二钳位电容cv2和第二钳位开关g2；

预充电钳位模块2的第一端包括第一钳位支路的第一端和第二钳位支路的第一端；第一钳位支路的第一端与第一副边输出端a连接，第二钳位支路的第一端与第二副边输出端b连接；第一钳位支路的第二端与第二钳位支路的第二端连接，并作为预充电钳位模块2的第二端。

具体地，在图4所提供的预充电钳位模块2中，第一钳位电容cv1和第一钳位开关g1所在的第一钳位支路并联在第五整流开关q5两端，对其进行保护；第二钳位电容cv2和第二钳位开关g2所在的第二钳位支路并联在第六整流开关q6两端，用于对其进行保护。

对于图4所示的电源电路，作为一种优选实施例，控制模块5具体用于：

在整流模块1启动整流工作之前，控制第五整流开关q5和第六整流开关q6同时闭合第一预设时长，以便第一电感l1和第二电感l2同时储能；控制第一钳位开关g1和第二钳位开关g2同时闭合第二预设时长，以便第一电感l1和预充电电源e为第一钳位电容cv1充电、第二电感l2和预充电电源e为第二钳位电容cv2充电。

具体地，对于图4所示的整流模块1和预充电钳位模块2，优选地，在第一阶段内，可同时对第一电感l1和第二电感l2进行储能；并在第二阶段内，同时对第一钳位电容cv1和第二钳位电容cv2充电，以便在电源电路启动瞬间对第五整流开关q5和第六整流开关q6都进行保护。

当然，本领域技术人员也可以在不同的充电周期内分别对第一钳位电容和第二钳位电容充电。例如，控制模块5可具体在第一充电周期内，先控制第五整流开关q5闭合第一预设时长，以便第一电感l1储能，然后控制第一钳位开关g1闭合第二预设时长，以便第一电感l1和预充电电源e为第一钳位电容cv1充电；而在第二充电周期内，先控制第六整流开关q6闭合第一预设时长，以便第二电感l2储能；然后控制第二钳位开关g2闭合第二预设时长，以便第二电感l2和预充电电源e为第二钳位电容cv2充电。多次进行第一充电周期和第二充电周期，可在电源电路启动瞬间分别对第五整流开关q5和第六整流开关q6进行保护。

请参考图5，图5为本申请所提供的又一种电源电路的电路结构图。其中，图5中具体给出了对应于倍流整流电路的预充电钳位模块2的又一种具体实现方式，其与图4所示电源电路的区别在于：

钳位开关包括第三钳位开关g3和第四钳位开关g4；预充电钳位模块2的第一端包括第三钳位开关g3的第一端和第四钳位开关g4的第一端；第三钳位开关g3的第一端与第一副边输出端a连接，第四钳位开关g4的第一端与第二副边输出端b连接；第三钳位开关g3的第二端、第四钳位开关g4的第二端、钳位电容cv的第一端均相互连接；钳位电容cv的第二端作为lc滤波模块3的第二端。

具体地，图5所示的电源电路中的预充电钳位模块2相比于图4，具体将两个钳位支路共用一个钳位电容，电路结构更为简单。

对于图5所示的电源电路，作为一种优选实施例，控制模块5具体用于：在整流模块1启动整流工作之前，控制第五整流开关q5和第六整流开关q6同时闭合第一预设时长，以便第一电感l1和第二电感l2同时储能；控制第三钳位开关g3和第四钳位开关g4同时闭合第二预设时长，以便第一电感l1、第二电感l2和预充电电源e共同为钳位电容cv充电。

优选地，在第一阶段内，可同时对第一电感l1和第二电感l2进行储能；并在第二阶段内，同时闭合第三钳位开关g3和第四钳位开关g4对钳位电容cv充电，以便在电源电路启动瞬间对第五整流开关q5和第六整流开关q6都进行保护。

当然，本领域技术人员也可以在不同的充电周期内分别对第一电感l1和第二电感l2储能。例如，可在第一充电周期内，先控制第五整流开关q5闭合第一预设时长，以便第一电感l1储能，然后控制第三钳位开关g3闭合第二预设时长，以便第一电感l1和预充电电源e为钳位电容cv充电；而在第二充电周期内，先控制第六整流开关q6闭合第一预设时长，以便第二电感l2储能，然后控制第四钳位开关g4闭合第二预设时长，以便第二电感l2和预充电电源e为钳位电容cv充电。

请参考图6，图6为本申请所提供的又一种电源电路的电路结构图。其中，图6中示出了又一种整流模块1的具体实现方式。

如图6所示，作为一种优选实施例，整流模块1包括变压器、第七整流开关q7和第八整流开关q8；变压器的第一副边输出端a与第七整流开关q7的第一端连接；变压器的第三副边输出端c与第八整流开关q8的第一端连接；第一副边输出端a与第三副边输出端c为异名端；变压器的第二副边输出端b作为整流模块1的第一输出端，与lc滤波模块3的第一端连接；第七整流开关q7的第二端与第八整流开关q8的第二端连接，并作为整流模块1的第二输出端。

具体地，图6给出了整流模块1的又一种实现方式。如前所述，整流模块1具体可以采用中心抽头整流电路。如图6所示的整流模块1中，变压器的第二副边输出端b为其中心抽头，与第一副边输出端a为同名端，而第一副边输出端a与第三副边输出端c为异名端。

同时，图6中还给出了对应于中心抽头整流电路的预充电钳位模块2的一种具体实现方式。

如图6所示，作为一种优选实施例，钳位电容cv的第一端与第二副边输出端b连接，钳位电容cv的第二端与钳位开关g的第一端连接，钳位开关g的第二端与整流模块1的第二输出端连接；

控制模块5具体用于：在整流模块1启动整流工作之前，控制第七整流开关q7和第八整流开关q8同时闭合第一预设时长，以便电感l储能；控制钳位开关g闭合第二预设时长，以便电感l和预充电电源e为钳位电容cv充电。

具体地，图6中预充电钳位模块2只需要一个钳位电容和一个钳位开关即可。变压器的第二副边输出端b作为整流模块1的第一端与预充电钳位模块2的第一端和lc滤波模块3的第一端连接。

在进行预充电控制时，为保证变压器的两段副边线圈都可正常续流，可在第一阶段同时闭合第七整流开关q7和第八整流开关q8。

请参考图7，图7给出了对应于中心抽头整流电路的预充电钳位模块2的又一种具体实现方式。

作为一种优选实施例，预充电钳位模块2包括第三钳位支路和第四钳位支路；第三钳位支路包括串联的第三钳位电容cv3和第五钳位开关g5；第四钳位支路包括串联的第四钳位电容cv4和第六钳位开关g6；第三钳位支路的第一端与第一副边输出端a连接；第四钳位支路的第一端与第三副边输出端c连接；第三钳位支路的第二端与第四钳位支路的第二端连接，并作为预充电钳位模块2的第二端；

控制模块5具体用于：在整流模块1启动整流工作之前，控制第七整流开关q7和第八整流开关q8同时闭合第一预设时长，以便电感l储能；控制第五钳位开关g5和第六钳位开关g6同时闭合第二预设时长，以便电感l和预充电电源e共同为第三钳位电容cv3和第四钳位电容cv4充电。

具体地，图7中预充电钳位模块2有两个钳位支路，分别并联在第七整流开关q7两端和第八整流开关q8两端。变压器的第一副边输出端a与第三钳位支路连接，第三副边输出端c与第四钳位支路连接。当然，每条钳位支路中钳位电容和钳位开关的连接顺序可任意设置。

在进行预充电控制时，为保证变压器的两段副边线圈都可正常续流，可在第一阶段同时闭合第七整流开关q7和第八整流开关q8，继而在第二阶段同时闭合第五钳位开关g5和第六钳位开关g6，以便同时为第三钳位电容cv3和第四钳位电容cv4充电。

在上述各个实施例的基础上，所说的预充电钳位模块2具体可以为由无源器件构成的预充电钳位模块2。请参考图8，图8为本申请所提供的又一种电源电路的电路结构图。图8所示具体为采用由无源器件构成预充电钳位模块2的电源电路。

如图8所示的电源电路，在上述实施例的基础上，钳位开关具体为二极管d，预充电钳位模块2还包括续流电阻rd；

二极管d的阳极、整流模块1的第一输出端、电感l的第一端均相互连接；二极管d的阴极、钳位电容cv的第一端、续流电阻rd的第一端均相互连接；续流电阻rd的第二端、电感l的第二端、滤波电容cl的第一端、预充电电源e的正极均相互连接；钳位电容cv的第二端、整流模块1的第二输出端、滤波电容cv的第二端、预充电电源e的负极均相互连接。

具体地，在该由无源器件构成的预充电钳位模块2中，具体是由二极管d来实现对钳位电容cv的充电控制的，当然，二极管d的使用需要搭配使用续流电阻rd以吸收多余能量。

其中，图8中还具体示出了采用全桥整流电路的整流模块1的实现方式。其他相关内容可参考图2，类似内容这里就不再赘述。

请参考图9，图9为本申请所提供的又一种电源电路的电路结构图，具体为结合使用了倍流整流电路和无源预充电钳位模块2的电源电路。其中，图9所示的预充电钳位模块2具体包括两个钳位支路，第一二极管d1、第一续流电阻rd1和第五钳位电容cv5构成了一个钳位支路，而第二二极管d2、第二续流电阻rd2和第六钳位电容cv6构成了另一个钳位支路。其他相关内容可参考图4，类似内容这里就不再赘述。

请参考图10，图10为本申请所提供的又一种电源电路的电路结构图，具体为结合使用了中心抽头整流电路和无源预充电钳位模块2的电源电路。其他相关内容可参考图6，类似内容这里就不再赘述。

在以上所述任一实施例的基础上，作为一种优选实施例，电源电路还包括电压采样模块；电压采样模块用于测量钳位电容cv的电压，并发送至控制模块5；

控制模块5具体用于：在控制整流模块1中的整流开关闭合第一预设时长之前，判断钳位电容cv的电压是否大于预设阈值；若否，则继续用于控制整流模块1中的整流开关闭合第一预设时长以便电感l储能、控制钳位开关g闭合第二预设时长以便电感l和预充电电源e为钳位电容cv充电，直至钳位电容cv的电压大于预设阈值。

具体地，如前所述，可以对充电周期的个数进行合理的控制。具体的控制依据可以是为钳位电容cv设置的预充电完成后的最终电压，即所说的预设阈值。若钳位电容cv电压尚未达到所述预设阈值，则控制模块5可继续控制进入下一个充电周期。

需要说明的是，所说的电压采样模块既可以直接测量钳位电容cv两端的电压，也可以通过直接测量钳位开关g的电压而间接获取钳位电容cv的电压，本领域技术人员可以自行选择设置。

作为一种优选实施例，控制模块5具体用于：在整流模块1启动整流工作之前，获取所述电源电路的输入输出电压信息；在预设的预充电次数标准数据库中查找与所述输入输出电压信息对应的预设数量；判断当前已完成的预充电次数是否达到所述预设数量；若否，则继续用于控制整流开关闭合第一预设时长以便电感l储能、控制钳位开关g闭合第二预设时长以便电感l和预充电电源e为钳位电容cv充电。

具体地，对充电周期的个数进行控制的依据还可以是预设的预充电次数标准数据库，预充电次数标准数据库中存储有预先针对电源电路的各种输入输出电压情况而对充电周期个数所设定的具体数值。由此，在电源电路启动之前对钳位电容cv进行预充电时，可先根据具体的输入输出电压信息在充电次数标准数据库中查找到充电次数的预设数量，然后再重复进行预设数量个充电周期。

下面对本申请所提供的电源电路中钳位电容的预充电控制方法进行介绍。

请参阅图11，图11为本申请所提供的一种电源电路中钳位电容的预充电控制方法的流程图；该预充电控制方法应用在整流模块1启动整流工作之前，适用于以上任意实施例所介绍的电源电路中的控制模块，包括以下步骤：

步骤11：控制整流开关闭合第一预设时长，以便电感储能。

步骤12：控制钳位开关闭合第二预设时长，以便电感和预充电电源为钳位电容充电，和/或由电感和预充电电源在钳位开关的体二极管导通期间为钳位电容充电。

在图11所述预充电控制方法的基础上，请参阅图12，图12为本申请所提供的又一种电源电路中钳位电容的预充电控制方法的流程图。该预充电控制方法应用在整流模块启动整流工作之前，适用于前文所介绍的带有电压采样模块的电源电路中的控制模块，在执行完步骤12之后、继续执行步骤11之前，还包括：

步骤21：获取钳位电容的电压。

步骤22：判断钳位电容的电压是否大于预设阈值；若否，则进入步骤11。

容易理解的是，当钳位电容的电压是否大于预设阈值后，即说明预充电完成，则可启动正常整流工作。

在图11所述预充电控制方法的基础上，请参阅图13，图13为本申请所提供的又一种电源电路中钳位电容的预充电控制方法的流程图。该预充电控制方法应用在整流模块启动整流工作之前，在执行完步骤12之后、继续执行步骤11之前，还包括：

步骤31：获取电源电路的输入输出电压信息。

步骤32：在预设的预充电次数标准数据库中查找与输入输出电压信息对应的预设数量。

步骤33：判断当前已完成的预充电次数是否达到预设数量，若否，则进入步骤11。

容易理解的是，当已完成的预充电次数达到了预设数量之后，即说明预充电完成，则可启动正常整流工作。

可见，本申请所提供的电源电路中钳位电容的预充电控制方法，通过整流开关、电感与预充电电源的第一回路实现电感的储能，通过钳位电容、钳位开关、电感和预充电电源的第二回路实现电感和预充电电源对钳位电容的充电，可在电源电路启动之前增大钳位电容的电压，避免钳位电容在电源电路启动瞬间形成较大的冲击电流，从而可有效降低整流开关的电压应力，提高电路的安全可靠性。同时，本方法所适用的电源电路结构简单，在现有电源电路结构的基础上，需要额外添加的元器件较少，只需增设钳位开关并连接预充电电源e即可，因此有效节省了电路成本和元器件的布局空间。

本申请所提供的电源电路中钳位电容的预充电控制方法的具体实施方式与上文所描述的电源电路可相互对应参照，这里就不再赘述。

本申请中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的电路相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需说明的是，在本申请文件中，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语，仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。