开关电源和计算设备的制作方法

本技术涉及电源，尤其涉及一种开关电源和计算设备。

背景技术：

1、开关单元可以包括控制信号调整电路，控制信号调整电路可以包括比较器。相关技术中，由于硬件的误差，导致比较器通常会存在零点偏移。零点偏移影响了比较器的比较结果，从而影响了开关电源的使用可靠性。

技术实现思路

1、本技术的实施例的目的在于提供一种开关电源和计算设备，用于修正比较器的零点偏移，提高开关电源的使用可靠性。

2、为了实现上述目的，提供如下技术方案：

3、一方面，本技术的实施例提供了一种开关电源。开关电源包括功率因数校正电路、控制电路和控制信号调整电路。其中，功率因数校正电路包括第一电感、第一开关管、第二开关管和第一电容。第一电感的第一端与外部电源的第一端电连接。第一电感的第二端、第一开关管的第一端和第二开关管的第二端电连接。第一开关管的第二端、第一电容的第一端与外部电源的第二端电连接。第二开关管的第一端、第一电容的第二端与外部电源的第二端电连接。控制电路包括第一控制信号输出端、第二控制信号输出端、基准补偿信号输出端和控制信号调整输入端。第一控制信号输出端与第一开关管的控制端电连接。第二控制信号输出端与第二开关管的控制端电连接。其中，第一控制信号输出端用于输出第一控制信号，第一控制信号用于控制第一开关管导通或断开。第二控制信号输出端用于输出第二控制信号，第二控制信号用于控制第二开关管导通或断开。控制信号调整电路包括采样单元、基准电压生成单元和比较器。其中，采样单元的输入端与第一电感电连接。采样单元的输出端与比较器的第一输入端电连接。基准电压生成单元的输出端与比较器的第二输入端电连接。比较器的输出端与控制电路的控制信号调整输入端电连接。控制信号调整电路用于基于第一电感的电流信号，调整第一控制信号和第二控制信号。控制电路的基准补偿信号输出端和基准电压生成单元的输入端电连接。控制电路用于生成基准补偿信号。基于基准补偿信号调整基准电压生成单元生成的基准电压。

4、本技术的实施例中，采样单元的输入端与第一电感电连接，采样单元的输出端与比较器的第一输入端电连接，使得采样单元能够采集第一电感的电流信号，并且能够在负电流流经第一电感时，基于流经第一电感的负电流生成电压信号。

5、比较器的第一输入端与采样单元的输出端电连接，比较器的第二输入端与基准电压生成单元的输出端电连接，使得比较器能够将采样单元基于流经第一电感的负电流值生成的电压信号的电压值，与基准电压生成单元生成的基准电压的电压值相比较，并根据二者之间的关系输出不同的比较结果。

6、控制电路的控制信号调整输入端与比较器的输出端电连接，使得控制电路能够获取比较器的比较结果，并基于比较结果确定流经第一电感的负电流值与设定负电流阈值(例如第一设定负电流阈值或者第二设定负电流阈值)之间的关系，从而能够在流经第一电感的负电流值达到第一设定负电流阈值时调整第一控制信号，以控制第一开关管断开；并且，能够在流经第一电感的负电流值达到第二设定负电流阈值时调整第二控制信号，以控制第二开关管断开，从而能够对流经第一电感的负电流值起到控制作用。

7、并且，控制电路的基准补偿信号输出端与基准电压生成单元的输入端电连接，使得控制电路生成的基准补偿信号能够调整基准电压生成单元生成的基准电压，从而能够调整比较器的第二输入端的电压值，以对比较器的比较结果起到调整作用，修正比较器的零点偏移，在提高功率因数校正电路的电源效率、降低功率因数校正电路的thdi的基础上，减小第一开关管和第二开关管硬开通的风险；并且，使得在外部电源的输出电压正半周时流经第一电感的负电流值，与在外部电源的输出电压处于负半周时流经第一电感的负电流值能够相等，减小了功率因数校正电路输入电流的直流偏置，提高了功率因数校正电路的使用可靠性。

8、在一种可实现的方式中，控制电路用于生成基准补偿信号，包括控制电路用于基于比较器的零点确定基准补偿信号的占空比。如此设置，使得控制电路生成的基准补偿信号能够修正比较器的零点偏移，提高了开关电源的准确性和可靠性，并且提高了功率因数校正电路的电源效率，降低功率因数校正电路出现直流偏置的风险。

9、在一种可实现的方式中，控制电路还包括反馈信号输入端和零点检测信号输出端。其中，比较器的输出端与控制电路的反馈信号输入端电连接。控制电路的零点检测信号输出端与基准电压生成单元的输入端电连接。控制电路用于基于比较器的零点确定基准补偿信号的占空比，包括：控制电路用于：生成零点检测信号。在控制零点检测信号的占空比在预设占空比范围内先从最小值连续增大至最大值，再从最大值连续减小至最小值的情况下，获取比较器输出的第一信号。基于第一信号确定基准补偿信号的占空比。如此设置，使得控制电路能够自动寻找比较器的零点，满足对于不同比较器的补偿需求，提高了开关电源的准确性以及可靠性。并且，使得控制电路能够实现对于比较器的零点偏移的自动修正，提高了开关电源的使用便捷性。此外，控制电路通过控制零点检测信号的占空比变化的方式来寻找比较器的零点，无需复杂的硬件结构，降低了开关电源的成本。

10、在一种可实现的方式中，控制电路用于基于第一信号确定基准补偿信号的占空比，包括：控制电路用于：在第一信号由第一电平信号转换为第二电平信号的情况下，获取零点检测信号的第一占空比。在第一信号由第二电平信号转换为第一电平信号情况下，获取零点检测信号的第二占空比。基于零点检测信号的第一占空比和零点检测信号第二占空比计算基准补偿信号的占空比。如此设置，能够提高控制电路在确定比较器的零点时的准确性，从而提高得到的基准补偿信号的占空比的准确性，提高基准补偿信号对于比较器的零点偏移的补偿效果，从而提高开关电源的使用准确性和可靠性。

11、在一种可实现的方式中，控制电路用于基于第一占空比和第二占空比计算基准补偿信号的占空比，包括：控制电路用于：计算零点检测信号的第一占空比和零点检测信号的第二占空比的平均值，将平均值作为基准补偿信号的占空比。如此设置，能够提高控制电路在确定比较器的零点时的准确性，从而提高得到的基准补偿信号的占空比的准确性，提高基准补偿信号对于比较器的零点偏移的补偿的准确性，从而提高开关电源的准确性和可靠性。

12、在一些示例中，预设占空比范围中的任一个占空比与参考占空比的差值的绝对值小于或等于20％。如此设置，能够避免预设占空比范围过大，从而减小了控制电路寻找比较器的零点所需的时间，提高了控制电路在寻找比较器的零点时的效率。

13、在一种可实现的方式中，预设占空比的范围为30％～70％。如此设置，避免了预设占空比的范围过大，从而减小了控制电路寻找比较器的零点所需的时间，提高了控制电路在寻找比较器的零点时的效率；此外，还避免了预设占空比的范围过小，从而避免了控制电路在预设占空比范围内无法确定基准补偿信号的占空比，使得控制电路能够对比较器的零点偏移进行补偿，提高了开关电源的使用可靠性。

14、在一种可实现的方式中，控制信号调整电路还包括滤波单元和数模转换单元。控制电路的基准补偿信号输出端与滤波单元的输入端电连接。滤波单元的输出端与数模转换单元的输入端电连接。数模转换单元输出端与基准电压生成单元的输入端电连接。如此设置，使得滤波单元能够过滤控制电路的基准补偿信号输出端输出的基准补偿信号，并能够将过滤后的基准补偿信号发送给数模转换单元，减小了基准补偿信号中的噪声对数模转换单元以及比较器造成的影响，提高了开关电源的可靠性。并且，数模能够实现数模转换，从而能够将基准补偿信号转换为基准补偿电压，使得基准补偿电压或者零点检测电压能够调整基准电压生成单元的输出电压。

15、在一种可实现的方式中，数模转换单元包括第一电阻和第二电容。第一电阻的第一端和第二电容的第一端与基准电压生成单元的输入端电连接，第一电阻的第二端和第二电容的第二端接地。如此设置，使得第一电阻和第二电容能够并联，以形成rc(英文全称：resistor-capacitance circuit，中文名称：电阻-电容电路)电路，使得rc电路能够将输入的基准补偿信号转换为模拟电压(基准补偿电压)，从而使得基准补偿电压能够调整基准电压生成单元生成的基准电压，以对比较器的零点偏移起到修正作用，提高开关电源的使用可靠性。

16、在一种可实现的方式中，基准电压生成单元包括第二电阻、第三电阻、第一电压源和第二电压源。其中，第二电阻的第一端与第三电阻的第一端电连接。第二电阻的第二端与第一电压源的输出端电连接。第三电阻的第二端与第二电压源的输出端电连接。如此设置，使得基准电压生成单元能够采用电阻分压的方式输出基准电压，简化了基准电压生成单元的电路结构。

17、在一种可实现的方式中，功率因数校正电路包括第二电感、第三开关管和第四开关管；第二电感的第一端与外部电源的第一端电连接；第二电感的第二端、第三开关管的第一端和第四开关管的第二端电连接；第三开关管的第二端、第一电容的第一端与外部电源的第二端电连接；第四开关管的第一端、第一电容的第二端与外部电源的第二端电连接；控制电路还包括第三控制信号输出端和第四控制信号输出端；第三控制信号输出端与第三开关管的控制端电连接；第四控制信号输出端与第四开关管的控制端电连接；其中，第三控制信号输出端用于输出第三控制信号，第三控制信号用于控制第三开关管导通或断开；第四控制信号输出端用于输出第四控制信号，第四控制信号用于控制第四开关管导通或断开。在功率因数校正电路中，通过采样多相交错并联的升压电路，实现增大功率因数校正电路的输出功率，进而提升开关电压的输出功率，提升带载能力。

18、在一种可实现的方式中，第一开关为两个，两个第一开关并联；第二开关为两个，两个第二开关并联；第三开关为两个，两个第三开关并联；第四开关为两个，两个第四开关并联。通过设置两个开关管并联的电路结构，能够减小开关管的导通损耗，从而提高功率因数校正电路的效率。此外，设置两个开关管并联的电路结构，还能够使得两个开关分担电流。相比于选取一个大载流的开关管，选取两个载流量较小的开关管能够降低成本。

19、又一方面，本技术的实施例提供了一种计算设备。计算设备包括如上述的开关电源和负载。开关电源与负载电连接，开关电源用于为负载供电。

20、本技术的实施例提供的计算设备包括如上述的开关电源，因此具有上述的全部有益效果，在此不再赘述。