CN102868306A - 交直流交换式电源转换器的交流放电电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交直流交换式电源转换器的交流放电电路，包括整流电路整流连接在该交直流交换式电源转换器的两交流电源输入端之间的高频滤波电容的第一电压以产生第二电压。当该第二电压持续超过预设的弹跳时间都未低于预设的临界值时，该交流放电电路送出电源移除信号以释放该高频滤波电容的电荷。

Description

交直流交换式电源转换器的交流放电电路

技术领域

本发明系有关一种交直流交换式电源转换器，特别是关于一种交直流交换式电源转换器的交流放电电路。

背景技术

如图1所示，交直流交换式电源转换器具有交流电源输入端10及12供连接交流电源，高频滤波电容CX1连接在交流电源输入端10及12之间以滤除高频讯号，控制器14提供控制信号Vg切换功率开关Q1，将来自交流电源输入端10及12的能量经变压器T1传递到负载电容CL，因而产生直流的输出电压Vo。当交流电源被移除时，高频滤波电容CX1上残留直流电压，其大小为该交流电源移除瞬间的电压值，有可能造成触电危险。习知的解决方法系使用泄放串联的电阻R1及R2并联到高频滤波电容CX1，使高频滤波电容CX1的电压在交流电源移除后的规范的时间内降低到安全范围内。然而，泄放电阻R1及R2会造成额外的功率损失P_loss＝(Vin_rms)²/(R1+R2)，其中Vin_rms系交流电源的均方根值。交直流交换式电源转换器在无载或待机模式时，泄放电阻R1及R2造成的功率损失将更严重，因此难以符合最新的绿能规范。

发明内容

本发明的目的之一，在于提出一种交直流交换式电源转换器的交流放电电路。

根据本发明，一种交直流交换式电源转换器的交流放电电路包括整流电路整流连接在该交直流交换式电源转换器的第一及第二交流电源输入端之间的高频滤波电容的第一电压而产生第二电压，接面场效晶体管具有输入端接收该第二电压，电源移除检测电路检测该接面场效晶体管的输出端上的第三电压，在该第三电压持续高于临界值一弹跳时间后，送出电源移除信号以使该高频滤波电容放电。

附图说明

图1为现有的交直流交换式电源转换器；

图2为本发明的交流放电电路；以及

图3为图2的电路的波形图。

主要元件符号说明：

10交流电源输入端

12交流电源输入端

14控制器

20交流放电电路

22整流电路

24电源移除检测电路

26比较器

28计数器

30电压VD

32电压VS

34比较信号Sc

36电源移除信号AC_OFF

38放电电流Idis

具体实施方式

根据本发明，应用在交直流交换式电源转换器的交流放电电路20如图2所示，其包括整流电路22连接高频滤波电容CX1的两端，对高频滤波电容CX1的电压Vcx整流而产生电压VD，接面场效晶体管(Junction Field EffectTransistor；JFET)J1具有输入端D经控制器14的接脚HV连接整流电路22以接收电压VD，限流电阻RCL连接在JFET J1的控制端G及输出端S之间，开关M1连接在JFET J1的控制端G及地端GND之间，受控于信号Sen，顺向二极管D7具有阳极连接JFET J1的输出端S，以及阴极经控制器14的接脚VDD连接电源电容CVDD，顺向二极管D7系用以防止电流由电源电容CVDD流向JFET J1的输出端S，电源移除检测电路24检测JFET J1的输出端S的电压VS以判断交流电源是否移除，并在判定交流电源已移除时触发电源移除信号AC_OFF，开关M2连接在JFET J1的输出端S及地端GND之间，在被电源移除信号AC_OFF导通后，产生放电电流Idis使高频滤波电容CX1上的电荷经整流电路22、JFET J1及开关M2释放至地端GND，因而使高频滤波电容CX1的电压Vcx在规范的时间内降低至安全范围内。电源移除检测电路24包括比较器26及计数器28。比较器26比较电压VS及临界值Vth以决定比较信号Sc，在电压VS低于临界值Vth时，比较信号Sc为高准位。当计数器28持续超过预设的弹跳时间(de-bounce time)T1都未接收到高准位的比较信号Sc时，将触发电源移除信号AC_OFF。计数器28所设定的弹跳时间T1系为了避免因非预期的触发信号或是交流电源的杂讯导致误动作。

图2之交流放电电路20可以做为交直流交换式电源转换器的高压启动电路。当交流电源接上交直流交换式电源转换器的交流电源输入端10及12时，信号Sen导通开关M1而使JFET J1的控制端G接地，此时JFET J1的控制端G及输出端S的电压相等，由于JFET J1为负临界电压元件，因此JFET J1将导通而产生电流IHV对电源电容CVDD充电，在电源电容CVDD的电压VDD上升至启动准位时，交直流交换式电源转换器完成启动程序。

图3系图2的电路的波形图，其中波形30系电压VD，波形32系电压VS，波形34系比较信号Sc，波形36系电源移除信号AC_OFF，波形38系电流Idis。在图2的交直流交换式电源转换器启动后，开关M1维持导通，因此JFET J1的控制端的电压为0V，假设JFET J1的临界电压为-VTH_JFET，参照图3的波形30及32，当电压VD大到足够使电压VS达到VTH_JFET时，如时间t1至t2期间所示，JFET J1的控制端G及输出端S之间的跨压Vgs等于临界电压-VTH_JFET，因此JFET J1截止，此时JFET J1的输入端D将提供少量的漏电流来维持电压VS＝VTH_JFET。当电压VD不足以使电压VS达到VTH_JFET时，JFET J1导通，此时电压VS几乎等于电压VD，如时间t2至t3期间所示，因此当电压VD接近其谷值时，电压VS几乎为0V。利用JFET J1的这种物理特性可以判断电压VD的波形。

参照图2及图3，设定接近0V的临界值Vth，当电源移除检测电路24中的比较器26检测到电压VS低于临界值Vth时，如波形32及34在时间t4至t5期间所示，送出高准位的比较信号Sc给计数器28以重置计数时间。当交流电源被移除时，电压VD将维持在交流电源移除瞬间的电压值，如波形30在时间t6所示，若此时的电压VD使电压VS大于临界值Vth，比较信号Sc为低准位，无法重置计数器28，当计数器28计算的时间达到弹跳时间T1时，交流放电电路20判定交流电源被移除，因此计数器28触发电源移除信号AC_OFF导通开关M2一段时间T2，如波形36及时间t7所示，在时间T2期间，JFET J1的输出端S的电压VS被拉至0V，JFET J1的控制端G及输出端S之间的跨压Vgs因而大于临界电压-VTH_JFET，故JFET1导通而产生放电电流Idis，如波形38所示，进而使高频滤波电容CX1上的电荷经整流电路22、JFET J1及开关M2释放至地端GND。

Claims (4)

1.一种交直流交换式电源转换器的交流放电电路，所述的交直流交换式电源转换器包含第一及第二交流电源输入端供连接交流电源，以及连接在所述的第一及第二交流电源输入端之间的高频滤波电容，其特征在于，所述的交流放电电路包括：

整流电路，连接所述的高频滤波电容的两端，对所述的高频滤波电容的第一电压整流而产生第二电压；

接面场效晶体管，具有输入端、输出端及控制端，其中所述的接面场效晶体管的输入端连接所述的整流电路以接收所述的第二电压；以及

电源移除检测电路，连接所述的接面场效晶体管的输出端，检测所述的接面场效晶体管的输出端上的第三电压，在所述的第三电压持续高于临界值一弹跳时间后，触发电源移除信号以使所述的高频滤波电容放电。

2.如权利要求1所述的交流放电电路，其特征在于，所述的交流放电电路更包括开关连接在所述的接面场效晶体管的输出端及地端之间，因应所述的电源移除信号而导通，以使所述的高频滤波电容放电。

3.如权利要求1所述的交流放电电路，其特征在于，所述的电源移除检测电路包括：

比较器，比较所述的第三电压及所述的临界值，在所述的第三电压小于所述的临界值时，产生高准位的比较信号；以及

计数器，连接所述的比较器，在持续超过所述的弹跳时间未接收到高准位的比较信号时，触发所述的电源移除信号。

4.如权利要求1所述的交流放电电路，其特征在于，所述的交流放电电路更包括二极管具有阳极连接所述的接面场效晶体管的输出端，以及阴极连接电源电容。

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