CN103683903A - 放电电路、具有该放电电路的图像形成装置以及电源单元 - Google Patents

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Abstract

公开了最小化在待机模式下产生的待机功率并且提高在断电模式下被AC电力充电的电容器的放电速度的放电电路、具有该放电电路的图像形成装置、以及电源单元。该放电电路连接在接收AC电力的AC电力输入线之间,该放电电路包括:串联连接在AC电力线之间的第一电阻器和第一开关元件;以及串联连接在AC电力线之间的第二电阻器和第二开关元件,当在供应AC电力期间接收到电流时关断第一开关元件,并且响应于AC电力的切断来接通第一开关元件以对第一电容器放电。

Description

放电电路、具有该放电电路的图像形成装置以及电源单元
技术领域
本发明的总体构思的实施例涉及减少待机功率的放电电路、具有该放电电路的图像形成装置或电子装置、以及电源单元。
背景技术
为了从环境保护的视角进行节能,不仅仅按照国内标准、而且按照美国(EPA1.2)以及欧洲(ErP阶段2)阶段而有力地执行对电子装置的待机功率限制。为了克服上述待机功率限制问题,已经为了减少电子装置的待机功率而付出了各种努力。
可以在电源装置(例如SMPS)的输入端安装用于消除噪声的电磁干扰(EMI)滤波器。当插头断开时,安装在EMI滤波器中的X电容器的电荷可能流入插头的金属端,这将造成安全问题。因此,用于释放在X电容器中充电的电荷的放电电阻器可能对解决以上问题有所帮助。然而,由于放电电阻器可能导致在待机模式下产生功率损耗,因此这对于减少电子装置的待机功率的努力而言是一种退步,从而需要解决上述问题的对策。
发明内容
本发明总体构思提供了一种放电电路、例如具有该放电电路的图像形成装置的电子装置、以及电源单元,以最小化电子装置在待机模式下产生的待机功率,并提高电子装置被关断时其电容器的放电速度。
本发明总体构思的附加特征和功用的部分将在下面的描述中被阐明,并且其部分将根据该描述而变得明显,或者可以通过实践本发明总体构思而部分地习得。
本发明总体构思的附加特征和功用的部分将在下面的描述中被阐明,并且其部分将根据该描述而变得明显,或者可以通过实践本发明总体构思而部分地习得。
本发明总体构思的上述和/或其他特征和功用可以通过提供一种放电电路来实现,该放电电路连接在接收AC电力的AC电力输入线之间,以将被AC电力充电的第一电容器放电,该放电电路包括串联连接在所述AC电力输入线之间的第一电阻器和第一开关元件;以及串联连接在所述AC电力输入线之间的第二电阻器和第二开关元件,当在供应AC电力期间接收到电流时关断第一开关元件,并且响应于AC电力的切断而接通第一开关元件以通过第一电阻器和第一开关元件对第一电容器放电,其中,第二电阻器的电阻值比第一电阻器的电阻值相对较高。
可以通过关断第二开关元件来接通第一开关元件,并且可以通过接通第二开关元件来关断第一开关元件。
所述放电电路还可以包括:第二电容器,其在供应AC电力期间通过第二电阻器被充电,以接通第二开关元件;以及第三电阻器,其在AC电力切断期间通过对第二电容器放电来关断第二开关元件。
第一开关元件的通/断控制端可以连接在第二电阻器和第二开关元件之间。
所述放电电路还可以包括整流器元件,其以将流过第二电阻器的电流供应到第二电容器的方式,从第二电阻器连接到第二电容器。
当第二开关元件的接通电压被设置为0.7V并且输入电压是DC电压时,可以以由第一电阻器和第二电容器决定的时间常数小于8.45的方式来确定第一电阻器的电阻值和第二电容器的电容。
第二电阻器可以由单个电阻器组成。
第二电阻器可以由串联连接的多个电阻器元件组成。
第二开关元件可以是双极型晶体管。
第二开关元件可以是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
第一电阻器可以由单个电阻器元件组成。
第一电阻器可以由串联连接的多个电阻器元件组成。
本发明总体构思的上述和/或其他特征和功用还可以通过提供一种放电电路来实现,该放电电路连接在接收AC电力的AC电力输入线之间,以便对被AC电力充电的第一电容器放电。所述放电电路包括第一放电电路,该第一放电电路包括:串联连接在所述AC电力输入线之间的第一电阻器和第一开关元件;以及串联连接在所述AC电力输入线之间的第二电阻器和第二开关元件,当在供应AC电力期间接收到电流时关断第一开关元件,并且响应于AC电力切断来接通第一开关元件,以便通过第一电阻器和第一开关元件在第一极性的方向上对第一电容器放电。所述放电电路还包括第二放电电路,该第二放电电路包括:串联连接在所述AC电力输入线之间的第三电阻器和第三开关元件;以及串联连接在所述AC电力输入线之间的第四电阻器和第四开关元件,当在供应AC电力期间接收到电流时关断第三开关元件,并且响应于AC电力的切断来接通第三开关元件,以便通过第三电阻器和第三开关元件,在与第一极性相反的第二极性的方向上对第一电容器放电,其中,第二电阻器的电阻值比第一电阻器的电阻值相对较高,并且第四电阻器的电阻值比第三电阻器的电阻值相对较高。
第一放电电路可以使得第一开关元件能够通过第二开关元件的关断状态而被接通,并且可以使得第一开关元件能够通过第二开关元件的接通状态而被关断。
第一放电电路可以包括:第二电容器,其在供应AC电力期间通过第二电阻器被充电,以接通第二开关元件;以及第五电阻器,其在AC电力切断期间通过对第二电容器放电来关断第二开关元件。
第二放电电路可以使得第二开关元件能够通过第四开关元件的关断状态而被接通,并且可以使得第四开关元件能够通过第二开关元件的接通状态而被关断。
第二放电电路可以包括:第二电容器,其在供应AC电力期间通过第四电阻器而被充电,从而使第四开关元件被接通;以及第六电阻器,其能够与第二电容器一起使用,以便在AC电力切断期间通过对第四电容器放电来关断第四开关元件。
第一放电电路和第二放电电路可以根据AC电力的极性变化而互补地放电。
本发明总体构思的上述和/或其他特征和功用还可以通过提供一种图像形成装置来实现,该图像形成装置包括放电电路,该放电电路连接在接收AC电力的AC电力输入线之间以对被AC电力充电的第一电容器放电。该放电电路可以包括:串联连接在AC电力输入线之间的第一电阻器和第一开关元件;以及串联连接在AC电力输入线之间的第二电阻器和第二开关元件,当在供应AC电力期间接收到电流时关断第一开关元件,并且响应于AC电力的切断来接通第一开关元件以通过第一电阻器和第一开关元件对第一电容器放电,其中第二电阻器的电阻值比第一电阻器的电阻值相对较高。
本发明总体构思的上述和/或其他特征和功用还可以通过提供一种图像形成装置来实现,该图像形成装置包括放电电路,该放电电路连接在接收AC电力的AC电力输入线之间,以对被AC电力充电的第一电容器放电。所述放电电路可以包括第一放电电路和第二放电电路。该第一放电电路包括:串联连接在所述AC电力输入线之间的第一电阻器和第一开关元件;串联连接在所述AC电力输入线之间的第二电阻器和第二开关元件,当在供应AC电力期间接收到电流时关断第一开关元件,并且响应于AC电力的切断来接通第一开关元件,以通过第一电阻器和第一开关元件在第一极性的方向上对第一电容器放电。第二放电电路包括:串联连接在所述AC电力输入线之间的第三电阻器和第三开关元件;以及串联连接在所述AC电力输入线之间的第四电阻器和第四开关元件,当在供应AC电力期间接收到电流时关断第三开关元件,并且响应于AC电力的切断来接通第三开关元件,以便通过第三电阻器和第三开关元件在与第一极性相反的第二极性的方向上对第一电容器放电,其中,第二电阻器的电阻值比第一电阻器的电阻值相对较高,并且第四电阻器的电阻值比第三电阻器的电阻值相对较高。
本发明总体构思的上述和/或其他特征和功用还可以通过提供一种电源单元来实现,该电源单元包括放电电路,该放电电路连接在接收AC电力的AC电力输入线之间,以对被AC电力充电的第一电容器放电。所述电源单元可以包括:串联连接在所述AC电力输入线之间的电阻器和开关元件;以及控制器,其响应于DC电压下降检测信号来关断所述开关元件。
该电源单元还可以包括电池,其在AC电力被切断时向控制器供电。
电阻器可以包括串联连接的多个电阻器元件。
电阻器和开关元件可以连接在第一电容器和电源之间,以通过AC电力输入线供应AC电力。
第一电容器是EMI滤波器的电容器。
本发明总体构思的上述和/或其他特征和功用还可以通过提供一种图像形成装置实现,该图像形成装置包括:具有电容器的EMI滤波器;以及放电单元,其通过AC电力线而连接在EMI滤波器和AC电力源之间,并且具有第一开关元件,该第一开关元件在断电模式下根据图像形成装置的电压电平而被接通以对EMI的电容器放电。
该图像形成装置还可以包括第二开关元件,其被布置为根据所述电压电平接通该第一开关元件。
该第一开关元件可以包括第一电阻器和晶体管,该第二开关元件可以包括第二电阻器和第二电容器,并且第二电阻器可以具有比第一电阻器的电阻高的电阻。
该图像形成装置还可以包括控制器,用以根据所述电压电平控制开关晶体管接通或关断。
该图像形成装置还可以包括电池,其向控制器供电。
附图说明
从以下结合附图对实施例的描述,本总体发明构思的这些和/或其他特征及公用将变得清楚和更加容易理解。附图中:
图1图示了根据本发明总体构思的实施例的作为电子装置的图像形成装置;
图2是图示图1的图像形成装置的控制系统的框图;
图3图示了根据本发明总体构思的实施例的图2的电源单元;
图4图示了根据本发明总体构思的实施例的图3的放电电路;
图5图示了根据本发明总体构思的实施例的图3的放电电路;
图6图示了根据本发明总体构思的实施例的图3的放电电路;
图7图示了根据本发明总体构思的实施例的图3的放电电路;
图8图示了根据本发明总体构思的实施例的图2的电源单元。
具体实施方式
现在将详细描述本发明总体构思的实施例,在附图中图示了本发明总体构思的实施例的例子,附图中相同的附图标记始终指代相同的元件。下面参考附图描述实施例,以便解释本总体发明构思。
图1图示了根据本发明总体构思的实施例的作为电子装置的图像形成装置102。图1图示了作为图像形成装置102的激光打印机。然而,本总体发明构思不局限于此。可以使用其他类型的打印机作为图像形成装置102。还可以使用便携式和台式电子装置或家用和办公设备作为该电子装置。
参照图1,图像形成装置102包括从外部装置接收功率的电力线104以及配备在电力线104一端的插头106。插头106插入到多插头插口或插座108中,从而可以将来自外部电源的商用AC电力供应到图像形成装置102。图像形成装置102通过插入到插座108中的插头106以及连接在插头106和外部电源之间的电力线104接收电力,从而使图像形成装置102执行与图像处理和/或图像形成相关联的任务。在以下描述中,将插头106插入到插座108或接通图像形成装置102的操作将在下文中被称为插头接通,并且将插头106从插座108分离或者关断图像形成装置102的操作将在下文中被称为插口断开。尽管图1图示了有线的充电系统,但本发明总体构思也可以被应用到可与电子装置一起使用的无线充电系统、近场充电系统等等。
图2是图示根据本发明总体构思的实施例的图1的图像形成装置102的控制系统的框图。参照图2,被配置成控制图像形成装置102的总体操作的控制单元240电连接到送纸单元230、排纸单元220、图像转印单元250、定影单元270、显示器206、以及扬声器208。电源单元202(例如,开关式电源,SMPS)生成多个不同电压,例如5V和24V的系统DC电力,从而将5V和24V的系统DC电力分别施加到控制器240、图像转印单元250、及其他若干单元和组件。此外,电源单元202还可以将输入的商用AC电力提供到一个或多个相应的单元或组件例如,定影单元270的定影加热器)。送纸单元230将在送纸盒中装载的打印介质(纸张)馈送到图像转印单元250。图像转印单元250根据图像信号形成预定图像,并且将形成的图像转印到打印介质上。定影单元270将转印的图像定影到打印介质上。排纸单元220将定影单元270在其上定影了图像的打印介质排出到其外部。控制器240控制图像形成装置102的总体操作,并且电连接到多个传感器以检测图像形成装置102的各个单元或组件的状态。显示器206显示信息消息等等,将图像形成装置102的操作信息或状态信息通知用户。扬声器208输出图像形成装置102操作时产生的信息声音或报警音。
图3是图示根据本发明总体构思的实施例的图2的电源单元202的视图。参照图3,电源单元202包括放电电路302、EMI滤波器304、整流器306、和变压器308。放电电路302对第一电容器放电,第一电容器如EMI滤波器304的X电容器(X-Cap)。EMI滤波器304可以去除接收商用电力(AC或DC电力)的电力线104中包含的各种的噪声。具有线圈和电容器的线路滤波器可以被用作EMI滤波器304。整流器306可以将AC电力转换成DC电力,或者可以将一个AC电力转换成具有不同的目标相的另一个AC电力。变压器308降低经整流器306整流的DC电压,从而生成具有期望电平的目标DC电压。
参照图3,电源单元202通过AC-DC转换生成例如5V和24V的两个系统DC电力。5V的DC电力被施加到微处理器,如控制器240和电路元件,并且24V的DC电力被施加到定影单元170等等。从电源单元202生成的5V或24V的系统DC电力可以被选择性地施加到图像形成装置102的其他构成单元或元件(组件)。
在插头接通状态下图3中图示的EMI滤波器304的X-Cap被施加到电源单元202的商用电力充电,然后在插头断开状态下通过放电电路302放电。如果X-Cap在被充电后未被放电,则在插头106的金属端的两端出现充电电压,从而需要为了安全对X-Cap放电。
图4图示了根据本发明总体构思的实施例的与图3的放电电路302相对应的放电电路302a。图4的视图(A)图示了插头接通状态,并且图4的视图(B)图示了插头断开状态。参照图4的视图(A),放电电阻器R和第一开关或晶体管,例如双极型晶体管Q1,串联连接在AC电力输入线202a和202b的两端(第一端和第二端,或者火线端和零线端)之间,并且串联连接的电阻器5R和第二开关或晶体管,例如,金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)Q2,与放电电阻器R和双极型晶体管Q1并联连接。双极型晶体管Q1的基极端连接在电阻器5R和MOSFET Q2之间,并且电阻器R1和第二电容器,例如,电容器C1,并联连接在MOSFET Q2的栅极端和零线端之间。二极管D连接在位于电阻器5R和MOSFET Q2之间的节点与MOSFETQ2的栅极端之间。
放电电路302a可以最小化插头接通模式下产生的由放电电阻所导致的功耗,并且如下操作。
首先,在插头接通状态下电容器C1通过输入电力来充电,并且MOSFETQ2的栅极端的电压增加,从而MOSFET Q2导通。导通的MOSFET Q2允许电流流过电阻器5R,以在零线端中流动,从而双极型晶体管Q1截止。双极型晶体管Q1截止,从而位于放电电阻器R和零线端之间的部分被关断,并且X-Cap不通过放电电阻器R放电。在这种情况下,可能通过导通的MOSFETQ2发生功率损耗。在这种情况下,所述功率损耗与其他功率损耗相比可以是小的功率损耗。所产生的功率损耗量与双极型晶体管Q1导通时可产生的其他功率损耗相比可以是相对非常小的。例如,在放电电阻器R中产生的功率损耗用公式P=V2/Rdischarge表示,其中V是放电电阻器R两端的电压降;而相应标准中不存在问题的条件用公式R×C<1来表示,从而通常将680kΩ的电阻器用作放电电阻器R。当输入AC电力被设置为230V时通过插头接通状态产生的功率损耗被认为是2302/680k=0.08W的恒定功率损耗。在大多数MOSFET的情况下,在接通状态产生的功耗量不会大到0.08W。由于图4的视图(A)中由导通的MOSFET Q2所产生的功率损耗导致双极型晶体管Q1截止,因此不会实现通过放电电阻器R的放电,从而与可获得的功率损耗限制效应相比,功率损耗的量可以是相对非常低的。
在非常短的时间段(例如,一秒)内在X-Cap中充电的电压需要在插头断开模式下下降到某一电平,使得该电压电平不会对人类有害。出于这个目的,双极型晶体管Q1被再次导通,使得X-Cap能够迅速放电。在插头断开模式下,在电容器C1中充电的电荷通过电阻器R1迅速放电,从而MOSFETQ2截止。如果MOSFET Q2截止,则电流在双极型晶体管Q1的基极端流动,从而双极型晶体管Q1导通。结果,X-Cap的电荷通过放电电阻器R以及导通的双极型晶体管Q1迅速放电。通过对放电电阻器R的大小调整,能够通过放电电阻器R实现期望的X-Cap放电速度。如果X-Cap的标准改变以满足EMI滤波器304的EMI特性,则放电电阻器R的标准也能灵活地改变。
图5图示了根据本发明总体构思的实施例的与图3的放电电路302相对应的放电电路302b。图5的视图(A)图示了插头接通状态,并且图5的视图(B)图示了插头断开状态。参照图5的视图(A),一个或多个放电电阻器R以及双极型晶体管Q1串联连接在AC电力输入线的两端(火线端,零线端)之间,并且相互串联连接的一个或多个电阻器5R以及双极型晶体管Q2与放电电阻器R和双极型晶体管Q1并联连接。双极型晶体管Q1的基极端连接在电阻器5R和双极型晶体管Q2之间,并且电阻器R1和电容器C1(第二电容器)并联连接在双极型晶体管Q2的基极端和零线端之间。二极管D和电阻器5R’连接在位于电阻器5R和双极型晶体管Q2之间的节点与双极型晶体管Q2的基极端之间。
放电电路302a可以最小化在插头接通模式下产生的由放电电阻所导致的功耗,并且可以像图4的放电电路302a那样操作,从而最小化待机功率损耗。
然而,如图5中所示,放电电路302b串联连接一个或多个放电电阻器R,从而相对于诸如外部冲击电压的扰动而言,放电电阻R可以增大。此外,可以使用通用电阻器代替专用电阻器,从而降低电源单元202的生产成本。
此外,电阻器5R在大小方面大于放电电阻器R,从而能够降低在正常操作中电阻器5R的功率损耗,并且降低了接通功率损耗。为了实施被配置成导通双极型晶体管Q1的双极型晶体管Q2的导通操作,使用二极管D对信号进行半波整流,并且插入电阻器5R’以最小化半波整流电流,从而产生电流限制。
在插头断开模式的情况下,X-Cap的电荷必须在非常短的时间(例如,一秒)内放电,并且考虑放电结果来确定电阻器R1的值和电容器C1的值。也就是说,假定双极型晶体管Q2的导通电压被设置为0.7V并且输入电压被设置为整流的DC电压,电压Vt用公式Vt=Vt×0.9×(1-e(-1/R1C1))来表示,时间常数R1C1用R1C1<8.45来表示,则需要建立电阻器R1的大小和电容器C1的大小以最小化待机功率,从而电荷能够在最短时间段内放电。
此外,X-Cap的放电时间与未整流的AC电力的充电相关联,从而可以选择并使用使得时间常数“RC<1”(其中C=X-Cap)的R值。
图6图示了根据本发明总体构思的实施例的与图3的放电电路302相对应的放电电路302c。图6的视图(A)图示了插头接通状态,并且图6的视图(B)图示了插头断开状态。参照图6,放电电路302c具有用MOSFET Q2替代图5的放电电路302b的双极型晶体管Q2的结构,一个或多个放电电阻器R以及双极型晶体管Q1串联连接在AC电力线的两端(火线端,零线端)之间,并且相互串联连接的一个或多个电阻器5R以及MOSFET Q2与放电电阻器R和双极型晶体管Q1并联连接。双极型晶体管Q1的基极端连接在电阻器5R和MOSFETQ2之间,并且电阻器R1和电容器C1(第二电容器)并联连接在MOSFET Q2的栅极端和零线端之间。二极管D和电阻器5R’连接在位于电阻器5R和MOSFET Q2之间的节点与MOSFETQ2的栅极端之间。
放电电路302a可以最小化在插头接通模式下产生的由放电电阻所导致的功耗,并且像图4的放电电路302a那样操作,从而最小化待机功率损耗。
图7图示了根据本发明总体构思的实施例的与图3的放电电路302相对应的放电电路302d。如图7中所示可以使用一个或多个不同的放电电路作为图3的放电电路302。参照图7的上视图(A),放电电路单元302d包括第一放电电路302e和第二放电电路302f,并且第一放电电路302e和第二放电电路302f并联连接在电力线202a和202b的两端(火线端,零线端)之间。第一放电电路302e可以具有与图6的放电电路302c相同或类似的结构。也就是说,一个或多个放电电阻器R(第三放电电阻器)以及双极型晶体管Q1(第三开关元件)串联连接在电力线202a和202b的两端(火线端,零线端)之间,并且一个或多个电阻器5R以及MOSFET Q2与放电电阻器R和双极型晶体管Q1并联连接。双极型晶体管Q1的基极端连接在电阻器5R和MOSFETQ2之间,并且电阻器R1和电容器C1并联连接在MOSFET Q2的栅极端和零线端之间。二极管D和电阻器5R’连接在位于电阻器5R和MOSFET Q2之间的节点与MOSFET Q2的栅极端之间。
尽管第二放电电路302f具有与第一放电电路302e相同或类似的结构,但第一放电电路302e垂直地翻转并连接在电力线202a和202b的两端(火线端,零线端)之间。也就是说,第一放电电路302e以从火线端到零线端放电的方式连接,而第二放电电路302f以从零线端到火线端放电的方式连接。在第二放电电路302f中提供一个或多个放电电阻器R(第四放电电阻器)以及双极型晶体管Q1(第四开关元件)。第一放电电路302e相对于电力线两端向第一极性的方向放电,并且第二放电电路302f相对于电力线两端向与第一极性的相反方向放电,从而第一放电电路302e和第二放电电路302f能够正确处理X-Cap沿其放电的双方向极性。
根据本发明总体构思的实施例的第一放电单元302e和第二放电单元302f如下操作。如图7的视图(A)所示,在以X-Cap的上端具有正(+)极性、其下端具有负(-)极性的方式对X-Cap充电的条件下,通过操作第一放电电路302e对X-Cap放电。然而,如图7的下视图(B)所示,在以X-Cap的下端具有正(+)极性、其上端具有负(-)极性的方式对X-Cap充电的条件下,通过操作第二放电电路302f对X-Cap放电。通过第一放电电路302e和第二放电电路302f之间的并联连接结构,即使X-Cap的放电极性改变,X-Cap也能安全放电。
图8是图示根据本发明总体构思的实施例的具有图2的图像形成装置102的电源单元202和控制器804的控制系统的框图。参照图8,电源单元202包括放电电路单元802、EMI滤波器304、整流器306、和变压器308。放电电路单元802可以对EMI滤波器304的X电容器(X-Cap)放电。放电电路单元803通过在电力线202a和202b的两端(火线端,零线端)之间串联连接电阻器R和开关SW实现。EMI滤波器304用于去除接收商用电力(AC或DC电力)的电力线104(见图1)中包含的各种的噪声。具有线圈和电容器的线路滤波器可以被用作EMI滤波器304。整流器306可以将AC电力转换成DC电力,或者可以将AC电力转换成具有不同相的另一个AC电力。变压器308降低经整流器306整流的DC电压,以生成具有期望电平的目标DC电压。由于控制器804用电池806操作,所以即使在插头断开模式中其也可以操作。控制器804根据检测器(未示出)检测的DC电压下降检测信号来产生放电控制信号,从而控制器804接通或关断放电电路单元802的开关SW。当从变压器308的次级线圈部分产生的DC电压降低到预定电平或更低时产生DC电压下降检测信号。控制器804使用DC电压下降检测信号来识别出插头断开时间点,并且通过接通放电电路802的开关SW来对X-Cap放电。如果经过了对X-Cap放电所需的预定时间(例如一秒),则控制器804关断放电电路单元802的开关SW。
如上所述,根据本发明总体构思的实施例的功率控制装置和图像形成装置不仅能够应用于通过插入到插座的插头来接收电力、而且能够应用于通过连接到插头的电力线来接收电力从而进行操作的各种各样的电子装置。例如,所述功率控制装置和图像形成装置可以应用于分别使用电力作为能源的所有的工业设备、办公自动化设备、家用电器、选择性地通过有线或无线方法来接收电力的移动设备,等等中。
从以上描述可以清楚地看到,本发明总体构思的实施例能够最小化电子装置在待机模式下产生的待机功率,并且能够在电子装置断电时提高电容器的放电速度。
尽管已经示出和描述了本总体发明构思的几个实施例,但本领域技术人员将会理解,可以对这些实施例做出改变而不会偏离本总体发明构思的原理和精神。本总体发明构思的范围在权利要求及其等效物中限定。

Claims (15)

1.一种放电电路,该放电电路连接在接收AC电力的AC电力输入线之间以用于对被AC电力充电的第一电容器放电,该放电电路包括:
串联连接在所述AC电力输入线之间的第一电阻器和第一开关元件;以及
串联连接在所述AC电力输入线之间的第二电阻器和第二开关元件,当在供应AC电力期间接收到电流时关断第一开关元件,并且响应于AC电力的切断而接通第一开关元件,以便通过第一电阻器和第一开关元件对第一电容器放电,
其中,第二电阻器的电阻值高于第一电阻器的电阻值。
2.如权利要求1所述的放电电路,其中:
通过关断第二开关元件来接通第一开关元件,并且
通过接通第二开关元件来关断第一开关元件。
3.如权利要求2所述的放电电路,还包括:
第二电容器,其在供应AC电力期间通过第二电阻器而被充电,以便接通第二开关元件;以及
第三电阻器,其能够与第二电容器一起使用,以便在AC电力切断期间通过对第二电容器放电来关断第二开关元件。
4.如权利要求1所述的放电电路,其中第一开关元件的通/断控制端连接在第二电阻器和第二开关元件之间。
5.所述的放电电路1所述的方法,还包括:
整流器元件,其以将流过第二电阻器的电流供应到第二电容器的方式从第二电阻器连接到第二电容器。
6.如权利要求4所述的放电电路,其中:
当第二开关元件的接通电压被设置为0.7V并且输入电压是DC电压时,以由第一电阻器和第二电容器决定的时间常数小于8.45的方式来确定第一电阻器的电阻值和第二电容器的电容。
7.如权利要求4所述的放电电路,其中第二电阻器由单个电阻器组成。
8.如权利要求4所述的放电电路,其中第二电阻器由串联连接的多个电阻器元件组成。
9.如权利要求4所述的放电电路,其中第二开关元件是双极型晶体管。
10.如权利要求4所述的放电电路,其中第二开关元件是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
11.如权利要求1所述的放电电路,其中第一电阻器由单个电阻器元件组成。
12.如权利要求1所述的放电电路,其中第一电阻器由串联连接的多个电阻器元件组成。
13.一种包括放电电路的电源单元,该放电电路连接在接收AC电力的AC电力输入线之间以用于将被AC电力充电的第一电容器放电,该电源单元包括:
串联连接在AC电力输入线之间的电阻器和开关元件;以及
控制器,用以响应于DC电压下降检测信号来关断所述开关元件。
14.如权利要求13所述的电源单元,还包括:
电池,用以在AC电力被切断时向控制器供电。
15.如权利要求13所述的电源单元,其中所述电阻器由串联连接的多个电阻器元件组成。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104901297A (zh) * 2015-06-26 2015-09-09 珠海格力电器股份有限公司 空调器的放电电路及其放电方法
CN106612067A (zh) * 2017-01-06 2017-05-03 浙江凯耀照明股份有限公司 一种防过冲快速放电电路
CN107154726A (zh) * 2016-03-03 2017-09-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于对高压总线放电的设备
CN111030432A (zh) * 2018-10-09 2020-04-17 株式会社电装 用于开关的驱动电路
CN113793815A (zh) * 2021-09-26 2021-12-14 杭州广立微电子股份有限公司 一种宽电压范围高速多级放电电路、测试系统和放电方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTO20110769A1 (it) * 2011-08-12 2013-02-13 Magneti Marelli Spa Dispositivo e metodo di scarica per un condensatore in un impianto elettrico di potenza di un veicolo con trazione elettrica
US10345348B2 (en) 2014-11-04 2019-07-09 Stmicroelectronics S.R.L. Detection circuit for an active discharge circuit of an X-capacitor, related active discharge circuit, integrated circuit and method
US9831761B2 (en) * 2015-03-19 2017-11-28 Chicony Power Technology Co., Ltd. Speedy discharging circuit and power supply apparatus with speedy discharging circuit
JP6611530B2 (ja) * 2015-09-11 2019-11-27 キヤノン株式会社 電力供給装置及び画像形成装置
JP2017146260A (ja) * 2016-02-19 2017-08-24 株式会社ケーヒン 電圧検出装置
US11863062B2 (en) * 2018-04-27 2024-01-02 Raytheon Company Capacitor discharge circuit
TWI677173B (zh) * 2018-10-29 2019-11-11 群光電能科技股份有限公司 電源轉換器
TWI822239B (zh) * 2022-08-11 2023-11-11 致茂電子股份有限公司 雙向交流功率轉換裝置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101908822A (zh) * 2009-06-03 2010-12-08 罗姆股份有限公司 升压型开关电源装置
CN101997442A (zh) * 2009-08-07 2011-03-30 日立汽车系统株式会社 直流电源平滑用电容器的放电电路
US20120044230A1 (en) * 2010-08-17 2012-02-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Display apparatus, power supply apparatus and power supply method thereof
CN102594111A (zh) * 2012-02-24 2012-07-18 中兴通讯股份有限公司 一种快速放电电路
CN102647079A (zh) * 2011-02-16 2012-08-22 佳能株式会社 放电电路和电源
CN102653245A (zh) * 2011-03-04 2012-09-05 本田技研工业株式会社 电动车

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3545324A1 (de) * 1985-12-20 1987-06-25 Braun Ag Elektronisches schaltnetzteil
JP3335136B2 (ja) * 1998-04-28 2002-10-15 安致明 電力供給のフェードアウトスイッチング方法およびフェードアウトスイッチング装置
JP2000184718A (ja) 1998-12-10 2000-06-30 Sharp Corp スイッチング電源装置
US7456611B2 (en) * 2005-08-11 2008-11-25 Semiconductor Components Industries, L.L.C. Multi-current battery charger circuit and method therefor
US8829812B2 (en) * 2008-04-04 2014-09-09 Koninklijke Philips N.V. Dimmable lighting system
GB0811713D0 (en) * 2008-04-04 2008-07-30 Lemnis Lighting Patent Holding Dimmer triggering circuit, dimmer system and dimmable device
DE102009034350A1 (de) * 2009-07-23 2011-02-03 Tridonicatco Gmbh & Co. Kg Verfahren und Schaltung zur Leistungsfaktor-Korrektur
US8115457B2 (en) 2009-07-31 2012-02-14 Power Integrations, Inc. Method and apparatus for implementing a power converter input terminal voltage discharge circuit
CN103219878B (zh) * 2012-01-20 2016-06-01 台达电子企业管理(上海)有限公司 一种电容放电电路及功率变换器
US9374858B2 (en) * 2012-05-21 2016-06-21 Cree, Inc. Solid-state lighting apparatus and methods using switched energy storage

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101908822A (zh) * 2009-06-03 2010-12-08 罗姆股份有限公司 升压型开关电源装置
CN101997442A (zh) * 2009-08-07 2011-03-30 日立汽车系统株式会社 直流电源平滑用电容器的放电电路
US20120044230A1 (en) * 2010-08-17 2012-02-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Display apparatus, power supply apparatus and power supply method thereof
CN102647079A (zh) * 2011-02-16 2012-08-22 佳能株式会社 放电电路和电源
CN102653245A (zh) * 2011-03-04 2012-09-05 本田技研工业株式会社 电动车
CN102594111A (zh) * 2012-02-24 2012-07-18 中兴通讯股份有限公司 一种快速放电电路

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104901297A (zh) * 2015-06-26 2015-09-09 珠海格力电器股份有限公司 空调器的放电电路及其放电方法
CN107154726A (zh) * 2016-03-03 2017-09-12 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于对高压总线放电的设备
CN107154726B (zh) * 2016-03-03 2019-08-16 通用汽车环球科技运作有限责任公司 用于对高压总线放电的设备
CN106612067A (zh) * 2017-01-06 2017-05-03 浙江凯耀照明股份有限公司 一种防过冲快速放电电路
CN111030432A (zh) * 2018-10-09 2020-04-17 株式会社电装 用于开关的驱动电路
CN111030432B (zh) * 2018-10-09 2024-01-12 株式会社电装 用于开关的驱动电路
CN113793815A (zh) * 2021-09-26 2021-12-14 杭州广立微电子股份有限公司 一种宽电压范围高速多级放电电路、测试系统和放电方法
CN113793815B (zh) * 2021-09-26 2024-04-26 杭州广立测试设备有限公司 一种宽电压范围高速多级放电电路、测试系统和放电方法

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