CN105572528B

CN105572528B - 检测电路，相关有源放电电路、集成电路以及方法

Info

Publication number: CN105572528B
Application number: CN201510623847.XA
Authority: CN
Inventors: M·戈比; I·S·贝洛莫; D·特里波蒂; A·博雷洛; A·比安科
Original assignee: STMicroelectronics SRL
Current assignee: STMicroelectronics SRL
Priority date: 2014-11-04
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2020-01-07
Anticipated expiration: 2035-09-25
Also published as: DE102015116154A1; US11750010B2; CN110940937A; DE102015116154B4; CN205139283U; CN105572528A; CN110940937B; US10345348B2; US20160124029A1; US20190369146A1; US10890606B2; US20210080491A1

Abstract

提供了检测电路，相关有源放电电路、集成电路以及方法。描述了一种用于有源放电电路的检测电路(40)。这种有源放电电路经常用于对X电容器(304)进行放电。针对该目的，检测电路(40)生成通知应用于X电容器(304)的AC振荡存在或不存在的放电使能信号(EN)。具体地，检测电路(40)包括用于连接至X电容器(304)的传感器电路(402；404)，其中传感器电路(402；404)生成指示X电容器(304)处的电压的传感器信号(S)。检测电路(40)还包括处理单元(406)，该处理单元包含比较器电路、计时器电路、精化电路和动态阈值生成器电路。具体地，比较器电路通过比较传感器信号(S)和至少一个阈值生成至少一个比较信号。

Description

检测电路，相关有源放电电路、集成电路以及方法

技术领域

本公开的实施例涉及用于对X电容器放电的电路。

背景技术

图1a示出了经由通过外部AC电源20(例如具有诸如230VAC或110VAC的电源)提供的输入电压Vin供电的设备10a的示例。例如，通常设备10a包括连接器102，诸如插头，包括用于连接到外部AC电源20的两端102a和102b，并且经由连接器102接收的AC电源信号Vin被提供给某种电子负载106。

设备10a还可以包括直接连接到AC输入连接器102的电容器104，其通常被称为X电容。例如，这种X电容经常用于开关模式电源(SMPS)中。

在这方面，图1b显示了典型的开关模式电源10b的示例。具体的，在考虑的示例中，图1a的电子负载106现在由整流器电路110表示，诸如二极管桥式整流器，被配置为将AC电源信号Vin转换为DC电源信号，并且电子变换器112，诸如DC/DC开关变换器，其可能供给负载114，诸如外部负载114a和/或内部负载114b。例如，在这种情况下，电容器104可以被配置为过滤来自开关变换器112的开关活动的EMI(电磁干扰)噪声。

安全规则，诸如国际标准IEC60950，可能需要这种设备10a和10b，在下面简单地指示为10，包括被配置为当连接器102从AC电源20断开时对电容器104放电的放电电路108，因此减小了电击的风险，以防万一用户触摸断开的设备10的连接器102。例如，当电容器104的电容值大于给定值时，诸如0.1μF，通常需要这种放电电路108。

例如，当放电电路108可以对这种具有给定的最大放电时间常数的X电容器104(以及连接在供给负载106的电源线之间的可能的其它电容)放电时，设备10经常被认为是符合技术规格的。例如，放电时间常数经常被计算为连接到连接器102的有效电容值(μF)乘以放电电路108的放电路径的有效电阻。每当不能简单定义这些值时，通常通过所需时间的测量评估放电电路108的有效性，以减小电容器104的电压至，例如0.37乘以初始值。例如，典型地，放电时间常数对于具有AC插头连接的“A类型”的装置应低于1秒，或者对于永久安装的设备和具有AC插头连接“B类型”的装置应低于10秒。

例如，放电电路108可以包括与电容器104并联连接的电阻器。在这种情况下，为了根据合适的安全规则对电容器104放电，可以标出电阻器的电阻值。

该方案的缺点实际在于，当设备10连接到AC电源20时，这种额外的电阻也消耗功率，因此减小了设备10的效率。

这种问题可能与例如图1b所示的开关模式电源特别相关。

实际上，当负载114断开连接时，这种开关电源10b还可以连接到关断的或处于诸如待机模式的低功率模式的AC电源20。例如，当笔记本(这种情况下表示外部负载114a)断开连接或关断时，这可以应用于连接到AC电源的笔记本适配器。在这种情况下，电阻器的损耗可以表示适配器损耗的相当一部分。

为了克服这个问题，放电电路108还可以是有源放电电路，其仅仅在连接器102从AC电源20断开时对电容器104放电，因此减小当设备10连接到AC电源20时放电电路108的功率损耗。

发明内容

发明人观察到，这种有源放电电路的最主要部分中的一个是用于检测从AC电源断开和/或与AC电源连接的检测电路。

本公开的目的在于提供允许提高这种检测的装置。

根据一个或多个实施例，通过用于具有在下面的权利要求中具体阐述的特征的X电容器的有源放电电路的检测电路装置实现这种目的。本公开还涉及包括该检测电路的相关的有源放电电路和的集成电路，以及相关的方法。

权利要求是本文所提供的实施例的技术教导的组成部分。

如前面所述的，检测电路是被用于对设备，特别是开关模式电源的X电容器放电的有源放电电路的最主要部件中的一个。一般地，检测电路被配置为生成指示存在或不存在应用于所述X电容器的AC振荡的放电使能信号。

在一些实施例中，检测电路包括传感器电路，诸如与整流器电路有关的电压分压器，用于连接到X电容器。特别地，这种传感器电路被配置为生成指示X电容器的电压的传感器信号，诸如X电容器的电压的缩小版本和/或整流版本。

在一些实施例中，检测电路包括包含一个或多个比较器的比较器电路。相应地，比较器电路通过比较传感器信号和至少一个阈值生成至少一个比较信号。

在一些实施例中，检测电路包括计时器电路，诸如数字计数器，被配置为确定自上一个重置事件以来的给定的时间是否失效并相应地设置放电使能信号。例如，当计时器电路经由重置信号被重置时，定时电路可以设置放电使能信号为第一逻辑电平。接着，计时器电路可以确定自计时器电路重置以来用去的时间，并且以防万一用去的时间超过给定的超时值，计时器电路可以设置放电使能信号为第二逻辑电平。

在一些实施例中，精化电路用于根据比较电路提供的至少一个比较信号生成用于计时器电路的重置信号。

在一些实施例中，检测电路还包括被配置为根据传感器信号将比较器电路的至少一个阈值改变的动态阈值生成器电路。

例如，在一些实施例中，动态阈值生成器电路被配置为以前馈方式根据传感器信号改变比较器电路的至少一个阈值。

例如，在这种情况下，动态阈值生成器电路可以包括被配置为确定上阈值或传感器信号的峰值的峰值检测器电路，以及被配置为根据上阈值确定下阈值的阈值生成器电路。

在这种情况下，比较器电路可以确定传感器信号是否大于下阈值，或者可替代地，处于较低和上阈值之间。相应地，比较器的输出端处的信号的上升沿指示传感器信号具有正斜率，而比较器的输出端处的下降沿指示传感器信号具有负斜率。

在一些实施例中，当比较信号包括上升沿和/或下降沿时，精化电路可以因此重置计时器电路。精化电路还可以确定上升沿和下降沿之间用去的时间，并在该时间小于给定的时间阈值时重置计时器电路。

在一些实施例中，动态阈值生成器电路还可以根据比较器电路的输出端处的至少一个比较信号，用反馈的方式改变比较器电路的至少一个阈值。

例如，在这种情况下，比较器电路可以包括生成分别指示传感器信号是否大于第一和第二阈值的第一和第二比较信号的两个比较器。相应地，比较信号指示传感器信号是否小于第一和第二阈值，处于第一和第二阈值之间或大于第一和第二阈值。

在一些实施例中，当传感器信号大于第一和第二阈值时，动态阈值生成器电路可以因此增大第一或第二阈值中较小的一个，或者当传感器信号小于第一和第二阈值时，动态阈值生成器电路可以因此减小第一或第二阈值中较大的一个，即，不断调整阈值使得传感器信号处于第一和第二阈值之间。相应地，较小的阈值由于传感器信号的正斜率而增加，而较大的阈值由于传感器信号的负斜率而减小。

该性能可以用于重置计时器电路。例如，在一些实施例中，精化电路每重置计时器电路一次，较小的阈值增加，即，每次比较器电路指示传感器信号大于两个阈值。

相应地，检测电路通常确定两端之间的AC电压的存在，其通常连接到诸如开关电源的设备的X电容器。相应地，这种检测电路对适用于对这种X电容器放电的有源放电电路是特别有用的。

一般地，检测电路或整个有源放电电路还可以被集成在一个数字和/或模拟集成电路中，例如，开关电源的驱动器电路。

附图说明

现将参考附图描述本公开的实施例，其仅仅以非限制性示例的方式提供，其中：

-图1a和1b已经在前面描述；

-图2显示了根据本公开的包括X电容器的设备；

-图3显示了用于图2的设备的有源放电电路的实施例；

-图4显示了用于图3的有源放电电路的检测电路的实施例；

-图5a和5b显示了在图4的检测电路中生成的典型的波形；

-图6显示了图4中所示的检测电路的处理单元的第一实施例；

-图7、8和9显示了可能在图6的处理单元中生成的波形；

-图10显示了图4中所示的检测电路的处理单元的第二实施例；

-图11、13和16显示了图10的处理单元的细节；

-图12a和12b显示了可能在图10的处理单元中生成的波形；以及

-图14和15显示了图3的有源放电电路的进一步细节的实施例。

具体实施方式

在下面的描述中，许多具体细节被给出以提供对实施例的透彻的理解。不需要一个或多个具体细节，或者采用其它方法、元件、材料等来实现实施例。在其它实施例中，没有示出或具体描述众所周知的结构、材料或操作，以避免模糊实施例的各方面。

整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着与该实施例有关的描述的具体特征、结构或特性被包含在至少一个实施例中。因此，在整个说明书的多处出现的短语“一个实施例”或“一实施例”并不必须指代相同的实施例。进一步地，具体特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式结合。

本文所提供的标题仅仅为了方便并不解释实施例的范围或意思。

在下面的附图中，已经参考图1描述的部分、元件或部件由之前在该图中使用的相同标号指出；为了不使现在的具体描述的负担过重，在下文中将不再重复之前描述的元件的描述。

如前面所述，本公开提供了用于对X电容放电的解决方法。

图2显示了根据本公开的包括设备30的实施例。

类似于图1a和1b所示的设备，设备30包括连接器302，诸如插头，包括用于连接到外部AC电源20的至少两个电源端302a和302b，并且经由端302a和302b接收的AC电源信号V_in被提供给负载。

例如，在一个实施例中，经由端302a和302b接收的AC电源信号被提供给诸如桥式整流器的整流器310，其变换AC电源信号为经由正功率线316a和表示地GND的负功率线316b提供的DC功率信号，直至DC负载312。

例如，在一个实施例中，DC负载可以是DC/DC或DC/AC开关变换器312，其提供调节的电源信号至标号314a和314b分别指示的外部和/或内部负载。例如，开关变换器的典型拓扑为降压、升压、降压-升压、反激、正向、半桥或全桥变换器，其为本领域技术人员所熟知，在此呈现为具体描述是不必要的。

在所考虑的实施例中，设备30还包括X电容器304，即连接(例如，直接连接)在端302a和302b之间的至少一个电容器。

在所考虑的实施例中，设备10进一步包括被配置为可选择地对电容器304放电的有源放电电路308。

图3显示了根据本公开的有源放电电路308的实施例。

具体地，在所考虑的实施例中，有源放电电路308包括被配置为确定连接器302是否已经从AC电源20断开的检测电路40，以及经由通过检测电路40提供的信号EN驱动并被配置为在信号EN指示连接器302已经从AC电源断开时对电容304放电的放电电路50。

一般地，当设备30连接到AC电压源20时，电容器304的电压V_X，即端302a和302b之间的电压，为正弦信号，即，具有给定幅值和频率的振荡，例如230V幅值和50Hz频率。

因此，通过检测电容器304的AC振荡，检测电路40可以确定设备30是否连接到AC电源20。

图4显示了检测电路40的可能实施例。

在所考虑的实施例中，检测电路40包括可选的整流器电路402、电压传感器404和处理单元406。

具体地，可选的整流器电路402介于电容器304和电压传感器404之间，其中整流器电路402被配置为变换电容器104的AC电压信号VX为DC直流信号。

相反地，电压传感器404被配置为测量整流器电路402的输出端处的电压(或者有选择的直接在电容304测量)。因此，一般地，电压传感器404的输出端处提供的电压S代表电容304的电压V_X。

例如，图14显示了电压传感器404的可能实施例，其特别适合已经包括整流器310，诸如桥式整流器的设备。

在所考虑的实施例中，电容器304的电压V_X经由整流器电路402整流。具体地，在所考虑的实施例中，整流器包括两个二极管D₁和D₂。更具体地，二极管D₁的阳极连接到电容器304的第一端，例如，端302a，且二极管D₂的阳极连接到电容304的第二端，例如，端302b。二极管D₁和D₂的阴极(优选地，直接地)连接在一起，因此总是提供正电压。特别地，仅仅两个二极管D₁和D₂是足够的，由于整流器310提供的地GND可以用作该电压的负参考。

相反地，例如，在没有整流器310的情况下，全桥整流器可以用在整流器电路402中。

D₁和D₂的阴极提供的正电压被提供给电压传感器404。

例如，在所考虑的实施例中，包括两个串联连接的电阻器R1和R2的电压分压器被用作电压传感器404。具体地，在所考虑的实施例中，电压分压器连接在二极管D₁和D₂的连接点和地GND之间，并且电阻R1和R2的中间点提供传感器信号S。因此，在所考虑的实施例中，信号S对应于相对于地GND的正电压，并且对应于电容304的电压V_X的整流且缩小的版本。

因此，当设备30连接到AC电源20时，信号S可能具有主要取决于整流器电路402的存在和实现的不同的波形。例如，一般地，信号S可以是AC正弦振荡、正的正弦振荡(例如，通过将DC偏置与AC振荡相加)、整流的正弦振荡、或仅仅包括每个第二半波的波形(例如，通过仅仅使用单个二极管，例如D1或D2，在整流器电路402中)。

最后，处理器单元406，其可以通过任何适当的模拟和/或数字电路实现，精化传感器信号S并根据传感器信号S确定信号EN。

一般地，放电电路50包括被配置为选择性地对电容器304放电作为信号EN的功能的电子开关SW。为了限制放电电流，电阻器，或通常为阻性元件，或电流生成器(生成线性/非线性电流和/或恒定/非恒定电流)还可以与这种电子开关SW串联连接。因此，这种电子开关SW可以，例如，与电容器304并联连接。

相反地，在设备包括整流器310的情况下，电子开关SW还将电容放电至地GND。

例如，图15显示了可以与图14所示的检测电路结合使用的实施例。实际上，在本实施例中，二极管D₁和D₂的阴极的连接点总是提供相对于地GND(即，整流器310的输出端处的负线)的正电压。因此，在这种情况下，电子开关SW，诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，例如，具有N沟道，可以连接在二极管D₁/D₂的阴极的连接点和地GND之间，其中电子开关SW的控制栅极经由EN驱动。

一般地，同样在这种情况下，通过简单地检查信号S是否大于给定阈值，不能检测断开事件，这是由于当连接器302断开时，电容304可能被充电至0到最大线电压之间的任何值。因此，恒定的固定阈值的使用不是实现检测的可靠方式。

而且，因为放置在上游的EMI滤波器的可能进一步的元件，检测也是复杂的，连接器302可以在感测的电压S中引入畸变。进一步地，通常，其也不可能精确地预测畸变，其通常取决于设备的电子负载的状态。

最后，特别地，在开关电源的背景中，当设备30断开时，传感器信号S也不能逐渐减小，但是后续的电子变换器310仍然消耗能量，导致与线性或降压式缓慢放电类似的电压曲线。

例如，在开关电源具有或不具有输出负载的情况下，分别地，图5a和5b显示了信号S的两种可能的波形，。

具体地，在所考虑的示例中，一旦插头在时刻t₀断开，电容器304的放电时间在图5a和5b所示的波形之间显著地改变。例如，图5a所示的放电行为非常类似于递减的正弦波形。

因此，通过比较AC电压的最大峰值，其对应于振荡的幅值，和给定的电压参考，可以检测断开事件。然而，该解决办法可能需要了解AC电压的标称幅值，其对于不同国家可能在80VAC～260VAC之间变化。

因此，一般地，电容器304的电压可以与固定的较低的电压参考比较，诸如70V。然而，额外的部件，特别地，EMI滤波器中的电感器可能在信号S中引入畸变。

例如，当测量相对于例如，在图15中所示的整流器310的下游的地GND的信号S时，这可能是特别相关的。在这种情况下，感测的信号S的形状还极大地取决于负载状态。

在上下文中，发明人已经观察到峰值几乎是由AC电源峰值定义的，但是最小值(所谓的谷值)极大地取决于负载状态。例如，这通常是因为EMI滤波器阻抗的有限值(且不同于零)。因此，在重负载情况下，信号S的谷值是低的，甚至接近零。另一方面，谷值将大于轻负载情况：因为这个原因，固定的低阈值可以导致AC电源错过或错误的检测(随着不希望的X电容器放电的启动)。

图6显示了根据本公开的处理单元406a的第一实施例。

具体地，在所考虑的实施例中，解决方案确定了动态电压阈值而不是使用固定的且预先配置的电压参考。

具体地，在所考虑的实施例中，处理单元406a包括比较器电路412a、动态阈值生成器电路416a、精化电路418a和计时器电路414a。

具体地，动态阈值生成器电路416a被配置为根据信号S提供用于比较器电路412a的一个或多个阈值。

例如，在所考虑的实施例中，动态阈值生成器电路416a包括峰值检测器408和阈值生成器电路410。

具体地，峰值检测器408被配置为检测信号S的最大值。例如，于2014年10月9日申请的专利申请US 14/510,925所描述的合适的峰值检测器，其并入本文中作为参考用于该目的。

因此，当设备30连接到AC电源20时，峰值检测器408将在AC电源信号的一个或多个振荡之后提供信号S的最大值，其表示电容器304的电压V_X的振荡幅值。因此，该峰值表示用于信号S的较高的动态阈值DHT。

在所考虑的实施例中，阈值生成器电路410使用该信号，为了生成至少一个阈值，诸如参考电压信号，用于比较器电路412a。

例如，在一个实施例中，比较器电路412a包括被配置为比较信号S和下阈值DLT的信号比较器。在这种情况下，阈值生成器电路410可以被配置为根据较高的动态阈值DHT动态地去定该下阈值DLT。例如，可以通过从阈值DHT减去给定值，诸如20-50V，或者通过用给定的百分比，诸如90％，缩小阈值DHT，来计算下阈值DLT。一般地，两个阈值之间的差值还可以是可编程的，例如，用软件的方式，微调或金属选项。

因此，下阈值DLT对应于根据电容器304的峰值确定的动态阈值。因此，在所考虑的实施例中，比较器412a的输出端处的信号OVTH指示信号S是否指示电容器304的电压大于下阈值DLT。

例如，图7显示了用于当电容器304的电压大于下阈值DLT时被设置为第一逻辑电平(例如，“1”)，以及在当电容器304的电压小于下阈值DLT时被设置为第二逻辑电平(例如，“0”)的信号OVTH的可能波形。因此，只要AC电源20连接到设备30，生成用于AC电源20的整流的振荡的每个半波的单脉冲。相反地，缺少整流器316或者当仅仅使用整流器电路316中的单个二极管时，生成用于每个振荡的单脉冲。

在一个实施例中，比较器电路412a可以包括被配置为替代窗口比较器确定信号S是否在较低的和上阈值之间。在这种情况下，阈值生成器电路410可以被配置为提供较低的动态阈值DLT和较高的动态阈值DHT至比较器电路412a的窗口比较器。因此，在这种情况下，信号OVTH指示信号S是否在较低的和较高的动态阈值DLT和DHT之间。例如，这种窗口比较器可以提高鲁棒性和有效性，以及可以是合适的，当AC变换应被更高的精确度/分辨率检测时。

因此，当设备30连接到AC电源20时，比较器电路412a的输出端处的信号OVTH件包括用于时间周期T的至少一个脉冲，时间周期T对应于：

T＝1/f_AC。

其中f_AC是AC电源20的AC振荡的频率，其通常是50-60Hz。

相反地，当设备30从AC电源20断开时，将缺失这些脉冲。

例如，在这一点上，图8显示了用于信号S和对应信号OVTH的可能波形。

因此，在所考虑的实施例中，计时器电路414a被用于确定，类似于看门狗计时器或超时计数器，自上一个脉冲发生在信号OVTH后，给定时间周期是否已经过去。

例如，这种计时器电路414a可以用计数器实现，其增加或减小一个计数值直到达到给定值，并且其基于重置信号RESET被重置为给定的初始值。因此，在这种情况下，这种计时器电路414a可以根据信号OVTH被重置。

例如，在所考虑的实施例中，信号OVTH被提供至精化电路418a用于该目的，其根据信号OVTH确定用于计时器电路414a的信号RESET。

例如，在一个实施例中，精化电路418a被配置为(基于信号OVTH的逻辑值)在信号OVTH的每个上升沿重置或重启计时器电路414a，其表示信号S的正斜率。因此，在这种情况下，计时器电路414a可以确定自信号OVTH的上一个上升沿以来，是否已经经过了一个给定时间周期。例如，典型地，用于计时器电路414a的时间阈值或超时值TO应对应于AC电源的典型振荡的多个周期T，诸如40-100毫秒。因此，当计时器电路414a达到超时值TO时，计时器电路414a可以经由信号EN使能放电电路50，为了对电容304放电。

在一个实施例中，精化电路418a可以被配置为也在信号OVTH的每个下降沿重置计时器电路414a。因此，在这种情况下，当自信号OVTH的上一个上升或下降沿以来，计时器电路达到给定的超时值TO时，计时器电路414a被配置为使能放电电路。

因此，一般地，当自信号OVTH的上一个上升和/或下降沿以来，已经经过了一个给定的时间周期，计时器电路414a使能放电电路。

相反地，不同的解决方案可以用于确定放电电路50应该在何时被再次使能或无效。

例如，计时器电路414a可以被配置为仅仅在信号OVTH的上升沿，其指示信号S的正斜率，无效放电电路50。例如，在这种情况下，精化电路418a可以被配置为在信号OVTH的每个上升沿经由信号RESET重置计时器电路414a。

相反地，计时器电路414a不应简单地使放电电路50在下降沿失效，因为一旦放电电路被使能，电容器304的电压减小，其可以引起信号OVTH的下降沿。

因此，在一个实施例中，为了避免该问题，精化电路418a被配置为确定信号S是否显示斜率改变(二阶导数)并最后重置计时器电路414a。

例如，在一个实施例中，精化电路418a被配置为确定在信号OVTH的两个连续沿之间经过的时间，即在上升沿和下降沿之间，反之亦然，在下降沿和上升沿之间，因此确定两个值：指示信号OVTH为高的持续时间的第一值TH，以及指示信号OVTH为低的持续时间的第二值TL。在这种情况下，精化电路418a可以被配置为比较这些持续时间和至少一个时间阈值，为了确定这些持续时间是否在给定极限内。例如，在一个实施例中，精化电路418a可以确定第一持续时间TH和第二持续时间TL是否均小于超时值TO，其可以对应于多个周期的持续时间或典型的AC振荡的子周期，例如5、10、20-100ms。因此，在这种情况下，精化电路418a可以重置计时器电路414a，因此仅仅在持续时间TH和/或TL都在规定的极限内时使放电电路50失效。

例如，图9显示了对于本实施例，用于信号OVTH和用于放电电路50的各个使能信号EN的可能波形。

具体地，在所考虑的示例中：

-在时刻t₁，信号S的电压达到较低的电压阈值DLT，

-在时刻t₃，信号S的电压下降为低于较低的电压阈值DLT，

-在时刻t₄，信号S的电压再次达到较低的电压阈值DLT，以及

-在时刻t₅，信号S的电压再次下降为低于较低的电压阈值DLT。

因此，在所考虑的实施例中，信号OVTH包括两个脉冲。而且，在所考虑的示例中，第一脉冲的持续时间TH₁和持续时间TL₂大于超时值TO，且第二脉冲的持续时间TH₂小于超时值TO。因此，考虑到精化电路418a的上述结构，计时器电路414a将使能放电电路50。相反地，精化电路418a将重置计时器电路414a，由此仅仅在时刻t₅的第二下降沿处使放电电路50无效，因为仅仅在该时刻，精化电路414能够确定第二脉冲的持续时间TH₂并比较该持续时间和超时值TO。

该方法具有进一步的优点，即AC输入电压的低变化可以自动地被滤波。

图10显示了处理单元406b的第二实施例。

具体地，也在本实施例中，处理单元406b包括比较器电路412b、动态阈值生成器电路416b、精化电路418b和计时器电路414b。也在这种情况下，动态阈值生成器电路416b被配置为根据信号S确定提供至少一个阈值至比较器电路412b，以及精化电路418b被配置为根据比较器电路412b的输出端处的一个或多个信号重置计时器电路414b。

然而，在图6所示的实施例中，阈值以前馈或开环的方式基于信号S直接确定，在所考虑的实施例中，阈值以反馈或闭环的方式基于比较器电路412b的输出端处的信号更新。

具体地，在所考虑的实施例中，比较器电路412b包括两个比较器412₁和412₂，其比较信号S和由动态阈值生成器电路416b的两个动态的阈值DT₁和DT₂。

因此，在所考虑的实施例中，第一比较器412₁的输出端处的信号COMP₁指示信号S是否大于电压参考信号DT₁，以及第二比较器412₂的输出端处的信号COMP₂指示信号S是否大于电压参考信号DT₂。

在所考虑的实施例中，比较器电路412b提供比较信号COMP₁和COMP₂至精化电路418b，诸如组合电路，其被配置为基于信号COMP₁和COMP₂确定信号S是否增大或减小。

具体地，在所考虑的实施例中，针对该目的，精化电路418b提供指示信号S大于DT₁和DT₂的信号INC，以及指示信号S小于DT₁和DT₂的信号DEC。

例如，图11显示了用于信号COMP₁和COMP₂的逻辑电平的精化电路418b的可能实施例，其来自于连接信号至图10所示的比较器412₁和412₂的正和负输入端。具体地，在这种情况下，信号INC可以经由与门420获得，并且信号DEC可以经由或非门422获得，其中两个门电路接收信号COMP₁和COMP₂作为输入。

因此，动态阈值生成器电路416b能够确定(经由比较器电路412b)信号S是否大于(例如，INC＝“1”和DEC＝“0”)，小于(例如，INC＝“0”和DEC＝“1”)或者在阈值DT1和DT2之间(例如，INC＝“0”和DEC＝“0”)。在所考虑的实施例中，为了改变阈值DT₁和DT₂，动态阈值生成器电路416b使用该信息。

例如，图16显示了动态阈值生成器电路416b的可能实施例。在所考虑的实施例中，信号INC和DEC被提供至数字处理单元420，诸如微处理器。数字处理单元420精心设计信号INC和DEC，并经由各个数字-模拟转换器DAC1和DAC2设置阈值DT1和DT2。

在这一点上，图12a显示了动态阈值生成器电路416b的实施例的可能操作。

在所考虑的实施例中，初始地，阈值DT₁和DT₂被设置为各个初始值，例如DT₁＝DT_1，0，以及DT₂＝DT_2，0，其中阈值中的一个大于另一个，即，一个阈值表示下阈值，且另一个阈值表示上阈值，例如，DT_2，0＞DT_1，0。

一旦信号INC指示信号S大于DT₁和DT₂，即S＞DT_1，0且S＞DT₂，0，电路416b分配新的值给下阈值，其中新的值大于之前的上阈值。例如，在所考虑的示例中，阈值DT₁被分配为新的值DT_1，1，具有DT_1，1＞DT_2，0。因此之前的下阈值变为新的上阈值(大于信号S的当时值)并且实质性地，信号INC再次改变逻辑状态。

每一次信号INC变为高，重复该原理，从而紧接着信号S的上升斜率。例如，在所考虑的实施例中，信号S超过阈值DT₁和DT₂的三倍直到阈值被设置为DT₁＝DT_1，2以及DT₂＝DT_2，1。

因此，在所考虑的实施例中，两个阈值中的一个表示下阈值，以及另一个表示上阈值，并且当信号INC指示信号S大于两个阈值时，电路416b增大下阈值，使得下阈值变为新的上阈值。

相反地，当信号S再次下降时，在给定时刻，信号DEC将显示信号S小于DT₁和DT₂，即S＜DT_1，2以及S＜DT_2，1。此时，电路416b将减小当前的上阈值。例如，在图12a中，信号DT₁将被设置为新的值DT_1，1，其小于DT₂的当前值。

因此，在所考虑的实施例中，当信号DEC指示信号S小于两个阈值时，电路416b减小上阈值，使得上阈值变为新的下阈值。

因此，通过重复上述操作，处理单元406b能够跟随信号S的波形。而且，信号INC和DEC分别显示了信号S是否具有正斜率或负斜率。

在一个实施例中，至少四个电平用于阈值DT₁和DT₂的每一个。例如，图13显示了用于阈值DT₁和DT₂的每一个的七个电平L的典型数值表。具体地，这些值适用于110VAC和230VDC的应用场合。本领域技术人员可以理解，指示的值与相对于电压V_X的幅值的绝对阈值有关，其最后基于电压检测电路404b的比率被缩小。

一般地，如图12a所示的，当信号S减小为零时，阈值可以保持在最低电平，例如，电平DT_1，0和DT_2，0，其大于零。因此，在这种情况下，信号DEC将保持为高直到信号S再次增大为超过下阈值，例如图12a中的DT_1，0。

相反地，图12b显示了一个实施例，在这种情况下，其中处理单元分配默认值DT₀大多数时候为零甚至是负的。具体地，当阈值已经达到最低电平时，例如电平DT_1，0和DT_2，0，以及信号DEC变为高，处理单元分配当前的上阈值为该默认值，例如，DT₂＝DT₀。

因此，一般地，阈值信号DT₁和DT₂的电平被配置为使得信号INC和DEC包括(存在AC电源信号)分别用于信号S的每个上升或下降斜率的多个脉冲。

因此，类似于图6所示的之前的实施例，精化电路418b可以被配置为根据比较器电路412b提供的信号(即，信号INC和DEC)经由信号RESET重置计时器电路414b。

例如，在图11所示的实施例中，信号RESET对应于信号INC，即信号RESET仅仅包括信号INC的脉冲，以该方式显示信号S的正斜率。

然而，为了分析信号OVTH的波形，例如，为了确定信号OVTH的上升沿，在之前的实施例中需要某种逻辑，在这种情况下，信号INC仅仅包括短脉冲，并且相应地，该信号可以直接用于重置计时器电路414b。

一般地，相对于图6和图10所示的实施例还可以组合，并且部件可以是复用的，例如，仅仅单个计时器电路可以被使用替代两个分离的计时器电路414a和414b。例如，在这种情况下，由图6的精化电路418a提供的信号RESET可以与图10的精化电路418b提供的信号RESET组合，例如，通过逻辑或门。

这种电路的组合提供了适用于合适的状态(例如，EMI滤波器结构、负载状态等)的宽范围的系统解决办法。电路组合是可靠的并且有效的解决办法，而不管系统的操作状态。

当然，在不影响本发明原理的情况下，结构和实施例的细节可以大范围地改变，相对于本文单纯地以示例的方式已经描述的并且解释的，因而不脱离由随后的权利要求多定义的本发明的范围。

Claims

1.一种用于有源放电电路(308)的检测电路(40)，所述有源放电电路被适配为对设备(30)的X电容器(304)进行放电，所述检测电路(40)被配置为生成放电使能信号(EN)，所述放电使能信号(EN)信号通知应用于所述X电容器(304)的AC振荡的存在或不存在，其中所述检测电路(40)包括：

-传感器电路(402；404)，用于连接至所述X电容器(304)，所述传感器电路(402；404)被配置为生成指示所述X电容器(304)的电压的传感器信号(S)；

-比较器电路(412)，被配置为通过将所述传感器信号(S)和至少一个阈值(DLT；DLT、DHT；DT₁，DT₂)进行比较来生成至少一个比较信号(OVTH；COMP₁，COMP₂)；

-计时器电路(414)，被配置为：

a)当所述计时器电路(414)已经经由重置信号(RESET)而被重置时，设置所述放电使能信号(EN)至第一逻辑电平；并且

b)确定自所述计时器电路(414)已经经由重置信号(RESET)而被重置以来经过的时间；

c)测试所述经过的时间是否超过给定的超时值；以及

d)在所述经过的时间超过所述给定的超时值的情况下，设置所述放电使能信号(EN)至第二逻辑电平；

-精化电路(418)，被配置为根据所述至少一个比较信号(OVTH；COMP₁，COMP₂)生成用于所述计时器电路(414)的所述重置信号(RESET)；以及

-动态阈值生成器电路(416)，被配置为根据所述传感器信号(S)改变所述比较器电路(412)的所述至少一个阈值(DLT，DHT；DT1，DT2)。

2.根据权利要求1所述的检测电路(40)，其中所述动态阈值生成器电路(416a)被配置为以前馈的方式根据所述传感器信号(S)改变所述比较器电路(412)的所述至少一个阈值(DLT，DHT)。

3.根据权利要求2所述的检测电路(40)，其中所述动态阈值生成器电路(416a)包括：

-峰值检测器电路(408)，被配置为确定指示所述传感器信号(S)的峰值的上阈值(DHT)；以及

-阈值生成器电路(410)，被配置为根据所述上阈值(DHT)确定下阈值(DLT)。

4.根据权利要求3所述的检测电路(40)，其中所述比较器电路(412a)包括：

-单个比较器(412a)，被配置为生成指示所述传感器信号(S)是否大于所述下阈值(DLT)的比较信号(OVTH)；或者

-窗口比较器(412a)，被配置为生成指示所述传感器信号(S)是否在所述下阈值(DLT)和所述上阈值(DHT)之间的比较信号(OVTH)。

5.根据权利要求4所述的检测电路(40)，其中所述精化电路(418a)被配置为：

-测试所述比较信号(OVTH)是否包括上升沿和/或下降沿；以及

-当所述比较信号(OVTH)包括上升沿和/或下降沿时，经由所述重置信号(RESET)重置所述计时器电路(414a)。

6.根据权利要求4或权利要求5所述的检测电路(40)，其中所述精化电路(418a)被配置为：

-测试所述比较信号(OVTH)是否包括上升沿和下降沿两者；以及

-在所述比较信号(OVTH)包括所述上升沿和所述下降沿两者的情况下，确定在所述上升沿和所述下降沿之间经过的时间；

-测试所述上升沿和所述下降沿之间的所述经过的时间是否小于给定的时间阈值；以及

-当所述上升沿和所述下降沿之间的所述经过的时间小于所述给定的时间阈值时，经由所述重置信号(RESET)重置所述计时器电路(414a)。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的检测电路(40)，其中所述动态阈值生成器电路(416b)被配置为根据所述至少一个比较信号(COMP₁，COMP₂)以反馈的方式改变所述比较器电路(412)的所述至少一个阈值(DT₁，DT₂)。

8.根据权利要求7所述的检测电路(40)，其中所述比较器电路(412b)包括：

-第一比较器(412₁)，被配置为生成指示所述传感器信号(S)是否大于第一阈值(DT₁)的第一比较信号(COMP₁)；以及

-第二比较器(412₂)，被配置为生成指示所述传感器信号(S)是否大于第二阈值(DT₂)的第二比较信号(COMP₂)。

9.根据权利要求8所述的检测电路(40)，其中所述动态阈值生成器电路(416b)被配置为：

-确定所述第一阈值(DT₁)或所述第二阈值(DT₂)中的哪个更大；

-测试所述第一比较信号(COMP₁)和所述第二比较信号(COMP₂)是否指示所述传感器信号(S)大于所述第一阈值(DT₁)和所述第二阈值(DT₂)两者；

-测试所述第一比较信号(COMP₁)和所述第二比较信号(COMP₂)是否指示所述传感器信号(S)小于所述第一阈值(DT₁)和所述第二阈值(DT₂)两者；

-在所述第一比较信号(COMP₁)和所述第二比较信号(COMP₂)指示所述传感器信号(S)大于所述第一阈值(DT₁)和所述第二阈值(DT₂)两者的情况下，增大所述第一阈值(DT₁)或所述第二阈值(DT₂)中较小的一个；以及

-在所述第一比较信号(COMP₁)和所述第二比较信号(COMP₂)指示所述传感器信号(S)小于所述第一阈值(DT₁)和所述第二阈值(DT₂)两者的情况下，减小所述第一阈值(DT₁)或所述第二阈值(DT₂)中较大的一个。

10.根据权利要求8或权利要求9所述的检测电路(40)，其中所述精化电路(418b)被配置为：

-测试所述第一比较信号(COMP₁)和所述第二比较信号(COMP₂)是否指示所述传感器信号(S)大于所述第一阈值(DT₁)和所述第二阈值(DT₂)两者；以及

-当所述第一比较信号(COMP₁)和所述第二比较信号(COMP₂)指示所述传感器信号(S)大于所述第一阈值(DT₁)和所述第二阈值(DT₂)两者时，经由所述重置信号(RESET)重置所述计时器电路(414a)。

11.一种有源放电电路(308)，所述有源放电电路(308)被适配为对设备(30)的X电容器(304)进行放电，所述有源放电电路(308)包括：

-根据前述权利要求中的任一项所述的检测电路(40)；以及

-放电电路(50)，所述放电电路(50)被适配为耦合到所述X电容器(304)并被配置为根据由所述检测电路(40)生成的所述放电使能信号(EN)对所述X电容器(304)进行放电。

12.根据权利要求11所述的有源放电电路(308)，其中所述放电电路(50)包括至少一个电子开关和/或电流生成器。

13.根据权利要求12所述的有源放电电路(308)，其中所述至少一个电子开关包括连接到电阻性元件的电子开关。

14.根据权利要求13所述的有源放电电路(308)，其中所述电阻性元件包括电阻器，并且所述电流生成器被配置成生成线性/非线性电流和/或恒定/非恒定电流。

15.一种集成电路，包括：

-根据权利要求1-10中任一项所述的检测电路(40)；以及

-根据权利要求11-14中任一项所述的有源放电电路(308)。

16.一种检测应用于设备(30)的X电容器(304)的AC振荡存在或不存在的方法，所述方法包括以下步骤：

-监测所述X电容器(304)处的电压；

-生成至少一个比较信号(OVTH；COMP₁，COMP₂)，所述至少一个比较信号指示在所述X电容器处的电压是否被包含在由下阈值和上阈值限定的电压窗口中；

-根据所述至少一个比较信号(OVTH；COMP₁，COMP₂)确定应用于X电容器(304)的所述AC振荡的存在或不存；以及

-根据在所述X电容器处的传感器信号(S)改变所述上阈值和所述下阈值。