CN105652074B - 电压检测电路及检测电压变化的方法 - Google Patents

电压检测电路及检测电压变化的方法 Download PDF

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Abstract

本发明主要涉及电源转换系统,在应用于交流至直流电源转换的装置中设计一种对正弦波交流市电整流后的电压实施侦测的检测电路,并提供相应的检测方法,利用充电电流源单元为一个电容充电和利用放电电流源单元为电容放电,在电容充电和放电的交替过程中将电容上变化的电压与一个临界零电位进行比较,输出比较结果,藉由电压检测电路轻易的监控和检测出输入电压幅度的变化状态并得到检测结果。

Description

电压检测电路及检测电压变化的方法

技术领域

[0001] 本发明主要涉及电源转换系统,确切地说,是在应用于交流至直流电源转换的装 置中设计一种对正弦波交流市电整流后的电压实施侦测的检测电路,并提供相应的检测方 法,藉由电压检测电路轻易的监控和检测出输入电压幅度的变化状态并输出检测结果。

背景技术

[0002] 在常规的电源转换系统中,会利用交直流转换器将电网提供的交流输入电压Vac转 换成期望的直流电压VDC,然后再籍由电压转换器对电压Vdc调制之后,输出最终的具微小纹 波的直流输出电压VQUT,这是现有交直流转换系统采用的常规技术。面临的问题是,交流输 入电压Vac并非一直具有稳定不变的峰值或有效值,当市电送入的交流输入电压Vac进入欠 压或者过压状态,都有可能造成交直流转换器的损坏,因此,实时监控和判断交流输入电压 Vac的变化趋势十分有必要。

[0003] 在美国专利申请US20090141523中,利用两个串联的电阻构成分压器并在它们之 间的公共节点处产生反映输入电压Vac变化的侦测电压。该两个电阻串接在输入电压Vac输 出的直流电源Vm和接地端之间,本领域的技术人员都知道,一直导通产生电流流经该两个 电阻会消耗功率,尽管这两个电阻仅仅只是作为辅助的侦测元器件。有鉴于此,既要求提供 可有效用于侦测输入电压Vac变化的装置,而且这个装置能直接无误的准确反映电压Vac变 化趋势,又要求能够避免用于侦测输入电压Vac的装置不必要的过多消耗能量,是一个苛待 解决的难题。

发明内容

[0004] 在一个实施例中,本发明揭示了一种电压检测电路,包括:一个整流电路,将交流 电压整流为直流的输入电压;一个侦测单元,接收输入电压并依据输入电压大小的波动,籍 此产生具有不同逻辑态的侦测电压信号;一个用于循环充放电的电容;一个充电电流源单 元,在侦测单元发送的所述侦测电压信号具有第二状态时为所述电容充电;一个放电电流 源单元,在侦测单元发送的所述侦测电压信号具有第一状态时使所述电容放电;一个主比 较器,在电容充电和放电的交替过程中将电容上变化的电压与一个临界零电位进行比较, 并输出带有标识输入电压变化趋势的检测信号。

[0005] 上述电压检测电路,当输入电压超过一个预设值时,触发所述侦测单元产生具有 第一状态的侦测电压信号;以及当输入电压低于预设值时,触发所述侦测单元产生具有第 二状态的侦测电压信号。

[0006] 上述电压检测电路,在侦测单元中,一个齐纳二极管的阳极连接于一个结型场效 应晶体管的漏极,并将输入电压施加在齐纳二极管阴极,设置所述预设值等于齐纳二极管 的击穿电压,从而在结型场效应晶体管的源极产生侦测电压信号。

[0007] 上述电压检测电路,结型场效应晶体管JFET的源极连接于侦测单元中一个比较器 的正相输入端,该比较器的反相输入端输入一个阈值电压Vth;当输入电压高于所述预设值, 导致侦测电压信号电位大于阈值电压Vth,表征侦测电压信号具有逻辑高的第一状态,使得 侦测单元的比较器输出的驱动信号为高电平;当输入电压低于所述预设值,导致侦测电压 信号电位小于阈值电压Vth,表征侦测电压信号具有逻辑低的第二状态,使得侦测单元的比 较器输出的驱动信号为低电平。

[0008] 上述电压检测电路,充电电流源单元包括一个电压电流转换器和一个开关SW1,开 关3?1连接于一个电压源与电压电流转换器输入端之间;当侦测电压信号具有第二状态时, 侦测单元发送驱动信号接通开关SW1,为充电电流源单元提供用于转换成充电电流的电压 源,将充电电流输送给电容促使电容充电。

[0009] 上述电压检测电路,放电电流源单元包括一个电压电流转换器和一个开关sw2,开 关SW2连接于一个电压源与电压电流转换器输入端之间;当侦测电压信号具有第一状态时, 侦测单元发送驱动信号接通开关SW2,为放电电流源单元提供用于转换成放电电流的电压 源,电容籍由放电电流来释放电荷量。

[0010] 上述电压检测电路,侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的下降沿时刻,开 始为电容充电,并且侦测电压信号从第二状态翻转成第一状态的上升沿时刻,开始释放电 容的电荷量;以及侦测电压信号每次从第一状态翻转成第二状态的每个下降沿时刻,在电 容启动充电之前先行对电容执行一次瞬时放电步骤。

[0011] 上述电压检测电路,设置一个与电容并联的且一端接地的开关SW3,侦测单元发送 的驱动信号通过一个反相器反相后输送给一个单稳态触发器的输入端,而单稳态触发器的 输出端则连接到该开关SW3的控制端;由侦测电压信号的下降沿经反相器反相后的上升沿, 来触发单稳态触发器传送一次驱动该开关SW3接通的输出信号,利用该开关SW3对电容执行 瞬时放电。

[0012] 上述电压检测电路,将具有基准有效值Vhvr的一个基准输入电压输送给侦测单元, 设定齐纳二极管的齐纳击穿电压为Vn,在基准输入电压的一个周期内,侦测电压信号的第 一状态具有的基准占空比加为:

Figure CN105652074BD00061

[0014]同时设定为电容充电的电流值UP使电容放电的电流值I2之间满足:

Figure CN105652074BD00062

[0016] 上述电压检测电路,当实际占空比大于基准占空比Db时,则主比较器输出的检测 信号在实际输入电压的每个周期内都会产生一次高电平,该检测信号的结果表示实际输入 电压的峰值比基准输入电压的峰值大;或者当实际占空比小于基准占空比Db时,则主比较 器输出的检测信号在实际输入电压的每个周期内都不会产生任何高电平,检测信号的结果 表示实际输入电压的峰值比基准输入电压的峰值小。

[0017] 上述电压检测电路,将侦测单元中比较器的输出端连接到一个计数器Counter的 输入端,当计数器探测到侦测单元的该比较器输出的比较结果为低电平且该低电平状态维 持超过一段预设的时间,则可以判断输入电压处于欠压状态或低压状态(Brown-out)。

[0018] 在另一个实施例中,本发明揭示了一种检测电压变化的方法,包括以下步骤:利用 一个整流电路将交流电压整流为直流的输入电压;以一个侦测单元来接收所述输入电压, 并依据输入电压大小的波动,籍此由侦测单元产生具有不同逻辑态的侦测电压信号;对一 个电容执行循环的充放电程序;在电容的充电过程中,当侦测单元发送的所述侦测电压信 号具有第二状态时,利用一个充电电流源单元为所述电容充电;在电容的放电过程中,当侦 测单元发送的所述侦测电压信号具有第一状态时,利用一个放电电流源单元使所述电容放 电;利用一个主比较器,在电容的充电和放电的交替过程中,将电容上变化的电压和一个临 界零电位进行比较,籍由该主比较器输出带有标识输入电压变化趋势的比较结果,作为检 测出输入电压变化的最终检测信号。

[0019] 上述方法,在输入电压超过一个预设值时,触发所述侦测单元产生具有第一状态 的一个侦测电压信号;以及在输入电压低于预设值时,触发所述侦测单元产生具有第二状 态的一个侦测电压信号。

[0020] 上述方法,在侦测单元中,一个齐纳二极管的阳极连接于一个结型场效应晶体管 JFET的漏极,并将输入电压从齐纳二极管阴极输入,设置所述预设值等于齐纳二极管的击 穿电压,从而在结型场效应晶体管的源极产生侦测电压信号。

[0021] 上述方法,将结型场效应晶体管JroT的源极连接于侦测单元中一个比较器的正相 输入端,并在比较器的反相输入端输入一个阈值电压Vth;当输入电压高于所述预设值,侦测 电压信号电位大于阈值电压Vth,表征侦测电压信号具有逻辑高的第一状态,则侦测单元的 比较器输出的驱动信号为高电平;当输入电压低于所述预设值,侦测电压信号电位小于阈 值电压VTH,表征侦测电压信号具有逻辑低的第二状态,则侦测单元的比较器输出的驱动信 号为低电平。

[0022] 上述方法,充电电流源单元包括一个电压电流转换器和一个开关SW1,开关SW1连接 于一个电压源和充电电流源单元的电压电流转换器的电压转电流输入端之间;当侦测电压 信号具有第二状态时,侦测单元发送驱动信号接通开关SW1,为充电电流源单元提供用于转 换成充电电流的电压源,将充电电流输送给电容促使电容充电。

[0023] 上述方法,放电电流源单元包括一个电压电流转换器和一个开关SW2,开关SW2连接 于一个电压源和放电电流源单元的电压电流转换器的电压转电流输入端之间;当侦测电压 信号具有第一状态时,侦测单元发送驱动信号接通开关SW2,为放电电流源单元提供用于转 换成放电电流的电压源,电容籍由放电电流来释放电荷量。

[0024] 上述方法,在侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的下降沿时刻,开始为电 容充电,并且在侦测电压信号从第二状态翻转成第一状态的上升沿时刻,开始释放电容的 电荷量;以及侦测电压信号每次从第一状态翻转成第二状态的每个下降沿时刻,在电容启 动充电之前先行对电容执行一次瞬时放电步骤。

[0025] 上述方法,设置一个与充放电电容并联的开关SW3,开关SW3的一端接地,使侦测单 元发送的驱动信号通过一个反相器反相后再输送给一个单稳态触发器的输入端,进一步将 单稳态触发器的输出端连接到该开关SW3的控制端;令侦测电压信号的下降沿经反相器反 相后的上升沿,来触发单稳态触发器传送一次驱动该开关SW3接通的输出信号,从而利用该 开关SW3的接通状态对电容执行瞬时放电。

[0026] 上述方法,将具有基准有效值Vhvr的一个基准输入电压输送给侦测单元,设定齐纳 二极管的齐纳击穿电压为Vn,在基准输入电压的一个周期内,侦测电压信号的第一状态具 有的基准占空比Db为:

Figure CN105652074BD00081

[0028]同时设定电容充电的电流值UP使电容放电的电流值I2之间满足:

Figure CN105652074BD00082

[0030] 上述方法,在实际占空比大于基准占空比Db时,将会触发主比较器输出的检测信 号在实际输入电压的每个周期内都会产生一次高电平,表示实际输入电压的峰值要比基准 输入电压的峰值大;或者在实际占空比小于基准占空比Db时,将会触发主比较器输出的检 测信号在实际输入电压的每个周期内都不会产生任何高电平,表示实际输入电压的峰值要 比基准输入电压的峰值小。

附图说明

[0031] 阅读以下详细说明并参照以下附图之后,本发明的特征和优势将显而易见:

[0032] 图IA展示了侦测输入电压Vhv变化状态的基本侦测单元结构。

[0033] 图IB是输入电压Vhv超过齐纳二极管击穿电压时侦测单元的输出电平波形。

[0034] 图2是交流电压VAC整流后得到直流输入电压Vhv并施加给侦测单元。

[0035] 图3是在不同振幅或峰值的直流输入电压Vhv条件下产生不同占空比的侦测信号。

[0036] 图4A显示了带有充放电电容Ct的充放电电路。

[0037] 图4B〜4C展示了在不同占空比的侦测电压信号条件下,电容Ct对应于不同侦测电 压信号的逻辑高或低而诱发充电和放电时机。

[0038] 图5是含有侦测单元的电压检测电路。

[0039] 图6是输入电压Vhv在不同振幅/峰值下电压检测电路输出的检测信号结果。

具体实施方式

[0040] 参见图1A,基本的侦测单元215主要包含一个结型场效应晶体管(JFET) 101,以及 侦测单元215还具有的一个齐纳二极管ZDl,齐纳二极管ZDl的阳极连接到该JFET101的漏 极,而Ji7ETlOl的源极则连接到一个二极管Dl的阳极,二极管Dl的阴极则连接到接地端GND。 此外,Ji7ETlOl的控制端如栅极则连接到接地端GND,并在JroTlOl的栅极和源极之间连接有 一个电阻R1。一个作为直流电压的输入电压Vhv在连接于齐纳二极管ZDl阴极端的节点100 处,输入给侦测单元215,该输入电压Vhv通常是交流市电全波整流所得,将交流电完整的输 入正弦波形转换成同一极性来输出,充分利用原始交流电正弦波形的正半周、负半周这两 部份,转化成直流电压Vhv。

[0041] 在第一种情形下,当输入电压Vhv比齐纳二极管ZDl的击穿电压Vz大时,则齐纳二极 管ZDl发生可逆或自愈恢复的齐纳击穿,因此产生的电流Id自JFET101的漏极流向源极。电 流Id将流经电阻Rl和二极管Dl,电阻Rl两端的正向压降Vsg因而会上升,但亦同步导致 JFET101源极和栅极间的电压Vgs下降。在要求不是十分精准的预算条件下,JFET101源极和 栅极间的电压Vcs大致会平衡于一个作为JFET的夹断电压(Pinchoff)的电压值VP,VCS等于 Vp I的负值。反过来说,电阻Rl两端的电压Vsg将等于一个为正值的VP。在第二种情形下,当输 入电压Vhv比齐纳二极管ZDl的击穿电压Vz小时,则齐纳二极管ZDl不会被击穿,因此不会产 生任何流经JFET101的电流,也即电阻Rl两端的横跨电压Vsg将等于零,此阶段侦测单元215 无功率消耗。毫无疑虑,即便第一种情形下存在横跨电阻Rl的电压,但第二种情形下侦测单 元215在监控输入电压Vhv变化状态时并无功耗,所以检测电路的整体功耗被限制在较小的 范围。

[0042] 参见图1B,当齐纳二极管ZDl击穿时,表征侦测单兀215进入输入电压Vhv大于击穿 电压Vz的第一种情形,发生的时间段与时刻七至^的时间段相对应。以一个周期T为例,在t 时刻,输入电压Vhv趋于上升至超过击穿电压Vz,输入电压Vhv大于击穿电压Vz被维持延续到 t3时刻,至t3时刻开始起输入电压Vhv才降至低于击穿电压Vz。在第一种情形下,导致JFET101 源极端节点处具有一个不为零的电压Vs,标志着JFET101源极端输出实质是逻辑高电平,我 们认为此时侦测单元215输出的电压Vs具有第一状态。参见图1B,仍然在该周期T内,与第一 种情形截然相反的是,齐纳二极管ZDl未发生击穿,表征侦测单元215进入输入电压Vhv小于 击穿电压Vz的第二种情形,其发生的时间段为t时刻之前和t3时刻之后。在第二种情形下, 会导致JFET101源极应当具有一个为零的电压Vs,标志着JFET101源极端输出实质是逻辑低 电平,我们认为此时侦测单元215输出的电压Vs具有第二状态。

[0043] 本发明旨在将JFET101源极端产生的变化的电压值视作侦测单元215响应输入电 压Vhv变化而输出的动态侦测电压信号Vs。图IB还以占空比的方式,展示了侦测电压Vs的电 平逻辑状态,以此来直观体现齐纳二极管ZDl被击穿的第一种情形和齐纳二极管ZDl未被击 穿的第二种情开$。设定t2时刻输入电压Vhv达到峰值,以及时间节点ti至时间节点t3之间的持 续时长为2 (t2 — ti),侦测电压Vs的第一状态在一个周期T内维持的总时长为2 (t2 — ti),相当 于侦测电压Vs具有的第一状态的占空比(B-Duty)为Db,该Db也可理解为齐纳二极管ZDl的击 穿时段占周期比。

[0044] 参见图2,电网提供的交流电压VAC经过高频滤波电容Cx滤除高频杂波信号之后,输 入给一个桥式整流器115,由桥式整流器115全波整流后,在一个输出电容Cbulk上产生预期 的直流电压,该电容Cbulk存储的直流电压再经过电压转换器116实施调制之后,例如升压或 降压调制,最终输出具微小纹波的直流输出电压Vo,这是现有交直流转换系统采用的常规 技术。在本发明中,还在提供交流电压Vac的两个输入端额外分别对应连接两个整流二极管 D2、D3,构成一个整流电路225,二极管D2的阳极连接到高频滤波电容Cx的一端,另一个二极 管D3的阳极连接到高频滤波电容Cx相对的另一端。整流二极管D2、D3两者的阴极连接在一 起,并还与齐纳二极管ZDl的阴极一起相连在节点100处。因此电网提供的交流电压VAC除了 输送给交直流转换系统之外,还同步输送给整流电路225,交流电压Vac经过整流电路225整 流之后在二极管D2、D3两者的阴极处产生直流的输入电压VHV,并在节点100处输入给侦测单 元215,输入电压Vhv可参见图IB中因整流而获取的大小变化的直流脉动波形。

[0045] 作为可选项,该侦测单元/电路215与图IA中侦测单元215仅有的区别在于, JroTlOl的源极端连接到一个二极管D4的阳极,但二极管D4的阴极与接地端GND之间还连接 有一个电源电容Cvdd,在齐纳二极管ZDl击穿时,流经JFET101的电流可对电源电容Cvdd进行 充电储能,为交直流转换系统提供直流的电压源。在齐纳二极管ZDl未发生击穿时,电源电 容Cvdd不充电。除此之外,该侦测单元215的其他运作机制与图IA中侦测单元215相同。其中 二极管D4主要用于避免电源倒灌,防止电源电容Cvdd提供的电压源将JroTlOl的源极端节点 处的电压Vs—直钳制在高电位。

[0046] 参见图3,显示了实际占空比Db随着输入电压Vhv的幅度变化而改变,作为对比,可 在侦测单元215的齐纳二极管ZDl的阴极一端先后输送数个具有不同峰值或者振幅的输入 电压^%1、^%2、^%3,输入电压^%3的峰值最大,输入电压^%2的峰值最小,而输入电压^%1的峰 值则介于该两者之间,但它们的周期T完全相同。提供输入电压Vm时侦测单元215输出的侦 测电压信号Vs 1的占空比为Db 1,提供输入电压Vh V2时侦测单元215输出的侦测电压信号Vs2的 占空比为DB2,提供输入电压VHV3时侦测单元215输出的侦测电压信号VS3的占空比为DB3。后文 将会阐释,当输入振幅不同的这三个输入电压的结果是,占空比Db3最大,占空比Db^Db3小 但比DB2要大。

[0047] 参见图IB,占空比Db满足以下函数关系:

Figure CN105652074BD00101

[0049]因为输入电压Vhv是撷取交流电正半周和负半周的整流结果,则输入电压Vhv在时 亥1Jti的瞬时值Vhv (ti),和输入电压Vhv的有效值电压Vhvr、齐纳二极管ZDl的击穿电压值Vzi之 间满足以下函数关系:

Figure CN105652074BD00102

[0051] 以及输入电压Vhv在时刻t2的瞬时值Vhv (t2)与该输入电压Vhv的有效值电压Vhvr之间 还满足以下函数关系:

Figure CN105652074BD00103

[0053]由正弦量的相位关系可以获悉ω tl和ω t2满足以下函数关系:

Figure CN105652074BD00104

[0056]将公式⑷除以⑸并将两者相比的结果代入公式(I),得到:

Figure CN105652074BD00105

[0058]将公式⑹变形换算得到:

Figure CN105652074BD00106

[0060]实质上各国或地区交流市电存有差异,而所谓的均方根值,或者称作电压有效值 Vhvr亦可能不同,现在我们以Vhvr= 100V为不范,并将齐纳二极管ZDl的一个可选的击穿电压 值Vzi = 50V代入公式(7)进行阐释:

Figure CN105652074BD00111

[0062] 可以推算出上述条件下1 一Db = O. 23,也即Db = O. 77。电网的交流市电有效值在某 些国家或地区一般唯一确定,但击穿电压值Vz1可灵活调节,譬如直接选取某种特定型号的 齐纳二极管ZDl,选择其崩溃电压Vz1至某一个特定的大小值,或者串联多个齐纳二极管ZDl, 以改变ZDl数量的方式来倍增Vz1值。

[0063] 参见图4A,在充放电电路235中,设计一个对充放电电容Ct进行充电的充电电流源 单元235a,由开关SWi控制接通或断开,和设计一个对充放电电容Ct进行放电的放电电流源 单元235b,由开关SW2控制接通或断开。充放电电容Ct连接在节点107和接地端GND之间,对电 容Ct实施的充电过程和放电过程交替进行,由侦测单元215发送的驱动信号来控制开关SW^ SW2。充电电流源单元235a提供的充电电流值为I1,充电时间为T充,而放电电流源单元235b提 供的放电电流值为12,放电时间为T放,充放电电容Ct符合电容充放电公式I i X T充=12 X T放。

[0064] 随着充放电电路235起振,开关SWdPSW2将会交替开关,一者接通另一者必须断开, 促使电容Ct执行充电后再放电,则在充放电电容Ct的未接地的一端的节点107处产生我们期 望的锯齿波电压信号VB,充放电电路235亦是一个锯齿波(Triangle signal)产生电路。完 全放完电的电容Ct其一端节点107处电压可能会降低至零,如此一来,将节点107连接到一 个主比较器128的反相输入端,而主比较器128的正相输入端则接一个为接近零的临界电 位,例如正相输入端直接接地获取零电位,则当节点107电位降低至零时刻就会诱发主比较 器128的输出端发送具有逻辑高电平的检测信号。

[0065] 参见图4B,是按照图4A的充放电电路235实施充放电的范例,输入电压Vm诱导侦 测单元215产生侦测电压信号”:的逻辑电平波形,输入电压Vhv2诱导侦测单元215产生侦测 电压信号Vs2的逻辑电平波形,输入电压Vm的峰值比输入电压Vhv2的峰值大。在同一个周期T 内,侦测电压信号Vs1的占空比显然大于侦测电压信号Vs2的占空比。当充放电电路235完成 启动并处于稳定运行的工作阶段,以输入电压Vm为例来说明一个充放电周期,在输入电压 Vm前后相邻的两个周期Tn、Tn+#,侦测电压信号Vs1在前一个周期Tn阶段从高电平状态翻 转成低电平状态的下降沿时刻,开始对电容Ct充电,持续不间断的充电至截止于侦测电压 信号Vs1在后一个周期Tn+1阶段中从低电平状态翻转成高电平状态的上升沿时刻,该上升沿 时刻,电容Ct停止充电并同步紧接着开始放电,放电截止于侦测电压信号Vs1在后一个周期 Τη+1阶段从高电平状态翻转成低电平状态时刻,从而完成一个完整的充放电周期。

[0066] 针对一个完整的充放电周期而言,侦测电压信号Vs在前一个周期自高电平降至低 电平的下降沿的时刻作为充电起始点,侦测电压信号Vs在后一个周期自低电平升至高电平 的上升沿的时刻作为充电截止点和放电起始点,以及侦测电压信号Vs在后一个周期自高电 平降至低电平的下降沿的时刻作为放电截止点。以输入电压Vhv1为例,其具有基准有效值 V’HVR,亦即具有对应的基准峰值,设电容Ct每次充电维持的时间段等于2tl,此阶段侦测电压 信号¥51具有逻辑低电平的第二状态;和设电容Ct每次放电维持的时间段等于2 (^ —七),此 阶段侦测电压信号Vs1具有逻辑高电平的第一状态,在满足预设充电时间和放电时间的条件 下,使时间段2ti充电的电量恰好等于时间段2 (t2 — ti)放电的电量,即侦测电压信号Vsi在后 一个周期自高电平降至低电平的下降沿的时刻,电容Ct电量恰好释放完毕。输入电压为Vm 时,电容Ct的充放电电压变化趋势籍由图4B中锯齿波电压信号Vbi体现,此时侦测电压信号 V S!的占空比为D B i。我们将时间段21 i作为充电参照时间的基准充电时间,以及将时间段2 (t2 — t)作为放电参照时间的基准放电时间,而占空比为Dbi作为基准占空比。

[0067]结合公式⑹计算的Db,电容Ct充放电电流符合函数关系:

Figure CN105652074BD00121

[0070]按照充电电流源单元235a提供的充电电流值为I i和放电电流源单元235b提供的 放电电流值为I2的函数关系,对电容Ct执行充放电。作为范例,如Db = O. 77时,IjPI2之比等 于0.77和0.23之比。按照上文内容,如果预设输入电压具有基准有效值V’ HVR,在同时满足公 式⑺和公式(10)所获得的占空比Db的前提条件下,充电时间段2ti内电容Ct所充的电量刚 好在时间段2 (t2 —结束的瞬间完成放电,我们把此时撷取的占空比Db视为基准占空比 Db1,后文将分析实际占空比大于基准占空比的情形,和分析实际占空比可能小于基准占空 比的情形。

[0071] 在图4C的一个实施例中,输入电压Vhv3具有比输入电压Vm更高的峰值,其中充电 时间段2t、小于但放电时间段2 (t”2 —1”〇大于2 (ts — t),相应产生的侦测电压信号Vs3 的实际占空比Db3会大于基准Db1,会在电容未接地的一端的节点107处产生如图4C所示的波 形Vb3。在一个完整的充放电周期内,电容Ct在侦测电压信号Vs3具有低电平的时间段2t”i内 所充的总电荷量比较小,不足以使电容Ct在侦测电压信号Vs3具有高电平的整个时间段2 (t”2 — t') 一直都持续放电。可以这样理解,在放电阶段,即侦测电压信号Vs3在一个周期自 低电平翻转到高电平的放电起始点算起,时间点还未到侦测电压信号Vs3在该周期自高电平 翻转至低电平的下降沿的时刻,电容Ct存储的电量就已经释放干净,相当于实际的放电时 间小于预设的放电时间段2 (t”2 —1”〇,而且电压信号Vb3在侦测电压信号Vs3具有第一状态 的时间段2 (t' — t、)之内会发生等于零的现象,而不是时间段2 (t' — t、)刚好结束时电 荷量才为零,电容Ct的充放电电压变化趋势籍由图4C中锯齿波电压信号Vb3体现。

[0072] 在图4B的一个实施例中,输入电压Vhv2具有比输入电压Vm更小的峰值,其中充电 时间段2t’ i大于但放电时间段2(t’ 2 — t’ 〇小于2(0 —。),且输入电压的峰值超过击穿 电压Vz1,会在节点107处产生锯齿波电压信号VB2,相应产生的侦测电压信号Vs2的实际占空 比Db2会小于基准Db1,这与图4C截然相反。在一个完整的充放电周期内,电容Ct在侦测电压信 号Vs2具有低电平的时间段2t、内所充的电量非常大,在侦测电压信号Vs2具有高电平的整个 时间段2 (t’ 2 — t’ D内不足以使电容Ct的电量完全释放完毕。可以这样理解,在放电阶段,即 侦测电压信号Vs2在一个周期内自低电平翻转到高电平的放电起始点算起,时间点刚好到侦 测电压信号Vs2在该周期内自高电平翻转至低电平的下降沿的时刻,如果不采取额外放电措 施,则电容Ct仍然会残留有电荷量。此时电容Ct的充放电电压变化趋势籍由图4B中锯齿波电 压信号Vb2体现,鉴于侦测电压信号Vs2自高电平翻转至低电平的下降沿的时刻之后,将会继 续对电容Ct充电,一旦该下降沿的时刻电容Ct残留有过多的电量,则电容Ct的电量会持续积 累而无法完成预期的充放电步骤。针对一个完整的充放电周期,上文已经告知设定侦测电 压信号Vs2在每个周期内自高电平翻转至低电平的下降沿的时刻,无论电容Ct是否还储存有 电荷量,该时刻都作为放电截止点,在这个截止点时刻,有必要主动触发释放电容Ct的残留 电荷量,使电容Ct的电荷量急剧下降,下文将介绍主动释放电容Ct的方案。正如图4B,在侦测 电压信号Vs2的下降沿引导电容Ct的电荷量释放至接近于零,实质略大于零的值,例如低于 0.1伏,在下降沿的时刻电压信号Vb2的波形垂直下降,近乎无放电斜率。

[0073] 综上所述,当侦测电压信号Vs具有刚好等于基准Db1的占空比时,开始放电后,电压 信号¥^在侦测电压信号Vs的下降沿的时刻刚好发生等于零的情况。一旦侦测电压信号Vs具 有超过基准Dbi的占空比时,开始放电后,电压信号Vb3在侦测电压信号Vs的每个下降沿的时 刻之前的某一时刻都会发生等于零的情况。一旦侦测电压信号Vs具有小于基准0町的占空比 时,开始放电后,电压信号Vb2在侦测电压信号Vs的每个下降沿这个时刻都会被置于接近零 而略大于零的状态。在图4A中,节点107连接到主比较器128的反相输入端,主比较器128的 正相输入端接地,故当占空比为〇町时,主比较器128的输出端在输入电压Vhv的每个周期内 恰好可以输出一次逻辑高电平,发生在在侦测电压信号Vs的下降沿的时刻。当占空比大于 〇町时,主比较器128的输出端在输入电压Vhv的每个周期内恰好可以输出一次逻辑高电平, 发生在在侦测电压信号Vs的上升沿的时刻之后而在下降沿的时刻之前。当占空比小于Db1 时,主比较器128的输出端在输入电压Vhv的每个周期内都无法输出高电平。

[0074] 参见图5所示,电网的交流市电VAC经高频滤波电容Cx滤波后,输送给一个常规的桥 式整流器115,交流电压Vac籍由桥式整流器115全波整流后,在一个输出电容CbuIk上产生预 期的直流电压。交流电压Vac还输送给电压检测电路255的一个整流电路225,整流电路225中 二极管D2的阳极连接到提供交流电压VAC的一个输入端,整流电路225中另一个二极管D3的 阳极连接到提供交流电压VAC的另一个输入端。电压检测电路255具有一个侦测单元215,整 流二极管D2、D3两者的阴极连接在一起并共同与侦测单元215中的齐纳二极管ZDl的阴极相 连。齐纳二极管ZDl的阳极连接到JroTlOl的漏极,而JroTlOl的源极则连接到一个二极管Dl 的阳极,二极管D1的阴极则与接地端GND之间连接有一个电阻R2。JFET101的控制端如栅极 则连接到接地端GND,并在JFET101的栅极和源极之间连接有一个电阻R1。侦测单元215还具 有一个发送驱动信号控制开关SWhSW^ SW3断开或接通的比较器121,将一个大于零的阈值 电压Vth输入到比较器121的反相输入端,JFET101的源极连接到比较器121的正相输入端。

[0075] 参见图5所示,显示了侦测单元215的运作机制,输入电压Vhv是交流电Vac经过整流 电路225整流所得,直流电压的输入电压Vhv在齐纳二极管ZD1阴极端的节点100处输入给侦 测单元215。前文已经阐明,当输入电压Vhv比齐纳二极管ZDl的击穿电压Vz大时,齐纳二极管 ZDl发生齐纳击穿,侦测单元215产生的电压Vs比预设的阈值电压Vth大,比较器121的输出端 输出高电平,体现了侦测电压信号Vs具高电平的第一状态。反之,当输入电压Vhv比齐纳二极 管ZDl的击穿电压Vz小时,齐纳二极管ZDl不会被击穿,侦测单元215输出的电压Vs比预设的 阈值电压Vth小,比较器121的输出端将输出一个低电平,体现了侦测电压信号Vs为低电平的 第二状态。

[0076] 图5中详细展示了图4A的充放电电路235,比较器121的输出端连接到电压检测电 路255中一个反相器124的输入端,该反相器124的输出端则连接到充电电流源单元235a中 的一个开关控制端,开关SW1的接通或断开用于控制电压电流转换器125是否启动充电 程序。开关SW1及下文出现的SW2、SW3都是三端口电子开关,该等开关除了包含一组相对的输 入端外还具有控制两个输入端连接或断开的一个控制端,开关有多种选择方式,如P型或N 型MOS晶体管或双极晶体管或结型晶体管或它们的组合等。比较器121的输出端同步还连接 到放电电流源单元235b中的一个开关SW2的控制端,开关SW2的接通或断开用于控制电压电 流转换器126是否启动放电程序。开关SW2与三端开关5胃1有着类似的结构,在比较器121输出 驱动信号的过程中,因为反相器124的作用,开关控制端在为低电平的驱动信号的驱 动下将其接通而在高电平的驱动信号的驱动下将其断开,与此同时,开关SW2的控制端在高 电平的驱动信号的驱动下将其接通而在低电平的驱动信号的驱动下将其断开,注意开关 SWjP SW2两者不能同时接通或断开,而是互为交替开启的。

[0077] 在充电电流源单元235a中,在为电压电流转换器125提供工作电压的节点105处施 加一个直流电源电压Vdd给转换器125供电,以及还在另一个节点106处施加电源电压Vdd,节 点106与接地端GND之间串联有开关SW1和电阻R3。针对充电过程而言,开关SW1接通时电阻R3 可避免电源电压Vdd直接短接到接地端,且电源电压Vdd输送给电压电流转换器125的电压转 电流输入端。电压电流转换器125的电流释放端/输出端设置为连接到充放电电容Ct的未接 地的一端的节点107处,电压电流转换器125将所接收的电源电压Vdd转换成大小为I1的充电 电流,给电容Ct实施充电。因为比较器121的输出端只有在输出一个低电平的前提下,开关 SW#会接通,则产生充电电流I1给电容Ct充电的时机仅仅发生在输入电压Vhv比齐纳二极管 ZDl的击穿电压Vz低时,亦即发生在侦测电压信号Vs具有逻辑低的第二状态阶段。

[0078] 在放电电流源单元235b中,节点106与接地端GND之间串联有开关SW2和电阻R4,节 点106处施加有电源电压Vdd,开关SW2接通时电阻R4可避免电源电压Vdd直接短接到接地端, 且电源电压Vdd输送给电压电流转换器126的电压转电流输入端。电压电流转换器126的电流 吸取端/输入端设置为连接到充放电电容Ct的未接地的一端即节点107处,开关SW2接通则电 压电流转换器126将接收的电源电压值转换成放电电流12,当试图引导充放电电容Ct放电到 接地端时,以大小为12的放电电流使电容Ct实施放电。因为比较器121的输出端只有在输出 一个高电平的前提下,开关SW2才会接通,则产生放电电流12促使电容Ct放电的时机仅仅发 生在输入电压Vhv比齐纳二极管ZDl的击穿电压Vz高时,亦即发生在侦测电压信号Vs具有逻 辑高的第一状态阶段。

[0079] 放电电流源单元235b具有一个与电容Ct并联的三端口开关SW3,电容Ct与开关SW3 两者都连接在节点107和接地端之间,一个辅助器件二极管D5与电容Ct并联,其阳极端接地 而阴极端连接到节点107。类似的,一个辅助的二极管D6的阳极连接在节点107而阴极端连 接到节点105。针对放电过程,前文已经阐明,侦测电压信号Vs在自高电平降至低电平的下 降沿的时刻,被设定为放电截止点,无论电容Ct是否存储有电荷量,都会在该时刻被触发发 生一次持续纳秒级别的电荷量释放程序。如图5所示,为了实现这一点,我们还需要将比较 器121的输出端信号输送到开关S W 3的控制端,虽然在一些可选的实施例中单稳态触发器 123的输入端可以直接连接到比较器121的输出端,但在较佳的实施例中,在电压检测电路 255中还可以再设置一个反相器122,如果启用该反相器122,如图5所示,比较器121的输出 端连接到电压检测电路255中的反相器122的输入端,而反相器122的输出端则直接连接到 一个单稳态触发器123 (例如100nsone-shot的触发器)的输入端,单稳态触发器123的输出 端连接到开关SW3的控制端。当驱动信号直接触发单稳态触发器123时,侦测电压信号Vs从第 一状态翻转成第二状态的每个下降沿,也即比较器121输出的驱动信号的每个下降沿,触发 该单稳态触发器123发送为高电平的输出信号来将开关SW3接通。考虑到单稳态触发器123 既可以被设定为下降沿触发也可以被设置为上升沿触发,如果启用反相器122,仍然在侦测 电压信号Vs从第一状态翻转成第二状态的每个下降沿时刻,可以利用驱动信号的反相信号 的上升沿来触发该单稳态触发器123发送为高电平的输出信号将开关SW3接通。比较器121 的输出信号由反相器122反相后,以反相信号的边沿来触发单稳态触发器123发送信号给开 关SW3的控制端。从而实现在侦测电压信号Vs从高电平翻转成低电平的每个下降沿,该下降 沿均触发接通开关SW3,驱动开关SW3接通纳秒级别的接通时间,将电容Ct的电荷量释放到接 地端。单稳态触发器123触发开关SW3接通的时间极短,可认为是一个瞬时放电步骤,每次触 发信号产生后单稳态触发器123进入暂稳态,暂稳态维持一段时间再返回稳态。节点107处 的电压信号Vb在侦测电压信号V s的该下降沿的时刻波形如图4 B中电压信号Vb 2所不,该时刻 电压Vb2波形垂直下降,近乎没有放电斜率。

[0080] 参见图5,主比较器128的正相输入端接地,反相输入端连接到节点107,节点107处 的电压信号Vb在上文中已经予以阐明。如图4B所示,在输入电压Vm具有基准有效值V’HVR前 提下,电容Ct的充放电电压变化趋势,籍由锯齿波电压信号Vb1来体现,时间段2^作为充电 参照时间的基准充电时间,将时间段2 (t2 — ti)作为放电参照时间的基准放电时间,侦测电 压信号Vsi的占空比为基准Dbi,此时主比较器128的输出端在输入电压Vm的每个周期内恰 好可以输出一次逻辑高电平,发生在在侦测电压信号^勺下降沿的时刻。仍然参见图4B,一 旦侦测电压信号Vs2具有小于Dbi的占空比Db2时,说明输入电压Vhv2具有比输入电压Vhvi小的 峰值,则电压信号Vb2在侦测电压信号Vs的每个下降沿这个时刻都会被置于接近零而略大于 零的状态,故主比较器128的输出一直为低电平。参见图4C,当输入电压Vhv3具有比输入电压 Vm更高的峰值,相应产生的侦测电压信号Vs3的实际占空比Db3会大于Db1,会在电容一端的 节点107处产生波形VB3,在一个充放电周期的放电阶段,即从侦测电压信号VS3在一个周期 自低电平翻转到高电平的放电起始点算起,时间点还未到侦测电压信号Vs3在该周期自高电 平翻转至低电平的下降沿的时刻,电容Ct存储的电量就已经释放干净,致使电压信号Vb3会 发生下降至等于零的现象,则主比较器128的输出端在输入电压Vhv3的每个周期内恰好可以 在电容Ct电荷量为零时输出一次逻辑高电平。

[0081] 参见图6,从时间段Tx至Τγ,设置实际输入电压Vhv的峰值在时间维度上按照从前至 后的顺序逐步递增,可依照上文揭示的方式来判断交流市电VAC的变化趋势。在时间段Tx内, 实际输入电压Vhv的峰值都超过击穿电压Vz,但侦测电压信号Vs的占空比一直低于基准占空 比Db1,故主比较器128输出的检测信号300的输出一直都为低电平。在时间段Ty的首个周期, 临界状态的输入电压Vhv恰好具有基准有效值V’ HVR或等效的峰值,则主比较器128的输出端 第一次输出逻辑高电平300a,发生在该周期内侦测电压信号Vs的下降沿的时刻。时间段Ty的 首个周期之后,其他每个周期的实际输入电压Vhv均具有比临界状态更高的峰值,则每个周 期内主比较器128在电容Ct电荷量为零时都输出一次逻辑高电平,如高电平信号300b、300c 等。假定基准有效值V’ HVR等于100V,齐纳二极管ZDl的击穿电压值Vn = 50V,推算出Db = 0.77,凡是占空比超过0.77,就认为输入的输入电压Vhv的峰值或振幅开始超过1〇(η/Ϊ,可直 观的从主比较器128输出的检测信号300的高电平结果显示出来。反之亦然,凡是占空比低 于0.77,就认为输入的输入电压Vhv的峰值或振幅开始低于IOOV^ ,也可以直观的从主比较 器128输出的检测信号300的低电平结果显示出来,籍此来判断输入电压Vhv的变化趋势,判 断输入电压Vhv亦即相当于判断交流电压VAC的趋势,前者由后者全波整流而来。

[0082] 另外,作为可选项,虽然图中未示意出,还可以将比较器121的输出端连接到一个 计数器Counter的输入端,当这个计数器探测到比较器121输出的比较结果为低电平且该低 电平状态维持超过一段预设的时间Tbo时,一旦计数器121在持续超过该预设的弹跳时间 (de-bounce t ime) Tbq内都未接收到比较器121输出的比较结果为高电平时,贝Ij可以判断输 入电压Vhv或交流电压VAC实质上处于欠压状态,例如当预设时间Tbo延续至超过一个周期T或 者数倍个周期ηX T的时间,相当于实际输入电压Vhv的峰值一直都没有超过齐纳二极管ZDl 的齐纳击穿电压Vz,进而可以触发计数器121输出一个保护信号,来切断交流至直流的电源 转换装置。

[0083]以上,通过说明和附图,给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例,上述发明 提出了现有的较佳实施例,但这些内容并不作为局限。对于本领域的技术人员而言,阅读上 述说明后,各种变化和修正无疑将显而易见。因此,所附的权利要求书应看作是涵盖本发明 的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内 容,都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (17)

1. 一种电压检测电路,其特征在于,包括: 一个整流电路,将交流电压整流为直流的输入电压; 一个侦测单元,接收输入电压并依据输入电压大小的波动,籍此产生具有不同逻辑态 的侦测电压信号; 一个电容; 一个充电电流源单元,在所述侦测电压信号具有第二状态时为所述电容充电; 一个放电电流源单元,在所述侦测电压信号具有第一状态时使所述电容放电; 一个主比较器,在电容充电和放电的交替过程中将电容上变化的电压与一个临界零电 位进行比较,并输出带有标识输入电压变化趋势的检测信号;输入电压超过一预设值时触 发所述侦测单元产生具有第一状态的侦测电压信号;以及 输入电压低于预设值时触发所述侦测单元产生具有第二状态的侦测电压信号; 在侦测单元中,一个齐纳二极管的阳极连接于一个结型场效应晶体管的漏极并将输入 电压施加在其阴极,所述预设值等于齐纳二极管的击穿电压,从而在结型场效应晶体管的 源极产生侦测电压信号。
2. 根据权利要求1所述的电压检测电路,其特征在于,结型场效应晶体管的源极连接于 侦测单元中一个比较器的正相输入端,比较器的反相输入端输入一个阈值电压; 当输入电压高于所述预设值,侦测电压信号电位大于阈值电压,表征侦测电压信号具 有逻辑高的第一状态,侦测单元的比较器输出的驱动信号为高电平; 当输入电压低于所述预设值,侦测电压信号电位小于阈值电压,表征侦测电压信号具 有逻辑低的第二状态,侦测单元的比较器输出的驱动信号为低电平。
3. 根据权利要求1所述的电压检测电路,其特征在于,充电电流源单元包括一个电压电 流转换器和一个连接于一电压源与电压电流转换器输入端之间的开关; 当侦测电压信号具有第二状态时,侦测单元发送驱动信号接通开关,为充电电流源单 元提供用于转换成充电电流的电压源,充电电流输送给电容促使电容充电。
4. 根据权利要求1所述的电压检测电路,其特征在于,放电电流源单元包括一个电压电 流转换器和一个连接于一电压源与电压电流转换器输入端之间的开关; 当侦测电压信号具有第一状态时,侦测单元发送驱动信号接通开关,为放电电流源单 元提供用于转换成放电电流的电压源,电容籍由放电电流来释放电荷量。
5. 根据权利要求1所述的电压检测电路,其特征在于,侦测电压信号从第一状态翻转成 第二状态的下降沿时刻,开始为电容充电,并且侦测电压信号从第二状态翻转成第一状态 的上升沿时刻,开始释放电容的电荷量;以及 侦测电压信号每次从第一状态翻转成第二状态的每个下降沿时刻,在电容启动充电之 前先行对电容执行一次瞬时放电步骤。
6. 根据权利要求5所述的电压检测电路,其特征在于,设置一个与电容并联的且一端接 地的开关,侦测单元发送的驱动信号通过一个反相器反相后输送给一个单稳态触发器的输 入端,而单稳态触发器的输出端则连接到该开关的控制端; 由侦测电压信号的下降沿经反相器反相后的上升沿,来触发单稳态触发器传送一次驱 动该开关接通的输出信号,利用该开关对电容执行瞬时放电。
7. 根据权利要求6所述的电压检测电路,其特征在于,将具有基准有效值Vhvr的一个基 准输入电压输送给侦测单元,设定齐纳二极管的击穿电压为Vn,在基准输入电压的一个周 期内,侦测电压信号的第一状态具有的基准占空比Db为:
Figure CN105652074BC00031
同时设定电容充电的电流值Ii和使电容放电的电流值I2之间满足:
Figure CN105652074BC00032
8. 根据权利要求7所述的电压检测电路,其特征在于,当实际占空比大于基准占空比Db, 则主比较器输出的检测信号在实际输入电压的每个周期内都会产生一次高电平,表示实际 输入电压的峰值比基准输入电压的峰值大;或者 当实际占空比小于基准占空比Db,则主比较器输出的检测信号在实际输入电压的每个 周期内都不会产生高电平,表示实际输入电压的峰值比基准输入电压的峰值小。
9. 根据权利要求2所述的电压检测电路,其特征在于,将侦测单元中比较器的输出端连 接到一个计数器的输入端,当计数器探测到侦测单元的该比较器输出的比较结果为低电平 且该低电平状态维持超过一段预设的时间,则可以判断输入电压处于欠压状态。
10. —种检测电压变化的方法,其特征在于,包括以下步骤: 利用一个整流电路将交流电压整流为直流的输入电压; 将所述输入电压输入给一个侦测单元,并依据输入电压大小的波动,籍此由侦测单元 产生具有不同逻辑态的侦测电压信号; 对一个电容执行循环的充放电程序; 在电容的充电过程中,当侦测单元发送的所述侦测电压信号具有第二状态时,利用一 个充电电流源单元为所述电容充电; 在电容的放电过程中,当侦测单元发送的所述侦测电压信号具有第一状态时,利用一 个放电电流源单元使所述电容放电; 利用一个主比较器,将电容在充电和放电的交替过程中电容上变化的电压和临界零电 位进行比较,籍由主比较器输出带有标识输入电压变化趋势的比较结果,作为检测信号;在 输入电压超过一预设值时触发所述侦测单元产生具有第一状态的侦测电压信号;以及 在输入电压低于预设值时触发所述侦测单元产生具有第二状态的侦测电压信号;在侦 测单元中,一个齐纳二极管的阳极连接于一个结型场效应晶体管的漏极并将输入电压施加 在其阴极,设置所述预设值等于齐纳二极管的击穿电压,从而在结型场效应晶体管的源极 产生侦测电压信号。
11. 根据权利要求10所述的方法,其特征在于,将结型场效应晶体管的源极连接于侦测 单元中一个比较器的正相输入端,在比较器的反相输入端输入一个阈值电压; 当输入电压高于所述预设值,侦测电压信号电位大于阈值电压,表征侦测电压信号具 有逻辑高的第一状态,侦测单元的比较器输出的驱动信号为高电平; 当输入电压低于所述预设值,侦测电压信号电位小于阈值电压,表征侦测电压信号具 有逻辑低的第二状态,侦测单元的比较器输出的驱动信号为低电平。
12. 根据权利要求10所述的方法,其特征在于,充电电流源单元包括一个电压电流转换 器和一个连接于一电压源与电压电流转换器输入端之间的开关; 当侦测电压信号具有第二状态时,侦测单元发送驱动信号接通开关,为充电电流源单 元提供用于转换成充电电流的电压源,将充电电流输送给电容促使电容充电。
13. 根据权利要求10所述的方法,其特征在于,放电电流源单元包括一个电压电流转换 器和一个连接于一电压源与电压电流转换器输入端之间的开关; 当侦测电压信号具有第一状态时,侦测单元发送驱动信号接通开关,为放电电流源单 元提供用于转换成放电电流的电压源,电容籍由放电电流来释放电荷量。
14. 根据权利要求10所述的方法,其特征在于,在侦测电压信号从第一状态翻转成第二 状态的下降沿时刻,开始为电容充电,并且在侦测电压信号从第二状态翻转成第一状态的 上升沿时刻,开始释放电容的电荷量;以及 侦测电压信号每次从第一状态翻转成第二状态的每个下降沿时刻,在电容启动充电之 前先行对电容执行一次瞬时放电步骤。
15. 根据权利要求14所述的方法,其特征在于,设置一个与电容并联的且一端接地的开 关,使侦测单元发送的驱动信号通过一个反相器反相后再输送给一个单稳态触发器的输入 端,和将单稳态触发器的输出端连接到该开关的控制端; 由侦测电压信号的下降沿经反相器反相后的上升沿,来触发单稳态触发器传送一次驱 动该开关接通的输出信号,利用该开关的接通对电容执行瞬时放电。
16. 根据权利要求15所述的方法,其特征在于,将具有基准有效值Vhvr的一个基准输入 电压输送给侦测单元,设定齐纳二极管的击穿电压为VZ1,在基准输入电压的一个周期内,侦 测电压信号的第一状态具有的基准占空比Db为:
Figure CN105652074BC00041
同时设定电容充电的电流值Ii和使电容放电的电流值I2之间满足:
Figure CN105652074BC00042
17. 根据权利要求16所述的方法,其特征在于,在实际占空比大于基准占空比Db时,主比 较器输出的检测信号在实际输入电压的每个周期内都会产生一次高电平,表不实际输入电 压的峰值比基准输入电压的峰值大;或者 在实际占空比小于基准占空比Db时,主比较器输出的检测信号在实际输入电压的每个 周期内都不产生高电平,表示实际输入电压的峰值比基准输入电压的峰值小。
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