CN105720807A - 用于检测输入电压和泄放滞留电压的方法及装置 - Google Patents
用于检测输入电压和泄放滞留电压的方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明主要涉及电源转换系统,在交直流交换式电源转换器中设计一种对正弦波交流市电整流后的直流电压实施侦测的装置,用于判断直流输入电压是否为低压状态,和用于监控交流电源是否被移除,并在交流电源移除时将用来过滤交流电源上的高频杂波信号的一个高频滤波电容上残留的滞留电压泄放掉。
Description
技术领域
本发明主要涉及电源转换系统,确切地说,是在交直流交换式电源转换器中设计一种对正弦波交流市电整流后的直流电压实施侦测的装置,主要用于判断直流输入电压是否为低压状态,和用于监控交流电源是否被移除,并在交流电源移除时将用来过滤交流电源上的高频杂波信号的一个高频滤波电容上残留的滞留电压泄放掉。
背景技术
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VOUT,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,例如附图1中直流电压V在时间段T0内由常规电压值跌落至最小的电源供应电压值之下,例如通常会导致显示设备闪烁或黯淡,可能会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。
在美国专利申请US20090141523中,在其图式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,一直导通并产生流经自身电流的这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,即要求提供可有效用于侦测输入电压VAC变化的装置,而且这个装置能直观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。
再者,为了尽量过滤掉来源于交流电的高频杂波信号,现有技术往往在电源转换器的输入交流电压的输入端之间连接一个高频滤波电容CX,这同时也带来了负面的影响,当交流电源被移除时,高频滤波电容CX上会自然的残留一个为直流量的滞留电压,滞留电压值的大小等于交流电源移除瞬间的电压值。不幸的是,如果恰好在交流电的峰值瞬态发生移除事件,则滞留电压值是交流电的最大值,很容易造成触电的安全隐患。泄放滞留电压的传统方法是与高频滤波电容CX并联泄放电阻RB,然而电阻RB会同步带来功率损耗,损耗为P=(VIN_RMS)2/RB,该VIN_RMS等于交流电源的有效值或均方根值。交直流转换器损耗在电阻RB上的功耗非常严重,尤其是在无载或待机模式状况下,非常有必要判断出交流电源移除的时机,并以近乎无功耗的方式泄放掉滞留电压。
发明内容
在本发明揭示的一个可选实施例中,提供了一种用于检测输入电压和泄放滞留电压的装置,包括一个输入电压侦测单元,接收交流电源整流后的直流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;还包括一个锯齿波产生器,在输入电压的任意一个周期TM(M≥1)内自侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的时刻,开始为第一电容充电,及在该任意一个周期TM紧接着的后一个周期TM+1内自侦测电压信号从第二状态翻转成第一状态的时刻,开始释放第一电容的电荷量;还包括一个复位信号生成器,具有的第二电容与所述第一电容同步进行充电,但在所述后一个周期内自侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的时刻放电,并将第一电容变化的电压和第二电容变化的电压进行比较,依据比较结果来触发生成复位信号;还包括一个交流电源移除和低压状态判断单元,在其包含的计数器持续超过一个预设时间段都未收到具有第一状态的复位信号的条件下,当该预设时间内第一电容的电压连续不低于第二电容的电压,产生表征输入电压处于低压状态的低压检测信号,当该预设时间内发生第一电容的电压持续低于第二电容电压的情形,产生表征交流电源移除的电源移除信号。
上述装置,侦测单元的一个齐纳二极管的阳极连接于侦测单元的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的阴极,从而在结型场效应晶体管的源极产生侦测电压信号。
上述装置,输入电压超过齐纳二极管的击穿电压时,侦测单元产生的侦测电压信号具有为高电平的第一状态,以及输入电压低于齐纳二极管的击穿电压时,侦测单元产生的侦测电压信号具有为低电平的第二状态。
上述装置,还包括一个整流电路,交流电源从整流电路的两个输入端输入经整流后提供直流的输入电压,整流电路的两个输入端之间连接有一个高频滤波电容;其中一个泄放支路具有的一个开关连接在结型场效应晶体管的源极和接地端之间,在交流电源移除时,触发产生有效的高电平电源移除信号来接通泄放支路的该开关,以利用泄放支路来泄放高频滤波电容上残余的滞留电压。
上述装置,设定移除交流电源时将交流电源上的滞留电压泄放至安全级电压VBRR_DC;且输入电压在低压状态具有有效值VBO_RMS及输入电压在低压状态时侦测电压信号的第一状态具有占空比DBO;输入电压在启动状态具有有效值VBI_RMS及输入电压在启动状态时侦测电压信号的第一状态具有占空比DBI;在第一、第二电容同步完成同一充电时间段的充电之后,第二电容上的达到的最大电压值VCLM与第一电容上达到的最大电压值VCTM之间满足:
其中 以及
上述装置,所述安全级电压VBRR_DC等于齐纳二极管的击穿电压。
上述装置,锯齿波产生器具有一个第一充电电流源单元和一个第一放电电流源单元;第一充电电流源单元的电压电流转换器的输入端和一个电压源之间的开关受侦测单元发送的驱动信号的控制,侦测电压信号为第二状态时接通第一充电电流源单元的该开关,利用第一充电电流源单元为第一电容充电;第一放电电流源单元的电压电流转换器的输入端和一个电压源之间的开关受侦测单元发送的驱动信号的控制,侦测电压信号为第一状态时接通第一放电电流源单元的该开关,以利用第一放电电流源单元为第一电容放电。
上述装置,侦测电压信号输入到侦测单元中一个比较器的正相输入端,在该比较器的反相输入端输入一个阈值电压;当侦测电压信号电位大于阈值电压,该比较器输出的驱动信号为高电平的第一状态,接通放电电流源单元的开关;当侦测电压信号电位小于阈值电压,该比较器输出的驱动信号为低电平的第二状态,接通充电电流源单元的开关。
上述装置,侦测单元的该比较器输出的驱动信号和一个欠压锁定反相信号同时输送至侦测单元的一个与门的两个输入端,该与门的输出端连接到充电电流源单元、放电电流源单元各自开关的控制端;以及将一个二极管的阳极连接在结型场效应晶体管的源极并将阴极连接到一个供电电容一端,当供电电容上的电压处于欠压状态,欠压锁定反相信号为低电平,将输送给充电电流源单元、放电电流源单元各自开关的驱动信号钳制在低电平,以中断第一、第二电容的循环充放电。
上述装置,侦测电压信号每次从第一状态翻转成第二状态的下降沿时刻,但在该下降沿的时刻后面紧接着的对第一、第二电容启动充电之前,先行对第一、第二电容执行一次瞬时放电的步骤。
上述装置,与第一电容并联的一个开关和与第二电容并联的一个开关,受侦测单元具有的一个单稳态触发器的输出信号的控制;由侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的下降沿,或者由侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的下降沿被反相后的上升沿,来触发该单稳态触发器发送的为高电平的输出信号,将与第一电容并联的开关和与第二电容并联的开关予以接通,以同步对第一、第二电容实施瞬时放电。
上述装置,复位信号生成器具有一个为第二电容进行充电的第二充电电流源单元,第二充电电流源单元的电压电流转换器的输入端和第一充电电流源单元的电压电流转换器的输入端耦合在一起,以同步对第一、第二电容充电。
上述装置,复位信号生成器具有一个比较器,第一电容未接地的一端连接到该比较器的反相输入端,第二电容未接地的一端连接到该比较器的正相输入端,该比较器的比较结果输出给复位信号生成器的一个单稳态触发器,在所述比较结果从第二状态翻转成第一状态的每个上升沿时刻,触发该单稳态触发器发出具有第一状态的复位信号。
上述装置,复位信号生成器的比较器输出的比较结果和一个欠压锁定反相信号同时输送给复位信号生成器的一个与门,该与门的输出端连接到单稳态触发器的输入端;以及将一个二极管的阳极连接在结型场效应晶体管的源极并将阴极连接到一个供电电容一端,当供电电容上的电压处于欠压状态时,欠压锁定反相信号为低电平,从而将复位信号生成器予以屏蔽,不输出具有第一状态的复位信号。
上述装置,计数器的输出结果和所述比较结果的反相信号输入到交流电源移除和低压状态判断单元的一个与门的两个输入端,该与门的输出端连接到交流电源移除和低压状态判断单元中第一RS触发器的置位端;以及计数器的输出结果和所述比较结果被输入到交流电源移除和低压状态判断单元中另一个与门的两个输入端,该另一个与门的输出端连接到交流电源移除和低压状态判断单元中第二RS触发器的置位端;在计数器的输出结果为第一状态阶段,当第一电容的电压不低于第二电容的电压,所述比较结果为第二状态,第一、第二RS触发器的复位端被钳制为低电平,第一RS触发器的Q输出端输出高电平有效的低压检测信号;或在计数器的输出结果为第一状态阶段,当第一电容的电压出现低于第二电容的电压时,所述比较结果出现第一状态,第一、第二RS触发器的复位端被钳制为低电平,第二RS触发器的Q输出端输出高电平有效的电源移除信号。
上述装置,交流电源移除和低压状态判断单元中一个或门同时接收一个欠压锁定信号和复位信号,或门的输出信号发送给到计数器,并且第一、第二RS触发器的复位端都连接到或门的输出端;在第一RS触发器输出高电平的低压检测信号或第二RS触发器输出高电平的电源移除信号阶段,欠压锁定信号为低电平时,或门输出的低电平约束第一、第二RS触发器不会被触发复位。
上述装置,还包含一个启动电压检测模块,第一电容上变化的电压输入到启动电压检测模块中一个比较器的反相输入端,该比较器的正相输入端输入一个零电位,比较器输出的检测结果传送至所述启动电压检测模块中的一个单稳态触发器;将具有基准有效值VINR的一个基准输入电压输送给侦测单元,设齐纳二极管的击穿电压为VZ,第一电容充电的电流值I1和放电的电流值I2满足I1×(1-DB)=I2×DB,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:
如果实际输入电压的有效值大于基准有效值,则检测结果从第二状态翻转成第一状态的每个上升沿时刻,触发单稳态触发器输出具有第一状态的启动电压检测信号;
如果实际输入电压的有效值低于基准有效值,则检测结果一直为第二状态,单稳态触发器在输入电压的每个周期内都持续输出具有第二状态的启动电压检测信号。
上述装置,侦测电压信号输入到侦测单元中一个比较器的正相输入端,侦测单元的该比较器的反相输入端输入一个阈值电压;启动电压检测模块中单稳态触发器的输出端和接地端之间连接有一个开关,该开关的控制端接收侦测单元的比较器输出的驱动信号的反相信号;如果侦测电压信号电位大于阈值电压,则侦测单元的比较器输出的高电平驱动信号经反相后,控制断开启动电压检测模块的开关,启动电压检测信号仅由单稳态触发器触发;如果侦测电压信号电位小于阈值电压,则侦测单元的比较器输出的低电平驱动信号经反相后,控制接通启动电压检测模块的开关,将启动电压检测信号钳制在低电位。
上述装置,启动电压检测模块的比较器输出的检测结果和一个欠压锁定反相信号同时发送到启动电压检测模块中一个与门的两个输入端,该与门的输出信号输送给所述启动电压检测模块的一个T触发器,而T触发器的Q输出端则连接到启动电压检测模块中单稳态触发器的输入端;欠压锁定反相信号为低电平时,将启动电压检测模块屏蔽,不输出具有第一状态的启动电压检测信号。
上述装置,还包括一个使能信号触发单元,其具有的一个与门的输出端连接到使能信号触发单元中一个第三RS触发器的置位端,该与门的两个输入端对应接收启动电压检测信号、欠压锁定反相信号;使能信号触发单元的另一个与门的输出端连接第三RS触发器的复位端,该另一个与门的三个输入端对应接收欠压锁定反相信号、第三RS触发器的Q输出端信号、低压检测信号;一旦启动电压检测信号、欠压锁定反相信号皆出现第一状态,此时低压检测信号、第三RS触发器的Q输出端的初始态两者任意之一为第二状态时,触发第三RS触发器的Q输出端发送为高电平的有效使能信号;当低压检测信号、欠压锁定反相信号和使能信号EN皆出现第一状态,而启动电压检测信号出现第二状态时,触发第三RS触发器的Q输出端发送禁用信号。
上述装置,还包括一个逻辑控制单元,用于将连接在结型场效应晶体管的控制端和接地端之间的一个主开关控制在接通状态,并在接收交流电源移除和低压状态判断单元发出表征交流电源移除的高电平电源移除信号时,控制该主开关变为断开。
上述装置,一个二极管的阳极连接在结型场效应晶体管源极并且阴极连接到一个供电电容的一端,将供电电容的电压输入到逻辑控制单元中第一电压检测比较器的反相输入端,第一电压检测比较器的正相输入端输入第一参考电压,第一电压检测比较器输出的欠压锁定信号经反相形成的欠压锁定反相信号被输入至逻辑控制单元中一个第四RS触发器的置位端;以及电源移除信号、欠压锁定信号输送给逻辑控制单元中的一个或门,或门的输出端连接到第四RS触发器的复位端;在起始阶段,供电电容的电压低于第一参考电压,欠压锁定信号为高电平的第一状态,及电源移除信号为低电平,则第四RS触发器的Q输出端输出初始状态的低电平关断主开关,开始为供电电容充电,直至供电电容的电压不低于第一参考电压,从而将欠压锁定信号翻转成低电平的第二状态;欠压锁定信号为低电平状态之后,第四RS触发器输出的控制信号仅由电源移除信号维持在高电平,除非电源移除信号被触发成高电平的第一状态,才将第四RS触发器输出的控制信号复位到低电平,来断开主开关。
上述装置,供电电容的电压输入到逻辑控制单元中第二电压检测比较器的反相输入端和输入到逻辑控制单元中第三电压检测比较器的正相输入端,第二电压检测比较器的正相输入端输入第二参考电压,第三电压检测比较器的反相输入端输入第三参考电压;第二电压检测比较器的输出端和一个锁存信号输入到逻辑控制单元中一个与非门的两个输入端,该与非门的输出端和第四RS触发器的Q输出端连接到逻辑控制单元中的一个与门的两个输入端,该与门的输出端连接到主开关的控制端;第三电压检测比较器的输出端与锁存信号输入到逻辑控制单元中另一个与门的两个输入端,该另一个与门的输出端连接在与供电电容并联的一个调节开关的控制端上;在供电电容的电压未达到第二参考电压之前,先行将锁存信号设定为低电平,在供电电容的电压达到第二参考电压之后,再将锁存信号设定为高电平,从而将供电电容的电压限定在第二参考电压和第三参考电压之间。
在本发明的另一个实施例中,提供了一种用于检测输入电压和泄放滞留电压的方法,包括以下步骤:提供一个输入电压侦测单元来接收由交流电源整流后的直流输入电压,并依据输入电压大小的波动,产生具有不同逻辑态的侦测电压信号;利用一个锯齿波产生器,在输入电压的任意一个周期内自侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的时刻,开始为第一电容充电,及在该任意一个周期紧接着的后一个周期内自侦测电压信号从第二状态翻转成第一状态的时刻,开始释放第一电容的电荷量;提供一个复位信号生成器,将其具有的第二电容与第一电容同步进行充电,但在所述后一个周期内自侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的时刻使第二电容放电,将第一电容变化的电压和第二电容变化的电压进行比较,由比较结果来触发生成复位信号;利用一个交流电源移除和低压状态判断单元,在其包含的计数器持续超过一个预设时间段都未收到具有第一状态的复位信号的条件下,当该预设时间内第一电容的电压连续不低于第二电容的电压,产生表征输入电压处于低压状态的低压检测信号,当该预设时间内持续发生第一电容的电压低于第二电容电压的情形,产生表征交流电源移除的电源移除信号。
上述方法,将侦测单元的一个齐纳二极管的阳极连接于侦测单元的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的阴极,从而在结型场效应晶体管的源极产生侦测电压信号。
上述方法,在输入电压超过齐纳二极管的击穿电压时,侦测单元产生的侦测电压信号具有为高电平的第一状态,以及在输入电压低于齐纳二极管的击穿电压时,侦测单元产生的侦测电压信号具有为低电平的第二状态。
上述方法,还包括提供一个整流电路,交流电源从整流电路的两个输入端输入经整流后提供直流的输入电压,整流电路的两个输入端之间连接有一个高频滤波电容;其中将一个泄放支路具有的一个开关连接在结型场效应晶体管的源极和接地端之间,在交流电源移除时,触发产生有效的高电平电源移除信号来接通泄放支路的该开关,以利用泄放支路来泄放高频滤波电容上残余的滞留电压。
上述方法,设定移除交流电源时将交流电源上的滞留电压泄放至安全级电压VBRR_DC;且输入电压在低压状态具有有效值VBO_RMS及输入电压在低压状态时侦测电压信号的第一状态具有占空比DBO;输入电压在启动状态具有有效值VBI_RMS及输入电压在启动状态时侦测电压信号的第一状态具有占空比DBI;在第一、第二电容同步完成同一充电时间段的充电之后,第二电容上的达到的最大电压值VCLM与第一电容上达到的最大电压值VCTM之间满足:
其中 以及
上述方法,所述安全级电压VBRR_DC等于齐纳二极管的击穿电压。
上述方法,锯齿波产生器提供有第一充电电流源单元和第一放电电流源单元;第一充电电流源单元的电压电流转换器的输入端和一个电压源之间的开关受侦测单元发送的驱动信号的控制,侦测电压信号为第二状态时接通第一充电电流源单元的该开关,利用第一充电电流源单元为第一电容充电;第一放电电流源单元的电压电流转换器的输入端和一个电压源之间的开关受侦测单元发送的驱动信号的控制,侦测电压信号为第一状态时接通第一放电电流源单元的该开关,以利用第一放电电流源单元为第一电容放电。
上述方法,侦测电压信号输入到侦测单元中一个比较器的正相输入端,在该比较器的反相输入端输入一个阈值电压;当侦测电压信号电位大于阈值电压,该比较器输出的驱动信号为高电平的第一状态,接通放电电流源单元的开关;当侦测电压信号电位小于阈值电压,该比较器输出的驱动信号为低电平的第二状态,接通充电电流源单元的开关。
上述方法,侦测单元的该比较器输出的驱动信号和一个欠压锁定反相信号同时输送至侦测单元的一个与门的两个输入端,该与门的输出端连接到充电电流源单元、放电电流源单元各自开关的控制端;以及将一个二极管的阳极连接在结型场效应晶体管的源极并将阴极连接到一个供电电容一端,当供电电容上的电压处于欠压状态,欠压锁定反相信号为低电平,将输送给充电电流源单元、放电电流源单元各自开关的驱动信号钳制在低电平,以中断第一、第二电容的循环充放电。
上述方法,侦测电压信号每次从第一状态翻转成第二状态的下降沿时刻,但在该下降沿的时刻后面紧接着的对第一、第二电容启动充电之前,先行对第一、第二电容执行一次瞬时放电的步骤。
上述方法,提供一个与第一电容并联的开关和提供一个与第二电容并联的开关,这两个开关受侦测单元具有的一个单稳态触发器的输出信号的控制;由侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的下降沿,或者由侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的下降沿被反相后的上升沿,触发该单稳态触发器发送的为高电平的输出信号,将与第一电容并联的开关和与第二电容并联的开关予以接通,同步对第一、第二电容实施瞬时放电。
上述方法,复位信号生成器提供了一个为第二电容进行充电的第二充电电流源单元,并将第二充电电流源单元的电压电流转换器的输入端和第一充电电流源单元的电压电流转换器的输入端耦合在一起,以同步对第一、第二电容充电。
上述方法,复位信号生成器提供了一个比较器,第一电容未接地的一端连接到该比较器的反相输入端,第二电容未接地的一端连接到该比较器的正相输入端,该比较器的比较结果输出给复位信号生成器的一个单稳态触发器,在所述比较结果从第二状态翻转成第一状态的每个上升沿时刻,触发该单稳态触发器发出具有第一状态的复位信号。
上述方法,复位信号生成器的比较器输出的比较结果和一个欠压锁定反相信号同时输送给复位信号生成器的一个与门,该与门的输出端连接到单稳态触发器的输入端;以及将一个二极管的阳极连接在结型场效应晶体管的源极并将阴极连接到一个供电电容一端,当供电电容上的电压处于欠压状态时,欠压锁定反相信号为低电平,从而将复位信号生成器予以屏蔽,不输出具有第一状态的复位信号。
上述方法,计数器的输出结果和所述比较结果的反相信号输入到交流电源移除和低压状态判断单元的一个与门的两个输入端,该与门的输出端连接到交流电源移除和低压状态判断单元中第一RS触发器的置位端;以及计数器的输出结果和所述比较结果被输入到交流电源移除和低压状态判断单元中另一个与门的两个输入端,该另一个与门的输出端连接到交流电源移除和低压状态判断单元中第二RS触发器的置位端;在计数器的输出结果为第一状态阶段,当第一电容的电压不低于第二电容的电压,所述比较结果为第二状态,第一、第二RS触发器的复位端被钳制为低电平,第一RS触发器的Q输出端输出高电平有效的低压检测信号;或在计数器的输出结果为第一状态阶段,当第一电容的电压出现低于第二电容的电压时,所述比较结果出现第一状态,第一、第二RS触发器的复位端被钳制为低电平,第二RS触发器的Q输出端输出高电平有效的电源移除信号。
上述方法,交流电源移除和低压状态判断单元中一个或门同时接收一个欠压锁定信号和复位信号,或门的输出信号发送给到计数器,并且第一、第二RS触发器的复位端都连接到或门的输出端;在第一RS触发器输出高电平的低压检测信号或第二RS触发器输出高电平的电源移除信号阶段,欠压锁定信号为低电平时,或门输出的低电平约束第一、第二RS触发器不会被触发复位。
上述方法,还提供一个启动电压检测模块,将第一电容上变化的电压输入到启动电压检测模块中一个比较器的反相输入端,该比较器的正相输入端输入一个零电位,比较器输出的检测结果传送至所述启动电压检测模块中的一个单稳态触发器;将具有基准有效值VINR的一个基准输入电压输送给侦测单元,设齐纳二极管的击穿电压为VZ,第一电容充电的电流值I1和放电的电流值I2满足I1×(1-DB)=I2×DB,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:
在实际输入电压的有效值大于基准有效值时,则检测结果从第二状态翻转成第一状态的每个上升沿时刻,触发单稳态触发器输出具有第一状态的启动电压检测信号;在实际输入电压的有效值低于基准有效值时,则检测结果一直为第二状态,单稳态触发器在输入电压的每个周期内都持续输出具有第二状态的启动电压检测信号。
上述方法,侦测电压信号输入到侦测单元中一个比较器的正相输入端,侦测单元的该比较器的反相输入端输入一个阈值电压;及启动电压检测模块中单稳态触发器的输出端和接地端之间连接有一个开关,该开关的控制端接收侦测单元的比较器输出的驱动信号的反相信号;侦测电压信号电位大于阈值电压,则侦测单元的比较器输出的高电平驱动信号经反相后,控制断开启动电压检测模块的开关,启动电压检测信号仅由单稳态触发器触发;侦测电压信号电位小于阈值电压,则侦测单元的比较器输出的低电平驱动信号经反相后,控制接通启动电压检测模块的开关,将启动电压检测信号钳制在低电位。
上述方法,启动电压检测模块的比较器输出的检测结果和一个欠压锁定反相信号同时发送到启动电压检测模块中一个与门的两个输入端,该与门的输出信号输送给所述启动电压检测模块的一个T触发器,而T触发器的Q输出端则连接到启动电压检测模块中单稳态触发器的输入端;在欠压锁定反相信号为低电平时,将启动电压检测模块屏蔽,不输出具有第一状态的启动电压检测信号。
上述方法,还提供一个使能信号触发单元,其具有的一个与门的输出端连接到使能信号触发单元中一个第三RS触发器的置位端,该与门的两个输入端对应接收启动电压检测信号、欠压锁定反相信号;使能信号触发单元的另一个与门的输出端连接第三RS触发器的复位端,该另一个与门的三个输入端对应接收欠压锁定反相信号、第三RS触发器的Q输出端信号、低压检测信号;一旦启动电压检测信号、欠压锁定反相信号皆出现第一状态,此时低压检测信号、第三RS触发器的Q输出端的初始态两者任意之一为第二状态时,触发第三RS触发器的Q输出端发送为高电平的有效使能信号;当低压检测信号、欠压锁定反相信号和使能信号EN皆出现第一状态,而启动电压检测信号出现第二状态时,触发第三RS触发器的Q输出端发送禁用信号。
上述方法,还提供一个逻辑控制单元,用于将连接在结型场效应晶体管的控制端和接地端之间的一个主开关控制在接通状态,并在接收交流电源移除和低压状态判断单元发出表征交流电源移除的高电平电源移除信号时,控制该主开关变为断开。
上述方法,将一个二极管的阳极连接在结型场效应晶体管源极并且将阴极连接到一个供电电容的一端,将供电电容的电压输入到逻辑控制单元中第一电压检测比较器的反相输入端,第一电压检测比较器的正相输入端输入第一参考电压,第一电压检测比较器输出的欠压锁定信号经反相形成的欠压锁定反相信号被输入至逻辑控制单元中一个第四RS触发器的置位端;以及电源移除信号、欠压锁定信号输送给逻辑控制单元中的一个或门,或门的输出端连接到第四RS触发器的复位端;起始阶段供电电容的电压低于第一参考电压,欠压锁定信号为高电平的第一状态,及电源移除信号为低电平,则第四RS触发器的Q输出端输出的低电平关断主开关,开始为供电电容充电,直至供电电容的电压不低于第一参考电压,从而将欠压锁定信号翻转成低电平的第二状态;之后第四RS触发器输出的控制信号仅由电源移除信号维持在高电平,除非电源移除信号被触发成高电平的第一状态,才将第四RS触发器输出的控制信号复位到低电平,来断开主开关。
上述方法,供电电容的电压输入到逻辑控制单元中第二电压检测比较器的反相输入端和输入到逻辑控制单元中第三电压检测比较器的正相输入端,第二电压检测比较器的正相输入端输入第二参考电压,第三电压检测比较器的反相输入端输入第三参考电压;第二电压检测比较器的输出端和一个锁存信号输入到逻辑控制单元中一个与非门的两个输入端,该与非门的输出端和第四RS触发器的Q输出端连接到逻辑控制单元中的一个与门的两个输入端,该与门的输出端连接到主开关的控制端;第三电压检测比较器的输出端与锁存信号输入到逻辑控制单元中另一个与门的两个输入端,该另一个与门的输出端连接在与供电电容并联的一个调节开关的控制端上;在供电电容的电压未达到第二参考电压之前,先行将锁存信号设定为低电平,在供电电容的电压达到第二参考电压之后,再将锁存信号设定为高电平,从而将供电电容的电压限定在第二参考电压和第三参考电压之间。
附图说明
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:
图1中实际电压在时间段T0比要求的最小电源供应电压值小。
图2是交流电VAC经过整流获取输入电压VIN来输送给侦测单元。
图3A是在侦测单元中JFET源极撷取侦测信号VS。
图3B是输入电压为VIN超过齐纳二极管击穿电压时侦测单元的输出电平波形。
图4是定义低压状态输入电压具有有效值VBO_RMS,以及启动状态输入电压具有有效值VBI_RMS,在同一齐纳击穿电压下,低压、启动状态导致侦测信号VS的不同占空比。
图5是第一、第二电容CT、CL在相同充电时间内两者达到的最大电压的比例。
图6~8是用于检测输入电压和用于泄放滞留电压的装置的电路结构。
图9是输入电压VIN的有效值或峰值在时间维度上逐步变小,导致侦测信号、第一电容的电压、电压检测信号、复位信号、低压检测信号等的变化状况。
图10A~10B展示了交流电源移除和低压状态判断单元判断出用于检测输入电压和泄放滞留电压的装置是发生输出电压处于低压状态还是发生交流电源移除事件。
具体实施方式
参见图2,基本的侦测单元215主要包含一个结型场效应晶体管(JFET)101和一个齐纳二极管ZD1,齐纳二极管ZD1的阳极连接到该JFET101的漏极,而JFET101的源极则连接到另一个二极管D1的阳极,二极管D1的阴极则连接到接地端GND。此外,JFET101的控制端如栅极则与接地端GND之间连接有一个电子开关SW6,开关SW6是一个三端口器件,其控制端耦合到一个逻辑控制单元285,并且开关SW6的一端连接到JFET101的栅极而开关的另一端直接接地,逻辑控制单元285用于驱动开关SW6的断开或者接通来决定JFET101的栅极是否接到地电位。在JFET101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VIN在连接于齐纳二极管ZD1阴极端的节点100处,输送给侦测单元215,该输入电压VIN通常是交流市电VAC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VIN。
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,再输入给一个桥式整流器115,交流电由桥式整流器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。值得注意的是,在本发明中,与高频滤波电容CX并联的以虚线连接的泄放电阻RB实质被移除掉而不复存在,后文将会介绍泄放电阻RB被摈弃后在移除交流电压VAC时刻是如何释放高频滤波电容CX上残存的滞留电压。
参见图2,整流电路225具有两个整流二极管D2和D3,在提供交流电压VAC的一个输入端12连接二极管D2的阳极、另一个输入端14连接二极管D3的阳极,相当于二极管D2的阳极连接到高频滤波电容CX的一端,二极管D3的阳极连接到高频滤波电容CX相对的另一端。同时还将整流二极管D2、D3两者的阴极和与齐纳二极管ZD1的阴极相连在节点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VIN,并在节点100处输入给侦测单元215,输入电压VIN的波形可参见图3B中连续的正半周弦波。
参见图3A,将JFET101的栅极直接接到地电位GND。当输入电压VIN比齐纳二极管ZD1的击穿电压VZ大时,则齐纳二极管ZD1发生可自愈恢复的齐纳击穿,产生的电流ID自JFET101的漏极流向源极,电流ID将流经电阻R1和二极管D1。当输入电压VIN比齐纳二极管ZD1的击穿电压VZ小时,则齐纳二极管ZD1不会被击穿,因此不会产生任何流经JFET101的电流。参见图3B,齐纳二极管ZD1击穿时,表征输入电压VIN大于击穿电压VZ的情形,发生的时机是时刻t1至t3的时间段。以一个周期T为例,在t1时刻,输入电压VIN趋于上升至超过击穿电压VZ,输入电压VIN大于击穿电压VZ被维持和延续到t3时刻,至t3时刻开始起输入电压VIN才降至低于击穿电压VZ。在t1至t3的时间段,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,认为此时侦测单元215输出的电压VS具有高电平的第一状态。仍然在该周期T内,与前述情形截然相反的是,齐纳二极管ZD1未发生击穿,表征输入电压VIN小于击穿电压VZ,发生的时机为t1时刻之前和t3时刻之后,导致JFET101源极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,认为此时侦测单元215输出的电压VS具有低电平的第二状态。
图3B还以占空比的方式,展示了侦测电压VS的电平逻辑状态,直观体现齐纳二极管ZD1被击穿的情形和未被击穿的情形。设定t2时刻输入电压VIN达到峰值,以及时间节点t1至时间节点t3之间的持续时长为2(t2-t1),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-t1),则侦测电压VS具有第一状态的占空比D,也可理解为齐纳二极管ZD1的击穿时段占周期比。
设定将滞留电压泄放至一个安全级电压VBRR_DC。同时,还设定输入电压VIN在低于一个预定额定有效值而进入低压状态(Brown-out)或欠压状态时,具有均方根或有效值VBO_RMS,并且输入电压VIN在低压状态时侦测电压信号VS的第一状态具有占空比DBO。以及设定输入电压VIN在启动状态(Brown-in)时具有均方根或有效值VBI_RMS,并且输入电压VIN在启动状态时侦测电压信号VS的第一状态具有占空比DBI。输入电压VIN大于安全级电压VBRR_DC时,侦测电压VS第一状态的占空比DBRR满足以下函数关系:
低压状态时输入电压VIN在时刻t1的瞬时值VIN(t1),和输入电压VIN的有效值电压VBO_RMS、安全级电压VBRR_DC之间满足以下函数关系:
以及输入电压VIN在时刻t2的瞬时值VIN(t2)与该输入电压VIN的有效值电压VBO_RMS之间还满足以下函数关系:
由正弦量的相位关系可以获悉ωt1和ωt2满足以下函数关系:
ωt2=90°(5)
将公式(4)除以(5)并将两者相比的结果代入公式(1),得到:
将公式(6)变形换算得到:
依据上述计算步骤,同理在低压状态、启动状态时还可以分别推理出:
将公式(8)、(9)变形得到:
选取一些数值作为示范来进行阐释,譬如安全级电压VBRR_DC可以取齐纳二极管ZD1某个特定的击穿电压值VZ1或VZ1的倍数,例如取50V但不限于此。输入电压VIN在低压状态相对正常的启动状态而言其有效值要低,例如输入电压VIN在低压状态时具有均方根或有效值VBO_RMS=73VRMS,输入电压VIN在启动状态时具有均方根或有效值VBI_RMS=83VRMS,则低压状态VS之占空比(DutyofBrown-out)DBO=67.8%,启动状态VS之占空比(DutyofBrown-in)DBI=72%,DBO小于DBI,图4展示了该结果。
在图6中,后文介绍的锯齿波产生器235的第一电容CT和复位信号生成器255的第二电容CL同步充电,故十分有必要给电容CL设定一个充电阶段所能到达的电压水准,与电容CT上在同一充电阶段达到的电压水准进行关联,作为推算输入电压VIN是否进入低压状态的判断机制。譬如在图5中,在每次充电之后,可以利用Y值表征第二电容CL在该充电步骤中能达到的最大电压值VCLM,以X值表征第一电容CT上在同一充电过程中能达到的最大电压值VCTM,其中VCLM和VCTM两者的比例关系可以被设置为一个预设的比值。我们依据图3A~3B所获悉的侦测信号VS及在启动BI状态、低压BO状态来构建为电容充放电的模型,参见图5,在输入电压的正常启动状态,VS具有占空比DBI,而在低压状态,VS具有占空比DBO,假设在启动状态的条件下,在VS具有第二状态的时间段t11内为充放电模型中的一个模拟电容C充电,在VS具有第一状态的时间段t12结束时,电容C刚好完成放电,并且电容C的充放电过程中控制其电压上升的斜率为mu而电压下降的斜率控制为md。又假设在低压状态的条件下,在VS具有第二状态的时间段t11内为电容C充电,并且在VS具有第一状态的时间段t13内维持电容C在时间段t11内所充电的电荷量。作为示范,在一个充放电动作内,充电时间段t11实质可以是图3B中的2t1,而VS具有第一状态则是图3B中t1至t3。相关参数定量分析如下:
从图5之几何图形关系可以获悉:
由于mu×t11=md×t12以及公式(14),则:
将公式(15)计算的t11、t13两者之间的关系代入公式(13)得到:
从而由公式(16)计算出:
进一步由公式(17)换算出:
其中图5之斜率mu和斜率md还满足:
将公式(19)代入公式(18)计算出:
若以图4得出的结果,低压状态VS之占空比DBO=67.8%和启动状态VS之占空比DBI≈70%代入到公式(20)则:
同一充电过程中,计算出第二电容CL上能达到的最大电压值VCLM和第一电容CT上能达到的最大电压值VCTM之间的关系,作为范例VCLM可大约是VCTM的十分之一。
参见图2和图6,用于检测输入电压和泄放滞留电压的装置包括一个侦测单元215,侦测单元215具有一个发送驱动信号来控制开关SW1至SW5断开或接通的比较器102。比较器102的反相输入端输入一个大于零的阈值电压VTH,而JFET101的源极连接到比较器102的正相输入端。虽然比较器102输出的驱动信号可以直接驱动前述开关,但是作为可选项,还可以将其输出的驱动信号和一个欠压锁定反相信号UVLO_B同时输送至侦测单元215的与门(AND)103的两个输入端,与门103的输出端则耦合连接到锯齿波产生器235中一个反相器(inverter)134的输入端,该反相器134的输出端连接至开关SW1的控制端,与门103的输出端同时还耦合连接到开关SW2的控制端,如果启用与门103,仅仅当欠压锁定反相信号UVLO_B为高电平时,与门103的输出才有效,否则当欠压锁定反相信号UVLO_B为低电平时,输送给开关SW1、SW2的驱动信号被钳制在低电平,会中断第一、第二电容CT、CL的循环充放电。此外,侦测单元215还包含一个单稳态触发器104,虽然单稳态触发器104的输入端可以设置为连接到比较器102的输出端,但在较佳的实施例中,在侦测单元215中可以再设置一个反相器105,如果启用该反相器105,则反相器105的输入端连接到比较器102的输出端而反相器105的输出端连接到单稳态触发器104的输入端,以及单稳态触发器104的输出端连接到开关SW3、SW5各自的控制端。当驱动信号直接触发单稳态触发器104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102输出的驱动信号的每个下降沿,触发该单稳态触发器104发送为高电平的输出信号来将开关SW3、SW5接通。基于单稳态触发器104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105,则比较器102输出的驱动信号经反相器105反相后,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,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104发送为高电平的输出信号将开关SW3、SW5同时接通。
前文已经阐明,当输入电压VIN比齐纳二极管ZD1的击穿电压VZ大时,齐纳二极管ZD1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102的输出端输出高电平的驱动信号,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VIN比齐纳二极管ZD1的击穿电压VZ小时,齐纳二极管ZD1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102的输出端将输出一个低电平的驱动信号,体现了侦测电压信号VS为低电平的第二状态。
参见图6,用于检测输入电压和泄放滞留电压的装置包括一个锯齿波产生器235,其具有对第一电容CT进行充电的第一充电电流源单元235a,和具有对第一电容CT进行放电的第一放电电流源单元235b。比较器102输出的驱动信号经反相器134反相后耦合到第一充电电流源单元235a中的一个开关SW1的控制端,开关SW1的接通或断开用于控制第一充电电流源单元235a中电压电流转换器131是否启动充电程序。本发明提及的开关SW1及下文出现的SW2至SW7都是三端口的电子开关,它们有多种选择,例如P型或N型MOS晶体管或双极晶体管或结型场效应晶体管或它们的组合开关等,可为增强型或耗尽型。比较器102的输出端同步还耦合到第一放电电流源单元235b中一个开关SW2的控制端,开关SW2的接通或断开用于控制第一放电电流源单元235b中电压电流转换器132是否启动放电程序。开关SW1的控制端在低电平的驱动信号的驱动下使该开关SW1被接通而在高电平的驱动信号的驱动下使该开关SW1被断开,以及开关SW2的控制端在为高电平的驱动信号的驱动下将开关SW2接通而在低电平的驱动信号的驱动下将开关SW2断开,该两者不能同时接通或断开,而是互为交替开启的。
第一充电电流源单元235a中,在为电压电流转换器131提供工作电压的节点305处施加直流的电源电压VDD,还在另一节点306处提供电源电压VDD,节点306与接地端GND之间串联有开关SW1和电阻R3。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第一电容CT的未接地的一端的节点307处,电压电流转换器125将接收的电源电压VDD转换成大小为I1的充电电流,给第一电容CT充电。比较器102的输出端只有在输出为低电平的前提下,开关SW1才会接通,故充电电流I1给第一电容CT充电的时机仅发生在输入电压VIN比击穿电压VZ低时,亦即侦测电压信号VS具有逻辑低的第二状态阶段。
第一放电电流源单元235b中,节点306与接地端GND之间串联有开关SW2和电阻R4,节点306处施加有电源电压VDD,且电源电压VDD输送给电压电流转换器132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第一电容CT的未接地的一端即节点307处,开关SW2接通则电压电流转换器132将接收的电源电压转换成放电电流I2,故当试图引导第一电容CT放电到接地端时,放电电流大小为I2。比较器102的输出端只有在输出为高电平的前提下,开关SW2才会接通,也即第一电容CT放电的时机仅仅发生在输入电压VIN比击穿电压VZ高时,亦即侦测电压信号VS具有逻辑高的第一状态阶段。由此可见,侦测电压信号VS状态的变换会诱使第一电容CT循环的充放电,从而在其未接地一端的节点307处籍由第一电容CT上的电压VB1的上升变化和下降变化来产生期翼的锯齿波。
参见图6,用于检测输入电压和泄放滞留电压的装置包括一个复位信号生成器255,其具有一个为第二电容CL进行充电的第二充电电流源单元255a,在为第二充电电流源单元255a的电压电流转换器154提供工作电压的节点505处施加直流的电源电压VDD。电压电流转换器154的输入端506和第一充电电流源单元235a的电压电流转换器131的输入端308耦合在一起,以便实现对第一电容CT、第二电容CL实施同步充电。电源电压VDD是否被输送给电压电流转换器154的电压转电流输入端,也受到开关SW1的控制,电压电流转换器154的电流释放端/输出端设置为连接到第二电容CL的未接地的一端的节点507处,电压电流转换器154将接收的电源电压VDD转换成大小为I3的充电电流,给第二电容CL充电。同理,充电电流I3给第二电容CL充电的时机仅发生在输入电压VIN比击穿电压VZ低时,亦即侦测电压信号VS具有逻辑低的第二状态阶段。
同一充电步骤结束后但还未放电前,设定第二电容CL上能达到一个最大的电压值VCLM,设定第一电容CT上能达到一个最大的电压值VCTM,而VCLM和VCTM之间的大小关系,则可由给第二电容CL充电的电流I3和给第一电容CT充电的电流I1来计算出,譬如将第二充电电流源单元255a的电流转换效率与第一充电电流源单元235a的电流转换效率两者之比设成等于Y比X(参见公式20),作为比较简化计算步骤的范例,第一、第二电容CT、CL实质上可以设成基本相同的电容。
锯齿波产生器235还具有一个与第一电容CT并联的开关SW3,第一电容CT与开关SW3两者都连接在节点307和接地端之间,一个辅助的二极管D5与第一电容CT并联,其阳极端接地而阴极端连接到节点307。类似的,一个辅助的二极管D6的阳极连接在节点307而阴极端连接到节点305。复位信号生成器255还具有一个与第二电容CL并联的开关SW5,该第二电容CL与开关SW5两者都连接在节点507和接地端之间,一个辅助的二极管D7与电容CL并联,其阳极端接地而阴极端连接到节点507,一个辅助的二极管D8的阳极连接在节点507而阴极端连接到节点505。侦测电压信号VS逻辑状态的变换会诱使第二电容CL未接地一端的节点507处的电压VB2随之发生变化,侦测电压信号VS为低电平时第二电容CL充电,侦测电压信号VS为高电平时第二电容CL保持电荷量不变,侦测电压信号VS从高电平翻转到低电平的每个下降沿触发电容CL予以放电。
在第一、第二电容CT、CL的充放电过程,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,意味着无论第一、第二电容CT、CL是否在该时刻依然存储有电荷量,都会在该截止时刻被触发产生一次持续纳秒级别的电荷量瞬间释放程序。为了实现这一点,需要将比较器102输出的驱动信号传送到开关SW3和SW5的控制端。如图6,单稳态触发器104的输出端连接到开关SW3和SW5它们各自的控制端,不启用反相器105时,比较器102的输出端连接到单稳态触发器104的输入端,但是在较佳的实施例中启用反相器105,则反相器105的输入端连接到比较器102的输出端而反相器105的输出端连接到单稳态触发器104的输入端。侦测电压信号VS从高电平翻转成低电平的每个下降沿,该下降沿均触发单稳态触发器104发出高电平信号,来接通开关SW3和SW5,可以接通纳秒级别的接通时间,将第一、第二电容CT、CL的电荷量分别籍由通态的SW3、SW5释放到地端。启用反相器105时,侦测电压信号VS从高电平翻转成低电平的每个下降沿的时刻,即驱动信号由反相器105反相后的信号的每个上升沿也可以触发单稳态触发器104发出高电平信号,来接通开关SW3和SW5。
参见图9,展示了节点307处产生的锯齿波VB1的波形,锯齿波产生器235完成启动并处于稳定运行的工作阶段,以输入电压VIN前后相邻的两个周期Tn、Tn+1为例来说明一个充放电周期(n≥1),侦测电压信号VS在前一个周期Tn从高电平状态翻转成低电平状态的下降沿时刻,开始对第一电容CT充电,持续的充电至截止于侦测电压信号VS在后一个周期Tn+1从低电平状态翻转成高电平状态的上升沿时刻,在该上升沿时刻,第一电容CT停止充电并同步紧接着开始放电,放电截止点设于侦测电压信号VS在后一个周期Tn+1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。
换言之,第一电容CT完整的充放电周期为,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。同时,第二电容CL完整的充放电周期与第一电容CT的区别为,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但不放电,电荷量在侦测电压信号VS的高电平阶段维持不变,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才放电。
参见图6,复位信号生成器255包含一个比较器151,第一电容CT未接地的一端连接到比较器151的反相输入端,第二电容CL未接地的一端连接到比较器151的正相输入端,将第一电容CT上节点307处变化的电压VB1和第二电容CL上节点507处变化的电压VB2进行比较。比较器151的比较结果SM输出给复位信号生成器255的一个单稳态触发器153,在比较结果SM从低电平的第二状态翻转成高电平的第一状态的上升沿时刻,触发单稳态触发器153发出具有第一状态的复位信号SBOR。复位信号生成器255还可以包含一个与门152,虽然比较器151输出的比较结果SM可以直接输送给单稳态触发器153,作为可选项,还可以将比较结果SM和一个欠压锁定反相信号UVLO_B同时输送至复位信号生成器255的与门152的两个输入端,如选择启用与门152,仅当欠压锁定反相信号UVLO_B为高电平时,与门152的输出才有效,否则当欠压锁定反相信号UVLO_B为低电平时,与门152在其输出端的节点508处输送给单稳态触发器153的比较结果SM被钳制在低电平,会中断单稳态触发器153的发出高电平的复位信号SBOR。
必须指出的是,交流电源VAC被移除事件和交流电源VAC从常规启动状态进入低压状态事件这两种情形会导致比较器151的比较结果SM存在一些差异性,我们籍由这些差异来判断是发生交流电源移除或是输入电压进入低压状态。
在图10A中,如果交流电源VAC被移走,经交流电整流后提供直流的输入电压VIN大致会展现出例如从时间点t10到t20这个时间段内的波形,经交流电整流后提供直流的输入电压VIN大于齐纳击穿电压VZ的整个延续时间可能超过输入电压VIN的一个或数个周期T,甚至延续得更长,因此侦测电压信号VS在该阶段的高电平维持时间较之常规启动状态内一个周期的高电平持续时间也被拉长。也有可能在时间点t10到t20中的某个时刻起,侦测电压信号VS的第一状态所具有的电平水准还可能会比常规启动状态时电压信号VS的第一状态具有的电平水准更高。时间轴上在时间点t10之前,常规启动状态下经交流电整流后提供直流的输入电压VIN的每个周期内,第二电容CL因为充电后在侦测电压信号VS的第一状态阶段维持电压VB2不变,第一电容CT充电后在侦测电压信号VS的第一状态阶段电压VB1会降至为零,电压VB2会发生大于电压VB1的情形,故比较器151的比较结果SM会从低电平跳至高电平一次。但随着侦测电压信号VS从高电平翻转至低电平而使第一、第二电容CT、CL再次充电导致VB1重新恢复大于电压VB2的状态,则电压VB2大于电压VB1延续的时间极短,意味着比较器151的比较结果SM维持在高电平的时间一般为限定很短的时间以内。然而在时间点t10到t20发生交流电源移除事件这段时间,第一电容CT充电后在侦测电压信号VS的第一状态阶段,电压VB1从最大值降至为零所需要的时间与启动状态基本相同,但是只有当到时间点t20交流电源VAC被完全移除掉瞬间,输入电压VIN才会降至小于齐纳击穿电压VZ,来促使侦测电压信号VS翻转至具有低电平的第二状态,触发第二电容CL放电,故交流电源VAC移走事件中电压VB2大于电压VB1延续的时间较之启动或常规状态被拉长,正如图10A的比较结果SM波形。比较器151的比较结果SM输出给单稳态触发器153,比较结果SM从低电平翻转成高电平的每个上升沿时刻,触发单稳态触发器153发出高电平的复位信号SBOR,在交流电源VAC被移除事件中可以获知如图10A所示的复位信号SBOR波形。
在图10B中,在经交流电整流后提供直流的输入电压VIN未进入低压状态阶段,启动状态下经交流电整流后提供直流的输入电压VIN的每个周期内,第二电容CL充电后在侦测电压信号VS的第一状态阶段维持电压VB2不变,第一电容CT充电后在侦测电压信号VS的第一状态阶段电压VB1会降至为零,电压VB2会发生大于电压VB1的情形,故比较器151的比较结果SM会从低电平跳至高电平一次,直至侦测电压信号VS从高电平翻转至低电平而使电容CT、CL再次充电,使得比较结果SM又翻转至低电平。一旦经交流电整流后提供直流的输入电压VIN进入低压(Brown-out)状态阶段,第二电容CL充电后在侦测电压信号VS的第一状态阶段维持电压VB2不变,第一电容CT充电后在侦测电压信号VS的第一状态阶段电压VB1虽然存在放电现象,但侦测电压信号VS从高电平翻转至低电平的下降沿的时刻,第一电容CT的电荷量还未降至为零。按照上文揭示的在低压状态条件下使第二电容CL之电压值VCLM和第一电容CT之电压值VCTM的比例符合条件,则低压状态的占空比DBI会在电压信号VS的下降沿这个时刻,限定第一电容CT所残存的电压不低于第二电容CL所维持的电压VB2,也即意味着在低压状态阶段,经交流电整流后提供直流的输入电压VIN的每个周期内节点507的电压VB2都不会发生大于节点307的电压VB1的情形,所以比较器151的比较结果SM开始不再输出高电平而是一直为低电平,正如图10B的比较结果SM波形。比较器151的比较结果SM依然会输出给单稳态触发器153的输入端,比较结果SM从低电平翻转成高电平的每个上升沿时刻,触发单稳态触发器153发出高电平的复位信号SBOR,但是如果低压状态一旦比较结果SM一直为低电平,那么复位信号SBOR也就不会出现跳变至高电平,则在输入电压VIN进入低压状态事件中可以获知如图10B所示的复位信号SBOR波形。
参见图6,用于检测输入电压和泄放滞留电压的装置包含有一个启动电压检测模块245,节点307处第一电容CT上变化的电压VB1输入到启动电压检测模块245中一个比较器145的反相输入端,在该比较器145的正相输入端输入接地的零电位,比较器145输出的检测结果传送到启动电压检测模块245中的一个单稳态触发器143。虽然比较器145输出的检测结果可以直接输送给单稳态触发器143,作为可选项,还可以将检测结果和一个欠压锁定反相信号UVLO_B同时输送至到启动电压检测模块245中一个与门141的两个输入端,如果选择启用与门141,仅仅当欠压锁定反相信号UVLO_B为高电平时,与门141的输出才有效,否则当欠压锁定反相信号UVLO_B为低电平时,输送给单稳态触发器143的检测结果被钳制在低电平,会中断单稳态触发器143的发出高电平的启动电压检测信号SBI。还可以选择性的将与门141的输出信号输送到启动电压检测模块245中一个T触发器142的CLK输入端,不启用与门141时可将比较器145的检测结果输送到该CLK输入端,且T触发器142的T端口405连接到电压电源VDD而具有高电平准位,T触发器142的Q输出端则连接到单稳态触发器143的输入端,该T触发器是可选的而不是必须的。
讨论单稳态触发器143发送的启动电压检测信号SBI,可与图3B对应起来进行阐释。随着锯齿波产生器235起振,开关SW1和SW2交替开关,一者接通另一者断开,促使第一电容CT充电后再放电,从而在第一电容CT一端的节点307处产生期望的锯齿波电压信号VB1。预设某一基准输入电压VIN1具有基准有效值VINR,第一电容CT每次充电维持的时间段等于2t1,此阶段侦测电压信号VS1具有逻辑低电平的第二状态。第一电容CT每次放电维持的时间段等于2(t2-t1),此阶段侦测电压信号VS1具有逻辑高电平的第一状态,使时间段2t1充电的电量恰好等于时间段2(t2-t1)放电的电量,即侦测电压信号VS1在后一个周期自高电平降至低电平的下降沿的时刻,第一电容CT电量恰好释放完毕,此时侦测电压信号VS1的占空比为DB1,第一电容CT电荷量在电压信号VS1的下降沿的时刻可以为零,此时比较器145输出的检测结果出现一次高电平,亦即意味着单稳态触发器143发送的启动电压检测信号SBI出现一次高电平。一旦实际侦测电压信号VS具有超过基准DB1的占空比时,意味着有效充电时间较之基准阶段被缩短而有效放电时间却拉长,则第一电容CT开始放电后,电压信号VB1在侦测电压信号VS的每个下降沿的时刻之前的某一个时刻都会发生等于零的情况,比较器145输出的检测结果会出现一次高电平,该情况下则启动电压检测信号SBI在输入电压VIN的每个周期内都出现一次高电平。相反的是,一旦侦测电压信号VS具有小于基准DB1的占空比时,意味着有效充电时间较之基准阶段被拉长而有效放电时间却缩短,则该情况下第一电容CT开始放电后,电压信号VB1在侦测电压信号VS的每个下降沿这个时刻都会被置于大于零的状态,比较器145输出的检测结果会一直呈现为低电平,则此阶段启动电压检测信号SBI在输入电压VIN的每个周期内都不会出现高电平,一直为低电平状态。在时间轴上,幅度逐步变化的输入电压VIN导致侦测电压信号VS在不同占空比条件下产生的启动电压检测信号SBI波形如图9所示,譬如随着时间向后推移其幅度逐步降低至比虚线代表的击穿电压VZ水准还低。
第一电容CT充放电步骤中满足以下函数关系:
I1×t1=I2×(t2-t1)(22)
输入电压VIN1在时刻t1的瞬时值VIN(t1),和该输入电压VIN的均方根或有效值电压VINR、齐纳二极管ZD1的击穿电压值VZ1之间满足以下函数关系:
以及输入电压VIN1在时刻t2的瞬时值VIN(t2)与该输入电压VIN的有效值电压VINR之间还满足以下函数关系:
由正弦量的相位关系可以获悉ωt1和ωt2满足以下函数关系:
ωt2=90°(27)
将公式(26)除以(27)并将两者相比的结果代入公式(21),得到:
参见图6,作为可选项,启动电压检测模块245中单稳态触发器143的输出端和接地端之间可以选择性的连接一个开关SW4,开关SW4的控制端接收侦测单元215中比较器102输出的驱动信号的反相信号,如比较器102的输出端或侦测单元215中与门103的输出端可以连接到启动电压检测模块245中一个反相器144的输入端,而反相器144的输出端连接到开关SW4的控制端。侦测电压信号VS电位大于阈值电压VTH,则比较器102输出的高电平驱动信号经反相后,断开开关SW4,此时启动电压检测信号SBI仅由单稳态触发器143触发。侦测电压信号VS电位小于阈值电压VTH,则比较器102输出的低电平驱动信号经反相后,接通开关SW4,将启动电压检测信号SBI钳制在地电位。
参见图7,用于检测输入电压和泄放滞留电压的装置还包括一个交流电源移除和低压状态判断单元265,用于在输入电压VIN处于低压状态时发出高电平的低压检测信号SBO,或用于在交流电源被移除时发出高电平的电源移除信号SBRR。交流电源移除和低压状态判断单元265包含一个计数器162,计数器162的复位端口接收复位信号生成器255发送的复位信号SBOR,当计数器162持续超过预设的弹跳时间De-bouncetime都未收到高电平的复位信号SBOR时,将触发计数器162的输出结果为高电平。首先,计数器162的输出结果输入到交流电源移除和低压状态判断单元265中的一个与门164的一个输入端,复位信号生成器255的比较器151输出的比较结果SM通过交流电源移除和低压状态判断单元265中的一个反相器163反相后,将比较结果SM的反相信号输入到与门164的另一个输入端。其次,计数器162的输出结果还输入到交流电源移除和低压状态判断单元265中的另一个与门165的一个输入端,复位信号生成器255的比较器151输出的比较结果SM直接输入到与门165的另一个输入端。虽然复位信号SBOR可以直接输送给计数器162,作为可选项,还可以将复位信号SBOR和一个欠压锁定信号UVLO同时输送至交流电源移除和低压状态判断单元265中的一个或门(OR)161的两个输入端,如果选择启用或门161,仅仅当欠压锁定信号UVLO为低电平时,或门161的输出才有效,否则当欠压锁定信号UVLO为高电平时,计数器162的输入一直被钳制在高电平,会控制计数器162的输出结果不再出现高电平。
参见图7,交流电源移除和低压状态判断单元265还包含一个第一RS触发器166和一个第二RS触发器167,与门164的输出端连接到第一RS触发器166的置位端S,与门165的输出端连接到第二RS触发器167的置位端S。并且将复位信号SBOR或者将或门161的输出信号输送到第一RS触发器166、第二RS触发器167各自的复位端R。参见图10B,在低压状态阶段,输入电压VIN的每个周期内节点507的电压VB2都不会发生大于节点307的电压VB1的情形,所以比较器151的比较结果SM开始不再输出高电平而是一直为低电平,导致复位信号SBOR亦不会再跳至高电平。从复位信号SBOR出现的任意一次高电平算起,如果计数器162持续超过一个预设时间段TD2都未收到具有高电平状态的复位信号SBOR,则计数器162的输出结果由低电平转为输出高电平。此时比较结果SM为低电平但反相信号为高电平,所以第一RS触发器166的置位端S由与门164控制为高电平,同时第一RS触发器166的复位端R处于由低电平复位信号SBOR决定的低电平状态,则第一RS触发器166的Q输出端输出的低压检测信号SBO从低电平跳变为高电平,产生表征输入电压处于低压状态的高电平低压检测信号SBO。截然相反的是,在低压状态,比较结果SM为低电平会将与门165屏蔽而不会输出高电平,故低压状态会将第二RS触发器167的置位端S钳制在低电平,其Q输出端是低电平。
参见图10A,在时间点t10到t20的电源移除事件阶段,电压VB1从最大值降至低于电压VB2之后,电压VB2大于电压VB1延续的时间较之启动或常规状态被拉长,所以比较器151的比较结果SM输出高电平的时间被拉长。当到了时间点t20交流电源VAC完全移除掉后,第二电容CL上充电的电压VB2则不会超过第一电容CT上充电的电压VB1,导致比较器151的比较结果SM一直为低电平。从复位信号SBOR出现的任意一次高电平算起,如果计数器162持续超过一个预设时间段TD1都未收到具有高电平状态的复位信号SBOR,则计数器162的输出结果由低电平转为输出高电平。电源移除事件中,比较结果SM持续为高电平的时间较之常规的启动状态要延续更久,其维持高电平的这个时间内无上升沿来触发单稳态触发器153,也即复位信号SBOR在比较结果SM维持高电平的该时间内也为低电平。故移除事件中第二RS触发器167的置位端S由与门165控制为高电平,同时第二RS触发器167的复位端R处于由复位信号SBOR决定的低电平状态,则第二RS触发器167的Q输出端输出的电源移除信号SBRR从低电平跳变为高电平,产生表征交流电源移除的高电平电源移除信号SBRR。截然相反的是,在电源移除事件中,比较结果SM会维持为高电平,其反相信号会将与门164屏蔽而不会输出高电平,故电源移除事件中会将第一RS触发器166的置位端S钳制在低电平,其Q输出端是低电平。
参见图7,用于检测输入电压和泄放滞留电压的装置还包含有一个使能信号触发单元275,其具有的一个与门172的两个输入端对应分别接收欠压锁定反相信号UVLO_B和启动电压检测模块245发送的启动电压检测信号SBI。使能信号触发单元275中的一个第三RS触发器171的置位端S连接到与门172的输出端。使能信号触发单元275中的另一个与门173的输出端连接第三RS触发器171的复位端R,该另一个与门173的三个输入端对应分别接收欠压锁定反相信号UVLO_B、第三RS触发器171自身的Q输出端的原态信号、交流电源移除和低压状态判断单元265发送的低压检测信号SBO,其中第三RS触发器171的Q输出端连接到与门173的一个输入端。整个装置开始准备运作后,一旦启动电压检测信号SBI、欠压锁定反相信号UVLO_B皆出现一次高电平的第一状态,则此时低压检测信号SBO、第三RS触发器171自身的Q输出端的初始原逻辑状态可能都为低电平,或者至少后者的Q输出端为低电平,所以第三RS触发器171的置位端S由与门172控制为高电平,第三RS触发器171的复位端R由与门173控制为低电平,会触发第三RS触发器171的Q输出端发送为高电平的有效使能信号ENABLE,开始执行软启动程序。当输入电压进入低压状态时,低压检测信号SBO、欠压锁定反相信号UVLO_B和使能信号EN会皆出现高电平的第一状态,而此阶段启动电压检测信号SBI一般处于低电平的第二状态,则与门172和与门173的输出状态会触发第三RS触发器171的Q输出端发送低电平的禁用信号DISABLE。
参见图8,在一些实施例中,该JFET101的控制端可以按照图3A的方式直接接地,但在另一些可选的实施例中,还可以在用于检测输入电压和泄放滞留电压的装置中额外再设置一个控制主开关SW6切换的逻辑控制单元285,用于将连接在JFET101的控制端和接地端GND之间的一个主开关SW6控制在接通状态,但是一旦逻辑控制单元285接收到交流电源移除和低压状态判断单元265发出的表征交流电源移除的高电平电源移除信号SBRR时,控制该主开关SW6断开。一个二极管D11的阳极连接在JFET101的源极,并且二极管D11的阴极在节点805处连接到一个供电电容CVCC的一端,供电电容CVCC的另一端接地。JFET101被接通时,只要输入电压超过齐纳击穿电压VZ,产生的电流会流经二极管D11对供电电容CVCC充电,二极管D11防止电流倒灌,而且在JFET101被断开时,二极管D11阻挡来自供电电容CVCC的电位,防止侦测电压信号VS被供电电容CVCC的电位钳制住而无法跌落到较低的电位如零电位。供电电容CVCC可以在其未接地的一端也即节点805处提供直流电压VCC。
将供电电容CVCC的电压VCC输入到逻辑控制单元285中第一电压检测比较器181的反相输入端,第一电压检测比较器181的正相输入端输入一个第一参考电压VR1,第一电压检测比较器181输出欠压锁定信号UVLO,并且欠压锁定信号UVLO通过逻辑控制单元285中的一个反相器182反相后获得欠压锁定反相信号UVLO_B。在供电电容CVCC未充电或者充电后电压VCC未超过第一参考电压VR1时,第一电压检测比较器181输出的欠压锁定信号UVLO为高电平,以及欠压锁定反相信号UVLO_B为低电平。在供电电容CVCC充电后电压VCC超过第一参考电压VR1时,第一电压检测比较器181输出的欠压锁定信号UVLO才会为低电平,以及欠压锁定反相信号UVLO_B为高电平。
欠压锁定反相信号UVLO_B被输入至逻辑控制单元285中的一个第四RS触发器187的置位端S,第四RS触发器187的复位端R则连接到控制单元285中一个或门186的输出端。或门186的两个输入端对应接收电源移除信号SBRR,和接收第一电压检测比较器181输出的欠压锁定信号UVLO。作为可选项,还可以将或门186的另一个输入端连接到逻辑控制单元285中一个第四电压检测比较器185的输出端,在第四电压检测比较器185的正相输入端输入一个第四参考电压VR4,第四电压检测比较器185的反相输入端耦合在节点805处并输入供电电容CVCC的电压VCC,第四参考电压VR4可以被预置到小于第一参考电压VR1。
起始阶段,供电电容CVCC的电压VCC低于第一参考电压VR1,欠压锁定信号UVLO为高电平的第一状态,及电源移除信号SBRR为低电平,如果选用第四电压检测比较器185,此时电压VCC也低于第四参考电压VR4,则或门186输出为高电平,故第四RS触发器的置位端S和复位端R分别对应为低电平和高电平。从而触发该第四RS触发器187的Q输出端输出的低电平会关断主开关SW6,并开始为供电电容CVCC充电,该充电持续到直至供电电容CVCC的电压VCC不低于第一参考电压VR1,如果选用第四电压检测比较器185则电压VCC也不低于第四参考电压VR4,如此一来,从而便可以将欠压锁定信号UVLO从起始的高电平翻转成低电平。
完成对供电电容CVCC的预定充电之后,欠压锁定信号UVLO为低电平,及第四电压检测比较器185的输出结果的也为低电平,而欠压锁定反相信号UVLO_B为高电平,如果此阶段试图将第四RS触发器187的Q端口输出的控制信号维持在高电平接通主开关,则该第四RS触发器187的复位端R应当被设置于低电平状态。此时低电平的电源移除信号SBRR恰好满足是低电平水准,从而促使或门186会输出为低电平的输出信号到第四RS触发器187的复位端R。但是当电源移除信号SBRR被触发变成高电平阶段时,其信号为高电平则会迫使或门186的输出也变为高电平,故进一步将第四RS触发器187的复位端R置于一个高电平状态,导致第四RS触发器187的Q端口输出的控制信号被复位到低电平,进一步断开主开关SW6,这种情况发生在电源移除事件中。
虽然第四RS触发器187的Q输出端口可以直接耦合到主开关SW6的控制端,但在一些可选的实施例中,还可以启用逻辑控制单元285所具有的一个与门188,该与门188的输出端则耦合到主开关SW6的控制端。将第四RS触发器的Q输出端连接到该与门188的一个输入端,而逻辑控制单元285中一个与非门(NAND)184的输出端则连接到与门188的另一个输入端,当与门188的输出端耦合到主开关SW6的控制端时,可以利用与门188的输出结果来驱动主开关SW6的接通或断开。其中,供电电容CVCC的电压VCC在节点805处输入到逻辑控制单元285中第二电压检测比较器183a的反相输入端,和同时输入到逻辑控制单元285中第三电压检测比较器183b的正相输入端,而在第二电压检测比较器183a的正相输入端输入第二参考电压VR2,以及在第三电压检测比较器183b的反相输入端输入第三参考电压VR3。
第二电压检测比较器183a的输出端和节点806处提供的一个锁存信号SL两者输入到与非门184的两个输入端,第三电压检测比较器183b的输出端与该锁存信号SL两者同时输入到逻辑控制单元285中的另一个与门189的两个输入端。而该另一个与门189的输出端则连接在一个调节开关SW7的控制端,调节开关SW7与供电电容CVCC并联在节点805和接地端GND之间。也可以在节点805和接地端之间先串联调节开关SW7和电阻R5之后,再将它们与供电电容CVCC并联在节点805和接地端之间。在供电电容CVCC的电压VCC未达到第二参考电压VR2之前,先行将锁存信号SL设定为低电平,在供电电容CVCC的电压VCC达到第二参考电压VR2之后,再将锁存信号SL设定为高电平。
第三参考电压VR3比第二参考电压VR2的电压值要大,当供电电容CVCC的电压VCC超过第三参考电压VR3时,会促使一个输入端连接在第三电压检测比较器183b输出端的该另一个与门189的输出结果为高电平,一旦与门189输出为高电平,就会接通调节开关SW7来释放供电电容CVCC的一部分电量,直至供电电容CVCC的电压VCC不超过第三参考电压VR3。另外,当供电电容CVCC的电压VCC低于第二参考电压VR2时,会促使该与非门184的输出结果为一个低电平,则与非门184的输出就会使得一个输入端连接于与非门184输出端的该与门188的输出结果为低电平,此刻与门188的低电平输出结果就会关断主开关SW6。从而以这种电压调节方式,将电压VCC限定在第二参考电压VR2和第三参考电压VR3这个范围之间,但高于第一参考电压VR1。
参见图8,在一些可选实施例中,用于检测输入电压和泄放滞留电压的装置还包含有一个泄放支路295,泄放支路295具有的一个开关SW8连接在JFET101的源极和接地端之间。也可以在JFET101的源极和接地端之间先串联该开关SW8和一个电阻R6后,再将开关SW8和电阻R6两者串接在JFET101的源极和接地端之间。电源移除信号SBRR耦合到开关SW8的控制端,在装置的常规工作状态电源移除信号SBRR由于是低电平所以开关SW8关断的。但在在交流电源移除时,触发交流电源移除和低压状态判断单元265产生有效的高电平电源移除信号SBRR,会接通该开关SW8,此阶段从节点100到JFET101的源极再由节点295到导通至地端的泄放支路295间构建一个通路,从而可以进一步利用泄放支路295来泄放高频滤波电容CX上残余的滞留电压,直至滞留电压比齐纳击穿电压VZ要低。
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 (46)
1.一种用于检测输入电压和泄放滞留电压的装置,其特征在于,包括:
一个输入电压侦测单元,接收交流电源整流后的直流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;
一个锯齿波产生器,在输入电压的任意一个周期内自侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的时刻,开始为第一电容充电,及在该任意一个周期紧接着的后一个周期内自侦测电压信号从第二状态翻转成第一状态的时刻,开始释放第一电容的电荷量;
一个复位信号生成器,具有的第二电容与所述第一电容同步进行充电,但在所述后一个周期内自侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的时刻放电,并将第一电容变化的电压和第二电容变化的电压进行比较,依据比较结果来触发生成复位信号;
一个交流电源移除和低压状态判断单元,在其包含的计数器持续超过一个预设时间段都未收到具有第一状态的复位信号的条件下,当该预设时间内第一电容的电压不低于第二电容的电压,产生表征输入电压处于低压状态的低压检测信号,当该预设时间内发生第一电容的电压低于第二电容电压的情形,产生表征交流电源移除的电源移除信号。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,侦测单元的一个齐纳二极管的阳极连接于侦测单元的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的阴极,从而在结型场效应晶体管的源极产生侦测电压信号。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,输入电压超过齐纳二极管的击穿电压时,侦测单元产生的侦测电压信号具有为高电平的第一状态,以及输入电压低于齐纳二极管的击穿电压时,侦测单元产生的侦测电压信号具有为低电平的第二状态。
4.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,还包括一个整流电路,交流电源从整流电路的两个输入端输入经整流后提供直流的输入电压,整流电路的两个输入端之间连接有一个高频滤波电容;其中
一个泄放支路具有的一个开关连接在结型场效应晶体管的源极和接地端之间,在交流电源移除时,触发产生有效的高电平电源移除信号来接通泄放支路的该开关,以利用泄放支路来泄放高频滤波电容上残余的滞留电压。
5.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,设定移除交流电源时将交流电源上的滞留电压泄放至安全级电压VBRR_DC;且
输入电压在低压状态具有有效值VBO_RMS及输入电压在低压状态时侦测电压信号的第一状态具有占空比DBO;
输入电压在启动状态具有有效值VBI_RMS及输入电压在启动状态时侦测电压信号的第一状态具有占空比DBI;
在第一、第二电容同步完成同一充电时间段的充电之后,第二电容上的达到的最大电压值VCLM与第一电容上达到的最大电压值VCTM之间满足:
其中 以及
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述安全级电压VBRR_DC等于齐纳二极管的击穿电压。
7.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,锯齿波产生器具有一个第一充电电流源单元和一个第一放电电流源单元;其中
第一充电电流源单元的电压电流转换器的输入端和一个电压源之间的开关受侦测单元发送的驱动信号的控制,侦测电压信号为第二状态时接通第一充电电流源单元的该开关,以利用第一充电电流源单元为第一电容充电;以及
第一放电电流源单元的电压电流转换器的输入端和一个电压源之间的开关受侦测单元发送的驱动信号的控制,侦测电压信号为第一状态时接通第一放电电流源单元的该开关,以利用第一放电电流源单元为第一电容放电。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,侦测电压信号输入到侦测单元中一个比较器的正相输入端,在该比较器的反相输入端输入一个阈值电压;
当侦测电压信号电位大于阈值电压,该比较器输出的驱动信号为高电平的第一状态,接通放电电流源单元的开关;
当侦测电压信号电位小于阈值电压,该比较器输出的驱动信号为低电平的第二状态,接通充电电流源单元的开关。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,侦测单元的该比较器输出的驱动信号和一个欠压锁定反相信号同时输送至侦测单元的一个与门的两个输入端,该与门的输出端连接到充电电流源单元、放电电流源单元各自开关的控制端;以及
将一个二极管的阳极连接在结型场效应晶体管的源极并将阴极连接到一个供电电容一端,当供电电容上的电压处于欠压状态,欠压锁定反相信号为低电平,将输送给充电电流源单元、放电电流源单元各自开关的驱动信号钳制在低电平,以中断第一、第二电容的循环充放电。
10.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,侦测电压信号每次从第一状态翻转成第二状态的下降沿时刻,但在该下降沿的时刻后面紧接着的对第一、第二电容启动充电之前,先行对第一、第二电容执行一次瞬时放电的步骤。
11.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,与第一电容并联的一个开关和与第二电容并联的一个开关,受侦测单元具有的一个单稳态触发器的输出信号的控制;
由侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的下降沿,或者由侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的下降沿被反相后的上升沿,来触发该单稳态触发器发送的为高电平的输出信号,将与第一电容并联的开关和与第二电容并联的开关予以接通,以同步对第一、第二电容来实施瞬时放电。
12.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,复位信号生成器具有一个为第二电容进行充电的第二充电电流源单元,第二充电电流源单元的电压电流转换器的输入端和第一充电电流源单元的电压电流转换器的输入端耦合在一起,以同步对第一、第二电容充电。
13.根据权利要求10所述的装置,其特征在于,复位信号生成器具有一个比较器,第一电容未接地的一端连接到该比较器的反相输入端,第二电容未接地的一端连接到该比较器的正相输入端,该比较器的比较结果输出给复位信号生成器的一个单稳态触发器,在所述比较结果从第二状态翻转成第一状态的每个上升沿时刻,触发该单稳态触发器发出具有第一状态的复位信号。
14.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,复位信号生成器的比较器输出的比较结果和一个欠压锁定反相信号同时输送给复位信号生成器的一个与门,该与门的输出端连接到单稳态触发器的输入端;以及
将一个二极管的阳极连接在结型场效应晶体管的源极并将阴极连接到一个供电电容一端,当供电电容上的电压处于欠压状态时,欠压锁定反相信号为低电平,从而将复位信号生成器予以屏蔽,不输出具有第一状态的复位信号。
15.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,计数器的输出结果和所述比较结果的反相信号输入到交流电源移除和低压状态判断单元的一个与门的两个输入端,该与门的输出端连接到交流电源移除和低压状态判断单元中第一RS触发器的置位端;以及
计数器的输出结果和所述比较结果被输入到交流电源移除和低压状态判断单元中另一个与门的两个输入端,该另一个与门的输出端连接到交流电源移除和低压状态判断单元中第二RS触发器的置位端;
在计数器的输出结果为第一状态阶段,当第一电容的电压不低于第二电容的电压,所述比较结果为第二状态,第一、第二RS触发器的复位端被钳制为低电平,第一RS触发器的Q输出端输出高电平有效的低压检测信号;或
在计数器的输出结果为第一状态阶段,当第一电容的电压出现低于第二电容的电压时,所述比较结果出现第一状态,第一、第二RS触发器的复位端被钳制为低电平,第二RS触发器的Q输出端输出高电平有效的电源移除信号。
16.根据权利要求15所述的装置,其特征在于,交流电源移除和低压状态判断单元中一个或门同时接收一个欠压锁定信号和复位信号,或门的输出信号发送给到计数器,并且第一、第二RS触发器的复位端都连接到或门的输出端;
在第一RS触发器输出高电平的低压检测信号或第二RS触发器输出高电平的电源移除信号阶段,欠压锁定信号为低电平时,或门输出的低电平约束第一、第二RS触发器不会被触发复位。
17.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,还包含一个启动电压检测模块,第一电容上变化的电压输入到启动电压检测模块中一个比较器的反相输入端,该比较器的正相输入端输入一个零电位,比较器输出的检测结果传送至所述启动电压检测模块中的一个单稳态触发器;
将具有基准有效值VINR的一个基准输入电压输送给侦测单元,设齐纳二极管的击穿电压为VZ,第一电容充电的电流值I1和放电的电流值I2满足I1×(1-DB)=I2×DB,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:
实际输入电压的有效值大于基准有效值,则检测结果从第二状态翻转成第一状态的每个上升沿时刻,触发单稳态触发器输出具有第一状态的启动电压检测信号;
实际输入电压的有效值低于基准有效值,则检测结果一直为第二状态,单稳态触发器在输入电压的每个周期内都持续输出具有第二状态的启动电压检测信号。
18.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,侦测电压信号输入到侦测单元中一个比较器的正相输入端,侦测单元的该比较器的反相输入端输入一个阈值电压;及
启动电压检测模块中单稳态触发器的输出端和接地端之间连接有一个开关,该开关的控制端接收侦测单元的比较器输出的驱动信号的反相信号;
侦测电压信号电位大于阈值电压,则侦测单元的比较器输出的高电平驱动信号经反相后,控制断开启动电压检测模块的开关,启动电压检测信号仅由单稳态触发器触发;
侦测电压信号电位小于阈值电压,则侦测单元的比较器输出的低电平驱动信号经反相后,控制接通启动电压检测模块的开关,将启动电压检测信号钳制在低电位。
19.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,启动电压检测模块的比较器输出的检测结果和一个欠压锁定反相信号同时发送到启动电压检测模块中一个与门的两个输入端,该与门的输出信号输送给所述启动电压检测模块的一个T触发器,而T触发器的Q输出端则连接到启动电压检测模块中单稳态触发器的输入端;
欠压锁定反相信号为低电平时,将启动电压检测模块屏蔽,不输出具有第一状态的启动电压检测信号。
20.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,还包括一个使能信号触发单元,其具有的一个与门的输出端连接到使能信号触发单元中一个第三RS触发器的置位端,该与门的两个输入端对应接收启动电压检测信号、欠压锁定反相信号;
使能信号触发单元的另一个与门的输出端连接第三RS触发器的复位端,该另一个与门的三个输入端对应接收欠压锁定反相信号、第三RS触发器的Q输出端信号、低压检测信号;
一旦启动电压检测信号、欠压锁定反相信号皆出现第一状态,此时低压检测信号、第三RS触发器的Q输出端的初始态两者任意之一为第二状态时,触发第三RS触发器的Q输出端发送为高电平的有效使能信号;
当低压检测信号、欠压锁定反相信号和使能信号EN皆出现第一状态,而启动电压检测信号出现第二状态时,触发第三RS触发器的Q输出端发送禁用信号。
21.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,还包括一个逻辑控制单元,用于将连接在结型场效应晶体管的控制端和接地端之间的一个主开关控制在接通状态,并在接收交流电源移除和低压状态判断单元发出表征交流电源移除的高电平电源移除信号时,控制该主开关变为断开。
22.根据权利要求21所述的装置,其特征在于,一个二极管的阳极连接在结型场效应晶体管源极并且阴极连接到一个供电电容的一端,将供电电容的电压输入到逻辑控制单元中第一电压检测比较器的反相输入端,第一电压检测比较器的正相输入端输入第一参考电压,第一电压检测比较器输出的欠压锁定信号经反相形成的欠压锁定反相信号被输入至逻辑控制单元中一个第四RS触发器的置位端;以及
电源移除信号、欠压锁定信号输送给逻辑控制单元中的一个或门,或门的输出端连接到第四RS触发器的复位端;
起始阶段供电电容的电压低于第一参考电压,欠压锁定信号为高电平的第一状态,及电源移除信号为低电平,则第四RS触发器的Q输出端输出的低电平关断主开关,开始为供电电容充电,直至供电电容的电压不低于第一参考电压,从而将欠压锁定信号翻转成低电平的第二状态;
之后第四RS触发器输出的控制信号仅由电源移除信号维持在高电平,除非电源移除信号被触发成高电平的第一状态,才将第四RS触发器输出的控制信号复位到低电平,来断开主开关。
23.根据权利要求22所述的装置,其特征在于,供电电容的电压输入到逻辑控制单元中第二电压检测比较器的反相输入端和输入到逻辑控制单元中第三电压检测比较器的正相输入端,第二电压检测比较器的正相输入端输入第二参考电压,第三电压检测比较器的反相输入端输入第三参考电压;
第二电压检测比较器的输出端和一个锁存信号输入到逻辑控制单元中一个与非门的两个输入端,该与非门的输出端和第四RS触发器的Q输出端连接到逻辑控制单元中的一个与门的两个输入端,该与门的输出端连接到主开关的控制端;
第三电压检测比较器的输出端与锁存信号输入到逻辑控制单元中另一个与门的两个输入端,该另一个与门的输出端连接在与供电电容并联的一个调节开关的控制端上;
在供电电容的电压未达到第二参考电压之前,先行将锁存信号设定为低电平,在供电电容的电压达到第二参考电压之后,再将锁存信号设定为高电平,从而将供电电容的电压限定在第二参考电压和第三参考电压之间。
24.一种用于检测输入电压和泄放滞留电压的方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供一个输入电压侦测单元来接收由交流电源整流后的直流输入电压,并依据输入电压大小的波动,产生具有不同逻辑态的侦测电压信号;
利用一个锯齿波产生器,在输入电压的任意一个周期内自侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的时刻,开始为第一电容充电,及在该任意一个周期紧接着的后一个周期内自侦测电压信号从第二状态翻转成第一状态的时刻,开始释放第一电容的电荷量;
提供一个复位信号生成器,将其具有的第二电容与第一电容同步进行充电,但在所述后一个周期内自侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的时刻使第二电容放电,将第一电容变化的电压和第二电容变化的电压进行比较,由比较结果来触发生成复位信号;
利用一个交流电源移除和低压状态判断单元,在其包含的计数器持续超过一个预设时间段都未收到具有第一状态的复位信号的条件下,当该预设时间内第一电容的电压不低于第二电容的电压,产生表征输入电压处于低压状态的低压检测信号,当该预设时间内发生第一电容的电压低于第二电容电压的情形,产生表征交流电源移除的电源移除信号。
25.根据权利要求24所述的方法,其特征在于,将侦测单元的一个齐纳二极管的阳极连接于侦测单元的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的阴极,从而在结型场效应晶体管的源极产生侦测电压信号。
26.根据权利要求25所述的方法,其特征在于,在输入电压超过齐纳二极管的击穿电压时,侦测单元产生的侦测电压信号具有为高电平的第一状态,以及在输入电压低于齐纳二极管的击穿电压时,侦测单元产生的侦测电压信号具有为低电平的第二状态。
27.根据权利要求25所述的方法,其特征在于,还包括提供一个整流电路,交流电源从整流电路的两个输入端输入经整流后提供直流的输入电压,整流电路的两个输入端之间连接有一个高频滤波电容;其中
将一个泄放支路具有的一个开关连接在结型场效应晶体管的源极和接地端之间,在交流电源移除时,触发产生有效的高电平电源移除信号来接通泄放支路的该开关,以利用泄放支路来泄放高频滤波电容上残余的滞留电压。
28.根据权利要求25所述的方法,其特征在于,设定移除交流电源时将交流电源上的滞留电压泄放至安全级电压VBRR_DC;且
输入电压在低压状态具有有效值VBO_RMS及输入电压在低压状态时侦测电压信号的第一状态具有占空比DBO;
输入电压在启动状态具有有效值VBI_RMS及输入电压在启动状态时侦测电压信号的第一状态具有占空比DBI;
在第一、第二电容同步完成同一充电时间段的充电之后,第二电容上的达到的最大电压值VCLM与第一电容上达到的最大电压值VCTM之间满足:
其中 以及
29.根据权利要求28所述的方法,其特征在于,所述安全级电压VBRR_DC等于齐纳二极管的击穿电压。
30.根据权利要求24所述的方法,其特征在于,为锯齿波产生器提供一个第一充电电流源单元和一个第一放电电流源单元;其中
第一充电电流源单元的电压电流转换器的输入端和一个电压源之间的开关受侦测单元发送的驱动信号的控制,侦测电压信号为第二状态时接通第一充电电流源单元的该开关,以利用第一充电电流源单元为第一电容充电;以及
第一放电电流源单元的电压电流转换器的输入端和一个电压源之间的开关受侦测单元发送的驱动信号的控制,侦测电压信号为第一状态时接通第一放电电流源单元的该开关,以利用第一放电电流源单元为第一电容放电。
31.根据权利要求30所述的方法,其特征在于,侦测电压信号输入到侦测单元中一个比较器的正相输入端,在该比较器的反相输入端输入一个阈值电压;
当侦测电压信号电位大于阈值电压,该比较器输出的驱动信号为高电平的第一状态,接通放电电流源单元的开关;
当侦测电压信号电位小于阈值电压,该比较器输出的驱动信号为低电平的第二状态,接通充电电流源单元的开关。
32.根据权利要求31所述的方法,其特征在于,侦测单元的该比较器输出的驱动信号和一个欠压锁定反相信号同时输送至侦测单元的一个与门的两个输入端,该与门的输出端连接到充电电流源单元、放电电流源单元各自开关的控制端;以及
将一个二极管的阳极连接在结型场效应晶体管的源极并将阴极连接到一个供电电容一端,当供电电容上的电压处于欠压状态,欠压锁定反相信号为低电平,将输送给充电电流源单元、放电电流源单元各自开关的驱动信号钳制在低电平,以中断第一、第二电容的循环充放电。
33.根据权利要求26所述的方法,其特征在于,侦测电压信号每次从第一状态翻转成第二状态的下降沿时刻,但在该下降沿的时刻后面紧接着的对第一、第二电容启动充电之前,先行对第一、第二电容执行一次瞬时放电的步骤。
34.根据权利要求33所述的方法,其特征在于,提供一个与第一电容并联的开关和提供一个与第二电容并联的开关,使这组开关受侦测单元具有的一个单稳态触发器的输出信号的控制;
由侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的下降沿,或者由侦测电压信号从第一状态翻转成第二状态的下降沿经反相后的上升沿,来触发该单稳态触发器发送的为高电平的输出信号,将与第一电容并联的开关和与第二电容并联的开关予以接通,以同步对第一、第二电容来实施瞬时放电。
35.根据权利要求30所述的方法,其特征在于,复位信号生成器提供了一个为第二电容进行充电的第二充电电流源单元,并将第二充电电流源单元的电压电流转换器的输入端和第一充电电流源单元的电压电流转换器的输入端耦合在一起,以同步对第一、第二电容充电。
36.根据权利要求33所述的方法,其特征在于,复位信号生成器提供了一个比较器,第一电容未接地的一端连接到该比较器的反相输入端,第二电容未接地的一端连接到该比较器的正相输入端,该比较器的比较结果输出给复位信号生成器的一个单稳态触发器,在所述比较结果从第二状态翻转成第一状态的每个上升沿时刻,触发该单稳态触发器发出具有第一状态的复位信号。
37.根据权利要求36所述的方法,其特征在于,复位信号生成器的比较器输出的比较结果和一个欠压锁定反相信号同时输送给复位信号生成器的一个与门,该与门的输出端连接到单稳态触发器的输入端;以及
将一个二极管的阳极连接在结型场效应晶体管的源极并将阴极连接到一个供电电容一端,当供电电容上的电压处于欠压状态时,欠压锁定反相信号为低电平,从而将复位信号生成器予以屏蔽,不输出具有第一状态的复位信号。
38.根据权利要求26所述的方法,其特征在于,计数器的输出结果和所述比较结果的反相信号输入到交流电源移除和低压状态判断单元的一个与门的两个输入端,该与门的输出端连接到交流电源移除和低压状态判断单元中第一RS触发器的置位端;以及
计数器的输出结果和所述比较结果被输入到交流电源移除和低压状态判断单元中另一个与门的两个输入端,该另一个与门的输出端连接到交流电源移除和低压状态判断单元中第二RS触发器的置位端;
在计数器的输出结果为第一状态阶段,当第一电容的电压不低于第二电容的电压,所述比较结果为第二状态,第一、第二RS触发器的复位端被钳制为低电平,第一RS触发器的Q输出端输出高电平有效的低压检测信号;或
在计数器的输出结果为第一状态阶段,当第一电容的电压出现低于第二电容的电压时,所述比较结果出现第一状态,第一、第二RS触发器的复位端被钳制为低电平,第二RS触发器的Q输出端输出高电平有效的电源移除信号。
39.根据权利要求38所述的方法,其特征在于,交流电源移除和低压状态判断单元中一个或门同时接收一个欠压锁定信号和复位信号,或门的输出信号发送给到计数器,并且第一、第二RS触发器的复位端都连接到或门的输出端;
在第一RS触发器输出高电平的低压检测信号或第二RS触发器输出高电平的电源移除信号阶段,欠压锁定信号为低电平时,或门输出的低电平约束第一、第二RS触发器不会被触发复位。
40.根据权利要求25所述的方法,其特征在于,还提供一个启动电压检测模块,将第一电容上变化的电压输入到启动电压检测模块中一个比较器的反相输入端,该比较器的正相输入端输入一个零电位,比较器输出的检测结果传送至所述启动电压检测模块中的一个单稳态触发器;
将具有基准有效值VINR的一个基准输入电压输送给侦测单元,设齐纳二极管的击穿电压为VZ,第一电容充电的电流值I1和放电的电流值I2满足I1×(1-DB)=I2×DB,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:
实际输入电压的有效值大于基准有效值,则检测结果从第二状态翻转成第一状态的每个上升沿时刻,触发单稳态触发器输出具有第一状态的启动电压检测信号;
实际输入电压的有效值低于基准有效值,则检测结果一直为第二状态,单稳态触发器在输入电压的每个周期内都持续输出具有第二状态的启动电压检测信号。
41.根据权利要求40所述的方法,其特征在于,侦测电压信号输入到侦测单元中一个比较器的正相输入端,侦测单元的该比较器的反相输入端输入一个阈值电压;及
启动电压检测模块中单稳态触发器的输出端和接地端之间连接有一个开关,该开关的控制端接收侦测单元的比较器输出的驱动信号的反相信号;
侦测电压信号电位大于阈值电压,则侦测单元的比较器输出的高电平驱动信号经反相后,控制断开启动电压检测模块的开关,启动电压检测信号仅由单稳态触发器触发;
侦测电压信号电位小于阈值电压,则侦测单元的比较器输出的低电平驱动信号经反相后,控制接通启动电压检测模块的开关,将启动电压检测信号钳制在低电位。
42.根据权利要求40所述的方法,其特征在于,启动电压检测模块的比较器输出的检测结果和一个欠压锁定反相信号同时发送到启动电压检测模块中一个与门的两个输入端,该与门的输出信号输送给所述启动电压检测模块的一个T触发器,而T触发器的Q输出端则连接到启动电压检测模块中单稳态触发器的输入端;
在欠压锁定反相信号为低电平时,将启动电压检测模块屏蔽,不输出具有第一状态的启动电压检测信号。
43.根据权利要求40所述的方法,其特征在于,还提供一个使能信号触发单元,其具有的一个与门的输出端连接到使能信号触发单元中一个第三RS触发器的置位端,该与门的两个输入端对应接收启动电压检测信号、欠压锁定反相信号;
使能信号触发单元的另一个与门的输出端连接第三RS触发器的复位端,该另一个与门的三个输入端对应接收欠压锁定反相信号、第三RS触发器的Q输出端信号、低压检测信号;
一旦启动电压检测信号、欠压锁定反相信号皆出现第一状态,此时低压检测信号、第三RS触发器的Q输出端的初始态两者任意之一为第二状态时,触发第三RS触发器的Q输出端发送为高电平的有效使能信号;
当低压检测信号、欠压锁定反相信号和使能信号EN皆出现第一状态,而启动电压检测信号出现第二状态时,触发第三RS触发器的Q输出端发送禁用信号。
44.根据权利要求26所述的方法,其特征在于,还提供一个逻辑控制单元,用于将连接在结型场效应晶体管的控制端和接地端之间的一个主开关控制在接通状态,并在接收交流电源移除和低压状态判断单元发出表征交流电源移除的高电平电源移除信号时,控制该主开关变为断开。
45.根据权利要求44所述的方法,其特征在于,将一个二极管的阳极连接在结型场效应晶体管源极并且将阴极连接到一个供电电容的一端,将供电电容的电压输入到逻辑控制单元中第一电压检测比较器的反相输入端,第一电压检测比较器的正相输入端输入第一参考电压,第一电压检测比较器输出的欠压锁定信号经反相形成的欠压锁定反相信号被输入至逻辑控制单元中一个第四RS触发器的置位端;以及
电源移除信号、欠压锁定信号输送给逻辑控制单元中的一个或门,或门的输出端连接到第四RS触发器的复位端;
起始阶段供电电容的电压低于第一参考电压,欠压锁定信号为高电平的第一状态,及电源移除信号为低电平,则第四RS触发器的Q输出端输出的低电平关断主开关,开始为供电电容充电,直至供电电容的电压不低于第一参考电压,从而将欠压锁定信号翻转成低电平的第二状态;
之后第四RS触发器输出的控制信号仅由电源移除信号维持在高电平,除非电源移除信号被触发成高电平的第一状态,才将第四RS触发器输出的控制信号复位到低电平,来断开主开关。
46.根据权利要求45所述的方法,其特征在于,供电电容的电压输入到逻辑控制单元中第二电压检测比较器的反相输入端和输入到逻辑控制单元中第三电压检测比较器的正相输入端,第二电压检测比较器的正相输入端输入第二参考电压,第三电压检测比较器的反相输入端输入第三参考电压;
第二电压检测比较器的输出端和一个锁存信号输入到逻辑控制单元中一个与非门的两个输入端,该与非门的输出端和第四RS触发器的Q输出端连接到逻辑控制单元中的一个与门的两个输入端,该与门的输出端连接到主开关的控制端;
第三电压检测比较器的输出端与锁存信号输入到逻辑控制单元中另一个与门的两个输入端,该另一个与门的输出端连接在与供电电容并联的一个调节开关的控制端上;
在供电电容的电压未达到第二参考电压之前,先行将锁存信号设定为低电平,在供电电容的电压达到第二参考电压之后,再将锁存信号设定为高电平,从而将供电电容的电压限定在第二参考电压和第三参考电压之间。
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