CN106786452A - 一种自动关断、低损耗放电电路及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动关断、低损耗放电电路及其实现方法，属于电源控制技术。电源内具有大量储能滤波的电解电容，在电源关闭时，电容内储存的能量需要释放。通常的放电方法是在电容两端并接放电电阻。该方法中，放电电阻一直处于工作状态，增加电源损耗，而且电源关机后，电容的放电时间越短，放电电阻引入的损耗越大。本发明利用光电耦合器、功率MOS管、稳压管、限流电阻和放电电阻等来实现电容的低损耗放电。电源正常工作时，放电回路自动关断，电源增加的损耗小，电源关闭后，放电回路工作，使电容储能快速释放。
Description
技术领域
本发明属于电源控制技术，主要适用于电源内储能电容的放电技术。
背景技术
电源内具有大量电解电容，用于电源输入和输出的滤波和储能。电源正常工作时，电容可以吸收输入浪涌电压，保证电源工作电压的稳定，还可以为负载端提供脉冲电流，提高电源带脉冲负载的能力。但是，在电源关机时，电容储存的能量需要尽快释放，即电容两端的电压波形的下降沿要小。电源输出滤波电容电压波形下降沿较小，可以提高电源内电源管控芯片的识别能力，增强电源的快速响应能力。电源输入滤波电容电压波形下降沿较小，尤其是工作电压高于安全电压时，电容的电压可以快速降低到安全电压以下，增强电源的安全性。
对于储能电容的放电，通常的做法如图1所示，直接在电容两端并接放电电阻，当电压较高时，可以采用多个放电电阻串并联的形式。该方法电路结构简单、元器件少、可靠性高，但是放电电阻一直处于工作状态，增加电源的损耗，且电源关机后电容放电时间越短，增加的电源损耗越大。
本发明利用光电耦合器、功率MOS管、稳压管、限流电阻和放电电阻等实现一种自动关断、低损耗放电。该发明中元器件均为通用元器件，电路控制逻辑简单，多数元器件均可采用贴片封装，便于小型化设计。而且，功率MOS管的驱动与控制信号通过光电耦合器隔离，控制形式可以多样化。
发明内容
本发明的内容是提供一种自动关断、低损耗放电电路及其实现方法。放电电路主要包括光电耦合器、功率MOS管、稳压管、限流电阻和放电电阻等元器件。控制信号通过光电耦合器实现对功率MOS管的开关控制，限流电阻和稳压管为功率MOS管提供驱动，放电电阻和功率MOS管组成了放电回路，放电电路原理图如图2所示。
为防止信号干扰引起误触发，控制信号先经过整流二极管V1和滤波电容C1整流滤波，再通过限流电阻R3接入光电耦合器N1的初级，N1的次级与稳压管V3、功率MOS管V2的G脚和S脚并联，实现对功率MOS管的开关控制；V2的S脚与电容“-”端连接，V2的G脚串联限流电阻R2后接入电容“+”端，为功率MOS管V2提供驱动电压；V2的D脚串接放电电阻R1后也接入电容“+”端，形成放电回路。
当电源工作时，控制信号正常，光电耦合器N1初次级导通，稳压管V3被短接，功率MOS管V2无驱动电压，V2不导通，放电回路不工作；当电源关闭时，无控制信号，光电耦合器N1初次级断开，电容通过限流电阻R2和稳压管V3为功率MOS管V2提供驱动电压，V2导通，电容通过放电电阻R1和MOS管V2实现快速放电。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：使用该方法时，放电回路仅在电源关闭时起作用，不增加电源的损耗。同时，可以选择大功率、低阻值放电电阻，实现电容的快速放电。
附图说明
图1为一种常用电容放电电路原理图。
图2为一种自动关断、低损耗放电电路原理图。
图3为一种自动关断、低损耗放电电路及其实现方法实际应用电路原理图。
具体实施方式
本发明的实际应用电路原理图参见图3，图中主电路为通用AC-DC电源的输入整流滤波电路。放电电路的控制信号与电源交流输入连接，放电电阻和功率MOS管组成的放电回路与滤波电容并联。
1.R3为限流电阻，取值300kΩ，保证N1的初级电流为1mA左右，整流二极管V1的反向耐压要高于350V，滤波电容C1的耐压值要高于350V，容值0.1μF左右，当电源输入正常时，控制信号正常，光电耦合器初次级导通，功率MOS管不导通，放电回路自动关断，当电源无输入时，无控制信号，光电耦合器初次级断开，功率MOS管导通，放电回路工作；
2.R2为限流电阻，取值4.7MΩ，保证N1的次级电流小于1mA，取值越大，N1次级损耗越小；稳压管V3的稳压值要在功率MOS管V2的阈值电压和最大驱动电压之间；
3.功率MOS管V2的工作电压要高于350V，工作电流不得小于300/R1；
4.放电电阻R1根据储能电容C1及所期望的放电时间τ来选取:
R1<1/(3τ)
5.放电电阻R1的功率应选为PR1>(3002/R1)*η(0.5<η≤1)。
Claims (2)
1.一种自动关断、低损耗放电电路，其特征在于：包括光电耦合器、功率MOS管、稳压管、限流电阻和放电电阻；控制信号通过光电耦合器实现对功率MOS管的开关控制，限流电阻和稳压管为功率MOS管提供驱动，放电电阻和功率MOS管组成了放电回路。
2.一种自动关断、低损耗放电电路的实现方法，其特征在于：控制信号先经过整流二极管V1和滤波电容C1整流滤波，再通过限流电阻R3接入光电耦合器N1的初级，N1的次级与稳压管V3、功率MOS管V2的G脚和S脚并联，实现对功率MOS管的开关控制；V2的S脚与电容“-”端连接，V2的G脚串联限流电阻R2后接入电容“+”端，为功率MOS管V2提供驱动电压；V2的D脚串接放电电阻R1后也接入电容“+”端，形成放电回路；当电源工作时，控制信号正常，光电耦合器N1初次级导通，稳压管V3被短接，功率MOS管V2无驱动电压，V2不导通，放电回路不工作；当电源关闭时，无控制信号，光电耦合器N1初次级断开，电容通过限流电阻R2和稳压管V3为功率MOS管V2提供驱动电压，V2导通，电容通过放电电阻R1和MOS管V2实现快速放电。
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