CN106877639A - 开关电源、音频设备和快速关断开关电源的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关电源。开关电源包括交流电源、整流模块、储能器件、变压器、拔电检测电路和放电电路。交流电源、整流模块、储能器件和变压器依次连接。放电电路连接储能器件和拔电检测电路的输出端。拔电检测电路用于检测交流电源的供电状态。放电电路用于在供电状态为断开时对储能器件进行放电。本发明实施方式的开关电源通过拔电检测电路检测交流电源的供电状态，并在供电状态为断开时迅速通过放电电路对储能器件进行放电，从而实现了在拔电后快速关断开关电源，避免了发生触电或损坏储能器件的情况。此外，本发明还公开了一种音频设备和快速关断开关电源的方法。

Description

开关电源、音频设备和快速关断开关电源的方法

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种开关电源、音频设备和快速关断开关电源的方法。

背景技术

在相关技术中，在开关电源供电时，开关电源的储能器件中储存了大量的电荷，因而在拔电后，开关电源不会立即停止工作。这种情况会带来很多危害，例如，不能及时关断电源，且当开关电源与其他物体接触时，容易造成触电或损坏储能器件。

发明内容

本发明实施方式提供一种开关电源、音频设备和快速关断开关电源的方法。

本发明实施方式的开关电源，包括交流电源、整流模块、储能器件、变压器、拔电检测电路和放电电路；所述交流电源、所述整流模块、所述储能器件和所述变压器依次连接；所述放电电路连接所述储能器件和所述拔电检测电路的输出端；所述拔电检测电路用于检测所述交流电源的供电状态，所述放电电路用于在所述供电状态为断开时对所述储能器件进行放电。

本发明实施方式的音频设备包括本发明实施方式的开关电源。

本发明实施方式的快速关断开关电源的方法，所述开关电源包括交流电源、整流模块、储能器件、变压器、拔电检测电路和放电电路；所述交流电源、所述整流模块、所述储能器件和所述变压器依次连接；所述放电电路连接所述储能器件和所述拔电检测电路的输出端；所述快速关断开关电源的方法包括以下步骤：

通过所述拔电检测电路检测所述交流电源的供电状态；

在所述供电状态为断开时控制所述放电电路对所述储能器件进行放电。

本发明实施方式的开关电源、音频设备和快速关断开关电源的方法通过拔电检测电路检测交流电源的供电状态，并在供电状态为断开时迅速通过放电电路对储能器件进行放电，从而实现了在拔电后快速关断开关电源，避免了发生触电或损坏储能器件的情况。

本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的开关电源的功能模块示意图。

图2是本发明实施方式的快速关断开关电源的方法的流程示意图。

图3是本发明又一实施方式的快速关断开关电源的方法的流程示意图。

图4是本发明又一实施方式的开关电源的功能模块示意图。

图5是本发明另一实施方式的快速关断开关电源的方法的流程示意图。

图6是本发明另一实施方式的开关电源的功能模块示意图。

图7是本发明另一实施方式的开关电源的功能模块示意图。

图8是本发明实施方式的拔电检测电路的电路图。

图9是本发明实施方式的放电电路的电路图。

图10是本发明再一实施方式的开关电源的功能模块示意图。

主要元件及符号说明：

开关电源10、交流电源11、整流模块12、硅桥电路122、储能器件13、变压器14、拔电检测电路15、放电电路16、开关模块162、放电模块164、次级整流模块17、整流二极管172、滤波电路174、开关器件18、电源管理模块19；

二极管D、第一电容C1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一三极管Q1、第二三极管Q2。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明的实施方式，而不能理解为对本发明的实施方式的限制。

请参阅图1，本发明实施方式的开关电源10包括交流电源11、整流模块12、储能器件13、变压器14、拔电检测电路15和放电电路16。交流电源11、整流模块12、储能器件13和变压器14依次连接。放电电路16连接储能器件13和拔电检测电路15的输出端。拔电检测电路15用于检测交流电源11的供电状态。放电电路16用于在供电状态为断开时对储能器件13进行放电。

请参阅图2，本发明实施方式的快速关断开关电源的方法用于在拔电后快速关断开关电源10。本发明实施方式的方法可应用于上述实施方式的开关电源10。快速关断开关电源的方法包括以下步骤：

S10：通过拔电检测电路15检测交流电源11的供电状态；

S20：在供电状态为断开时控制放电电路16对储能器件13进行放电。

本发明实施方式的开关电源10和快速关断开关电源的方法通过拔电检测电路15检测交流电源11的供电状态，并在供电状态为断开时迅速通过放电电路16对储能器件13进行放电，从而实现了在拔电后快速关断开关电源10，避免了发生触电或损坏储能器件13的情况。

在某些实施方式中，拔电检测电路15的输入端连接交流电源11的输出端。

请参阅图3，在某些实施方式中，拔电检测电路15的输入端连接交流电源11的输出端，S10具体包括：

S12：通过拔电检测电路15检测交流电源11的输出端的电压值以判断交流电源11的供电状态。

可以理解，当交流电源11正常供电时，交流电源11的输出端的电压不为零，交流电源11的输出端的电流流过拔电检测电路15，拔电检测电路15的输出端还存在较高的电压，因而可以根据交流电源11的输出端的电压值来判断交流电源11的供电状态。若拔电检测电路15的输出端还存在较高的电压，也即是说交流电源11的输出端的电压不为零，则表明交流电源11正常供电，反之，则交流电源11的供电状态为断开。

请参阅图4，在某些实施方式中，拔电检测电路15的输入端连接整流模块12的输出端。

请参阅图5，在某些实施方式中，拔电检测电路15的输入端连接整流模块12的输出端，S10具体包括：

S14：通过拔电检测电路15检测整流模块12的输出端的电压值以判断交流电源11的供电状态。

同理，当交流电源11正常供电时，整流模块12的输出端的电压不为零，整流模块12的输出端的电流流过拔电检测电路15，拔电检测电路15的输出端还存在较高的电压，因而可以根据整流模块12的输出端的电压值来判断交流电源11的供电状态。若拔电检测电路15的输出端还存在较高的电压，也即是说整流模块12的输出端的电压不为零，则表明交流电源11正常供电，反之，则交流电源11的供电状态为断开。

请参阅图6，在某些实施方式中，整流模块12包括硅桥电路122。

具体地，整流模块12可采用硅桥电路122组成的全波整流电路，整流模块12用于对交流电源11输出的交流电流进行整流，并输出整流后的直流电流。

请参阅图7，在一个例子中，硅桥电路122的两个输入端连接到交流电源11，硅桥电路122的一个输出端连接储能器件13，硅桥电路122的另一个输出端接地。

在某些实施方式中，储能器件13包括电容。

具体地，电容用于获取整流模块12输出的直流信号并储存电荷。

在一个例子中，电容可以为有极性的高压电容，高压电容的正极连接整流模块12和放电电路16，高压电容的负极接地。

请参阅图8，在某些实施方式中，拔电检测电路15包括二极管D、第一电容C1、第一电阻R1和第二电阻R2。二极管D的正极连接交流电源11的输出端或整流模块12的输出端。二极管D的负极连接第一电容C1的一端和第一电阻R1的一端。第一电容C1的另一端接地。第一电阻R1的另一端连接放电电路16和第二电阻R2的一端。第二电阻R2的另一端接地。

具体地，本发明实施方式中，二极管D的正极作为拔电检测电路15的输入端，第一电阻R1的另一端和第二电阻R2的一端作为拔电检测电路15的输出端。

下面以拔电检测电路15的输入端连接交流电源11的输出端为例来具体说明拔电检测电路15的工作原理。

当交流电源11正常供电时，交流电源11的输出端输出的交流电流流过二极管D，二极管D导通，第一电容C1的两端存在压降，拔电检测电路15的输出端(即control端)的电压值高于预定阈值，放电电路16不会对储能器件13进行放电。当交流电源11的供电状态为断开时，二极管D不导通，第一电容C1放电，拔电检测电路15的输出端的电压值降低至预定阈值及以下时，放电电路16将会对储能器件13进行放电。

也即是说，当拔电检测电路15的输出端的电压值高于预定阈值时，表明交流电源11正常供电；当拔电检测电路15的输出端的电压值降低至预定阈值及以下时，表明交流电源11的供电状态为断开。

需要指出的是，图8中VAC为交流电源11的输出端的电压。

同理，当拔电检测电路15的输入端连接整流模块12的输出端时，同样可以检测交流电源11的供电状态，在此不再详细展开。

请再次参阅图6，在某些实施方式中，放电电路16包括开关模块162和放电模块164。开关模块162连接拔电检测电路15和变压器14的辅助绕组。放电模块164连接开关模块162和储能器件13。开关模块162用于根据供电状态控制放电模块164使储能器件13进行放电或停止放电。

例如，开关模块162可以在拔电检测电路15检测到交流电源11正常供电时，输出低电平信号控制放电模块164使储能器件13停止放电。而在拔电检测电路15检测到交流电源11的供电状态为断开时，输出高电平信号控制放电模块164对储能器件13进行放电。

可以理解，变压器14的辅助绕组主要用于为音频设备的其它用电模块、元件或装置提供电压，例如，在图9中，VCC是由变压器14的辅助绕组向开关模块162提供的电压。

请参阅图9，在某些实施方式中，开关模块162包括第三电阻R3、第四电阻R4和第一三极管Q1。第一三极管Q1的基极连接第三电阻R3的一端。第一三极管Q1的集电极连接第四电阻R4的一端和放电模块164。第一三极管Q1的发射极接地。第三电阻R3的另一端连接拔电检测电路15的输出端。第四电阻R4的另一端连接变压器14的辅助绕组。

需要指出的是，图9中VCC为变压器14的辅助绕组上的电压。在一个例子中，第一三极管Q1为NPN型三极管。

可以理解，在本发明实施方式中，预定阈值为第一三极管Q1的基极与发射极之间的导通压降。第三电阻R3的另一端作为开关模块162的输入端。第一三极管Q1的集电极作为开关模块162的输出端。

当交流电源11正常供电时，拔电检测电路15的输出端的电压值高于第一三极管Q1的基极与发射极之间的导通压降，第一三极管Q1导通，第一三极管Q1的集电极变为低电平，放电模块164不会对储能器件13进行放电。当拔电检测电路15检测到交流电源11的供电状态为断开时，拔电检测电路15的输出端的电压值低于第一三极管Q1的基极与发射极之间的导通压降，第一三极管Q1不导通，第一三极管Q1的集电极为高电平，放电模块164对储能器件13进行放电。

请继续参阅图9，在某些实施方式中，放电模块164包括第五电阻R5、第六电阻R6和第二三极管Q2。第二三极管Q2的基极连接第五电阻R5的一端。第二三极管Q2的集电极连接第六电阻R6的一端。第二三极管Q2的发射极接地。第五电阻R5的另一端连接开关模块162。第六电阻R6的另一端连接储能器件13。

需要指出的是，图9中VDC为储能器件13上的电压。在一个例子中，第二三极管Q2为NPN型三极管。

当开关模块162的输出端为低电平时，第二三极管Q2不导通，放电模块164不会对储能器件13进行放电。当开关模块162的输出端为高电平时，第二三极管Q2导通，放电模块164对储能器件13进行放电。

请参阅图10，在某些实施方式中，开关电源10还包括与变压器14的输出端连接的次级整流模块17。次级整流模块17包括整流二极管172和滤波电路174。整流二极管172连接在变压器14与滤波电路174之间。

具体地，在本发明实施方式中，整流二极管172的输入端作为次级整流模块17的输入端，整流二极管172的输出端连接滤波电路174的输入端，滤波电路174的输出端作为次级整流模块17的输出端。

可以理解，变压器14的次级的电流经过整流二极管172整流，然后经过滤波电路174进行滤波以输出波形平整的直流电流。

在某些实施方式中，开关电源10包括开关器件18和电源管理模块19。开关器件18连接变压器14的输入端和电源管理模块19。电源管理模块19用于控制开关器件18的开启和关断。

具体地，开关器件18可以为开关MOS管，电源管理模块19可以为电源管理芯片。

如此，电源管理模块19可以控制开关器件18的开启与关断，从而实现能量从变压器14的初级传递至变压器14的次级。

可以理解，变压器14是靠变化的磁场来传递能量的，交流电产生的磁场是变化的，可以通过变压器14来传输能量。而直流电通过变压器14的瞬间磁场是变化的，可以传递能量，但当电流进入稳定状态后，磁场没有变化，能量无法传递。因而需要通过控制开关器件18的开启与关断来产生脉冲信号，以将直流信号从变压器14的初级传递至变压器14的次级。

另外，在某些实施方式中，变压器14的辅助绕组也能为电源管理模块19提供电压。

本发明实施方式的音频设备包括上述任一实施方式的开关电源10。

本发明实施方式的音频设备通过拔电检测电路15检测交流电源11的供电状态，并在供电状态为断开时迅速通过放电电路16对储能器件13进行放电，从而实现了在拔电后快速关断开关电源10，避免了发生触电或损坏储能器件13的情况。

具体地，音频设备可以但不局限为功放机、音箱、多媒体控制台、数字调音台、音频采样卡、合成器、中高频音箱、话筒、PC中的声卡、耳机、DVD播放设备等音频设备。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的实施方式的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的实施方式中的具体含义。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的实施方式的不同结构。为了简化本发明的实施方式的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明的实施方式可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明的实施方式提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理模块的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的实施方式的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明的各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (15)

1.一种开关电源，其特征在于，包括交流电源、整流模块、储能器件、变压器、拔电检测电路和放电电路；所述交流电源、所述整流模块、所述储能器件和所述变压器依次连接；所述放电电路连接所述储能器件和所述拔电检测电路的输出端；所述拔电检测电路用于检测所述交流电源的供电状态，所述放电电路用于在所述供电状态为断开时对所述储能器件进行放电。

2.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述拔电检测电路的输入端连接所述交流电源的输出端。

3.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述拔电检测电路的输入端连接所述整流模块的输出端。

4.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述整流模块包括硅桥电路。

5.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述储能器件包括电容。

6.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述拔电检测电路包括二极管、第一电容、第一电阻和第二电阻；所述二极管的正极连接所述交流电源的输出端或所述整流模块的输出端，所述二极管的负极连接所述第一电容的一端和所述第一电阻的一端；所述第一电容的另一端接地；所述第一电阻的另一端连接所述放电电路和所述第二电阻的一端；所述第二电阻的另一端接地。

7.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述放电电路包括开关模块和放电模块；所述开关模块连接所述拔电检测电路和所述变压器的辅助绕组；所述放电模块连接所述开关模块和所述储能器件；所述开关模块用于根据所述供电状态控制所述放电模块使所述储能器件进行放电或停止放电。

8.如权利要求7所述的开关电源，其特征在于，所述开关模块包括第三电阻、第四电阻和第一三极管；所述第一三极管的基极连接所述第三电阻的一端，所述第一三极管的集电极连接所述第四电阻的一端和所述放电模块，所述第一三极管的发射极接地；所述第三电阻的另一端连接所述拔电检测电路的输出端；所述第四电阻的另一端连接所述变压器的辅助绕组。

9.如权利要求7所述的开关电源，其特征在于，所述放电模块包括第五电阻、第六电阻和第二三极管；所述第二三极管的基极连接所述第五电阻的一端，所述第二三极管的集电极连接所述第六电阻的一端，所述第二三极管的发射极接地；所述第五电阻的另一端连接所述开关模块；所述第六电阻的另一端连接所述储能器件。

10.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述开关电源还包括与所述变压器的输出端连接的次级整流模块；所述次级整流模块包括整流二极管和滤波电路，所述整流二极管连接在所述变压器与所述滤波电路之间。

11.如权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述开关电源包括开关器件和电源管理模块，所述开关器件连接所述变压器的输入端和所述电源管理模块，所述电源管理模块用于控制所述开关器件的开启和关断。

12.一种音频设备，其特征在于，包括如权利要求1-11任意一项所述的开关电源。

13.一种快速关断开关电源的方法，其特征在于，所述开关电源包括交流电源、整流模块、储能器件、变压器、拔电检测电路和放电电路；所述交流电源、所述整流模块、所述储能器件和所述变压器依次连接；所述放电电路连接所述储能器件和所述拔电检测电路的输出端；所述快速关断开关电源的方法包括以下步骤：

通过所述拔电检测电路检测所述交流电源的供电状态；

在所述供电状态为断开时控制所述放电电路对所述储能器件进行放电。

14.如权利要求13所述的快速关断开关电源的方法，其特征在于，所述拔电检测电路的输入端连接所述交流电源的输出端，所述通过所述拔电检测电路检测所述交流电源的供电状态的步骤具体包括：

通过所述拔电检测电路检测所述交流电源的输出端的电压值以判断所述交流电源的供电状态。

15.如权利要求13所述的快速关断开关电源的方法，其特征在于，所述拔电检测电路的输入端连接所述整流模块的输出端，所述通过所述拔电检测电路检测所述交流电源的供电状态的步骤具体包括：

通过所述拔电检测电路检测所述整流模块的输出端的电压值以判断所述交流电源的供电状态。