CN110943630A - 控制器、功率转换器装置和ac/dc转换器放电控制方法 - Google Patents

控制器、功率转换器装置和ac/dc转换器放电控制方法 Download PDF

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Abstract

提出了控制器、功率转换器装置和AC/DC转换器放电控制方法。AC/DC转换器被配置成接收AC输入信号并将其转换为DC输出信号，并且包括的第一DC放电回路。控制器包括：第二DC放电回路，其具有用于切换第二DC放电回路接通和关断的可控开关元件，第二DC放电回路被配置成从第一DC放电回路接收DC放电电流；逻辑件，其被配置成重复执行以下步骤：从第二DC放电回路接收DC感测信号并基于该信号在预定测量时间段内的值确定AC输入信号丢失；响应于确定丢失，接通第二DC放电回路；在接通第二DC放电回路之后经过预定放电时间段后，确定DC感测信号的值，如果该值未减小则关断第二DC放电回路，或者如果该值已减小则将第二DC放电回路保持接通状态直到达到预定标准。

Description

控制器、功率转换器装置和AC/DC转换器放电控制方法
技术领域
本说明书涉及用于AC/DC转换器的控制器的实施方式，涉及具有AC/DC转换器和耦接至该AC/DC转换器的控制器的功率转换器装置的实施方式，并且涉及控制对AC/DC转换器放电的方法的实施方式。
背景技术
在机动车辆、消费和工业应用中的现代设备的许多功能，例如转换电能和驱动电动机或电机依赖于功率半导体器件。例如，提及几个，绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和二极管已经用于各种应用，包括但不限于电源和功率转换器中的开关。
例如，典型的功率转换器是转换器呈现具有一个或更多个开关元件(例如，MOSFET)的电路拓扑的AC至DC转换器，该电路拓扑允许将交流电(AC)作为输入信号转换为直流电(DC)作为输出信号。当然，输入信号也可以被提供为交流电压，并且输出信号也可以被提供为直流电压。
AC输入信号至DC输出信号的转换通常由耦接至AC/DC转换器的控制器控制。可以采用各种拓扑结构并且可以实现允许AC输入信号有效地转换为DC输出信号的各种控制算法。
AC/DC转换器的典型应用包括用于移动终端(例如，智能手机、笔记本电脑、平板电脑等)的电源以及用于固定终端(例如，电视设备或其他消费者设备)的电源。
因此，AC/DC转换器的AC输入信号可以是由电源提供的电压，例如，120V/60Hz电压、或230V/50Hz电压等。
如果AC输入信号与AC/DC转换器的连接中断，例如，由于用户将AC/DC转换器与电源解耦或导致连接中断的另外事件，例如，断线，则残余电压可以由AC/DC转换器的电容存储，所述电容也分别称为x电容器或x电容。
在AC输入信号与AC/DC转换器之间的连接已中断之后，这样的x电容可能需要以受控方式快速地放电。
例如，可从http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ucc256301.pdf获得的数据表“Texas Instruments,UCC256301 Hybrid Hysteretic Mode Wide VIN LLC ResonantController,Enabling Ultra-Low Standby Power”，SLUSCU6B–2017年8月–2017年8月经修改中描述的控制器提供了有关x电容放电的功能。
发明内容
根据一个实施方式，提出了一种用于AC/DC转换器的控制器。AC/DC转换器被配置成经由AC输入端接收AC输入信号并且将AC输入信号转换为DC输出信号，其中，AC/DC转换器包括耦接至AC输入端的第一DC放电回路。控制器包括：第二DC放电回路，其具有用于切换接通和关断第二DC放电回路的可控开关元件，其中，第二DC放电回路被配置成从第一DC放电回路接收DC放电电流；以及逻辑件，其被配置成重复地执行以下步骤：从第二DC放电回路接收DC感测信号并且基于在预定测量时间段内的DC感测信号的值确定AC输入信号的丢失；响应于确定AC输入信号的丢失，接通第二DC放电回路；在接通第二DC放电回路之后经过预定放电时间段之后，确定DC感测信号的值，并且如果该值没有减小，则关断第二DC放电回路，或者，如果该值已减小，则将第二DC放电回路保持在接通状态直到达到预定标准。
根据另一实施方式，提出了一种功率转换器装置。功率转换器装置包括AC/DC转换器，所述AC/DC转换器被配置成经由AC输入端接收AC输入信号并且将AC输入信号转换为DC输出信号，其中，AC/DC转换器包括：耦接至AC输入端的第一DC放电回路。功率转换器装置包括控制器。所述控制器包括：第二DC放电回路，其具有用于切换接通和关断第二DC放电回路的可控开关元件，其中，第二DC放电回路被配置成从第一DC放电回路接收DC放电电流；逻辑件，其被配置成重复地执行以下步骤：从第二DC放电回路接收DC检测信号，并且基于在预定测量时间段内的DC感测信号的值确定AC输入信号的丢失；响应于确定AC输入信号的丢失，接通第二DC放电回路；在接通第二DC放电回路之后经过预定放电时间段之后，确定DC感应信号的值，并且如果该值没有减小，则关断第二DC放电回路，或者，如果该值已减小，则将第二DC放电回路保持在接通状态直到达到预定标准。
根据又一实施方式，提出了一种控制AC/DC转换器的放电的方法。AC/DC转换器被配置成经由AC输入端接收AC输入信号并且将AC输入信号转换为DC输出信号，其中，AC/DC转换器包括耦接至AC输入端的第一DC放电回路。该方法包括采用具有第二DC放电回路的控制器，该第二DC放电回路具有用于切换接通和关断第二DC放电回路的可控开关元件，其中，第二DC放电回路被配置成从第一DC放电回路接收DC放电电流。该方法包括重复地执行以下步骤：从第二DC放电回路接收DC感测信号；基于在预定测量时间段内的DC感测信号的值确定AC输入信号的丢失；响应于确定AC输入信号的丢失，接通第二DC放电回路；在接通第二DC放电回路之后经过预定放电时间段之后，确定DC感应信号的值，并且如果该值没有减小，则关断第二DC放电回路，或者，如果该值已减小，则将第二DC放电回路保持在接通状态直到达到预定标准。
本领域的技术人员在阅读以下详细描述以及查看附图时将认识到附加的特征和优点。
附图说明
附图中的各部分不一定是按比例绘制的，而是重点在于说明本发明的原理。此外，在图中，相同的附图标记可以表示对应的元件。在附图中：
图1示意性且示例性示出了根据一个或更多个实施方式的具有AC/DC转换器和控制器的功率转换器的一部分；
图2示意性且示例性示出了根据一个或更多个实施方式的具有AC/DC转换器和控制器的功率转换器的一部分；
图3示意性且示例性示出了根据一个或更多个实施方式的对AC/DC转换器的x电容放电的方法的流程图；以及
图4的(A)至(C)分别示意性且示例性示出了根据一个或更多个实施方式的对AC/DC转换器的x电容放电的方法。
具体实施方式
在以下详细描述中，参照形成其一部分并且通过图示的方式示出了可以实施本发明的特定实施方式的附图。
在这方面，可以参考所描述的附图的方向来使用诸如“顶部”、“底部”、“下方”、“前面”、“后面”、“背面”、“前部”、“后部”、“之上”等的方向性术语。由于实施方式的部件可以以多个不同的方向定位，所以方向性术语用于说明的目的，而绝不是限制性的。应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以利用其他实施方式并且可以进行结构或逻辑变化。因此，以下详细描述不是以限制性意义上进行，并且本发明的范围由所附权利要求限定。
现在将详细参考各种实施方式，在附图中示出其的一个或更多个示例。每个示例借助于说明来提供，并且并不意味着对本发明的限制。例如，作为一个实施方式的一部分示出或描述的特征可以在其它实施方式上使用或与其他实施方式结合使用，以产生另一实施方式。旨在本发明包括这样的修改和变型。使用不应被解释为限制所附权利要求的范围的特定语言来描述示例。附图不是按比例绘制的，而是仅用于说明目的。为了清楚起见，如果没有另外说明，相同的元件或制造步骤在不同的附图中由相同的附图标记表示。
在本说明书的上下文中，术语“欧姆接触”、“电接触”、“欧姆连接”和“电连接”旨在描述在本文描述的设备的两个区域、区段、区、部分或元件之间存在低欧姆电连接或低欧姆电流路径。此外，在本说明书的上下文中，术语“接触”旨在描述在相应半导体器件的两个元件之间存在直接的物理连接；例如，彼此接触的两个元件之间的过渡可以不包括另外的中间元件等。
另外，在本说明书的上下文中，如果没有另外说明，在其通常有效理解的上下文中使用术语“电绝缘”，因此旨在描述两个或更多个部件彼此分开定位以及不存在连接这些部件的欧姆连接。然而，彼此电绝缘的部件仍然可以彼此耦接，例如，机械耦接和/或电容耦接和/或电感耦接。举例来说，电容器的两个电极可以彼此电绝缘，并且同时，例如通过绝缘体例如电介质彼此机械耦接和电容耦接。
图1示意性且示例性示出了根据一个或更多个实施方式的具有AC/DC转换器100和控制器200的功率转换器装置300的一部分。
AC/DC转换器100被配置成经由AC输入端101、102接收AC输入信号V输入并且将AC输入信号V输入转换为DC输出信号V输出，DC输出信号V输出在DC输出端181、182处被提供。
在实施方式中，AC输入信号V输入由电源提供。因此，AC输入信号V输入可以是交流电压，例如，120V/60Hz电压，或230V/50Hz电压。在另一实施方式中，AC输入信号V输入可以是另一交流电压信号或交流电流信号。例如，AC输入信号V输入由UPS(不间断电源)提供，其中AC输入信号V输入可以更像是方波而不是正弦波。
AC/DC转换器100还包括具有二极管131、132、133和134(例如，在所示的桥构造中彼此连接)的二极管整流器13，二极管整流器13耦接至AC输入端101、102以及在端子161、162处提供DC中间信号V'输入。在实施方式中，该DC中间信号V'输入可以通过未示出的缓冲电容器来缓冲。端子161可以提供高压信号，而端子162可以电连接至接地/块(mass)14。
DC中间电压信号V'输入被提供给转换器块17，转换器块17在DC输出端181、182处输出DC输出信号V输出。转换器块17的工作通过控制器200来控制。
控制器200和转换器块17通过示意性示出的控制器接口1020操作上彼此连接。借助于控制器接口1020，控制器200向转换器块17提供至少一个控制信号，并且从转换器块17接收至少一个测量信号。例如，转换器块17包括至少一个开关元件(未示出)，并且至少一个控制信号可以是用于控制至少一个开关元件的工作的控制信号。从转换器块17提供给控制器200的至少一个测量信号可以例如是电流感测信号或电压感测信号。
转换器块17可以呈现转换器适合于将经由端161、162接收的DC中间电压信号V'输入转换为DC输出端181、182处的DC输出信号V输出的DC/DC转换器拓扑。各种拓扑和控制算法对于本领域技术人员而言是已知的，并且本说明书既不限于特定种类的DC/DC转换器拓扑，也不限于特定的控制算法。非限制性示例包括反激式转换器拓扑、降压转换器拓扑、升压转换器拓扑、谐振转换器拓扑、电流隔离拓扑、非电流隔离拓扑等。DC输出信号例如输出电压V输出还可以由一个或更多个DC/DC转换器提供。
然而，应指出，功率转换器装置300的转换器100是AC/DC转换器。例如，在另一实施方式中，AC/DC转换器100不包括二极管整流器13，而是将AC输入信号V输入直接提供给转换器块17，因此转换器块17呈现适合于将经由端161、162接收的AC输入信号V输入(或从AC输入信号V输入得出的另一AC信号)转换为在DC输出端181、182处的DC输出信号V输出的AC/DC转换器拓扑。同样在这方面，各种AC/DC转换器拓扑和对应的控制算法对于本领域技术人员是已知的，并且该实施方式既不限于特定种类的AC/DC转换器拓扑，也不限于特定种类的控制算法。非限制性示例包括双升压拓扑、无桥图腾柱拓扑、有源桥拓扑等。
在实施方式中，AC/DC转换器100包括耦接至AC输入端101、102的第一DC放电回路12、15。该第一DC放电回路12、15的目的是提供在某种情况下对AC/DC转换器100的最终充电的x电容放电的可能性。该x电容可以例如在AC/DC转换器100的线L和中性线N之间形成。例如，x电容由输入端101与输入端102之间的未示出的总电容形成。
例如，如果AC输入信号V输入与AC/DC转换器100的连接中断，例如，由于用户将AC/DC转换器100与电源解耦或者导致连接中断的另一事件，例如，断线，残余电压可以由AC/DC转换器100的(未示出的)电容存储，所述电容也分别称为x电容器或x电容。例如，x电容是在AC输入信号V输入丢失之后存储DC能量的AC/DC转换器100的总电容。这样的x电容可能需要以受控方式快速放电。
在实施方式中，第一DC放电回路12、15包括二极管路径12，其具有接收AC输入信号V输入的两个反向串联二极管121、122，以及放电电阻器15，其中，放电电阻器15将反向串联连接的二极管121、122的阴极端口(例如，在耦接端子123处)与控制器200的第二DC放电回路28(例如，在引脚215处)耦接。二极管121的阳极端口可以电连接至第一输入端101，以及二极管122的阳极端口可以电连接至第二输入端102。
因此，第一DC放电回路12、15可以是本身不受控制并且特别是如果第二DC放电回路28不处于导通状态则不传导电流的无源路径部分，第二DC放电回路20将在下面进一步详细描述。
在实施方式中，仅关于AC/DC转换器100，第一DC放电回路12、15可以相对于输入端101、102电隔离。如果第二DC放电回路28被设置成导通状态，则第一DC放电回路12、15可以是部分导电的，这将在下面进一步详细说明。
如上所述，控制器200包括第二DC放电回路28。第二DC放电回路具有用于切换接通和关断第二DC放电回路28的可控开关元件283，其中，第二DC放电回路28被配置成如果第二DC放电回路28被接通则从第一DC放电回路12、15接收DC放电电流。
第二DC放电回路28可以包括放电电阻器285。此外，第二DC放电回路28可以连接至块/接地14，例如，连接至与AC/DC转换器100的端子162相同的块/接地。
开关元件283可以是例如功率半导体晶体管，例如，MOSFET或其衍生物。例如，如果开关元件283处于接通状态(即，导通状态)，则第二DC放电回路28处于接通状态。如果开关元件283处于关断状态(即，阻断状态)，则第二DC放电回路28处于关断状态(即，非导通状态)。
例如，控制器200包括可以是单个引脚的引脚215，并且开关元件283与放电电阻器285之间的串联连接通过引脚215串联连接至AC/DC转换器100的第一DC放电回路的电阻器15。例如，单个引脚215提供了AC/DC转换器100的第一DC放电回路12、15与控制器200的第二DC放电回路28之间的串联连接。
在实施方式中，AC/DC转换器100的第一DC放电回路12、15和控制器200的第二DC放电回路28共同形成功率转换器装置300的可控DC放电回路以用于对AC/DC转换器100的x电容放电。
在实施方式中，控制器200的第二DC放电回路28是控制器200的电源路径的至少一部分。例如，控制器200经由引脚217(连接至接地/块14)和引脚216接收其电源，电容器19耦接在这些引脚216、217之间。此外，例如集成在控制器200中的二极管282可以耦接至引脚216，例如，与未示出的耗尽功率半导体晶体管一起耦接至引脚216。一旦AC/DC转换器100在控制器200的控制下工作，从AC/DC转换器100至控制器200的另一电源路径可以供电给控制器200，并且耗尽功率晶体管可以被关断。在这种情况下，所示的电源路径仅用于控制器200的启动。
控制器200包括逻辑件，例如包括至少部件23、24和25，其示例性实施方式在下面进一步描述。
控制器200的逻辑件被配置成通过控制开关元件283——因此，通过控制由AC/DC转换器100的第一DC放电回路12、15和控制器200的第二DC放电回路28形成的DC放电回路——来执行控制对AC/DC转换器100的x电容放电的方法。下面将进一步描述该方法的实施方式。
在描述(例如，由控制器200的逻辑件执行的)控制对x电容放电的方法之前，应当注意，根据实施方式，执行控制对AC/DC转换器100的x电容放电方法的逻辑件23、24、25和第二DC放电回路28两者被集成在同一单个芯片集成电路(IC)中。例如，包括逻辑件23、24、25和第二DC放电回路28两者的控制器200在被集成在芯片封装(未示出)内的单个芯片IC内实现。封装可以包括引脚215、216和217以及用于形成控制器接口1020的至少一个另外的引脚。
例如，由控制器200的逻辑执行的控制对AC/DC转换器100的x电容放电的方法，包括重复地执行以下步骤：
-从第二DC放电回路28接收DC感测信号281，并且基于在预定测量时间段内的DC感测信号281的值确定AC输入信号V输入的丢失；
-响应于确定AC输入信号V输入的丢失，接通第二DC放电回路28；
-在接通第二DC放电回路28之后经过预定放电时间段之后，确定DC感测信号281的值，并且如果该值没有减小，则关断第二DC放电回路28，或者，如果该值已减小，则将第二DC放电回路28保持在接通状态直到达到预定标准。
在一个实施方式中，控制器200被配置成符合关于对x电容放电的安全标准IEC62368-1的规定。
现在将解释这些步骤的其他可选特征。
例如，第二DC放电回路28被配置成提供DC感测信号281并且至少部分地对AC/DC转换器100的x电容放电。在实施方式中，AC/DC转换器100的第一DC放电回路的放电电阻器15(在欧姆值方面)大于第二DC放电回路28的放电电阻器285，以确保放电电力的主要部分在放电期间在控制器200的外部被消散。
关于通过第二DC放电回路28生成DC感测信号281，本文提出了也可以被同时实现的两个非限制性变型。
根据第一变型，第二放电回路28包括放电电阻器285，其中，DC感测信号281是在放电电阻器285处出现的电压信号，例如，在第二DC放电回路28的接通状态期间。例如，为了在测量时间段期间接收DC感测信号261，开关元件283短时间被接通，例如若干μs，例如，30μs至100μs。
根据第二变型，第二放电回路28包括电阻测量子路径286(参见图1和图2中的虚线框)，其中，DC感测信号281是在电阻测量子路径286的测量点2863处、例如在第二DC放电回路28的关断状态期间出现的电压信号。
可以同时实现上述两种变型。
基于在预定测量时间段内的DC感测信号281的值确定AC输入信号V输入的丢失可以包括确定对AC/DC转换器100的x电容放电是必要的。例如，如将在下面进一步的描述中变得更加明显的，该确定可以包括确定DC感测信号的值在预定测量时间段期间始终高于阈值。
例如，基于DC感测信号281的值确定AC输入信号V输入的丢失包括：如果DC感测信号的值在预定测量时间段内正在增加或减小，则排除AC输入信号V输入已丢失。这样的增加或减小反而可以表明存在AC信号。例如，可以确定DC信号在预定测量时间段内在大于阈值和小于阈值之间变化，这将在下面更详细地解释。
例如，基于DC感测信号281的值确定AC输入信号V输入的丢失还包括：如果DC感测信号的值在预定测量时间段内是恒定的则推断出AC输入信号V输入已丢失。在这方面，术语“恒定”不一定意味着值本身不改变，而是例如DC感测信号261在预定测量时间段期间始终高于阈值。
一旦确定了AC输入信号V输入的丢失(例如，其需要对AC/DC转换器100的x电容放电)，第二DC放电回路28就被接通，即，通过接通开关元件283。例如，在不损失时间的情况下，在完成确定之后立刻接通开关元件283。
然后，在接通之后，开关元件283保持在接通状态达至少预定放电时间段。在该预定放电时间段已经过去的时间点处，再次确定DC感测信号281的值。如果该值与在测量时间段内确定的值相比(例如，与预定测量时间段中的最后测量值相比)没有减小，则第二DC放电回路28被关断，这中断了放电。
然而，如果该值与在预定测量时间段内确定的值相比(例如，与预定测量时间段中的最后测量值相比)已减小，则第二DC放电回路28保持在接通状态直到达到预定标准。
例如，如果确定DC感测信号281的值低于阈值，则达到预定标准。例如，这可以表明AC/DC转换器的x电容的电压在安全范围内，例如，足够低以执行功率转换器装置300的重启或者解决AC输入信号V输入的丢失所需的另外的响应动作。
在实施方式中，控制器200的逻辑件23、24、25被配置成以1Hz至400Hz的范围内的放电控制频率重复地执行这些步骤。然而，应该注意，该放电控制频率/周期不一定是恒定的，这取决于在执行该方法期间进行的确定，例如，哪种控制回路是有效的(参见下面图3的描述)。
预定放电时间段例如在100μs至2s的范围内，例如，在至少约10ms的范围内。
在实施方式中，基于以下参数中的一个或更多个来设置预定放电时间段：
-x电容的值；
-电阻器15的电阻；
-电阻器285的电阻；以及/或者
-AC输入信号V输入的值(例如，其的rms值)。
预定测量时间段例如在2.5ms至1s的范围内。
根据另一实施方式，如果在接通第二DC放电回路28之后经过预定放电时间段之后，确定DC感测信号的值没有减小，并且因此第二DC放电回路28被关断，那么关于是否存在AC输入信号V输入的丢失，逻辑件23、24、25在执行随后的确定步骤之前基于DC感测信号281的值而，等待预定暂停时间段。
预定暂停时间段例如在100μs至2s的范围内。
为了使控制器200的逻辑件23、24、25所执行的方法的示例性方面更清楚，现在参照图3中示意性示出的示例性流程图，并且此后，参照图4的(A)至(C)中的例图。
例如，在(例如，由控制器200执行的)方法400的步骤401中，控制器200的第二DC放电回路28通过关断开关元件283而被关断或者通过保持开关元件283的关断状态而保持在关断状态。这导致或保持对AC/DC转换器100的x电容放电的中断。
在步骤402和步骤403中分别确定AC输入信号V输入的存在或丢失之前，逻辑件等待经过例如100μs至2s的预定暂停时间段。
在步骤402中，从第二DC放电回路28接收DC感测信号281，并且在预定测量时间段期间，连续或非连续地感测DC感测信号281的值以便在步骤403中确定是否存在AC输入信号V输入的丢失。
如果确定不存在AC输入信号V输入的丢失(“检测到AC＝是(Y)”)，则控制器200返回到步骤401。因此，在其中没有AC输入信号V输入丢失的AC/DC转换器100的正常工作状态下，放电控制频率基本上是预定暂停时间段和预定测量时间段之和的倒数。
然而，如果在步骤403中确定存在AC输入信号V输入的丢失(例如，需要对AC/DC转换器100的x电容放电)(“检测到AC＝否(N)”)，控制器200继续步骤404，根据该步骤，第二DC放电回路28响应于确定AC输入信号V输入的丢失而被接通。如上所述，这通过接通开关元件283而发生，开关元件283接通由AC/DC转换器100的第一DC放电回路12、15和控制器200的第二DC放电回路28形成的整个DC放电回路。
开关元件283保持接通状态达预定放电时间段。在经过同样的预定放电时间段之后，再次确定DC感测信号281的值(步骤405)并将其与在预定测量时间段期间获得的(例如，上一个)值进行比较(步骤406)。
如果该值没有减小(“放电期间电压减小＝否(N)”)，则控制器200通过关断开关元件283返回到步骤401，从而中断放电过程。
如果该值已减小(“放电期间电压减小＝是(Y)”)，则控制器200将开关元件283保持在接通状态并且持续检查DC感测信号281的值是否已降至低于阈值(参见步骤407，“电压处于安全水平？”)。
如果DC感测信号281的值仍然高于阈值(“安全水平的电压？＝否(N)”)，则控制器200返回到步骤404，即，通过将开关元件283保持在接通状态，经过预定放电时间并且在步骤406和步骤407再次执行所述检查。图4的(A)指示——与图3不同——开关元件283被关断。这样的关断适当与否取决于如何生成DC感测信号281的方式。例如，如果DC感测信号281由子路径286生成，则所述关断可以是适当的。
如果DC感测信号281的值已经下降到低于阈值(“安全水平的电压？＝是(Y)”)，则控制器200可以继续步骤408，例如，通过启动功率转换器装置300的重启并且以另一方式响应AC输入信号V输入的丢失。根据实施方式，一旦功率转换器装置300已重启并且在正常工作条件下工作，控制器200就继续执行方法400。
现在将参照图1和图2描述用于在控制器200内实现上述方法400的执行的示例性方面。
如上所述，为了执行控制对AC/DC转换器100放电的方法，控制器200可以包括包含逻辑块23、24和25的逻辑件。
逻辑块23可以是检测器，逻辑块24可以是开关控制器，并且逻辑块25可以是定时控制器。
例如，检测器23被配置成输出检测信号231，检测信号231指示DC感测信号281的值是否在预定测量时间段内
-始终高于阈值；或者
-始终低于阈值；或者
-高于和低于阈值。
例如，阈值由开关控制器24设置并且作为数字信号242从开关控制器24输出到数模转换器(DAC)26，数模转换器(DAC)26将数字信号242转换为模拟信号261。模拟信号261和DC感测信号281被提供给比较器22，比较器22将比较信号221输出到检测器23。例如，比较信号221是二进制信号，指示DC感测信号281的第一值(例如，逻辑1/高)大于阈值261，指示DC感测信号281的第二值(例如，逻辑0/低)小于阈值261。
例如，定时控制器25通过第一定时信号251向检测器23指示预定测量时间段和预定暂停时间段中的至少之一。因此，基于其输入信号221和输入信号251，检测器23可以确定DC感测信号281的值是否在预定测量时间段内
-始终高于阈值；或者
-始终低于阈值；或者
-高于和低于阈值，
并且相应地输出检测信号231。
例如，如果DC感测信号的值在预定测量时间段内始终高于阈值，则这可以指示AC输入信号V输入已丢失并且将启动用于对AC/DC转换器200的x电容放电的相应的放电过程。
如果DC感测信号的值在预定测量时间段内始终低于阈值，则这可以指示AC输入信号V输入不存在并且用于对AC/DC转换器200的x电容放电的放电过程不是必需的。
如果DC感测信号的值在预定测量时间段内低于和高于阈值，则这可以指示AC输入信号V输入存在，并且因此，用于对AC/DC转换器200的x电容放电的放电过程不是必需的。
开关控制器24接收检测信号231，并且开关控制器24被配置成基于检测信号231生成用于控制开关元件283的开关控制信号241。开关控制信号241可以例如是栅极信号，根据实施方式，栅极信号可以在被驱动器27馈送到开关元件283(例如，到开关元件283的栅极端子)之前进行放大(作为放大的栅极信号241')。例如，开关控制器24不仅基于检测信号231还基于由定时控制器25提供的第二定时信号252来工作。例如，定时控制器25通过第二定时信号252向开关控制器24指示至少预定放电时间段。
因此，定时控制器25可以被配置成基于预定放电时间段来控制至少开关控制器24的工作。
应当理解，根据图1中示意性和示例性示出的实施方式，部件驱动器27、DAC 26和比较器22也可以被集成在与第二DC放电回路28和逻辑部件23、24和25相同的单个芯片IC内。这同样适用于测量子路径286。
在图2中示意性和示例性示出了用于实现执行控制对AC/DC转换器100的x电容放电的方法的控制器200的逻辑件的另一选项。在那里示出的大多数部件是在根据图1的实施方式中同样实现；因此，之前已经陈述的内容可以同样适用于图2的实施方式。在下文中，将仅解释与图1的实施方式相比的不同之处。
例如，DC感测信号281被转换为数字DC感测信号222，例如，通过对应的模数转换器(ADC)275。例如，在这种情况下，与阈值的比较由检测器23执行。例如，阈值被存储在检测器23中。因此，与图1的实施方式相比，开关控制器24不一定必须提供数字信号242。此外，定时控制器25可以基于另外的定时信号250(例如，其可以触发A/D转换)控制ADC 275的工作。
同样关于图2，应当理解，ADC 275可以被集成在与控制器200的其余部件相同的单个芯片IC内。
图4的(A)至(C)示出了实现如图3所示的方法400的三种变型，例如，通过图1或图2的控制器。在图4的(A)至(C)中的每一个中，上部曲线图示出了DC感测信号261，中间部示出了检测结果，例如，检测信号231，以及下部曲线图示出了第二DC放电回路28的状态(接通或关断)，即，开关元件283的状态。
在图4的(A)中，在前三个随后的预定测量时间段TM中的每一个内，DC感测信号261既低于阈值又高于阈值。因此，检测信号231指示AC输入信号V输入没有丢失而是存在AC输入信号V输入(参见步骤403)。因此，在确定存在AC输入信号V输入之后，第二DC放电回路28不转变，而是开关元件283保持在关断状态(参见步骤401)。然而，在第四测量时间段中，确定AC输入信号V输入已经丢失并且将启动相应的放电过程。因此，开关元件283被接通(参见步骤404)并且保持接通状态达至少预定放电时间段TD。在第一次经过预定放电时间段之后，DC感测信号261的值仍然高于阈值(参见步骤407)，并且因此，开关元件被再次接通或保持在接通状态(参见步骤404)。如上所述，如果通过子路径286生成DC感测信号261，则开关元件283的(短)关断可以是适当的。在进行第二次放电之后，确定DC感测信号261的值已充分减小，并且此后，可以执行用于适当地响应AC输入信号的丢失的动作(参见步骤408)。
图4的(B)示出了不同的情况。在那里，在第二周期中确定AC输入信号V输入的丢失。然而，在第三周期中，即使在接通第二DC放电回路28之后，也确定DC感测信号261的值没有减小(参见步骤406)。因此，第二DC放电回路28被关断(参见步骤401)，并且在执行另外动作之前允许经过预定暂停时间段TB。此后，重复相同的步骤(确定AC输入信号V输入的丢失，并且在下一周期中，即使在接通第二DC放电回路28之后，也确定DC感测信号261的值没有减小)。重复该步骤序列直到确定DC感测信号261具有低于阈值的值(参见步骤407)。可以认为图4的(B)所示的情况与在输入端101、102处存在DC输入信号而不是AC输入信号V输入的检测对应。
在图4的(C)中示出了与图4的(B)的情况相比同样地开始的又一不同的情况。但是，在已经确定DC感测信号261的值没有减小(参见步骤406)之后开始的控制回路中，并且在经过预定暂停时间段TB并且随后确定AC输入信号V输入(仍然)丢失之后，则再次启动第二DC放电回路28的接通，并且在经过预定放电时间段之前已经确定DC感测信号261具有低于阈值的值，使得可以响应AC输入丢失(参见步骤408)。
如在引言中所述，本文提出的是用于AC/DC转换器的控制器、具有AC/DC转换器的和耦接至该AC/DC转换器的控制器的转换器装置以及控制对AC/DC转换器放电的方法中的每一个。
应当理解，这些方面(控制器、转换器装置和方法)中的每一个的实施方式彼此对应。因此，以上关于控制器所述的内容可以类似地适用于装置和方法两者，并且以上关于装置所述的内容可以类似地适用于控制器和方法两者，并且以上关于方法所述的内容可以类似地适用于控制器和装置两者。
关于所有实施方式，应当理解，可以自适应地调整上述参数，例如，预定放电时间段、预定测量时间段、预定暂停时间段和阈值，例如，依赖采用功率转换器装置300的应用。例如，如上所述，在实施方式中，AC输入信号V输入由电源提供。因此，AC输入信号V输入可以是交流电压，例如，120V/60Hz电压，或230V/50Hz电压。在又一实施方式中，AC输入信号V输入由其中AC输入信号V输入可以更像是方波而不是正弦波的UPS(不间断电源)提供。例如，预定放电时间段、预定测量时间段、预定暂停时间段和阈值中的每一个可以适用于电源/UPS电压。此外，可以自适应地调整阈值以允许可靠地检测AC输入信号V输入的丢失。
测量时间段可以例如适用于AC输入信号，例如，关于AC线路频率和相位。放电时间段还可以适用于AC输入信号，例如适用于AC线路rms电压和/或电阻器15、285的总x电容和总放电电阻。暂停时间段也可以适用于AC输入信号，例如适用于AC线路电压和/或放电回路12、53、28的部件的额定功率。
为了便于描述，使用空间相对术语例如“下面”、“之下”、“下部”、“之上”、“上部”等来说明一个元件相对于第二元件的定位。除了与图中所示的方向不同的方向之外，这些术语旨在包含相应设备的不同方向。此外，诸如“第一”、“第二”等术语也用于描述各种元件、区域、区段等，并且也不旨在是限制性的。在整个说明书中相同的术语指代相同的元件。
如本文所使用的，术语“具有”、“含有”、“包括”、“包含”、“呈现”等是开放式术语，所述术语指示所述元件或特征的存在，但不排除附加元件或特征。
考虑到上述变化和应用的范围，应当理解，本发明不受前面的描述的限制，也不受附图的限制。替代地，本发明仅受由所附权利要求及其合法等同方案的限制。

Claims (19)

1.一种用于AC/DC转换器(100)的控制器(200)，所述AC/DC转换器(100)被配置成经由AC输入端子(101，102)接收AC输入信号并且将所述AC输入信号转换为DC输出信号，其中，所述AC/DC转换器(100)包括被耦接至所述AC输入端子(101，102)的第一DC放电回路(12，15)，其中，所述控制器(200)包括：
第二DC放电回路(28)，其具有用于切换所述第二DC放电回路(28)的接通和关断的可控开关元件(283)，其中，所述第二DC放电回路(28)被配置成从所述第一DC放电回路(12，15)接收DC放电电流；
逻辑件(23，24，25)，其被配置成重复地执行以下处理：
从所述第二DC放电回路(28)接收DC感测信号(281)并且基于所述DC感测信号(281)在预定测量时间段内的值而确定所述AC输入信号的丢失；
响应于确定所述AC输入信号的丢失，接通所述第二DC放电回路(28)；
在接通所述第二DC放电回路(28)之后经过预定放电时间段之后，确定所述DC感测信号(281)的值，并且如果所述值没有减小，则关断所述第二DC放电回路(28)，或者，如果所述值已减小，则将所述第二DC放电回路(28)保持在接通状态直到达到预定标准。
2.根据权利要求1所述的控制器(200)，其中，所述第二DC放电回路(28)被配置成提供所述DC感测信号(281)以及对所述AC/DC转换器(100)的电容器至少部分地放电。
3.根据权利要求1或2所述的控制器(200)，其中，所述逻辑件(23，24，25)被配置成以1Hz至400Hz范围内的放电控制频率重复地执行所述处理。
4.根据前述权利要求中的一项所述的控制器(200)，其中，所述预定放电时间段在100μs至2s的范围内。
5.根据前述权利要求中的一项所述的控制器(200)，其中，所述预定测量时间段在2.5ms至1s的范围内。
6.根据前述权利要求中的一项所述的控制器(200)，其中，基于以下参数中的一个或更多个来设置所述预定放电时间段：
x电容的值；
第一电阻器(15)的电阻；
第二电阻器(285)的电阻；以及/或者
所述AC输入信号的值。
7.根据前述权利要求中的一项所述的控制器(200)，其中，所述逻辑件(23，24，25)被配置成自适应地调整所述预定放电时间段和所述预定测量时间段中的至少之一。
8.根据前述权利要求中的一项所述的控制器(200)，其中，基于所述DC感测信号(281)的值确定所述AC输入信号的丢失包括：
如果所述DC感测信号的值在所述预定测量时间段内增加或减小，则排除所述AC输入信号已丢失；
如果所述DC感测信号的值在所述预定测量时间段内恒定，则推断所述AC输入信号已丢失。
9.根据前述权利要求中的一项所述的控制器(200)，其中，所述逻辑件包括检测器(23)、开关控制器(24)和定时控制器(25)，其中，
所述检测器(23)被配置成输出检测信号(231)，所述检测信号(231)指示所述DC感测信号的值在所述预定测量时间段内是否
持续高于阈值(261)，
持续低于所述阈值(261)，或者
高于和低于所述阈值(261)；
所述开关控制器(24)被配置成基于所述检测信号(231)生成用于控制所述开关元件(283)的开关控制信号(241)；以及
所述定时控制器(25)被配置成基于所述预定放电时间段来控制至少所述开关控制器(24)的工作。
10.根据权利要求9所述的控制器(200)，其中，所述逻辑件(23，24，25)被配置成自适应地调整所述阈值(261)。
11.根据前述权利要求中的一项所述的控制器(200)，其中，所述预定标准包括确定所述DC感测信号(281)的值低于所述阈值。
12.根据前述权利要求中的一项所述的控制器(200)，其中，所述第二放电回路(28)包括放电电阻器(285)，并且其中，所述DC感测信号(281)包括在所述放电电阻器(285)处出现的电压信号。
13.根据前述权利要求中的一项所述的控制器(200)，其中，所述第二放电回路(28)包括电阻测量子路径(286)，并且其中，所述DC感测信号(281)包括在所述电阻测量子路径(286)的测量点(2863)处出现的电压信号。
14.根据前述权利要求中的一项所述的控制器(200)，其中，所述第二DC放电回路(28)是所述控制器(200)的电源路径的至少一部分。
15.根据前述权利要求中的一项所述的控制器(200)，其中，所述第二DC放电回路(28)和所述逻辑件(23，24，25)被集成在同一个芯片集成电路IC中。
16.根据前述权利要求中的一项所述的控制器(200)，还包括用于所述第一DC放电回路(12，15)与所述第二DC放电回路(28)之间的串联连接的单个引脚(215)。
17.一种功率转换器装置(300)，包括：
AC/DC转换器(100)，所述AC/DC转换器(100)被配置成经由AC输入端子(101，102)接收AC输入信号并且将所述AC输入信号转换为DC输出信号，其中，所述AC/DC转换器(100)包括被耦接至所述AC输入端子(101，102)的第一DC放电回路(12，15)；以及
根据前述权利要求中的一项所述的控制器(200)。
18.根据权利要求17所述的功率转换器装置(300)，其中，所述第一DC放电回路(12，15)包括接收所述AC输入信号的两个反向串联连接的二极管(121，122)和放电电阻器(15)，其中，所述放电电阻器(15)将所述反向串联连接的二极管(121，122)的阴极端口与所述控制器(200)的所述第二DC放电回路(28)耦接。
19.一种控制AC/DC转换器(100)的放电的方法(400)，所述AC/DC转换器(100)被配置成经由AC输入端子(101，102)接收AC输入信号，并且将所述AC输入信号转换为DC输出信号，其中，所述AC/DC转换器(100)包括被耦接至所述AC输入端子(101，102)的第一DC放电回路(12，15)，其中，所述方法(400)包括采用具有第二DC放电回路(28)的控制器(200)，所述第二DC放电回路(28)具有用于切换所述第二DC放电回路(28)的接通和关断的可控开关元件(283)，其中，所述第二DC放电回路(28)被配置成从所述第一DC放电回路(12，15)接收DC放电电流，所述方法包括重复地执行以下步骤：
从所述第二DC放电回路(28)接收DC感测信号(281)；
基于所述DC感测信号(281)在预定测量时间段内的值，确定(403)所述AC输入信号的丢失；
响应于确定所述AC输入信号的丢失，接通(404)所述第二DC放电回路(28)；
在接通所述第二DC放电回路(28)之后经过预定放电时间段之后，确定(406)所述DC感测信号(281)的值，并且，
如果所述值没有减小，则关断(401)所述第二DC放电回路(28)，或者，
如果所述值已减小，则将所述第二DC放电回路(28)保持在接通状态直到达到预定标准(407)。
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