CN112290800A - X电容放电控制电路、方法及开关电源 - Google Patents

X电容放电控制电路、方法及开关电源 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种X电容放电控制电路、方法及开关电源，对X电容的放电可符合国标的规定，同时有利于降低电路正常工作时产生的功耗。放电控制电路包括：电压检测电路、逻辑控制电路、电压自持电路、以及X电容放电电路。电压检测电路用于检测整流电路的输出电压，并向逻辑控制电路反馈表征输出电压的检测信号；逻辑控制电路用于获得检测信号，并在基于检测信号确定输入电源被移除时，输出第一控制信号至X电容放电电路；电压自持电路可以用于初级控制芯片自启动和发生交流输入电源移除事件后，维持电压在欠压保护之上，以维持初级控制芯片的正常工作；X电容放电电路响应于第一控制信号而经所述整流电路对X电容放电。

Description

X电容放电控制电路、方法及开关电源
技术领域
本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种X电容放电控制电路、方法及开关电源。
背景技术
X电容全称抑制电源电磁干扰用电容器，适用于电子电路、家用电器、电机等场景中，一般安装在电路的初级整流模块之前，主要用于相间跨线、EMI滤波(降低差模干扰)等，尤其在手机充电器、ATX电源等常见电子设备中广泛运用。
在实际电路中，X电容规格一般不低于uF级，X电容内贮藏有大量电荷。采用了X电容的设备在脱离电网电源连接后，因X电容跨接相线使得设备的电源插头极间带有高压，倘若人体意外触及电源插头即形成放电回路，存在电击危险。针对插头带电危险，国标GB4943.1-2011第2.1.1.7条规定，A型可插式设备(例如电源适配器等)放电时间常数不得超过1s，放电1s后电容器剩余电压不得赶过初始值的37％。
为了满足上述规定，在相关的技术中，通常在X电容并联一个放电电路，放电电路中通常通过电阻来实施放电。但是，放电电阻在电路正常工作的时候，也会产生功耗，从而降低整个电路的效率，也浪费了较多的电能。因此，如何符合安规认证要求对X电容进行放电，同时使得放电电路在电路正常工作时尽可能少地产生功耗，仍是急需解决的一个问题。
发明内容
本发明提供一种X电容放电控制电路、方法及开关电源，对X电容的放电可符合国标的规定，同时有利于降低电路正常工作时产生的功耗。
本发明的第一方面提供了一种X电容放电控制电路，所述X电容连接在输入电源的两端之间，所述放电控制电路通过整流电路连接至所述X电容的两端，所述放电控制电路包括：电压检测电路、逻辑控制电路以及X电容放电电路；
所述电压检测电路的输入端连接所述整流电路的输出端，用于检测所述整流电路的输出电压，并向所述逻辑控制电路反馈表征所述输出电压的检测信号；
所述逻辑控制电路用于获得所述检测信号，并在基于所述检测信号确定所述输入电源被移除时，输出第一控制信号至所述X电容放电电路；
所述X电容放电电路连接在所述整流电路的输出端和地端之间，所述X电容放电电路响应于所述第一控制信号而经所述整流电路对所述X电容放电。
根据本发明的一个实施例，
所述检测信号为数字信号；
所述逻辑控制电路包括：计时电路、比较电路、移除标志寄存器、以及放电逻辑电路；
所述计时电路用于：在每个获取周期内，连续获取N次电压检测电路反馈的检测信号，并从N个检测信号中确定出当前获取周期内的最大值和最小值，其中，所述计时电路连续两次获取检测信号的时间间隔为指定时长，所述N高于1；
所述比较电路用于：计算当前获取周期内的最大值和最小值的差值，在所述差值低于设定电压差阈值时，输出计数信号至所述移除标志寄存器，在所述差值高于或等于所述设定电压差阈值时，输出复位信号至所述移除标志寄存器；
所述移除标志寄存器用于：响应于所述计数信号而将当前计数值增加设定值，得到新的计数值，并在新的计数值达到指定计数值时输出异常信号，所述异常信号用于表征所述输入电源被移除；响应于所述复位信号而将当前计数值重置为设定初始值；
所述放电逻辑电路用于：响应于所述异常信号而输出所述第一控制信号。
根据本发明的一个实施例，
所述放电控制电路应用于开关电源，所述开关电源包括所述X电容以及所述开关电源的初级控制电路；
所述放电控制电路还包括：开关电路；
所述逻辑控制电路还包括：开关逻辑电路；所述开关逻辑电路用于：响应于所述异常信号而控制所述开关电路导通；
所述开关电路的第一端连接在所述整流电路的输出端，所述开关电路的第二端连接所述X电容放电电路，所述开关电路的第二端还通过二极管连接至所述初级控制电路的供电端；
所述X电容放电电路响应于所述第一控制信号而经所述整流电路对所述X电容放电时，进一步用于：响应于所述第一控制信号而间歇性导通并在导通时经所述整流电路对所述X电容放电。
根据本发明的一个实施例，
所述放电控制电路还包括：电压自持电路；
所述电压自持电路的采样端连接所述供电端，用于：采样所述供电端的电压，并在所述供电端的电压高于或等于所述最大启动电压时输出第一比较信号至所述放电逻辑电路，在所述供电端的电压低于设定的最小启动电压时输出第二比较信号至所述放电逻辑电路；
所述放电逻辑电路进一步用于：在收到所述异常信号的情况下，若收到第一比较信号，则控制所述X电容放电电路导通，若收到第二比较信号，则控制所述X电容放电电路截止。
根据本发明的一个实施例，所述电压自持电路包括：第一分压电路和比较器；
所述第一分压电路连接在所述供电端和地端之间；
所述比较器的一输入端连接所述第一分压电路的分压输出端并接收该分压输出端的第一分压，所述比较器的另一输入端输入参考电压，所述参考电压依据所述最小启动电压确定，所述比较器用于：在所述第一分压高于或等于所述参考电压时输出第一比较信号，在所述第一分压低于所述参考电压时输出第二比较信号。
根据本发明的一个实施例，所述开关电路包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第一电阻以及第二电阻；
所述第一开关管的第一端连接所述整流电路的输出端，所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端，所述第一开关管的控制端连接所述第三开关管的第一端，所述第一开关管在所述第三开关管截止时导通、并在所述第三开关管导通时截止；
所述第一电阻连接在所述第一开关管的第二端与控制端之间；
所述第二开关管的第二端连接所述X电容放电电路的输入端，所述第二开关管的控制端连接所述第三开关管的第一端，所述第二开关管在所述第三开关管截止时导通、并在所述第三开关管导通时截止；
所述第二电阻连接在所述第三开关管的控制端与地端之间；
所述第三开关管的第二端连接地端，所述第三开关管的控制端连接所述开关逻辑电路的输出端。
根据本发明的一个实施例，所述X电容放电电路包括：第三电阻和第四开关管；
所述第三电阻的第一端连接所述整流电路的输出端，所述第三电阻的第二端连接所述第四开关管的第一端；
所述第四开关管的控制端连接所述逻辑控制电路，所述第四开关管的第二端连接地端，所述第四开关管用于：响应于所述第一控制信号而导通。
根据本发明的一个实施例，所述电压检测电路包括：第二分压电路和模拟数字转换器ADC；
所述第二分压电路连接在所述整流电路的输出端与地端之间；
所述ADC连接所述第二分压电路的分压输出端，以将所述第二分压电路的分压输出端的第二分压转换成所述检测信号。
本发明第二方面提供一种X电容放电控制方法，所述X电容连接在输入电源的两端之间，所述方法应用于放电控制电路，所述放电控制电路通过整流电路连接至所述X电容的两端，所述放电控制电路包括：相连接的电压检测电路、第一逻辑控制电路以及X电容放电电路；该方法包括：
所述电压检测电路检测所述整流电路的输出电压，并向所述逻辑控制电路反馈表征所述输出电压的检测信号；
所述逻辑控制电路获得所述检测信号，并在基于所述检测信号确定所述输入电源被移除时，输出第一控制信号至所述X电容放电电路；
所述X电容放电电路响应于所述第一控制信号而经所述整流电路对所述X电容放电。
本发明第三方面提供一种开关电源，包括如前述实施例所述的X电容放电控制电路。
本发明具有以下有益效果：
本发明实施例中，在X电容的两端通过整流电路连接放电控制电路，其中，电压检测电路基于整流电路的输出电压可以得到用于表征输出电压的检测信号，逻辑控制电路可以基于检测信号确定输入电源是否被移除，在确认被移除时可以控制X电容放电电路对X电容放电，由于X电容放电电路是在输入电源被移除之后才会导通从而放电的，在输入电源未被移除时，也就是在X电容所在的电路正常工作时，X电容放电电路是截止的，并不会产生功耗，在对X电放的放电符合安规认证要求的情况下，还有利于降低X电容所在电路正常工作时产生的功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例的开关电源的连接结构示意图；
图2是本发明一实施例的X电容放电控制电路的结构框图；
图3是本发明另一实施例的X电容放电控制电路的结构框图；
图4是本发明一实施例的X电容放电控制电路的连接结构示意图；
图5是本发明一实施例的开关电源正常工作时整流电路的输出电压的信号示意图；
图6是本发明一实施例的开关电源的输入电源被移除时整流电路的输出电压的信号示意图；
图7是本发明一实施例的开关电源的输入电源被移除时X电容放电波形及其他信号波形的示意图；
图8是本发明一实施例的X电容放电控制电路的流程示意图。
附图标记说明：
X电容10；放电控制电路20；初级控制芯片30；电压检测电路210；逻辑控制电路220；X电容放电电路230；开关电路240；电压自持电路250；ADC 211；计时电路221；比较电路222；移除标志寄存器223；放电逻辑电路224；开关逻辑电路225；VCC逻辑控制电路226；电阻R1-R8；二极管D1-D4；开关管M1-M4；比较器C1；PWM信号Gate_P；整流电路的输出电压HV；第二分压HV_div；检测信号D<5:0>；异常信号fault；第一控制信号Xcap_dis；供电端的电压VCC；第一分压VCC_div；参考电压VREF；比较结果Comp_VCC_dis；充电信号VCC_charge；开关控制信号JC。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
本发明实施例的X电容10放电控制电路20可以应用在任何采用X电容10的电路中，只要电路中的X电容10有放电的需求即可，具体应用场景不限。
在一个实施例中，X电容10放电控制电路20可以应用于开关电源。参看图1，示出的开关电源为一个AC-DC电源，开关电源包括X电容10以及开关电源的初级控制电路，当然还包括其他的器件，本发明实施例仅对有关的器件进行描述，其余可参考图1，具体不再赘述。
其中，X电容10连接在开关电源的输入电源的两端之间，具体可以为输入电源的零线和火线之间，并且位于开关电源的初级整流模块之前。
初级控制电路包括依次连接的整流电路、初级控制芯片30、开关管M1以及辅助绕组；初级控制芯片30可以为PWM(脉冲宽度调制)控制器，在整流电路的输出电压HV的控制下输出PWM信号，以控制开关管M1间歇性导通，在PWM信号为高时，开关管M1导通，此时原边绕组和辅助操作充电，开关管M1的电流上升，开关管M1两端的电压Vds为正，同时辅助绕组两端的电压Vaux也为正，向初级控制芯片30的供电端补充能量以维持整个初级控制电路正常工作。辅助绕组通过二极管D3与初级控制芯片30的供电端连接。
可以理解，上述的开关电源只是一个举例，并不应以此为限，实际当然还可以为其他的开关电源。比如，在一个例子中，开关电源也可以不存在上述的初级控制电路。
放电控制电路20通过整流电路连接至X电容10的两端。这里的整流电路可以包括二极管D1、二极管D2和电阻R1，其中，二极管D1的正极连接X电容10的第一端，二极管D1的负极连接电阻R1的第一端，二极管D2的正极连接X电容10的第二端，二极管D2的负极连接电阻R1的第一端，电阻R1的第二端作为整流电路的输出端。当然，这里的整流电路只是一个例子，实际不局限于此，只要可以将输入电源的电源信号进行一定的整流优选是全波整流即可。
参看图2和图3，放电控制电路20包括：电压检测电路210、逻辑控制电路220以及X电容10放电电路。电压检测电路210的输入端连接整流电路的输出端，可以检测整流电路的输出电压HV，并向逻辑控制电路220反馈表征输出电压的检测信号<5:0>。
在一个例子中，参看图4，电压检测电路210包括：第二分压电路和模拟数字转换器ADC211。第二分压电路连接在整流电路的输出端与地端之间，具体的，第二分压电路可以包括串联的电阻R2和R3，并连接在整流电路的输出端与地端之间，电阻R2和R3的连接点作为第二分压电路的分压输出端，当然，第二分压电路也不限于此，还可以有其他电阻或其他器件如二极管等。ADC211连接第二分压电路的分压输出端，以将第二分压电路的分压输出端的第二分压HV_div转换成检测信号D<5:0>，该ADC211可以是精度为6bit的ADC211，即检测信号D<5:0>为6bit的数字信号，当然实际并不局限于此，也可以为其他精度的ADC211。可以理解，电压检测电路210除了第二分压电路和ADC211之外，当然还可以包括其他的器件或单元，此处只是优选的例子，并不作为限制。
逻辑控制电路220可以从电压检测电路210获得检测信号D<5:0>，并在基于检测信号D<5:0>确定输入电源被移除时，输出第一控制信号Xcap_dis至X电容10放电电路。
在一个例子中，继续参看图4，逻辑控制电路220包括依次连接的计时电路221、比较电路222、移除标志寄存器223、以及放电逻辑电路224。
计时电路221连接电压检测电路210的输出端，可以在每个获取周期内，连续获取N次电压检测电路210反馈的检测信号D<5:0>，并从N个检测信号D<5:0>中确定出当前获取周期内的最大值和最小值，其中，计时电路221连续两次获取检测信号D<5:0>的时间间隔为指定时长，N高于1。
可选的，这里的获取周期比如可以等于或低于整流电路的输出电压的周期，比如，整流电路的输出电压的周期为20ms，则获取周期可以为12ms或20ms，当然，这里只是优选。这里的指定时长与N的乘积比如可以等于获取周期，以获取周期为12ms为例，N可以为12，相应的指定时长可以为1ms。
比较电路222可以计算当前获取周期内的最大值和最小值的差值，在差值低于设定电压差阈值时，输出计数信号至移除标志寄存器223，在差值高于或等于设定电压差阈值时，输出复位信号至移除标志寄存器223。
可选的，这里的设定电压差阈值可以根据输出电压HV的幅值变化范围、以及获取周期来确定，比如设定电压差阈值可以为20V，当然此处只是举例，具体不做限定。
移除标志寄存器223用于：响应于计数信号而将当前计数值增加设定值，得到新的计数值，并在新的计数值达到指定计数值时输出异常信号，异常信号用于表征输入电源被移除；响应于复位信号而将当前计数值重置为设定初始值。
可选的，这里的设定初始值可以为0，设定值可以为1，指定计数值比如可以为4。也就是说，移除标志寄存器223中的计数值达到4时，说明连续4个获取周期内的最大值和最小值之差都低于设定电压差阈值，可以确定输入电源被移除，此时输出异常信号。在移除标志寄存器223中的计数值未达到4时，并收到复位信号时，当前计数值重置为0，重新开始计数。这移除标志寄存器223也可以采用计数器来实现。异常信号和复位信号可以为相反的电平信号，具体不做限定。
放电逻辑电路224连接X电容10放电电路，可以响应于异常信号而输出第一控制信号Xcap_dis，将第一控制信号Xcap_dis输出给X电容10放电电路以控制X电容10放电电路的放电。
可选的，在上述的逻辑控制电路220中还可以设置一些其他的寄存器，比如用于存储最大值的最大值寄存器和用于存储最小值的最小值寄存器，具体数量不限，存储的值可以每个获取周期进行更新。
上述的逻辑控制电路220可以采用逻辑器件搭建得到，或者可以采用FPGA等实现，具体不做限定。
X电容10放电电路连接在整流电路的输出端和地端之间，X电容10放电电路响应于第一控制信号Xcap_dis而经整流电路对X电容10放电。
在一个例子中，继续参看图4，X电容10放电电路包括：电阻R4(第三电阻)和开关管M2(第四开关管)。电阻R4的第一端连接整流电路的输出端，电阻R4的第二端连接开关管M2的第一端；开关管M2的控制端连接逻辑控制电路220，开关管M2的第二端连接地端，开关管M2可以响应于第一控制信号Xcap_dis而导通。
第一控制信号是逻辑控制电路220在基于检测信号D<5:0>确定输入电源被移除时输出的，在未检测到输入电源被移除的情况下，逻辑控制电路220控制开关管M2截止，从而X电容10放电电路在开关电源正常工作时可以不产生功耗。
上述的初级控制芯片30的供电端也就是初级控制电路的供电端，其上的电压为VCC，在VCC达到某个启动电压时初级控制芯片30才会正常工作。但是，随着X电容10放电电路的放电过程的进行，PWM信号Gate_p不再发出，所以初级供电电路的供电端无法从辅助操作补充能量，导致供电端的电压VCC会逐渐降低，但是供电端的电压VCC过低时会造成初级控制芯片30异常。
为此，本发明的一个实施例中，参看图2-图4，放电控制电路20还包括开关电路240。开关电路240的第一端连接在整流电路的输出端，开关电路240的第二端连接X电容10放电电路，开关电路240的第二端还通过二极管连接至初级控制电路的供电端。逻辑控制电路220还包括：开关逻辑电路225；开关逻辑电路225用于：响应于异常信号而控制开关电路240导通。
X电容10放电电路响应于第一控制信号而经整流电路对X电容10放电时，进一步用于：响应于第一控制信号而间歇性导通并在导通时经整流电路对X电容10放电。
换言之，逻辑控制电路220在基于检测信号D<5:0>确定输入电源被移除时，可以输出开关控制信号JC给开关电路240，并输出第一控制信号给X电容10放电电路。其中，开关控制信号可以控制开关电路240维持导通，而第一控制信号可以控制X电容10放电电路间歇性导通。
在X电容10放电电路导通时，X电容10放电电路可以经整流电路与开关电路240对X电容10进行放电；在X电容10放电电路截止时，开关电路240可以向初级控制电路的控制端供电，以及时补充供电端的能量，提升供电端的电压VCC的电压值，以避免电压VCC过低而导致初级控制芯片30异常。
在一个例子中，继续参看图4，开关电路240包括：开关管M3(第一开关管)、开关管M4(第二开关管)、开关管M5(第三开关管)、电阻R5(第一电阻)以及电阻R6(第二电阻)。
其中，开关管M4的第一端连接整流电路的输出端，开关管M4的第二端连接开关管M4的第一端，开关管M4的控制端连接开关管M5的第一端，开关管M4在开关管M5截止时导通、并在开关管M5导通时截止；电阻R5连接在开关管M3的第二端与控制端之间；开关管M4的第二端连接X电容10放电电路的输入端，开关管M4的控制端连接开关管M5的第一端，开关管M4在开关管M5截止时导通、并在开关管M5导通时截止；电阻R6连接在开关管M5的控制端与地端之间；开关管M5的第二端连接地端，开关管M5的控制端连接开关逻辑电路225的输出端。
开关逻辑电路225响应于异常信号fault输出开关控制信号至开关管M5的控制端，并控制开关管M5截止，此时开关管M3和M4导通，也就是开关电路240导通。在其余时候，也就是初始状态下，开关管M5导通，则开关管M3和M4截止，也就是开关电路240截止。
本发明实施例中的开关管可以采用场效应晶体管，具体类型可视需要而定。优选来说，与整流电路的输出端连接的开关管M4可以采用JFET(结型场效应晶体管)，当然具体不做限定。
当初级控制芯片30处于欠压状态时，逻辑控制电路220和电压检测电路210都关闭时，电阻R6将开关管M5下拉到地端以关断，电阻R5将开关管M4上拉以导通，开关管M3可以是耗尽型的JFET。因此，HV通过开关管M3、M4和二极管D4，对供电端进行充电以抬升电压VCC。当VCC到达启动电压POR(欠压保护所需电压)后，初级控制芯片30正常工作，JC被拉高，开关管M5开启，开关管M4关闭，从而实现初级控制芯片启动的功能。
在一个例子中，为了准确地确定为整流电路的输出电压为供电端充电的时机，继续参看图2-4，放电控制电路20还包括：电压自持电路250。
电压自持电路250的采样端连接供电端，可以采样供电端的电压，并在供电端的电压高于或等于最大启动电压时输出第一比较信号至放电逻辑电路224，在供电端的电压低于设定的最小启动电压时输出第二比较信号至放电逻辑电路224。
放电逻辑电路224进一步用于：在收到异常信号的情况下，若收到第一比较信号，则控制X电容10放电电路导通，若收到第二比较信号，则控制X电容10放电电路截止。
可选的，逻辑控制电路220还包括VCC逻辑控制电路226，VCC逻辑控制电路226连接电压自持电路250的输出端，接收电压自持电路250输出的比较结果Comp_VCC_dis，并根据比较结果Comp_VCC_dis输出充电信号VCC_charge至放电逻辑电路224，放电逻辑电路224基于异常信号和充电信号VCC_charge输出第一控制信号Xcap_dis。
上述电路的工作原理为：当移除标志寄存器223输出异常信号fault至开关逻辑电路225和放电逻辑电路224时，比如异常信号fault的电平为高时，开关逻辑电路225输出的开关控制信号JC可以控制开关电路240导通，开始时电压VCC还比较大，电压自持电路250可以检测出电压VCC高于设定的最大启动电压比如12V，所以此时放电逻辑电路224输出的第一控制信号Xcap_dis控制X电容10放电电路导通，X电容10放电电路经整流电路和开关电路240对X电容10放电；随着放电过程的进行，电压逐渐降低，直至电压自持电路250可以检测出电压VCC低于设定的最小启动电压比如9V时，此时放电逻辑电路224输出的第一控制信号Xcap_dis控制X电容10放电电路截止，X电容10放电电路暂停放电，开关电路240用整流电路的输出电压为供电端进行充电，以使电压VCC增高，直至高于或等于最大启动电压时，再进入放电过程。
在一个例子中，继续参看图4，电压自持电路250包括：第一分压电路和比较器C1。第一分压电路连接在供电端和地端之间。比较器C1的一输入端连接第一分压电路的分压输出端并接收该分压输出端的第一分压，比较器C1的另一输入端输入参考电压，参考电压依据最小启动电压确定，比较器C1可以在第一分压高于或等于参考电压时输出第一比较信号，在第一分压低于参考电压时输出第二比较信号。
可选的，第一分压电路可以由电阻R7和R8组成，电阻R7的第一端连接二极管D4的负极(也就是供电端)，电阻R7的第二端与电阻R8的第一端相连，作为第二分压电路的分压输出端，电阻R8的第二端接地。
可选的，上述的比较器为迟滞比较器，参考电压可以为迟滞比较器的两个门限电压。具体不做限定，只要电压自持电路250可以实现在所述供电端的电压高于或等于所述最大启动电压时输出第一比较信号，在所述供电端的电压低于设定的最小启动电压时输出第二比较信号即可。
下面结合图1的开关电源、图4所示的放电控制电路20以及图5-7所示出的信号波形示意图，来阐述本发明实施例的X电容10放电电路的控制过程：
输入电源AC的电压经过二极管D1和D2整流之后，得到直流电压，经电阻R1后得到输出电压HV。在正常工作时，输出电压HV的波形如图5所示，为周期的半个正弦波信号，这里的周期假设为20ms。在输入电源AC被移除时，输出电压HV的波形会发生变形，如图6所示。
如图7中，在AC移除检测阶段(图7是适宜性地示出了输出电压HV的波形，实际应该是曲线型的)，电阻R2和R3对输出电压HV进行分压得到第二分压，ADC211将第二分压转换为检测信号D<5:0>，计时电路221可以每隔1ms获得一次检测信号D<5:0>，并在12ms内连续获得12个检测信号D<5:0>时，从中确定出最大值和最小值，比较电路222将最大值和最小值的差值与设定电压差阈值比如20V相比，在差值小于20V时，发送计数信号给移除标志寄存器223，如果移除标志寄存器223中的当前计数值为3，则受到计数信号之后，将3与1相加得到4，假设指定计数值为4，则此时输出异常信号(图7示出的fault波形中，高电平即表示输出fault信号，低电平表示未输出fault信号)。
此时，开关逻辑电路225响应于异常信号而控制开关电路240导通，具体是控制开关管M5截止，从而开关管M3和M4导通。同时，由于供电端的电压VCC比较大，所以此时，电压VCC经过电阻R7和R8分压后得到第一分压，该第一分压使得比较器C1输出第一比较信号，该第一比较信号表示当前电压VCC高于或等于设定的最大启动电压，所以，此时充电信号VCC_charge为低电平，只有异常信号fault起作用，放电逻辑电路224输出的第一控制信号Xcap_dis为高电平(从低电平变高电平)，使得开关管M2导通，即X电容10放电电路导通。如此，X电容10放电电路可以经整流电路和开关电路240对X电容10进行放电。
当然，由于逻辑的判断，X电容10放电电路可能会延迟一点时间才开始放电，如图7中，在异常信号fault为高电平之后，延迟一点时间第一控制信号Xcap_dis才开始变高，才开始进行放电过程。
由于对AC移除检测过程需要耗费一段时间，比如是4*12ms的时间，所以在输入电源AC一开始移除时，大部分信号如PWM信号Gate_p等信号，在一段时间之后，逻辑控制电路220检测到的输入电源AC被移除的事件，此时才输出高电平的异常信号fault，X电容10放电电路开始对X电容10进行放电，并使得PWM信号Gate_p变为持续低电平，此时，辅助绕组没有多余的能量为初级控制芯片30的供电端供电，电压VCC开始变低。
在电压VCC低于设定的最小启动电压VCCL如9V时，电压VCC经过电阻R7和R8分压后得到第一分压，该第一分压使得比较器C1输出第二比较信号，该第二比较信号表示当前电压VCC低于设定的最小启动电压，所以，此时充电信号VCC_charge为高电平，充电信号VCC_charge优先于异常信号fault，放电逻辑电路224出的第一控制信号Xcap_dis为低电平(从高电平变低电平)，使得开关管M2截止，即X电容10放电电路截止。如此，X电容10放电电路暂停放电，开关电路240仍然是导通的，所以开关电路240可以利用输出电压HV为供电端充电，使得电压VCC逐渐增高。
当电压VCC增高至设定的最大启动电压VCCH如12V时，比较器C1又输出第一比较信号，充电信号VCC_charge再次变为低电平，第一控制信号Xcap_dis又变为高电平，X电容10放电电路又导通，继续放电进程。
如此往复，直至输出电压已经达到放电目标，比如逻辑控制电路220连续多次获取到的检测信号D<5:0>都低于某个设定电压，则可以确定输出电压达到放电目标，此时，可以结束X电容10放电电路的放电过程。电压VCC随着芯片的耗电而低于欠压锁定电压VCCUVLO如7.5V，开关电源完成关机。
在一些情况下，在检测到输入电源AC被移除前，可能会发生某种错误，例如输入电源AC的电压过低、输出短路等错误，此时初级控制芯片30已经不能正常地发出PWM信号Gate_p，所以电压VCC已经不能获得能量补充，电压自持电路250进行正常工作，在电压VCC低于设定的最小启动电压时，可以开启开关电路240对供电端进行充电，直到高于设定的最大启动电压，关闭开关电路240。
可选的，电压自持电路250可以由逻辑控制电路220来控制是否启动工作，比如可以在移除标志寄存器223输出异常信号fault时，电压自持电路250才启动工作。
本发明实施例中，在X电容10的两端通过整流电路连接放电控制电路20，其中，电压检测电路210基于整流电路的输出电压可以得到用于表征输出电压的检测信号，逻辑控制电路220可以基于检测信号确定输入电源是否被移除，在确认被移除时可以控制X电容10放电电路对X电容10放电，由于X电容10放电电路是在输入电源被移除之后才会导通从而放电的，在输入电源未被移除时，也就是在X电容10所在的电路正常工作时，X电容10放电电路是截止的，并不会产生功耗，在对X电放的放电符合安规认证要求的情况下，还有利于降低X电容10所在电路正常工作时产生的功耗。
此外，本发明实施例的放电控制电路20中，还设置了开关电路240，逻辑控制电路220在检测到输入电源被移除时，可以控制开关电路240导通，并控制X电容10放电电路间歇性导通，从而在X电容10放电电路截止时开关电路240可以利用整流电路的输出电压为初级控制电路的供电端充电，在X电容10放电电路导通时则可以实现放电，从而在放电的同时，避免供电端电压过低导致芯片异常的问题。
进一步的，为了准确地确定为供电端充电的时机，还在放电控制电路20中设置了电压自持电路250，可以检测供电端的电压，在低于设定的最小启动电压时，可以通知逻辑控制电路220控制X电容10放电电路截止，以为供电端充电，而在高于或等于设定的最大启动电压时，则可以通知逻辑控制电路220控制X电容10放电电路导通，以实现放电，如此实现X电容10放电电路在抓准时机进行间歇性导通。
本发明第二方面提供一种X电容放电控制方法，所述X电容连接在输入电源的两端之间，所述方法应用于放电控制电路，所述放电控制电路通过整流电路连接至所述X电容的两端，所述放电控制电路包括：相连接的电压检测电路、第一逻辑控制电路以及X电容放电电路；参看图8，该方法包括以下步骤：
S100：电压检测电路检测整流电路的输出电压，并向逻辑控制电路反馈表征输出电压的检测信号；
S200：逻辑控制电路获得检测信号，并在基于检测信号确定输入电源被移除时，输出第一控制信号至X电容放电电路；
S300：X电容放电电路响应于第一控制信号而经整流电路对X电容放电。
根据本发明的一个实施例，
所述检测信号为数字信号；
所述逻辑控制电路包括：计时电路、比较电路、移除标志寄存器、以及放电逻辑电路；
所述计时电路在每个获取周期内，连续获取N次电压检测电路反馈的检测信号，并从N个检测信号中确定出当前获取周期内的最大值和最小值，其中，所述计时电路连续两次获取检测信号的时间间隔为指定时长，所述N高于1；
所述比较电路计算当前获取周期内的最大值和最小值的差值，在所述差值低于设定电压差阈值时，输出计数信号至所述移除标志寄存器，在所述差值高于或等于所述设定电压差阈值时，输出复位信号至所述移除标志寄存器；
所述移除标志寄存器响应于所述计数信号而将当前计数值增加设定值，得到新的计数值，并在新的计数值达到指定计数值时输出异常信号，所述异常信号用于表征所述输入电源被移除；响应于所述复位信号而将当前计数值重置为设定初始值；
所述放电逻辑电路响应于所述异常信号而输出所述第一控制信号。
根据本发明的一个实施例，
所述放电控制电路应用于开关电源，所述开关电源包括所述X电容以及所述开关电源的初级控制电路；
所述放电控制电路还包括：开关电路；
所述逻辑控制电路还包括：开关逻辑电路；所述开关逻辑电路响应于所述异常信号而控制所述开关电路导通；
所述开关电路的第一端连接在所述整流电路的输出端，所述开关电路的第二端连接所述X电容放电电路，所述开关电路的第二端还通过二极管连接至所述初级控制电路的供电端；
所述X电容放电电路响应于所述第一控制信号而间歇性导通并在导通时经所述整流电路对所述X电容放电。
根据本发明的一个实施例，
所述放电控制电路还包括：电压自持电路；
所述电压自持电路的采样端连接所述供电端，采样所述供电端的电压，并在所述供电端的电压高于或等于所述最大启动电压时输出第一比较信号至所述放电逻辑电路，在所述供电端的电压低于设定的最小启动电压时输出第二比较信号至所述放电逻辑电路；
所述放电逻辑电路在收到所述异常信号的情况下，若收到第一比较信号，则控制所述X电容放电电路导通，若收到第二比较信号，则控制所述X电容放电电路截止。
根据本发明的一个实施例，所述电压自持电路包括：第一分压电路和比较器；
所述第一分压电路连接在所述供电端和地端之间；
所述比较器的一输入端连接所述第一分压电路的分压输出端并接收该分压输出端的第一分压，所述比较器的另一输入端输入参考电压，所述参考电压依据所述最小启动电压确定，所述比较器用于：在所述第一分压高于或等于所述参考电压时输出第一比较信号，在所述第一分压低于所述参考电压时输出第二比较信号。
根据本发明的一个实施例，所述开关电路包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第一电阻以及第二电阻；
所述第一开关管的第一端连接所述整流电路的输出端，所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端，所述第一开关管的控制端连接所述第三开关管的第一端，所述第一开关管在所述第三开关管截止时导通、并在所述第三开关管导通时截止；
所述第一电阻连接在所述第一开关管的第二端与控制端之间；
所述第二开关管的第二端连接所述X电容放电电路的输入端，所述第二开关管的控制端连接所述第三开关管的第一端，所述第二开关管在所述第三开关管截止时导通、并在所述第三开关管导通时截止；
所述第二电阻连接在所述第三开关管的控制端与地端之间；
所述第三开关管的第二端连接地端，所述第三开关管的控制端连接所述开关逻辑电路的输出端。
根据本发明的一个实施例，所述X电容放电电路包括：第三电阻和第四开关管；
所述第三电阻的第一端连接所述整流电路的输出端，所述第三电阻的第二端连接所述第四开关管的第一端；
所述第四开关管的控制端连接所述逻辑控制电路，所述第四开关管的第二端连接地端，所述第四开关管用于：响应于所述第一控制信号而导通。
根据本发明的一个实施例，所述电压检测电路包括：第二分压电路和模拟数字转换器ADC；
所述第二分压电路连接在所述整流电路的输出端与地端之间；
所述ADC连接所述第二分压电路的分压输出端，以将所述第二分压电路的分压输出端的第二分压转换成所述检测信号。
本发明第三方面提供一种开关电源，包括如前述实施例所述的X电容放电控制电路。
关于本发明第二方面的X电容放电控制方法与第三发明提供的开关电源可以参看前述实施例中的相关内容，在此不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种X电容放电控制电路，其特征在于，所述X电容连接在输入电源的两端之间，所述放电控制电路通过整流电路连接至所述X电容的两端，所述放电控制电路包括：电压检测电路、逻辑控制电路以及X电容放电电路；
所述电压检测电路的输入端连接所述整流电路的输出端，用于检测所述整流电路的输出电压，并向所述逻辑控制电路反馈表征所述输出电压的检测信号；
所述逻辑控制电路用于获得所述检测信号，并在基于所述检测信号确定所述输入电源被移除时，输出第一控制信号至所述X电容放电电路；
所述X电容放电电路连接在所述整流电路的输出端和地端之间，所述X电容放电电路响应于所述第一控制信号而经所述整流电路对所述X电容放电。
2.如权利要求1所述的X电容放电控制电路，其特征在于，
所述检测信号为数字信号；
所述逻辑控制电路包括：计时电路、比较电路、移除标志寄存器、以及放电逻辑电路；
所述计时电路用于：在每个获取周期内，连续获取N次电压检测电路反馈的检测信号，并从N个检测信号中确定出当前获取周期内的最大值和最小值，其中，所述计时电路连续两次获取检测信号的时间间隔为指定时长，所述N高于1；
所述比较电路用于：计算当前获取周期内的最大值和最小值的差值，在所述差值低于设定电压差阈值时，输出计数信号至所述移除标志寄存器，在所述差值高于或等于所述设定电压差阈值时，输出复位信号至所述移除标志寄存器；
所述移除标志寄存器用于：响应于所述计数信号而将当前计数值增加设定值，得到新的计数值，并在新的计数值达到指定计数值时输出异常信号，所述异常信号用于表征所述输入电源被移除；响应于所述复位信号而将当前计数值重置为设定初始值；
所述放电逻辑电路用于：响应于所述异常信号而输出所述第一控制信号。
3.如权利要求2所述的X电容放电控制电路，其特征在于，
所述放电控制电路应用于开关电源，所述开关电源包括所述X电容以及所述开关电源的初级控制电路；
所述放电控制电路还包括：开关电路；
所述逻辑控制电路还包括：开关逻辑电路；所述开关逻辑电路用于：响应于所述异常信号而控制所述开关电路导通；
所述开关电路的第一端连接在所述整流电路的输出端，所述开关电路的第二端连接所述X电容放电电路，所述开关电路的第二端还通过二极管连接至所述初级控制电路的供电端；
所述X电容放电电路响应于所述第一控制信号而经所述整流电路对所述X电容放电时，进一步用于：响应于所述第一控制信号而间歇性导通并在导通时经所述整流电路对所述X电容放电。
4.如权利要求3所述的X电容放电控制电路，其特征在于，
所述放电控制电路还包括：电压自持电路；
所述电压自持电路的采样端连接所述供电端，用于：采样所述供电端的电压，并在所述供电端的电压高于或等于所述最大启动电压时输出第一比较信号至所述放电逻辑电路，在所述供电端的电压低于设定的最小启动电压时输出第二比较信号至所述放电逻辑电路；
所述放电逻辑电路进一步用于：在收到所述异常信号的情况下，若收到第一比较信号，则控制所述X电容放电电路导通，若收到第二比较信号，则控制所述X电容放电电路截止。
5.如权利要求4所述的X电容放电控制电路，其特征在于，所述电压自持电路包括：第一分压电路和比较器；
所述第一分压电路连接在所述供电端和地端之间；
所述比较器的一输入端连接所述第一分压电路的分压输出端并接收该分压输出端的第一分压，所述比较器的另一输入端输入参考电压，所述参考电压依据所述最小启动电压确定，所述比较器用于：在所述第一分压高于或等于所述参考电压时输出第一比较信号，在所述第一分压低于所述参考电压时输出第二比较信号。
6.如权利要求3所述的X电容放电控制电路，其特征在于，所述开关电路包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第一电阻以及第二电阻；
所述第一开关管的第一端连接所述整流电路的输出端，所述第一开关管的第二端连接所述第二开关管的第一端，所述第一开关管的控制端连接所述第三开关管的第一端，所述第一开关管在所述第三开关管截止时导通、并在所述第三开关管导通时截止；
所述第一电阻连接在所述第一开关管的第二端与控制端之间；
所述第二开关管的第二端连接所述X电容放电电路的输入端，所述第二开关管的控制端连接所述第三开关管的第一端，所述第二开关管在所述第三开关管截止时导通、并在所述第三开关管导通时截止；
所述第二电阻连接在所述第三开关管的控制端与地端之间；
所述第三开关管的第二端连接地端，所述第三开关管的控制端连接所述开关逻辑电路的输出端。
7.如权利要求1至6任意之一所述的X电容放电控制电路，其特征在于，所述X电容放电电路包括：第三电阻和第四开关管；
所述第三电阻的第一端连接所述整流电路的输出端，所述第三电阻的第二端连接所述第四开关管的第一端；
所述第四开关管的控制端连接所述逻辑控制电路，所述第四开关管的第二端连接地端，所述第四开关管用于：响应于所述第一控制信号而导通。
8.如权利要求1至6任意之一所述的X电容放电控制电路，其特征在于，所述电压检测电路包括：第二分压电路和模拟数字转换器ADC；
所述第二分压电路连接在所述整流电路的输出端与地端之间；
所述ADC连接所述第二分压电路的分压输出端，以将所述第二分压电路的分压输出端的第二分压转换成所述检测信号。
9.一种X电容放电控制方法，其特征在于，所述X电容连接在输入电源的两端之间，所述方法应用于放电控制电路，所述放电控制电路通过整流电路连接至所述X电容的两端，所述放电控制电路包括：相连接的电压检测电路、第一逻辑控制电路以及X电容放电电路；该方法包括：
所述电压检测电路检测所述整流电路的输出电压，并向所述逻辑控制电路反馈表征所述输出电压的检测信号；
所述逻辑控制电路获得所述检测信号，并在基于所述检测信号确定所述输入电源被移除时，输出第一控制信号至所述X电容放电电路；
所述X电容放电电路响应于所述第一控制信号而经所述整流电路对所述X电容放电。
10.一种开关电源，包括如权利要求1至8中任意之一所述的X电容放电控制电路。
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