CN112968618A - 一种x电容放电方法、放电电路及开关电源 - Google Patents

一种x电容放电方法、放电电路及开关电源 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于开关电源的X电容放电方法、放电电路及开关电源，X电容放电方法基于第一二极管、第一检测电路、第一电路和第一下拉电路，第一二极管的阳极连接到所述X电容的第一端，第一二极管的阴极为第一节点；第一检测电路检测第一节点电压，若检测到第一节点电压持续高于第一电压阈值的时间达到阈值时间时，通过下拉电流下拉所述第一节点；若所述第一电路需要供电时，所述第一电路产生第一下拉电流；若所述第一电路不需要供电时，所述第一下拉电路产生第二下拉电流。本发明在输入断电时，X电容能够及时放电，功耗低，系统效率高。

Description

一种X电容放电方法、放电电路及开关电源
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种X电容放电方法、放电电路及开关电源。
背景技术
在AC/DC电源中，为了减小电源对电网的污染，提高系统的EMI性能，在交流输入端会并联X电容。在交流输入断电后，X电容上电压会有残留。残留电压可能会对人造成伤害，因此安规上有规定，在断电一段时间内必须将X电容上电压下降到一定值以下。参考图1所示，电容C01为X电容，电阻R01为X电容放电电阻。X电容越大，需要更小的电阻来对X电容进行放电。但是电阻R01在系统正常工作时会产生的功耗，从而降低系统效率。因此，如何符合安规认证要求对X电容进行放电同时在系统正常工作时，X电容放电电路产生尽量少的功耗，对AC/DC电源来说，是非常重要的。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种放电高效的X电容放电方法、放电电路及开关电源，用以解决现有技术中X电容的放电效率低下，并且在输入畸变严重的情况下，误诊断出输入断电的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种用于开关电源的X电容放电电路，一种用于开关电源的X电容放电电路，所述开关电源包括X电容、整流电路与开关电路，交流输入经X电容和整流电路得到开关电路的输入电压，其特征在于：包括，
第一二极管，第一二极管的阳极连接到所述X电容的第一端，第一二极管的阴极为第一节点；
第一检测电路，连接所述第一节点，检测第一节点电压，当检测到第一节点电压高于第一电压阈值，产生第一采样电流以下拉所述第一节点，并计时，若检测到第一节点电压持续高于第一电压阈值的时间达到阈值时间时，通过下拉电流下拉所述第一节点；
第一电路，若所述第一电路需要供电时，所述第一电路产生第一下拉电流，所述X电容放电给所述第一电路；
第一下拉电路，若所述第一电路不需要供电时，所述第一下拉电路产生第二下拉电流。
可选的，还包括第一调整管，所述第一调整管第一端连接所述第一节点，所述第一调整管第二端和第一电路及第一下拉电路连接，所述第一调整管控制端连接第一检测电路，根据第一检测电路得到的检测结果控制第一调整管的通断。
可选的，当所述第一调整管导通时，所述第一检测电路不使能；当所述第一调整管关断时，所述第一检测电路使能。
可选的，还包括，第二二极管，第二二极管的阳极连接到所述X电容的第二端，第二二极管的阴极为第二节点；
第二检测电路，连接所述第二节点，检测第二节点电压，当检测到第二节点电压高于第一电压阈值，产生第二采样电流以下拉所述第二节点，并计时，若检测到第二节点电压持续高于第一电压阈值的时间达到阈值时间时，通过下拉电流下拉所述第二节点；若所述第一电路需要供电时，所述第一电路产生下拉电流，所述X电容放电给所述第一电路；
第二下拉电路，若所述第一电路不需要供电时，所述第二下拉电路产生所述第三下拉电流。
可选的，还包括第二调整管，所述第二调整管第一端连接所述第二节点，所述第二调整管第二端和第一电路及第二下拉电路连接，所述第二调整管控制端连接第二检测电路，根据所述第二检测电路的检测结果控制第二调整管的通断。
可选的，当所述第二调整管导通时，所述第二检测电路不使能；当所述第二调整管关断时，所述第二检测电路使能。
可选的，当所述第一检测电路检测到第一节点电压持续低于第一电压阈值的时间达到阈值时间，则启动开关电路对所述输入电压放电，使得所述输入电压小于第一电压阈值。
可选的，还包括第二二极管，第二二极管的阳极连接到所述X电容的第二端，第二二极管的阴极连接到所述第一节点。
本发明还提供一种开关电源，包括以上任意一种所述的X电容放电电路。
本发明还提供一种应用于开关电源的X电容放电方法，所述开关电源包括X电容、整流电路与开关电路，交流输入经X电容和整流电路得到开关电路的输入电压，基于第一二极管、第一检测电路、第一电路和第一下拉电路，第一二极管的阳极连接到所述X电容的第一端，第一二极管的阴极为第一节点；第一检测电路连接所述第一节点，检测第一节点电压，当检测到第一节点电压高于第一电压阈值，产生第一采样电流以下拉所述第一节点，并计时，若检测到第一节点电压持续高于第一电压阈值的时间达到阈值时间时，通过下拉电流下拉所述第一节点；若所述第一电路需要供电时，所述第一电路产生第一下拉电流，所述X电容放电给所述第一电路；若所述第一电路不需要供电时，所述第一下拉电路产生第二下拉电流。
可选的，还基于第一调整管，所述第一调整管第一端连接所述第一节点，所述第一调整管第二端和第一电路及第一下拉电路连接，所述第一调整管控制端连接第一检测电路，根据所述第一检测电路的检测结果控制所述第一调整管的通断。
可选的，当所述第一调整管导通时，所述第一检测电路不使能；当所述第一调整管关断，所述第一检测电路使能。
采用本发明的电路结构和方法，与现有技术相比，具有以下优点：本发明在输入断电时，可以及时放电，并根据需要将电放给供电电路，系统效率高，功耗低，且放电时间符合安规要求；且在输入畸变时，也能够准确检测出输入断电的情况。
附图说明
图1为现有技术X电容放电方法的第一种电路图；
图2为本发明X电容放电电路的实施例一的示意图；
图3为本发明X电容放电电路的实施例二的示意图；
图4为本发明X电容放电电路的实施例三的示意图；
图5为本发明下拉电路实施例示意图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
请参考图2所示，示意了用于开关电源的X电容放电电路实施例一原理图，所述开关电源包括连接在输入端的X电容C01，所述X电容放电电路包括：第一二极管D05和第二二极管D06，所述第一二极管D05和所述第二二极管D06的阳极分别连接到所述X电容C01的两端，所述第一二极管的阴极D05和所述第二二极管D06的阴极相连为第一节点A。还包括：调整管M0、第一下拉电路200、第一检测电路100和第一电路300，所述第一检测电路100第一端连接A点，第二端连接调整管M0控制端；所述调整管M0第一端连A点，第二端连接第一下拉电路200和第一电路300，所述第一电路300与第一下拉电路200连接。第一检测电路100检测A点电压，当A点电压大于第一阈值时，通过第一采样电流下拉A点，当A点电压持续第一时间大于第一阈值时，调整管M0导通，当第一电路300需要供电时，第一电路300产生第一下拉电流下拉A点，X电容放电给第一电路300；当第一电路300不需要供电时，第一下拉电路200产生第二下拉电流下拉A点，X电容放电到地。当调整过M0导通时，第一检测电路100不使能。第一电路300一般为电路电源。
请参考图3所示，示意了用于开关电源的X电容放电电路实施例二原理图，所述开关电源包括连接在输入端的X电容C01，所述X电容放电电路包括：第一二极管D05和第二二极管D06，所述第一二极管D05和所述第二二极管D06的阳极分别连接到所述X电容C01的两端，所述第一二极管的阴极D05和所述第二二极管D06的阴极分别为第一节点A和第二节点C。还包括：第一调整管M1、第一下拉电路200、第一检测电路100、第一电路300、第二调整管M2、第二下拉电路400和第二检测电路500，所述第一检测电路100第一端连接A点，第二端连接调整管M1控制端；所述调整管M1第一端连A点，第二端连接第一下拉电路200和第一电路300，所述第一电路300与第一下拉电路200连接。所述第二检测电路500第一端连接C点，第二端连接调整管M2控制端；所述调整管M2第一端连C点，第二端连接第二下拉电路400和第一电路300，所述第一电路300与第二下拉电路200连接。
第一检测电路100检测A点电压，当A点电压大于第一阈值时，通过第一采样电流下拉A点，当A点电压持续第一时间大于第一阈值时，调整管M1导通，当第一电路300需要供电时，第一电路300产生第一下拉电流下拉A点，X电容放电给第一电路300；当第一电路300不需要供电时，第一下拉电路200产生第二下拉电流下拉A点，X电容放电到地。当调整过M1导通时，第一检测电路100不使能。第二检测电路500检测C点电压，当C点电压大于第一阈值时，通过第二采样电流下拉C点，当C点电压持续第一时间大于第一阈值时，调整管M2导通，当第一电路300需要供电时，第一电路300产生第一下拉电流下拉A点，X电容放电给第一电路300；当第一电路300不需要供电时，第二下拉电路400产生第三下拉电流下拉A点，X电容放电到地。当调整过M2导通时，第二检测电路100不使能。第一电路300一般为电路电源。该实施例在输入电压畸变严重时，也能检测出输入断电的情况，并及时对X电容放电。
请参考图4所示，示意了用于开关电源的X电容放电电路实施例三原理图，所述开关电源包括连接在输入端的X电容C01，交流输入经X电容和整流电路给开关电路供电，所述X电容放电电路包括：第一二极管D05，所述第一二极管D05的阳极连接到所述X电容C01的其中一端，所述第一二极管的D05阴极为第一节点A。还包括：调整管M0、第一下拉电路200、第一检测电路100和第一电路300，所述第一检测电路100第一端连接A点，第二端连接调整管M0控制端；所述调整管M0第一端连A点，第二端连接第一下拉电路200和第一电路300，所述第一电路300与第一下拉电路200连接。第一检测电路100检测A点电压，当A点电压大于第一阈值时，通过第一采样电流下拉A点，当A点电压持续第一时间大于第一阈值时，调整管M0导通，当第一电路300需要供电时，第一电路300产生第一下拉电流下拉A点，X电容放电给第一电路300；当第一电路300不需要供电时，第一下拉电路200产生第二下拉电流下拉A点，X电容放电到地。当调整管M0导通时，第一检测电路100不使能。当所述第一检测电路100检测到A点电压持续低于第一电压阈值的时间达到阈值时间，则启动开关电路对所述输入电压放电，使得所述输入电压小于第一电压阈值。开关第一电路300一般为电路电源。
请参考图5所示，为下拉电路的一个实施例，包括运放201、开关管M201和电阻R201。电阻R201采样经过开关管M201的电流，运放201的负输入端接收电阻R201上的采样电压，运放201的正输入端连接到参考电压VREF，运放201的输出端连接到开关管M201的控制端。第一电路不需要供电时，开关k导通，运放201通过调节M201的控制极，使得流过电阻R201上电流产生的电压接近参考电压VREF。
虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种用于开关电源的X电容放电电路，所述开关电源包括X电容、整流电路与开关电路，交流输入经X电容和整流电路得到开关电路的输入电压，其特征在于：包括，
第一二极管，第一二极管的阳极连接到所述X电容的第一端，第一二极管的阴极为第一节点；
第一检测电路，连接所述第一节点，检测第一节点电压，当检测到第一节点电压高于第一电压阈值，产生第一采样电流以下拉所述第一节点，并计时，若检测到第一节点电压持续高于第一电压阈值的时间达到阈值时间时，通过下拉电流下拉所述第一节点；
第一电路，若所述第一电路需要供电时，所述第一电路产生第一下拉电流，所述X电容放电给所述第一电路；
第一下拉电路，若所述第一电路不需要供电时，所述第一下拉电路产生第二下拉电流。
2.根据权利要求1所述的用于开关电源的X电容放电电路，其特征在于：还包括第一调整管，所述第一调整管第一端连接所述第一节点，所述第一调整管第二端和第一电路及第一下拉电路连接，所述第一调整管控制端连接第一检测电路，根据第一检测电路得到的检测结果控制第一调整管的通断。
3.根据权利要求1所述的用于开关电源的X电容放电电路，其特征在于：当所述第一调整管导通时，所述第一检测电路不使能；当所述第一调整管关断时，所述第一检测电路使能。
4.根据权利要求1所述的用于开关电源的X电容放电电路，其特征在于：还包括，
第二二极管，第二二极管的阳极连接到所述X电容的第二端，第二二极管的阴极为第二节点；
第二检测电路，连接所述第二节点，检测第二节点电压，当检测到第二节点电压高于第一电压阈值，产生第二采样电流以下拉所述第二节点，并计时，若检测到第二节点电压持续高于第一电压阈值的时间达到阈值时间时，通过下拉电流下拉所述第二节点；若所述第一电路需要供电时，所述第一电路产生下拉电流，所述X电容放电给所述第一电路；
第二下拉电路，若所述第一电路不需要供电时，所述第二下拉电路产生所述第三下拉电流。
5.根据权利要求4所述的用于开关电源的X电容放电电路，其特征在于：还包括第二调整管，所述第二调整管第一端连接所述第二节点，所述第二调整管第二端和第一电路及第二下拉电路连接，所述第二调整管控制端连接第二检测电路，根据所述第二检测电路的检测结果控制第二调整管的通断。
6.根据权利要求5所述的用于开关电源的X电容放电电路，其特征在于：当所述第二调整管导通时，所述第二检测电路不使能；当所述第二调整管关断时，所述第二检测电路使能。
7.根据权利要求1所述的用于开关电源的X电容放电电路，其特征在于：当检测到第一节点电压低于第一电压阈值时，以第一采样电流下拉所述第一节点，并计时，若第一节点电压持续低于第一电压阈值的时间达到阈值时间，则启动开关电路对所述输入电压放电，使得所述输入电压小于第一电压阈值。
8.根据权利要求1所述的用于开关电源的X电容放电电路，其特征在于：还包括第二二极管，第二二极管的阳极连接到所述X电容的第二端，第二二极管的阴极连接到所述第一节点。
9.一种开关电源，包括权利要求1-8任意一种所述的X电容放电电路。
10.一种应用于开关电源的X电容放电方法，所述开关电源包括X电容、整流电路与开关电路，交流输入经X电容和整流电路得到开关电路的输入电压，其特征在于：基于第一二极管、第一检测电路、第一电路和第一下拉电路，第一二极管的阳极连接到所述X电容的第一端，第一二极管的阴极为第一节点；第一检测电路连接所述第一节点，检测第一节点电压，当检测到第一节点电压高于第一电压阈值，产生第一采样电流以下拉所述第一节点，并计时，若检测到第一节点电压持续高于第一电压阈值的时间达到阈值时间时，通过下拉电流下拉所述第一节点；若所述第一电路需要供电时，所述第一电路产生第一下拉电流，所述X电容放电给所述第一电路；若所述第一电路不需要供电时，所述第一下拉电路产生第二下拉电流。
11.根据权利要求10所述的用于开关电源的X电容放电方法，其特征在于：还基于第一调整管，所述第一调整管第一端连接所述第一节点，所述第一调整管第二端和第一电路及第一下拉电路连接，所述第一调整管控制端连接第一检测电路，根据所述第一检测电路的检测结果控制所述第一调整管的通断。
12.根据权利要求11所述的用于开关电源的X电容放电电路，其特征在于：当所述第一调整管导通时，所述第一检测电路不使能；当所述第一调整管关断时，所述第一检测电路使能。
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