CN114499142A - 电容放电检测方法及相关组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电容放电检测方法及相关组件，涉及电源领域，应用于开关电源中的控制器，获取电容两端的电压；根据电容两端的电压判断交流电源是否关断；在判定交流电源关断时，通过控制器的内部放电通路对电容进行放电。预先根据电容两端电压判断交流电源是否关断，在交流电源关断的时候通过控制器的内部放电通路对电容进行放电，防止开关电源正常工作时也对电容进行放电，导致开关电源正常工作时产生较大损耗。
Description
技术领域
本发明涉及电源领域，特别是涉及一种电容放电检测方法及相关组件。
背景技术
在30W以上的开关电源尤其是反激式开关电源产品中，开关电源的输入端接交流电源，为了改善电磁干扰特性，需要在交流电源的交流输出端增加滤波器件，一般采用电容作为滤波器件，但在交流电源断开时电容可能会存在大量电荷，需要及时泄放。现有技术中电容放电的通常做法在电容两端并联阻抗较大的电阻，然而阻抗较大的电阻会一直对电容中的电荷进行放电，在开关电源正常工作时会带来较大损耗。
发明内容
本发明的目的是提供一种电容放电检测方法及相关组件，预先根据电容两端电压判断交流电源是否关断，在交流电源关断的时候通过控制器的内部放电通路对电容进行放电，防止开关电源正常工作时也对电容进行放电，导致开关电源正常工作时产生较大损耗。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种电容放电检测方法，应用于开关电源中的控制器，所述开关电源还包括电容，交流电源的输出端与所述开关电源的输入端连接，所述电容与所述交流电源的输出端并联；
所述电容放电检测方法包括：
获取所述电容两端的电压；
根据所述电容两端的电压判断交流电源是否关断；
在判定所述交流电源关断时，通过所述控制器的内部放电通路对所述电容进行放电。
优选的，所述开关电源还包括第一二极管、第二二极管及电阻，所述第一二极管的第一端与所述电容的第一端连接，所述第二二极管的第一端与所述电容的第二端连接，所述第一二极管的第二端与所述第二二极管的第二端连接且连接的公共端与所述电阻的第一端连接，所述电阻的第二端与所述控制器的HV引脚连接；
获取所述电容两端的电压，包括：
获取所述HV引脚的对地电压。
优选的，判断交流电源是否关断，包括：
实时获取所述HV引脚的对地电压；
在所述对地电压还未构成正弦波时，将预设峰值设为标准值；
在所述对地电压构成正弦波时，将所述对地电压构成的第一个正弦波的峰值设为标准值；
将标准值减去第一预设值的差设为第二预设值，所述第二预设值小于标准值；
判断获取到的所述HV引脚的对地电压是否从低到高且高于所述第二预设值；
在获取到的所述HV引脚的对地电压从低到高且高于所述第二预设值时，控制计时器开始计时；
在所述计时器记录的时间达到预设时间的过程中，若未出现获取到的所述HV引脚的对地电压低于所述第二预设值，则判定所述交流电源关断，控制所述计时器清零。
优选的，判断交流电源是否关断，包括：
实时获取所述HV引脚的对地电压；
在所述对地电压还未构成正弦波时，将预设峰值设为标准值；
在所述对地电压构成正弦波时，将距离当前时间最近一次的所述对地电压构成的正弦波的峰值设为标准值；
将标准值减去第一预设值的差设为第二预设值，所述第二预设值小于标准值；
判断获取到的所述HV引脚的对地电压是否从低到高且高于所述第二预设值；
在获取到的所述HV引脚的对地电压从低到高且高于所述第二预设值时，控制计时器开始计时；
在所述计时器记录的时间达到预设时间的过程中，若未出现获取到的所述HV引脚的对地电压低于所述第二预设值，则判定所述交流电源关断，控制所述计时器清零。
优选的，控制计时器开始计时之后，还包括：
在所述计时器记录的时间达到预设时间之前，若出现获取到的所述HV引脚的对地电压从高到低且低于所述第二预设值时，则控制所述计时器清零，并返回判断获取到的所述HV引脚的对地电压是否从低到高且高于所述第二预设值的步骤。
优选的，所述内部放电通路包括可控开关，所述可控开关的第一端与所述控制器的HV引脚连接，所述可控开关的第二端接地，所述可控开关的控制端与所述控制器中的控制模块连接；
通过控制器的内部放电通路对所述电容进行放电，包括：
控制所述可控开关导通，以通过将所述HV引脚接地对所述电容进行放电。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电容放电检测系统，包括：
获取单元，用于获取所述电容两端的电压；
判断单元，用于根据所述电容两端的电压判断交流电源是否关断；
放电单元，用于在判定所述交流电源关断时，通过控制器的内部放电通路对所述电容进行放电。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种开关电源的控制器，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述电容放电检测方法的步骤。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种开关电源，包括上述的开关电源的控制器。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述电容放电检测方法的步骤。
本申请提供了电容放电检测方法及相关组件，涉及电源领域，应用于开关电源中的控制器，获取电容两端的电压；根据电容两端的电压判断交流电源是否关断；在判定交流电源关断时，通过控制器的内部放电通路对电容进行放电。预先根据电容两端电压判断交流电源是否关断，在交流电源关断的时候通过控制器的内部放电通路对电容进行放电，防止开关电源正常工作时也对电容进行放电，导致开关电源正常工作时产生较大损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种电容放电检测方法的流程图；
图2为本发明提供的一种开关电源的结构示意图；
图3为本发明提供的HV引脚电压及计时器工作的示意图；
图4为本发明提供的一种电容放电检测系统的结构示意图；
图5为本发明提供的一种开关电源的控制器的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种电容放电检测方法及相关组件，预先根据电容两端电压判断交流电源是否关断，在交流电源关断的时候通过控制器的内部放电通路对电容进行放电，防止开关电源正常工作时也对电容进行放电，导致开关电源正常工作时产生较大损耗。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
图1为本发明提供的一种电容放电检测方法的流程图；图2为本发明提供的一种开关电源的结构示意图，应用于开关电源中的控制器，开关电源还包括电容，交流电源的输出端与开关电源的输入端连接，电容与交流电源的输出端并联；
电容放电检测方法包括：
S11：获取电容两端的电压；
S12：根据电容两端的电压判断交流电源是否关断；
S13：若是，通过控制器的内部放电通路对电容进行放电。
考虑到在30W以上的开关电源尤其是反激式开关电源产品中，开关电源的输入端接交流电源，为了改善电磁干扰特性，需要在交流电源的交流输出端增加滤波器件，一般采用XCAP电容作为滤波器件，但在交流电源断开时电容可能会存在大量电荷，需要及时泄放。现有技术中电容放电的通常做法在电容两端并联阻抗较大的电阻，然而阻抗较大的电阻会一直对电容中的电荷进行放电，在开关电源正常工作时会带来较大损耗。现有技术中存在的问题是，如何在避免给开关电源在正常工作时带来较大损耗的同时，实现对电容中的电荷进行放电。
本申请中，获取电容两端的电压，由于电容与交流电源并联，所以电容两端的电压即为交流电源两端的电压。获取到交流电源两端的电压后可以根据电压判断交流电源是否关断。在判定交流电源关断时控制器内部的放电通路会对电容进行放电。在判定交流电源未关断时，控制器内部的放电通路不会对电容进行放电，降低了开关电源正常工作时的损耗。
综上，本申请提供了电容放电检测方法，涉及电源领域，应用于开关电源中的控制器，获取电容两端的电压；根据电容两端的电压判断交流电源是否关断；在判定交流电源关断时，通过控制器的内部放电通路对电容进行放电。预先根据电容两端电压判断交流电源是否关断，在交流电源关断的时候通过控制器的内部放电通路对电容进行放电，防止开关电源正常工作时也对电容进行放电，导致开关电源正常工作时产生较大损耗。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，开关电源还包括第一二极管D1、第二二极管D2及电阻R，第一二极管D1的第一端与电容的第一端连接，第二二极管D2的第一端与电容的第二端连接，第一二极管D1的第二端与第二二极管D2的第二端连接且连接的公共端与电阻R的第一端连接，电阻R的第二端与控制器的HV引脚连接；
获取电容两端的电压，包括：
获取HV引脚的对地电压。
考虑到交流电源输出的波为正弦波，设置了第一二极管D1及第二二极管D2，对正弦波进行处理，将在下半部分的正弦波反转到上半部分，设置了电阻R起限流作用。
具体的，在电容的第一端的电压高于第二端的电压时，HV引脚的对地电压等于电容的第一端的电压减去二极管的导通压降，电容的第二端的对地电压等于第二端的电压减去二极管的导通压降，所以电容两端的电压等于HV引脚的对地电压。在电容的第二端的电压高于第一端的电压时同理。
通过第一二极管D1、第二二极管D2以及电阻R实现对电容两端的电压的采集，采集过程更加方便，得到的电压更准确。
图3为本发明提供的HV引脚电压及计时器工作的示意图；
作为一种优选的实施例，判断交流电源是否关断，包括：
实时获取HV引脚的对地电压；
在对地电压还未构成正弦波时，将预设峰值设为标准值；
在对地电压构成正弦波时，将对地电压构成的第一个正弦波的峰值设为标准值；
将标准值减去第一预设值的差设为第二预设值，第二预设值小于标准值；
判断获取到的HV引脚的对地电压是否从低到高且高于第二预设值；
在获取到的HV引脚的对地电压从低到高且高于第二预设值时，控制计时器开始计时；
在计时器记录的时间达到预设时间的过程中，若未出现获取到的HV引脚的对地电压低于第二预设值，则判定交流电源关断，控制计时器清零。
考虑到在开关电源正常工作时，很容易通过HV引脚检测到电容有一个比预设峰值Vpk低第一预设值ΔV电压值的，所以设计一个计时器，当检测到HV引脚上的电压比第二预设值即Vpk-ΔV高时，就开始计时，当输入交流电压断开之后，电容上的电压仅由控制器消耗，放电速度较慢，在较长时间之内都很难检测到HV引脚上的电压低于第二预设值，故计时器不会被清零，一旦计时器计满预设时间T，芯片即认为输入交流线电压被移除，可以开始放电，芯片内部电流放电通路打开。
通过HV引脚的电压与第二预设值的关系的判断以及计时器，更好的判断交流电源关断的时间，进而对电容进行放电，减少误判的可能。
作为一种优选的实施例，判断交流电源是否关断，包括：
实时获取HV引脚的对地电压；
在对地电压还未构成正弦波时，将预设峰值设为标准值；
在对地电压构成正弦波时，将距离当前时间最近一次的对地电压构成的正弦波的峰值设为标准值；
将标准值减去第一预设值的差设为第二预设值，第二预设值小于标准值；
判断获取到的HV引脚的对地电压是否从低到高且高于第二预设值；
在获取到的HV引脚的对地电压从低到高且高于第二预设值时，控制计时器开始计时；
在计时器记录的时间达到预设时间的过程中，若未出现获取到的HV引脚的对地电压低于第二预设值，则判定交流电源关断，控制计时器清零。
考虑到在开关电源正常工作时，很容易通过HV引脚检测到电容有一个比峰值Vpk低第一预设值ΔV电压值的，所以设计一个计时器，当检测到HV引脚上的电压比第二预设值高时，就开始计时，当输入交流电压断开之后，电容上的电压仅由芯片消耗，放电速度较慢，在较长时间之内都很难检测到HV引脚上的电压低于第二预设值，故计时器不会被清零，一旦计时器计满预设时间T，芯片即认为输入交流线电压被移除，可以开始放电，芯片内部电流放电通路打开。由于HV引脚的对地电压是在变化的，构成的正弦波也是一直在变化，所以在构成第一个正弦波时，将第一个正弦波的峰值设为标准值，在构成第二个正弦波时，将第二个正弦波的峰值设为新的标准值，在每一次获取到新的正弦波的波峰时，都将峰值更新为新的标准值，再将新的标准值减去第一预设值的差作为新的第二预设值。
根据正弦波的变化，不断更新标准值以及第二预设值，使得对交流电源的关断进行更准确的判断。
作为一种优选的实施例，控制计时器开始计时之后，还包括：
在计时器记录的时间达到预设时间之前，若出现获取到的HV引脚的对地电压从高到低且低于第二预设值时，则控制计时器清零，并返回判断获取到的HV引脚的对地电压是否从低到高且高于第二预设值的步骤。
按照正弦波的规律，出现HV引脚的对地电压从高到低且低于第二预设值时，证明交流电源正常工作，此时把计时器清零，待获取到的HV引脚的对地电压从低到高且高于第二预设值时，重新开始计时。
在判定交流电源正常运行时，将计时器清零，以便下一次的判断。
作为一种优选的实施例，内部放电通路包括可控开关，可控开关的第一端与控制器的HV引脚连接，可控开关的第二端接地，可控开关的控制端与控制器中的控制模块连接；
通过控制器的内部放电通路对电容进行放电，包括：
控制可控开关导通，以通过将HV引脚接地对电容进行放电。
在判定交流电源关断后，通过内部放电通路对电容进行放电。内部通路包括可控开关，可控开关的控制端接在控制模块上，在控制器判定交流电源关断后，控制可控开关导通，可控开关将HV引脚接地以实现对电容的放电。
通过可控开关的导通将HV引脚接地可以更加准确的对电容的放电，防止在开关电源还处于工作的过程中产生较大的损耗。
图4为本发明提供的一种电容放电检测系统的结构示意图；包括：
获取单元41，用于获取电容两端的电压；
判断单元42，用于根据电容两端的电压判断交流电源是否关断；
放电单元43，用于在判定交流电源关断时，通过控制器的内部放电通路对电容进行放电。
本申请提供的电容放电检测系统的介绍请参照上述实施例，在此处不再赘述。
图5为本发明提供的一种开关电源的控制器的结构示意图，包括：
存储器51，用于存储计算机程序；
处理器52，用于执行计算机程序时实现上述电容放电检测方法的步骤。
本申请提供的开关电源的控制器的介绍请参照上述实施例，在此处不再赘述。
图2为本发明提供的一种开关电源的结构示意图，包括上述开关电源的控制器。
本申请提供的开关电源的介绍请参照上述实施例，在此处不再赘述。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述电容放电检测方法的步骤。
本申请提供的计算机可读存储介质的介绍请参照上述实施例，在此处不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (10)
1.一种电容放电检测方法，其特征在于，应用于开关电源中的控制器，所述开关电源还包括电容，交流电源的输出端与所述开关电源的输入端连接，所述电容与所述交流电源的输出端并联；
所述电容放电检测方法包括：
获取所述电容两端的电压；
根据所述电容两端的电压判断交流电源是否关断；
在判定所述交流电源关断时，通过所述控制器的内部放电通路对所述电容进行放电。
2.如权利要求1所述的电容放电检测方法，其特征在于，所述开关电源还包括第一二极管、第二二极管及电阻，所述第一二极管的第一端与所述电容的第一端连接，所述第二二极管的第一端与所述电容的第二端连接，所述第一二极管的第二端与所述第二二极管的第二端连接且连接的公共端与所述电阻的第一端连接，所述电阻的第二端与所述控制器的HV引脚连接；
获取所述电容两端的电压，包括：
获取所述HV引脚的对地电压。
3.如权利要求2所述的电容放电检测方法，其特征在于，判断交流电源是否关断，包括：
实时获取所述HV引脚的对地电压；
在所述对地电压还未构成正弦波时，将预设峰值设为标准值；
在所述对地电压构成正弦波时，将所述对地电压构成的第一个正弦波的峰值设为标准值；
将标准值减去第一预设值的差设为第二预设值，所述第二预设值小于标准值；
判断获取到的所述HV引脚的对地电压是否从低到高且高于所述第二预设值；
在获取到的所述HV引脚的对地电压从低到高且高于所述第二预设值时，控制计时器开始计时；
在所述计时器记录的时间达到预设时间的过程中，若未出现获取到的所述HV引脚的对地电压低于所述第二预设值，则判定所述交流电源关断，控制所述计时器清零。
4.如权利要求2所述的电容放电检测方法，其特征在于，判断交流电源是否关断，包括：
实时获取所述HV引脚的对地电压；
在所述对地电压还未构成正弦波时，将预设峰值设为标准值；
在所述对地电压构成正弦波时，将距离当前时间最近一次的所述对地电压构成的正弦波的峰值设为标准值；
将标准值减去第一预设值的差设为第二预设值，所述第二预设值小于标准值；
判断获取到的所述HV引脚的对地电压是否从低到高且高于所述第二预设值；
在获取到的所述HV引脚的对地电压从低到高且高于所述第二预设值时，控制计时器开始计时；
在所述计时器记录的时间达到预设时间的过程中，若未出现获取到的所述HV引脚的对地电压低于所述第二预设值，则判定所述交流电源关断，控制所述计时器清零。
5.如权利要求3或4任一项所述的电容放电检测方法，其特征在于，控制计时器开始计时之后，还包括：
在所述计时器记录的时间达到预设时间之前，若出现获取到的所述HV引脚的对地电压从高到低且低于所述第二预设值时，则控制所述计时器清零，并返回判断获取到的所述HV引脚的对地电压是否从低到高且高于所述第二预设值的步骤。
6.如权利要求1至4任一项所述的电容放电检测方法，其特征在于，所述内部放电通路包括可控开关，所述可控开关的第一端与所述控制器的HV引脚连接，所述可控开关的第二端接地，所述可控开关的控制端与所述控制器中的控制模块连接；
通过控制器的内部放电通路对所述电容进行放电，包括：
控制所述可控开关导通，以通过将所述HV引脚接地对所述电容进行放电。
7.一种电容放电检测系统，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取所述电容两端的电压；
判断单元，用于根据所述电容两端的电压判断交流电源是否关断；
放电单元，用于在判定所述交流电源关断时，通过控制器的内部放电通路对所述电容进行放电。
8.一种开关电源的控制器，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述电容放电检测方法的步骤。
9.一种开关电源，其特征在于，包括如权利要求8所述的开关电源的控制器。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述电容放电检测方法的步骤。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220513 |