CN208522644U - 一种断电快速放电的开关电源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种断电快速放电的开关电源，包括滤波电容、功率变换电路，辅助电源、单片机控制单元，耗能外设及其控制电路；电压输入端经滤波电容后分别连至功率变换电路与辅助电源，辅助电源分别接入单片机控制单元与耗能外设，外设控制电路的输入、输出端分别接单片机控制单元的输出端和耗能外设；输入电压检测电路输入端和输出端分别连接电压输入端和单片机控制单元输入端；单片机控制单元接收电压检测电路输出信号并判断输入电压是否断开，若断开，向耗能外设的控制电路发送信号，加大耗能外设功率，实现开关电源断电时快速放电。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关电源领域，尤其涉及开关电源的快速放电电路。
背景技术
开关电源的输入端一般接有一个或多个较大容量的电容，以用于滤除开关电源输入电流谐波。为了保证开关电源可靠工作，一般开电关源设计有输入过、欠压保护、过温保护、过流保护，输出电压状态显示等保护电路或外设电路。当开关电源正常工作时，输入的滤波电容除了滤除开关电源输入电流谐波，还能储能，稳定输入电压。当开关电源断电时，滤波电容上仍然有电压存在，其储能一般只能通过控制电路缓慢释放，这样可能会产生触电危险。特别是当开关电源输入母线上并联其他设备，由于残压的存在，还可能导致其他设备不能正常工作。为了将滤波电容上的储存能量释放掉，一般会在电容两端并联放电电阻，但该电阻过小，在电源正常工作时会消耗过多能量，降低电源整机的转换效率，影响电源指标；过大，则放电时间很长，难以达到电源关机或掉电时电容快速放电的目的。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型的断电快速放电的开关电源，能够在不影响效率和不增加放电电路的情况下，实现开关电源断电时快速放电的目的。
一种断电快速放电的开关电源，包括滤波电容、功率变换电路，辅助电源、单片机控制单元，耗能外设及其控制电路；其中，功率变换电路完成电压变换与电能传输，辅助电源将电压转换为开关电源中单片机控制单元、耗能外设以及功率变换电路需要的工作电源；电压输入端经滤波电容后分别连至功率变换电路与辅助电源，辅助电源分别接入单片机控制单元、耗能外设及功率变换电路，外设控制电路的输入、输出端分别接单片机控制单元的输出端和耗能外设的输入端；输入电压检测电路的输入端和输出端分别连接所述的电压输入端和单片机控制单元的I/O输入端口，单片机控制单元接收电压检测电路输出的信号并判断电压输入是否断开，若为断开，单片机控制器I/O输出端口向耗能外设的控制电路发送信号，加大外设功率。
进一步，所述耗能外设至少包括风扇，所述单片机控制单元接收输入电压检测电路输出的信号并判断开关电源的输入电压是否断开，若为断开，单片机控制单元I/O输出端口向所述风扇的控制电路发送信号，使风扇快转。
进一步，所述风扇的控制电路，包括第一限流电阻、第二限流电阻、场效应管，分压电阻，保护二极管；所述场效应管栅极经第一限流电阻接入单片机控制单元的I/O输出端口，第二限流电阻接在场效应管栅极与源极之间，风扇与分压电阻串联后接入辅助电源VCC，分压电阻另一端与场效应管源极连接后接电源地，风扇与分压电阻串联支点分别与场效应管漏极和保护二极管阳极相连，保护二极管阴极接入辅助电源VCC 。
进一步，所述耗能外设至少包括显示器，所述单片机控制单元接收输入电压检测电路输出的信号并判断开关电源的输入电压是否断开，若为断开，单片机控制单元通信输出端口向所述显示器发送亮度调节命令，使显示器亮度增高。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：能够实现在不影响效率和不增加放电电路的情况下也能实现开关电源断电时快速放电的目的。本实用新型的技术方案能较好适用于大功率开关电源。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的实施例1的示意图；
图3是本实用新型的实施例2的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示为本实用新型的结构示意图。一种断电快速放电的开关电源，包括滤波电容、功率变换电路，输助电源、单片机控制单元，耗能外设及其控制电路，其中，功率变换电路完成电压变换与电能传输，辅助电源将电压转换为开关电源中单片机控制单元、耗能外设以及功率变换电路需要的工作电源，电压输入端经滤波电容后分别连至功率变换电路与辅助电源，辅助电源分别接入单片机控制单元、耗能外设和及功率变换电路，外设控制电路的输入、输出端分别接单片机控制单元的输出端和耗能外设的输入端；输入电压检测电路的输入端和输出端分别连接所述的电压输入端和单片机控制单元的输入端，单片机控制单元接收输入电压检测电路输出的信号，单片机控制单元判断开关电源的输入电压是否断开，若为断开，单片机控制单元输出端向耗能外设的控制电路发送信号，加大外设功率；单片机控制单元判断输入电压未断开，则维持耗能外设原工作状态不变。
如图2所示，本实用新型的实施例1中，自带风机散热的开关电源，一般会根据温度对风机进行快慢转控制，常温下慢转，高温下快转。那么如果在常温下检测到输入断电，那么将风机控制为快转，则实现了断电快速放电的目的。如果未检测到输入断电，则还是保持常温下慢转，因此不会影响整机效率。
具体原理如下：Vaca为开关电源的输入电压检测电路的产生的信号，Temp为温度采集信号，D1为自带ADC采集功能的单片机，FanCtrl为CPU的I/O输出端口产生的风机控制信号，辅助电源VCC为单片机D1和风机FAN1供电。常规正常工作情况下，风机FAN1快慢转控制是当检测温度信号Temp高于一定电压值时，风机控制信号FanCtrl输出高电平，场效应管V2导通，则辅助电源VCC经过风机FAN1、场效应管V2到电源地形成功率回路，使风机FAN1快转；当检测温度信号Temp低于一定电压值时，风机控制信号FanCtrl输出低电平，场效应管V2不导通，则辅助电源VCC经过风机FAN1、分压电阻R3到电源地形成功率回路，使风机FAN1慢转。增加输入电压检测电路接入单片机的ADC采集口，当单片机的ADC采集口收到的输入电压检测电路产生的信号Vaca低于一定电压值时，判断为开关电源输入电压断电，此时，单片机风机控制信号FanCtrl为高电平，场效应管V2导通，则辅助电源VCC经过风机FAN1、场效应管V2到电源地形成功率回路，使风机FAN1快速转动，加大辅助电源VCC的能量消耗，即实现辅助电源的前级滤波电容储能快速释放，达到开关电源断电时快速放电目的。此风机FAN1快慢转控制是通过电阻分压形式实现，还可以通过PWM调节风机转速。
如图3所示，本实用新型的另一实施例2中，耗能外设为自带显示屏的开关电源，尤其是大尺寸屏幕，功耗较大。而显示屏的亮度是可以通过单片机控制的，当检测到开关电源输入电压断电时，提高显示屏的亮度，则也实现了断电快速放电的目的。如果检测到输入电压未断电，则还是保持显示屏一般亮度显示，因此不影响整机效率。具体如图3所示， Vaca为开关电源的输入电压检测电路产生的信号，D1为自带ADC采集及串口通信功能的单片机，A1为自带亮度调节的串口显示屏。常规正常工作情况下，比如显示屏当前亮度为50％，当单片机的ADC采集口收到到输入电压检测电路产生的信号Vaca低于一定电压值时，判断为输入电压断电，通过单片机的通信端口TXD向串口显示屏发送调节亮度命令，将显示屏亮度设置为100％，显示屏亮度提高加大辅助电源VCC的能量消耗，即实现辅助电源的前级滤波电容储能快速释放，达到开关电源断电时快速放电目的。此串口显示屏也可以为SPI，I2C，RS485等通信方式不同或其它类型的显示屏。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围，这里不再用实施例赘述，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (4)
1.一种断电快速放电的开关电源，包括滤波电容、功率变换电路，辅助电源、单片机控制单元，耗能外设及其控制电路；其中，功率变换电路完成电压变换与电能传输，辅助电源将电压转换为开关电源中单片机控制单元、耗能外设以及功率变换电路需要的工作电源；电压输入端经滤波电容后分别连至功率变换电路与辅助电源，辅助电源分别接入单片机控制单元、耗能外设及功率变换电路，外设控制电路的输入、输出端分别接单片机控制单元的输出端和耗能外设的输入端；其特征在于，输入电压检测电路的输入端和输出端分别连接所述的电压输入端和单片机控制单元的I/O输入端口，单片机控制单元接收电压检测电路输出的信号并判断电压输入是否断开，若为断开，单片机控制器I/O输出端口向耗能外设的控制电路发送信号，加大外设功率。
2.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述耗能外设至少包括风扇，所述单片机控制单元接收输入电压检测电路输出的信号并判断开关电源的输入电压是否断开，若为断开，单片机控制单元I/O输出端口向所述风扇的控制电路发送信号，使风扇快转。
3.根据权利要求2所述的开关电源，其特征在于，所述风扇的控制电路，包括第一限流电阻、第二限流电阻、场效应管，分压电阻，保护二极管；所述场效应管栅极经第一限流电阻接入单片机控制单元的I/O输出端口，第二限流电阻接在场效应管栅极与源极之间，风扇与分压电阻串联后接入辅助电源VCC，分压电阻另一端与场效应管源极连接后接电源地，风扇与分压电阻串联支点分别与场效应管漏极和保护二极管阳极相连，保护二极管阴极接入辅助电源VCC 。
4.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述耗能外设至少包括显示器，所述单片机控制单元接收输入电压检测电路输出的信号并判断开关电源的输入电压是否断开，若为断开，单片机控制单元通信输出端口向所述显示器发送亮度调节命令，使显示器亮度增高。
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