CN214544107U - 一种开关电源断电后储能电容自适应放电电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种开关电源断电后储能电容自适应放电电路，包括整流桥BD1，整流桥BD1的输出端连接有电阻R2，电阻R2的一端连接有限流保护管Q2，限流保护管Q2的输出端连接有电阻R3，电阻R3的输出端连接有稳压二极管ZD1，稳压二极管ZD1的输出端连接有调整管Q1，调整管Q1的输入端连接有二极管D和发光二极管LED1，发光二极管LED1的输入端连接有电阻R1。二极管D组成一个简单的电压源，然后与调整管Q1、稳压二极管ZD1管、限流保护管Q2及电阻R2与R3组成一个简单的恒流源。电阻R1与LED构成一个简单的放电状态显示电路。该放电电路结构简单，成本低廉，能够安全泄放储能电容在断电后所储存的能量，不但放电速度快，而且不打火，确保操作人员及设备安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子电路技术领域，特别涉及一种开关电源断电后储能电容自适应放电电路。
背景技术
开关电源有着体积小、质量轻、效率高的显著优势，随着电子市场的迅速发展，对开关电源的需求越来越大。
目前，电子产品(开关电源PFC电路，逆变器，变频器，电焊机等产品)设备中普遍存在高压大容量储能电容，根据电荷量公式：Q＝CU可得，储能电容所储存的电荷量与电容容量和电路电压成正比。一般储能电容在断开外部电源后，所储存的能量需要很久才能自然耗散掉，这样一来会给这类的产品开发调试与产品售后维修带来诸多不便。为了安全操作起见，调试与检修务必要将储能电容所携带的能量安全泄放掉。
传统放电方式虽然比较多，但是大多都存在放电速度慢、易打火的问题，而且会威胁电子产品其他器件的安全。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种开关电源断电后储能电容自适应放电电路，用以解决现有技术中储能电容放电方式存在的种种不足。
一方面，本实用新型实施例提供了一种开关电源断电后储能电容自适应放电电路，包括：二极管D、电阻R1、发光二极管LED1、电阻R2、调整管Q1、限流保护管Q2和稳压二极管ZD1；
电阻R1和发光二极管LED1串联后与二极管D并联，且二极管D的阳极与电源阳极连接，二极管D的阴极与调整管Q1的漏极连接，电阻R2连接在调整管Q1的栅极和二极管D的阳极之间；
调整管Q1的源极和栅极分别与限流保护管Q2的基极和集电极连接，限流保护管Q2的发射极与电源接入端阴极连接；
稳压二极管ZD1的阳极和阴极分别与调整管Q1的源极和栅极连接。
在一种可能的实现方式中，二极管D由多个二极管依次串联组成。
在一种可能的实现方式中，二极管D由三个二极管串联组成，分别为二极管D1、D2和D3，二极管D1的阳极与电源阳极连接，二极管D1的阴极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极与二极管D3的阳极连接，二极管D3的阴极与调整管Q1的漏极连接。
在一种可能的实现方式中，还可以包括：整流桥BD1。整流桥BD1的两个输入端分别与储能电容的两端连接，整流桥BD1的两个输出端分别为电源阳极和电源阴极。
在一种可能的实现方式中，还可以包括：电阻R3。电阻R3连接在限流保护管Q2的基极和发射极之间。
本实用新型中的一种开关电源断电后储能电容自适应放电电路，具有以下优点：
1、通过二极管D1、D2、D3组成一个简单的电压源、电阻R2、R3、限流保护管Q2、稳压二极管ZD1和调整管Q1组成一个简单的恒流源，确保外部储能电容通过IN(A)和IN(B)探针(表笔或引线)接入本放电电路，储能电容中所存储的能量能够被快速安全泄放，恒流不打火。
2、电路结构简单，设计新颖合理，实现方便且成本低廉，实用性强。
3、通过稳压二极管ZD1的引入，改变了电路工作状态，能够在放电过程中装调整管栅极的驱动信号维持在一安全值，进一步保证调整管的栅极工作在安全区间及放电后电压的安全范围内。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种开关电源断电后储能电容自适应放电电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
现有技术中，传统放电方式包括：用镊子短接储能电容引脚，采用大功率电阻将电容中储存的电能转换成热能释放掉，或者将灯光跨接于储能电容两极上，将电容中储存的电能转换成光能和热能等。这样操作很直接，但也容易造成安全隐患，也可能损坏外围电路。也有在设计的时候在储能电容的两个引脚上并联比较小阻值的电阻，断电后通过电容上并联的电阻消耗掉电容中所储存的能量，但这样会增大储能电容的漏电流。
针对现有技术中的问题，本实用新型的实施例提供了一种开关电源断电后储能电容自适应放电电路，包括整流桥、二极管、调整管、限流保护管和稳压二极管，整流桥将输入的电源整流后一方面供应给限流保护管，另一方面供应给二极管，二极管组成一个简单的电压源，该电压源、调整管、限流保护管、稳压二极管以及检流电阻组成一个简单的恒流源，使储能电容中储存的能量以恒定的电流释放，不但放电速度快，而且不会打火，进一步确保操作人员以及设备安全。
图1为本实用新型实施例提供的一种开关电源断电后储能电容自适应放电电路。本实用新型实施例提供的一种开关电源断电后储能电容自适应放电电路，包括：二极管D、电阻R1、发光二极管LED1、电阻R2、调整管Q1、限流保护管Q2和稳压二极管ZD1；
电阻R1和发光二极管LED1串联后与二极管D并联，且二极管D的阳极与电源阳极连接，二极管D的阴极与调整管Q1的漏极连接，电阻R2连接在调整管Q1的栅极和二极管D的阳极之间；
调整管Q1的源极和栅极分别与限流保护管Q2的基极和集电极连接，限流保护管Q2的发射极与电源接入端阴极连接；
稳压二极管ZD1的阳极和阴极分别与调整管Q1的源极和栅极连接。
示例性地，调整管Q1为N沟道耐高压的MOS管，最高电压VDS可达1000VDC，限流保护管Q2为NPN型三极管。调整管Q1在本实用新型的实施例中作为小型的电子负载，其导通时漏极和源极之间的电流是恒定的，因此可以将外设中储能电容所储存的能量恒定泄放，减小打火的可能性。
二极管D在本实用新型的实施例中作为一个简单的电压源，该电压源和电阻R2、R3、调整管Q1和稳压二极管ZD1组成恒流放电回路，将外部电路中断开电源后储能电容中储存的能量以恒定的方式泄放掉。
而且，本实用新型的实施例中，引入了稳压二极管ZD1。该稳压二极管ZD1用以维持调整管Q1栅极驱动信号的稳定和放电完成后的安全电压。
相对于现有技术中采用电阻或者电阻串联二极管LED及白炽灯放电的操作方式，本实用新型实施例以电子式恒流方式放电，不仅提高了放电速度，而且避免发生打火现象，利用发光二极管LED1用作整个放电过程中的状态指示，当指示灯熄灭后即表示电容所储存能量已经被安全泄放，可靠性高，实用性强，市场前景广阔。
在一种可能的实施例中，二极管D可以由多个二极管依次串联组成。
在一种可能的实施例中，二极管D由三个二极管串联组成，分别为二极管D1、D2和D3，二极管D1的阳极与电源阳极连接，二极管D1的阴极与二极管D2的阳极连接，二极管D2的阴极与二极管D3的阳极连接，二极管D3的阴极与调整管Q1的漏极连接。
示例性地，由三个二极管串联组成二极管D仅仅是本实用新型的一个具体实例，本实用新型并未对组成二极管D的二极管数量以及连接方式进行限定。
在一种可能的实施例中，还可以包括：整流桥BD1。整流桥BD1的两个输入端分别与储能电容的两端连接，整流桥BD1的两个输出端分别为电源阳极和电源阴极。
示例性地，当输入电源为交流电时，例如输入市电，则整流桥BD1将输入的交流电整流为直流电；而当输入电源为直流电时，例如电池输入，则整流桥BD1将输入的直流电直接输出。
在一种可能的实施例中，还可以包括：还可以包括：电阻R3。电阻R3连接在限流保护管Q2的基极和发射极之间。
下面分析本实用新型的工作原理：
Q1(NMOS)是调整管，Q2(NPN)是限流保护管，R3是检流电阻。正常情况下，检流电阻R3上压降VR3小于0.7V，故限流保护管Q2截止；当接入端IN(A)和IN(B)接触到储能电容引脚，当负载电流IQ1超过一定值时，VR3大于或等于0.7V，使得限流保护管Q2导通分流了调整管Q1的基极电流。这样就利用了限流保护管Q2发射结的钳位作用使得调整管Q1的电流基本维护恒定，从而达到IQ1维护恒流的目的。
调整管Q1导通后相当于一个阻值很小的电阻，这个电阻叫Rds_on，即漏极D和源极S间的电阻；根据公式：P＝i*i*Rds_on可得，热量跟调整管Q1导通电阻Rds_on和流过的电流成正比，通过控制调整管Q1的导通深度可以将储能电容的能量转化成调整管Q1的热量并快速耗散掉。
尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (5)
1.一种开关电源断电后储能电容自适应放电电路，其特征在于，包括：二极管D、电阻R1、发光二极管LED1、电阻R2、调整管Q1、限流保护管Q2和稳压二极管ZD1；
所述电阻R1和发光二极管LED1串联后与所述二极管D并联，且所述二极管D的阳极与电源阳极连接，所述二极管D的阴极与所述调整管Q1的漏极连接，所述电阻R2连接在所述调整管Q1的栅极和所述二极管D的阳极之间；
所述调整管Q1的源极和栅极分别与所述限流保护管Q2的基极和集电极连接，所述限流保护管Q2的发射极与电源接入端阴极连接；
所述稳压二极管ZD1的阳极和阴极分别与所述调整管Q1的源极和栅极连接。
2.根据权利要求1所述的一种开关电源断电后储能电容自适应放电电路，其特征在于，所述二极管D由多个二极管依次串联组成。
3.根据权利要求2所述的一种开关电源断电后储能电容自适应放电电路，其特征在于，所述二极管D由三个二极管串联组成，分别为二极管D1、D2和D3，所述二极管D1的阳极与电源阳极连接，所述二极管D1的阴极与所述二极管D2的阳极连接，所述二极管D2的阴极与所述二极管D3的阳极连接，所述二极管D3的阴极与所述调整管Q1的漏极连接。
4.根据权利要求1所述的一种开关电源断电后储能电容自适应放电电路，其特征在于，还包括：整流桥BD1；
所述整流桥BD1的两个输入端分别与储能电容的两端连接，所述整流桥BD1的两个输出端分别为所述电源阳极和电源阴极。
5.根据权利要求1所述的一种开关电源断电后储能电容自适应放电电路，其特征在于，还包括：电阻R3；
所述电阻R3连接在所述限流保护管Q2的基极和发射极之间。
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