CN221177545U - 一种电容放电电路及开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电容放电电路及开关电源，电容连接于功率变换器的第一输入端和第二输入端之间；功率变换器包括功率转换单元和防冲击电流单元；功率转换单元至少包括一开关元件；防冲击电流单元用于防护功率变换器的输入电流冲击，至少包括并联连接的阻性元件和旁路开关；电容放电电路包括掉电检测单元、控制单元、开关元件和防冲击电流单元；功率变换器工作时，掉电检测单元会检测功率变换器输入情况，并输出表征功率变换器输入电压掉电的掉电信号，控制单元会依据掉电信号控制开关元件导通，并控制旁路开关关断，由阻性元件和开关元件消耗电容中的能量。本实用新型能简化电路，提高开关电源的轻载效率。

Description

一种电容放电电路及开关电源

技术领域

本实用新型涉及电磁兼容技术，特别涉及电容放电即开关电源。

背景技术

为了满足电磁兼容的相关要求，在设计开关电源时，输入端会增加滤波器线路，该滤波线路中会含有跨接在输入端火线(L线)和零线(N线)之间的电容，该电容被称之为X电容，在输入接入时，X电容会被充电，而在拔掉输入时电源插头带电，从而容易引起设备电击风险而危及人生安全。根据《信息技术设备的安全》要求中的规定，输入断电后，输入端电容上的电压需要在1s内衰减到初始值的37％，为了满足《信息技术设备的安全》对电容放电的规定要求，目前常用的方法是在X电容两端并联放电电阻，电阻电容的时间常数小于规定值。图1为上述现有技术中的在X电容两端并联放电电阻的电路示意图。如图1所示，X电容1、放电电阻2与变换模组3依次耦接，并且X电容1并接在交流电源输入端的L线(火线)和N线(零线)之间。输入断电后，放电电阻2会对X电容1进行放电，以便满足安全要求。

然而，并联在电路中的放电电阻2在输入电源接通时，会一直消耗能量产生功率损耗，这会造成设备在空载或待机情况下的损耗增大，尤其是输入电压较高时放电电阻的损耗变得更大。随着轻载效率要求的不断提高，以及更高的整机效率要求，减小X电容放电所造成的损耗变得越来越重要。

图2为公开号为CN103219877B、名称为《一种电容放电电路及变换器》的中国专利文献提供的一种X电容放电方案。如图2所示，其中的变换器包括：连接于交流输入端火线和零线间的电容2、与电容相耦接且至少包括一储能元件的变换模组1、与电容2和变换模组1中的储能元件相耦接的能量转移单元、用于检测交流电源的通断并产生一AC掉电信号的AC掉电检测单元4以及控制单元5，其中，能量转移单元包括一开关器件；当所述AC掉电检测单元4检测到交流电源断接后，输出的AC掉电信号触发控制单元5增大开关器件的驱动信号占空比，从而升高储能元件两端的电压来实现对电容2的放电，即加大控制能量转移单元工作以将存储于电容2中的能量转到变换模组1中的储能元件中。

图3为该发明的一个具体的实施例(对应该专利的图10)，图3的工作原理为：AC输入正常时，线路按原设计工作；当输入断接时，AC掉电检测单元4输出的AC掉电信号触发控制单元5增大开关器件的驱动信号占空比，即加大控制能量转移单元(反激线路)工作以将存储于电容2中的能量转到变换模组中的储能元件中(抬高了输出电压)。

该发明不再使用放电电阻对电容2进行放电，提高了轻载的效率，但在放电时会抬高变换模组的输出电压，不太适用于对输出电压精度要求高的场景。

图4为公开号为CN103219878B、名称为《一种电容放电电路及功率变换器》的中国专利文献提供的一种X电容放电方案。如图4所示，其中的功率变换器包括：连接于交流输入端火线和零线间的电容2、连接于电容2两端的变换模组1、用于检测交流输入通断的AC掉电检测单元4以及控制单元5，其中，该变换模组1至少包括一能量消耗单元，该能量消耗单元至少包括一开关元件；当AC掉电检测单元4检测到交流输入断接后，AC掉电信号干预控制单元5输出一开关导通信号来降低所述开关元件的驱动电压以控制变换模组1中的能量消耗单元的开关元件工作于饱和区，以将存储于电容2中的能量消耗掉。

图5为该发明的一个具体的实施例，图5的工作原理为：AC输入正常时，线路按原设计工作；当AC掉电检测单元检测到输入断接时，其输出的AC掉电信号干预控制单元，控制单元降低PFC线路中的开关元件S1的驱动电压，使其工作在饱和区，其相当于一个阻值较大的电阻，即为能量消耗单元，以将存储于电容2中的能量消耗掉。

该发明同样不再使用放电电阻对电容2进行放电，提高了轻载的效率，但放电时需要降低开关管的驱动电压，使其作为一个较大阻值的电阻来消耗电容2中的能量，需要增加额外降低驱动电压的线路，控制设计难度较大，并且在放电过程中如果电容2重新上电，容易出现开关管热损坏。

实用新型内容

有鉴如此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种电容放电电路及开关电源，至少在一定程度上能解决上述现有技术存在的不足。

作为本实用新型的第一个方面，所提供的电容放电电路的实施例技术方案如下：

一种电容放电电路，所述电容连接于功率变换器的第一输入端和第二输入端之间；所述功率变换器包括功率转换单元和防冲击电流单元；所述功率转换单元至少包括一开关元件；所述防冲击电流单元用于防护所述功率变换器的输入电流冲击，至少包括并联连接的阻性元件和旁路开关；其中：

所述电容放电电路包括掉电检测单元、控制单元、所述开关元件和所述防冲击电流单元；所述掉电检测单元的检测端用于连接所述功率变换器的输入回路、输出端连接所述控制单元的输入端；所述控制单元的第一输出端用于连接所述开关元件的控制端、第二输出端用于连接所述旁路开关的控制端；

所述功率变换器工作时，所述掉电检测单元会检测所述功率变换器输入情况，并输出表征所述功率变换器输入电压掉电的掉电信号，所述控制单元会依据所述掉电信号控制所述开关元件导通，并控制所述旁路开关关断，由所述阻性元件和所述开关元件消耗所述电容中的能量。

进一步地，所述掉电检测单元包括输入电压整理电路和比较控制电路；所述输入电压整理电路的第一输入端用于耦接所述功率变换器的第一输入端，所述输入电压整理电路的第二输入端用于耦接所述功率变换器的第二输入端，所述输入电压整理电路用于将所述功率变换器的输入电压进行变换整理，以产生电压采样信号；所述比较控制电路的输入端与所述输入电压整理电路的输出端相连，用于将所述电压采样信号与基准电压进行比较，使得当所述功率变换器的输入电压掉电时所述比较控制电路的输出端会送出一掉电信号。

优选地，所述输入电压整理电路包括电阻R200、电阻R201、电阻R202、电阻R203、电阻R204、二极管D200和电容C200，所述电阻R200一端为所述输入电压整理电路的第一输入端，所述电阻R200另一端和所述电阻R201一端同时连接所述电阻R202一端，所述电阻R201另一端为所述输入电压整理电路的第二输入端，所述电阻R202另一端连接所述二极管D200的阳极，所述D200的阴极同时连接所述电阻R203一端和所述电阻R204一端，所述电阻R204另一端和所述电容C200一端连接在一起为所述输入电压整理电路的输出端，用于输出所述电压采样信号，所述电阻R203另一端和所述电容C200另一端连接在一起用于接地。

优选地，所述比较控制电路包括电阻R205、电阻R206、电阻R207、电阻R208、电阻R209、比较器U200、MOS管Q200和MOS管Q201；所述电阻R205一端为所述比较控制电路的输入端，所述电阻R205另一端连接所述比较器U200的同相输入端，所述电阻R206一端用于输入所述基准电压，所述电阻R206另一端和所述电阻R209一端连接在一起后连接所述比较器U200的反相输入端，所述电阻R209另一端连接所述MOS管Q200的漏极，所述电阻R207一端和所述电阻R208一端连接在一起后用于输入供电电压，所述电阻R207另一端、所述MOS管Q200的栅极和所述MOS管Q201的栅极连接在一起后连接所述比较器U200的输出端，所述电阻R208另一端和所述述MOS管Q201的漏极连接在一起后为所述比较控制电路的输出端，所述MOS管Q200的源极和所述MOS管Q201的源极连接在一起后用于接地。

进一步地，所述掉电检测单元包括输入电压整理电路和检测计算电路；所述输入电压整理电路的第一输入端用于耦接所述功率变换器的第一输入端，所述输入电压整理电路的第二输入端用于耦接所述功率变换器的第二输入端，所述输入电压整理电路用于将所述功率变换器的输入电压进行变换整理，以产生电压采样信号；所述检测计算电路的输入端与所述输入电压整理电路的输出端相连，用于将所述电压采样信号进行计算处理，使得当所述功率变换器的输入电压掉电时所述检测计算电路的输出端会送出一掉电信号。

优选地，所述输入电压整理电路包括电阻R200、电阻R201、电阻R202、电阻R203、电阻R204、二极管D200和电容C200，所述电阻R200一端为所述输入电压整理电路的第一输入端，所述电阻R200另一端和所述电阻R201一端同时连接所述电阻R202一端，所述电阻R201另一端为所述输入电压整理电路的第二输入端，所述电阻R202另一端连接所述二极管D200的阳极，所述D200的阴极同时连接所述电阻R203一端和所述电阻R204一端，所述电阻R204另一端和所述电容C200一端连接在一起为所述输入电压整理电路的输出端，用于输出所述电压采样信号，所述电阻R203另一端和所述电容C200另一端连接在一起用于接地。

优选地，所述检测计算电路为单片机芯片GD32F330RBT6或数字芯片TMS320F2800137。

进一步地，所述控制单元包括电容放电驱动电路和功率变换器保护电路；所述电容放电驱动电路的输入端和所述功率变换器保护电路的输入端均输入所述掉电信号；所述电容放电驱动电路的输出端分别连接所述防冲击电流单元的旁路开关和所述功率转换单元的开关元件；当所述掉电检测单元输出表征所述功率变换器输入电压掉电的掉电信号时，所述功率变换器保护电路控制所述功率变换器不工作，所述电容放电驱动电路送出驱动信号控制所述功率转换单元的开关元件导通、并控制所述防冲击电流单元的旁路开关关闭，从而所述阻性元件和所述开关元件工作以消耗所述电容上的能量。

优选地，所述电容放电驱动电路为驱动芯片SGM48017；所述功率变换器保护电路512为单片机芯片GD32F330RBT6或数字芯片TMS320F2800137。

作为本实用新型的第二个方面，所提供的开关电源的实施例技术方案如下：

一种开关电源，包括功率变换器和电容，所述电容连接于功率变换器的第一输入端和第二输入端之间；所述功率变换器包括功率转换单元和防冲击电流单元；所述功率转换单元至少包括一开关元件；所述防冲击电流单元用于防护所述功率变换器的输入电流冲击，至少包括并联连接的阻性元件和旁路开关；其中：所述开关电源还包括上述第一个方面中任一项所述电容放电电路。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型实施例的电容放电电路复用功率变换器中防冲击电流单元的阻性元件和功率转换单元的开关元件作为消耗单元，省去了并接在输入电容两端的放电电阻，当功率变换器输入电压掉电时，控制单元会依据掉电信号控制开关元件导通，并控制防冲击电流单元的旁路开关关断，由防冲击电流单元的阻性元件和功率转换单元的开关元件消耗输入电容中的能量，由于元器件复用，因此本实用新型简化了电路，能有效提高轻载效率。

2.本实用新型实施例的电容放电电路掉电时不会影响反馈电压的控制，从而放电时不会影响功率变换器的输出电压控制，相较于CN103219877B文献中的电容放电方案掉电时会影响反馈电压的控制，本实用新型可用于对输出电压精度要求高的场景。

3.本实用新型实施例的电容放电时的消耗单元除了功率转换单元的开关元件，还包括防冲击电流单元的阻性元件，放电时开关管的驱动电压幅值与正常工作时一致，相较于CN103219878B文献中的电容放电方案，降低了控制的设计难度，并且提高了放电功能的可靠性。

附图说明

图1是现有技术方案的电路示意图；

图2是CN103219877B技术方案的电路结构示意图；

图3是CN103219877B技术方案的一具体实施例电路示意图；

图4是CN103219878B技术方案的电路结构示意图；

图5是CN103219878B技术方案的一具体实施例电路示意图；

图6是本实用新型第一实施例的电容放电电路结构示意图；

图7是图6中的掉电检测单元的第一种电路图；

图8是图6中的掉电检测单元的第二种电路图；

图9是图6中的控制单元的第一种电路图；

图10是本实用新型第二实施例的开关电源的第一种具体的示意图；

图11是图10的第一种等同替换；

图12是图10的第二种等同替换；

图13是图10的电路图部分细化后的一种具体电路图；

图14是图13正半周电容放电路径示意图；

图15是图13负半周电容放电路径示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中描述的术语“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，包含了一系列元器件、单元电路或控制时序不必限于清楚地列出的那些元器件、单元电路或控制时序，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些电路固有的元器件、单元电路或控制时序。

另外，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应该理解的是，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件；当描述有步骤接续至另一步骤时，该步骤可直接接续至该另一步骤，或者通过第三步骤接续至该另一步骤。

第一实施例

本实施例提供的为一种电容放电电路，图6是本发明实用新型第一实施例的电容放电电路结构示意图。

请参见图6，其中的电容1连接于功率变换器31的第一输入端和第二输入端之间；功率变换器31包括功率转换单元312和防冲击电流单元311；功率转换单元312至少包括一开关元件；防冲击电流单元311用于防护功率变换器31的输入电流冲击，至少包括并联连接的阻性元件和旁路开关。

请继续参见图6，其中的电容放电电路包括掉电检测单元、控制单元、开关元件和防冲击电流单元311；掉电检测单元的检测端用于连接功率变换器31的输入回路、输出端连接控制单元的输入端；控制单元的输出端包括两个，第一输出端用于连接开关元件的控制端、第二输出端用于连接所述旁路开关的控制端。

功率变换器31工作时，掉电检测单元会检测功率变换器31输入情况，并输出表征功率变换器31输入电压掉电的掉电信号，控制单元会依据掉电信号控制开关元件导通，并控制旁路开关关断，由阻性元件和开关元件消耗电容中的能量。

本实施例的电容放电电路复用功率变换器中防冲击电流单元的阻性元件和功率转换单元的开关元件作为消耗单元，省去了并接在输入电容两端的放电电阻，当功率变换器输入电压掉电时，控制单元会依据掉电信号控制开关元件导通，并控制防冲击电流单元的旁路开关关断，由防冲击电流单元的阻性元件和功率转换单元的开关元件消耗输入电容中的能量，由于元器件复用，因此本实用新型简化了电路，能有效提高轻载效率。

本实用新型的电容放电电路掉电时不会影响反馈电压的控制，从而放电时不会影响功率变换器的输出电压控制，相较于CN103219877B文献中的电容放电方案掉电时会影响反馈电压的控制，本实用新型可用于对输出电压精度要求高的场景。

本实用新型消耗单元除了功率转换单元的开关元件，还包括防冲击电流单元的阻性元件，放电时开关管的驱动电压幅值与正常工作时一致，相较于CN103219878B文献中的电容放电方案，降低了控制的设计难度，并且提高了放电功能的可靠性。

图7是图6中的掉电检测单元的第一种电路图，请参见图7，其中的掉电检测单元包括输入电压整理电路411和比较控制电路412；输入电压整理电路411的第一输入端用于耦接功率变换器的第一输入端，输入电压整理电路411的第二输入端用于耦接功率变换器的第二输入端，输入电压整理电路411用于将功率变换器的输入电压进行变换整理，以产生电压采样信号A；比较控制电路412的输入端与输入电压整理电路411的输出端相连，用于将电压采样信号A与基准电压Vref进行比较，使得当功率变换器的输入电压掉电时比较控制电路412的输出端会送出一掉电信号Vdrop。

请继续参见图7，其中，输入电压整理电路411包括电阻R200、电阻R201、电阻R202、电阻R203、电阻R204、二极管D200和电容C200，电阻R200一端为输入电压整理电路的第一输入端，电阻R200另一端和电阻R201一端同时连接电阻R202一端，电阻R201另一端为输入电压整理电路的第二输入端，电阻R202另一端连接二极管D200的阳极，D200的阴极同时连接电阻R203一端和电阻R204一端，电阻R204另一端和电容C200一端连接在一起为输入电压整理电路的输出端，用于输出电压采样信号A，电阻R203另一端和电容C200另一端连接在一起用于接地。

请继续参见图7，其中，比较控制电路412包括电阻R205、电阻R206、电阻R207、电阻R208、电阻R209、比较器U200、MOS管Q200和MOS管Q201；电阻R205一端为比较控制电路的输入端，电阻R205另一端连接比较器U200的同相输入端，电阻R206一端用于输入基准电压，电阻R206另一端和电阻R209一端连接在一起后连接比较器U200的反相输入端，电阻R209另一端连接MOS管Q200的漏极，电阻R207一端和电阻R208一端连接在一起后用于输入供电电压，电阻R207另一端、MOS管Q200的栅极和MOS管Q201的栅极连接在一起后连接比较器U200的输出端，电阻R208另一端和MOS管Q201的漏极连接在一起后为比较控制电路的输出端，MOS管Q200的源极和MOS管Q201的源极连接在一起后用于接地。

图7具体工作原理如下：

当功率变换器的输入电压正常接入时：输入电压经过电阻R200、电阻R201、电阻R202、电阻R203和二极管D200整流分压，再经过电阻R204、电容C200滤波后得到电压采样信号A，电压采样信号A为比较器U200的同相输入端输入信号，该电压采样信号A比比较器U200的反相端基准电压Vref高，比较器U200的输出为高并控制MOS管Q201导通，比较控制电路412的输出端输出的为正常的低电压，同时比较器U200反相输入端电压会因MOS管Q200导通、电阻R206和电阻R209分压而变低为Vref*R209/(R206+R209)，功率变换器按原设计工作；

当功率变换器的输入电压掉电时：电压采样信号A开始降低，当降低到比比较器U200反相输入端电压Vref*R209/(R206+R209)低时即判定输入电压掉电，比较器U200输出为低，比较控制电路412的输出端输出的为异常的高电压，该异常的高电压为表征功率变换器输入电压掉电的掉电信号Vdrop，当控制单元检测到掉电信号Vdrop为高后控制旁路开关关断，开关元件导通，阻性元件和开关元件工作以消耗电容上的能量。

图8是图6中的掉电检测单元的第二种电路图，请参见图8，与图7不同之处在于，将其中的比较控制电路412替换为检测计算电路413；检测计算电路413的输入端与输入电压整理电路411的输出端相连，用于将电压采样信号A进行计算处理，使得当功率变换器的输入电压掉电时检测计算电路413的输出端会送出一掉电信号Vdrop。请参见图8，具体工作原理如下：

当功率变换器的输入电压正常接入时：A为经滤波后的电压采样信号，检测计算电路413对该电压采样信号进行检测计算并得出输入电压正常，检测计算电路413送出的为正常的低电压，功率变换器按原设计工作；

当功率变换器的输入电压掉电时：电压采样信号A随输入电压掉电变低，检测计算电路413对该电压采样信号进行检测计算，当检测到该电压采样信号低于预设值即判定输入电压掉电，并送出异常的高电压，该异常的高电压为表征功率变换器输入电压掉电的掉电信号Vdrop，当控制单元检测到掉电信号Vdrop为高后控制旁路开关关断，开关元件导通，阻性元件和开关元件工作以消耗电容上的能量。

作为选择，检测计算电路413可以为单片机芯片GD32F330RBT6、数字芯片TMS320F2800137，但不限于此。

需说明的是，输入电压整理电路411不应受限限于图7和图8的举例线路，实际应用中可进行相应调整来实现电压整理，如输入L、N电压分别接二极管整流后再进行分压，L、N电压整理后分别送到检测计算电路413进行检测计算等。

图9是图6中的控制单元的第一种电路图，请参见图9，其中的控制单元包括电容放电驱动电路511和功率变换器保护电路512；电容放电驱动电路511的输入端和功率变换器保护电路512的输入端均输入掉电信号Vdrop；电容放电驱动电路511的输出端分别连接防冲击电流单元311的旁路开关和功率转换单元312的开关元件；当掉电检测单元输出表征功率变换器输入电压掉电的掉电信号时，功率变换器保护电路512控制功率变换器不工作，电容放电驱动电路511送出驱动信号控制功率转换单元的开关元件导通、并控制防冲击电流单元的旁路开关关闭，从而阻性元件和开关元件工作以消耗电容上的能量。

作为选择，电容放电驱动电路511可以为驱动芯片SGM48017，功率变换器保护电路512可以为单片机芯片GD32F330RBT6或者数字芯片TMS320F2800137，但不限于此。

第二实施例

本实施例提供的为一种开关电源，包括功率变换器31和电容1，电容1连接于功率变换器31的第一输入端和第二输入端之间；功率变换器31包括功率转换单元312和防冲击电流单元311；功率转换单元312至少包括一开关元件；防冲击电流单元311用于防护功率变换器31的输入电流冲击，至少包括并联连接的阻性元件和旁路开关；其中：开关电源还包括上述第一实施例中任一项电容放电电路。

本实施例的开关电源由于包括上述第一实施例中任一项电容放电电路，因此能简化电路、提高轻载效率、应用于对输出电压精度要求高的场景，并能提高放电功能的可靠性。

本实施例功率变换器工作时，如果掉电检测单元没有输出掉电信号，控制单元按原有的设计方法控制开关元件正常工作，并控制旁路开关按原有的设计方法关断或闭合。此工况下控制旁路开关关断能避免防冲击电流单元中的阻性元件持续消耗能量，降低开关电源的效率。

需要说明的是，本实施例的开关电源可以是交流输入，也可以是直流输入。

图10是本实用新型第二实施例的开关电源的第一种具体的示意图，请参见图10，与图6不同之处在于：功率变换器31包括串接的防冲击电流单元311、桥式整流单元313和功率转换单元312。

图11是图10的第一种等同替换、图12是图10的第二种等同替换，与图10的主要差异为防冲击电流单元311的位置在输入的火线或零线上，以及在桥式整流单元313前或后，此外图10、图11和图12也可以去掉桥式整流单元313，无论如何设置防冲击电流单元311的连接关系，或者是否设置桥式整流单元313，只要功率变换器31掉电时，阻性元件和开关元件能与电容形成放电回路消耗电容中的能量即可实现本实用新型的目的。

图13是图10的电路图部分细化后的一种具体电路图、图14是图13正半周电容放电路径示意图、图15是图13负半周电容放电路径示意图；其中旁路开关K100和阻性元件R100组成防冲击电流单元311，D100为桥式整流单元(可为整流桥或可控硅等可实现整流的器件)，电感L100、MOS管Q100、二极管D101、电容C100组成功率转换单元312，MOS管Q100为功率转换单元312中的开关元件。

开关电源输入正常时，阻性元件R100被旁路开关K100旁路，变换模组按正常设计实现功率转换，电流路径如下：

正半周MOS管Q100导通，电流路径为：输入火线L→旁路开关K100→桥式整流单元D100→电感L100→MOS管Q100→桥式整流单元D100→输入零线N；

正半周MOS管Q100关断，电流路径为：输入火线L→旁路开关K100→桥式整流单元D100→电感L100→二极管D101→电容C100→桥式整流单元D100→输入零线N；

负半周MOS管Q100导通，电流路径为：输入零线N→桥式整流单元D100→电感L100→MOS管Q100→桥式整流单元D100→旁路开关K100→输入火线L；

负半周MOS管Q100关断，电流路径为：输入零线N→桥式整流单元D100→电感L100→二极管D101→电容C100→桥式整流单元D100→旁路开关K100→输入火线L。

当开关电源输入电压掉电时，掉电检测单元检测到输入电压掉电，送出掉电信号给控制单元，控制单元控制旁路开关K100断开、开关元件MOS管Q100导通，即控制能量消耗单元(阻性元件R100和开关单元Q100)工作来消耗X电容上的能量，电流路径如下：

正半周：输入火线L→阻性元件R100→桥式整流单元D100→电感L100→MOS管Q100→桥式整流单元D100→输入零线N；

负半周：输入零线N→桥式整流单元D100→电感L100→MOS管Q100→桥式整流单元D100→阻性元件R100→输入火线L。

需要说明的是，本实用新型的发明构思在于电容放电电路复用功率变换器中防冲击电流单元的阻性元件和功率转换单元的开关元件作为消耗单元，省去并接在输入电容两端的放电电阻，当功率变换器输入电压掉电时，控制单元会依据掉电信号控制开关元件导通，并控制防冲击电流单元的旁路开关关断，由防冲击电流单元的阻性元件和功率转换单元的开关元件消耗输入电容中的能量，由于元器件复用，因此本实用新型简化了电路，能有效提高轻载效率，图10、图11、图12、图13的具体电路结构不应当构成对本实施例开关电源电路结构的限制，本实施例开关电源电路结构中功率变换器31采用何种拓扑、防冲击电流单元311的位置如何设计、是否设置桥式整流单元，以及是否设置其它的保护电路等，本领域的技术人员可以根据具体需求进行设计，本实施例的开关电源不做限制。

需要说明的是，以上仅是本实用新型的优选实施例，应当指出的是，上述优选实施例不应视为对本实用新型的限制，还应认识到，本实用新型可应用于其它更为广泛的范围中。按照本实用新型的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述发明构思的前提下，本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，这些修改、替换或变更均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电容放电电路，所述电容连接于功率变换器的第一输入端和第二输入端之间；所述功率变换器包括功率转换单元和防冲击电流单元；所述功率转换单元至少包括一开关元件；所述防冲击电流单元用于防护所述功率变换器的输入电流冲击，至少包括并联连接的阻性元件和旁路开关；其特征在于：

所述电容放电电路包括掉电检测单元、控制单元、所述开关元件和所述防冲击电流单元；所述掉电检测单元的检测端用于连接所述功率变换器的输入回路、输出端连接所述控制单元的输入端；所述控制单元的第一输出端用于连接所述开关元件的控制端、第二输出端用于连接所述旁路开关的控制端；

所述功率变换器工作时，所述掉电检测单元会检测所述功率变换器输入情况，并输出表征所述功率变换器输入电压掉电的掉电信号，所述控制单元会依据所述掉电信号控制所述开关元件导通，并控制所述旁路开关关断，由所述阻性元件和所述开关元件消耗所述电容中的能量。

2.根据权利要求1所述电容放电电路，其特征在于：所述掉电检测单元包括输入电压整理电路和比较控制电路；所述输入电压整理电路的第一输入端用于耦接所述功率变换器的第一输入端，所述输入电压整理电路的第二输入端用于耦接所述功率变换器的第二输入端，所述输入电压整理电路用于将所述功率变换器的输入电压进行变换整理，以产生电压采样信号；所述比较控制电路的输入端与所述输入电压整理电路的输出端相连，用于将所述电压采样信号与基准电压进行比较，使得当所述功率变换器的输入电压掉电时所述比较控制电路的输出端会送出一掉电信号。

3.根据权利要求2所述电容放电电路，其特征在于：所述输入电压整理电路包括电阻R200、电阻R201、电阻R202、电阻R203、电阻R204、二极管D200和电容C200，所述电阻R200一端为所述输入电压整理电路的第一输入端，所述电阻R200另一端和所述电阻R201一端同时连接所述电阻R202一端，所述电阻R201另一端为所述输入电压整理电路的第二输入端，所述电阻R202另一端连接所述二极管D200的阳极，所述D200的阴极同时连接所述电阻R203一端和所述电阻R204一端，所述电阻R204另一端和所述电容C200一端连接在一起为所述输入电压整理电路的输出端，用于输出所述电压采样信号，所述电阻R203另一端和所述电容C200另一端连接在一起用于接地。

4.根据权利要求2所述电容放电电路，其特征在于：所述比较控制电路包括电阻R205、电阻R206、电阻R207、电阻R208、电阻R209、比较器U200、MOS管Q200和MOS管Q201；所述电阻R205一端为所述比较控制电路的输入端，所述电阻R205另一端连接所述比较器U200的同相输入端，所述电阻R206一端用于输入所述基准电压，所述电阻R206另一端和所述电阻R209一端连接在一起后连接所述比较器U200的反相输入端，所述电阻R209另一端连接所述MOS管Q200的漏极，所述电阻R207一端和所述电阻R208一端连接在一起后用于输入供电电压，所述电阻R207另一端、所述MOS管Q200的栅极和所述MOS管Q201的栅极连接在一起后连接所述比较器U200的输出端，所述电阻R208另一端和所述述MOS管Q201的漏极连接在一起后为所述比较控制电路的输出端，所述MOS管Q200的源极和所述MOS管Q201的源极连接在一起后用于接地。

5.根据权利要求1所述电容放电电路，其特征在于：所述掉电检测单元包括输入电压整理电路和检测计算电路；所述输入电压整理电路的第一输入端用于耦接所述功率变换器的第一输入端，所述输入电压整理电路的第二输入端用于耦接所述功率变换器的第二输入端，所述输入电压整理电路用于将所述功率变换器的输入电压进行变换整理，以产生电压采样信号；所述检测计算电路的输入端与所述输入电压整理电路的输出端相连，用于将所述电压采样信号进行计算处理，使得当所述功率变换器的输入电压掉电时所述检测计算电路的输出端会送出一掉电信号。

6.根据权利要求5所述电容放电电路，其特征在于：所述输入电压整理电路包括电阻R200、电阻R201、电阻R202、电阻R203、电阻R204、二极管D200和电容C200，所述电阻R200一端为所述输入电压整理电路的第一输入端，所述电阻R200另一端和所述电阻R201一端同时连接所述电阻R202一端，所述电阻R201另一端为所述输入电压整理电路的第二输入端，所述电阻R202另一端连接所述二极管D200的阳极，所述D200的阴极同时连接所述电阻R203一端和所述电阻R204一端，所述电阻R204另一端和所述电容C200一端连接在一起为所述输入电压整理电路的输出端，用于输出所述电压采样信号，所述电阻R203另一端和所述电容C200另一端连接在一起用于接地。

7.根据权利要求5所述电容放电电路，其特征在于：所述检测计算电路为单片机芯片GD32F330RBT6或数字芯片TMS320F2800137。

8.根据权利要求1所述电容放电电路，其特征在于：所述控制单元包括电容放电驱动电路和功率变换器保护电路；所述电容放电驱动电路的输入端和所述功率变换器保护电路的输入端均输入所述掉电信号；所述电容放电驱动电路的输出端分别连接所述防冲击电流单元的旁路开关和所述功率转换单元的开关元件；当所述掉电检测单元输出表征所述功率变换器输入电压掉电的掉电信号时，所述功率变换器保护电路控制所述功率变换器不工作，所述电容放电驱动电路送出驱动信号控制所述功率转换单元的开关元件导通、并控制所述防冲击电流单元的旁路开关关闭，从而所述阻性元件和所述开关元件工作以消耗所述电容上的能量。

9.根据权利要求8所述电容放电电路，其特征在于：所述电容放电驱动电路为驱动芯片SGM48017；所述功率变换器保护电路512为单片机芯片GD32F330RBT6或数字芯片TMS320F2800137。

10.一种开关电源，包括功率变换器和电容，所述电容连接于功率变换器的第一输入端和第二输入端之间；所述功率变换器包括功率转换单元和防冲击电流单元；所述功率转换单元至少包括一开关元件；所述防冲击电流单元用于防护所述功率变换器的输入电流冲击，至少包括并联连接的阻性元件和旁路开关；其特征在于：所述开关电源还包括权利要求1至9任一项所述电容放电电路。