DE202010017938U1

DE202010017938U1 - Ein Gerät zum Implementieren einer Leistungswandlereingangsanschlussspannungsentladeschaltung

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Publication number: DE202010017938U1
Application number: DE202010017938U
Authority: DE
Original assignee: Power Integrations Inc
Current assignee: Power Integrations Inc
Priority date: 2009-07-31
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2020-07-30
Also published as: JP5977920B2; EP2592737B1; EP2592738A3; EP2592738B1; EP2592737A3; CN101989810A; US20150256059A1; CN104242631A; EP2299571B1; US8624562B2; EP2299571A1; US20190074762A1; US20170302156A1; US20140097803A1; CN101989810B; EP2592738A2; EP2592737A2; US10608525B2; US10153687B2; JP2011036124A

Abstract

Entladeschaltung (104, 204, 504) umfassend:
eine Steuerschaltung ausgelegt um an einen Eingang eines Leistungsversorgungssystems gekoppelt zu werden, wobei die Steuerschaltung dafür ausgelegt ist, zu detektieren, ob eine elektrische Energiequelle an einen Eingang des Leistungsversorgungssystems gekoppelt ist; und
einen Wechselstromschalter (130, 230, 530), der an die Steuerschaltung gekoppelt ist und dafür ausgelegt ist, an den Eingang des Leistungsversorgungssystems gekoppelt zu werden,
wobei die Steuerschaltung ausgelegt ist, den Wechselstromschalter in einem ersten Betriebsmodus zu betreiben wenn die elektrische Energiequelle an den Eingang des Leistungsversorgungssystems gekoppelt ist,
wobei die Steuerschaltung ausgelegt ist, den Wechselstromschalter in einem zweiten Betriebsmodus zu betreiben wenn die elektrische Energiequelle von dem Eingang des Leistungsversorgungssystems abgekoppelt ist,
wobei die Steuerschaltung ausgelegt ist, eine Kapazität, die zwischen Eingangs-Anschlüssen (120, 140, 220, 240) des Eingangs des Leistungsversorgungssystems durch den Wechselstromschalter auf eine Schellspannung zu entladen in weniger als einer vorbestimmten Zeitspanne wenn die elektrische Energiequelle von...

Description

HINTERGRUND
Gebiet der Offenbarung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Schaltungen, die zwischen Eingangs-Anschlüssen eines Leistungssystems vorhandene Kapazität entladen, wenn eine elektrische Energiequelle von den Leistungssystem-Eingangs-Anschlüssen getrennt ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Schaltungen, die EMI-Filter-Kondensatoren entladen, die über den Eingang von Leistungssystemen gekoppelt sind, wenn eine Quelle von Wechselstromspannung von den Leistungssystem-Eingangs-Anschlüssen getrennt ist.
Stand der Technik
Leistungssysteme können für eine Vielzahl von Zwecken und Anwendungen verwendet werden. Beispielleistungssysteme beinhalten Leistungswandler, in denen die Eingangs- und Ausgangsleistung elektrisch ist, wie Leistungsversorgungen. Andere Beispielleistungssysteme beinhalten Leistungswandler, in denen die Eingangsleistung elektrisch ist und die Ausgangsleistung vor allem mechanisch ist, wie Motorsteuerungssysteme. Leistungswandler sind in der Regel an eine Quelle elektrischer Energie gekoppelt, die eine Spannung über die Eingangs-Anschlüsse des Leistungswandlers anwendet. Diese Quelle elektrischer Energie kann eine Gleichstrom- oder Wechselstromquelle sein. Eine Kategorie von Leistungswandlern sind getaktete Leistungswandler.
Getaktete Leistungswandler erzeugen während ihres Betriebs elektromagnetische Interferenz (EMI). Getaktete Leistungswandler beinhalten deshalb EMI-Filter, die ausgelegt sind, um das Ausmaß von EMI, die an die Quelle elektrischer Energie gekoppelt ist, auf akzeptable Pegel zu reduzieren. Viele EMI-Filter beinhalten Kondensatoren, die über die Eingangs-Anschlüsse des Leistungswandlers gekoppelt sind. In Fällen, in denen die elektrische Energiequelle eine Wechselstromquelle ist, können diese Kondensatoren sicherheitsbewertete Kondensatoren wie X-Kondensatoren sein, die bewertet sind, um eine direkte Verbindung über eine elektrische Wechselstrom-Energiequelle vor einer beliebigen Eingangssicherung des Leistungswandlers zu ermöglichen. Das robuste Wesen dieser X-Kondensatoren ermöglicht, dass sie ungeachtet der Position der Eingangssicherung des Leistungswandlers direkt über die Wechselstromleitung verwendet werden.
Wenn die Quelle elektrischer Energie getrennt ist, kann der X-Kondensator bei einer hohen Spannung aufgeladen bleiben. Falls der Wert des X-Kondensators groß genug ist, kann die auf diesem Kondensator gespeicherte Energie ein Sicherheitsrisiko für jeden bedeuten, der die Eingangs-Anschlüsse des Leistungswandlers berührt, nachdem die Quelle elektrischer Energie getrennt worden ist. Internationale Sicherheitsstandards schreiben deshalb in der Regel vor, dass, falls die gesamte EMI-Filter-Kapazität über einem Schwellwert (in der Regel 0,1 μF) hegt, die Spannung über die Eingangs-Anschlüsse der Leistungsversorgung auf einen sicheren Wert innerhalb einer spezifischen Zeitspanne reduziert werden muss. In der Regel wird dieses Erfordernis durch permanentes Verbinden eines oder mehrerer Widerstände über die X-Kondensator-Anschlüsse erfüllt. Internationale Sicherheitsstandards wie zum Beispiel EN60950-1 schreiben vor, dass die Zeitkonstante der X-Kondensator-Kapazität und des gesamten Widerstands, der über den X-Kondensator gekoppelt ist, weniger als oder gleich 1 Sekunde ist.
Bestehende Widerstandsentladeschaltungen des oben beschriebenen Typs sind kostengünstig und robust, haben aber im Widerstand ständig eine Verlustleistung, wenn die Quelle elektrischer Energie mit den Eingangs-Anschlüssen des Leistungssystems verbunden ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es werden nicht begrenzende und nicht ausschließliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den folgenden Figuren beschrieben, wobei sich gleiche Bezugszeichen in allen der verschiedenen Ansichten auf gleiche Teile beziehen, sofern nicht anders angegeben.
1 ist ein Schema, das allgemein einen Beispielleistungswandler, der eine Entladeschaltung zum Entladen einer Kapazität zwischen Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen nutzt, wenn eine Quelle elektrischer Energie von den Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen getrennt ist, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
2 zeigt ein Beispiel für ein Blockdiagramm einer Entladeschaltung zum Entladen einer Kapazität zwischen Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen, wenn eine Quelle elektrischer Energie von den Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen getrennt ist, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt Wellenformen, die mit einer Beispielentladeschaltung zum Entladen einer Kapazität zwischen Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen assoziiert sind, wenn eine Quelle elektrischer Energie von den Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen getrennt ist, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt weitere Wellenformen, die mit einer Beispielentladeschaltung zum Entladen einer Kapazität zwischen Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen assoziiert sind, wenn eine Quelle elektrischer Energie von den Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen getrennt ist, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein Schema, das ein Beispiel für eine Entladeschaltung zum Entladen einer Kapazität zwischen Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen, wenn eine Quelle elektrischer Energie von den Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen getrennt ist, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispielverfahren für ein Gerät zum Entladen einer Kapazität zwischen Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen, wenn eine Quelle elektrischer Energie von den Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen getrennt ist, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
7 ist ein Beispielschaltungsschema einer Leistungswandlerschaltung, die eine Steuerschaltung nutzt, die gekoppelt ist, um einen Schalter in einem ersten Betriebsmodus, wenn eine Quelle elektrischer Energie an die Leistungswandler-Eingangs-Anschlüsse gekoppelt ist, und einem zweiten Betriebsmodus, wenn die Quelle elektrischer Energie von den Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen abgekoppelt ist, zu betreiben, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein anderes Beispielschaltungsschema einer Leistungswandlerschaltung, die eine Steuerschaltung nutzt, die gekoppelt ist, um einen Schalter in einem ersten Betriebsmodus, wenn eine Quelle elektrischer Energie an die Leistungswandler-Eingangs-Anschlüsse gekoppelt ist, und einem zweiten Betriebsmodus, wenn die Quelle elektrischer Energie von den Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen abgekoppelt ist, zu betreiben, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispielverfahren für ein Gerät zum Steuern einer Steuereinheit und eines Schalters, die in einem Leistungswandler verwendet werden, so dass während eines ersten Betriebszustands Energie von einem Eingang an einen Ausgang des Leistungswandlers übertragen wird, und wobei der Schalter während eines zweiten Betriebszustands Strom führt, ohne Energie von einem Eingang an einen Ausgang zu übertragen, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
10 ist ein Schema, das einen Beispielleistungswandler, der eine mit einer Leistungswandler-Steuerschaltung integrierte Entladeschaltung nutzt, um eine Kapazität zwischen Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen zu entladen, wenn eine Quelle elektrischer Energie von den Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen getrennt ist, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
11 ist ein Schema einer Beispielentladeschaltung zum Entladen einer Kapazität zwischen Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen, wenn eine Quelle elektrischer Energie von den Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen getrennt ist, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
12 ist ein Schema, das ein Beispielmotorsteuerungsleistungswandlersystem, das eine Entladeschaltung zum Entladen einer Kapazität zwischen Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen nutzt, wenn eine Quelle elektrischer Energie von den Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen getrennt ist, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
13 zeigt eine schematische Darstellung einer anderen Beispielentladeschaltung zum Entladen einer Kapazität zwischen Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen, wenn eine Quelle elektrischer Energie von den Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen getrennt ist, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es werden Geräte zum Implementieren einer Entladeschaltung zum Entladen einer zwischen Eingangs-Anschlüssen eines Leistungssystems bestehenden Kapazität, wenn eine Quelle elektrischer Energie von den Eingangs-Anschlüssen des Leistungssystems abgekoppelt ist, beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein eingehendes Verständnis der vorliegenden Erfindung zu gewährleisten. Es ist jedoch für den Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass das spezifische Detail nicht zur praktischen Umsetzung der vorliegenden Erfindung genutzt werden muss. In anderen Fällen wurden bekannte Materialien oder Geräte nicht detailliert beschrieben, um die Verständlichkeit der vorliegenden Erfindung nicht zu beeinträchtigen.
Eine Bezugnahme überall in dieser Beschreibung auf „eine Ausführungsform” oder „ein Beispiel” bedeutet, dass ein jeweiliges Merkmal, eine jeweilige Struktur oder eine jeweilige Eigenschaft, das oder die in Verbindung mit der Ausführungsform oder dem Beispiel beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet ist. Somit beziehen sich Vorkommnisse der Wortverbindungen „in einer Ausführungsform” oder „ein Beispiel” an verschiedenen Stellen überall in dieser Beschreibung nicht zwangsläufig alle auf dieselbe Ausführungsform oder dasselbe Beispiel. Des Weiteren können die jeweiligen Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften in einer oder mehreren Ausführungsformen oder einem oder mehreren Beispielen in beliebigen geeigneten Kombinationen und/oder Unterkombinationen kombiniert werden. Jeweilige Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften können in einer integrierten Schaltung, einer elektronischen Schaltung, einer kombinatorischen Logikschaltung oder anderen geeigneten Komponenten, welche die beschriebene Funktionalität bereitstellen, beinhaltet sein. Zusätzlich ist ersichtlich, dass die hiermit bereitgestellten Figuren dem Durchschnittsfachmann zu Erklärungszwecken dienen und dass die Zeichnungen nicht zwangsläufig maßstabgerecht gezeichnet sind.
Die typische Technik, die verwendet wird, um die EMI-Filter-Kondensatoren (oft Sicherheitskondensatoren der Kategorie X) zu entladen, die über die Eingangs-Anschlüsse von vielen Leistungssystemen wie getakteten Leistungsversorgungen oder Schaltmotorsteuerungssystemen vorkommen, ist, über die Eingangs-Anschlüsse des Leistungssystems gekoppelte Widerstände zu platzieren. Diese Widerstände werden in einer Position zum Bereitstellen eines Entladungsstromwegs für jegliche Energie gekoppelt, die weiter in den EMI-Filter-Kondensatoren gespeichert ist, nachdem eine elektrische Energie- oder elektrische Leistungsquelle von den Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen getrennt worden ist. In einem Beispiel ist die elektrische Energiequelle eine Netz-Wechselstrom-Spannungsquelle, die einen Effektivspannungspegel im Bereich von 85 bis 264 Vac aufweist.
Jedoch haben aufkommende Energieeffizienzstandards einen Bedarf an einer Lösung geschaffen, die den Leistungsverlust in diesen Entladewiderständen im Wesentlichen eliminiert, während die elektrische Energiequelle immer noch mit den Leistungssystem-Eingangs-Anschlüssen verbunden ist. Beispiele gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung stellen eine solche Lösung bereit, die den Verlust in den Entladewiderständen nahezu eliminiert, während sie ein Entladen der EMI-Filter-Kondensatoren nach Bedarf ermöglicht, wenn die Quelle elektrischer Energie von den Eingangs-Anschlüssen des Leistungssystems getrennt ist.
Verschiedene Ausführungsformen gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung werden vor allem beispielhaft unter Verwendung getakteter Leistungswandler und von Motorsteuerungsleistungssystemen beschrieben. Jedoch ist ersichtlich, dass im Allgemeinen alle Lehren gemäß den unten erörterten Lehren der vorliegenden Erfindung auf jedes an eine Quelle elektrischer Energie gekoppelte System angewendet werden können, in dem die zwischen Eingangs-Anschlüssen der Schaltung gekoppelte Kapazität ein Risiko eines elektrischen Schlags bedeutet, falls sie weiter aufgeladen ist, wenn die Quelle elektrischer Energie vom Eingang zum System abgekoppelt ist.
Zur Veranschaulichung zeigt 1 allgemein ein Schema eines Beispielleistungswandlers 100 gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung. Eine Quelle elektrischer Energie 160 stellt eine Eingangsspannung 121 bereit und ist an Eingangs-Anschlüsse 120 und 140 gekoppelt. Wie gezeigt, beinhaltet der Leistungswandler 100 eine Entladeschaltung 104, die unten detaillierter erörtert wird. Der Leistungswandler 100 beinhaltet im veranschaulichten Beispiel auch zwei Leistungswandlungsstufen. Die erste ist eine Stufe der Leistungsfaktorkorrektur (Power Factor Correction, PFC) 111 und die zweite ist eine Gleichspannungswandlungsphase 112. Im Beispiel beinhaltet die Gleichspannungsstufe 112 einen Hauptausgang 118 und einen Standby-Ausgang 119, was typisch für viele Leistungswandler in zum Beispiel Personalcomputern, Fernsehern und dergleichen ist. In einem Beispiel ist eine Baugruppe 114 einer integrierten Schaltung eine Block-Baugruppe einer integrierten Schaltung, die eine Steuereinheit 113 und Schalter 115, 116 und 117 beinhaltet, die an den Hauptausgang 118 und einen Standby-Ausgang gekoppelt sind, wie gezeigt. In einem anderen Beispiel ist ersichtlich, dass eine Steuereinheit 113 und Schalter 115, 116 und 117 in einer einzigen monolithisch integrierten Schaltung beinhaltet sein können. Die Steuereinheit 113 betreibt die Schalter 115 und 116, um einen Energiefluss an einen Hauptausgang 118 zu regeln, und die Steuereinheit 113 betreibt den Schalter 117, um einen Energiefluss an einen Standby-Ausgang 119 zu regeln. Ähnlich sind in dem Beispiel eine Steuereinheit 109 und ein Schalter 110 in einer Baugruppe 108 einer integrierten Schaltung beinhaltet. Die Steuereinheit 109 betreibt den Schalter 110, um einen Fluss von Energie an den Ausgang der PFC-Wandlungsstufe 111 zu regeln, welche den Eingang zur Gleichspannungswandlungsstufe 112 bereitstellt.
Im Beispiel von 1 ist die Entladeschaltung 104 über den Kondensator 102 gekoppelt, der in einem Beispiel einen oder mehrere X-Kondensatoren beinhaltet. In dem Beispiel ist die Leistungswandler-Eingangssicherung 105 zwischen dem Kondensator 102 und den anderen EMI-Filter-Komponenten 106 gekoppelt, die zum Beispiel eine oder mehrere übliche Modenfilterdrosseln, einen oder mehrere übliche Induktoren, einen oder mehrere übliche Y-Kondensatoren und sogar zusätzliche X-Kondensatoren beinhalten könnten. In dem Beispiel beinhaltet die Entladeschaltung 104 eine Steuerschaltung 128 und einen Schalter 130. In einem Beispiel sind eine Steuerschaltung 128 und ein Schalter 130 in einer integrierten Schaltung beinhaltet. In einem Beispiel ist ein Schalter 130 ein Wechselstromschalter, der zwei n-Kanal-MOSFETs 122 und 123 beinhaltet, wie gezeigt. Es ist ersichtlich, dass in anderen Ausführungsformen andere Wechselstromschalter, die aus zum Beispiel bipolaren Transistoren, Thyristoren, Trioden für Wechselstrom (Triacs), Dioden für Wechselströme (Diacs) oder p-Kanal-MOSFETs konstruiert sind, genutzt werden könnten, während immer noch von den Lehren der vorliegenden Erfindung profitiert wird.
In dem Beispiel ist ein Drain-Anschluss 125 eines ersten MOSFETs 122 durch einen Widerstand 101 an einen ersten Eingangs-Anschluss 120 des Leistungswandlers 100 gekoppelt. Ein Drain-Anschluss 126 eines zweiten MOSFETs 123 ist durch einen Widerstand 103 an einen zweiten Eingangs-Anschluss 140 des Leistungswandlers 100 gekoppelt, wobei die Quellen-Anschlüsse von MOSFETs 122 und 123 zusammengekoppelt sind. In einem Beispiel erfasst eine Steuereinheit 128, dass die elektrische Energiequelle 160 durch zum Beispiel Verbindungen 141 und 142 mit Eingangs-Anschlüssen 120 und 140 eines Leistungswandlers 100 verbunden ist. In einem Beispiel erfasst eine Steuerschaltung 128, dass sich die Spannung zwischen den Verbindungen 141 und 142 innerhalb einer maximalen Zeitspanne umkehrt, um zu bestimmen, dass die elektrische Energiequelle 160 immer noch mit dem Eingang des Leistungswandlers 100 verbunden ist. In einem Beispiel ist die maximale Zeitspanne ungefähr 20 Millisekunden.
Im veranschaulichten Beispiel betreibt die Steuerschaltung 128 den Schalter 130, damit er eine hohe durchschnittliche Impedanz aufweist, wenn die elektrische Energiequelle 160 über die Eingangsanschlüsse 120 und 140 gekoppelt ist. Falls sich die Spannung zwischen den Verbindungen 141 und 142 innerhalb einer maximalen Zeitspanne nicht umkehrt, wird angenommen, dass die elektrische Energiequelle 160 nicht mehr mit dem Eingang des Leistungswandlers 100 verbunden ist. In diesem Zustand ist die Steuerschaltung 128 in einem Beispiel gekoppelt, um den Schalter 130 so zu betreiben, dass Kapazität 102 in weniger als einer maximalen Zeitspanne auf unter eine Schwellspannung entladen wird. In einem Beispiel ist die Schwellspannung ein Pegel einer Sicherheits-Kleinspannung (Safety Extra Low Voltage, SELV). In einem Beispiel, wenn eine Steuereinheit 130 detektiert, dass die elektrische Energiequelle 160 von Eingangs-Anschlüssen 120 und 140 getrennt ist, betreibt die Steuereinheit 128 den Schalter 130 in einen Ein-Status, so dass Strom durch Widerstände 101 und 103, einen Schalter 130 und einen Kondensator 102 fließt. In einem Beispiel sind die Werte von Widerstanden 101 und 103 so ausgewählt, dass, wenn ein Schalter 130 in einem Ein-Status ist, die Zeitkonstante des Kondensators 102 und eines kombinierten Widerstands des Schalters 130 und der Widerstände 101 und 103 weniger als 1 Sekunde beträgt.
Im Beispiel von 1 stellen Hochspannungswiderstände 101 und 103 Überspannungsschutz für die Entladeschaltung 104 bereit, da jeder Widerstand einen Wert in der Regel im Bereich von 100 kOhm bis 800 kOhm aufweist. In einigen Ausführungsformen sind diese Widerstände sicherheitszertifiziert, um eine Verbindung zwischen den Eingangs-Anschlüssen 120 und 140 vor der Eingangssicherung 105 zu ermöglichen. In einem Beispiel können Widerstände 101 und 103 auch einen gewissen Schutz für die Entladeschaltung 104 für den Fall bereitstellen, dass die Entladeschaltung 104 ausfällt. Ein Ausfall in der Entladeschaltung 104 kann etwa zu einem Kurzschluss führen, so dass die Impedanz zwischen den Anschlüssen 125 und 126 im Wesentlichen null ist. Da jedoch die Widerstände 101 und 103 so bewertet sein können, dass sie Zuständen einer kontinuierlichen Hochspannung standhalten, ist dieser Ausfall einer Entladeschaltung 104 für das Leistungssystem 100 sicher. Aus diesem Grund muss, falls Widerstände 101 und 103 sicherheitszertifiziert sind, die Entladeschaltung 104 selbst nicht sicherheitszertifiziert sein, da sie infolge des Vorhandenseins von Widerstanden 101 und 103 inhärent geschützt ist.
2 zeigt ein detaillierteres Blockdiagramm einer Beispielentladeschaltung 204, die in einem Beispiel die Entladeschaltung 104 in 1 sein könnte. Zur Klarheit der Beschreibung unten beinhaltet 2 bestimmte externe Elemente wie eine elektrische Energiequelle 260, eine Eingangsspannung 221, Eingangs-Anschlüsse 220 und 240, Widerstände 201 und 203 und eine Kapazität 202, die in einem Beispiel ähnlich der elektrischen Energiequelle 160, der Eingangsspannung 121, den Eingangs-Anschlüssen 120 und 140, den Widerstanden 101 und 103 bzw. der Kapazität 102 von 1 sein könnten.
Wie im abgebildeten Beispiel gezeigt, beinhaltet eine Entladeschaltung 204 eine Steuerschaltung 228 und einen Schalter 230. In dem Beispiel ist der Schalter 230 ein Wechselstromschalter, der zwei n-Kanal-MOSFETs 222 und 223 beinhaltet, wobei ihre betreffenden Drains an Anschlüsse 225 und 226 gekoppelt und Quellen am Knoten 270 als interner Erd- oder Nullspannungs-Bezugsknoten der Entladeschaltung 204 zusammengekoppelt sind. Es ist ersichtlich, dass die MOSFETs 222 und 223 in anderen Beispielen auch mit einer anderen Ansteuerschaltung konfigurierte Verarmungs-MOSFETs gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung sein könnten. Es wird angemerkt, dass die Entladeschaltung im Beispiel nur zwei Anschlüsse 225 und 226 aufweist, die an einen externen Schaltungskomplex gekoppelt sind. Im Beispiel ist die Betriebsleistung für die Entladeschaltung 204 von Hochspannungsstromquellen 224 und 229 abgeleitet. Es ist ersichtlich, dass Hochspannungsstromquellen 224 und 229 in einem Beispiel aus einem Teil der Halbleiterstruktur von n-Kanal-MOSFETs 222 bzw. 223 (wie zum Beispiel im US-Patent Nr. 5.285.369 veranschaulicht) gebildet sein könnten und dann als Teil eines Schalters 230 betrachtet würden. Zu Erklärungszwecken sind sie für den Zweck dieser Beschreibung jedoch als separate Stromquellen gezeigt.
Wie im veranschaulichten Beispiel gezeigt, sind Stromquellen 224 und 229 an einen internen Versorgungsblock 227 gekoppelt, der eine interne Versorgungsspannung V_DD erzeugt, die mit dem Kondensator 271 intern entkoppelt ist. Es ist ersichtlich, dass der Kondensator 271 in anderen Beispielen ein externer Kondensator sein könnte. In einem Beispiel, in dem ein Kondensator 271 zur Entladeschaltung 204 extern ist, ist ersichtlich, dass die Entladeschaltung 204 dann mindestens 4 Anschlüsse, einschließlich der Anschlüsse 225 und 226, aufwiese, wobei ein zusätzlicher Anschluss der Knoten 270 als Erdbezug für die Entladeschaltung ist und ein Anschluss die V_DD-Versorgungsschiene 259 ist. Es ist ersichtlich, dass die Betriebsleistung für die zu betreibende Entladeschaltung im Allgemeinen auch auf andere Arten wie zum Beispiel von Hochspannungsstromquellen, die zum Beispiel separat an externe Knoten 220 und 240 gekoppelt sind, abgeleitet sein könnte, während immer noch von den Lehren der vorliegenden Erfindung profitiert wird.
Wie in dem in 2 abgebildeten Beispiel gezeigt, sind Stromquellen 224 und 229 an einen Zeitgeber- und Steuerblock 273 gekoppelt. In einem Beispiel können diese Verbindungen zwischen Stromquellen 224 und 229 und einem Zeitgeber- und Steuerblock 273 verwendet werden, um zu detektieren, ob eine elektrische Energiequelle 260 an Eingangs-Anschlüsse 220 und 240 gekoppelt ist. In dem Beispiel kehrt sich die Polarität der von der elektrischen Energiequelle 260 erzeugten Wechselspannung regelmäßig um. Abhängig von der Polarität der Spannung über die Eingangs-Anschlüsse 220 und 260 kann eine der Stromquellen 224 und 229 nicht mit Strom versorgen.
In einem Beispiel ist etwa zu der Zeit, zu der sich die Polarität der elektrischen Energiequelle 260 umkehrt, die Spannung über Anschlüsse 225 und 226 so niedrig, dass weder die Stromquelle 224 noch die Stromquelle 229 den internen Entkopplungskondensator 271 mit Strom versorgen kann. In einem Beispiel jedoch, falls die elektrische Energiequelle 260 getrennt ist, kehrt sich die Polarität der Spannung zwischen den Anschlüssen 220 und 260 nicht mehr regelmäßig um und die Stromquelle 224 oder die Stromquelle 229 kann kontinuierlich mit Strom versorgen, solange eine Spannung auf dem Kondensator 202 vorhanden ist, die für den Betrieb der Stromquellen 224 und 229 hinreichend groß ist. In einem Beispiel kann ein Zeitgeber- und Steuerblock 273 erfassen, dass eine der Stromquellen 224 oder 229 für einen längeren Zeitraum, der in einem Beispiel mindestens 20 Millisekunden sein könnte, ständig mit Strom versorgen kann. Der Zeitgeber- und Steuerblock 273 könnte dann bestimmen, dass die elektrische Energiequelle getrennt worden ist, und den Schalter 230 gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung in einen Ein-Status betreiben.
In einem anderen Beispiel ist die Entladeschaltung 204 so konfiguriert, dass die interne Versorgungsschiene V_DD 259 gekoppelt ist, um reagierend darauf, dass sich die Polarität der Spannung der elektrischen Energiequelle umkehrt, wenn die elektrische Energiequelle an die Eingangs-Anschlüsse 220 und 240 gekoppelt ist, auf einen Pegel unter einem Unterspannungs- oder Rücksetzpegel V₁ entladen zu werden. In diesen Zuständen, wenn V_DD 259 auf unter einen Unterspannungs- oder Rücksetzpegel reduziert wird, löst dieses Ereignis in einem Beispiel eine Rücksetzung des Zeitgebers im Schaltungsblock 273 aus. Falls der Zeitgeber im Schaltungsblock 273 für einen längeren Zeitraum wie zum Beispiel mindestens 20 Millisekunden nicht zurückgesetzt wird, weist dies in einer Ausführungsform darauf hin, dass eine Wechselstromquelle elektrischer Energie, zum Beispiel 260, getrennt worden ist, und in einem Beispiel könnte die Steuerschaltung 273 den Schalter 230 dann in einen Ein-Status betreiben.
Es ist ersichtlich, dass der Schalter 230 in anderen Beispielen als eine Stromquellenschaltung konfiguriert sein könnte, wie zum Beispiel durch Begrenzen des Stroms in MOSFETs 223 und 222 auf einen spezifischen Wert entweder durch Steuern der Gatesteuerung zu den MOSFETs 223 und 222 oder durch Dimensionierung der MOSFETs 223 und 222, um den fließenden Strom inhärent auf einen maximalen Wert zu begrenzen. Es ist ersichtlich, dass, falls ein Schalter 230 sich wie eine Stromquelle verhält, die Widerstände 201 und 203 zum Beispiel nicht nötig wären und die Entladeschaltung 204 selbst den Wert des im Schalter 230 fließenden Entladungsstroms regeln würde. In solch einem Beispiel könnte es nötig sein, die Entladeschaltung als sicherheitsbewertete Schaltung klassifizieren zu lassen.
Die Wellenformen von 3 veranschaulichen allgemein den Betrieb einer Beispielentladeschaltung mit Bezug zu den 1 und 2. Insbesondere zeigt 3 zwei Beispielwellenformen 388 und 389. In einem Beispiel ist die Wellenform 389 eine Beispielspannungswellenform, die von einer elektrischen Energiequelle 160 oder 260 in den 1 und 2 erzeugt wird. In der Beschreibung der 3 und 4 unten wird hinsichtlich beider 1 und 2 Bezug genommen, doch es versteht sich, dass in einem Beispiel die Entladeschaltungen 104 und 204 äquivalent sein und deshalb austauschbar verwendet werden könnten. In 3 ist die Beispielwellenform 388 die Spannung über C_VDD 271 in 2. In der Region 390 ist die Spannung zwischen Anschlüssen 225 und 226 zu niedrig, so dass weder die Stromquelle 224 noch die Stromquelle 229 mit dem für die Entladeschaltung 204 erforderlichen Betriebsstrom versorgen kann.
Für diese Beschreibung wird angenommen, dass ein positiver Wert einer Spannungswellenform 389 der Spannung eines Anschlusses 225 entspricht, die höher als Anschluss 226 ist. Wenn deshalb der Betrag des Spannungswerts der Wellenform 389, in der Region 385, hoch genug ist, ist die Stromquelle 224 zum Versorgen mit genug Strom fähig, um zu ermöglichen, dass der Kondensator C_VDD zur Zeit 391 zum Beispiel bis zum Pegel 382 V₃ aufgeladen wird. In einem Beispiel regelt der interne Versorgungsblock 227 dann eine Spannung über den Kondensator C_VDD 271, damit diese im Wesentlichen gleich V₃ 382 ist, wie durch den im Wesentlichen flachen Abschnitt der Wellenform 388 in der Region 385 gezeigt. In einem Beispiel wird diese Regelung durch Steuern von Stromquellen 224 und 229 erreicht, wie mit Signalleitungen 238 und 239 dargestellt, entweder durch lineares Steuern des Stromflusses oder mit einem Ein/Aus- oder Hysterese-Steuermodus. Es ist erkennbar, dass in einem anderen Beispiel die Wellenform 388 in der Region 385 nicht flach aussähe, sondern eine Sägezahnform haben könnte, falls ein Hysterese-Steuermodus von Stromquellen 224 und 229 verwendet wird. In einem Beispiel ist V₃ 382 im Wesentlichen gleich 5,8 Volt.
In einem Beispiel, wenn die Spannungswellenform 389 negativ ist, ist die Stromquelle 229 in der Region 386 aktiv. Der interne Versorgungsblock 227 regelt deshalb den durch die Stromquellen 224 und 229 fließenden Strom nur so weit, wie zum Betreiben der Entladeschaltung 204 erforderlich. In einem Beispiel beträgt der zum Betreiben der Entladeschaltung 204 erforderliche gesamte Strom weniger als 30 μA. Dadurch wird sichergestellt, dass die Impedanz zwischen den Anschlüssen 225 und 226 während der Zeit, in der eine elektrische Energiequelle wie zum Beispiel die elektrische Energiequelle 260, welche eine Wellenform 389 erzeugt, mit dem Leistungswandler, in dem die Entladeschaltung 204 verwendet wird, verbunden ist, im Durchschnitt hoch ist.
Wenn der Betrag der Spannungswellenform 389 dafür, dass entweder die Stromquelle 224 oder die Stromquelle 229 C_VDD 271, wie zum Beispiel in der Region 387, auflädt, zu niedrig wird, fällt V_DD 381 in einem Beispiel unter eine niedrigere Unterspannung oder Rücksetzschwellspannung V₁ 383, die in einem Beispiel die zum Zurücksetzen eines Zeitgebers in einer Zeitgeber- und Steuerschaltung 273 verwendete Schwelle ist. In einem Beispiel ist V₁ 383 ungefähr 3 Volt.
4 zeigt Beispielwellenformen 491 und 488, die in einem Beispiel auftreten könnten, wenn in den 1 und 2 elektrische Energiequellen 160 bzw. 260 zur Zeit 494 von Eingangs-Anschlüssen 120, 140 und 220, 240 getrennt werden. Zur Klarheit der Erklärung unten wird in 2 auf die Entladeschaltung 204 Bezug genommen. Es wird angenommen, dass zu Zeiten nach 494 in der Sicherung 205 Nullstrom fließt und der einzige Weg, auf dem Strom zum Entladekondensator 202 fließen kann, deshalb durch die Widerstände 201 und 203 und die Entladeschaltung 204 verläuft. In dem Beispiel ist der Betrieb vor der Zeit 494 dem in 3 oben gezeigten und mit Bezug zu 3 oben beschriebenen sehr ähnlich.
Bei Fortsetzung mit dem in 4 veranschaulichten Beispiel wird die elektrische Stromquelle 260 zur Zeit 494 getrennt. Die Spannung über den Kondensator 202 bleibt jedoch unmittelbar vor der Zeit 494, wie durch die Wellenform 491 veranschaulicht, auf einem Endwert 496 der elektrischen Energiequelle 260. Nach einer längeren Zeitspanne 495, die in einem Beispiel ungefähr 20 Millisekunden ist, wurde der Zeitgeber im Zeitgeber- und Steuerblock 273 nicht zurückgesetzt. In einem Beispiel werden dann Transistoren 222 und 223 in einen Ein-Status betrieben, der ermöglicht, dass in den Widerstanden 201 und 203, den Transistoren 222 und 223 und dem Kondensator 202 Strom fließt. Die Spannung über den Kondensator 202 fällt deshalb bei einer Rate ab, die durch den Gesamtwiderstand der Widerstände 201 und 203, den Schalter 230 und die Kapazität des Kondensators 202 bestimmt wird. Zu Erklärungszwecken wird dies in 4 mit einer ungefähr linearen Reduzierung der Wellenform 491 während einer Spanne 497 veranschaulicht. Es versteht sich jedoch, dass die Reduzierung eigentlich an einer RC-Entladungseigenschaft ausgerichtet wäre, die durch den Gesamtwiderstand und die Kapazität des Entladewegs bestimmt wird.
Wie im abgebildeten Beispiel gezeigt, sinkt die interne Versorgungsspannung 488 der Entladeschaltung 204, wie durch die Wellenform 488 während der Spanne 497 gezeigt, auch auf eine niedrigere Spannungsschwelle V₂ 498. In einem Beispiel ist V₂ 498 im Wesentlichen gleich 4,8 Volt. Im Beispiel wird die interne Versorgungsspannung 488 während der Spanne 492 dann erneut auf den Schwellspannungspegel V₃ 482 wiederaufgeladen. In einem Beispiel wird dies durch Ausschalten der Transistoren 222 und 223 in 2 bewerkstelligt, was ermöglicht, dass eine der internen Stromquellen 224 oder 229 einen internen Versorgungsentkopplungskondensator 271 wiederauflädt. In einem Beispiel ist V₃ 482 im Wesentlichen gleich 5,8 Volt. Wenn die interne Versorgungsspannung 488 auf eine Spannungsschwelle V₃ aufgeladen wird, werden die Transistoren 222 und 223 eingeschaltet, um das Entladen des Kondensators 202 fortzusetzen.
In einem Beispiel wird dieser Prozess des Entladens und Wiederaufladens der Entladeschaltungsversorgungsspannung 488 fortgesetzt, bis die auf einem externen Kondensator 202 verbleibende Spannung, die durch die Wellenform 491 dargestellt ist, unter einen Schwellwert 499 fällt. An diesem Punkt können die internen Stromquellen 224 und 229 den internen Kondensator 271 nicht mehr wiederaufladen, selbst wenn MOSFETs 222 und 223 zur Zeit 493 wieder ausgeschaltet sind. In diesem Zustand, wenn zur Zeit 493 die durch die Wellenform 488 dargestellte interne Versorgungsspannung V₂ 498 erreicht, reduziert sich die Spannung 488 weiter bei einer Rate, die durch den Ruhestromverbrauch des zur Entladeschaltung 204 internen Schaltungskomplexes bestimmt wird. Nach dem Zeitpunkt 493 ist der externe Kondensator 202 im Wesentlichen entladen und wird deshalb nicht weiter entladen, da die Transistoren 222 und 223 ausgeschaltet sind. In einem Beispiel liegt der Schwellspannungspegel 499 im Bereich von 5 bis 10 Volt.
Deshalb könnte die Steuerschaltung 228 mit Bezug zur Schaltung von 2 in einem Beispiel alternativ als den Schalter 230 mit mindestens zwei Betriebsmodi betreibend beschrieben werden. Ein erster Betriebsmodus, wenn die elektrische Energiequelle 260 an die Eingangs-Anschlüsse 220 und 240 gekoppelt ist. Während dieses ersten Modus betreibt die Steuerschaltung 228 den Schalter 230 so, dass zwischen den Anschlüssen 225 und 226 eine hohe durchschnittliche Impedanz vorhanden ist. In einem Beispiel ist die Impedanz zwischen den Anschlüssen 225 und 226 so, dass ein Stromfluss zwischen den Anschlüssen 225 und 226 weniger als 30 μA entsprechend einer durchschnittlichen Impedanz von in der Regel mehr als 3 MOhm beträgt, wenn der Durchschnitt zum Beispiel während einer Zeitspanne von mindestens 100 μSekunden ermittelt wird.
In einem zweiten Betriebsmodus detektiert die Steuerschaltung 228, dass die elektrische Energiequelle 260 von den Eingangs-Anschlüssen 220 und 240 abgekoppelt worden ist. An diesem Punkt wird der Schalter 230 so betrieben, dass eine zwischen den Eingangs-Anschlüssen 220 und 240 bestehende Kapazität 202 in weniger als einer maximalen Zeitspanne ab dann, wenn die elektrische Leistungs- oder Energiequelle 260 von den Eingangs-Anschlüssen 220 und 240 entkoppelt wird, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung auf unter eine Schwellspannung entladen wird.
5 ist ein Schema, das ein Beispiel für eine Entladeschaltung 504 zum Entladen einer Kapazität zwischen Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen, wenn eine Quelle elektrischer Energie von den Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen getrennt ist, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In einem Beispiel ist die Entladeschaltung 504 eine integrierte Schaltung. In einem Beispiel könnte die in 5 veranschaulichte Beispielentladeschaltung 504 die oben mit Bezug zu 1 und 2 beschriebenen Entladeschaltungen, die Wellenformen erzeugen, die den in 3 und 4 gezeigten ähnlich sind, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung sein.
Wie im in 5 abgebildeten Beispiel gezeigt, weist die Entladeschaltung 504 nur zwei externe Anschlüsse 525 und 526 auf, die an einen Schalter 530 gekoppelt sind. In dem Beispiel ist der Schalter 530 ein Wechselstromschalter, der zwei MOSFETs 522 und 523 beinhaltet. Es ist ersichtlich, dass der Schalter 530 in anderen Beispielen andere Typen von Schaltern wie JFET-Schalter oder dergleichen beinhalten könnte, während immer noch von den Lehren der vorliegenden Erfindung profitiert wird. In einem Beispiel erzeugt eine Regelschaltung 596 eine Versorgungsschiene 559, die eine mit dem Kondensator 571 entkoppelte Spannung V_DD aufweist. Die Steuerschaltung 528 wird von der Versorgungsschiene 559 her angetrieben und stellt einen Gatesteuerausgang 597 zum Betreiben des Schalters 530 bereit. Komparatoren 590, 591 und 592 überwachen die Versorgungsschienenspannung 559. Falls die Versorgungsschiene 559 unter V3 ist, betreibt der Ausgang des Komparators 590 Stromquellen 524 und 529, um einen Reglerblock 596 mit Strom zu versorgen. Falls die Versorgungsschiene 559 über V3 ist, betreibt der Ausgang des Komparators 590 Stromquellen 524 und 529 nach Aus. Falls die Versorgungsschiene 559 unter V2 ist, stellt der Ausgang des Komparators 591 ein hohes Signal für einen Gatesteuerlogikblock 595 bereit, um den Schalter 530 auszuschalten. Falls die Versorgungsschiene 559 über V2 ist, stellt der Ausgang des Komparators 591 ein niedriges Signal für einen Gatesteuerlogikblock 595 bereit.
In einem Beispiel ist ein Leitungserfassungsblock 593 an einen Zeitgeberblock 594 gekoppelt, um den Zeitgeber 594 jedes Mal zurückzusetzen, wenn die Spannung zwischen den Anschlüssen 525 und 526 unter einen Schwellspannungspegel fällt. In einem Beispiel, falls die Spannung zwischen den Anschlüssen 525 und 526 für eine Schwellenzeitspanne nicht unter einen Schwellspannungspegel fällt, wird ein Zeitgeberausgangssignal 598 an einen Gatesteuerlogikblock 595 gekoppelt, um den Schalter 530 in einen Ein-Status zu betreiben. Falls eine Versorgungsschienenspannung 559 unter eine Spannungsschwelle V1 fällt, wird ein PU_reset-Signal 599 gekoppelt, um den Zeitgeber 594 und den ganzen anderen Schaltungskomplex innerhalb der Steuerschaltung 528 zurückzusetzen.
In einem anderen Beispiel könnte der Leitungserfassungsblock 593 insgesamt eliminiert sein und das PU_reset-Signal 599 könnte stattdessen an den Eingang 589 einer Zeitgeberschaltung 594 gekoppelt sein. In diesem Beispiel wird das Einschalt-Rücksetz-Ereignis selbst verwendet, um die Zeitgeberschaltung 594 so zurückzusetzen, dass, falls die Versorgungsschiene 559 für mehr als eine Schwellenzeitspanne nicht unter einen Schwellspannungspegel V1 fällt, ein Zeitgeberausgangssignal 598 an einen Gatesteuerlogikblock 595 gekoppelt wird, um zu befehlen, dass ein Schalter 530 eingeschaltet wird.
6 zeigt allgemein ein Flussdiagramm 660, das ein Beispielverfahren für ein Gerät zum Entladen einer Kapazität zwischen Leistungssystem-Eingangs-Anschlüssen, wenn eine Quelle elektrischer Energie von den Leistungssystem-Eingangs-Anschlüssen getrennt ist, veranschaulicht. In einem Beispiel könnte 6 den Betrieb der Schaltungen 104 und 204 in den 1 und 2 oben beschreiben. Es kann angenommen werden, dass die verwendeten Terme V₁, V₂ und V₃ in einem Beispiel äquivalent zu den Spannungspegeln 383/483, 498 und 382/482 in den 3 und 4 sind. Der Betrieb beginnt in Block 661 und in Block 662 sind Q1 und Q2 in einem Aus-Status. In einem Beispiel ist Q1 äquivalent zum MOSFET 222 und Q2 ist äquivalent zum MOSFET 223 in 2. In Block 663 wird der Zeitgeber zurückgesetzt, der in einem Beispiel der oben mit Bezug zum Zeitgeber- und Steuerblock 273 beschriebene Zeitgeber sein könnte. In Block 664, falls V_DD kleiner als V₁ ist, versucht die Schaltung, C_VDD wiederaufzuladen, zum Beispiel C_VDD 271 in 2, und kehrt zu Block 662 zurück. Falls jedoch V_DD größer als V₁ ist, überprüft die Schaltung, ob V_DD kleiner als V₃ in Block 665 ist. Falls nicht, überprüft der Block 666 in dem Beispiel, ob die interne Zeitgeberzeit um ist, und, falls ja, wird bestimmt, dass zum Beispiel die elektrische Energiequelle 260 getrennt wurde, und sowohl Q1 als auch Q2 werden in Block 667 eingeschaltet. In Block 668 wird ständig überprüft, ob V_DD größer als V₂ ist, und, falls ja, bleibt der Zustand, dass Q1 und Q2 in einem Ein-Status sind, bestehen. Sobald jedoch V_DD nicht mehr größer als V₂ ist, werden Q1 und Q2 in Block 669 ausgeschaltet. Der Betrieb kehrt dann zu Block 665 zurück, wo wieder bestimmt wird, ob V_DD kleiner als V₃ ist. Falls dies so ist, überprüft Block 670 dann, ob V_DD kleiner als die niedrigere Unterspannung oder die Rücksetzspannungsschwelle V₁ ist, wobei in diesem Fall die Schaltung dann versucht, C_VDD in Block 672 wiederaufzuladen, und zum Block 662 zurückkehrt. Ansonsten wird C_VDD in Block 671 wiederaufgeladen und der Betrieb kehrt zu Block 665 zurück.
7 ist ein Beispielschaltungsschema einer eine Steuerschaltung 709 und einen Schalter 710 nutzenden Schaltung eines Leistungswandlers 700, die gekoppelt ist, um während eines ersten Betriebszustands Energie von einem Eingang an einen Ausgang 730 des Leistungswandlers zu übertragen, und so gekoppelt ist, dass der Schalter 710 während eines zweiten Betriebszustands einen Strom führt, ohne Energie von einem Eingang an einen Ausgang des Leistungswandlers zu übertragen.
In dem Beispiel ist der Wandler 700 ein Boost-Wandler. In einem Beispiel könnte der Boost-Wandler 700 verwendet werden, um eine Leistungsfaktorkorrekturfunktion durchzuführen, wie dem Fachmann bekannt ist. Ein Leistungswandler 700 ist an eine Quelle elektrischer Energie oder elektrischer Leistung 760 gekoppelt und beinhaltet eine zwischen einem EMI-Kondensator 702 und einem Eingangs-Anschluss 740 eines Leistungswandlers 700 gekoppelte Sicherung 705. In dem Beispiel ist ein anderer EMI-Filter-Komponentenblock 706 an eine Brückengleichrichterschaltung 707 gekoppelt. Der Ausgang der Brückengleichrichterschaltung 707 koppelt sich an eine Boost-Wandler-Schaltung 711, so dass eine Steuerschaltung 709 während des Normalbetriebs einen Schalter 710 betreibt, um den Fluss von Energie von Eingangs-Anschlüssen 720 und 740 eines Leistungswandlers 700 an den Ausgang 730 zu regeln, wenn die elektrische Energiequelle 760 an den Eingang des Leistungswandlers 700 gekoppelt ist.
In einem Beispiel ist die Steuerschaltung 709 gekoppelt, um zu detektieren, wenn die elektrische Energiequelle 760 vom Eingang des Leistungswandlers 700 getrennt ist, indem sie zum Beispiel einen Strom im Widerstand 775 erfasst. Wie im abgebildeten Beispiel gezeigt, ist der Widerstand 775 zwischen einem Ausgang einer Gleichrichterschaltung 707 und einer Steuereinheit 709 gekoppelt. Während eine elektrische Energiequelle 760 an den Eingang des Leistungswandlers 700 gekoppelt ist, ist die Spannung Vdc 731, die über den Ausgang der Gleichrichterschaltung 707 vorkommt, eine vollweggleichgerichtete, aber ungeglättete Version der Wechselstrom-Eingangsspannung 721, wie durch die in 7 gezeigte Wellenform 732 dargestellt. Wenn die elektrische Energiequelle 760 vom Eingang des Leistungswandlers 700 abgekoppelt wird, nimmt Vdc 731 jedoch einen stabilen Gleichstromwert an, der durch den Wert der Spannung der elektrischen Energiequelle 760 im Moment der Trennung bestimmt wird. In einem Beispiel ist die Steuereinheit 709 gekoppelt, um einen im Widerstand 775 fließenden Strom zu detektieren, als eine Möglichkeit, um zu detektieren, ob Vdc eine vollweggleichgerichtete Spannung wie durch die Wellenform 732 dargestellt ist oder einen stabilen Gleichstromspannungspegel aufweist und deshalb ob die elektrische Energiequelle 760 an den Eingang des Leistungswandlers 700 gekoppelt oder abgekoppelt ist. In einem Beispiel könnte dies durch Verwendung von Zeitsteuerungstechniken ähnlich wie bei der Entladeschaltung 204 verwendet bewerkstelligt werden. Es ist ersichtlich, dass eine Detektion dieses Typs auch durch Koppeln der Steuereinheit 709 an einen Knoten vor der Gleichrichterschaltung 707 bewerkstelligt werden könnte, während immer noch von den Lehren der vorliegenden Erfindung profitiert wird.
In einer alternativen Beschreibung des Leistungswandlers 700 kann die Steuerschaltung 709 als den Schalter 710 mit mindestens zwei Betriebsmodi betreibend beschrieben werden. Ein erster Betriebsmodus, wenn die elektrische Energiequelle 760 an den Eingang des Leistungswandlers 700 gekoppelt ist. Während dieses ersten Modus betreibt die Steuerschaltung 709 den Schalter 710, um einen Fluss von Energie vom Eingang an den Ausgang des Leistungswandlers 700 zu regeln. Der erste Modus beinhaltet einen Zustand, in dem der Energiefluss während eines Standby- oder Abschaltmodus der Steuerschaltung 709 auf im Wesentlichen null geregelt wird. Im Standby- oder Abschaltmodus betreibt die Steuerschaltung 709 den Schalter 710 in einen Aus-Status.
In einem zweiten Betriebsmodus detektiert die Steuerschaltung 709, dass die elektrische Energiequelle 760 vom Eingang zum Leistungswandler 700 abgekoppelt worden ist. Der Schalter 710 wird dann so betrieben, dass Strom im Schalter 710 fließt. Eine zwischen den Eingangs-Anschlüssen 720 und 740 des Leistungswandlers 700 bestehende Kapazität 702 wird dann in weniger als einer maximalen Zeitspanne ab dann, wenn die elektrische Leistungs- oder Energiequelle 760 von den Eingangs-Anschlüssen 720 und 740 des Leistungswandlers 700 entkoppelt wird, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung auf unter eine Schwellspannung entladen. Die maximale Zeitspanne ist von der Menge des Energieflusses zwischen einem Eingang und einem Ausgang des Leistungswandlers 700, unmittelbar bevor die elektrische Energiequelle von den Eingangs-Anschlüssen des Leistungswandlers abgekoppelt wird, unbeeinflusst.
Es wird angemerkt, dass das Entladen der Kapazität 702 in einem Beispiel bewerkstelligt werden könnte, indem der Schalter 710 kontinuierlich nach Ein betrieben wird, bis der erforderliche Pegel der Entladung der Kapazität 702 erreicht ist. In einem anderen Beispiel könnte das Entladen der Kapazität 702 bewerkstelligt werden, indem der Schalter 710 nach Ein und nach Aus betrieben wird, bis die erforderliche Entladung der Kapazität 702 erreicht ist, so dass während der Entladungsspanne gemäß Lehren der vorliegenden Erfindung immer noch Energie von einem Eingang an einen Ausgang des Leistungswandlers 700 übertragen wird. In einem Beispiel kann der Fluss von Energie von einem Eingang an einen Ausgang des Leistungswandlers 700 während dieser Entladungsspanne von der Steuerschaltung 709 geregelt oder ungeregelt sein.
8 ist ein anderes Beispielschaltungsschema einer eine Steuerschaltung 813 nutzenden Schaltung eines Leistungswandlers 800 gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung. Wie im abgebildeten Beispiel gezeigt, ist die Steuerschaltung 813 an Schalter 815, 816 und 817 gekoppelt. In dem Beispiel sind die Schalter 816 und 815 die zwei Schalter eines 2-Schalter-Durchflusswandlers, der die Hauptleistungsversorgung bildet, der zum Beispiel in einem Personalcomputer-Leistungswandler eingesetzt werden kann. In dem Beispiel ist der Schalter 817 der Schalter eines Sperrwandlers, der zum Beispiel einen Teil einer Standby-Leistungsversorgung in einem Personalcomputer-Leistungswandler bilden könnte. Sowohl die Haupt- als auch die Standby-Leistungswandlungsstufe können als Gleichstromwandler bezeichnet werden, da die Ausgangsspannung der Leistungswandlungsstufe 811 ein im Wesentlichen konstanter Gleichstromwert ist. In einem Beispiel wird der Schalter 817 von einer Steuerschaltung 813 betrieben, um während eines ersten Betriebszustands Energie von einem Eingang des Leistungswandlers 800 an einen Ausgang 819 des Leistungswandlers zu übertragen, und ist so gekoppelt, dass dieser Schalter 817 während eines zweiten Betriebszustands einen Strom führt, ohne Energie vom Eingang des Wandlers 800 an den Ausgang 819 zu übertragen.
Wie im abgebildeten Beispiel gezeigt, ist der Leistungswandler 800 an eine Quelle elektrischer Energie oder elektrischer Leistung 860 gekoppelt und beinhaltet eine zwischen einem EMI-Kondensator 802 und einem Eingangs-Anschluss 840 des Leistungswandlers 800 gekoppelte Sicherung 805. In dem Beispiel ist ein anderer EMI-Filter-Komponentenblock 806 an eine Brückengleichrichterschaltung 807 gekoppelt. Wie im Beispiel gezeigt, ist der Ausgang der Brückengleichrichterschaltung 807 an eine Boost-Wandler-Schaltung 811 gekoppelt. Der Ausgang der Boost-Wandler-Schaltung 811 ist an Durchfluss- und Sperrwandler 812 gekoppelt.
Während eines Betriebsmodus betreibt die Steuerschaltung 813 Schalter 815 und 816, um den Fluss von Energie von Eingangs-Anschlüssen 820 und 840 des Leistungswandlers 800 an einen Ausgang 818 zu regeln, wenn die elektrische Energiequelle 860 an den Eingang des Leistungswandlers 800 gekoppelt ist. In einem Beispiel ist die Steuerschaltung 813 gekoppelt, um zu detektieren, wenn die elektrische Energiequelle 860 vom Eingang des Leistungswandlers 800 getrennt ist, indem sie zum Beispiel einen Strom im Widerstand 875 erfasst. Wie im abgebildeten Beispiel gezeigt, ist der Widerstand 875 zwischen einem Ausgang einer Gleichrichterschaltung 807 und einer Steuereinheit 813 gekoppelt. Während die elektrische Energiequelle 860 an den Eingang des Leistungswandlers 800 gekoppelt ist, ist die Spannung Vdc 831, die über den Ausgang der Gleichrichterschaltung 807 vorkommt, eine vollweggleichgerichtete, doch ungeglättete Version der Wechselstrom-Eingangsspannung 821, wie durch die Wellenform 832 dargestellt. Wenn die elektrische Energiequelle 860 vom Eingang des Leistungswandlers 800 abgekoppelt wird, nimmt Vdc 831 jedoch einen stabilen Gleichstromwert an, der durch den Wert der Spannung der elektrischen Energiequelle 860 im Moment der Trennung bestimmt wird. In einem Beispiel ist die Steuereinheit 813 gekoppelt, um einen im Widerstand 875 fließenden Strom zu detektieren, als eine Möglichkeit, um zu detektieren, ob Vdc 831 ein Pegel einer vollweggleichgerichteten oder stabilen Gleichstromspannung ist und deshalb ob die elektrische Energiequelle 860 an den Eingang des Leistungswandlers 800 gekoppelt oder abgekoppelt ist. In einem Beispiel könnte dies durch Verwendung von Zeitsteuerungstechniken ähnlich wie bei der Entladeschaltung 204 verwendet bewerkstelligt werden. Es ist ersichtlich, dass eine Detektion dieses Typs auch durch Koppeln einer Steuereinheit 813 an einen Knoten vor einer Gleichrichterschaltung 807 bewerkstelligt werden könnte, während immer noch von den Lehren der vorliegenden Erfindung profitiert wird.
In einer alternativen Beschreibung des Leistungswandlers 800 kann die Steuerschaltung 813 als die Schalter 815 und 816 mit mindestens zwei Betriebsmodi betreibend beschrieben werden. Ein erster Modus, wenn die elektrische Energiequelle 860 an den Eingang des Leistungswandlers 800 gekoppelt ist. Während dieses ersten Modus betreibt die Steuerschaltung 813 die Schalter 815 und 816, um einen Fluss von Energie vom Eingang an den Ausgang 818 eines Leistungswandlers 800 zu regeln. Der erste Modus beinhaltet einen Zustand, in dem der Energiefluss während eines Standby- oder Abschaltmodus der Steuerschaltung 813 auf im Wesentlichen null geregelt wird. Im Standby- oder Abschaltmodus kann die Steuerschaltung 813 die Schalter 815 und 816 in einen Aus-Status betreiben.
In einem zweiten Betriebsmodus detektiert die Steuerschaltung 813, dass die elektrische Energiequelle 860 vom Eingang zum Leistungswandler 800 abgekoppelt worden ist. Die Schalter 815 und 816 werden dann so betrieben, dass eine zwischen den Eingangs-Anschlüssen des Leistungswandlers bestehende Kapazität 802 in weniger als einer maximalen Zeitspanne ab dann, wenn die elektrische Leistungs- oder Energiequelle 860 von den Eingangs-Anschlüssen 820 und 840 des Leistungswandlers 800 entkoppelt wird, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung auf unter eine Schwellspannung entladen wird. Die maximale Zeitspanne ist von der Menge des Energieflusses zwischen einem Eingang und einem Ausgang des Leistungswandlers 800, unmittelbar bevor die elektrische Energiequelle 860 von den Eingangs-Anschlüssen des Leistungswandlers 800 abgekoppelt wird, unbeeinflusst.
Es wird angemerkt, dass das Entladen der Kapazität 802 in einem Beispiel bewerkstelligt werden könnte, indem die Schalter 815 und 816 nach Ein und nach Aus betrieben werden, bis die erforderliche Entladung der Kapazität 802 erreicht ist, so dass während der Entladungszeit immer noch Energie von einem Eingang an einen Ausgang des Leistungswandlers gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung übertragen wird. In einem Beispiel kann der Fluss von Energie von einem Eingang an einen Ausgang des Leistungswandlers während dieser Entladungszeit von der Steuerschaltung 813 geregelt oder ungeregelt sein.
In einem Alternativbeispiel unter Verwendung des Leistungswandlers 800 kann die Steuerschaltung 813 auch als den Schalter 817 mit mindestens zwei Betriebsmodi betreibend beschrieben werden. Ein erster Modus, wenn die elektrische Energiequelle 860 an den Eingang des Leistungswandlers 800 gekoppelt ist. Während dieses ersten Modus betreibt die Steuerschaltung 813 den Schalter 817, um einen Fluss von Energie vom Eingang an den Ausgang 819 des Leistungswandlers 800 zu regeln. Der erste Modus beinhaltet einen Zustand, in dem der Energiefluss während eines Standby- oder Abschaltmodus der Steuerschaltung 813 auf im Wesentlichen null geregelt wird. Im Standby- oder Abschaltmodus betreibt die Steuerschaltung 813 den Schalter 817 in einen Aus-Status.
In einem zweiten Betriebsmodus detektiert die Steuerschaltung 813, dass die elektrische Energiequelle 860 vom Eingang zum Leistungswandler 800 abgekoppelt worden ist. Der Schalter 817 wird dann so betrieben, dass die über den Eingangs-Anschlüssen des Leistungswandlers 800 bestehende Kapazität 802 in weniger als einer maximalen Zeitspanne ab dann, wenn die elektrische Leistungs- oder Energiequelle 860 von den Eingangs-Anschlüssen 820 und 840 des Leistungswandlers 800 entkoppelt wird, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung auf unter die Schwellspannung entladen wird.
Es wird angemerkt, dass das Entladen der Kapazität 802 in einem Beispiel bewerkstelligt werden könnte, indem der Schalter 817 kontinuierlich eingeschaltet wird, bis die Entladung der Kapazität 802 erreicht ist. In einem anderen Beispiel könnte das Entladen der Kapazität 802 bewerkstelligt werden, indem der Schalter 817 ein und aus geschaltet wird, bis die erforderliche Entladung der Kapazität 802 erreicht ist, so dass während der Entladungszeit immer noch Energie von einem Eingang an einen Ausgang des Leistungswandlers gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung übertragen wird. In einem Beispiel kann der Fluss von Energie von einem Eingang an einen Ausgang des Leistungswandlers während dieser Entladungsspanne von der Steuerschaltung 813 geregelt oder ungeregelt sein.
Es wird angemerkt, dass die in den Beispielen der 7 und 8 erörterten Sicherungen 705 und 805 zwischen den Eingangs-Anschlüssen von Leistungswandlern 700 und 800 bzw. Kondensatoren 702 und 802 positioniert sind. In dieser Anordnung befindet sich zwischen der Kapazität 702 und dem Schalter 710 in 7 und zwischen der Kapazität 802 und den Schaltern 816/815 oder 817 in 8 ein Entladeweg, selbst wenn die betreffenden Eingangssicherungen in einem Leerlaufschaltungszustand sind. Es ist ersichtlich, dass mit dieser Anordnung der Eingangssicherung 705 oder 805 ein weiteres Beispiel für eine Schaltung, nicht gezeigt, die von den Lehren der vorliegenden Erfindung profitiert, ein Schalter sein könnte, der direkt über die Ausgangs-Anschlüsse der Gleichrichterschaltungen 707 oder 807 in den 7 bzw. 8 gekoppelt sein könnte. Ein solcher Schalter könnte eine ähnliche Entladungsfunktion durchführen wie von den oben beschriebenen Schaltern 710, 815, 816 und 817 durchgeführt und könnte von den Steuereinheiten 709 oder 813 her betrieben werden. In einem Beispiel könnte dieser Schalter an einen Strombegrenzungswiderstand gekoppelt sein, um während eines Entladungsereignisses den maximalen Spitzenstrom im Schalter zu begrenzen.
Es ist ersichtlich, dass andere Beispiele für Schaltungen, die von den Lehren der vorliegenden Erfindung profitieren, zum Beispiel die Verwendung eines Schaltungskomplexes, der intern zur Steuerschaltung 709 in 7 und an einen Widerstand 775 gekoppelt ist, als einen Stromweg zum Entladen einer Kapazität 702, beinhalten könnten, die zwischen den Eingangs-Anschlüssen eines Leistungswandlers 700 besteht, wenn die elektrische Energiequelle 760 vom Eingang des Leistungswandlers 700 abgekoppelt wird. In einem Beispiel könnte dies durch eine Verwendung von Techniken ähnlich wie bei der Entladeschaltung 204 bewerkstelligt werden, jedoch mit einem einzigen Gleichstromschalter und einer einzigen Stromquelle statt des Wechselstromschalters, der durch die Schalter 222 und 223 gebildet wird, und der Stromquellen 224 und 229. In einem Beispiel könnte der im Widerstand 775 fließende Strom, während die elektrische Energiequelle 760 an den Eingang des Leistungswandlers 700 gekoppelt ist, auch einen Anlaufstrom für den Betrieb der Steuerschaltung 709 bereitstellen. In dem Beispiel wird nur während einer Anlaufphase der Steuerschaltung 709 mit dem Anlaufstrom versorgt, wonach eine Versorgungswicklung, nicht gezeigt, auf dem Boost-Induktor oder anderen magnetischen Komponenten die Bereitstellung von Versorgungsstrom für die Steuerschaltung 709 übernähme.
Noch ein anderes Beispiel könnte zum Beispiel die Verwendung eines Schaltungskomplexes, der intern zur Steuerschaltung 813 in 8 und an einen Widerstand 875 gekoppelt ist, beinhalten, als einem Stromweg zum Entladen einer Kapazität 802, die zwischen den Eingangs-Anschlüssen des Leistungswandlers 800 besteht, wenn die elektrische Energiequelle 860 vom Eingang des Leistungswandlers 800 abgekoppelt wird. In einem Beispiel könnte dies durch eine Verwendung von Techniken ähnlich wie bei der Entladeschaltung 204 bewerkstelligt werden, jedoch mit einem einzigen Gleichstromschalter und einer einzigen Stromquelle statt des Wechselstromschalters, der durch die Schalter 222 und 223 gebildet wird, und der Stromquellen 224 und 229. In einem Beispiel könnte der im Widerstand 875 fließende Strom, während die elektrische Energiequelle 860 an den Eingang des Leistungswandlers 800 gekoppelt ist, einen Anlaufstrom für den Betrieb der Steuerschaltung 813 bereitstellen. In dem Beispiel ist die Anlaufstromfunktion nur während einer Anlaufphase der Steuerschaltung 813 aktiv, wonach eine Versorgungswicklung, nicht gezeigt, innerhalb des Leistungswandlers 800 auf dem Boost-Induktor oder anderen magnetischen Komponenten zum Beispiel die Bereitstellung von Versorgungsstrom für die Steuerschaltung 813 übernähme, wenn die Spannung auf dieser Wicklung einen Schwellwert erreicht.
Es ist auch ersichtlich, dass Leistungswandler 700 und 800 andere Betriebsmodi als die oben zu Erklärungszwecken beschriebenen Modi aufweisen könnten, einschließlich zum Beispiel spezifischer Schutzmodi, wenn ein Defekt auftritt, während immer noch von den Lehren der vorliegenden Erfindung profitiert wird.
9 zeigt allgemein ein Flussdiagramm 960, das ein Beispielverfahren für ein Gerät für eine Steuerschaltung zum Entladen einer Kapazität zwischen Eingangs-Anschlüssen eines Leistungswandlers, wenn eine Quelle elektrischer Energie von den Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen getrennt ist, veranschaulicht. In einem Beispiel ist das in 9 veranschaulichte Verfahren den oben mit Bezug zu 7 und 8 beschriebenen ähnlich. Wie gezeigt, beginnt der Leistungswandler in Block 961. In Block 962 wird bestimmt, ob eine Quelle elektrischer Energie an den Leistungswandler-Eingang gekoppelt ist. Falls dies so ist, betreibt die Steuerschaltung einen Schalter, um einen Energiefluss von einem Eingang an einen Ausgang des Leistungswandlers zu regeln. Es ist ersichtlich, dass in einem Beispiel der Energiefluss auf im Wesentlichen null geregelt werden könnte. Der Ausgang des Blocks 963 wird dann mit dem Eingang des Entscheidungsblocks 962 verbunden. Falls die elektrische Energiequelle nicht mit dem Leistungswandler-Eingang verbunden wird, wird der Ausgang des Blocks 962 mit dem Block 964 verbunden, in dem die Steuerschaltung einen Schalter betreibt, um eine zwischen Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen verbundene Kapazität innerhalb einer maximalen Zeitspanne gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung auf einen Schwellpegel zu entladen.
10 zeigt eine andere Beispielschaltung, die von den Lehren der vorliegenden Erfindung profitiert. Es ist ersichtlich, dass das in 10 gezeigte Beispielschaltungsdiagramm mit dem in 1 gezeigten Beispielschaltungsdiagramm eine Ähnlichkeit teilt. Die Entladeschaltung 1004 in 10 wurde jedoch innerhalb einer Haupt-, Standby- & Entlade-Steuerschaltung 1013 integriert. Wie im abgebildeten Beispiel gezeigt, bildet die Steuerschaltung 1013 einen Teil einer integrierten Schaltung 1014, die auch Schalter 1015, 1016 und 1017 beinhaltet. Funktional ist der Betrieb der Entladeschaltung 1004 in einem Beispiel den oben mit Bezug zu 1 bzw. 2 beschriebenen Entladeschaltungen 104 und 204 sehr ähnlich. In einer beispielhaften praktischen Umsetzung des Leistungswandlers 1000 kann die Integration einer Entladeschaltung 1004 in dieser Art Ersparnisse im Kosten- und Leiterplattenbereich bieten. Es ist ersichtlich, dass die Entladeschaltung 1004 in anderen Beispielen mit der PFC-Steuereinheit 1009 integriert sein könnte. Im Allgemeinen könnte die Entladeschaltung 1004 mit einer beliebigen Steuerschaltung wie einem LLC-Wandler, Voll- und Halbbrückenwandlern, SEPIC-Wandlern und CUK-Wandlern, um einige zu nennen, integriert sein.
11 zeigt ein Beispiel für eine Umsetzung einer Entladeschaltung 1104 mit diskreten Komponenten gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung. Wie gezeigt, bilden der Kondensator 1157 und die Dioden 1156 und 1158 eine Ladungspump- oder Kapazitiv-Vorwiderstands-Leistungsquelle, die eine Spannung über den Kondensator 1160 erzeugt, wenn eine elektrische Wechselstrom-Energiequelle 1160 an die Eingangs-Anschlüsse 1120 und 1140 gekoppelt ist. Deshalb hält durch den Widerstand 1155 und in die Basis des Transistors 1154 fließender Strom einen Transistor 1154 in einem Ein-Status, während die elektrische Energiequelle 1160 weiter an die Eingangs-Anschlüsse 1120 und 1140 gekoppelt ist. Die Gates von MOSFETs 1122 und 1123 sind durch Dioden 1152 und 1153 an den Kollektor des Transistors 1154 gekoppelt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Gatespannung von MOSFETs 1122 und 1123 relativ zur Schaltungserde 1150 unter der Gateschwellspannung der MOSFETs ist und dass die MOSFETs 1122 und 1123 in einem Aus-Status sind, wenn der Transistor 1154 in einem Ein-Status ist. Falls jedoch eine elektrische Wechselstrom-Energiequelle 1160 von Eingangs-Anschlüssen 1120 und 1140 abgekoppelt wird, stellt die Ladungspumpschaltung keine Energie für den Kondensator 1160 mehr bereit und der Kondensator 1160 entlädt bei einer Rate, die durch die RC-Zeitkonstante der Widerstände 1161 und 1155 und den Kondensator 1160 festgesetzt wird.
Nach einer längeren Zeitspanne, die in einem Beispiel ungefähr 20 Millisekunden sein könnte, ausgewählt durch die Wahl von Komponentenwerten für den Kondensator 1160 und die Widerstände 1155 und 1161, schaltet sich der Transistor 1154 aus. Zu dieser Zeit steigt die Gatespannung entweder des MOSFETs 1122 oder des MOSFETs 1123 abhängig von der Polarität der Spannung über den Kondensator 1102 auf die Gatespannungsschwelle und wird schließlich von entweder der Zener 1178 oder der Zener 1179 geklemmt.
In einem Beispiel, in dem die Spannung auf dem Eingangs-Anschluss 1120 höher als die Spannung auf dem Eingangs-Anschluss 1140 ist, wird das Gate von 1122 hoch gezogen, was den MOSFET 1122 einschaltet. Dann fließt Strom vom Kondensator 1102, durch den Widerstand 1101, durch den Kanal des MOSFETs 1122, durch die Body-Diode des MOSFETs 1123 (die ein inhärenter Teil der Halbleiterstruktur eines MOSFETs 1123 ist, wie dem Fachmann bekannt ist), durch den Widerstand 1103 und dann zurück zum Kondensator 1102, um somit einen Entladungsstromweg gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung zu bilden. Wenn die Spannung über den Kondensator 1102 einen niedrigeren Schwellwert erreicht, unter dem die Gatespannung von 1122 unter die Gateschwellspannung von 1122 fällt, schaltet sich der MOSFET 1122 aus und eine Restspannung in der Regel im Bereich von 5 bis 10 Volt abhängig vom Typ des für 1122 verwendeten MOSFETs bleibt auf dem Kondensator 1102.
Es wird angemerkt, dass die Beschreibungen oben zu Erklärungszwecken auf Leistungswandler, in denen die Eingangs- und Ausgangsenergie vor allem elektrisch ist, gerichtet worden sind. 12 zeigt ein Beispiel für einen Motorsteuerungsleistungswandler oder ein Motorsteuerungsleistungssystem, in denen die Eingangsleistung und -energie elektrisch ist, aber am Ausgang in vor allem mechanische Energie und Leistung gewandelt wird. Im veranschaulichten Beispiel ist ersichtlich, dass die Entladeschaltung 1204 mit den oben beschriebenen Steuerschaltungen 104 und 204 viele Merkmals- und Funktionsähnlichkeiten teilt. Obwohl das in 12 abgebildete Beispiel die Verwendung eines Boost-Wandlers 1211 veranschaulicht, ist ersichtlich, dass die Aufnahme einer Leistungswandlungsstufe 1211 in anderen Beispielen gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung nicht zwangsläufig erforderlich wäre. Es ist ersichtlich, dass die Entladeschaltung 1204 in anderen Beispielen innerhalb einer Motorsteuereinheit 1214 oder sogar der Leistungsschalterschaltung 1217, die an Motorwicklungen 1219 gekoppelt ist, integriert sein könnte. Es ist ersichtlich, dass das Leistungssystem in anderen Beispielen eines sein könnte, in dem die Eingangsleistung und -energie elektrisch ist, aber am Ausgang des Leistungssystems in vor allem optische oder Lichtausgangsenergie wie zum Beispiel in einem LED-Treiber-Leistungssystem gewandelt wird.
13 zeigt ein Schema eines anderen Beispiels für eine Entladeschaltung zum Entladen einer Kapazität zwischen Eingangs-Anschlüssen eines Leistungswandlers, wenn eine Quelle elektrischer Energie von den Leistungswandler-Eingangs-Anschlüssen getrennt ist, gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung. Eine elektrische Energiequelle 1360, die in dem Beispiel eine Wechselstrom-Spannungsquelle ist, ist an die Eingangs-Anschlüsse 1320 und 1340 gekoppelt. Wie im abgebildeten Beispiel veranschaulicht, fließt, während die Wechselstrom-Spannungsquelle 1360 an Eingangs-Anschlüsse 1320 und 1340 gekoppelt ist, Strom im Kondensator 1303, durch die Gleichrichterbrücke 1305 und stellt einen Strom in einer Wicklung 1331 eines Relais 1330 bereit. In dem Beispiel ist das Relais 1330 normalerweise vom geschlossenen Typ, wobei der Relaisschalter 1332 geöffnet ist, wenn Strom in der Wicklung 1330 fließt. Wenn die Energiequelle 1360 von den Anschlüssen 1320 und 1340 entkoppelt wird, hört der Strom auf, in dem Kondensator 1303 und der Gleichrichterbrücke 1305 zu fließen. Der in der Wicklung 1331 fließende Strom fällt dann in einer durch den Wert des Kondensators 1301 bestimmten Zeit auf im Wesentlichen null. Wenn der Strom in der Wicklung 1331 unter einen Schwellpegel fällt, schließt sich der Schalter 1332 und entlädt den Kondensator 1302. In einem Beispiel könnten die Strombegrenzungswiderstände mit dem Schalter 1332 in Reihe gekoppelt sein, um Spitzenströme im Schalter 1332 zu begrenzen, wenn die elektrische Energiequelle als Erstes an die Eingangs-Anschlüsse gekoppelt wird und wenn der Schalter geschlossen wird, um den Kondensator 1302 zu entladen.
Im Allgemeinen ist ersichtlich, dass alle oben mit Bezug zu 1 bis 13 erörterten Lehren der vorliegenden Erfindung auf ein beliebiges an eine Quelle elektrischer Energie gekoppeltes System angewendet werden können, in dem die zwischen Eingangs-Anschlüssen der Schaltung gekoppelte Kapazität ein Risiko eines elektrischen Schlags bedeutet, falls sie weiter aufgeladen ist, wenn die Quelle elektrischer Energie vom Eingang zum System abgekoppelt wird.
Die obige Beschreibung veranschaulichter Beispiele der vorliegenden Erfindung, einschließlich der Beschreibung in der Kurzfassung, soll nicht ausschließlich sein oder die genauen Formen, die offenbart werden, nicht begrenzen. Während spezifische Ausführungsformen der und Beispiele für die Erfindung hierin zu Veranschaulichungszwecken beschrieben werden, sind verschiedene äquivalente Abwandlungen möglich, ohne vom Geist und vom Umfang der vorliegenden Erfindung im weiteren Sinne abzuweichen. Denn es ist ersichtlich, dass die spezifischen Spannungen, Ströme, Frequenzen, Leistungsbereichswerte, Zeiten etc. zu Erklärungszwecken bereitgestellt sind und dass in anderen Ausführungsformen und Beispielen gemäß den Lehren der vorliegenden Erfindung auch andere Werte genutzt werden können.
Diese Abwandlungen können an Beispielen der Erfindung in Anbetracht der obigen detaillierten Beschreibung vorgenommen werden. Die in den folgenden Ansprüchen verwendeten Begriffe sollten nicht so ausgelegt werden, dass sie die Erfindung auf die spezifischen Ausführungsformen begrenzen, die in der Beschreibung und den Ansprüchen offenbart werden. Vielmehr ist der Umfang vollständig durch die folgenden Ansprüche zu bestimmen, die gemäß anerkannten Prinzipien der Anspruchsinterpretation auszulegen sind. Die vorliegende Beschreibung und die Figuren sind folglich als veranschaulichend und nicht als einschränkend anzusehen.
AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wenngleich die vorliegende Erfindung in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, sollte es sich verstehen, dass die vorliegende Erfindung (alternativ) auch gemäß den folgenden Ausführungsformen definiert werden kann:

1. Schaltung, umfassend: eine Steuerschaltung, die an einen Eingang eines Leistungssystems gekoppelt ist, wobei die Steuerschaltung gekoppelt ist, um zu detektieren, ob eine elektrische Energiequelle an einen Eingang des Leistungssystems gekoppelt ist; und einen Schalter, der an die Steuerschaltung gekoppelt ist und an den Eingang des Leistungssystems gekoppelt ist, wobei die Steuerschaltung gekoppelt ist, um den Schalter in einem ersten Betriebsmodus zu betreiben, wenn die elektrische Energiequelle an den Eingang des Leistungssystems gekoppelt ist, wobei die Steuerschaltung gekoppelt ist, um den Schalter in einem zweiten Betriebsmodus zu betreiben, wenn die elektrische Energiequelle vom Eingang des Leistungssystems abgekoppelt ist, wobei eine zwischen Eingangs-Anschlüssen des Eingangs des Leistungssystems gekoppelte Kapazität in weniger als einer maximalen Zeitspanne ab dann, wenn die elektrische Energiequelle von den Eingangs-Anschlüssen des Leistungssystems abgekoppelt ist, durch den Schalter auf eine Schwellspannung entladen wird.
2. Schaltung gemäß Ausführungsform 1, wobei ein Ausgang des Leistungssystems gekoppelt ist, um elektrische Energie bereitzustellen.
3. Schaltung gemäß einer der Ausführungsformen 1 oder 2, wobei der Schalter gekoppelt ist, um einen Anlaufstrom für den Betrieb der Schaltung während einer Anlaufphase der Schaltung bereitzustellen.
4. Schaltung gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei ein Ausgang des Leistungssystems gekoppelt ist, um mechanische Energie bereitzustellen.
5. Schaltung gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei ein Ausgang des Leistungssystems gekoppelt ist, um optische Energie bereitzustellen.
6. Schaltung gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei der Schalter im ersten Betriebsmodus betrieben wird, um einen Fluss von Energie vom Eingang des Leistungssystems an einen Ausgang des Leistungssystems zu regeln.
7. Schaltung gemäß Ausführungsform 6, wobei der Schalter in einen Aus-Status betrieben wird, um einen Standby-Zustand bereitzustellen.
8. Schaltung gemäß Ausführungsform 6, wobei der Schalter betrieben wird, um eine Funktion einer Leistungsfaktorkorrektur-Steuerschaltung durchzuführen.
9. Schaltung gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die maximale Zeitspanne von einer Menge eines Energieflusses zwischen einem Eingang des Leistungssystems und einem Ausgang des Leistungssystems, bevor die elektrische Energiequelle vom Eingang des Leistungssystems abgekoppelt wird, unbeeinflusst ist.
10. Schaltung gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Steuerschaltung im ersten Betriebsmodus gekoppelt ist, um den Schalter zu betreiben, damit er eine hohe durchschnittliche Impedanz aufweist.
11. Schaltung gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei ein Stromfluss durch die Schaltung im ersten Betriebsmodus weniger als 30 μA beträgt.
12. Schaltung gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen, die ferner nur zwei an einen externen Schaltungskomplex gekoppelte Anschlüsse umfasst.
13. Schaltung gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die zwischen den Eingangs-Anschlüssen des Eingangs des Leistungssystems gekoppelte Kapazität einen oder mehrere X-Kondensatoren umfasst.
14. Schaltung gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei die Steuerschaltung und der Schalter in einer integrierten Schaltung beinhaltet sind.
15. Schaltung gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei der Schalter über einen Ausgang einer Gleichrichterschaltung des Leistungssystems gekoppelt ist.
16. Schaltung gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei der Schalter ein Zweiwegschalter ist.
17. Schaltung gemäß einer der vorhergehenden Ausführungsformen, wobei der Schalter einen ersten MOSFET, der an einen zweiten MOSFET gekoppelt ist, umfasst.
18. Schaltung gemäß Ausführungsform 17, wobei der erste und der zweite MOSFET n-Kanal-MOSFETs sind.
19. Schaltung gemäß Ausführungsform 17 oder 18, wobei ein Drain des ersten MOSFETs an einen der Eingangs-Anschlüsse des Eingangs des Leistungssystems gekoppelt ist, wobei ein Drain des zweiten MOSFETs an einen anderen der Eingangs-Anschlüsse des Eingangs des Leistungssystems gekoppelt ist.
20. Schaltung gemäß Ausführungsform 19, wobei Quellen des ersten und des zweiten MOSFETs aneinander gekoppelt sind.
21. Schaltung gemäß Ausführungsform 17, wobei der erste oder der zweite MOSFET eingeschaltet ist, um die Kapazität in weniger als der maximalen Zeitspanne, wenn die elektrische Stromquelle von den Eingangs-Anschlüssen des Leistungssystems abgekoppelt ist, auf die Schwellspannung zu entladen.
22. Schaltung, umfassend: eine Steuerschaltung, die an einen Eingang eines Leistungswandlers gekoppelt ist, wobei die Steuerschaltung gekoppelt ist, um zu erfassen, ob eine elektrische Energiequelle über Eingangs-Anschlüsse des Eingangs des Leistungswandlers gekoppelt ist; und einen Schalter, der an die Steuerschaltung gekoppelt ist und an die Eingangs-Anschlüsse des Eingangs des Leistungswandlers gekoppelt ist, wobei die Steuerschaltung gekoppelt ist, um den Schalter zu betreiben, damit er eine hohe durchschnittliche Impedanz aufweist, wenn die elektrische Energiequelle über die Eingangs-Anschlüsse des Eingangs des Leistungswandlers gekoppelt ist, wobei die Steuerschaltung gekoppelt ist, um den Schalter zu betreiben, um eine zwischen Eingangs-Anschlüssen des Eingangs des Leistungswandlers gekoppelte Kapazität in weniger als einer maximalen Zeitspanne ab dann, wenn die elektrische Energiequelle von den Eingangs-Anschlüssen des Eingangs des Leistungswandlers abgekoppelt ist, auf unter eine Schwellspannung zu entladen.
23. Schaltung gemäß der Ausführungsform 22, wobei die zwischen den Eingangs-Anschlüssen des Eingangs des Leistungswandlers gekoppelte Kapazität einen oder mehrere X-Kondensatoren umfasst.
24. Schaltung gemäß einer der Ausführungsformen 22 oder 23, wobei die Steuerschaltung und der Schalter in einer integrierten Schaltung beinhaltet sind.
25. Schaltung gemäß einer der Ausführungsformen 22 bis 24, wobei der Schalter über einen Ausgang einer Gleichrichterschaltung des Leistungswandlers gekoppelt ist.
26. Schaltung gemäß einer der Ausführungsformen 22 bis 25, wobei der Schalter eine Stromquelle umfasst.
27. Schaltung gemäß einer der Ausführungsformen 22 bis 26, wobei die elektrische Energiequelle eine Wechselstrom-Spannungsquelle ist.
28. Schaltung, umfassend: eine Steuerschaltung, die gekoppelt ist, um zu detektieren, ob eine elektrische Energiequelle an einen Eingang eines Leistungswandlers gekoppelt ist; und einen Schalter, der an die Steuerschaltung gekoppelt ist und an den Eingang des Leistungssystems gekoppelt ist, wobei die Steuerschaltung gekoppelt ist, um den Schalter in einem ersten Betriebsmodus zu betreiben, um Energie vom Eingang des Leistungswandlers an einen Ausgang des Leistungswandlers zu übertragen, wenn die elektrische Energiequelle an den Eingang des Leistungswandlers gekoppelt ist, wobei die Steuerschaltung gekoppelt ist, um den Schalter in einem zweiten Betriebsmodus zu betreiben, wenn die elektrische Energiequelle vom Eingang des Leistungswandlers abgekoppelt ist, wobei eine zwischen Eingangs-Anschlüssen des Eingangs des Leistungswandlers gekoppelte Kapazität in weniger als einer maximalen Zeitspanne ab dann, wenn die elektrische Energiequelle von den Eingangs-Anschlüssen des Leistungswandlers abgekoppelt ist, auf eine Schwellspannung entladen wird.
29. Schaltung gemäß Ausführungsform 28, wobei ein erster Betriebsmodus einen Standby-Zustand beinhaltet, in dem der Schalter in einen Aus-Status betrieben wird.
30. Schaltung gemäß einer der Ausführungsformen 28 oder 29, wobei der Leistungswandler ein Boost-Wandler und/oder ein Sperrwandler und/oder ein Durchflusswandler und/oder ein LLC-Wandler ist.
31. Schaltung gemäß einer der Ausführungsformen 28 bis 30, wobei die Schwellspannung ein Pegel einer Sicherheits-Kleinspannung (Safety Extra Low Voltage, SELV) ist.
32. Schaltung, umfassend: eine Steuerschaltung, die an einen Eingang eines Leistungswandlers gekoppelt ist, wobei die Steuerschaltung gekoppelt ist, um zu erfassen, ob eine Wechselstrom-Spannungsquelle über Eingangs-Anschlüsse des Eingangs des Leistungswandlers gekoppelt ist; und einen Schalter, der an die Steuerschaltung gekoppelt ist und an die Eingangs-Anschlüsse des Eingangs des Leistungswandlers gekoppelt ist, wobei die Steuerschaltung gekoppelt ist, um den Schalter in einer hohen durchschnittlichen Impedanz zu betreiben, wenn die Wechselstrom-Spannungsquelle über die Eingangs-Anschlüsse des Eingangs des Leistungswandlers ist, wobei die Steuerschaltung gekoppelt ist, um den Schalter zu betreiben, um eine zwischen Eingangs-Anschlüssen des Eingangs des Leistungswandlers gekoppelte Kapazität in weniger als einer maximalen Zeitspanne ab dann, wenn die Wechselstrom-Spannungsquelle von den Eingangs-Anschlüssen des Eingangs des Leistungswandlers abgekoppelt ist, auf unter eine Schwellspannung zu entladen, wobei die Steuerschaltung und der Schalter in einer integrierten Schaltung beinhaltet sind.
33. Schaltung gemäß Ausführungsform 32, wobei die integrierte Schaltung eine einzige monolithisch integrierte Schaltung ist, welche die Steuerschaltung und den Schalter beinhaltet.
34. Schaltung gemäß Ausführungsform 32 oder 33, wobei die integrierte Schaltung eine Block-Baugruppe einer integrierten Schaltung ist, welche die Steuerschaltung und den Schalter beinhaltet.
35. Schaltung gemäß einer der Ausführungsformen 32 bis 34, wobei der Schalter zwei MOSFETs umfasst, wobei einer der zwei MOSFETs eingeschaltet ist, um die zwischen den Eingangs-Anschlüssen des Eingangs des Leistungswandlers gekoppelte Kapazität in weniger als der maximalen Zeitspanne ab dann, wenn die Wechselstrom-Spannungsquelle von den Eingangs-Anschlüssen des Eingangs des Leistungswandlers abgekoppelt ist, auf unter die Schwellspannung zu entladen.
36. Schaltung gemäß einer der Ausführungsformen 32 bis 35, wobei der Schalter ein Zweiwegschalter ist.
37. Schaltung gemäß einer der Ausführungsformen 32 bis 36, wobei der Schalter eine Stromquelle beinhaltet.
38. Schaltung gemäß einer der Ausführungsformen 32 bis 37, wobei die Steuerschaltung eine Zeitgeberschaltung beinhaltet, die gekoppelt ist, um reagierend auf eine Umkehrung der Polarität der Wechselstrom-Spannungsquelle zurückgesetzt zu werden, wenn die Wechselstrom-Spannungsquelle über Eingangs-Anschlüsse des Eingangs des Leistungswandlers gekoppelt ist.
39. Schaltung gemäß einer der Ausführungsformen 32 bis 38, die ferner eine interne Versorgungsschiene umfasst, die gekoppelt ist, um reagierend auf eine Umkehrung der Polarität der Wechselstrom-Spannungsquelle, wenn die Wechselstrom-Spannungsquelle über Eingangs-Anschlüsse des Eingangs des Leistungswandlers gekoppelt ist, auf einen Pegel unter einem Rücksetzpegel entladen zu werden.
40. Schaltung gemäß einer der Ausführungsformen 32 bis 39, wobei die integrierte Schaltung nur zwei externe Anschlüsse beinhaltet.
41. Schaltung gemäß einer der Ausführungsformen 32 bis 40, wobei mindestens einer der zwei externen Anschlüsse durch einen Widerstand an einen der Eingangs-Anschlüsse des Eingangs des Leistungswandlers gekoppelt ist.
42. Schaltung gemäß einer der Ausführungsformen 32 bis 41, wobei die integrierte Schaltung vier externe Anschlüsse beinhaltet, wobei ein erster der vier externen Anschlüsse ein Erdbezugsanschluss ist, wobei ein zweiter der vier externen Anschlüsse ein Anschluss einer internen Versorgungsschiene ist und wobei der Schalter zwischen dem dritten und dem vierten externen Anschluss gekoppelt ist.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5285369 [0031]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

EN60950-1 [0004]

Claims

Entladeschaltung (104, 204, 504) umfassend: eine Steuerschaltung ausgelegt um an einen Eingang eines Leistungsversorgungssystems gekoppelt zu werden, wobei die Steuerschaltung dafür ausgelegt ist, zu detektieren, ob eine elektrische Energiequelle an einen Eingang des Leistungsversorgungssystems gekoppelt ist; und einen Wechselstromschalter (130, 230, 530), der an die Steuerschaltung gekoppelt ist und dafür ausgelegt ist, an den Eingang des Leistungsversorgungssystems gekoppelt zu werden, wobei die Steuerschaltung ausgelegt ist, den Wechselstromschalter in einem ersten Betriebsmodus zu betreiben wenn die elektrische Energiequelle an den Eingang des Leistungsversorgungssystems gekoppelt ist, wobei die Steuerschaltung ausgelegt ist, den Wechselstromschalter in einem zweiten Betriebsmodus zu betreiben wenn die elektrische Energiequelle von dem Eingang des Leistungsversorgungssystems abgekoppelt ist, wobei die Steuerschaltung ausgelegt ist, eine Kapazität, die zwischen Eingangs-Anschlüssen (120, 140, 220, 240) des Eingangs des Leistungsversorgungssystems durch den Wechselstromschalter auf eine Schellspannung zu entladen in weniger als einer vorbestimmten Zeitspanne wenn die elektrische Energiequelle von dem Eingang des Leistungsversorgungssystems abgekoppelt ist.
Entladeschaltung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuerschaltung gekoppelt ist, um den Wechselstromschalter mit einer hohen durchschnittlichen Impedanz in dem ersten Betriebsmodus zu betreiben.
Entladeschaltung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Stromfluss durch die Entladeschaltung weniger als 30 μA beträgt in dem ersten Betriebsmodus.
Entladeschaltung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Entladeschaltung dafür ausgelegt ist, einen oder mehrere X-Kondensatoren zu entladen.
Entladeschaltung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerschaltung und die Entladeschaltung in einem integrierten Schaltkreis beinhaltet sind.
Entladeschaltung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Wechselstromschalter einen ersten MOSFET und einen zweiten MOSFET umfasst.
Entladeschaltung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerschaltung zumindest eine Zener-Diode, die an einen Gate-Anschluss des ersten MOSFETs gekoppelt ist und zumindest eine Zener-Diode, die an einen Gate-Anschluss des zweiten MOSFETs gekoppelt ist umfasst.
Entladeschaltung gemäß Anspruch 7, wobei eine erste Zener-Diode zwischen dem Gate-Anschluss und einem Source-Anschluss des ersten MOSFETs gekoppelt ist und eine zweite Zener-Diode zwischen dem Gate-Anschluss und einem Source-Anschluss des zweiten MOSFETs gekoppelt ist.
Entladeschaltung gemäß irgendeinem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der erste und der zweite MOSFET n-Kanal MOSFETs sind.
Entladeschaltung gemäß irgendeinem der Ansprüche 6 bis 9, wobei ein Drain-Anschluss des ersten MOSFETs ausgelegt ist, um an eine oder mehrere Eingangs-Anschlüsse des Eingangs des Leistungsversorgungssystems gekoppelt zu werden, wobei ein Drain-Anschluss des zweiten MOSFETs ausgelegt ist, um an einen anderen der Eingangs-Anschlüsse des Eingangs des Leistungsversorgungssystems gekoppelt zu werden.
Entladeschaltung gemäß irgendeinem der Ansprüche 6 bis 10, wobei Source-Anschlüsse der ersten und zweiten MOSFETs miteinander verbunden sind.
Entladeschaltung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerschaltung dafür ausgelegt ist zu erfassen, dass eine Spannung zwischen den Eingangs-Anschlüsse des Eingangs des Leistungsversorgungssystems sich innerhalb eine maximalen Zeitspanne umkehrt, um zu bestimmen, dass eine elektrische Energiequelle an das Leistungsversorgungssystem gekoppelt ist.
Entladeschaltung gemäß Anspruch 12, wobei die Steuerschaltung dafür ausgelegt ist, zu bestimmen, dass eine elektrische Energiequelle nicht mehr mit dem Leistungsversorgungssystem verbunden ist wenn die Spannung zwischen den Eingangs-Anschlüssen des Eingangs des Leistungsversorgungssystems sich nicht innerhalb einer maximalen Zeitspanne umkehrt.
Entladeschaltung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerschaltung dafür ausgelegt ist, den Wechselstromschalter in einen EIN-Zustand zu treiben in dem zweiten Betriebsmodus um die Kapazität, die zwischen Eingangs-Anschlüssen des Eingangs des Leistungsversorgungssystems gekoppelt ist, zu entladen.
Entladeschaltung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Steuerschaltung dafür ausgelegt ist, um den Wechselstromschalter in einem AUS-Zustand zu halten in dem ersten Betriebs-Modus.
Entladeschaltung gemäß Anspruch 15, wobei eine Impedanz der Entladeschaltung höher als 3 MW ist gemittelt über eine Zeitspanne von mindestens 100 μs.
Entladeschaltung gemäß irgendeinem der Ansprüche 6 bis 11, wobei in dem zweiten Betriebszustand einer der ersten und zweiten MOSFETs angeschaltet ist, um die Kapazität auf die Schwellspannung zu entladen in weniger als der maximalen Zeitspanne wenn die elektrische Energiequelle von dem Eingang des Leistungsversorgungssystems abgekoppelt ist.
Entladeschaltung gemäß Anspruch 17, wobei die Entladeschaltung ausgelegt ist, so dass ein Entladestrom durch einen Kanal eines der ersten und zweiten MOSFETs, der angeschaltet ist, fließen kann und durch eine Body-Diode des anderen der ersten und zweiten MOSFETs, um die Kapazität zu entladen.