TW201315112A - 電容放電電路及其所適用之功率轉換器 - Google Patents

Abstract

本案為一種電容放電電路和功率轉換器。電容放電電路包括檢測電路和放電回路；檢測電路的輸入端電性連接交流電源的輸入端，輸出端輸出放電檢測信號至放電回路的輸入端；放電回路與需要被放電的電容的兩端電性連接，包括開關單元和耗能單元，開關單元的斷開或導通由檢測電路的輸出端輸出的放電檢測信號控制；斷開交流電時，檢測電路輸出的放電檢測信號導通放電回路中的開關單元，以使放電回路導通，使耗能單元對需要被放電的電容進行放電。本案之功率轉換器包括電容放電電路。本發明減少了對需要被放電的電容進行放電而導致的功率消耗。

Description

電容放電電路及其所適用之功率轉換器

本發明涉及電子電路技術領域，特別是涉及一種電容放電電路和功率轉換器。

在功率轉換器中，經常設置一個濾波器，如EMI濾波器來過濾和抑制轉換器內的電磁干擾。

濾波器，是一種用於抑制電源線路或控制信號線路中的電磁干擾的電子線路設備，它的功能就是保持電子設備的內部產生的雜訊不向外洩漏，同時防止電子設備外部的交流線路產生的雜訊進入設備內部。濾波器通常由無源電子元件的網路組成，這些元件包括電容和電感，電容元件通常包含X-電容。X-電容是安規電容的一種，用來消除差模干擾，通常X-電容都被連接在交流電源的輸入線之間，例如接在L線和N線之間。在操作過程中，X-電容被充電，產生可能會傷害人的高電壓，因此，在斷掉交流電源後，應對X-電容進行快速放電，以免發生事故。

圖1為現有技術中的X-電容放電電路。在現有技術中，為了安全起見，會設置耗能電阻作為放電電路與X-電容Cx並聯，如圖1中，耗能電阻為一第一耗能電阻R1和一第二耗能電阻R2。在交流電斷電後，耗能電阻與X-電容Cx構成回路，在短時間內釋放存儲在電容內部的能量。耗能電阻被稱為X-電容Cx的放電電阻。

然而，在功率轉換器正常運行，即有交流電供電的狀態下，X-電容的耗能電阻也會一直消耗等於Vac²/(R1+R2)的功率，其中Vac（Voltage alternating current，交流電壓）為交流電壓值。例如，當Vac=230v（伏特），R1+R2=2MΩ（兆歐），則P= Vac²/(R1+R2)=26.45mw（毫瓦）。這意味著，有大約26mw的功率被X-電容Cx的耗能電阻消耗。且X-電容Cx越大，耗能電阻R1和R2的電阻值越小，則所消耗的功率越大。

由此可見，現有技術的功率轉換器中的放電電路會一直消耗能量，尤其是當出於抑制電磁干擾方面的考慮而需要一個大的電容時，放電電阻會大量消耗功率。同時，隨著技術的發展，在輕負載時對可消耗的能量的要求也越來越高，而消耗在電容的放電電阻上的功率對這一要求有很大的負面影響。

本發明的目的在於提供一種電容放電電路和功率轉換器，其解決了現有技術中電容的放電電阻需要消耗功率過大的問題。

本發明提供了一種電容放電電路，需要被放電的電容的兩端與交流電源的兩輸入端電性連接，電容放電電路與需要被放電的電容的兩端電性連接，包括檢測電路和放電回路。其中，檢測電路的輸入端電性連接交流電源的輸入端，檢測電路的輸出端輸出一放電檢測信號至放電回路的輸入端；放電回路與所述需要被放電的電容的兩端電性連接，放電回路包括開關單元和耗能單元，開關單元的斷開或導通由檢測電路的輸出端輸出的放電檢測信號控制；斷開交流電時，檢測電路輸出的放電檢測信號導通放電回路中的開關單元，以使放電回路導通，使耗能單元對需要被放電的電容進行放電。

其中，檢測電路包括第一開關、第一整流器、第二電容和第一直流電源；第一開關為一三極管；第一開關的基極與第二電容一端電性連接；第一開關的發射極接地；第一開關的集電極與第一直流電源電性連接。

其中，第一整流器包括第一二極體和第二二極體；第一二極體和第二二極體同向設置，兩個二極體的陽極分別電性連接交流電源的兩個輸入端，兩個二極體的陰極短接後與第二電容的另一端電性連接。

其中，檢測電路還包括第一電阻和第二電阻；第一電阻的一端與第一直流電源電性連接，第一電阻的另一端與第一開關的集電極電性連接，第一開關的集電極即為檢測電路的輸出端；第二電阻的一端與第一整流器電性連接，第二電阻的另一端與所述第二電容的一端電性連接。

其中，檢測電路還包括第三二極體；第三二極體的陰極與第一開關的基極電性連接，第三二極體的陽極接地。

其中，檢測電路還包括第一電容；第一電容的一端與第一開關的集電極電性連接，第一電容的另一端接地。

其中，檢測電路還包括穩壓管，穩壓管的陰極與第一開關的集電極電性連接，穩壓管的陽極接地。

其中，放電回路的開關單元為第二開關；耗能單元包括至少一控制芯片；控制芯片上設置有第一管腳VCC、第二管腳HV和第三管腳FB；第二開關為一電力場效應晶體管；第二開關的柵極與檢測電路的輸出端電性連接，第二開關的漏極與控制芯片的第一管腳VCC電性連接，所述第二開關的源極接地。

其中，放電回路還包括第二整流器；第二整流器包括第五二極體和第六二極體；第五二極體和第六二極體的陰極短接後與控制芯片的第二管腳HV電性連接；第五二極體的陽極和第六二極體的陽極分別與需要被放電的電容的兩端電性連接。

其中，第二整流器中的第五二極體和第六二極體為檢測電路中的第一整流器中的第一二極體和第二二極體。

其中，放電回路還包括第七二極體和第八二極體；第七二極體和第八二極體的陽極短接後接地，第七二極體的陰極和第八二極體的陰極分別與需要被放電的電容的兩端電性連接。

其中，第七二極體和第八二極體為功率轉換器的整流橋的兩個二極體。

其中，放電回路還包括第三電阻和第四電阻；其中，第四電阻串聯在控制芯片和第二整流器之間；第三電阻串聯在控制芯片與第二開關之間；第四電阻的一端與控制芯片的第二管腳HV電性連接；第三電阻與控制芯片的第一管腳VCC電性連接。

其中，放電回路還包括第三電容、第四二極體；第三電容的一端與控制芯片的第一管腳VCC電性連接，另一端接地；第四二極體的陰極與第二開關的漏極電性連接，第四二極體的陽極與主控制芯片的第三管腳FB電性連接。

其中，放電回路的開關單元為第三開關，耗能單元為第五電阻；第三開關為一電力場效應晶體管；第三開關的柵極與檢測電路的輸出端電性連接，第三開關的漏極與第五電阻的一端電性連接，第三開關的源極接地。

其中，放電回路還包括第二整流器；第二整流器包括第五二極體和第六二極體；第五二極體和第六二極體的陰極短接後與第五電阻的另一端電性連接；第五二極體的陽極和第六二極體的陽極分別與需要被放電的電容的兩端電性連接。

其中，第二整流器中的第五二極體和第六二極體為檢測電路中的第一整流器中的第一二極體和第二二極體。

其中，放電回路還包括第七二極體和第八二極體；第七二極體和第八二極體的陽極短接後接地，第七二極體的陰極和第八二極體的陰極分別與需要被放電的電容的兩端電性連接。

其中，第七二極體和第八二極體為功率轉換器的整流橋的兩個二極體。

其中，放電回路的開關單元為第四開關，耗能單元為第六電阻，放電回路還包括一信號變換電路；第四開關為一雙向晶閘管，第四開關的雙向晶閘管的門級與信號變換電路的輸出端電性連接；信號變換電路的輸入端與檢測電路的輸出端電性連接；第六電阻的一端與第四開關的一主電極電性連接；第六電阻的另一端和第四開關的雙向晶閘管的另一主電極，分別與需被放電的電容的兩端電性連接。

其中，第四開關的雙向晶閘管的門級與信號變換電路的輸出端之間，還串聯第七電阻；第七電阻的一端與第四開關電性連接，另一端和信號變換電路的輸出端電性連接。

其中，所述需要被放電的電容為X-電容。

本發明還提供了一種功率轉換器，包括如前所述的電容放電電路。

本發明的有益效果是：本發明的一種電容放電電路和功率轉換器，通過電容放電電路中的檢測電路檢測交流電是否斷開，並在檢測到交流電斷開時，將放電回路導通，對電容進行放電。放電回路只有在交流電源斷開時被導通，在功率轉換器正常工作狀態下，放電回路處於斷開狀態，因此也就不會消耗功率，減少了功率轉換器的功率消耗。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明的一種電容放電電路和功率轉換器進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

在實施方式和申請專利範圍中，除非文中對於冠詞有特別限定，否則“一”與“所述”可泛指單一個或複數個。

本文中所使用的“約”、“大約”或“大致”用以修飾任何可稍微變化的數量，但這種稍微變化並不會改變其本質。於實施方式中若無特別說明，以“約”、“大約”或“大致”所修飾的數值的誤差範圍一般是容許在百分之二十以內，較佳地是於百分之十以內，而更佳地是於百分五之以內。

實施例一

本發明實施例一公開了一種電容放電電路，需要被放電的電容的兩端與交流電源的兩輸入端電性連接，所述電容放電電路與需要被放電的電容的兩端電性連接，參照圖2所示，所述電容放電電路包括檢測電路1和放電回路2。

所述檢測電路1的輸入端電性連接交流電源的輸入端，輸出端電性連接所述放電回路2的輸入端，所述檢測電路1輸出一放電檢測信號。所述放電回路2與需要被放電的電容的兩端電性連接，所述放電回路包括開關單元3和耗能單元4，所述開關單元3的斷開或導通由所述檢測電路1的輸出端輸出的放電檢測信號控制。

在斷開交流電時，所述檢測電路1輸出的放電檢測信號導通所述放電回路2中的開關單元3，以使所述放電回路2導通，使耗能單元4對所述電容進行放電。

在有交流電輸入時，所述檢測電路輸出的放電檢測信號不能導通所述放電回路2中的開關單元3，即所述放電回路2在有交流電源輸入時為斷路，因此在有交流電源輸入時，所述電容不放電，放電回路2不消耗能量。由於放電電路只在斷開交流電時效耗能量，因此減少了功率消耗。

作為一種可實施方式，所述檢測電路1的輸出端輸出的放電檢測信號為電位信號，在斷開交流電時，所述檢測電路1的輸出端輸出一高電位信號，所述高電位信號能夠導通所述放電回路2的開關單元3，開關單元3被導通的同時所述放電回路2導通，從而放電回路2能夠通過耗能單元4對所述電容進行放電。所述高電位信號的電位值大於或等於所述開關單元的導通門限電位值。在有交流電輸入時，檢測電路1輸出一低電位信號，此低電位信號達不到導通開關單元3的電位門限值，即所述放電回路2在有交流電源輸入時為斷路狀態。

需要說明的是本領域技術人員受本發明的技術啟發，亦可做稍許改動將電路設計成當交流電源斷開時，檢測電路1的輸出端輸出一低電位信號;在交流電源接入時，檢測電路1的輸出端輸出一高電位信號，同樣使得在交流電源斷開時放電回路2的開關單元3導通，放電回路2被導通，所述電容通過放電回路2進行放電。顯然本發明所提供的技術方案包含多種通過檢測電路1輸出的電位信號來控制放電回路2的導通或關斷的技術手段，並不僅限於所述的實施方式。

下面以所述需要被放電的電容為X-電容Cx為例，對本發明的電容放電電路作詳細說明。

參照圖3所示，作為一種可實施方式，所述檢測電路1包括第一開關S1、第一整流器5、第二電容C2和第一直流電源VCC1。

所述第一開關S1為一導通或關斷受其控制端的電位信號控制的半導體電子開關，作為一種可實施方式，所述第一開關S1為一三極管。所述第一開關S1的集電極與第一直流電源VCC1電性連接，所述第一開關S1的發射極接地，所述第一開關S1的基極與第二電容C2的一端電性連接；圖3中所示點A為所述第一開關S1的基極與第二電容C2的連接點。

作為一種可實施方式，所述第一整流器5包括接入到交流電源兩端的第一二極體D1和第二二極體D2，第一二極體D1和第二二極體D2同向設置，兩個二極體（D1，D2）的陽極分別電性連接交流電源的兩端（L線和N線），兩個二極體（D1，D2）的陰極短接後與第二電容C2的另一端電性連接，由於二極體的正向導通特性，在有交流電源輸入時，交流電的正半週期（即L線端輸入為正，N線端輸入為負）能夠通過二極體D2，交流電的負半週期（即L線端輸入為負，N線端輸入為正）能夠通過二極體D1。這樣，正弦波的交流電經過第一整流器5後變為一饅頭形波。

通常地，作為一種可實施方式，所述第一直流電源VCC1由功率轉換器（圖中未示出）或所述功率轉換器的控制電路（圖中未示出）提供。

作為一種可實施方式，所述檢測電路1還包括一第一電阻R11，一第二電阻R12。第一電阻R11的一端電性連接於所述第一直流電源VCC1，第一電阻R11的另一端電性連接於第一開關S1的集電極，即Q點，其即為檢測電路的輸出端。第二電阻R12的一端電性連接於第一二極體D1及第二二極體D2的陰極端，第二電阻R12的另一端電性連接於電容C2的另一端。

作為一種可實施方式，所述檢測電路1還包括第三二極體D3，所述第三二極體D3的陰極與第一開關管S1的基極電性連接，陽極接地。

進一步地，所述檢測電路1還包括穩壓管D9和第一電容C1，所述第一電容C1的一端電性連接第一開關S1的集電極，另一端接地。所述穩壓管D9陽極接地，陰極與所述第一開關S1的集電極電性連接。

作為一種可實施方式，在有交流電源輸入時，第一整流器5輸出的饅頭形波經第二電阻R12及第二電容C2後傳遞至第一開關S1的基極，使第一開關S1週期性地工作在導通與關斷狀態。第一開關S1關斷時，所述第一直流電源VCC1經第一電阻R11對第一電容C1充電；第一開關S1導通時,第一電容C1上的能量經第一開關S1被放到零。其中，第一電阻R11和第一電容C1構成一延時電路，在第一開關S1關斷時，第一直流電源VCC1通過第一電阻R11和第一電容C1構成的充電延時電路對第一電容C1充電，通過選擇合適的第一電阻R11和第一電容C1(比如R11、C1的時間常數大約為20ms)使在有交流電源輸入、第一開關S1關斷時第一電容C1上形成的電位值小於所述放電回路2的開關單元3的導通門限電位值，當第一開關S1處於導通狀態後，第一電容C1上的能量又通過第一開關S1被放到零，所以在整個有交流電源輸入的過程中，檢測電路1的輸出端Q點輸出的電位信號不足以導通所述放電回路2，即所述放電回路2在有交流電源輸入時，不消耗能量。

當交流電源斷開後，點A為低電位，則檢測電路1中的第一開關S1將被基極的低電位截止，則第一直流電源VCC1經第一電阻R11持續對第一電容C1充電，由於此時交流電源已斷開，所以第一開關S1不會再導通，所以第一電容C1會被持續充電，即Q點的電位持續升高，當Q點輸出的電位信號達到導通所述開關單元3的門限電位值時，開關單元3被導通，放電回路2與需要被放電的電容Cx構成了一個閉合回路，耗能單元4消耗存儲在所述需要被放電的電容Cx中的能量。

其中，在檢測電路1中的第一開關S1關斷時，第一直流電源VCC1通過第一電阻R11和第一電容C1構成的充電延時電路對第一電容C1充電，且經過一定時間期間後才使得第一電容C1上的電位值達到所述開關單元3的導通門限電位值時，放電回路2被導通，需要被放電的電容Cx釋放電能，也即只有當斷開交流電源輸入的時間和/或第一開關S1關斷的時間到達一定長度後，需要被放電的電容Cx才進行放電，以此避免在有交流電源輸入時放電回路誤導通。

其中，當第一電容C1上的電位值被充電到與第一電容C1並聯的穩壓管D9的反向擊穿電壓時，穩壓管D9被反向擊穿，根據穩壓管的特性，此時第一電容C1上的電壓被穩定在穩壓管D9的反向擊穿電壓。

下面詳細說明本發明的放電回路2。

參照圖4所示，作為一種可實施方式，所述放電回路2的開關單元3為第二開關S2；所述耗能單元4為一控制芯片21及其外圍器件。

作為一種可實施方式，所述控制芯片具有一第一管腳VCC,此管腳為控制芯片的供電電源引腳、一第二管腳HV，此管腳為控制芯片的高壓啟動端和一第三管腳FB，此管腳為控制芯片的輸出電壓回饋引腳。所述控制芯片21可為任一具有上述三個引腳的芯片，比如型號為NCP1337，TEA1751T等的控制芯片。所述控制芯片21是一種現有技術，因此，在本發明實施例中，不再一一詳細描述。

所述放電回路2還包括第二整流器6、第七二極體D7、第八二極體D8。

第二開關S2為一導通或關斷受其控制端的電位信號控制的半導體電子開關，作為一種可實施方式，所述第二開關S2為一電力場效應晶體管。所述第二開關S2的柵極與所述檢測電路1的輸出端（Q端）電性連接，所述第二開關S2的漏極經一第三電阻R13與所述控制芯片21的第一管腳VCC電性連接，所述第二開關S2的源極接地。

作為一種可實施方式，所述第二開關S2為一低壓電力場效應晶體管。

作為一種可實施方式，所述第二整流器6包括第五二極體D5和第六二極體D6；第五二極體D5的陽極和第六二極體D6的陽極分別與所述需被放電的X-電容Cx的兩端連接，所述第五二極體D5和第六二極體D6的陰極短接後經第四電阻R14與所述控制芯片的第二管腳HV電性連接。

第七二極體D7和第八二極體D8的陽極都接地，第七二極體D7的陰極和第八二極體D8的陰極分別與交流電源的兩端（即所述需被放電的X-電容Cx的兩端）電性連接。

同樣，第七二極體D7和第八二極體D8可以利用功率轉換器中的整流橋8的兩個二極體，如圖5所示。

如圖6所示，在交流電源斷開後，所述檢測電路1輸出的放電檢測信號導通所述放電回路2中的第二開關S2，此時，控制芯片21的第一管腳VCC將通過第三電阻R13和第二開關S2迅速放電。當控制芯片21的第一管腳VCC被放電至一定值時，控制芯片21的第二管腳HV將被啟動，則X-電容Cx的能量經第二整流器6及控制芯片21的第二管腳HV給控制芯片21的第一管腳VCC充電。這樣，存儲在X-電容Cx中的能量在交流電源斷開後能通過控制芯片21及其外圍器件釋放。

作為一種可實施方式，所述放電回路2還包括第三電容C3、第四二極體D4。所述第三電容C3的一端與控制芯片21的第一管腳VCC和第三電阻R13的一端電性連接，另一端接地。所述第四二極體D4的陰極與所述第二開關S2的漏極電性連接，所述第四二極體D4的陽極與所述控制芯片21的第三管腳FB電性連接。在交流電源斷開，所述檢測電路1輸出的放電檢測信號導通所述放電回路2中的第二開關S2後，控制芯片21的第三管腳FB的高電位將經第四二極體D4和導通的第二開關S2被放電為低電位以此阻止功率轉換器給控制芯片21的第一管腳VCC供電，以使如圖6所示的放電回路2能夠正常工作。

其放電回路2可描述為下，當X-電容Cx電壓為上正下負時，即與圖中所示L線連接的一端的電壓為正，與N線連接的一端為負時，X-電容Cx上的電能經第六二極體D6、控制芯片21及其週邊器件、第二開關S2、接地端及第八二極體D8回到X-電容Cx的負端以構成放電回路。當X-電容Cx電壓為上負下正時，即與圖中所示L線連接的一端的電壓為負，與N線連接的一端為正時，X-電容Cx上的電能經第五二極體D5、控制芯片21及其週邊器件、第二開關S2、接地端以及第七二極體D7回到X-電容Cx的負端以構成放電回路。

作為一種可實施方式，放電回路2中的第二整流器6和檢測電路1裡的第一整流器5為同一整流器，但不以此為限。

參照圖7，作為另一種實施方式，放電回路2的開關單元3為第三開關S3，所述耗能單元4為第五電阻R15，在這一實施方式中，所述放電回路2還包括第二整流器6、第七二極體D7和第八二極體D8。

第三開關S3為一導通或關斷受其控制端的電位信號控制的半導體電子開關。作為一種可實施方式，第三開關S3為一電力場效應晶體管，第三開關S3的柵極與檢測電路1的輸出端（Q端）電性連接，第三開關S3的漏極與第五電阻R15的一端電性連接，第三開關S3的源極接地。

作為一種可實施方式，第三開關S3為一高壓電力場效應晶體管。

作為一種可實施方式，所述第二整流器6包括第五二極體D5和第六二極體D6；第五二極體D5和第六二極體D6的陰極短接後與第五電阻R15的另一端電性連接，第五二極體D5的陽極和第六二極體D6的陽極分別與所述需被放電的X-電容Cx的兩端電性連接。

第七二極體D7和第八二極體D8的陽極接地，第七二極體D7的陰極和第八二極體D8的陰極分別與交流電源的兩端（即所述需被放電的X-電容Cx的兩端）電性連接。

參照圖8，圖8為另一種實施方式的X-電容放電電路示意圖。檢測電路1的輸出點Q與放電回路2的第三開關S3的柵極連接。

在此實施方式中，檢測電路1與放電回路2共用同一整流器，即第一整流器5和第二整流器6為同一整流器。第二整流器（第一整流器）包括兩個二極體（D1，D2）。兩個二極體（D1，D2）的陰極短接後分別與第二電阻R12和第五電阻R15連接。

即，作為一種可實施方式，所述第二整流器（D5，D6）與第一整流器（D1，D2）可以為相同類型的器件，在應用中檢測電路1和放電回路2可共用同一整流器，即第一整流器5和第二整流器6可以合而使用同一個整流器，但不以此為限。

與本實施例中，當交流電源斷開後，檢測電路1輸出端Q點輸出的放電檢測信號導通放電回路2的第三開關S3，放電回路2被導通，X-電容Cx開始放電。當X-電容Cx電壓為上正下負時，即與圖中所示L線連接的一端的電壓為正，與N線連接的一端為負時，X-電容Cx上的電能經第二二極體D2、第五電阻R15、第三開關S3、地及第八二極體D8回到X-電容Cx的負端以構成放電通路。當X-電容Cx電壓為上負下正時，即與圖中所示L線連接的一端的電壓為負，與N線連接的一端為正時，X-電容Cx上的電能經第一二極體D1、第五電阻R15、第三開關S3、接地端以及第七二極體D7回到X-電容Cx的負端以構成放電通路。從而能夠在交流電源斷開，第三開關S3導通時，放電回路2迅速將X-電容Cx儲存的電能消耗掉。交流電源接入後，檢測電路1輸出端Q點輸出的放電檢測信號不導通放電回路2而不消耗能量。也即放電回路只有在交流電源斷開後才消耗能量,因此減小了功率損耗。

作為一種可實施方式，所述第七二極體D7和第八二極體D8可以為功率轉換器的整流橋8中的兩個二極體，如圖9所示。

參照圖10和圖11，作為一種可實施方式，所述放電回路2的開關單元3為第四開關S4，所述耗能單元4為第六電阻R16, 第四開關S4為一雙向晶閘管（雙向可控矽）。

圖10為再一種實施方式的放電回路的示意圖。於本實施例中，所述放電回路2還包括一信號變換電路7。檢測電路1的輸出端Q點經信號變換電路7及一電阻R17與雙向晶閘管（第四開關S4）的門級連接。雙向晶閘管（第四開關S4）的一主電極與第六電阻R16的一端電性連接，所述第六電阻R16的另一端和雙向晶閘管（第四開關S4）的另一主電極分別與所述需被放電的電容的兩端電性連接。

交流電源斷開後，檢測電路1的輸出端Q點輸出的放電檢測信號經信號變換電路7後使雙向晶閘管（第四開關S4）可雙向導通，則第四開關S4、第六電阻R16和所述需放電的所述電容X-電容Cx構成一放電回路，由於雙向晶閘管的雙向導通特性，無論X-電容Cx接入L線的一端或接入N線的一端為正電位，也即無論是交流電源在正半週期或負半週期斷開，所述電容上的儲能均可以經第四開關S4迅速地消耗在第六電阻R16上，從而保證安全。在有交流電源輸入時, 檢測電路1的輸出端Q點輸出的放電檢測信號經信號變換電路7後使雙向晶閘管（第四開關S4）關斷，則放電回路不導通，放電回路不消耗能量。也即放電回路只有在交流電源斷開後才消耗能量,因此減小了功率損耗。

實驗測試結果表明，在X-電容Cx為0.62uF、交流電源有效值為265V、頻率為50HZ，現有技術的兩個放電電阻均為560kΩ時，現有技術消耗的功率為171mw，而本發明實施例，以圖6所示電路實現時，消耗的功率為121mw，因此減小了功率損耗。

參照圖12和圖13，圖12為現有技術的放電電路的放電波形圖，圖13為採用本發明如圖11所示的實施例的電容放電電路的放電波形圖。

在測試交流電源為265V/50HZ時，本發明實施例所提供的電容放電電路將X-電容Cx兩端的電壓從375V降到137.5V需時481.400ms；而在相同測試條件下，現有技術的放電電路將X-電容Cx兩端的電壓從-375V降至-137.5V時，需時766.104ms，可見本發明能縮短放電時間，將X-電容Cx所攜帶可能傷人的高電壓儘快釋放，降低危險指數。

本發明實施例所提供的一種電容放電電路，在正常運行狀態，放電回路2不工作，當交流電源斷開後，檢測電路1將啟動放電回路2來實現短時間內將所述電容放電，其能夠保護人們的安全，同時減少了由於對需要被放電電容進行放電所帶來的功率消耗。

實施例二

本發明還提供了一種功率轉換器。此功率轉換器電性連接交流電源，包括電容放電電路。

本發明實施例的功率轉換器中的電容放電電路與需要被放電的電容的兩端電性連接，包括檢測電路1和放電回路2。

所述檢測電路1的輸入端電性連接所述交流電源的輸入端，所述檢測電路的輸出端輸出一放電檢測信號至所述放電回路2的輸入端。所述放電回路2包括開關單元3和耗能單元4，所述開關單元3的斷開或導通由所述檢測電路1的輸出端輸出的所述放電檢測信號控制。

斷開交流電時，所述檢測電路1輸出的所述放電檢測信號導通所述放電回路中的所述開關單元3，以使所述放電回路2導通同時通過所述耗能單元4對所述需要被放電的電容進行放電。

本發明實施例中，作為一種可實施方式，在斷開交流電時，所述檢測電路1的輸出端輸出的放電檢測信號（電位信號）為一高電位，使放電回路2中的開關單元3導通，從而所述電容中的儲能能通過放電回路2中的開關單元3和耗能單元4迅速進行放電。在功率轉換器正常工作也即有交流電輸入時，所述檢測電路1輸出一低電位放電檢測信號，使放電回路2中的開關單元3斷開，即所述放電回路2在有交流電源輸入時，不消耗功率。

本發明實施例的轉換器中的電容放電電路，與實施例一中的電容放電電路採用同樣的實施方式實現，因此，在本實施例二中，不再一一詳細描述。

本發明所提供的一種電容放電電路和功率轉換器，通過檢測電路1與放電回路2的配合，利用電子開關器件的各種特性，使得放電回路2在有交流電源輸入時不工作，當交流電源斷開後，檢測電路1將啟動放電回路2來實現短時間內將所述電容放電，其在能夠保護人們的安全的同時，有效地減少了功率消耗。

應當說明的是，本發明所公開的電容放電電路和方法可應用於AC-AC及AC-DC的功率轉換器也可應用於其他類型的功率轉換器中，所述需要被放電的電容也不僅限於X-電容，其他任何一種需要被放電的電容都可採用本電容放電系統，也可對多個並聯的電容同時進行放電。

最後應當說明的是，很顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型。

Cx．．．X-電容

R1．．．第一耗能電阻

R2．．．第二耗能電阻

1．．．檢測電路

2．．．放電回路

3．．．開關單元

4．．．耗能單元

S1．．．第一開關

5．．．第一整流器

C2．．．第二電容

VCC1．．．第一直流電源

D1．．．第一二極體

D2．．．第二二極體

R11．．．第一電阻

R12．．．第二電阻

D3．．．第三二極體

D9．．．穩壓管

C1．．．第一電容

S2．．．第二開關

21．．．主控制芯片

VCC．．．第一管腳

HV．．．第二管腳

FB．．．第三管腳

R13．．．第三電阻

R14．．．第四電阻

C3．．．第三電容

D4．．．第四二極體

6．．．第二整流器

D5．．．第五二極體

D6．．．第六二極體

D7．．．第七二極體

D8．．．第八二極體

8．．．整流橋

S3．．．第三開關

R15．．．第五電阻

S4．．．第四開關

7．．．信號變換電路

R16．．．第六電阻

R17．．．第七電阻

圖1為現有技術的電容放電電路示意圖；

圖2為本發明實施例一的X-電容放電電路的結構框圖；

圖3為圖2中的檢測電路的示意圖；

圖4為本發明實施例一的放電回路的一種可實施方式的示意圖；

圖5為本發明實施例一的放電回路的一種更佳可實施方式的示意圖；

圖6為以圖4所示的放電回路實現X-電容放電電路的一種可實施方式的示意圖；

圖7為本發明實施例一的放電回路的另一種實施方式的示意圖；

圖8為以圖7所示的放電回路實現X-電容放電電路的另一種實施方式的示意圖；

圖9為以圖7所示的放電回路實現X-電容放電電路的另一種更佳實施方式的示意圖；

圖10為本發明實施例一的放電回路的再一種實施方式的示意圖；

圖11為以圖10所示的放電回路實現X-電容放電電路的再一種實施方式示意圖；

圖12為現有技術的電容放電電路的放電波形示意圖；

圖13為本發明實施例一的電容放電電路的放電波形圖。

Cx．．．X-電容

1．．．檢測电路

2．．．放電回路

3．．．開關單元

4．．．耗能單元

Claims (23)

1. 一種電容放電電路，一需要被放電的電容的兩端與一交流電源的兩輸入端電性連接，該電容放電電路與該需要被放電的電容的兩端電性連接，包括一檢測電路和一放電回路；
     其中：
     該檢測電路的輸入端電性連接該交流電源的該輸入端，該檢測電路的該輸出端輸出一放電檢測信號至該放電回路的一輸入端；
     該放電回路與該需要被放電的電容的兩端電性連接，該放電回路包括一開關單元和一耗能單元，該開關單元的斷開或導通由該檢測電路的該輸出端輸出的該放電檢測信號控制；
     斷開交流電時，該檢測電路輸出的該放電檢測信號導通該放電回路中的該開關單元，以使該放電回路導通，使該耗能單元對該需要被放電的電容進行放電。
2. 如申請專利範圍第1項所述的電容放電電路，該檢測電路包括一第一開關、一第一整流器、一第二電容和一第一直流電源；
     其中，該第一開關為一三極管；該第一開關的一基極與該第二電容一端電性連接；該第一開關的一發射極接地；該第一開關的一集電極與該第一直流電源電性連接。
3. 如申請專利範圍第2項所述的電容放電電路，該第一整流器包括一第一二極體和一第二二極體；
     該第一二極體和該第二二極體同向設置，該兩個二極體的陽極分別電性連接該交流電源的兩個輸入端，該兩個二極體的陰極短接後與該第二電容的另一端電性連接。
4. 如申請專利範圍第2項所述的電容放電電路，該檢測電路還包括一第一電阻和一第二電阻；
     該第一電阻的一端與該第一直流電源電性連接，該第一電阻的另一端與該第一開關的集電極電性連接，該第一開關的集電極即為該檢測電路的輸出端；
     該第二電阻的一端與該第一整流器電性連接，該第二電阻的另一端與該第二電容的一端電性連接。
5. 如申請專利範圍第2項所述的電容放電電路，該檢測電路還包括一第三二極體；
     該第三二極體的陰極與該第一開關的基極電性連接，該第三二極體的陽極接地。
6. 如申請專利範圍第2項所述的電容放電電路，該檢測電路還包括一第一電容；
     該第一電容的一端與該第一開關的集電極電性連接，該第一電容的另一端接地。
7. 如申請專利範圍第2項所述的電容放電電路，該檢測電路還包括一穩壓管，該穩壓管的陰極與該第一開關的集電極電性連接，該穩壓管的陽極接地。
8. 如申請專利範圍第1項所述的電容放電電路，該放電回路的該開關單元為一第二開關；該耗能單元包括至少一控制芯片；
     該控制芯片上設置有一第一管腳VCC、一第二管腳HV和一第三管腳FB；
     該第二開關為一電力場效應晶體管；該第二開關的柵極與該檢測電路的該輸出端電性連接，該第二開關的漏極與該控制芯片的該第一管腳VCC電性連接，該第二開關的源極接地。
9. 如申請專利範圍第8項所述的電容放電電路，該放電回路還包括第二整流器；
     該第二整流器包括一第五二極體和一第六二極體；該第五二極體和該第六二極體的陰極短接後與該控制芯片的該第二管腳HV電性連接；該第五二極體的陽極和該第六二極體的陽極分別與該需要被放電的電容的兩端電性連接。
10. 如申請專利範圍第9項所述的電容放電電路，該第二整流器中的該第五二極體和該第六二極體為該檢測電路中的該第一整流器中的該第一二極體和該第二二極體。
11. 如申請專利範圍第8項所述的電容放電電路，該放電回路還包括一第七二極體和一第八二極體；
      該第七二極體和該第八二極體的陽極短接後接地，該第七二極體的陰極和該第八二極體的陰極分別與需要被放電的電容的兩端電性連接。
12. 如申請專利範圍第11項所述的電容放電電路，該第七二極體和該第八二極體為功率轉換器的整流橋的兩個二極體。
13. 如申請專利範圍第8項所述的電容放電電路，該放電回路還包括一第三電阻和一第四電阻；
      其中，該第四電阻串聯在該控制芯片和該第二整流器之間；該第三電阻串聯在該控制芯片與該第二開關之間；
      該第四電阻的一端與該控制芯片的該第二管腳HV電性連接；該第三電阻與該控制芯片的該第一管腳VCC電性連接。
14. 如申請專利範圍第8項所述的電容放電電路，該放電回路還包括一第三電容、一第四二極體；
      該第三電容的一端與該控制芯片的該第一管腳VCC電性連接，另一端接地；
      該第四二極體的陰極與該第二開關的漏極電性連接，該第四二極體的陽極與該主控制芯片的該第三管腳FB電性連接。
15. 如申請專利範圍第1項所述的電容放電電路，該放電回路的該開關單元為一第三開關，該耗能單元為一第五電阻；
      該第三開關為一電力場效應晶體管；該第三開關的柵極與該檢測電路的輸出端電性連接，該第三開關的漏極與該第五電阻的一端電性連接，該第三開關的源極接地。
16. 如申請專利範圍第15項所述的電容放電電路，該放電回路還包括一第二整流器；
      該第二整流器包括一第五二極體和一第六二極體；該第五二極體和該第六二極體的陰極短接後與該第五電阻的另一端電性連接；該第五二極體的陽極和該第六二極體的陽極分別與該需要被放電的電容的兩端電性連接。
17. 如申請專利範圍第16項所述的電容放電電路，該第二整流器中的該第五二極體和該第六二極體為該檢測電路中的該第一整流器中的該第一二極體和該第二二極體。
18. 如申請專利範圍第15項所述的電容放電電路，該放電回路還包括一第七二極體和一第八二極體；
      該第七二極體和該第八二極體的陽極短接後接地，該第七二極體的陰極和該第八二極體的陰極分別與需要被放電的電容的兩端電性連接。
19. 如申請專利範圍第18項所述的電容放電電路，該第七二極體和該第八二極體為功率轉換器的整流橋的兩個二極體。
20. 如申請專利範圍第1項所述的電容放電電路，該放電回路的該開關單元為一第四開關，該耗能單元為一第六電阻，該放電回路還包括一信號變換電路；
      該第四開關為一雙向晶閘管，該第四開關的雙向晶閘管的門級與該信號變換電路的輸出端電性連接；
      該信號變換電路的輸入端與該檢測電路的輸出端電性連接；
      該第六電阻的一端與該第四開關的一主電極電性連接；該第六電阻的另一端和該第四開關的雙向晶閘管的另一主電極，分別與該需被放電的電容的兩端電性連接。
21. 如申請專利範圍第20項所述的電容放電電路，該第四開關的該雙向晶閘管的門級與該信號變換電路的輸出端之間，還串聯一第七電阻；該第七電阻的一端與該第四開關電性連接，另一端和該信號變換電路的輸出端電性連接。
22. 如申請專利範圍第1-21項任一項所述的電容放電電路，該需要被放電的電容為X-電容。
23. 一種功率轉換器，其特徵在於，包括如申請專利範圍第1至21項任一項該的電容放電電路。