專利名稱：一種電容放電電路和功率轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子電路技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電容放電電路和功率轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
在功率轉(zhuǎn)換器中，經(jīng)常設(shè)置一個濾波器，如EMI濾波器來過濾和抑制轉(zhuǎn)換器內(nèi)的電磁干擾。
濾波器，是一種用于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(shè)備，它的功能就是保持電子設(shè)備的內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲不向外泄漏，同時防止電子設(shè)備外部的交流線路產(chǎn)生的噪聲進入設(shè)備內(nèi)部。濾波器通常由無源電子元件的網(wǎng)絡(luò)組成，這些元件包括電容和電感，電容兀件通常包含X-電容。X-電容是安規(guī)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(chǎn)生可能會傷害人的高電壓，因此，在斷掉交流電源后，應(yīng)對X-電容進行快速放電，以免發(fā)生事故。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的X-電容放電電路。在現(xiàn)有技術(shù)中，為了安全起見，會設(shè)置耗能電阻作為放電電路與X-電容Cx并聯(lián)，如圖1中，耗能電阻為一第一耗能電阻Rl和一第二耗能電阻R2。在交流電斷電后，耗能電阻與X-電容Cx構(gòu)成回路，在短時間內(nèi)釋放存儲在電容內(nèi)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(zhuǎn)換器正常運行，即有交流電供電的狀態(tài)下，X-電容的耗能電阻也會一直消耗等于 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 = 2ΜΩ (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Rl和R2的電阻值越小，則所消 耗的功率越大。
由此可見，現(xiàn)有技術(shù)的功率轉(zhuǎn)換器中的放電電路會一直消耗能量，尤其是當出于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(shù)的發(fā)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。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電容放電電路和功率轉(zhuǎn)換器，其解決了現(xiàn)有技術(shù)中電容的放電電阻需要消耗功率過大的問題。
本發(fā)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，所述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，所述檢測電路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的輸入端；所述放電回路與所述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(guān)單元和耗能單元，所述開關(guān)單元的斷開或?qū)ㄓ伤鰴z測電路的輸出端輸出的所述放電檢測信號控制；斷開交流電時，所述檢測電路輸出的所述放電檢測信號導(dǎo)通所述放電回路中的所述開關(guān)單元，以使所述放電回路導(dǎo)通，使 所述耗能單元對所述需要被放電的電容進行放電。
其中，所述檢測電路包括第一開關(guān)、第一整流器、第二電容和第一直流電源；所述 第一開關(guān)為一三極管；所述第一開關(guān)的基極與所述第二電容一端電性連接；所述第一開關(guān) 的發(fā)射極接地；所述第一開關(guān)的集電極與所述第一直流電源電性連接。
其中，所述第一整流器包括第一二極管和第二二極管；所述第一二極管和所述第 二二極管同向設(shè)置，所述兩個二極管的陽極分別電性連接所述交流電源的兩個輸入端，所 述兩個二極管的陰極短接后與所述第二電容的另一端電性連接。
其中，所述檢測電路還包括第一電阻和第二電阻；所述第一電阻的一端與所述第 一直流電源電性連接，所述第一電阻的另一端與所述第一開關(guān)的集電極電性連接，所述第 一開關(guān)的集電極即為所述檢測電路的輸出端；所述第二電阻的一端與所述第一整流器電性 連接，所述第二電阻的另一端與所述第二電容的一端電性連接。
其中，所述檢測電路還包括第三二極管；所述第三二極管的陰極與所述第一開關(guān) 的基極電性連接，所述第三二極管的陽極接地。
其中，所述檢測電路還包括第一電容；所述第一電容的一端與所述第一開關(guān)的集 電極電性連接，所述第一電容的另一端接地。
其中，所述檢測電路還包括穩(wěn)壓管，所述穩(wěn)壓管的陰極與所述第一開關(guān)的集電極 電性連接，所述穩(wěn)壓管的陽極接地。
其中，所述放電回路的開關(guān)單元為第二開關(guān)；所述耗能單元包括至少一控制芯片； 所述控制芯片上設(shè)置有第一管腳VCC、第二管腳HV和第三管腳FB ;所述第二開關(guān)為一電力 場效應(yīng)晶體管；所述第二開關(guān)的柵極與所述檢測電路的輸出端電性連接，所述第二開關(guān)的 漏極與所述控制芯片的第一管腳VCC電性連接，所述第二開關(guān)的源極接地。
其中，所述放電回路還包括第二整流器；所述第二整流器包括第五二極管和第 六二極管；所述第五二極管和所述第六二極管的陰極短接后與所述控制芯片的第二管腳 HV電性連接；所述第五二極管的陽極和所述第六二極管的陽極分別與所述需要被放電的 電容的兩端電性連接。
其中，所述第二整流器中的第五二極管和第六二極管為所述檢測電路中的第一整流器中的第一二極管和第二二極管。
其中，所述放電回路還包括第七二極管和第八二極管；所述第七二極管和所述第 八二極管的陽極短接后接地，所述第七二極管的陰極和所述第八二極管的陰極分別與需要 被放電的電容的兩端電性連接。
其中，所述第七二極管和第八二極管為功率轉(zhuǎn)換器的整流橋的兩個二極管。
其中，所述放電回路還包括第三電阻和第四電阻；其中，所述第四電阻串聯(lián)在所述 控制芯片和所述第二整流器之間；所述第三電阻串聯(lián)在所述控制芯片與所述第二開關(guān)之 間；所述第四電阻的一端與所述控制芯片的第二管腳HV電性連接；所述第三電阻與所述控 制芯片的第一管腳VCC電性連接。
其中，所述放電回路還包括第三電容、第四二極管；所述第三電容的一端與所述控 制芯片的第一管腳VCC電性連接，另一端接地；所述第四二極管的陰極與所述第二開關(guān)的 漏極電性連接，所述第四二極管的陽極與所述主控制芯片的第三管腳FB電性連接。
其中，所述放電回路的所述開關(guān)單元為第三開關(guān)，所述耗能單元為第五電阻；所述 第三開關(guān)為一電力場效應(yīng)晶體管；所述第三開關(guān)的柵極與所述檢測電路的輸出端電性連 接，所述第三開關(guān)的漏極與所述第五電阻的一端電性連接，所述第三開關(guān)的源級接地。
其中，所述放電回路還包括第二整流器；所述第二整流器包括第五二極管和第 六二極管；所述第五二極管和所述第六二極管的陰極短接后與所述第五電阻的另一端電性 連接；所述第五二極管的陽極和所述第六二極管的陽極分別與所述需要被放電的電容的兩 端電性連接。
其中，所述第二整流器中的第五二極管和第六二極管為所述檢測電路中的第一整流器中的第一二極管和第二二極管。
其中，所述放電回路還包括第七二極管和第八二極管；所述第七二極管和所述第 八二極管的陽極短接后接地，所述第七二極管的陰極和所述第八二極管的陰極分別與需要 被放電的電容的兩端電性連接。
其中，所述第七二極管和第八二極管為功率轉(zhuǎn)換器的整流橋的兩個二極管。
其中，所述放電回路的所述開關(guān)單元為第四開關(guān)，所述耗能單元為第六電阻，所述 放電回路還包括一信號變換電路；所述第四開關(guān)為一雙向晶閘管，所述第四開關(guān)的雙向晶 閘管的門級與所述信號變換電路的輸出端電性連接；所述信號變換電路的輸入端與所述檢 測電路的輸出端電性連接；所述第六電阻的一端與所述第四開關(guān)的一主電極電性連接；所 述第六電阻的另一端和所述第四開關(guān)的雙向晶閘管的另一主電極，分別與所述需被放電的 電容的兩端電性連接。
其中，所述第四開關(guān)的雙向晶閘管的門級與所述信號變換電路的輸出端之間，還 串聯(lián)第七電阻；所述第七電阻的一端與所述第四開關(guān)電性連接，另一端和所述信號變換電 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(fā)明還提供了一種功率轉(zhuǎn)換器，包括如前所述的電容放電電路。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的一種電容放電電路和功率轉(zhuǎn)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，并在檢測到交流電斷開時，將放電回路導(dǎo)通，對電 容進行放電。所述放電回路只有在交流電源斷開時被導(dǎo)通，在功率轉(zhuǎn)換器正常工作狀態(tài)下， 放電回路處于斷開狀態(tài)，因此也就不會消耗功率，減少了功率轉(zhuǎn)換器的功率消耗。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電容放電電路示意圖2為本發(fā)明實施例一的X-電容放電電路的結(jié)構(gòu)框圖3為圖2中的檢測電路的示意圖4為本發(fā)明實施例一的放電回路的一種可實施方式的示意圖5為本發(fā)明實施例一的放電回路的一種更佳可實施方式的示意圖6為以圖4所示的放電回路實現(xiàn)X-電容放電電路的一種可實施方式的示意圖7為本發(fā)明實施例一的放電回路的另一種實施方式的示意圖8為以圖7所示的放電回路實現(xiàn)X-電容放電電路的另一種實施方式的示意圖9為以圖7所示的放電回路實現(xiàn)X-電容放電電路的另一種更佳實施方式的示意圖10為本發(fā)明實施例一的放電回路的再一種實施方式的示意圖11為以圖10所示的放電回路實現(xiàn)X-電容放電電路的再一種實施方式示意圖12為現(xiàn)有技術(shù)的電容放電電路的放電波形示意圖13為本發(fā)明實施例一的電容放電電路的放電波形圖。
其中
X-電容Cx ；第一耗能電阻Rl ；第二耗能電阻R2
檢測電路I ;放電回路2 ；開關(guān)單元3 ；
耗能單元4 ；第一開關(guān)SI ；第一整流器5 ；
第:二電容C2 ；第一直流電源VCCl;第一二極管Dl ；
第:二二極管D2 ；第一電阻Rll ；第二電阻R12 ；
第:Ξ二極管D3 ；穩(wěn)壓管D9 ；第一電容Cl ；
第:二開關(guān)S2 ；主控制芯片21 ；第一管腳VCC ；
第:二管腳HV ；第三管腳FB ；第三電阻R13 ；
第四電阻R14 ；第三電容C3 ；第四二極管D4;
第:二整流器6 ；第五二極管D5 ；第六二極管D6 ；
第七二極管D7 ；第八二極管D8 ；整流橋8 ；
第:三開關(guān)S3 ；第五電阻R15 ；第四開關(guān)S4;
信號變換電路7;第六電阻R16 ；第七電阻R17。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明的一種電容放電電路和功率轉(zhuǎn)換器進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
在實施方式和申請專利范圍中，除非文中對于冠詞有特別限定，否則“一”與“所述”可泛指單一個或復(fù)數(shù)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(shù)量，但這種稍微變化并不會改變其本質(zhì)。于實施方式中若無特別說明，以“約”、“大約”或“大致”所修飾的數(shù)值的誤差范圍一般是容許在百分之二十以內(nèi)，較佳地是于百分之十以內(nèi)，而更佳地是于百分五之以內(nèi)。
實施例一
本發(fā)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I和放電回路2。
所述檢測電路I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I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(guān)單元3和耗能單元4，所述開關(guān)單元3的斷開或?qū)ㄓ伤鰴z測電路I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I輸出的放電檢測信號導(dǎo)通所述放電回路2中的開關(guān)單元3，以使所述放電回路2導(dǎo)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(dǎo)通所述放電回路2 中的開關(guān)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。由于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I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I的輸出端輸出一高電位信號，所述高電位信號能夠?qū)?通所述放電回路2的開關(guān)單元3，開關(guān)單元3被導(dǎo)通的同時所述放電回路2導(dǎo)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于或等于所 述開關(guān)單元的導(dǎo)通門限電位值。在有交流電輸入時，檢測電路I輸出一低電位信號，此低電 位信號達不到導(dǎo)通開關(guān)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(tài)。
需要說明的是本領(lǐng)域技術(shù)人員受本發(fā)明的技術(shù)啟發(fā)，亦可做稍許改動將電路設(shè)計 成當交流電源斷開時，檢測電路I的輸出端輸出一低電位信號；在交流電源接入時，檢測電 路I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(guān)單元3導(dǎo) 通，放電回路2被導(dǎo)通，所述電容通過放電回路2進行放電。顯然本發(fā)明所提供的技術(shù)方案 包含多種通過檢測電路I輸出的電位信號來控制放電回路2的導(dǎo)通或關(guān)斷的技術(shù)手段，并 不僅限于所述的實施方式。
下面以所述需要被放電的電容為X-電容Cx為例，對本發(fā)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I包括第一開關(guān)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(guān)SI為一導(dǎo)通或關(guān)斷受其控制端的電位信號控制的半導(dǎo)體電子開 關(guān)，作為一種可實施方式，所述第一開關(guān)Si為一三極管。所述第一開關(guān)SI的集電極與第一 直流電源VCCl電性連接，所述第一開關(guān)SI的發(fā)射極接地，所述第一開關(guān)SI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(guān)SI的基極與第二電容C2的連接
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管 Dl和第二二極管D2，第一二極管Dl和第二二極管D2同向設(shè)置，兩個二極管(Dl，D2)的陽 極分別電性連接交流電源的兩端(L線和N線)，兩個二極管(D1，D2)的陰極短接后與第二 電容C2的另一端電性連接，由于二極管的正向?qū)ㄌ匦?，在有交流電源輸入時，交流電的 正半周期(即L線端輸入為正，N線端輸入為負)能夠通過二極管D2，交流電的負半周期 (即L線端輸入為負，N線端輸入為正)能夠通過二極管D1。這樣，正弦波的交流電經(jīng)過第 一整流器5后變?yōu)橐火z頭形波。
通常地，作為一種可實施方式，所述第一直流電源VCCl由功率轉(zhuǎn)換器(圖中未示 出)或所述功率轉(zhuǎn)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I還包括一第一電阻RlI, —第二電阻R12。第 一電阻Rll的一端電性連接于所述第一直流電源VCC1，第一電阻Rll的另一端電性連接于 第一開關(guān)SI的集電極，即Q點，其即為檢測電路的輸出端。第二電阻R12的一端電性連接于第一二極管Dl及第二二極管D2的陰極端，第二電阻R12的另一端電性連接于電容C2的另一端。
作為一種可實施方式，所述檢測電路I還包括第三二極管D3，所述第三二極管D3 的陰極與第一開關(guān)管Si的基極電性連接，陽極接地。
進一步地，所述檢測電路I還包括穩(wěn)壓管D9和第一電容Cl，所述第一電容Cl的一 端電性連接第一開關(guān)SI的集電極，另一端接地。所述穩(wěn)壓管D9陽極接地，陰極與所述第一 開關(guān)SI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(jīng)第 二電阻R12及第二電容C2后傳遞至第一開關(guān)SI的基極，使第一開關(guān)SI周期性地工作在導(dǎo) 通與關(guān)斷狀態(tài)。第一開關(guān)SI關(guān)斷時，所述第一直流電源VCCl經(jīng)第一電阻Rll對第一電容 Cl充電；第一開關(guān)SI導(dǎo)通時，第一電容Cl上的能量經(jīng)第一開關(guān)SI被放到零。其中，第一 電阻Rll和第一電容Cl構(gòu)成一延時電路，在第一開關(guān)SI關(guān)斷時，第一直流電源VCCl通過 第一電阻Rll和第一電容Cl構(gòu)成的充電延時電路對第一電容Cl充電,通過選擇合適的第 一電阻Rll和第一電容Cl (比如RlUCl的時間常數(shù)大約為20ms)使在有交流電源輸入、第 一開關(guān)SI關(guān)斷時第一電容Cl上形成的電位值小于所述放電回路2的開關(guān)單元3的導(dǎo)通門 限電位值，當?shù)谝婚_關(guān)SI處于導(dǎo)通狀態(tài)后，第一電容Cl上的能量又通過第一開關(guān)SI被放 到零，所以在整個有交流電源輸入的過程中，檢測電路I的輸出端Q點輸出的電位信號不足 以導(dǎo)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。
當交流電源斷開后，點A為低電位，則檢測電路I中的第一開關(guān)SI將被基極的低 電位截止，則第一直流電源VCCl經(jīng)第一電阻Rll持續(xù)對第一電容Cl充電，由于此時交流電 源已斷開，所以第一開關(guān)SI不會再導(dǎo)通，所以第一電容Cl會被持續(xù)充電，即Q點的電位持 續(xù)升高，當Q點輸出的電位信號達到導(dǎo)通所述開關(guān)單元3的門限電位值時，開關(guān)單元3被導(dǎo) 通，放電回路2與需要被放電的電容Cx構(gòu)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I中的第一開關(guān)SI關(guān)斷時，第一直流電源VCCl通過第一電阻 RlI和第一電容Cl構(gòu)成的充電延時電路對第一電容Cl充電，且經(jīng)過一定時間期間后才使得 第一電容Cl上的電位值達到所述開關(guān)單元3的導(dǎo)通門限電位值時，放電回路2被導(dǎo)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(guān)SI關(guān) 斷的時間到達一定長度后，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(dǎo)通。
其中，當?shù)谝浑娙軨l上的電位值被充電到與第一電容Cl并聯(lián)的穩(wěn)壓管D9的反向 擊穿電壓時，穩(wěn)壓管D9被反向擊穿,根據(jù)穩(wěn)壓管的特性,此時第一電容Cl上的電壓被穩(wěn)定 在穩(wěn)壓管D9的反向擊穿電壓。
下面詳細說明本發(fā)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(guān)單元3為第二開關(guān) 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反饋引腳。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(xiàn)有技術(shù)，因此，在本發(fā) 明實施例中，不再 詳細描述。
所述放電回路2還包括第二整流器6、第七二極管D7、第八二極管D8。
第二開關(guān)S2為一導(dǎo)通或關(guān)斷受其控制端的電位信號控制的半導(dǎo)體電子開關(guān)，作 為一種可實施方式，所述第二開關(guān)S2為一電力場效應(yīng)晶體管。所述第二開關(guān)S2的柵極與 所述檢測電路I的輸出端(Q端)電性連接，所述第二開關(guān)S2的漏極經(jīng)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(guān)S2的源極接地。
作為一種可實施方式，所述第二開關(guān)S2為一低壓電力場效應(yīng)晶體管。
作為一種可實施方式，所述第二整流器6包括第五二極管D5和第六二極管D6 ;第 五二極管D5的陽極和第六二極管D6的陽極分別與所述需被放電的X-電容Cx的兩端連接， 所述第五二極管D5和第六二極管D6的陰極短接后經(jīng)第四電阻R14與所述控制芯片的第二 管腳HV電性連接。
第七二極管D7和第八二極管D8的陽極都接地，第七二極管D7的陰極和第八二極 管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，第七二極管D7和第八二極管D8可以利用功率轉(zhuǎn)換器中的整流橋8的兩個 二極管，如圖5所示。
如圖6所示，在交流電源斷開后，所述檢測電路I輸出的放電檢測信號導(dǎo)通所述放 電回路2中的第二開關(guān)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(guān)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將被激活，則X-電容Cx的能量經(jīng)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后能通 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、第四二極管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。所述第四二極管D4的陰極與所述第二開關(guān)S2的漏極電性連接，所述第四二極管 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I 輸出的放電檢測信號導(dǎo)通所述放電回路2中的第二開關(guān)S2后，控制芯片21的第三管腳FB 的高電位將經(jīng)第四二極管D4和導(dǎo)通的第二開關(guān)S2被放電為低電位以此阻止功率轉(zhuǎn)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(jīng)第六二極管D6、控 制芯片21及其外圍器件、第二開關(guān)S2、地及第八二極管D8回到X-電容Cx的負端以構(gòu)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(jīng)第五二極管D5、控制芯片21及其外圍器件、第 二開關(guān)S2、地以及第七二極管D7回到X-電容Cx的負端以構(gòu)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I里的第一整流 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(guān)單元3為第三開關(guān)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、第七二極管D7和第八二極管D8。
第三開關(guān)S3為一導(dǎo)通或關(guān)斷受其控制端的電位信號控制的半導(dǎo)體電子開關(guān)。作為一種可實施方式，第三開關(guān)S3為一電力場效應(yīng)晶體管,第三開關(guān)S3的柵極與檢測電路I 的輸出端(Q端)電性連接，第三開關(guān)S3的漏極與第五電阻R15的一端電性連接，第三開關(guān) S3的源極接地。
作為一種可實施方式，第三開關(guān)S3為一高壓電力場效應(yīng)晶體管。
作為一種可實施方式，所述第二整流器6包括第五二極管D5和第六二極管D6 ;第五二極管D5和第六二極管D6的陰極短接后與第五電阻R15的另一端電性連接，第五二極管D5的陽極和 第六二極管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。
第七二極管D7和第八二極管D8的陽極接地，第七二極管D7的陰極和第八二極管 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I的輸出點Q與放電回路2的第三開關(guān)S3的柵極連接。
在此實施方式中，檢測電路I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)包括兩個二極管(D1，D2)。兩個二極管(D1，D2)的陰極短接后分別與第二電阻R12和第五電阻R15連接。
S卩，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(yīng)用中檢測電路I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，當交流電源斷開后，檢測電路I輸出端Q點輸出的放電檢測信號導(dǎo)通放電回路2的第三開關(guān)S3，放電回路2被導(dǎo)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(jīng)第二二極管D2、第五電阻R15、第三開關(guān)S3、地及第八二極管D8回到X-電容Cx的負端以構(gòu)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(jīng)第一二極管D1、第五電阻R15、第三開關(guān)S3、地以及第七二極管D7回到X-電容Cx的負端以構(gòu)成放電通路。從而能夠在交流電源斷開，第三開關(guān)S3導(dǎo)通時，放電回路2迅速將X-電容Cx儲存的電能消耗掉。交流電源接入后，檢測電路I輸出端Q點輸出的放電檢測信號不導(dǎo)通放電回路2而不消耗。也即放電回路只有在交流電源斷開后才消耗能量，因此減小了功率損耗。
作為一種可實施方式，所述第七二極管D7和第八二極管D8可以為功率轉(zhuǎn)換器的整流橋8中的兩個二極管，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(guān)單元3為第四開關(guān)S4，所述耗能單元4為第六電阻R16，第四開關(guān)S4為一雙向晶閘管(雙向可控硅)。
圖10為再一種實施方式的放電回路的示意圖。于本實施例中，所述放電回路2還包括一信號變換電路7。檢測電路I的輸出端Q點經(jīng)信號變換電路7及一電阻R17與雙向晶閘管(第四開關(guān)S4)的門級連接。雙向晶閘管(第四開關(guān)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(guān)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。
交流電源斷開后，檢測電路I的輸出端Q點輸出的放電檢測信號經(jīng)信號變換電路7后使雙向晶閘管(第四開關(guān)S4)可雙向?qū)?，則第四開關(guān)S4、第六電阻R16和所述需放電的所述電容X-電容Cx構(gòu)成一放電回路，由于雙向晶閘管的雙向?qū)ㄌ匦?，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周期或負半周期斷開，所述電容上的儲能均可以經(jīng)第四開關(guān)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I的輸出端Q點輸出的放電檢測信號經(jīng)信號變換電路 7后使雙向晶閘管(第四開關(guān)S4)關(guān)斷，則放電回路不導(dǎo)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后才消耗能量，因此減小了功率損耗。
實驗測試結(jié)果表明，在X-電容Cx為O. 62uF、交流電源有效值為265V、頻率為 50HZ，現(xiàn)有技術(shù)的兩個放電電阻均為560kΩ時，現(xiàn)有技術(shù)消耗的功率為171mw，而本發(fā)明實施例，以圖6所示電路實現(xiàn)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(xiàn)有技術(shù)的放電電路的放電波形圖，圖13為采用本發(fā)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(fā)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(xiàn)有技術(shù)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(fā)明能縮短放電時間，將X-電容Cx所攜帶可能傷人的高電壓盡快釋放，降低危險指數(shù)。
本發(fā)明實施例所提供的一種電容放電電路，在正常運行狀態(tài)，放電回路2不工作， 當交流電源斷開后，檢測電路I將激活放電回路2來實現(xiàn)短時間內(nèi)將所述電容放電，其能夠保護人們的安全，同時減少了由于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(fā)明還提供了一種功率轉(zhuǎn)換器。此功率轉(zhuǎn)換器電性連接交流電源，包括電容放電電路。
本發(fā)明實施例的功率轉(zhuǎn)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I和放電回路2。
所述檢測電路I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(guān)單元3和耗能單元4，所述開關(guān)單元3的斷開或?qū)ㄓ伤鰴z測電路I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I輸出的所述放電檢測信號導(dǎo)通所述放電回路中的所述開關(guān)單元3，以使所述放電回路2導(dǎo)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(fā)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I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(guān)單元3導(dǎo)通，從而所述電容中的儲能能通過放電回路2中的開關(guān)單元3和耗能單元4迅速進行放電。在功率轉(zhuǎn)換器正常工作也即有交流電輸入時，所述檢測電路I輸出一低電位放電檢測信號，使放電回路2中的開關(guān)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(fā)明實施例的轉(zhuǎn)換器中的電容放電電路，與實施例一中的電容放電電路采用同樣的實施方式實現(xiàn)，因此，在本實施例二中，不再詳細描述。
本發(fā)明所提供的一種電容放電電路和功率轉(zhuǎn)換器，通過檢測電路I與放電回路2的配合，利用電子開關(guān)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 流電源斷開后，檢測電路I將激活放電回路2來實現(xiàn)短時間內(nèi)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(yīng)當說明的是，本發(fā)明所公開的電容放電電路和方法可應(yīng)用于AC-AC及AC-DC 的功率轉(zhuǎn)換器也可應(yīng)用于其他類型的功率轉(zhuǎn)換器中，所述需要被放電的電容也不僅限于 X-電容，其他任何一種需要被放電的電容都可采用本電容放電系統(tǒng)，也可對多個并聯(lián)的電 容同時進行放電。
最后應(yīng)當說明的是，很顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變 型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要 求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型。
權(quán)利要求
1.一種電容放電電路，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，其特征在于，包括檢測電路和放電回路； 其中 所述檢測電路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的輸入端； 所述放電回路與所述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(guān)單元和耗能單元，所述開關(guān)單元的斷開或?qū)ㄓ伤鰴z測電路的輸出端輸出的所述放電檢測信號控制； 斷開交流電時，所述檢測電路輸出的所述放電檢測信號導(dǎo)通所述放電回路中的所述開關(guān)單元，以使所述放電回路導(dǎo)通，使所述耗能單元對所述需要被放電的電容進行放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容放電電路，其特征在于，所述檢測電路包括第一開關(guān)、第一整流器、第二電容和第一直流電源； 其中，所述第一開關(guān)為一三極管；所述第一開關(guān)的基極與所述第二電容一端電性連接；所述第一開關(guān)的發(fā)射極接地；所述第一開關(guān)的集電極與所述第一直流電源電性連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容放電電路，其特征在于，所述第一整流器包括第一二極管和第二二極管； 所述第一二極管和所述第二二極管同向設(shè)置，所述兩個二極管的陽極分別電性連接所述交流電源的兩個輸入端，所述兩個二極管的陰極短接后與所述第二電容的另一端電性連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容放電電路，其特征在于，所述檢測電路還包括第一電阻和第二電阻； 所述第一電阻的一端與所述第一直流電源電性連接，所述第一電阻的另一端與所述第一開關(guān)的集電極電性連接，所述第一開關(guān)的集電極即為所述檢測電路的輸出端； 所述第二電阻的一端與所述第一整流器電性連接，所述第二電阻的另一端與所述第二電容的一端電性連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容放電電路，其特征在于，所述檢測電路還包括第三二極管； 所述第三二極管的陰極與所述第一開關(guān)的基極電性連接，所述第三二極管的陽極接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容放電電路，其特征在于，所述檢測電路還包括第一電容； 所述第一電容的一端與所述第一開關(guān)的集電極電性連接，所述第一電容的另一端接地。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容放電電路，其特征在于，所述檢測電路還包括穩(wěn)壓管，所述穩(wěn)壓管的陰極與所述第一開關(guān)的集電極電性連接，所述穩(wěn)壓管的陽極接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容放電電路，其特征在于，所述放電回路的開關(guān)單元為第二開關(guān)；所述耗能單元包括至少一控制芯片； 所述控制芯片上設(shè)置有第一管腳VCC、第二管腳HV和第三管腳FB ； 所述第二開關(guān)為一電力場效應(yīng)晶體管；所述第二開關(guān)的柵極與所述檢測電路的輸出端電性連接，所述第二開關(guān)的漏極與所述控制芯片的第一管腳VCC電性連接，所述第二開關(guān)的源極接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電容放電電路，其特征在于，所述放電回路還包括第二整流器； 所述第二整流器包括第五二極管和第六二極管；所述第五二極管和所述第六二極管的陰極短接后與所述控制芯片的第二管腳HV電性連接；所述第五二極管的陽極和所述第六二極管的陽極分別與所述需要被放電的電容的兩端電性連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電容放電電路，其特征在于，所述第二整流器中的第五二極管和第六二極管為所述檢測電路中的第一整流器中的第一二極管和第二二極管。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電容放電電路，其特征在于，所述放電回路還包括第七二極管和第八二極管； 所述第七二極管和所述第八二極管的陽極短接后接地，所述第七二極管的陰極和所述第八二極管的陰極分別與需要被放電的電容的兩端電性連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電容放電電路，其特征在于，所述第七二極管和第八二極管為功率轉(zhuǎn)換器的整流橋的兩個二極管。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電容放電電路，其特征在于，所述放電回路還包括第三電阻和第四電阻； 其中，所述第四電阻串聯(lián)在所述控制芯片和所述第二整流器之間；所述第三電阻串聯(lián)在所述控制芯片與所述第二開關(guān)之間； 所述第四電阻的一端與所述控制芯片的第二管腳HV電性連接；所述第三電阻與所述控制芯片的第一管腳VCC電性連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電容放電電路，其特征在于，所述放電回路還包括第三電容、第四二極管； 所述第三電容的一端與所述控制芯片的第一管腳VCC電性連接，另一端接地； 所述第四二極管的陰極與所述第二開關(guān)的漏極電性連接，所述第四二極管的陽極與所述主控制芯片的第三管腳FB電性連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容放電電路，其特征在于，所述放電回路的所述開關(guān)單元為第三開關(guān)，所述耗能單元為第五電阻； 所述第三開關(guān)為一電力場效應(yīng)晶體管；所述第三開關(guān)的柵極與所述檢測電路的輸出端電性連接，所述第三開關(guān)的漏極與所述第五電阻的一端電性連接，所述第三開關(guān)的源級接地。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電容放電電路，其特征在于，所述放電回路還包括第二整流器； 所述第二整流器包括第五二極管和第六二極管；所述第五二極管和所述第六二極管的陰極短接后與所述第五電阻的另一端電性連接；所述第五二極管的陽極和所述第六二極管的陽極分別與所述需要被放電的電容的兩端電性連接。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電容放電電路，其特征在于，所述第二整流器中的第五二極管和第六二極管為所述檢測電路中的第一整流器中的第一二極管和第二二極管。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電容放電電路，其特征在于，所述放電回路還包括第七二極管和第八二極管； 所述第七二極管和所述第八二極管的陽極短接后接地，所述第七二極管的陰極和所述第八二極管的陰極分別與需要被放電的電容的兩端電性連接。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電容放電電路，其特征在于，所述第七二極管和第八二極管為功率轉(zhuǎn)換器的整流橋的兩個二極管。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容放電電路，其特征在于，所述放電回路的所述開關(guān)單元為第四開關(guān)，所述耗能單元為第六電阻，所述放電回路還包括一信號變換電路； 所述第四開關(guān)為一雙向晶閘管，所述第四開關(guān)的雙向晶閘管的門級與所述信號變換電路的輸出端電性連接； 所述信號變換電路的輸入端與所述檢測電路的輸出端電性連接； 所述第六電阻的一端與所述第四開關(guān)的一主電極電性連接；所述第六電阻的另一端和所述第四開關(guān)的雙向晶閘管的另一主電極，分別與所述需被放電的電容的兩端電性連接。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電容放電電路，其特征在于，所述第四開關(guān)的雙向晶閘管的門級與所述信號變換電路的輸出端之間，還串聯(lián)第七電阻；所述第七電阻的一端與所述第四開關(guān)電性連接，另一端和所述信號變換電路的輸出端電性連接。
22.根據(jù)權(quán)利要求1-21任一項所述的電容放電電路，其特征在于，所述需要被放電的電容為X-電容。
23.—種功率轉(zhuǎn)換器,其特征在于,包括如權(quán)利要求1至21任一項所述的電容放電電路。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電容放電電路和功率轉(zhuǎn)換器。所述電容放電電路包括檢測電路和放電回路；所述檢測電路的輸入端電性連接所述交流電源的輸入端，輸出端輸出一放電檢測信號至所述放電回路的輸入端；所述放電回路與需要被放電的電容的兩端電性連接，包括開關(guān)單元和耗能單元，所述開關(guān)單元的斷開或?qū)ㄓ伤鰴z測電路的輸出端輸出的所述放電檢測信號控制；斷開交流電時，所述檢測電路輸出的所述放電檢測信號導(dǎo)通所述放電回路中的所述開關(guān)單元，以使所述放電回路導(dǎo)通，使所述耗能單元對所述需要被放電的電容進行放電。本發(fā)明還提供了一種功率轉(zhuǎn)換器，所述功率轉(zhuǎn)換器包括所述電容放電電路。本發(fā)明減少了對需要被放電的電容進行放電而導(dǎo)致的功率消耗。
文檔編號H02M9/06GK103023369SQ20111028978
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月27日
發(fā)明者劉歡, 許道飛 申請人:臺達電子企業(yè)管理(上海)有限公司