一种储能元件断电自动放电电路及其放电方法技术

本发明专利技术揭示了一种储能元件断电自动放电电路及其放电方法，所述自动放电电路包括：交流断电侦测单元、控制信号发生单元及放电单元；所述交流断电侦测单元通过两个二极管及电阻耦合于储能元件的两端，用以判断交流电是否断开；所述控制信号发生单元与交流断电侦测单元、放电单元连接，如果控制信号发生单元从交流断电侦测单元获取交流电断开的信号，则控制放电单元为储能元件放电。本发明专利技术提出的储能元件断电自动放电电路，既能保证X电容等储能元件的放电安全，又能减少甚至避免储能元件放电电阻带来的功耗浪费。

【技术实现步骤摘要】
一种储能元件断电自动放电电路及其放电方法
本专利技术属于电子电路
，涉及一种自动放电电路，尤其涉及一种储能元件断电自动放电电路；同时，本专利技术还涉及一种储能元件断电自动放电方法。
技术介绍
在家用电器的使用过程中，X电容通常位于电源的输入端子之间，用于过滤EMI噪声。由于它们可以在交流电断电后长时间储存高压电能，因此容易构成安全威胁。安全规范规定X电容必须并联放电电阻，以便对X电容进行放电。但是放电电阻会在交流电接通后产生恒定的功率损耗，以放电电阻2MΩ为例，在交流输入电压为250V时，放电电阻带来的持续功耗为35mV，这是造成空载及待机输入功耗的重要因素。有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的、针对X电容的放电方式，以便克服现有方式的上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种储能元件断电自动放电电路，既能保证储能元件的放电安全，又能减少甚至避免储能元件放电电阻带来的功耗浪费。此外，本专利技术还提供一种储能元件断电自动放电方法，既能保证储能元件的放电安全，又能减少甚至避免储能元件放电电阻带来的功耗浪费。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种储能元件断电自动放电电路，所述自动放电电路包括：交流断电侦测单元、控制信号发生单元及放电单元；所述储能元件为X电容；所述交流断电侦测单元通过两个二极管及电阻耦合于X电容的两端，用以判断交流电是否断开；所述控制信号发生单元与交流断电侦测单元、放电单元连接，如果控制信号发生单元从交流断电侦测单元获取交流电断开的信号，则控制放电单元为X电容放电；所述交流侦测单元包括两个二极管、一个电阻、两个反相器、异或门；上述两个二极管及电阻耦合于X电容的两端；X电容两端的交流信号经过两个二极管和一个电阻后，输入交流侦测单元的交流信号为半波整流信号；所述两个反相器为两个阈值不同的反相器，其阈值分别为V1和V2，其中V1大于V2；利用该两个反相器将输入正弦波转换为两个方波信号，由于这两个方波信号为同一个正弦波产生，所以其具有相同的相位和周期，仅仅是上升沿和下降沿发生的时间有一定差异；两个方波信号经过异或门处理得到周期为正弦波周期的脉冲信号；这个脉冲信号的特点是：当交流电断电时，脉冲信号消失；当交流电正常供应时，脉冲信号发生，并且与交流电相同周期，其脉冲宽度由两个反相器的阈值控制；由此，得到侦测交流电通电与否，并输出相应信号；所述控制信号发生单元用以根据交流侦测单元提供的脉冲信号或低电平信号来为放电开关提供控制信号；其中，当交流电通电时，交流侦测单元提供脉冲信号，当交流电断电时提供低电平信号；所述控制信号发生单元包括第一电流源、第二电流源；第一电流源为交流侦测单元的输出信号所控制，当输出信号为高电平时，第一电流源打开，向电容充电；第二电流源为恒流源，其控制信号为恒定高电平；以上两个电流源中，第一电流源的电流值远大于第二电流源的电流值；在交流电持续供电的时候，电容充电端的将会被充到高电平；当电容被充到高电平后，只要交流侦测单元输出的脉冲信号不停止，其就一直保持高电平状态；但当交流电断开时，第一电流源的脉冲控制信号变为低电平，电流源截止；此时只有第二电流源持续放电，直到电容电荷被全部释放；所述电容的输出信号经过由施密特触发器和异或门组成的处理模块，产生放电开关控制信号，该信号为在交流电供电断开后发生一定宽度的高电平脉冲信号；所述放电单元包括MOS开关及其保护电路，在开关控制信号的控制下，当交流电断开时，对X电容进行放电控制。一种储能元件断电自动放电电路，所述自动放电电路包括：交流断电侦测单元、控制信号发生单元及放电单元；所述交流断电侦测单元通过两个二极管及电阻耦合于储能元件的两端，用以判断交流电是否断开；所述控制信号发生单元与交流断电侦测单元、放电单元连接，如果控制信号发生单元从交流断电侦测单元获取交流电断开的信号，则控制放电单元为储能元件放电。作为本专利技术的一种优选方案，所述交流侦测单元包括两个二极管、一个电阻、两个反相器、异或门；上述两个二极管及电阻耦合于储能元件的两端；储能元件两端的交流信号经过两个二极管和一个电阻后，输入交流侦测单元的交流信号为半波整流信号；所述两个反相器为两个阈值不同的反相器，其阈值分别为V1和V2，其中V1大于V2；利用该两个反相器将输入正弦波转换为两个方波信号，由于这两个方波信号为同一个正弦波产生，所以其具有相同的相位和周期，仅仅是上升沿和下降沿发生的时间有一定差异；两个方波信号经过异或门处理得到周期为正弦波周期的脉冲信号；这个脉冲信号的特点是：当交流电断电时，脉冲信号消失；当交流电正常供应时，脉冲信号发生，并且与交流电相同周期，其脉冲宽度由两个反相器的阈值控制；由此，得到侦测交流电通电与否，并输出相应信号。作为本专利技术的一种优选方案，所述交流侦测单元包括：半波整流模块，用以将储能元件两端的交流信号转换为半波整流信号；两个方波转换模块，用以将半波整流模块输出的正弦波转换为两个方波信号；脉冲信号产生模块，用以将两个方波信号转换为周期为正弦波周期的脉冲信号。作为本专利技术的一种优选方案，所述控制信号发生单元用以根据交流侦测单元提供的脉冲信号或低电平信号来为放电开关提供控制信号；其中，当交流电通电时，交流侦测单元提供脉冲信号，当交流电断电时提供低电平信号。作为本专利技术的一种优选方案，所述控制信号发生单元包括第一电流源、第二电流源；第一电流源为交流侦测单元的输出信号所控制，当输出信号为高电平时，第一电流源打开，向电容充电；第二电流源为恒流源，其控制信号为恒定高电平；以上两个电流源中，第一电流源的电流值远大于第二电流源的电流值；在交流电持续供电的时候，电容充电端的将会被充到高电平；当电容被充到高电平后，只要交流侦测单元输出的脉冲信号不停止，其就一直保持高电平状态；但当交流电断开时，第一电流源的脉冲控制信号变为低电平，电流源截止；此时只有第二电流源持续放电，直到电容电荷被全部释放；所述电容的输出信号经过由施密特触发器和异或门组成的处理模块，产生放电开关控制信号，该信号为在交流电供电断开后发生一定宽度的高电平脉冲信号。作为本专利技术的一种优选方案，所述放电单元包括MOS开关及其保护电路，在开关控制信号的控制下，当交流电断开时，对储能元件进行放电控制。一种上述自动放电电路的自动放电方法，所述自动放电方法包括如下步骤：交流断电侦测步骤：交流断电侦测单元判断交流电是否断开，并向控制信号发生单元反馈侦测信息；放电控制步骤：如果控制信号发生单元从交流断电侦测单元获取交流电断开的信号，则控制放电单元为储能元件放电。作为本专利技术的一种优选方案，所述交流侦测单元包括两个二极管、一个电阻、两个反相器、异或门；交流断电侦测步骤具体包括：步骤S11、储能元件两端的交流信号经过两个二极管和一个电阻后，输入交流侦测单元的交流信号为半波整流信号；步骤S12、利用两个反相器将输入正弦波转换为两个方波信号，由于这两个方波信号为同一个正弦波产生，所以其具有相同的相位和周期，仅仅是上升沿和下降沿发生的时间有一定差异；步骤S13、两个方波信号经过异或门处理得到周期为正弦波周期的脉冲信号；这个脉冲信号的特点是：当交流电断电时，脉冲信号消失；当交流电正常供应时，脉冲信号发生，并且与交流电相同周期，其脉冲宽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种储能元件断电自动放电电路，其特征在于，所述自动放电电路包括：交流断电侦测单元、控制信号发生单元及放电单元；所述储能元件为X电容；所述交流断电侦测单元通过两个二极管及电阻耦合于X电容的两端，用以判断交流电是否断开；所述控制信号发生单元与交流断电侦测单元、放电单元连接，如果控制信号发生单元从交流断电侦测单元获取交流电断开的信号，则控制放电单元为X电容放电；所述交流侦测单元包括两个二极管、一个电阻、两个反相器、异或门；上述两个二极管及电阻耦合于X电容的两端；X电容两端的交流信号(201)经过两个二极管和一个电阻后，输入交流侦测单元的交流信号为半波整流信号(202)；所述两个反相器为两个阈值不同的反相器，其阈值分别为V1和V2，其中V1大于V2；利用该两个反相器将输入正弦波转换为两个方波信号(204、205)，由于这两个方波信号为同一个正弦波产生，所以其具有相同的相位和周期，仅仅是上升沿和下降沿发生的时间有一定差异；两个方波信号(204、205)经过异或门处理得到周期为正弦波周期的脉冲信号(206)；这个脉冲信号的特点是：当交流电断电时，脉冲信号消失；当交流电正常供应时，脉冲信号发生，并且与交流电相同周期，其脉冲宽度由两个反相器的阈值控制；由此，得到侦测交流电通电与否，并输出相应信号；所述控制信号发生单元用以根据交流侦测单元提供的脉冲信号或低电平信号来为放电开关提供控制信号；其中，当交流电通电时，交流侦测单元提供脉冲信号，当交流电断电时提供低电平信号；所述控制信号发生单元包括第一电流源(302)、第二电流源(303)、电容(304)；第一电流源(302)为交流侦测单元的输出信号(301)所控制，当输出信号(301)为高电平时，第一电流源(302)打开，向电容(304)充电；第二电流源(303)为恒流源，其控制信号为恒定高电平；以上两个电流源中，第一电流源(302)的电流值远大于第二电流源(303)的电流值；在交流电持续供电的时候，电容(304)充电端的将会被充到高电平；当电容(304)被充到高电平后，只要交流侦测单元输出的脉冲信号不停止，其就一直保持高电平状态；但当交流电断开时，第一电流源(302)的脉冲控制信号变为低电平，第一电流源(302)截止；此时只有第二电流源(303)持续放电，直到电容电荷被全部释放；所述电容(304)的输出信号经过由施密特触发器和异或门组成的处理模块(309)，产生放电开关控制信号(310)，该信号为在交流电供电断开后发生一定宽度的高电平脉冲信号；所述放电单元包括MOS开关及其保护电路，在开关控制信号(310)的控制下，当交流电断开时，对X电容进行放电控制。...

【技术特征摘要】
1.一种储能元件断电自动放电电路，其特征在于，所述自动放电电路包括：交流断电侦测单元、控制信号发生单元及放电单元；所述储能元件为X电容；所述交流断电侦测单元通过两个二极管及电阻耦合于X电容的两端，用以判断交流电是否断开；所述控制信号发生单元与交流断电侦测单元、放电单元连接，如果控制信号发生单元从交流断电侦测单元获取交流电断开的信号，则控制放电单元为X电容放电；所述交流断电侦测单元包括两个二极管、一个电阻、两个反相器、异或门；上述两个二极管及电阻耦合于X电容的两端；X电容两端的交流信号(201)经过两个二极管和一个电阻后，输入交流断电侦测单元的交流信号为半波整流信号(202)；所述两个反相器为两个阈值不同的反相器，其阈值分别为V1和V2，其中V1大于V2；利用该两个反相器将输入正弦波转换为两个方波信号(204、205)，由于这两个方波信号为同一个正弦波产生，所以其具有相同的相位和周期，仅仅是上升沿和下降沿发生的时间有一定差异；两个方波信号(204、205)经过异或门处理得到周期为正弦波周期的脉冲信号(206)；这个脉冲信号的特点是：当交流电断电时，脉冲信号消失；当交流电正常供应时，脉冲信号发生，并且与交流电相同周期，其脉冲宽度由两个反相器的阈值控制；由此，得到侦测交流电通电与否，并输出相应信号；所述控制信号发生单元用以根据交流断电侦测单元提供的脉冲信号或低电平信号来为放电开关提供控制信号；其中，当交流电通电时，交流断电侦测单元提供脉冲信号，当交流电断电时提供低电平信号；所述控制信号发生单元包括第一电流源(302)、第二电流源(303)、电容(304)；第一电流源(302)为交流断电侦测单元的输出信号(301)所控制，当输出信号(301)为高电平时，第一电流源(302)打开，向电容(304)充电；第二电流源(303)为恒流源，其控制信号为恒定高电平；以上两个电流源中，第一电流源(302)的电流值远大于第二电流源(303)的电流值；在交流电持续供电的时候，电容(304)充电端将会被充到高电平；当电容(304)被充到高电平后，只要交流断电侦测单元输出的脉冲信号不停止，其就一直保持高电平状态；但当交流电断开时，第一电流源(302)的脉冲控制信号变为低电平，第一电流源(302)截止；此时只有第二电流源(303)持续放电，直到电容电荷被全部释放；所述电容(304)的输出信号经过由施密特触发器和异或门组成的处理模块(309)，产生放电开关控制信号(310)，该信号为在交流电供电断开后发生一定宽度的高电平脉冲信号；所述放电单元包括MOS开关及其保护电路，在开关控制信号(310)的控制下，当交流电断开时，对X电容进行放电控制。2.一种储能元件断电自动放电电路，其特征在于，所述自动放电电路包括：交流断电侦测单元、控制信号发生单元及放电单元；所述交流断电侦测单元通过两个二极管及电阻耦合于储能元件的两端，用以判断交流电是否断开；所述控制信号发生单元与交流断电侦测单元、放电单元连接，如果控制信号发生单元从交流断电侦测单元获取交流电断开的信号，则控制放电单元为储能元件放电；所述控制信号发生单元用以根据交流断电侦测单元提供的脉冲信号或低电平信号来为放电开关提供控制信号；其中，当交流电通电时，交流断电侦测单元提供脉冲信号，当交流电断电时提供低电平信号。3.根据权利要求2所述的储能元件断电自动放电电路，其特征在于：所述交流断电侦测单元包括两个二极管、一个电阻、两个反相器、异或门；上述两个二极管及电阻耦合于储能元件的两端；储能元件两端的交流信号(201)经过两个二极管和一个电阻后，输入交流断电侦测单元的交流信号为半波整流信号(202)；所述两个反相器为两个阈值不同的反相器，其阈值分别为V1和V2，其中V1大于V2；利用该两个反相器将输入正弦波转换为两个方波信号(204、205)，由于这两个方波信号为同一个正弦波产生，所以其具有相同的相位和周期，仅仅是上升沿和下降沿发生的时间有一定差异；两个方波信号(204、205)经过异或门处理得到周期为正弦波周期的脉冲信号(206)；这个脉冲信号的特点是：当交流电断电时...

【专利技术属性】
技术研发人员：任永青，
申请(专利权)人：芯砺微上海电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31