專利名稱：一種電容放電電路及變換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電容放電電路及包含所述電容放電電路的變換器。
背景技術(shù)：
通常情況下，為了滿足電磁兼容的相關(guān)要求，電子設(shè)備的交流輸入端會增加濾波器結(jié)構(gòu)，該濾波器中會含有電容器。對于該電容器，根據(jù)《信息技術(shù)設(shè)備的安全》(safety ofinformation technology equipment)中的規(guī)定應(yīng)該為安全電容,根據(jù)位置的不同，安全電容有X電容和Y電容兩種。其中，X電容跨接于交流電源輸入端的L線(火線)和N線(零線)，即并聯(lián)在火線L和零線N之間。從上述X電容連接的位置可以 看出，在交流電源接入時，X電容被充電，從而導(dǎo)致在拔掉交流電源時電源線插頭帶電，從而容易引起電子設(shè)備漏電或機(jī)殼帶電而危及人身安全及生命，因此，要在拔掉交流電源后快速的對X電容放電，且X電容放電電路的設(shè)計需要符合相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《信息技術(shù)設(shè)備的安全》(safetyof information technology equipment)中的規(guī)定，用電設(shè)備在設(shè)計上應(yīng)保證在交流電源外部斷接處，盡量減小因接在一次電路中的電容器件貯存有電荷而產(chǎn)生的電擊危險。具體地說，如果設(shè)備中有任何電容器件，其標(biāo)明的或標(biāo)稱的容量超過0.luF，且接在一次電路上，該電容器的放電時間常數(shù)不超過下列規(guī)定值，則應(yīng)認(rèn)為設(shè)備是合格的:—對A型可插式設(shè)備，I秒；以及-對永久性連接式設(shè)備和B型可插式設(shè)備，10秒。其中，有關(guān)時間常數(shù)是指等效電容量(UF)和等效放電電阻值(ΜΩ)的乘積。即在經(jīng)過一段等于一個時間常數(shù)的時間，電壓將衰減到初始值的37%。為滿足對于《信息技術(shù)設(shè)備的安全》中對電容放電的規(guī)定，目前較常用的方法是在X電容兩端并聯(lián)放電電阻；同時保證電容電阻的時間常數(shù)小于規(guī)定值。下面以變換器電路中包括X電容為例對現(xiàn)有的X電容放電技術(shù)進(jìn)行說明。請參閱圖1，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的具有X電容的變換器在X電容兩端并聯(lián)放電電阻的電路示意圖。如圖所示，X電容2、放電電阻3和變換模組I依次耦接，并且，X電容2并接在交流電源輸入端(火線和零線之間)?，F(xiàn)有技術(shù)中的具有X電容的變換器與其它在X電容兩端并聯(lián)放電電阻的用電設(shè)備相同，即X電容2在交流電源AC斷電后長時間貯存高壓電能，放電電阻3用于對X電容2進(jìn)行放電，以便滿足安全要求。然而，并聯(lián)于電路中的放電電阻3在交流電源AC接通后，會一直消耗能量且產(chǎn)生功率損耗，這是造成變換器在空載及待機(jī)輸入功耗的重要因素，尤其是在輸入電壓較高的時候放電電阻3的損耗更大。隨著輕載效率要求的不斷提高，如何減小對X電容2放電所造成的損耗變得越來越重要。此外，變換模組可以是由功率因數(shù)校正(PFC)變換單元和DC/DC變換單元兩級方案組成。需要強(qiáng)調(diào)的是，變換模組采用兩級結(jié)構(gòu)時，PFC變換單元為無橋PFC變換單元時由于其拓?fù)渖系膬?yōu)勢相對于傳統(tǒng)的有橋PFC變換單元會在重載時有較高的效率，但會使用較大電容值的X安規(guī)電容。若選用放電電阻對X電容放電，則需選用阻值相對較低的放電電阻，阻值越低，放電電阻在交流電源接入時的損耗會越大，致使無橋PFC變換單元在輕載時效率更低，因此解決X電容放電損耗的問題更為迫切。因此，既要滿足現(xiàn)有《信息技術(shù)設(shè)備的安全》的要求，同時實現(xiàn)用電設(shè)備的高效率，尤其是提高設(shè)備的輕載效率，成為目前迫切需要解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有的解決方法需要添加放電電阻所帶來的較嚴(yán)重的功率損耗問題，本發(fā)明主要目的為采用無放電電阻的方法，避免放電電阻在交流電源接入時消耗能量，且在交流電源掉電時利用能量轉(zhuǎn)移單元對X電容進(jìn)行放電，從而可以減小對X電容放電的放電電阻功率損耗，提高輕載效率。為實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種變換器，包括連接于交流電源輸入端火線和零線之間的電容、與該電容相耦接且至少包括一儲能元件和能量轉(zhuǎn)移單元的變換模組，能量轉(zhuǎn)移單元包括一開關(guān)器件且能量轉(zhuǎn)移單元與該電容和儲能元件 相耦接、連接于交流電源輸入端且用于檢測交流電源的通斷并產(chǎn)生一 AC掉電信號的AC掉電檢測單元、與該AC掉電檢測單元相耦接的控制單元，其中，所述能量轉(zhuǎn)移單元包括一開關(guān)器件；當(dāng)AC掉電檢測單元檢測到交流電源斷接后，該AC掉電檢測單元輸出的AC掉電信號觸發(fā)所述控制單元輸出一開關(guān)驅(qū)動信號，該開關(guān)驅(qū)動信號控制能量轉(zhuǎn)移單元工作以將存儲于電容中的能量轉(zhuǎn)移到變換模組中的儲能元件中，實現(xiàn)對該電容放電。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還包括另一技術(shù)方案。一種電容放電電路，用于對連接于變換器的交流電源輸入端火線和零線之間的電容進(jìn)行放電，其中所述變換器包括一與所述電容相耦接至少包括一儲能元件和一能量轉(zhuǎn)移單元的變換模組、連接于變換器的交流電源輸入端且用于檢測交流電源的通斷并產(chǎn)生一 AC掉電信號的AC掉電檢測單元和控制單元，其中，所述能量轉(zhuǎn)移單元包括一開關(guān)器件，所述能量轉(zhuǎn)移單元與所述電容和所述儲能元件相稱接，所述控制單元與所述AC掉電檢測單元相耦接^AC掉電檢測單元檢測到交流電源斷接后，AC掉電檢測單元輸出的AC掉電信號觸發(fā)控制單元輸出一開關(guān)驅(qū)動信號，該開關(guān)驅(qū)動信號控制能量轉(zhuǎn)移單元工作以將存儲于電容中的能量轉(zhuǎn)移到變換模組中的儲能元件中，實現(xiàn)對電容放電。從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的特點是不再使用放電電阻對連接于變換器的交流電源輸入端火線和零線之間的電容放電，而是使用能量轉(zhuǎn)移單元對連接于變換器的交流電源輸入端火線和零線之間的電容進(jìn)行放電。在交流電源接入時，變換模組按照原有設(shè)計的工作模式進(jìn)行功率變換；當(dāng)交流電源斷接時，控制單元控制能量轉(zhuǎn)移單元將存儲于連接于變換器的交流電源輸入端火線和零線之間的電容中的能量轉(zhuǎn)移到變換模組中的儲能元件中去以實現(xiàn)對連接于變換器的交流電源輸入端火線和零線之間的電容的快速放電。因此，本發(fā)明滿足了《信息技術(shù)設(shè)備的安全》的要求，提高了用電設(shè)備的效率。另外，本發(fā)明可以利用變換器中變換模組中原有變換單元的一部分為能量轉(zhuǎn)移單元對連接于變換器的交流電源輸入端火線和零線之間的電容進(jìn)行放電，既簡化了電路，又提高了輕載效率。不僅對具有有橋PFC結(jié)構(gòu)的變換器有幫助，尤其是對具有無橋PFC變換單元結(jié)構(gòu)的變換器的輕載效率提高起了很大的幫助。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的具有X電容的變換器在X電容兩端并聯(lián)放電電阻的電路示意圖；圖2為本發(fā)明實施例中的具有X電容的變換器所包含的AC-DC變換模組的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例中的具有單級(single-stage)變換單元的變換模組的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明實施例中的變換模組含有有橋PFC變換單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明實施例中的變換模組含有無橋PFC變換單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明實施例中無橋PFC變換單元所采用的三種開關(guān)二極管網(wǎng)絡(luò)單元的相關(guān)結(jié)構(gòu)意圖；圖7為本發(fā)明實施例中所采用的四種PFC電感單元的相關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明實施例的具有X電容的變換器中通過能量轉(zhuǎn)移單元對X電容放電的電路結(jié)構(gòu)意圖；圖9為本發(fā)明實施例的具有X電容且具有兩級型變換模組的變換器中通過能量轉(zhuǎn)移單元對X電容放電的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明實施例的具有X電容且具有單級型變換模組的變換器中通過能量轉(zhuǎn)移單元對X電容放電的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為本發(fā)明又一實施例的具有X電容且具有兩級型變換模組的變換器中通過能量轉(zhuǎn)移單元對X電容放電的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖12為本發(fā)明又一實施例的具有X電容且具有單級型變換模組的變換器中通過能量轉(zhuǎn)移單元對X電容放電的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖13為本發(fā)明實施例中的AC掉電檢測單元的電路結(jié)構(gòu)框圖；圖14為本發(fā)明AC掉電檢測單元的一具體實施例；圖15為圖14中的AC掉電檢測單元具體實施例的波形圖；圖16為本發(fā)明實施例中AC掉電信號通過控制單元控制能量轉(zhuǎn)移單元工作的流程示意圖；圖17為本發(fā)明一實施例的包含干預(yù)單元的控制單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖18為圖17的包含干預(yù)單元的控制單元的一具體電路示意圖；圖19為本發(fā)明另一實施例的包含干預(yù)單元的控制單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖20為圖19中控制單元控制電容放電過程中的波形圖；圖21為本發(fā)明又一實施例的包含干預(yù)單元的控制單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖22為本發(fā)明實施例的利用有橋PFC變換單元為能量轉(zhuǎn)移單元對具有X電容的變換器中的X電容放電的具體電路示意圖；圖23為圖22中具有X電容的變換器對電容放電的過程波形示意圖。
具體實施例方式體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點的一些典型實施例將在后段的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的示例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及圖示在本質(zhì)上當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。上述及其它技術(shù)特征和有益效果，將結(jié)合實施例及附圖2至圖23對本發(fā)明的電容放電裝置及包含該電容放電裝置的變換器進(jìn)行詳細(xì)說明。對于AC-AC和/或AC-DC變換器，在其交流輸入端通常都會增加一濾波器結(jié)構(gòu)，那么根據(jù)《信息技術(shù)設(shè)備的安全》的要求，濾波器中的電容要在交流電源斷接時對其進(jìn)行放電，其中變換器中需要被放電的電容還包括變換器中的其它需要被放電的電容，且其中需要被放電的電容也可以為多個電容并聯(lián)或串聯(lián)構(gòu)成。下面以包含所述需要被放電的電容的AC-DC變換器為例講述其工作原理，其中該需要被放電的電容具體為上述的X電容。通常的AC-DC變換器除包含一需要被放電的X電容2外，還包含一變換模組1，變換模組I和X電容2連接。在本發(fā)明的一實施例中，如圖2所示變換模組I可以是由功率因數(shù)校正(Power Factor Correction ,簡稱為PFC)變換單兀11和DC/DC變換單兀13兩級方案組成，PFC變換單元11和DC/DC變換單元13之間耦接有一 Bus電容12。在本發(fā)明的一實施例中，變換模組I也可以是如圖3所示的單級(single-stage)反激變換單元的變換模組，其中，電容311為其輸出電容。在其它實施例中，變換模組I也可以是其它的單級(single-stage)變換單元的變換模組。在本發(fā)明的實施例中，圖2所示的PFC變換單元11可以是有橋的PFC變換單元(如圖4所示)，也可以是無橋PFC變換單元(如圖5所示)；PFC變換單元11可以是升壓型的PFC變換單元，也可以是降壓型的PFC變換單元，還可以是升降壓型的PFC變換單元。如圖4所示為本發(fā)明實施例中的變換模組含有有橋PFC變換單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該變換模組I包括有橋PFC變換單元11，一 DC/DC轉(zhuǎn)換單元13和一 Bus電容12 ;其中，PFC變換單元11為一升壓型的PFC變換單元，該P(yáng)FC變換單元11包括了依次耦接的整流橋111、π型濾波單元112、PFC電感113和開關(guān)二極管網(wǎng)絡(luò)114，其中，π型濾波單元112可以添加也可以不添加。由于有橋PFC變換單元11中的PFC電感113在整流橋111后，所以添加的π型濾波單元112中的電容可以為非安規(guī)電容，但因為該π型濾波單元112具有差模濾波器的效果，并且其不與交流輸入端直接連接，因此可以減小耦接在輸入端X電容2的容值。因此，該耦接于輸入端的X電容2容值可以相對較小。如圖5所示為本發(fā)明實施例中的變換模組含有無橋PFC變換單元的示意圖。如圖所示，該變換模組I包括無橋PFC變換單元11’，一 DC/DC轉(zhuǎn)換單元13和一 Bus電容12 ;其中，無橋PFC變換單元11’由一 PFC電感113’和一開關(guān)二極管網(wǎng)絡(luò)114’組成。如圖5所示，在無橋PFC變換單元11’的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中沒有包括整流橋的結(jié)構(gòu)，如果要添加濾波器結(jié)構(gòu)，由于濾波器與交流電源輸入端直接相接，那么使用的電容根據(jù)《信息技術(shù)設(shè)備的安全》的規(guī)定也為X電容，在交流電源斷接后也要對其放電，那么用于濾除差模的X電容就要選用較大的容值，若用放電電阻對X電容放電，根據(jù)放電時間常數(shù)(RC< I秒)的規(guī)定，要選用相對較小阻值的放電電阻，這樣放電電阻的功耗比較大。因此，在輕載時含有無橋PFC變換單元的變換器的效率壓力就明顯變大。
請參閱圖6，圖6為本發(fā)明實施例中無橋PFC變換單元所采用的三種開關(guān)二極管網(wǎng)絡(luò)單元的相關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖。需要強(qiáng)調(diào)的是，雖然圖中僅示出了三種開關(guān)二極管網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)，其它的開關(guān)二極管網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)也可以為本發(fā)明的實施例所用，并且，其它二極管和開關(guān)管相互可以替換的衍生結(jié)構(gòu)也包括其中。上述兩個實施例中的有橋PFC變換單元11或無橋PFC變換單元11’中，均包括PFC電感單元113或113’。請參閱圖7，圖7為本發(fā)明實施例中所采用的四種PFC電感單元的相關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖。雖然圖中僅示出了四種PFC電感的結(jié)構(gòu)，但PFC電感可以是一個或多個電感組成，多個電感之間也可以是耦合與非耦合關(guān)系。請參閱圖8，圖8為本發(fā)明一實施例的具有X電容的變換器中通過能量轉(zhuǎn)移單元對X電容放電的電路結(jié)構(gòu)示意圖。在本發(fā)明實施例中的變換器包括連接于交流電源輸入端火線和零線之間的X電容2、與該X電容2相耦接的變換模組I。在本發(fā)明實施例中的變換器采用了一種無放電電阻的方法。如圖8所示，具有X電容的變換器包括了連接于交流電源輸入端火線和零線之間的X電容2、與該X電容2相耦接的變換模組1、用于檢測交流電源通斷的AC掉電檢測單元4以及控制單元5。所述變換模組I至少包括一儲能元件和一能量轉(zhuǎn)移單元，所述能量轉(zhuǎn)移單元包括一開關(guān)器件，AC掉電檢測單兀4與交流電源輸入端相連,輸出一 AC掉電信號；控制單兀5接收AC掉電檢測單元4輸出的AC掉電信號。當(dāng)AC掉電檢測單元4檢測到交流電源斷接，也即AC掉電檢測單兀4發(fā)出交流電源斷接的AC掉電信號時，AC掉電信號觸發(fā)控制單兀5輸出一開關(guān)驅(qū)動信號，該開關(guān)驅(qū)動信號控制能量轉(zhuǎn)移單元工作，將存儲于X電容2中的能量轉(zhuǎn)移到變換模組I中的儲能元件中以實現(xiàn)對X電容2放電。關(guān)于上述的儲能元件可以是容性元件或感性元件，如對于圖3所示的變換模組中的儲能元件可為容性元件311，如對于圖3所示的變換模組中的儲能元件也可為變壓器的勵磁電感；如對于圖4所示的變換模組中的儲能元件可為容性元件12和/或131，其中131為DC/DC變換單元的輸出電容也即變換模組的輸出電容，如對于圖4所示的變換模組中的儲能元件也可為感性元件113，感性元件113即為PFC變換單元中的PFC電感，在其它實施例中如圖4所示的變換模組中作為儲能元件的感性元件也可為DC/DC變換單元中的感性元件(圖中未示出)；如對于圖5所示的變換模組中的儲能元件可為容性元件12和/或131’，其中131’為DC/DC變換單元的輸出電容也即變換模組的輸出電容，如對于圖5所示的變換模組中的儲能元件也可為感性元件113’，感性元件113’即為PFC變換單元中的PFC電感，在其它實施例中如圖5所示的變換模組中作為儲能元件的感性元件也可為DC/DC變換單元中的感性元件(圖中未示出)。也即上述的儲能元件可為任何可以儲存能量的元件。以所述儲能元件為一容性元件為例，當(dāng)所述AC掉電檢測單元檢測到交流電源斷接后，所述AC掉電檢測單元輸出的AC掉電信號觸發(fā)所述控制單元輸出所述開關(guān)驅(qū)動信號，所述開關(guān)驅(qū)動信號控制所述能量轉(zhuǎn)移單元工作以提高所述容性元件上的電壓，以將存儲于所述電容中的能量轉(zhuǎn)移到所述變換模組中的容性元件中，實現(xiàn)對所述電容放電。在本發(fā)明的一實施例中，上述能量轉(zhuǎn)移單元可以是原有變換模組I中的變換單元的一部分，該單元在交流電源接入時進(jìn)行功率變換來完成變換模組I原有的設(shè)計功能，對輸出進(jìn)行供電。而交流電源斷接時，該部分被利用成能量轉(zhuǎn)移單元，將X電容的能量轉(zhuǎn)移到變換模組的儲能元件中去。如圖9所示對于兩級型的變換模組結(jié)構(gòu)，能量轉(zhuǎn)移單元可以為變換模組I中PFC變換單元(其中PFC變換單元可為圖4的有橋PFC變換單元，也可為圖5無橋PFC變換單元)，也可以是變換模組I中的PFC變換單元和DC/DC變換單元同時被利用成能量轉(zhuǎn)移單元。如圖10所示為單級型的變換模組結(jié)構(gòu)，在本實施例中此單級型的變換模組為一單級反激變換單元，能量轉(zhuǎn)移單元即為此單級反激變換單元。當(dāng)交流電源接入時，變換模組的反激變換單元進(jìn)行功率變換。當(dāng)交流電源斷接時，反激變換單元充當(dāng)能量轉(zhuǎn)移單元，將X電容2中的能量轉(zhuǎn)移到變換模組I的儲能元件電容中去。該實施例以單級反激變換單元為例，但不限于此一種單級變換單元。在本發(fā)明的一實施例中，上述的能量轉(zhuǎn)移單元也可以是變換模組I中的一輔助變換單元，所述輔助變換單元包括一開關(guān)器件。在交流電源接入時，變換模組I中的輔助變換單元停止工作，輸出的能量通過原有設(shè)計的變換單元來提供；在交流電源斷接時，AC掉電信號觸發(fā)控制單元5控制變換模組I中的輔助變換單元工作將X電容2上的能量轉(zhuǎn)移到變換模組I的儲能元件中去，也即所述輔助變換單元被利用成能量轉(zhuǎn)移單元。在本發(fā)明的一實施例中，如圖11所示，對于兩級型的變換模組結(jié)構(gòu)，輔助變換單元15可以被利用成能量轉(zhuǎn)移單元，該輔助變換單元15與X電容2和變換模組I中的儲能元件相連。在交流電源接入時，PFC變換單元11和DC/DC變換單元13按照原有設(shè)計的方式進(jìn)行功率變換，而輔助變換單元15停止工作。當(dāng)交流電源斷接時，AC掉電檢測單元4檢測到交流電源斷接時AC掉電信號觸發(fā)控制單元5來控制輔助變換單元15進(jìn)行工作，從而將X電容2中的能量轉(zhuǎn)移到變換模組I中的儲能元件中，也即所述輔助變換單元15被利用成能量轉(zhuǎn)移單元。其中，輔助變換單元15的拓?fù)淇梢允巧龎盒偷淖儞Q電路、降壓型的變換電路，也可以是升降壓型的變換電路。如圖12所示，對于單級型的變換模組結(jié)構(gòu)，變換模組I由一單級變換子模組16和輔助變換單元15組成，輔助變換單元15與X電容2和單級變換子模組16中的儲能元件相連。當(dāng)交流電源接入時，變換模組I中的變換子模組16進(jìn)行功率變換，輔助變換單元15停止工作。當(dāng)交流電源斷接時，AC掉電檢測單元4檢測到交流電源斷接時AC掉電信號觸發(fā)控制單元5控制輔助變換單元15將X電容2中的能量轉(zhuǎn)移到變換模組I的儲能元件電容中去，從而實現(xiàn)對X電容2的放電，也即所述輔助變換單元15被利用成能量轉(zhuǎn)移單元。上述的能量轉(zhuǎn)移單元包括一開關(guān)器件，該開關(guān)器件可以為絕緣柵雙載流子晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor,簡稱IGBT)或金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,簡稱 M0SFET)等。上述的能量轉(zhuǎn)移單元可以為任何一種能將存儲于X電容2中的能量轉(zhuǎn)移到變換模組I中的儲能元件中去的功能單元。從上述的一些實施例中可以看出，上述控制單元5可以是變換模組的控制器中單獨(dú)的部分，即在交流電源接入時，控制單元5停止工作；在交流電源斷接時，控制單元5可以控制變換模組I中的能量轉(zhuǎn)移單元工作將X電容2上的能量轉(zhuǎn)移到變換模組I的儲能元件中去。需要說明的是，上述控制單元5可以采用現(xiàn)有技術(shù)中任何一種控制變換模組I中的能量轉(zhuǎn)移單元工作將X電容2上的能量轉(zhuǎn)移到變換模組I的儲能元件中去的控制電路，在此不再贅述。在本發(fā)明的另一些實施例中，上述控制單元5中的部分電路也可以利用變換模組中原有功率變換單元(如圖11中的兩級功率變換單元14及如圖12中的單級功率變換單元16)的控制單元的一部分。在交流電源斷接時，AC掉電信號觸發(fā)控制單元5進(jìn)行工作控制變換模組I中的能量轉(zhuǎn)移單元工作對X電容2進(jìn)行放電。在本發(fā)明一實施例中，AC掉電檢測單元4是可以通過檢測X電容2兩端的電壓來進(jìn)行判斷交流電源通斷狀態(tài)的，但不以此為限。也就是說，在本發(fā)明的實施例中，AC掉電檢測單元4可以采用任何一種能判斷出交流電源通斷狀態(tài)的工作方式。請參閱圖13，圖13為本發(fā)明實施例中的AC掉電檢測單元的結(jié)構(gòu)示意圖。在一些實施例中，AC掉電檢測單元4可以包括電容電壓整理電路和定時電路。在本發(fā)明的實施例中，以AC掉電檢測單元可以包括X電容電壓整理電路和定時電路為例進(jìn)行說明。如圖所示，AC掉電檢測單元4中的X電容電壓整理電路41將X電容2兩端的電壓進(jìn)行變換以適應(yīng)于后面的電路，即將加載于X電容2兩端的電壓信號變換成另一輸出電壓信號，該輸出電壓信號能夠反映輸入電源的交流特性；定時電路42接收X電容電壓整理電路41產(chǎn)生的輸出電壓信號，對該輸出電壓信號進(jìn)行交流特性判斷，即對X電容電壓的正負(fù)時間分別計時判斷，若正電壓或負(fù)電壓的時間沒有超過預(yù)期時間(如預(yù)期時間是交流電源的周期)，則認(rèn)為交流電源正常接入；若正電壓或負(fù)電壓的時間超過預(yù)期的時間，則判斷此時交流電源沒有交流變化，即交流電源斷接。在電路的表現(xiàn)形式上，通過判斷定時電路42輸出的直流電壓信號是否超過了設(shè)定的第二電壓閾值Vth2，產(chǎn)生并輸出交流電源通斷狀態(tài)的信號。具體地說，定時電路42可以通過RC(電阻電容)電路的電容充放電電壓來判斷該直流電壓信號是否超過了設(shè)定的第二電壓閾值Vth2，若該電容充放電電壓超過了設(shè)定的第二電壓閾值Vth2，則AC掉電檢測單元4產(chǎn)生交流電源斷接的AC掉電信號，否則，AC掉電檢測單元4認(rèn)為交流電源未斷接。在其它一些實施例中，AC掉電檢測單元4也可以通過數(shù)字電路來實現(xiàn)，其實現(xiàn)的原理與模擬實現(xiàn)的原理基本相同，在此不再贅述。下面通過一實施例來詳細(xì)闡述AC掉電檢測單元4的工作原理。請參閱圖14，圖14為本發(fā)明AC掉電檢測單元的一具體實施例。如圖所示，AC掉電檢測單元4包括一 X電容電壓整理電路41及一定時電路42，該X電容電壓整理電路41包括一分壓電阻網(wǎng)絡(luò)411和一比較器412，該定時電路42為一比較定時積分電路。首先，X電容電壓整理電路41將采樣到的X電容電壓經(jīng)過一個比較器412進(jìn)行整理，然后定時電路42再將X電容電壓整理電路41輸出的信號進(jìn)行比較定時積分得到AC掉電檢測單元4的輸出信號，即AC掉電信號，若X電容電壓信號為交流波動的，那么定時電路中的電容會周期性的充電放電，從而輸出的AC掉電信號低于設(shè)定的電壓值；反之，X電容電壓維持不變，定時電路的輸出會高于設(shè)定的電壓值。所以，當(dāng)交流輸入接入時，AC掉電檢測單元4的輸出電壓低于設(shè)定第二電壓閾值Vth2，而當(dāng)交流電源斷接后，AC掉電檢測單元4的輸出電壓會高于設(shè)定的第二電壓閾值Vth2，則認(rèn)為交流電源斷開。如圖14所示，該X電容電壓整理電路41的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)包括一第一電阻Rl、一第二電阻R2、一第三電阻R3和一第四電阻R4，其中第一電阻Rl和第二電阻R2串聯(lián)連接、第三電阻R3和第四電阻R4串聯(lián)連接后的一端分別連接于交流輸入電源的零線(N線)和火線(L線)，第一電阻Rl和第二電路R2串聯(lián)連接、第三電阻R3和第四電阻R4串聯(lián)連接后的另一端接地，其用于對X電容電壓進(jìn)行采樣。該X電容電壓整理電路41的比較器412包括一第一比較器,具有一同相輸入端、一反相輸入端及一輸出端，第一電阻Rl和第二電路R2的共節(jié)點通過第六電阻R6連接于該第一比較器的反相輸入端，第三電阻R3和第四電阻R4的共節(jié)點通過第五電阻R5連接于該第一比較器的同相輸入端，該第一比較器的輸出端即A點為X電容電壓整理電路41的輸出端。該定時電路42包括一第二比較器、一第三比較器、一第一充電電路、一第二充電電路、一第一二極管Dl和一第二二極管D2。其中該X電容電壓整理電路41的輸出端即A點分別通過第八電阻R8和第十一電阻Rll連接于該第二比較器的同相輸入端和第三比較器的反相輸入端，一第一電壓閾值Vthl分別通過第九電阻R9和第十電阻RlO連接于該第二比較器的反相輸入端和第三比較器的同相輸入端；第一充電電路包括串聯(lián)連接的第一電容Cl和第十二電阻R12，第一電容Cl和第十二電阻R12串聯(lián)連接后的一端連接于一直流電壓源Vcc、另一端接地，第一電容Cl和第十二電阻R12串聯(lián)連接的共節(jié)點連接于所述第二比較器的輸出端即B點；第二充電電路包括串聯(lián)連接的第二電容C2和第十三電阻R13，第二電容C2和第十三電阻R13串聯(lián)連接后的一端連接于該直流電壓源Vcc、另一端接地，第二電容C2和第十三電阻R13串聯(lián)連接的共節(jié)點連接于所述第三比較器的輸出端即C點；該第一二極管Dl和該第二二極管D2的陽極分別連接于該第二比較器的輸出端即B點和該第三比較器的輸出端即C點，該第一二極管Dl和該第二二極管D2的陰極短接作為該定時電路的輸出端也即該AC掉電檢測單兀4的輸出端,其輸出一 AC掉電信號。請參閱圖15，圖15為圖14中的AC掉電檢測單元具體實施例的波形圖。圖15.(I)和圖15.(2)分別說明當(dāng)交流電源在其負(fù)半周期和正半周期斷接時的情況。圖中可以看出X電容整理電路輸出點A的電壓波形，其可以反映出交流電源的交流特性?，F(xiàn)以交流電源輸入電壓在其負(fù)半周期斷接為例進(jìn)行說明，見圖15.(I)。在t0時刻前交流電源正常接入時，X電容上的電壓為正弦波，經(jīng)第一電阻Rl和第二電路R2串聯(lián)分壓、第三電阻R3和第四電阻R4串聯(lián)分壓及第一比較器后可得A點電壓為只有正半周期的饅頭波，該波形可以反映X電容的交流變化，此饅頭波經(jīng)第二比較器和第三比較器分別和第一電壓閾值Vthl比較使第一充電電路和第二充電電路中的第一電容和第二電容經(jīng)直流電壓源Vcc被周期性的充電和放電，如在X電容電壓的正半周期且A點電壓高于設(shè)定的閾值電壓Vthl時，第一電容Cl充電，而第二電容C2放電，但是由于X電容電壓周期性的交流變化，在第一電容Cl或第二電容C2被充電時，其上的電壓值都不超過設(shè)定的第二電壓閾值，AC掉電檢測單元4產(chǎn)生的AC掉電信號不觸發(fā)控制單元5，因此變換模組I按原來的設(shè)計方案進(jìn)行功率變換對輸出進(jìn)行供電。在t0時刻交流電源斷接，X電容2上的電壓維持不變，A點電壓維持低電平，電容C2持續(xù)充電，電容Cl放電至零，即B點的電壓為零，則AC掉電檢測單元4的輸出電壓信號即為C點電壓信號；當(dāng)?shù)竭_(dá)tl時刻時，電容C2兩端的電壓超過了設(shè)定的第二電壓閾值Vth2，即AC掉電檢測單元4輸出電壓高于設(shè)定電壓值從而檢測到交流電源斷接，此時，AC掉電檢測單元4輸出的AC掉電信號將觸發(fā)控制單元5輸出一開關(guān)驅(qū)動信號，該開關(guān)驅(qū)動信號控制變換模組I中的能量轉(zhuǎn)移單元中開關(guān)器件工作將X電容2的能量轉(zhuǎn)移到變換模組I的儲能元件中去。與本實施例中，第一電壓閾值Vthl、第二電壓閾值Vth2和直流電壓源Vcc可根據(jù)設(shè)計的需求自行設(shè)定，其電壓值可以取之功率變換器內(nèi)部電路也可以取之其它電路。交流電源在其正半周期斷接時，X電容電壓、A點電壓、B點電壓、C點電壓及AC掉電信號波形如圖15.(2)所示，其工作原理和圖15.(I)相同，在此不再描述。與本實施例中，通過定時電路42中的RC電路中的電容上的電壓來判斷是否超過了設(shè)定第二電壓閾值Vth2，若該電壓超過了設(shè)定第二電壓閾值Vth2，則認(rèn)為交流電源已斷開，否則，認(rèn)為交流電源仍為接入狀態(tài)。在其它一些實施例中，亦可通過其它的電路實現(xiàn)檢測交流電源是否接入。與本實施例中，通過模擬電路實現(xiàn)AC掉電檢測單元4的功能，在其它一些實施例中，也可以通過數(shù)字功能來實現(xiàn)。在本發(fā)明的一實施例中，如圖16所示為AC掉電信號通過控制單元控制能量轉(zhuǎn)移單元工作的流程示意圖，當(dāng)交流電源接入時，AC掉電信號不影響變換模組中原有變換單元的控制單元工作，變換模組I按照原有的設(shè)計方式進(jìn)行工作(即現(xiàn)實功率變換的功能)，給輸出供電；在交流電源斷接時，AC掉電檢測單兀4輸出的AC掉電信號觸發(fā)控制單兀5輸出一開關(guān)驅(qū)動信號以控制變換模組I中的能量轉(zhuǎn)移單元工作，從而將X電容2中的能量轉(zhuǎn)移到變換模組I的儲能元件中，實現(xiàn)對X電容2放電。在本發(fā)明一實施例中，通過增加所述開關(guān)驅(qū)動信號的占空比以控制變換模組I中的能量轉(zhuǎn)移單元工作，即使能量轉(zhuǎn)移單元在預(yù)設(shè)時間(比如規(guī)定的放電時間常數(shù))內(nèi)比變換模組按原有的設(shè)計方式工作時傳輸?shù)哪芰刻岣?，從而將X電容2中的能量轉(zhuǎn)移到變換模組I的儲能元件中，實現(xiàn)對X電容2放電。在本發(fā)明一實施例中，通過增加所述開關(guān)驅(qū)動信號的脈沖寬度或調(diào)整所述開關(guān)驅(qū)動信號的開關(guān)頻率來增加所述開關(guān)驅(qū)動信號的占空比。下面以上述控制單元5中的部分電路為變換模組中原有變換單元(如圖11中的兩級功率變換單元14及如圖12中的單級功率變換單元16)的控制單元的一部分為例簡述一下控制單元5的工作原理。在本發(fā)明的一些實施例中，以圖17為例控制單元5除包含反饋調(diào)節(jié)單元52和開關(guān)信號產(chǎn)生單元53外還包含一個干預(yù)單元51，反饋調(diào)節(jié)單元接收一反饋信號，并通過調(diào)節(jié)單元得到一輸出量，開關(guān)信號產(chǎn)生單元則根據(jù)反饋調(diào)節(jié)單元的輸出量生成一開關(guān)器件驅(qū)動信號。需要說明的是，控制單元5中的反饋調(diào)節(jié)單元52和開關(guān)信號產(chǎn)生單元53可以利用變換模組I中原功率變換單元(如圖11中的兩級功率變換單元14及如圖12中的單級功率變換單元16)中具有相同功能的電路單元。也就是說，在本發(fā)明的實施例中，為簡化電路，控制單元5中的反饋調(diào)節(jié)單元52和開關(guān)信號產(chǎn)生單元53可以利用PFC變換單元或DC/DC變換單元或單級功率變換單元中的控制電路的部分電路。例如，控制單元5中的反饋調(diào)節(jié)單元52和開關(guān)信號產(chǎn)生單元53可以利用PFC變換單元中的反饋調(diào)節(jié)單元及開關(guān)信號產(chǎn)生單元。在本發(fā)明的其它實施例中，控制單元5中的反饋調(diào)節(jié)單元52和開關(guān)信號產(chǎn)生單元53也可以為額外增加的電路部分，即可以不利用變換模組中原有功率變換單元中的控制電路中的電路。在本發(fā)明的實施例中，控制單元5中的干預(yù)單元可通過各種方式工作，只要能使得控制單元5輸出的開關(guān)驅(qū)動信號驅(qū)動變換模組I的能量轉(zhuǎn)移單元中的開關(guān)器件工作，將X電容2中的能量轉(zhuǎn)移到變換模組I的容性元件中，實現(xiàn)對X電容2的放電即可。請參閱圖17，圖17為本發(fā)明一實施例中包含干預(yù)單元的控制單元的電路結(jié)構(gòu)方框圖。具體地，如圖17所示的控制單元5，其包括干預(yù)單元51、反饋調(diào)節(jié)單元52和開關(guān)信號產(chǎn)生單元53 ;其中，反饋調(diào)節(jié)單元52包括反饋電壓采樣單元521、電壓基準(zhǔn)生成單元522和調(diào)節(jié)單元523，在其它實施例中，該調(diào)節(jié)單元523為PID比例積分微分單元。在本實施例中，當(dāng)AC掉電檢測單元4檢測到交流電源斷接后，AC掉電檢測單元4發(fā)出的AC掉電信號觸發(fā)干預(yù)單元51干預(yù)反饋調(diào)節(jié)單元52中的反饋電壓采樣單元521，進(jìn)而使得開關(guān)信號產(chǎn)生單元53輸出的開關(guān)驅(qū)動信號驅(qū)動變換模組I中的能量轉(zhuǎn)移單元中的開關(guān)器件工作對X電容2進(jìn)行放電；而當(dāng)交流電源接入時，干預(yù)單元51不干預(yù)反饋調(diào)節(jié)單元52中的反饋電壓采樣單元523的輸出，變換模組I按照原有的設(shè)計方式進(jìn)行工作。請參閱圖18，圖為圖17的包含干預(yù)單元的控制單元的一具體電路示意圖。在該實施例中，接收X電容2能量的儲能元件為容性元件,該容性元件可以是bus電容。如圖18所示，反饋調(diào)節(jié)單元52采用的是較典型的連接方式，即變換模組中接收X電容能量的容性元件的一端通過反饋調(diào)節(jié)單元52中的反饋電壓采樣單元521中依次串接的電阻R18、R19、R20和R21與接地端相連，電阻R19和R20的共接點與調(diào)節(jié)單元523的反相輸入端相連，電壓基準(zhǔn)產(chǎn)生單元522與調(diào)節(jié)單元523的同相輸入端相連，調(diào)節(jié)單元523根據(jù)該接收X電容能量的容性元件的電壓采樣值和電壓基準(zhǔn)產(chǎn)生單元產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓得到一輸出量，開關(guān)信號產(chǎn)生單元53根據(jù)該輸出量產(chǎn)生驅(qū)動變換模組I中的開關(guān)器件工作的開關(guān)驅(qū)動信號。在本發(fā)明的實施例中，與較典型的連接方式所不同的是，在電阻R21的兩端并接有干預(yù)單元51，該干預(yù)單元51接收AC掉電檢測單元輸出的AC掉電信號。在本發(fā)明的實施例中，該干預(yù)單元51為一個開關(guān)器件，圖中所示為開關(guān)管S3，開關(guān)管S3受AC掉電信號控制，當(dāng)AC掉電檢測單元檢測到交流電源斷開時開關(guān)管S3導(dǎo)通，電阻R21即被短接，輸入到調(diào)節(jié)單元523反相輸入端的電壓會降低，從而改變了原有的反饋網(wǎng)絡(luò)。具體地，在變換模組I正常工作情況下，即當(dāng)AC掉電信號不觸發(fā)干預(yù)單元51時，變換模組I按照原有的反饋網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，其反饋電壓的電壓值為:
「 I U T, * R20 + R21Yfr =Vc*-
FB c i 18 + i 19 + i 20 + i 21上式中的Vc代表變換模組中接收X電容2中能量的容性元件的電壓值。

Vfb代表反饋電壓采樣單元輸出的反饋電壓值。此時，變換模組I按照反饋電壓Vfb進(jìn)行控制，發(fā)出開關(guān)驅(qū)動信號驅(qū)動變換模組I中的開關(guān)管工作。而當(dāng)交流電源斷接時，AC掉電信號控制開關(guān)管S3導(dǎo)通，電阻R21被短接，從而改變了原有的反饋網(wǎng)絡(luò)，這時反饋的電壓值為:V；B = Vc *-^-
FB c i 18 + i 19 + i 20 即< < Vfb，此時，調(diào)節(jié)單元523的反相輸入電壓降低，調(diào)節(jié)單元523輸出的電壓升
高，從而控制控制單元5輸出一開管驅(qū)動信號控制變換模組I中的能量轉(zhuǎn)移單元中的開關(guān)器件工作以提升接收X電容2中能量的電容電壓值，實現(xiàn)將X電容2中的能量轉(zhuǎn)移到變換模組I中的儲能元件上。在本發(fā)明的實施例中，干預(yù)單元51可以采用多種方式干預(yù)反饋調(diào)節(jié)單元52，在本發(fā)明一實施方式中(如圖18所示)，可以干預(yù)反饋電壓采樣單元521，使反饋電壓采樣單元521的采樣值變低，從而升高了調(diào)節(jié)單元523輸出的電壓，使變換模組I中的能量轉(zhuǎn)移單元中的開關(guān)器件工作以提升變換模組中接收X電容2中能量的容性元件的電壓值，實現(xiàn)將X電容2中的能量轉(zhuǎn)移到變換模組I中的容性元件上。在本發(fā)明另一實施方式中，可以干預(yù)基準(zhǔn)電壓生成單元522，使得基準(zhǔn)電壓升高，同樣，升高了調(diào)節(jié)單元523輸出的電壓，進(jìn)而控制變換模組I中的能量轉(zhuǎn)移單元中的開關(guān)器件工作實現(xiàn)將X電容2中的能量轉(zhuǎn)移到變換模組I中的容性元件上。請參閱圖19，圖19為本發(fā)明另一實施例中包含干預(yù)單元的控制單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖19所示，干預(yù)單元51干預(yù)電壓基準(zhǔn)產(chǎn)生單元522，與圖18類似，導(dǎo)致調(diào)節(jié)單元523輸出端的電壓升高，從而控制變換模組I中的能量轉(zhuǎn)移單元中的開關(guān)器件工作以提升接收X電容2中能量的容性元件的電壓值，實現(xiàn)將X電容2中的能量轉(zhuǎn)移到變換模組I中的容性元件上。下面以本實施方式的波形圖來具體討論一下交流電源斷接時X電容2放電的原理。如圖20所示，波形圖20a是X電容2兩端的電壓，在t0時刻之前，交流電源接入使得X電容2兩端的電壓按照正弦變化，AC掉電信號(如波形圖20b所示)由于電容的周期充、放電而低于設(shè)定的電壓閾值Vth2，電壓基準(zhǔn)(如波形圖20c所示)為交流電源接入時設(shè)定的正常工作基準(zhǔn)值Vrefl。在t0時刻交流電源斷接，X電容2兩端的電壓因為維持在交流電源斷接時的瞬時電壓值，AC掉電信號因為交流電源斷接而不斷升高，在tl時刻，由于AC掉電信號超過了設(shè)定的電壓閾值Vth2，從而檢測到了交流電源斷接，干預(yù)單元6干預(yù)電壓基準(zhǔn)產(chǎn)生單元522，使電壓基準(zhǔn)由原來的Vrefl升高為Vref2，這樣反饋調(diào)節(jié)單元523的輸出會升高，從而使控制單元5輸出的開管驅(qū)動信號(如波形圖20d所示)驅(qū)動變換模組I的能量轉(zhuǎn)移單元中的開關(guān)器件 工作來對X電容2進(jìn)行放電。如圖21為本發(fā)明又一實施例的包含干預(yù)單元的控制單元的電路結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，干預(yù)單元51直接干預(yù)控制電路5中的開關(guān)信號產(chǎn)生單元53，從而使控制單元5輸出的開關(guān)驅(qū)動信號驅(qū)動變換模組I的能量轉(zhuǎn)移單元中的開關(guān)器件工作來對X電容2進(jìn)行放電。請參閱圖22,圖22所示為本發(fā)明實施例的利用有橋PFC變換單元為能量轉(zhuǎn)移單元對具有X電容的變換器中的X電容放電的具體電路示意圖。下面以變換器為如圖4所示的變換器，控制電路5為圖18所示的控制電路為例進(jìn)行說明。如圖22所示，該變換器中的有橋PFC變換單元11被利用成能量轉(zhuǎn)移單元，該變換模組I中的儲能元件是bus電容12，該反饋電壓采樣單元521采樣PFC變換單元11輸出電容Cbus上的電壓，開關(guān)信號產(chǎn)生單元53輸出的開管驅(qū)動信號控制該P(yáng)FC變換單元11中開關(guān)二極管網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)器件SI的通斷。如圖23所示為本發(fā)明一實施方式的利用能量轉(zhuǎn)移單元對具有X電容的變換器上的X電容放電的波形圖。如圖23(a)所示為沒有X電容放電裝置時的X電容電壓波形，如圖23(b)所示為AC掉電信號波形，如圖23(c)所示為開關(guān)驅(qū)動信號波形，如圖23(d)所示為利用能量轉(zhuǎn)移單元放電的X電容電壓波形。在時間點h時刻之前，所述變換器的交流電源正常接入，AC掉電檢測單元沒有檢測到AC掉電，則AC掉電檢測單元輸出的AC掉電信號不導(dǎo)通干預(yù)單元51中的開關(guān)管S3，也即變換器中的變換模組按原有的設(shè)計方案工作。在時間點h時刻交流電源斷接(以交流電源在負(fù)半周掉電為例)，若不對X電容2進(jìn)行放電，加載在X電容2兩端的電壓一直維持在交流電源掉電瞬間的電壓，不能釋放，也即一直存在能夠危害人身安全的高電壓。在本發(fā)明的實施例中，交流電源在h時刻斷接，經(jīng)過^tci的時間間隔AC掉電檢測單元檢測到交流電源斷接，也即在^時刻產(chǎn)生的AC掉電信號導(dǎo)通干預(yù)單元51中的開關(guān)管S3，導(dǎo)通的開關(guān)管S3短路反饋電壓采樣單元中的電阻R21，輸入到調(diào)節(jié)單元反相輸入端的反饋電壓會降低，從而改變了原有的反饋網(wǎng)絡(luò)，這樣控制單元5按目前的反饋電壓發(fā)出控制信號如圖23(c)所示，使PFC變換單元11中的開關(guān)器件SI工作以提升Cbus電容上的電壓值，實現(xiàn)將X電容2中的能量通過能量轉(zhuǎn)移單元(也即本實施例中的PFC變換單元)轉(zhuǎn)移到變換模組中的容性元件Cbus電容12上。綜上所述，本發(fā)明的特點是不再使用放電電阻對X電容放電，而是利用能量轉(zhuǎn)移單元對X電容進(jìn)行放電。在交流電源接入時，消除了放電電阻的損耗，在交流電源斷接時，可以利用能量轉(zhuǎn)移單元對X電容進(jìn)行放電，滿足了《信息技術(shù)設(shè)備的安全》的要求，尤其是對含有無橋PFC變換單元的變換器輕載效率提高起了很大的幫助。同時，上述的能量轉(zhuǎn)移單元可以是變換器中變換模組中原有變換單元的一部分，從而大大簡化了電路。以上所述的僅為本發(fā)明的實施例，所述實施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，因此凡是運(yùn)用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種變換器，包括: 一電容，連接于交流電源輸入端火線和零線之間； 變換模組，與所述電容相耦接，所述變換模組至少包括一能量轉(zhuǎn)移單元和一儲能元件，所述能量轉(zhuǎn)移單元包括一開關(guān)器件，所述能量轉(zhuǎn)移單元與所述電容和所述儲能元件相耦接; AC掉電檢測單元，連接于交流電源輸入端，用于檢測交流電源的通斷并產(chǎn)生一 AC掉電信號; 控制單元，與所述AC掉電檢測單元相耦接，當(dāng)所述AC掉電檢測單元檢測到交流電源斷接后，所述AC掉電檢測單元輸出的AC掉電信號觸發(fā)所述控制單元輸出一開關(guān)驅(qū)動信號，所述開關(guān)驅(qū)動信號控制所述能量轉(zhuǎn)移單元工作以將存儲于所述電容中的能量轉(zhuǎn)移到所述變換模組中的儲能元件中，實現(xiàn)對所述電容放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換器，其特征在于:所述儲能元件為一容性元件；當(dāng)所述AC掉電檢測單元檢測 到交流電源斷接后，所述AC掉電檢測單元輸出的AC掉電信號觸發(fā)所述控制單元輸出所述開關(guān)驅(qū)動信號，所述開關(guān)驅(qū)動信號控制所述能量轉(zhuǎn)移單元工作以提高所述容性元件上的電壓， 以將存儲于所述電容中的能量轉(zhuǎn)移到所述變換模組中的容性元件中，實現(xiàn)對所述電容放電。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變換器，其特征在于:所述控制單元通過增加所述控制單元輸出的開關(guān)驅(qū)動信號的占空比實現(xiàn)所述容性元件兩端電壓的升高。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換器，其特征在于:所述儲能元件為一感性元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換器，其特征在于:所述變換模組為兩級變換模組，所述兩級變換模組由PFC變換單元、Bus電容和DC/DC變換單元依次串聯(lián)耦接組成，所述PFC變換單元為升壓型的PFC變換單元、降壓型的PFC單元,或升降壓PFC單元,所述PFC變換單元為有橋PFC變換單元或無橋PFC變換單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變換器，其特征在于:所述能量轉(zhuǎn)移單元為PFC變換單元，所述變換模組中的儲能元件為Bus電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的變換器，其特征在于:所述能量轉(zhuǎn)移單元為PFC變換單元和DC/DC變換單元,所述儲能元件為變換模組中的輸出電容,或者所述儲能元件為變換模組中的Bus電容及輸出電容。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換器，其特征在于:所述變換模組為單級變換模組，所述的單級變換模組為一 AC/DC變換單元，所述變換模組中的儲能元件為單級變換模組的輸出電容。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換器，其特征在于:所述AC掉電檢測單元包括: 電容電壓整理電路，將接收到的交流電源信號進(jìn)行變換以產(chǎn)生一電壓信號；以及 定時電路，接收所述電容電壓整理電路產(chǎn)生的電壓信號，對交流電源電壓的正負(fù)時間分別計時判斷，若正電壓或負(fù)電壓的時間超過預(yù)期的時間，則判斷此時交流電源沒有交流變化，即交流電源斷接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換器，其特征在于:所述控制單元包括干預(yù)單元、反饋調(diào)節(jié)單元及開關(guān)信號產(chǎn)生單元，其中，所述反饋調(diào)節(jié)單元包括反饋電壓采樣單元、電壓基準(zhǔn)產(chǎn)生單元和調(diào)節(jié)單元；在交流電源斷接時，所述干預(yù)單元通過降低所述反饋調(diào)節(jié)單元接收的反饋信號電壓或升高電壓基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出電壓，從而升高所述反饋調(diào)節(jié)單元輸出的電壓值，使所述開關(guān)信號產(chǎn)生單元根據(jù)反饋調(diào)節(jié)單元的輸出電壓值生成一開關(guān)驅(qū)動信號，以控制所述變換模組中的開關(guān)器件工作以將存儲于所述電容中的能量轉(zhuǎn)移到所述變換模組中的儲能元件中，實現(xiàn)對所述電容放電。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換器，其特征在于:所述控制單元包括干預(yù)單元及開關(guān)信號產(chǎn)生單元，在交流電源斷接時，所述開關(guān)信號產(chǎn)生單元根據(jù)所述AC掉電信號干預(yù)所述開關(guān)信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生開關(guān)管驅(qū)動信號以控制所述能量轉(zhuǎn)移單元工作，將存儲于所述電容中的能量轉(zhuǎn)移到所述變換模組中的儲能元件中。
12.一種電容放電電路，用于對連接于變換器的交流電源輸入端火線和零線之間的電容進(jìn)行放電，其中所述變換器包括一變換模組，與所述電容相耦接，所述變換模組至少包括一儲能元件和一能量轉(zhuǎn)移單元，其中所述能量轉(zhuǎn)移單元包括一開關(guān)器件，所述能量轉(zhuǎn)移單元與所述電容和所述儲能元件相稱接，包括: AC掉電檢測單元，連接于變換器的交流電源輸入端，用于檢測交流電源的通斷并產(chǎn)生一 AC掉電信號； 控制單元，與所述AC掉電檢測單元相耦接，當(dāng)所述AC掉電檢測單元檢測到交流電源斷接后，所述AC掉電檢測單元輸 出的AC掉電信號觸發(fā)所述控制單元輸出一開關(guān)驅(qū)動信號，所述開關(guān)驅(qū)動信號控制所述能量轉(zhuǎn)移單元 工作以將存儲于所述電容中的能量轉(zhuǎn)移到所述變換模組中的儲能元件中，實現(xiàn)對所述電容放電。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電容放電電路，其特征在于:所述電容為一X電容。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電容放電電路，其特征在于:所述儲能元件為一容性元件；當(dāng)所述AC掉電檢測單元檢測到交流電源斷接后，所述AC掉電檢測單元輸出的AC掉電信號觸發(fā)所述控制單元輸出所述開關(guān)驅(qū)動信號，所述開關(guān)驅(qū)動信號控制所述能量轉(zhuǎn)移單元工作以提高所述容性元件上的電壓，以將存儲于所述電容中的能量轉(zhuǎn)移到所述變換模組中的容性元件中，實現(xiàn)對所述電容放電。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電容放電電路，其特征在于:所述控制單元通過增加所述控制單元輸出的開關(guān)驅(qū)動信號的占空比實現(xiàn)所述容性元件兩端電壓的升高。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電容放電電路，其特征在于:所述儲能元件為一感性元件。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電容放電電路，其特征在于:所述變換模組為兩級變換模組，所述兩級變換模組由PFC變換單元、Bus電容和DC/DC變換單元依次串聯(lián)耦接組成，所述PFC變換單元為升壓型的PFC變換單元、降壓型的PFC單元，或升降壓PFC單元，所述PFC變換單元為有橋PFC變換單元或無橋PFC變換單元。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電容放電電路，其特征在于:所述能量轉(zhuǎn)移單元為PFC變換單元，所述變換模組中的儲能元件為Bus電容。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電容放電電路，其特征在于:所述能量轉(zhuǎn)移單元為PFC變換單元和DC/DC變換單元,所述儲能元件為變換模組中的輸出電容或者，所述儲能元件為變換模組中的Bus電容及輸出電容。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電容放電電路，其特征在于:所述變換模組為單級變換模組，所述的單級變換模組為一 AC/DC變換單元，所述變換模組中的儲能元件為單級變換模組的輸出電容。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電容放電電路，其特征在于:所述AC掉電檢測單元包括: 電容電壓整理電路，將接收到的交流電源信號進(jìn)行變換以產(chǎn)生一電壓信號；以及 定時電路，接收所述電容電壓整理電路產(chǎn)生的電壓信號，對交流電源電壓的正負(fù)時間分別計時判斷，若正電壓或負(fù)電壓的時間超過預(yù)期的時間，則判斷此時交流電源沒有交流變化，即交流電源斷接。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電容放電電路，其特征在于:所述控制單元包括干預(yù)單元、反饋調(diào)節(jié)單元及開關(guān)信號產(chǎn)生單元，其中，所述反饋調(diào)節(jié)單元包括反饋電壓采樣單元、電壓基準(zhǔn)產(chǎn)生單元和調(diào)節(jié)單元；在交流電源斷接時，所述干預(yù)單元通過降低所述反饋調(diào)節(jié)單元接收的反饋信號電壓或升高電壓基準(zhǔn)產(chǎn)生單元的輸出電壓，從而升高所述反饋調(diào)節(jié)單元輸出的電壓值，使所述開關(guān)信號產(chǎn)生單元根據(jù)反饋調(diào)節(jié)單元的輸出電壓值生成一開關(guān)驅(qū)動信號，以控制所述變換模組中的開關(guān)器件工作以將存儲于所述電容中的能量轉(zhuǎn)移到所述變換模組中的儲能元件中，實現(xiàn)對所述電容放電。
23.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電容放電電路，其特征在于:所述控制單元包括干預(yù)單元及開關(guān)信號產(chǎn)生單元，在交流電源斷接時，所述開關(guān)信號產(chǎn)生單元根據(jù)所述AC掉電信號干預(yù)所述開關(guān)信號產(chǎn)生單元產(chǎn)生開關(guān)管驅(qū)動信號以控制所述能量轉(zhuǎn)移單元工作，將存儲于所述電容中的能量轉(zhuǎn)移到所 述變換模組中的儲能元件中。
全文摘要
一種電容放電電路及變換器，該變換器包括連接于交流電源輸入端火線和零線之間的電容、與電容相耦接且至少包括一儲能元件的變換模組、與電容和變換模組中的儲能元件相耦接能量轉(zhuǎn)移單元、用于檢測交流電源的通斷并產(chǎn)生一AC掉電信號的AC掉電檢測單元以及控制單元，其中，能量轉(zhuǎn)移單元包括一開關(guān)器件；當(dāng)交流電源斷接后，AC掉電信號觸發(fā)控制單元輸出一開關(guān)驅(qū)動信號，該開關(guān)驅(qū)動信號控制能量轉(zhuǎn)移單元工作以將存儲于電容中的能量轉(zhuǎn)移到變換模組中的儲能元件中，以實現(xiàn)對電容的放電。因此，本發(fā)明不再使用放電電阻對連接于交流電源輸入端火線和零線之間的電容放電，滿足了《信息技術(shù)設(shè)備的安全》要求，電路簡化，提高了效率，尤其提高了輕載效率。
文檔編號H02M1/32GK103219877SQ201210019920
公開日2013年7月24日 申請日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者金紅元, 王寶臣, 甘鴻堅, 應(yīng)建平 申請人:臺達(dá)電子企業(yè)管理(上海)有限公司