本發(fā)明涉及電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種主動(dòng)放電電路及放電裝置。

背景技術(shù)：

電磁加熱設(shè)備、超聲波加工設(shè)備、大功率開關(guān)電源等產(chǎn)品中存在大功率開關(guān)器件，如圖1所示，往往需要在電源輸入端接入大容量電容，以抑制差模干擾。

在拔掉電源插頭之后，大容量電容存在殘余電壓。對(duì)于多種類型家電產(chǎn)品，安規(guī)“GB4706.1家用和類似用途電器的安全”或“IEC60335-1”有殘余電壓的要求，即在拔掉電源插頭后，要將大容量電容的殘余電壓在1s之內(nèi)降低到34V以下。如圖2所示，現(xiàn)有產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，常使用泄放電阻將大容量電容殘余電壓泄放掉。

然而大容量電容需要使用較小的放電電阻，較小的放電電阻產(chǎn)生較大功耗，在待機(jī)狀態(tài)，放電電阻仍然持續(xù)消耗能量，使產(chǎn)品難以滿足0.5W待機(jī)功耗要求。如圖3所示，目前，常用解決辦法是使用繼電器控制X電容接入。工作時(shí)，繼電器將大容量電容接入；待機(jī)時(shí)或估計(jì)時(shí)，繼電器將大容量電容斷開。這樣就可以使用較大阻值的放電電阻，產(chǎn)生較小的功耗，以滿足待機(jī)功耗要求。但是，繼電器切換方式有以下缺點(diǎn)：

1.成本高；

2.體積大；

3.需要額外驅(qū)動(dòng)和控制電路；

4.占用MCU資源。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種主動(dòng)放電電路及放電裝置。本發(fā)明解決了繼電器控制電路成本高、體積大的技術(shù)問題。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

一種主動(dòng)放電電路，用于泄放殘余電壓，其中，包括：

第一電容、第二電容、雙向可控硅、雙向觸發(fā)二極管、第一電阻、第二電阻、第三電阻；

所述第一電容連接電壓輸入端，第一電阻與第二電容串聯(lián)，第三電阻、雙向可控硅、第二電阻、雙向觸發(fā)二極管依次連接，雙向觸發(fā)二極管與第一電阻、第二電容連接；

當(dāng)交流電壓斷開時(shí)，所述第一電容通過第一電阻向第二電容充電；當(dāng)?shù)诙娙莸碾妷捍笥陔p向觸發(fā)二極管的導(dǎo)通電壓時(shí)，雙向可控硅與第三電阻形成的通路將第一電容存儲(chǔ)電荷進(jìn)行泄放；當(dāng)?shù)诙娙莸碾妷航抵岭p向可控硅的截止電壓，雙向可控硅截止，放電結(jié)束。

所述主動(dòng)放電電路，其中，

所述第一電容的兩端分別連接第一供電線和第二供電線；所述第一電阻一端連接第一供電線，第一電阻另一端連接雙向觸發(fā)二極管一端、第二電容一端；所述第二電容另一端連接第二供電線；所述雙向觸發(fā)二極管另一端連接第二電阻一端；所述第二電阻另一端連接雙向可控的硅控制極G；所述雙向可控硅的主電極T2連接第三電阻另一端，所述雙向可控硅的主電極T1連接第二供電線。

所述主動(dòng)放電電路，其中，

當(dāng)所述第二電容的電壓大于雙向觸發(fā)二極管的導(dǎo)通電壓時(shí)，導(dǎo)通雙向觸發(fā)二極管，第二電容存儲(chǔ)電荷通過雙向觸發(fā)二極管及第二電阻觸發(fā)導(dǎo)通雙向可控硅。

一種主動(dòng)放電電路，用于對(duì)泄放殘余電壓，其中，還包括：第四電阻、第五電阻；

所述第四電阻一端連接第一電阻另一端，所述第四電阻另一端連接第二電容一端、雙向觸發(fā)二極管一端；

所述第五電阻一端連接第三電阻另一端，所述第五電阻另一端連接雙向可控硅的主電極T2。

一種主動(dòng)放電電路，用于對(duì)泄放殘余電壓，其中，還包括：第六電阻、第三電容；

所述第六電阻一端連接雙向可控硅的主電極T1、第二供電線，所述第六電阻另一端連接雙向可控硅的控制極G、第二電阻另一端；

所述第三電容一端連接雙向可控硅的主電極T1、第二供電線，所述第三電容另一端連接雙向可控硅的控制極G、第二電阻另一端。

一種放電裝置，其中，包括：

用于進(jìn)行過壓保護(hù)的保護(hù)電路；用于泄放殘余電壓的主動(dòng)放電電路；包括大功率開關(guān)器件的主電路；

所述保護(hù)電路、主動(dòng)放電電路及主電路依次并聯(lián)在放電裝置中。

所述放電裝置，其中，所述主動(dòng)放電電路如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述主動(dòng)放電電路。

所述放電裝置，其中，利用雙向可控硅和阻容器件交直流特性實(shí)現(xiàn)殘余電壓泄放。

本發(fā)明提供了一種主動(dòng)放電電路及放電裝置，可快速將電路中大容量電容中電荷快速泄放而不會(huì)引起待機(jī)功耗的明顯增加，采用主動(dòng)放電電路代替繼電器控制電路控制的放電電路，且無需采用繼電器控制電路，簡化了電路，降低了成本。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)中放電裝置的一種電路圖。

圖2是現(xiàn)有技術(shù)中放電裝置的另一種電路圖。

圖3是現(xiàn)有技術(shù)中放電裝置的另一種電路圖。

圖4是本發(fā)明的第一類型放電電路的電路圖。

圖5是本發(fā)明的第一類型放電電路中第一電容、第二電容的波形圖。

圖6是本發(fā)明的第二類型放電電路的電路圖。

圖7是本發(fā)明的第三類型放電電路的電路圖。

圖8是本發(fā)明的放電裝置的電路圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，在放電裝置中加入主動(dòng)放電電路，該主動(dòng)放電電路代替現(xiàn)有技術(shù)中的繼電器控制電路，同樣能滿足斷電時(shí)對(duì)大容量電容進(jìn)行泄放殘余電壓,而正常工作狀態(tài)產(chǎn)生較小的功耗。本發(fā)明中主動(dòng)放電電路是利用雙向可控硅和阻容器件的交直流特性，當(dāng)工作狀態(tài)時(shí)，持續(xù)施加交流電壓時(shí)，主動(dòng)放電電路不工作，產(chǎn)生的功耗小于50mW，當(dāng)斷電時(shí)，主動(dòng)放電電路工作，在1s之內(nèi)將殘余電壓泄放至安全電壓34V之下。

請(qǐng)參見圖4，圖4是本發(fā)明第一類型放電電路的電路圖，包括：

第一電容C1、第二電容C2、雙向可控硅TR1、雙向觸發(fā)二極管TR2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3。

第一電容為用于抑制差模干擾的大容量電容。

雙向可控硅TR1為交流開關(guān)器件，其關(guān)鍵指標(biāo)是閉鎖電流I_L，即大于這個(gè)電流才會(huì)使TR1持續(xù)導(dǎo)通。優(yōu)選的，雙向可控硅TR1的閉鎖電流I_L范圍為5mA~10mA。

雙向觸發(fā)二極管TR2為二端交流器件，常用來觸發(fā)雙向晶閘管。其關(guān)鍵指標(biāo)是導(dǎo)通電壓V_BO，即達(dá)到導(dǎo)通電壓后才會(huì)導(dǎo)通。優(yōu)選的，雙向觸發(fā)二極管的導(dǎo)通電壓V_BO范圍為30V~34V。

所述第一電容C1連接電壓輸入端，第一電阻R1與第二電容C2串聯(lián)，第三電阻R3、雙向可控硅TR1、第二電阻R2、雙向觸發(fā)二極管TR2依次連接，雙向觸發(fā)二極管TR2與第一電阻R1、第二電容C2連接。

所述第一電容的兩端分別連接第一供電線和第二供電線； 所述第一供電線、第二供電線可以為火線或零線。當(dāng)?shù)谝还╇娋€為火線時(shí)，第二供電線為零線；當(dāng)?shù)谝还╇娋€為零線時(shí)，第二供電線為火線。

下面以第一供電線為火線、第二供電線為零線為例，對(duì)該主動(dòng)放電電路的元件間的連接關(guān)系進(jìn)行解釋：

所述第一電容C1的兩端分別連接火線L和零線N；所述第一電阻R1一端連接火線L，第一電阻R1另一端連接雙向觸發(fā)二極管TR2一端、第二電容C2一端；所述第二電容C2另一端連接零線N；所述雙向觸發(fā)二極管TR2另一端連接第二電阻R2一端；所述第二電阻R2另一端連接雙向可控硅TR1的控制極G；所述雙向可控硅TR1的主電極T2連接第三電阻R3另一端，所述雙向可控硅TR1的主電極T1連接零線N。

當(dāng)交流電壓斷開時(shí)，所述第一電容C1通過第一電阻R1向第二電容C2充電；當(dāng)?shù)诙娙軨2的電壓大于雙向觸發(fā)二極管TR2的導(dǎo)通電壓時(shí)，導(dǎo)通雙向觸發(fā)二極管TR2，第二電容C2存儲(chǔ)電荷通過雙向觸發(fā)二極管TR2及第二電阻R2觸發(fā)導(dǎo)通雙向可控硅TR1；雙向可控硅TR1與第三電阻R3形成的通路將第一電容C1存儲(chǔ)電荷進(jìn)行泄放；隨著C1存儲(chǔ)電荷的泄放，C1兩端電壓逐漸下降，當(dāng)C1電壓降至雙向觸發(fā)二極管TR2導(dǎo)通電壓V_BO且流經(jīng)雙向可控硅TR1的電流小于雙向可控硅TR1的維持電流I_H時(shí)，雙向可控硅TR1截止。

正常工作狀態(tài)下，火線L、零線N施加交流電流，第二電容C2呈現(xiàn)低阻抗，第二電容C2兩端的壓降很小，不足以使雙向觸發(fā)二極管TR2導(dǎo)通，雙向可控硅TR1處于截止?fàn)顟B(tài)，第三電阻R3沒有電流流過。此時(shí)電路功耗主要由第一電阻R1產(chǎn)生，第一電阻R1可取數(shù)兆歐姆，因此整個(gè)電路引起的功耗極小。

當(dāng)火線L、零線N兩端的交流電壓斷開時(shí)，第一電容仍殘余電壓，殘余電壓通過第一電阻向第二電容持續(xù)充電；當(dāng)?shù)诙娙荽笥陔p向觸發(fā)二極管TR2導(dǎo)通電壓時(shí)，雙向觸發(fā)二極管TR2導(dǎo)通；第二電容C2存儲(chǔ)電荷通過雙向觸發(fā)二極管TR2和第二電阻R2將雙向可控硅TR1觸發(fā)導(dǎo)通，當(dāng)滿足閉鎖電流I_L進(jìn)行觸發(fā)導(dǎo)通；當(dāng)雙向可控硅TR1觸發(fā)導(dǎo)通后，雙向可控硅TR1與第三電阻R3形成的通路將第一電容C1存儲(chǔ)電荷泄放。

隨著第一電容C1電壓逐漸降低，流經(jīng)雙向可控硅TR1的電流隨之減少，當(dāng)電流不足以維持雙向可控硅TR1導(dǎo)通時(shí)，雙向可控硅TR1截止，放電結(jié)束。選擇合適的第三電阻R3，使之在安全電壓34V時(shí)，流經(jīng)第三電阻的電流大于雙向可控硅TR1的閉鎖電流I_L，即可保證將第一電容C1電壓放電至安全電壓之下。

結(jié)合圖4的電路圖，給出具體的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的解釋。

第一電阻R1=4.4M第二電阻R2=10第三電阻R3=5.1K

第一電容C1=9.4uF第二電容C2=22nF

雙向可控硅TR1(型號(hào)JST131)的閉鎖電流I_L為5mA

雙向可控硅TR1(型號(hào)JST131)的維持電流I_H為5mA

雙向觸發(fā)二極管TR2（型號(hào)DB3）的導(dǎo)通電壓為32V

如圖5所示，給出了第一電容C1及第二電容C2兩端電壓波形。

在正常工作狀態(tài)下，當(dāng)電源交流電的輸入電壓為220Vac/50Hz時(shí)，整機(jī)功耗P<220V×220V/4.4M歐姆=0.011W<<0.5W。此時(shí)，第一電容C1兩端的電壓為交流電壓220Vac/50Hz；第二電容C2兩端電壓很小，不足以觸發(fā)雙向觸發(fā)二極管。

當(dāng)斷開電源時(shí)，第一電容兩端殘余電壓；而此時(shí)，第二電容開始充電，當(dāng)?shù)诙娙莸碾妷捍笥陔p向觸發(fā)二極管TR2的導(dǎo)通電壓時(shí)，雙向觸發(fā)二極管TR2導(dǎo)通。當(dāng)雙向觸發(fā)二極管TR2導(dǎo)通后，第二電容C2放電，由于第一電容C1電荷尚未完全泄放，第二電容C2重復(fù)“充電-放電-充電……”的過程。

當(dāng)雙向可控硅TR1導(dǎo)通時(shí)，通過第三電阻R3將第一電容C1電荷快速泄放至安全電壓。當(dāng)?shù)谝浑娙軨1電壓降至雙向觸發(fā)二極管TR2導(dǎo)通電壓之下，第二電容C2的重復(fù)充放電過程停止。由于流經(jīng)雙向可控硅TR2的電流大于維持電流I_H，雙向可控硅TR2仍繼續(xù)導(dǎo)通一段時(shí)間，直至流經(jīng)雙向可控硅TR2的電流小于維持電流I_H，雙向可控硅TR2截止。

如圖5所示，從圖中可見，

第一光標(biāo)的坐標(biāo)為：252ms，20V；第二光標(biāo)的坐標(biāo)為：-18.0ms，256V。

第一光標(biāo)為252ms時(shí)第一電容電壓與時(shí)間標(biāo)線的交點(diǎn)；第二光標(biāo)為-18.0ms時(shí)第一電容電壓與時(shí)間標(biāo)線的交點(diǎn)。時(shí)間標(biāo)線以雙向觸發(fā)二極管導(dǎo)通的時(shí)間點(diǎn)作為參考點(diǎn)。

由此推出，在斷開電源270ms之后，第一電容兩端電壓已降至20V。

該放電電路，在正常工作狀態(tài)下，持續(xù)施加交流電壓時(shí)，主動(dòng)放電電路不工作，產(chǎn)生的功耗小于50mW，放電電路的整機(jī)功耗很??；當(dāng)斷電時(shí)，主動(dòng)放電電路工作，在1s之內(nèi)將殘余電壓泄放至安全電壓34V之下。

本發(fā)明提供主動(dòng)放電電路的其他變形的技術(shù)方案。如圖6所示，圖6為本發(fā)明的第二類型放電電路的電路圖。

所述主動(dòng)放電電路還包括：第四電阻R4、第五電阻R5；

所述第四電阻R4一端連接第一電阻R1另一端，所述第四電阻R4另一端連接第二電容C2一端、雙向觸發(fā)二極管TR2一端；所述第五電阻R5一端連接第三電阻R3另一端，所述第五電阻R5另一端連接雙向可控硅TR1的主電極T2。

每個(gè)電阻都有一定的耐壓性。當(dāng)外接的輸入電壓不變時(shí)，通過新加入的第四電阻R4和第五電阻R5進(jìn)行分壓，第一電阻R1和第三電阻R3兩端電壓變小。因此，在電阻的耐壓參數(shù)的范圍內(nèi)可以接入更大的外接電壓。

如圖7所示，圖7為本發(fā)明的第三類型放電電路的電路圖。

所述主動(dòng)放電電路還包括：第六電阻R6、第三電容C3；

所述第六電阻R6一端連接雙向可控硅TR1的主電極T1、零線N，所述第六電阻R6另一端連接雙向可控硅TR1的控制極G、第二電阻R2另一端；

所述第三電容C3一端連接雙向可控硅TR1的主電極T1、零線N，所述第三電容C3另一端連接雙向可控硅TR1的控制極G、第二電阻R2另一端。

當(dāng)有窄脈沖的瞬間高壓時(shí)，通過第六電阻R6和第三電容C3構(gòu)成的回路進(jìn)行電壓的泄放，實(shí)現(xiàn)抗干擾的作用，避免瞬間高壓對(duì)主動(dòng)放電電路造成的影響。

優(yōu)選的，第六電阻的取值范圍為1K~10K;第三電容的取值范圍為1nF~100nF。

基于上述的三種變形的主動(dòng)放電電路，本發(fā)明還提供了一種放電裝置，如圖8所示，為本發(fā)明中放電裝置的電路圖。

所述放電裝置包括：用于進(jìn)行過壓保護(hù)的保護(hù)電路100；用于泄放殘余電壓的主動(dòng)放電電路200；包括大功率開關(guān)器件的主電路300；所述保護(hù)電路100、主動(dòng)放電電路200及主電路300依次并聯(lián)在放電裝置中。

所述保護(hù)電路100包括：保險(xiǎn)絲FUS和壓敏電阻ZNR；所述保險(xiǎn)絲FUS與所述壓敏電阻ZNR串聯(lián)連接在電路中。

當(dāng)電路發(fā)生故障或異常時(shí)，伴隨著電流不斷升高，保險(xiǎn)絲就會(huì)在電流異常升高到一定的高度和熱度的時(shí)候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護(hù)電路安全運(yùn)行的作用。壓敏電阻是一種限壓型保護(hù)器件。利用壓敏電阻的非線性特性，當(dāng)過電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個(gè)相對(duì)固定的電壓值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)后級(jí)電路的保護(hù)。

所述的保護(hù)電路100通過保險(xiǎn)絲FUS與壓敏電阻ZNR對(duì)放電裝置中重要電路起到雙重的過壓保護(hù)作用。

所述主動(dòng)放電電路200具體如上所述；所述主電路300則包括電磁加熱設(shè)備、超聲波加工設(shè)備、大功率開關(guān)電源等大功率開關(guān)器件。

綜上所述，本發(fā)明提供了主動(dòng)放電電路及放電裝置，可快速將電路中大容量電容中電荷快速泄放而不會(huì)引起待機(jī)功耗的明顯增加，采用主動(dòng)放電電路代替繼電器控制電路控制的放電電路，且無需采用繼電器控制電路，簡化了電路，降低了成本。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的舉例，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，例如，所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。