本發明屬于電源控制技術,主要適用于電源內儲能電容的放電技術。
背景技術:
電源內具有大量電解電容,用于電源輸入和輸出的濾波和儲能。電源正常工作時,電容可以吸收輸入浪涌電壓,保證電源工作電壓的穩定,還可以為負載端提供脈沖電流,提高電源帶脈沖負載的能力。但是,在電源關機時,電容儲存的能量需要盡快釋放,即電容兩端的電壓波形的下降沿要小。電源輸出濾波電容電壓波形下降沿較小,可以提高電源內電源管控芯片的識別能力,增強電源的快速響應能力。電源輸入濾波電容電壓波形下降沿較小,尤其是工作電壓高于安全電壓時,電容的電壓可以快速降低到安全電壓以下,增強電源的安全性。
對于儲能電容的放電,通常的做法如圖1所示,直接在電容兩端并接放電電阻,當電壓較高時,可以采用多個放電電阻串并聯的形式。該方法電路結構簡單、元器件少、可靠性高,但是放電電阻一直處于工作狀態,增加電源的損耗,且電源關機后電容放電時間越短,增加的電源損耗越大。
本發明利用光電耦合器、功率MOS管、穩壓管、限流電阻和放電電阻等實現一種自動關斷、低損耗放電。該發明中元器件均為通用元器件,電路控制邏輯簡單,多數元器件均可采用貼片封裝,便于小型化設計。而且,功率MOS管的驅動與控制信號通過光電耦合器隔離,控制形式可以多樣化。
技術實現要素:
本發明的內容是提供一種自動關斷、低損耗放電電路及其實現方法。放電電路主要包括光電耦合器、功率MOS管、穩壓管、限流電阻和放電電阻等元器件。控制信號通過光電耦合器實現對功率MOS管的開關控制,限流電阻和穩壓管為功率MOS管提供驅動,放電電阻和功率MOS管組成了放電回路,放電電路原理圖如圖2所示。
為防止信號干擾引起誤觸發,控制信號先經過整流二極管V1和濾波電容C1整流濾波,再通過限流電阻R3接入光電耦合器N1的初級,N1的次級與穩壓管V3、功率MOS管V2的G腳和S腳并聯,實現對功率MOS管的開關控制;V2的S腳與電容“-”端連接,V2的G腳串聯限流電阻R2后接入電容“+”端,為功率MOS管V2提供驅動電壓;V2的D腳串接放電電阻R1后也接入電容“+”端,形成放電回路。
當電源工作時,控制信號正常,光電耦合器N1初次級導通,穩壓管V3被短接,功率MOS管V2無驅動電壓,V2不導通,放電回路不工作;當電源關閉時,無控制信號,光電耦合器N1初次級斷開,電容通過限流電阻R2和穩壓管V3為功率MOS管V2提供驅動電壓,V2導通,電容通過放電電阻R1和MOS管V2實現快速放電。
本發明與現有技術相比,其顯著優點為:使用該方法時,放電回路僅在電源關閉時起作用,不增加電源的損耗。同時,可以選擇大功率、低阻值放電電阻,實現電容的快速放電。
附圖說明
圖1為一種常用電容放電電路原理圖。
圖2為一種自動關斷、低損耗放電電路原理圖。
圖3為一種自動關斷、低損耗放電電路及其實現方法實際應用電路原理圖。
具體實施方式
本發明的實際應用電路原理圖參見圖3,圖中主電路為通用AC-DC電源的輸入整流濾波電路。放電電路的控制信號與電源交流輸入連接,放電電阻和功率MOS管組成的放電回路與濾波電容并聯。
1.R3為限流電阻,取值300kΩ,保證N1的初級電流為1mA左右,整流二極管V1的反向耐壓要高于350V,濾波電容C1的耐壓值要高于350V,容值0.1μF左右,當電源輸入正常時,控制信號正常,光電耦合器初次級導通,功率MOS管不導通,放電回路自動關斷,當電源無輸入時,無控制信號,光電耦合器初次級斷開,功率MOS管導通,放電回路工作;
2.R2為限流電阻,取值4.7MΩ,保證N1的次級電流小于1mA,取值越大,N1次級損耗越小;穩壓管V3的穩壓值要在功率MOS管V2的閾值電壓和最大驅動電壓之間;
3.功率MOS管V2的工作電壓要高于350V,工作電流不得小于300/R1;
4.放電電阻R1根據儲能電容C1及所期望的放電時間τ來選取:
R1<1/(3τ)
5.放電電阻R1的功率應選為PR1>(3002/R1)*η(0.5<η≤1)。