非耦合式的输入滤波电容放电控制电路及使用该电路的控制方法技术

本发明专利技术揭示了一种非耦合式的输入滤波电容放电控制电路及使用该电路的控制方法，可应用于输入滤波电容放电电路之中，具体包括：第一集成功率开关模块、第二集成功率开关模块以及控制电路模块。所述第一集成功率开关模块的栅极与所述控制电路模块的第一端口电性连接，所述第一集成功率开关模块的源极与所述控制电路模块的第二端口电性连接；所述第二集成功率开关模块的栅极与所述控制电路模块的第三端口电性连接，所述第二集成功率开关模块的源极与所述控制电路模块的第四端口电性连接。本发明专利技术既可以消除传统技术方案中与滤波电容并联的放电电阻所带来的损耗，又可以改善系统的电磁干扰性能。

Uncoupled input filter capacitor discharge control circuit and its control method

【技术实现步骤摘要】
非耦合式的输入滤波电容放电控制电路及使用该电路的控制方法
本专利技术涉及一种控制电路及相应的控制方法，具体而言，涉及一种非耦合式的输入滤波电容放电控制电路及使用该电路的控制方法，属于开关电源

技术介绍
在AC/DC开关电源系统中，为了减小开关电源对电网的污染，解决电磁干扰（EMI）的问题，通常会在交流输入端之间并联滤波电容（如X电容等）。当开关电源输入端的AC交流电压源断电后，滤波电容的两端可能会残留一定的高压，从而对触摸开关电源的人员造成一定的威胁。根据安全规范标准规定，在交流电源断电后一定时间内（如1秒），滤波电容两端的电压需要降至安全电压以下。因此，在传统技术方案中，通常会在滤波电容的两端并联较小的放电电阻以加快放电速度。图1为传统技术方案中的一种开关电源的输入滤波电容放电电路。如图所示，第一滤波电容101耦接在交流电压源100两端，以提高系统的EMI特性。放电电阻102同样耦接在交流电压源100两端，当所述交流电压源100断电后对第一滤波电容101放电。整流桥103和第二滤波电容104将交流电压转化成直流电压，同时DC-DC转换器105将该直流电压转换成所需的直流电压提供给负载106。在这一传统方案中，放电电阻一直并联在滤波电容的两端，交流电压源耦合到开关电源输入端时，该电阻仍然会消耗功率，从而显著地增加轻载损耗或待机损耗，也必然会降低系统的工作效率。在当前对开关电源的待机损耗要求越来越高的情况下，这一传统方案显然已不能满足行业发展的要求。针对上述传统技术方案中所存在的缺陷，目前业内也出现了诸多全新结构的输入滤波电容放电电路，这些电路也大多在一定程度上解决了放电电阻所带来的损耗问题。例如，中国专利101989810A就揭示了一种用于实现功率转换器输入端电压放电电路的方法和装置，在该电路结构中，两个驱动开关管的漏极分别与开关电源的两个输入端耦合，并且两个驱动开关管的源极也耦合，控制电路同时也耦合到开关电源的两个输入端，这一结构的控制电路可直接检测交流电源的电压状态，并根据检测结果驱动两个开关管。控制电路直接耦合输入端的连接方式虽然可以有效地检测交流电压状态，但是在雷击或EFT等相关测试下，会存在较为明显的安规性能不足等问题。为了解决这一问题就需要增大芯片内部耐压部分的面积，从而势必会增加芯片的制造成本、给生产企业带来诸多不便。正因现有技术中存在着上述诸多不足，因此，如何依据目前现有的研究基础，提供一种可以应用于改进后的输入滤波电容放电电路中的控制电路及相对应的控制方法，以克服上述诸多问题，也就成为了目前行业内技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于现有技术存在上述缺陷，本专利技术的目的是提出一种非耦合式的输入滤波电容放电控制电路及使用该电路的控制方法，具体如下。本专利技术揭示了一种非耦合式的输入滤波电容放电控制电路，应用于输入滤波电容放电电路之中，所述非耦合式的输入滤波电容放电控制电路包括：第一集成功率开关模块，用于耦合并检测外部的交流电压源的电压状态，并于所述外部交流电压源断电时提供大电流回路；第二集成功率开关模块，用于耦合并检测外部的交流电压源的电压状态，并于所述外部交流电压源断电时提供大电流回路；控制电路模块，用于耦合所述第一集成功率开关模块及所述第二集成功率开关模块，间接检测外部的交流电压源的电压状态并生成对应的逻辑信号、控制放电通路的开闭；所述第一集成功率开关模块的栅极与所述控制电路模块的第一端口电性连接，所述第一集成功率开关模块的源极与所述控制电路模块的第二端口电性连接；所述第二集成功率开关模块的栅极与所述控制电路模块的第三端口电性连接，所述第二集成功率开关模块的源极与所述控制电路模块的第四端口电性连接；所述控制电路模块共包括四个端口，其中，第一端口及第二端口分别与所述第一集成功率开关模块的栅极和源极电性连接，第三端口及第四端口分别与所述第二集成功率开关模块的栅极和源极电性连接。优选地，所述第一集成功率开关模块包括第一电阻、第一体二极管以及第一VDMOS；所述第一电阻的一端与所述第一VDMOS的漏极电性连接，所述第一电阻的另一端与所述第一VDMOS的栅极电性连接,所述第一体二极管的阳极与所述第一VDMOS的源极电性连接，所述第一体二极管的阴极与所述第一VDMOS的漏极电性连接；所述第一VDMOS的栅极、漏极、源极分别等同对应于所述第一集成功率开关模块的栅极、漏极、源极。优选地，所述第二集成功率开关模块包括第二电阻、第二体二极管以及第二VDMOS；所述第二电阻的一端与所述第二VDMOS的漏极电性连接，所述第二电阻的另一端与所述第二VDMOS的栅极电性连接,所述第二体二极管的阳极与所述第二VDMOS的源极电性连接，所述第二体二极管的阴极与所述第二VDMOS的漏极电性连接；所述第二VDMOS的栅极、漏极、源极分别等同对应于所述第二集成功率开关模块的栅极、漏极、源极。优选地，所述控制电路模块包括：供电电源单元，用于为所述控制电路模块内部的电路提供相匹配的电压与电流；AC极性检测单元，用于检测外部的交流电压源的极性状态、并提供反馈信号给延迟检测单元；延迟检测单元，用于接收来自所述AC极性检测单元的反馈信号，输出信号控制放电通路单元的导通和关闭，并控制所述控制电路模块内第一放电管及第二放电管的导通和关闭；放电通路单元，用于当外部的交流电压源断电后，生成大电流流过所述第一集成功率开关模块及所述第二集成功率开关模块、并对外部的滤波电容放电；限流检测单元，用于当所述放电通路单元打开后检测放电电流的大小，放电电流超过限定电流后输出两个控制信号来分别调节所述第一集成功率开关模块和所述第二集成功率开关模块二者的栅极电压。优选地，所述控制电路模块还包括：第一钳位管，用于对所述第一集成功率开关模块的栅极电压进行钳位限制；第一放电管，用于当所述放电通路单元打开时减小所述控制电路模块内公共节点与所述第一集成功率开关模块的源极之间的负压差；第一二极管，用于当外部的交流电压源极性反转时防止供电电流从所述第一集成功率开关模块的源极流出；第二钳位管，用于对所述第二集成功率开关模块的栅极电压进行钳位限制；第二放电管，用于当所述放电通路单元打开时减小所述控制电路模块内公共节点与所述第二集成功率开关模块的源极之间的负压差；第二二极管，用于当外部的交流电压源极性反转时防止供电电流从所述第二集成功率开关模块的源极流出。优选地，所述第一钳位管的一端与所述第一集成功率开关模块的栅极电性连接，所述第一钳位管的另一端与所述控制电路模块内的公共节点电性连接；所述第一放电管的漏极与所述第一集成功率开关模块的源极电性连接，所述第一放电管的源极与所述控制电路模块内的公共节点电性连接，所述第一放电管的栅极与所述延迟检测单元的第一输出端电性连接；所述第一二极管的阳极与所述第一集成功率开关模块的源极电性连接，所述第一二极管的阴极与所述供电电源单元的输入端电性连接；所述第二钳位管的一端与所述第二集成功率开关模块的栅极电性连接，所述第二钳位管的另一端与所述控制电路模块内的公共节点电性连接；所述第二放电管的漏极与所述第二集成功率开关模块的源极电性连接，所述第二放电管的源极与所述控制电路模块内的公共节点电性连接，所述第二放电管的栅极与所述延迟检测单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非耦合式的输入滤波电容放电控制电路，应用于输入滤波电容放电电路之中，其特征在于，所述非耦合式的输入滤波电容放电控制电路包括：第一集成功率开关模块（324），用于耦合并检测外部的交流电压源（100）的电压状态，并于所述外部交流电压源断电时提供大电流回路；第二集成功率开关模块（326），用于耦合并检测外部的交流电压源（100）的电压状态，并于所述外部交流电压源断电时提供大电流回路；控制电路模块（325），用于耦合所述第一集成功率开关模块（324）及所述第二集成功率开关模块（326），间接检测外部的交流电压源（100）的电压状态并生成对应的逻辑信号、控制放电通路的开闭；所述第一集成功率开关模块（324）的栅极与所述控制电路模块（325）的第一端口（325_1）电性连接，所述第一集成功率开关模块（324）的源极与所述控制电路模块（325）的第二端口（325_2）电性连接；所述第二集成功率开关模块（326）的栅极与所述控制电路模块（325）的第三端口（325_3）电性连接，所述第二集成功率开关模块（326）的源极与所述控制电路模块（325）的第四端口（325_4）电性连接；所述控制电路模块（325）共包括四个端口，其中，第一端口（325_1）及第二端口（325_2）分别与所述第一集成功率开关模块（324）的栅极和源极电性连接，第三端口（325_3）及第四端口（325_4）分别与所述第二集成功率开关模块（326）的栅极和源极电性连接。...

【技术特征摘要】
1.一种非耦合式的输入滤波电容放电控制电路，应用于输入滤波电容放电电路之中，其特征在于，所述非耦合式的输入滤波电容放电控制电路包括：第一集成功率开关模块（324），用于耦合并检测外部的交流电压源（100）的电压状态，并于所述外部交流电压源断电时提供大电流回路；第二集成功率开关模块（326），用于耦合并检测外部的交流电压源（100）的电压状态，并于所述外部交流电压源断电时提供大电流回路；控制电路模块（325），用于耦合所述第一集成功率开关模块（324）及所述第二集成功率开关模块（326），间接检测外部的交流电压源（100）的电压状态并生成对应的逻辑信号、控制放电通路的开闭；所述第一集成功率开关模块（324）的栅极与所述控制电路模块（325）的第一端口（325_1）电性连接，所述第一集成功率开关模块（324）的源极与所述控制电路模块（325）的第二端口（325_2）电性连接；所述第二集成功率开关模块（326）的栅极与所述控制电路模块（325）的第三端口（325_3）电性连接，所述第二集成功率开关模块（326）的源极与所述控制电路模块（325）的第四端口（325_4）电性连接；所述控制电路模块（325）共包括四个端口，其中，第一端口（325_1）及第二端口（325_2）分别与所述第一集成功率开关模块（324）的栅极和源极电性连接，第三端口（325_3）及第四端口（325_4）分别与所述第二集成功率开关模块（326）的栅极和源极电性连接。2.根据权利要求1所述的非耦合式的输入滤波电容放电控制电路，其特征在于：所述第一集成功率开关模块（324）包括第一电阻（301）、第一体二极管（304）以及第一VDMOS（303）；所述第一电阻（301）的一端与所述第一VDMOS（303）的漏极电性连接，所述第一电阻（301）的另一端与所述第一VDMOS（303）的栅极电性连接，所述第一体二极管（304）的阳极与所述第一VDMOS（303）的源极电性连接，所述第一体二极管（304）的阴极与所述第一VDMOS（303）的漏极电性连接；所述第一VDMOS（303）的栅极、漏极、源极分别等同对应于所述第一集成功率开关模块（324）的栅极、漏极、源极。3.根据权利要求1所述的非耦合式的输入滤波电容放电控制电路，其特征在于：所述第二集成功率开关模块（326）包括第二电阻（319）、第二体二极管（317）以及第二VDMOS（318）；所述第二电阻（319）的一端与所述第二VDMOS（318）的漏极电性连接，所述第二电阻（319）的另一端与所述第二VDMOS（318）的栅极电性连接，所述第二体二极管（317）的阳极与所述第二VDMOS（318）的源极电性连接，所述第二体二极管（317）的阴极与所述第二VDMOS（318）的漏极电性连接；所述第二VDMOS（318）的栅极、漏极、源极分别等同对应于所述第二集成功率开关模块（326）的栅极、漏极、源极。4.根据权利要求1所述的非耦合式的输入滤波电容放电控制电路，其特征在于，所述控制电路模块（325）包括：供电电源单元（328），用于为所述控制电路模块（325）内部的电路提供相匹配的电压与电流；AC极性检测单元（323），用于检测外部的交流电压源（100）的极性状态、并提供反馈信号给延迟检测单元（322）；延迟检测单元（322），用于接收来自所述AC极性检测单元（323）的反馈信号，输出信号控制放电通路单元（327）的导通和关闭，并控制所述控制电路模块（325）内第一放电管（310）及第二放电管（315）的导通和关闭；放电通路单元（327），用于当外部的交流电压源（100）断电后，生成大电流流过所述第一集成功率开关模块（324）及所述第二集成功率开关模块（326）、并对外部的滤波电容（104）放电；限流检测单元（311），用于当所述放电通路单元（327）打开后检测放电电流的大小，放电电流超过限定电流后输出两个控制信号来分别调节所述第一集成功率开关模块（324）和所述第二集成功率开关模块（326）二者的栅极电压。5.根据权利要求4所述的非耦合式的输入滤波电容放电控制电路，其特征在于，所述控制电路模块（325）还包括：第一钳位管（302），用于对所述第一集成功率开关模块（324）的栅极电压进行钳位限制；第一放电管（310），用于当所述放电通路单元（327）打开时减小所述控制电路模块（325）内公共节点（321）与所述第一集成功率开关模块（324）的源极之间的负压差；第一二极管（305），用于当外部的交流电压源（100）极性反转时防止供电电流从所述第一集成功率开关模块（324）的源极流出；第二钳位管（320），用于对所述第二集成功率开关模块（326）的栅极电压进行钳位限制；第二放电管（315），用于当所述放电通路单元（327）打开时减小所述控制电路模块（325）内公共节点（321）与所述第二集成功率开关模块（326）的源极之间的负压差；第二二极管（316），用于当外部的交流电压源（100）极性反转时防止供电电流从所述第二集成功率开关模块（326）的源极流出。6.根据权利要求5所述的非耦合式的输入滤波电容放电控制电路，其特征在于：所述第一钳位管（302）的一端与所述第一集成功率开关模块（324）的栅极电性连接，所述第一钳位管（302）的另一端与所述控制电路模块（325）内的公共节点（321）电性连接；所述第一放电管（310）的漏极与所述第一集成功率开关模块（324）的源极电性连接，所述第一放电管（310）的源极与所述控制电路模块（325）内的公共节点（321）电性连接，所述第一放电管（310）的栅极与所述延迟检测单元（322）的第一输出端电性连接；所述第一二极管（305）的阳极与所述第一集成功率开关模块（324）的源极电性连接，所述第一二极管（305）的阴极与所述供电电源单元（328）的输入端电性连接；所述第二钳位管（320）的一端与所述第二集成功率开关模块（326）的栅极电性连接，所述第二钳位管（320）的另一端与所述控制电路模块（325）内的公共节点（321）电性连接；所述第二放电管（315）的漏极与所述第二集成功率开关模块（326）的源极电性连接，所述第二放电管（315）的源极与所述控制电路模块（325）内的公共节点（321）电性连接，所述第二放电管（315）的栅极与所述延迟检测单元（322）的第二输出端电性连接；所述第二二极管（316）的阳极与所述第二集成功率开关模块（326）的源极电性连接，所述第二二极管（316）的阴极与所述供电电源单元（328）的输入端电性连接；所述供电电源单元（328）的输入端分别与所述第一二极管（305）的阴极以及所述第二二极管（316）的阴极电性连接，所述供电电源单元（328）的第一输出端输出内部电源电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶平，周海军，李海松，
申请(专利权)人：苏州博创集成电路设计有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32