[发明专利]用于实现功率转换器输入端电压放电电路的方法和装置

说明书

背景信息

公开内容领域

本发明总体涉及当电能源从电源系统的输入端断开时使存在于电源系统的输入端之间的电容放电的电路。更具体而言，本发明涉及当交流电压源从电源系统的输入端断开时使并联耦合于电源系统的输入的EMI滤波电容器放电的电路。

背景

电源系统可用于多种目的和应用。示例性电源系统包括其中输入和输出功率是电功率的功率转换器如电源。其它示例性电源系统包括其中输入功率是电功率而输出功率主要是机械功率的功率转换器如电机控制系统。功率转换器一般耦合到电能源，该电能源在功率转换器的输入端之间施加电压。该电能源可以是直流源或交流源。一类功率转换器是开关模式功率转换器。

开关模式功率转换器在其运行过程中产生电磁干扰(EMI)。因此，开关模式功率转换器包括EMI滤波器，该EMI滤波器用来将耦合到电能源的电磁干扰量减小到可接受水平。许多EMI滤波器包括并联耦合在功率转换器的输入端之间的电容器。在电能源是交流源的情况下，这些电容器可以是安全额定电容器(rated capacitor)如X电容器，安全额定电容器被定额为允许在功率转换器的任何输入保险丝之前直接并联连接于交流电能源。这些X电容器的耐用性允许它们直接跨接在交流线路上使用，而不论功率转换器的输入保险丝的位置。

当电能源断开时，X电容器可保持被以高压充电。如果X电容器具有足够大的值，储存在该电容器上的能量可能对在电能源已断开后触摸功率转换器的输入端的任何人造成安全风险。因此，国际安全标准一般规定，如果总EMI滤波电容在一阈值(一般为0.1μF)以上，则必须在特定时间段内将电源输入端之间的电压减小到安全值。一般而言，通过在X电容器的端子之间永久并联连接一个或多个电阻器来达到该要求。国际安全标准例如像EN60950-1规定，X电容器的电容和跨接在X电容器两端之间的总电阻的时间常数小于或等于1秒。

现有的上述类型的电阻放电电路成本低、耐用，但是当电能源连接到电源系统的输入端时在电阻中持续消耗功率。

附图说明

参照以下附图描述本发明的非限制性的、非穷举的实施方案，其中除非另有说明，在所有不同视图中相同的参考数字表示相同的部件。

图1是一般地图解根据本发明的教导的使用一放电电路的一示例性功率转换器的示意图，该放电电路在电能源从功率转换器的输入端断开时使功率转换器的输入端之间的电容放电。

图2示出了根据本发明的教导的一放电电路的框图的一个例子，该放电电路在电能源从功率转换器的输入端断开时使功率转换器的输入端之间的电容放电。

图3示出了与根据本发明的教导的一示例性放电电路相关的波形，该示例性放电电路在电能源从功率转换器的输入端断开时使功率转换器的输入端之间的电容放电。

图4示出了与根据本发明的教导的一示例性放电电路相关的另外的波形，该示例性放电电路在电能源从功率转换器的输入端断开时使功率转换器的输入端之间的电容放电。

图5是图解根据本发明的教导的一放电电路的一实施例的示意图，该放电电路在电能源从功率转换器的输入端断开时使功率转换器的输入端之间的电容放电。

图6是图解根据本发明的教导的、用于在电能源从功率转换器的输入端断开时使功率转换器的输入端之间的电容放电的示例性方法的流程图。

图7是根据本发明的教导的、使用一控制电路的一功率转换器电路的示例性电路示意图，该控制电路被耦合以在电能源耦合到功率转换器的输入端时以第一运行模式驱动开关并在该电能源从功率转换器的输入端去耦时以第二运行模式驱动该开关。

图8是根据本发明的教导的、使用一控制电路的一功率转换器电路的另一示例性电路示意图，该控制电路被耦合以在电能源耦合到功率转换器的输入端时以第一运行模式驱动开关并在该电能源从功率转换器的输入端去耦时以第二运行模式驱动该开关。

图9是图解根据本发明的教导的一示例性方法的流程图，该示例性方法用于控制功率转换器中使用的控制器和开关，使得在第一运行状况期间能量从该功率转换器的输入传送到其输出，且其中在第二运行状况期间该开关传导电流而不从输入传送能量到输出。

图10是图解根据本发明的教导的、使用放电电路的一示例性功率转换器的示意图，该放电电路与功率转换器控制电路集成，在电能源从功率转换器的输入端断开时使功率转换器的输入端之间的电容放电。

图11是根据本发明的教导的一示例性放电电路的示意图，该示例性放电电路在电能源从功率转换器的输入端断开时使功率转换器的输入端之间的电容放电。