1.本技术涉及电源技术领域,具体而言,涉及一种开关控制电路与电源系统。
背景技术:2.为解决电路纹波问题,一般会在电路输出端并联一个大容值的输出电容,而容值越大,意味着储能越多,传统措施为输出电容并联负载电阻从而到达放电目的。
3.在此基础上,若负载电阻的阻值过小,则电阻自身的功耗较大,会拉低输出电阻,导致电源可能工作不正常,因此负载电阻的阻值一般较大。然而,当电阻的阻值设计得较大时,输出电容放电时间也变长,导致关机时间久,影响用户体验。
4.综上,现有技术中存在负载电阻的阻值较大时,会导致关机时间变长的问题。
技术实现要素:5.本技术的目的在于提供一种开关控制电路与电源系统,以解决现有技术中存在的负载电阻的阻值较大时,会导致关机时间变长的问题。
6.为了实现上述目的,本技术实施例采用的技术方案如下:
7.一方面,本技术实施例提供了一种开关控制电路,应用于电源系统,所述开关控制电路包括输出电容、上电回路以及泄放回路,所述输出电容连接于电源系统的输出端,所述上电回路、所述泄放回路均与所述输出电容并联,所述上电回路的总阻值大于所述泄放回路的总阻值;其中;
8.当所述电源系统断电时,所述上电回路关断,同时所述泄放回路导通,所述输出电容的能量经过所述泄放回路泄放。
9.可选地,所述上电回路包括状态检测模块,所述状态检测模块与所述泄放回路连接;其中,
10.所述状态检测模块用于检测所述电源系统的状态;
11.当所述电源系统上电时,所述状态检测模块导通,以使所述上电回路导通,所述泄放回路关断;
12.当所述电源系统断电时,所述状态检测模块关断,以使所述上电回路关断,所述泄放回路导通。
13.可选地,所述上电回路还包括第一电阻,所述泄放回路包括第二电阻与第一泄放支路,所述第一电阻的一端与所述电源系统的输出端电连接,另一端分别与所述状态检测模块、所述第二电阻的一端以及所述第一泄放支路电连接,所述状态检测模块、所述第二电阻的另一端接地;其中,
14.所述第一电阻与所述第二电阻组成第二泄放支路;所述第一泄放支路与所述第二泄放支路并联,且所述第一电阻与所述第二电阻的总阻值大于所述第一泄放支路的总阻值;
15.当所述状态检测模块导通时,所述第一电阻与所述状态检测模块组成的上电回路
导通,所述第一泄放支路与所述第二泄放支路关断;
16.当所述状态检测模块关断时,所述第一泄放支路与所述第二泄放支路导通。
17.可选地,所述第一泄放支路包括n型开关管与第三电阻,所述第一电阻的另一端与所述n型开关管的控制端电连接,所述第三电阻的一端与所述电源系统的输出端电连接,所述第三电阻的另一端与所述n型开关管的第一端电连接,所述n型开关管的第二端接地。
18.可选地,所述泄放回路还包括第一电容,所述第一电容与所述第二电阻并联,且所述第一电容与所述第二电阻组成滤波电路。
19.可选地,所述上电回路包括状态检测模块,所述状态检测模块与所述泄放回路连接,所述状态检测模块包括光耦,所述光耦的发光二极管与所述电源系统的输出端电连接,所述光耦的受光三极管的第一端与所述泄放回路电连接,另一端接地;
20.当所述光耦导通时,所述上电回路导通且所述泄放回路被短路。
21.可选地,所述上电回路包括状态检测模块,所述状态检测模块与所述泄放回路连接,所述状态检测模块包括第四电阻、第五电阻以及晶体管,所述第四电阻与所述第五电阻串联后的一端与电源系统的输出端电连接,另一端接地,所述晶体管的控制端连接于所述第四电阻与所述第五电阻之间,所述晶体管的第一端与所述泄放回路电连接,所述晶体管的另一端接地;
22.当所述晶体管导通时,所述上电回路导通且所述泄放回路被短路。
23.可选地,所述状态检测模块还包括二极管,所述二极管的阳极与所述电源系统的输出端电连接,所述二极管的阴极与所述第四电阻的一端电连接。
24.可选地,所述状态检测模块还包括第二电容,所述第二电容的一端与所述电源系统的输出端电连接,所述第二电容的另一端接地。
25.另一方面,本技术实施例还提供了一种电源系统,所述电源系统包括上述的开关控制电路。
26.相对于现有技术,本技术具有以下有益效果:
27.本技术提供了一种开关控制电路与电源系统,该开关控制电路应用于电源系统,开关控制电路包括输出电容、上电回路以及泄放回路,输出电容连接于电源系统的输出端,上电回路、泄放回路均与输出电容并联,上电回路的总阻值大于泄放回路的总阻值;其中,当电源系统断电时,上电回路关断,同时泄放回路导通,输出电容的能量经过泄放回路泄放。由于本技术的开关控制电路设置了上电回路与泄放回路,且上电回路的总阻值大于泄放回路的总阻值,因此,当电源系统处于上电状态时,可以以大阻值的形态与电源系统相连,降低电阻自身的消耗,保证电源系统的正常工作。而当电源系统断开时,可以以小阻值的形态与电源系统相连,保证了输出电容的快速放电,缩短关机时长,提升用户的体验感。
28.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这
些附图获得其它相关的附图。
30.图1为现有技术中电源系统的电路图。
31.图2示出了本技术实施例提供的开关控制电路的第一种模块示意图。
32.图3示出了本技术实施例提供的开关控制电路的第二种模块示意图。
33.图4示出了本技术实施例提供的开关控制电路的第三种模块示意图。
34.图5示出了本技术实施例提供的第一泄放支路的电路示意图。
35.图6示出了本技术实施例提供的开关控制电路的一种电路示意图。
36.图7示出了本技术实施例提供的开关控制电路的另一种电路示意图。
37.图中:100-开关控制电路;110-输出电容;120-上电回路;130-泄放回路;121-状态检测模块;131-第一泄放支路;132-第二泄放支路;r1-第一电阻;r2-第二电阻;r3-第三电阻;r4-第四电阻;r5-第五电阻;m1-开关管;m2-晶体管;c1-第一电容;c2-第二电容;d1-二极管。
具体实施方式
38.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
39.因此,以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围,而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
40.应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时,在本技术的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
42.下面结合附图,对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
43.正如背景技术中所述,解决电路纹波问题,一般会在电源电路输出端并联一个大容值的输出电容,该输出电容的储能较多,需要利用负载电阻进行放电,实际电路中,负载电阻与输出电容并联。
44.由于负载电阻功耗以及发热问题,负载电阻的阻值一般设计的比较大,然而负载电阻阻值大,意味着输出电容放电时间长。输出电容放电时间长,连续开关时会出现关机时间久的现象,例如,当应用于led电源时,则会导致开机时led闪烁,关机时led会拖尾熄灭等现象,影响用户体验。
45.例如,图1示出了现有技术中电源系统的电路图,其中,电源的输出为24v,电源的输出端u0用于连接负载。并且,电源的输出端连接有输出电容进行滤波,输出电容的容值一
般选择较大,如图1中,输出电容的容值为2200u,在此基础上,为了对输出电容进行放电,需要与输出电容并联一个负载电阻,为了降低功率损耗,以及降低电阻温度,放电电流一般设计为1ma,因此负载电阻的阻值相对较大,会选24k左右的电阻,从而导致输出电容在关机放电的时间一般超过1s,关机时间较长。
46.然而,若电阻的阻值减小,则放电电流增大,电阻的自身功耗很大,会拉低输出电压,甚至导致电源工作不正常。
47.综上,现有技术中存在负载电阻的阻值较高,导致关机时间较长的问题,但电阻的阻值较小时,则导致电阻自身消耗较大,导致电源工作不正常。
48.有鉴于此,本技术提供了一种开关控制电路,通过设置上电回路与泄放回路,其两条回路的总阻值不同的方式,实现在上电过程中高阻值的回路工作,而在断电过程中,低阻值的回路工作的效果。
49.下面对本技术提供的开关控制电路进行示例性说明:
50.作为一种实现方式,请参阅图2,该关控制电路包括输出电容110、上电回路120以及泄放回路130,输出电容110连接于电源系统的输出端,上电回路120、泄放回路130均与输出电容110并联,上电回路120的总阻值大于泄放回路130的总阻值。
51.其中,当电源系统上电时,上电回路120导通,泄放回路130关断;当电源系统断电时,上电回路120关断,泄放回路130导通。
52.由于本技术中提供了两条回路,上电回路120的总阻值大于泄放回路130的总阻值,在电源系统上电时,总阻值较大的上电回路120导通,此时由于回路电阻较大,放电电流较小,因此使得上电回路120的功率损耗与电阻温度都较低。而当电源系统断电时,此时采用总阻值较小的回路,使得能够对输出电容110进行快速放电。
53.作为一种实现方式,请参阅图3,上电回路120包括第一电阻r1与状态检测模块121,状态检测模块121与泄放回路130连接。其中,状态检测模块121用于检测电源系统的状态,电源系统的状态包括上电与断电状态,在状态检测模块121检测出电源系统的状态后,还会执行相应的动作。
54.具体地,当电源系统上电时,状态检测模块121导通,此时上电回路120导通,同时将泄放回路130短路,以使泄放回路130关断;而当电源系统断电时,状态检测模块121关断,此时上电回路120关断,泄放回路130导通。
55.可选地,请参阅图4,泄放回路130包括第二电阻r2与第一泄放支路131,第一电阻r1的一端与电源系统的输出端电连接,另一端分别与状态检测模块121、第二电阻r2的一端以及第一泄放支路131电连接,状态检测模块121、第二电阻r2的另一端接地。并且,第一电阻r1与第二电阻r2组成第二泄放支路132;第一泄放支路131与第二泄放支路132并联,且第一电阻r1与第二电阻r2的总阻值大于第一泄放支路131的总阻值。
56.其中,第一电阻r1与第二电阻r2的总阻值远大于第一泄放支路131的总阻值,例如第一电阻r1与第二电阻r2的总阻值比第一泄放支路131的总阻值大一个或两个数量级。在此基础上,在一种实现方式中,第一电阻r1的阻值远大于第一泄放回路130的阻值,使得第一电阻r1与第二电阻r2的总阻值大于第一泄放支路131的总阻值;在另一种实现方式中,第一电阻r1的阻值与第一泄放回路130的阻值可以近似相等,但第二电阻r2的阻值远大与第一泄放支路131的总阻值。当状态检测模块121导通时,第一电阻r1与状态检测模块121组成
的上电回路120导通,第一泄放支路131与第二泄放支路132关断;当状态检测模块121关断时,第一泄放支路131与第二泄放支路132导通。
57.可以理解地,通过上述设置方式,一方面,可以实现电路器件的复用,缩小整个电路的体积,即第一电阻r1即作为上电回路120的电阻,又作为第二泄放支路132的电阻,实现第一电阻r1的复用。另一方面,当上电时,上电回路120的电阻较大,而当电源系统断电时,采用并联第一泄放支路131与第二泄放支路132进行放电,使得泄放回路130的总电阻实际低于第一泄放支路131的总电阻,其电阻值更小,关断速度可以更快。
58.同时,泄放回路130还包括第一电容c1,第一电容c1与第二电阻r2并联,且第一电容c1与第二电阻r2组成滤波电路。
59.其中,请参阅图5,第一泄放支路131包括n型开关管m1与第三电阻r3,第一电阻r1的另一端与n型开关管m1的控制端电连接,第三电阻r3的一端与电源系统的输出端电连接,第三电阻r3的另一端与n型开关管m1的第一端电连接,n型开关管m1的第二端接地。
60.本技术中,并不对n型开关管m1的种类进行限定,例如,该n型开关管m1可以为n型三极管,也可以n型mos管、igbt管等,以图5所示的nmos为例,其栅极与第一电阻r1与状态检测模块121电连接,源极接地,漏极通过第三电阻r3连接于电源系统输出端。当状态检测模块121导通时,mos管的栅极拉低,此时mos不导通,第二泄放支路132处于关断状态;而当状态检测模块121断开时,mos管的栅极输入高电平,此时mos导通,第二泄放支路132处于导通状态,进而对输出电容110进行泄放。
61.需要说明的是,针对状态检测模块121,本技术也并不对其具体电路进行的限定。例如,请参阅图6,在一种实现方式中,状态检测模块121包括光耦(图6中仅画出了光耦的受光三极管),光耦的发光二极管d1与电源系统的输出端电连接,光耦的受光三极管的第一端与泄放回路130电连接,另一端接地;当光耦导通时,上电回路120导通且泄放回路130被短路。
62.在此基础上,该开关控制电路100的工作原理为:
63.电源系统开机时,电源系统的输出端有电压,因此光耦输入端接收到电压,再通过光耦器件内部电-光-电转换后,使光耦输出端(图示受光三极管)导通,使经过第一电阻r1的电压直接到地,因此第一电容c1和第二电阻r2两端没有电压,mos管的栅极也没有电压信号,mos管的源极和漏极不导通。此时与输出电容110形成并联的电阻只有第一电阻r1,由于第一电阻r1阻值大,所以第一电阻r1的功率小,对整个电源而言损耗就小。
64.而当电源断电时,输入端无电压,使接在输入端的光耦输入端接收不到电压,无法进行光耦器件内部电-光-电转换,光耦输出端不导通,使经过第一电阻r1的电压不直接到地,此时输出电容110的电压通过第一电阻r1,再由第一电容c1和第二电阻r2进行滤波,传输到开关管m1的栅极,使开关管m1的源极和漏极导通。此时与输出电容110形成并联的电阻,有第一电阻r1和第二电阻r2的串联(该电路上的阻值等于第一电阻r1和第二电阻r2阻值相加)以及电阻第三电阻r3。根据欧姆定律,并联的电阻的阻值等于两者的相乘除以相加,并且,本技术中,第一电阻r1+第二电阻r2的阻值》第三电阻r3的阻值》0,最终得到的电阻阻值小于第三电阻r3的阻值,由于第三电阻r3的阻值本身就较小,因此输出电容110的放电更加快速。
65.在另一种实现方式中,请参阅图7,状态检测模块121包括第四电阻r4、第五电阻r5
以及晶体管m2,第四电阻r4与第五电阻r5串联后的一端与电源系统的输出端电连接,另一端接地,晶体管m2的控制端连接于第四电阻r4与第五电阻r5之间,晶体管m2的第一端与泄放回路130电连接,晶体管m2的另一端接地,当晶体管m2导通时,上电回路120导通且泄放回路130被短路。
66.为了使本技术提供的开关控制电路100适用于更多的场景,状态检测模块121还包括二极管d1,二极管d1的阳极与电源系统的输出端电连接,二极管d1的阴极与第四电阻r4的一端电连接。其中,二极管d1实现整流功能,使得在交流或者直流的应用场景均能适用。
67.可选的,为了使晶体管m2的驱动电压更加稳定,状态检测模块121还包括第二电容c2,第二电容c2的一端与电源系统的输出端电连接,第二电容c2的另一端接地。
68.在此基础上,该开关控制电路100的工作原理为:
69.电源系统开机时,输出端有电压,状态检测模块121前端就会得到一个电压(开机信号),此时该电压不稳定(纹波大),需经过二极管d1、第二电容c2、第四电阻r4和第五电阻r5对其整流滤波,就会得到一个稳定的电压(开机信号),再将其连接到晶体管m2的栅极,收到开机信号的晶体管m2的源极和漏极就会导通,输出电压经过第一电阻r1后直接到地,因此第一电容c1和第二电阻r2两端没有电压,开关管m1栅极也没有电压信号,开关管m1的源极和漏极不导通。此时与输出电容110形成并联的电阻只有第一电阻r1,由于第一电阻r1的阻值大,所以第一电阻r1的功率小,对整个电源而言损耗较小。
70.当电源系统断电时,输入端没有电压,状态检测模块121前端无法得不到电压(开机信号),二极管d1、第二电容c2、第四电阻r4和第五电阻r5不工作,与其连接的晶体管m2的栅极,收不到开机信号,晶体管m2的源极和漏极就不导通,使经过电阻第一电阻r1的电压不直接到地,此时输出电容110的电压通过第一电阻r1,再由第一电容c1和第二电阻r2进行滤波,传输到开关管m1的栅极,使开关管m1的源极和漏极导通。此时与输出电容110形成并联的电阻,有第一电阻r1和第二电阻r2的串联(该电路上的阻值等于电阻第一电阻r1和第二电阻r2阻值相加)以及第三电阻r3,根据欧姆定律,并联的电阻的阻值等于两者的相乘除以相加,并且,本技术中,第一电阻r1+第二电阻r2的阻值》第三电阻r3的阻值》0,最终得到的电阻阻值小于第三电阻r3的阻值,由于第三电阻r3的阻值本身就较小,因此输出电容110的放电更加快速。
71.基于上述实现方式,本技术实施例还提供了一种电源系统,该电源系统包括上述的开关控制电路100。
72.综上所述,本技术提供了一种开关控制电路与电源系统,该开关控制电路应用于电源系统,开关控制电路包括输出电容、上电回路以及泄放回路,输出电容连接于电源系统的输出端,上电回路、泄放回路均与输出电容并联,上电回路的总阻值大于泄放回路的总阻值;其中,当电源系统断电时,上电回路关断,同时泄放回路导通,输出电容的能量经过泄放回路泄放。由于本技术的开关控制电路设置了上电回路与泄放回路,且上电回路的总阻值大于泄放回路的总阻值,因此,当电源系统处于上电状态时,可以以大阻值的形态与电源系统相连,降低电阻自身的消耗,保证电源系统的正常工作。而当电源系统断开时,可以以小阻值的形态与电源系统相连,保证了输出电容的快速放电,缩短关机时长,提升用户的体验感。
73.以上所述仅为本技术的优选实施例而已,并不用于限制本技术,对于本领域的技
术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
74.对于本领域技术人员而言,显然本技术不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下,能够以其它的具体形式实现本技术。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
技术特征:1.一种开关控制电路,其特征在于,应用于电源系统,所述开关控制电路包括输出电容、上电回路以及泄放回路,所述输出电容连接于电源系统的输出端,所述上电回路、所述泄放回路均与所述输出电容并联,所述上电回路的总阻值大于所述泄放回路的总阻值;其中,当所述电源系统断电时,所述上电回路关断,同时所述泄放回路导通,所述输出电容的能量经过所述泄放回路泄放。2.如权利要求1所述的开关控制电路,其特征在于,所述上电回路包括状态检测模块,所述状态检测模块与所述泄放回路连接;其中,所述状态检测模块用于检测所述电源系统的状态,所述电源系统的状态包括上电与断电;当所述电源系统上电时,所述状态检测模块导通,以使所述上电回路导通,所述泄放回路关断;当所述电源系统断电时,所述状态检测模块关断,以使所述上电回路关断,所述泄放回路导通。3.如权利要求2所述的开关控制电路,其特征在于,所述上电回路还包括第一电阻,所述泄放回路包括第二电阻与第一泄放支路,所述第一电阻的一端与所述电源系统的输出端电连接,另一端分别与所述状态检测模块、所述第二电阻的一端以及所述第一泄放支路电连接,所述状态检测模块、所述第二电阻的另一端接地;其中,所述第一电阻与所述第二电阻组成第二泄放支路;所述第一泄放支路与所述第二泄放支路并联,且所述第一电阻与所述第二电阻的总阻值大于所述第一泄放支路的总阻值;当所述状态检测模块导通时,所述第一电阻与所述状态检测模块组成的上电回路导通,所述第一泄放支路与所述第二泄放支路关断;当所述状态检测模块关断时,所述第一泄放支路与所述第二泄放支路导通。4.如权利要求3所述的开关控制电路,其特征在于,所述第一泄放支路包括n型开关管与第三电阻,所述第一电阻的另一端与所述n型开关管的控制端电连接,所述第三电阻的一端与所述电源系统的输出端电连接,所述第三电阻的另一端与所述n型开关管的第一端电连接,所述n型开关管的第二端接地。5.如权利要求3所述的开关控制电路,其特征在于,所述泄放回路还包括第一电容,所述第一电容与所述第二电阻并联,且所述第一电容与所述第二电阻组成滤波电路。6.如权利要求1所述的开关控制电路,其特征在于,所述上电回路包括状态检测模块,所述状态检测模块与所述泄放回路连接,所述状态检测模块包括光耦,所述光耦的发光二极管与所述电源系统的输出端电连接,所述光耦的受光三极管的第一端与所述泄放回路电连接,另一端接地;当所述光耦导通时,所述上电回路导通且所述泄放回路被短路。7.如权利要求1所述的开关控制电路,其特征在于,所述上电回路包括状态检测模块,所述状态检测模块与所述泄放回路连接,所述状态检测模块包括第四电阻、第五电阻以及晶体管,所述第四电阻与所述第五电阻串联后的一端与电源系统的输出端电连接,另一端接地,所述晶体管的控制端连接于所述第四电阻与所述第五电阻之间,所述晶体管的第一端与所述泄放回路电连接,所述晶体管的另一端接地;
当所述晶体管导通时,所述上电回路导通且所述泄放回路被短路。8.如权利要求7所述的开关控制电路,其特征在于,所述状态检测模块还包括二极管,所述二极管的阳极与所述电源系统的输出端电连接,所述二极管的阴极与所述第四电阻的一端电连接。9.如权利要求7所述的开关控制电路,其特征在于,所述状态检测模块还包括第二电容,所述第二电容的一端与所述电源系统的输出端电连接,所述第二电容的另一端接地。10.一种电源系统,其特征在于,所述电源系统包括如权利要求1至9任一项所述的开关控制电路。
技术总结本申请提供了一种开关控制电路与电源系统,涉及电源技术领域。该开关控制电路应用于电源系统,开关控制电路包括输出电容、上电回路以及泄放回路,输出电容连接于电源系统的输出端,上电回路、泄放回路均与输出电容并联,上电回路的总阻值大于泄放回路的总阻值;其中,当电源系统断电时,上电回路关断,同时泄放回路导通,输出电容的能量经过泄放回路泄放。本申请提供的开关控制电路与电源系统具有缩短了关机时长,提升了用户体验感的优点。提升了用户体验感的优点。提升了用户体验感的优点。
技术研发人员:蔡显彬 卓颂峰 郑爱华
受保护的技术使用者:宁波公牛光电科技有限公司
技术研发日:2022.04.22
技术公布日:2022/7/5