[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

本申请是申请日为2010年7月30日、名称为“用于实现功率转换器输入端电压放电电路的方法和装置”的第201010245531.9号发明专利申请的分案申请。

背景信息

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

本发明可通过下列实施方案来实现。

1.功率转换器输入端电压放电电路，包括：

耦合到电源系统的输入的控制电路，所述控制电路被耦合以探测电能源是否耦合到所述电源系统的输入；以及

耦合到所述控制电路并耦合到所述电源系统的输入的双向交流开关，所述控制电路被耦合以在所述电能源耦合到所述电源系统的输入时以第一运行模式驱动所述双向交流开关，所述控制电路被耦合以在所述电能源从所述电源系统的输入去耦时以第二运行模式驱动所述双向交流开关，其中耦合在所述电源系统的输入的输入端之间的电容当所述电能源从所述电源系统的输入端去耦时以小于1秒的时间常数通过所述双向交流开关被放电到一阈值电压。

2.如1所述的功率转换器输入端电压放电电路，其中所述电源系统的输出被耦合以提供电能。

3.如1所述的功率转换器输入端电压放电电路，其中所述电源系统的输出被耦合以提供机械能。

4.如1所述的功率转换器输入端电压放电电路，其中所述电源系统的输出被耦合以提供光能。

5.如1所述的功率转换器输入端电压放电电路，其中在所述第一运行模式下，所述双向交流开关被驱动以调节从所述电源系统的输入到所述电源系统的输出的能量流。

6.如5所述的功率转换器输入端电压放电电路，其中所述双向交流开关被驱动到关断状态以提供备用状况。

7.如5所述的功率转换器输入端电压放电电路，其中所述双向交流开关被驱动以起功率因数校正控制电路的作用。

8.如1所述的功率转换器输入端电压放电电路，其中所述时间常数不受在所述电能源从所述电源系统的输入去耦前在所述电源系统的输入和所述电源系统的输出之间的能量流的量影响。

9.如1所述的功率转换器输入端电压放电电路，其中在所述第一运行模式下，所述控制电路被耦合以驱动所述双向交流开关以具有高平均阻抗。

10.如1所述的功率转换器输入端电压放电电路，其中在所述第一运行模式下，通过所述电路的电流小于30μA。

11.如1所述的功率转换器输入端电压放电电路，还包括仅两个耦合到外部电路的端子。