[发明专利]一种开关电源用指示电路及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及指示电路及其使用方法，特别涉及开关电源中电解电容寿命接近结束时的指示电路及其使用方法。

背景技术

目前，开关电源应用很广，对于输入功率在75W以下，对功率因数(PF，Power Factor，也称功率因素)不作要求的场合，反激式(Fly-back)开关电源具有迷人的优势：电路拓扑简单，输入电压范围宽。反激式开关电源由于元件少，电路的可靠性相对就高，所以应用很广。很多文献也称为反激开关电源、反激电源，日本和台湾地区又称返驰式变换器。常见的拓扑如图1所示，该图原型来自张兴柱博士所著的书号为ISBN978-7-5083-9015-4的《开关电源功率变换器拓扑与设计》第60页。由整流桥101、滤波电路200、以及基本反激拓扑单元电路300组成，300简称为主功率级，实用的电路在整流桥前还加有压敏电阻、NTC热敏电阻、EMI(Electromagnetic Interference)等保护电路，以确保反激电源的电磁兼容性达到使用要求。

滤波电路200一般由电解电容CL等构成。随着工业领域中智能化系统的推广，小功率反激电源向各个领域渗透，而其不足之处也随之体现出来，因为使用了电解电容CL，而该电解电容的特性也因此限制了图1反激电源的用途，电解电容在高温和低温下的寿命一直是业界难题，众所周知，电容CL经常为400V耐压的电解电容，而耐压大于250V的电解电容，其低温一般只能工作到-25℃。即在-40℃的环境下，如东北三省、新疆、以及高纬度的国家与地区，小功率反激电源的使用变得棘手，当然，可以使用如CBB薄膜电容来滤波，但体积过大，且成本过高。

电解电容单位体积的电容量非常大，所以在包括反激电源的开关电源中，特别是交流输入的领域，目前仍是低成本的解决方案，在各种电源中应用极多，如各种手机充电器、笔记本电脑适配器、各种彩电的电源、台式电脑电源、空调的待机电源等，都要用到开关电源，同时也使用了电解电容。

电解电容在反激式开关电源中作为输入整流滤波电容使用时，其纹波电流是：充电为低频脉动直流电流，放电为高频纹波电流放电，高频纹波电流来源于主功率级的激磁电流。

设计一台开关电源时，经常面临电解电容CL的寿命问题，而它的寿命一般由耐压、等效串联电阻(ESR，是Equivalent Series Resistance的缩写)、纹波电流(Ripple current)、损耗角(tgδ)等因素所决定，特别是最大纹波电流，又称为最大允许纹波电流，即额定纹波电流(IRAC)，其定义为：在最高工作温度条件下电容器最大所能承受的交流纹波电流有效值。并且指定的纹波电流为标准频率(一般为100Hz-120Hz)的正弦波绝对值。

在实际使用中，很多反激电源达不到使用寿命，其主因就是滤波用的电解电容提前失效，很多要求较高的场合，采用了冗余设计，使用两个开关电源互为备份，坏了一个，还可以正常工作，成本高，仍然不知道开关电源是什么时间失效。

即使在其它的应用场合，如带有PFC功能的大功率开关电源，先由BOOST电路升至380V，对电解电容充电，得到较为平滑的直流电，再对双管正激或LLC变换器供电，同样，对该电解电容的失效并不能提前知道。

常见的非冗余设计场合，一旦开关电源失效，将会引起很多连带失效，从而使得损失被扩大，据统计，开关电源失效，97％以上是由滤波的电解电容先行失效引起的。

现有的使用电解电容的开关电源，尚不能对电解电容的失效进行有效的预先告知。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种指示电路及其使用方法，在开关电源中滤波电解电容失效前，提供指示，实现在开关电源失效前，更换滤波用的电解电容，或更换开关电源，从而让系统正常工作。

本发明提供的一种指示电路的方案一，包括第一端子、第二端子、第一电感、第一发光二极管，第一发光二极管和第一电感并联，第一发光二极管的阴极和第一电感的连接点形成第一端子，第一发光二极管的阳极和第一电感的连接点形成第二端子。

优选地，本发明提供的一种指示电路的方案二，还包括第一二极管，其连接关系为：第一二极管和第一发光二极管同向串联并形成第一网络，第一网络和第一电感并联，第一网络的阴极和第一电感的连接点形成第一端子，第一网络的阳极和第一电感的连接点形成第二端子。