檢測電路，相關有源放電電路、集成電路以及方法
【技術領域】
[0001]本公開的實施例涉及用于對X電容器放電的電路。
【背景技術】
[0002]圖1a示出了經由通過外部AC電源20(例如具有諸如230VAC或110VAC的電源)提供的輸入電壓Vin供電的設備1a的示例。例如，通常設備1a包括連接器102，諸如插頭，包括用于連接到外部AC電源20的兩端102a和102b，并且經由連接器102接收的AC電源信號Vin被提供給某種電子負載106。
[0003]設備1a還可以包括直接連接到AC輸入連接器102的電容器104，其通常被稱為X電容。例如，這種X電容經常用于開關模式電源(SMPS)中。
[0004]在這方面，圖1b顯示了典型的開關模式電源1b的示例。具體的，在考慮的示例中，圖1a的電子負載106現在由整流器電路110表示，諸如二極管橋式整流器，被配置為將AC電源信號Vin轉換為DC電源信號，并且電子變換器112，諸如DC/DC開關變換器，其可能供給負載114，諸如外部負載114a和/或內部負載114b。例如，在這種情況下，電容器104可以被配置為過濾來自開關變換器112的開關活動的EMI (電磁干擾)噪聲。
[0005]安全規則，諸如國際標準IEC60950，可能需要這種設備1a和10b，在下面簡單地指示為10，包括被配置為當連接器102從AC電源20斷開時對電容器104放電的放電電路108，因此減小了電擊的風險，以防萬一用戶觸摸斷開的設備10的連接器102。例如，當電容器104的電容值大于給定值時，諸如0.1 yF，通常需要這種放電電路108。
[0006]例如，當放電電路108可以對這種具有給定的最大放電時間常數的X電容器104(以及連接在供給負載106的電源線之間的可能的其它電容)放電時，設備10經常被認為是符合技術規格的。例如，放電時間常數經常被計算為連接到連接器102的有效電容值UF)乘以放電電路108的放電路徑的有效電阻。每當不能簡單定義這些值時，通常通過所需時間的測量評估放電電路108的有效性，以減小電容器104的電壓至，例如0.37乘以初始值。例如，典型地，放電時間常數對于具有AC插頭連接的“A類型”的裝置應低于I秒，或者對于永久安裝的設備和具有AC插頭連接“B類型”的裝置應低于10秒。
[0007]例如，放電電路108可以包括與電容器104并聯連接的電阻器。在這種情況下，為了根據合適的安全規則對電容器104放電，可以標出電阻器的電阻值。
[0008]該方案的缺點實際在于，當設備10連接到AC電源20時，這種額外的電阻也消耗功率，因此減小了設備10的效率。
[0009]這種問題可能與例如圖1b所示的開關模式電源特別相關。
[0010]實際上，當負載114斷開連接時，這種開關電源1b還可以連接到關斷的或處于諸如待機模式的低功率模式的AC電源20。例如，當筆記本(這種情況下表示外部負載114a)斷開連接或關斷時，這可以應用于連接到AC電源的筆記本適配器。在這種情況下，電阻器的損耗可以表示適配器損耗的相當一部分。
[0011]為了克服這個問題，放電電路108還可以是有源放電電路，其僅僅在連接器102從AC電源20斷開時對電容器104放電，因此減小當設備10連接到AC電源20時放電電路108的功率損耗。
【發明內容】
[0012]發明人觀察到，這種有源放電電路的最主要部分中的一個是用于檢測從AC電源斷開和/或與AC電源連接的檢測電路。
[0013]本公開的目的在于提供允許提高這種檢測的裝置。
[0014]根據一個或多個實施例，通過用于具有在下面的權利要求中具體闡述的特征的X電容器的有源放電電路的檢測電路裝置實現這種目的。本公開還涉及包括該檢測電路的相關的有源放電電路和的集成電路，以及相關的方法。
[0015]權利要求是本文所提供的實施例的技術教導的組成部分。
[0016]如前面所述的，檢測電路是被用于對設備，特別是開關模式電源的X電容器放電的有源放電電路的最主要部件中的一個。一般地，檢測電路被配置為生成指示存在或不存在應用于所述X電容器的AC振蕩的放電使能信號。
[0017]在一些實施例中，檢測電路包括傳感器電路，諸如與整流器電路有關的電壓分壓器，用于連接到X電容器。特別地，這種傳感器電路被配置為生成指示X電容器的電壓的傳感器信號，諸如X電容器的電壓的縮小版本和/或整流版本。
[0018]在一些實施例中，檢測電路包括包含一個或多個比較器的比較器電路。相應地，比較器電路通過比較傳感器信號和至少一個閾值生成至少一個比較信號。
[0019]在一些實施例中，檢測電路包括計時器電路，諸如數字計數器，被配置為確定自上一個重置事件以來的給定的時間是否失效并相應地設置放電使能信號。例如，當計時器電路經由重置信號被重置時，定時電路可以設置放電使能信號為第一邏輯電平。接著，計時器電路可以確定自計時器電路重置以來用去的時間，并且以防萬一用去的時間超過給定的超時值，計時器電路可以設置放電使能信號為第二邏輯電平。
[0020]在一些實施例中，精化電路用于根據比較電路提供的至少一個比較信號生成用于計時器電路的重置信號。
[0021]在一些實施例中，檢測電路還包括被配置為根據傳感器信號將比較器電路的至少一個閾值改變的動態閾值生成器電路。
[0022]例如，在一些實施例中，動態閾值生成器電路被配置為以前饋方式根據傳感器信號改變比較器電路的至少一個閾值。
[0023]例如，在這種情況下，動態閾值生成器電路可以包括被配置為確定上閾值或傳感器信號的峰值的峰值檢測器電路，以及被配置為根據上閾值確定下閾值的閾值生成器電路。
[0024]在這種情況下，比較器電路可以確定傳感器信號是否大于下閾值，或者可替代地，處于較低和上閾值之間。相應地，比較器的輸出端處的信號的上升沿指示傳感器信號具有正斜率，而比較器的輸出端處的下降沿指示傳感器信號具有負斜率。
[0025]在一些實施例中，當比較信號包括上升沿和/或下降沿時，精化電路可以因此重置計時器電路。精化電路還可以確定上升沿和下降沿之間用去的時間，并在該時間小于給定的時間閾值時重置計時器電路。
[0026]在一些實施例中，動態閾值生成器電路還可以根據比較器電路的輸出端處的至少一個比較信號，用反饋的方式改變比較器電路的至少一個閾值。
[0027]例如，在這種情況下，比較器電路可以包括生成分別指示傳感器信號是否大于第一和第二閾值的第一和第二比較信號的兩個比較器。相應地，比較信號指示傳感器信號是否小于第一和第二閾值，處于第一和第二閾值之間或大于第一和第二閾值。
[0028]在一些實施例中，當傳感器信號大于第一和第二閾值時，動態閾值生成器電路可以因此增大第一或第二閾值中較小的一個，或者當傳感器信號小于第一和第二閾值時，動態閾值生成器電路可以因此減小第一或第二閾值中較大的一個，即，不斷調整閾值使得傳感器信號處于第一和第二閾值之間。相應地，較小的閾值由于傳感器信號的正斜率而增加，而較大的閾值由于傳感器信號的負斜率而減小。
[0029]該性能可以用于重置計時器電路。例如，在一些實施例中，精化電路每重置計時器電路一次，較小的閾值增加，即，每次比較器電路指示傳感器信號大于兩個閾值。
[0030]相應地，檢測電路通常確定兩端之間的AC電壓的存在，其通常連接到諸如開關電源的設備的X電容器。相應地，這種檢測電路對適用于對這種X電容器放電的有源放電電路是特別有用的。
[0031]—般地，檢測電路或整個有源放電電路還可以被集成在一個數字和/或模擬集成電路中，例如，開關電源的驅動器電路。
【附圖說明】
[0032]現將參考附圖描述本公開的實施例，其僅僅以非限制性示例的方式提供，其中:
[0033]-圖1a和Ib已經在前面描述；
[0034]-圖2顯示了根據本公開的包括X電容器的設備；
[0035]-圖3顯示了用于圖2的設備的有源放電電路的實施例；
[0036]-圖4顯示了用于圖3的有源放電電路的檢測電路的實施例；
[0037]-圖5a和5b顯示了在圖4的檢測電路中生成的典型的波形；
[0038]-圖6顯示了圖4中所示的檢測電路的處理單元的第一實施例；
[0039]-圖7、8和9顯示了可能在圖6的處理單元中生成的波形；
[0040]-圖10顯示了圖4中所示的檢測電路的處理單元的第二實施例；
[0041]-圖11、13和16顯示了圖10的處理單元的細節；
[0042]-圖12a和12b顯示了可能在圖10的處理單元中生成的波形；以及
[0043]-圖14和15顯示了圖3的有源放電電路的進一步細節的實施例。
【具體實施方式】
[0044]在下面的描述中，許多具體細節被給出以提供對實施例的透徹的理解。不需要一個或多個具體細節，或者采用其它方法、元件、材料等來實現實施例。在其它實施例中，沒有示出或具體描述眾所周知的結構、材料或操作，以避免模糊實施例的各方面。
[0045]整個說明書中對“一個實施例”或“一實施例”的引用意味著與該實施例有關的描述的具體特征、結構或特性被包含在至少一個實施例中。因此，在整個說明書的多處出現的短語“一個實施例”或“一實施例”并不必須指代相同的實施例。進一步地，具體特征、結構或特性可以在一個或多個實施例中以任何合適的方式結合。
[0046]本文所提供的標題僅僅為了方便并不解釋實施例的范圍或意思。
[0047]在下面的附圖中，已經參考圖1描述的部分、元件或部件由之前在該圖中使用的相同標號指出；為了不使現在的具體描述的負擔過重，在下文中將不再重復之前描述的元件的描述。
[0048]如前面所述，本公開提供了用于對X電容放電的解決方法。
[0049]圖2顯示了根據本公開的包括設備30的實施例。
[0050]類似于圖1a和Ib所示的設備，設備30包括連接器302，諸如插頭，包括用于連接到外部AC電源20的至少兩個電源端302a和302b，并且經由端302a和302b接收的AC電源信號Vin被提供給負載。
[0051]例如，在一個實施例中，經由端302a和302b接收的AC電源信號被提供給諸如橋式整流器的整流器310，其變換AC電源信號為經由正功率線316a和表示地GN