检测电路，相关有源放电电路、集成电路以及方法
【技术领域】
[0001]本公开的实施例涉及用于对X电容器放电的电路。
【背景技术】
[0002]图1a示出了经由通过外部AC电源20(例如具有诸如230VAC或110VAC的电源)提供的输入电压Vin供电的设备1a的示例。例如，通常设备1a包括连接器102，诸如插头，包括用于连接到外部AC电源20的两端102a和102b，并且经由连接器102接收的AC电源信号Vin被提供给某种电子负载106。
[0003]设备1a还可以包括直接连接到AC输入连接器102的电容器104，其通常被称为X电容。例如，这种X电容经常用于开关模式电源(SMPS)中。
[0004]在这方面，图1b显示了典型的开关模式电源1b的示例。具体的，在考虑的示例中，图1a的电子负载106现在由整流器电路110表示，诸如二极管桥式整流器，被配置为将AC电源信号Vin转换为DC电源信号，并且电子变换器112，诸如DC/DC开关变换器，其可能供给负载114，诸如外部负载114a和/或内部负载114b。例如，在这种情况下，电容器104可以被配置为过滤来自开关变换器112的开关活动的EMI (电磁干扰)噪声。
[0005]安全规则，诸如国际标准IEC60950，可能需要这种设备1a和10b，在下面简单地指示为10，包括被配置为当连接器102从AC电源20断开时对电容器104放电的放电电路108，因此减小了电击的风险，以防万一用户触摸断开的设备10的连接器102。例如，当电容器104的电容值大于给定值时，诸如0.1 yF，通常需要这种放电电路108。
[0006]例如，当放电电路108可以对这种具有给定的最大放电时间常数的X电容器104(以及连接在供给负载106的电源线之间的可能的其它电容)放电时，设备10经常被认为是符合技术规格的。例如，放电时间常数经常被计算为连接到连接器102的有效电容值UF)乘以放电电路108的放电路径的有效电阻。每当不能简单定义这些值时，通常通过所需时间的测量评估放电电路108的有效性，以减小电容器104的电压至，例如0.37乘以初始值。例如，典型地，放电时间常数对于具有AC插头连接的“A类型”的装置应低于I秒，或者对于永久安装的设备和具有AC插头连接“B类型”的装置应低于10秒。
[0007]例如，放电电路108可以包括与电容器104并联连接的电阻器。在这种情况下，为了根据合适的安全规则对电容器104放电，可以标出电阻器的电阻值。
[0008]该方案的缺点实际在于，当设备10连接到AC电源20时，这种额外的电阻也消耗功率，因此减小了设备10的效率。
[0009]这种问题可能与例如图1b所示的开关模式电源特别相关。
[0010]实际上，当负载114断开连接时，这种开关电源1b还可以连接到关断的或处于诸如待机模式的低功率模式的AC电源20。例如，当笔记本(这种情况下表示外部负载114a)断开连接或关断时，这可以应用于连接到AC电源的笔记本适配器。在这种情况下，电阻器的损耗可以表示适配器损耗的相当一部分。
[0011]为了克服这个问题，放电电路108还可以是有源放电电路，其仅仅在连接器102从AC电源20断开时对电容器104放电，因此减小当设备10连接到AC电源20时放电电路108的功率损耗。
【发明内容】
[0012]发明人观察到，这种有源放电电路的最主要部分中的一个是用于检测从AC电源断开和/或与AC电源连接的检测电路。
[0013]本公开的目的在于提供允许提高这种检测的装置。
[0014]根据一个或多个实施例，通过用于具有在下面的权利要求中具体阐述的特征的X电容器的有源放电电路的检测电路装置实现这种目的。本公开还涉及包括该检测电路的相关的有源放电电路和的集成电路，以及相关的方法。
[0015]权利要求是本文所提供的实施例的技术教导的组成部分。
[0016]如前面所述的，检测电路是被用于对设备，特别是开关模式电源的X电容器放电的有源放电电路的最主要部件中的一个。一般地，检测电路被配置为生成指示存在或不存在应用于所述X电容器的AC振荡的放电使能信号。
[0017]在一些实施例中，检测电路包括传感器电路，诸如与整流器电路有关的电压分压器，用于连接到X电容器。特别地，这种传感器电路被配置为生成指示X电容器的电压的传感器信号，诸如X电容器的电压的缩小版本和/或整流版本。
[0018]在一些实施例中，检测电路包括包含一个或多个比较器的比较器电路。相应地，比较器电路通过比较传感器信号和至少一个阈值生成至少一个比较信号。
[0019]在一些实施例中，检测电路包括计时器电路，诸如数字计数器，被配置为确定自上一个重置事件以来的给定的时间是否失效并相应地设置放电使能信号。例如，当计时器电路经由重置信号被重置时，定时电路可以设置放电使能信号为第一逻辑电平。接着，计时器电路可以确定自计时器电路重置以来用去的时间，并且以防万一用去的时间超过给定的超时值，计时器电路可以设置放电使能信号为第二逻辑电平。
[0020]在一些实施例中，精化电路用于根据比较电路提供的至少一个比较信号生成用于计时器电路的重置信号。
[0021]在一些实施例中，检测电路还包括被配置为根据传感器信号将比较器电路的至少一个阈值改变的动态阈值生成器电路。
[0022]例如，在一些实施例中，动态阈值生成器电路被配置为以前馈方式根据传感器信号改变比较器电路的至少一个阈值。
[0023]例如，在这种情况下，动态阈值生成器电路可以包括被配置为确定上阈值或传感器信号的峰值的峰值检测器电路，以及被配置为根据上阈值确定下阈值的阈值生成器电路。
[0024]在这种情况下，比较器电路可以确定传感器信号是否大于下阈值，或者可替代地，处于较低和上阈值之间。相应地，比较器的输出端处的信号的上升沿指示传感器信号具有正斜率，而比较器的输出端处的下降沿指示传感器信号具有负斜率。
[0025]在一些实施例中，当比较信号包括上升沿和/或下降沿时，精化电路可以因此重置计时器电路。精化电路还可以确定上升沿和下降沿之间用去的时间，并在该时间小于给定的时间阈值时重置计时器电路。
[0026]在一些实施例中，动态阈值生成器电路还可以根据比较器电路的输出端处的至少一个比较信号，用反馈的方式改变比较器电路的至少一个阈值。
[0027]例如，在这种情况下，比较器电路可以包括生成分别指示传感器信号是否大于第一和第二阈值的第一和第二比较信号的两个比较器。相应地，比较信号指示传感器信号是否小于第一和第二阈值，处于第一和第二阈值之间或大于第一和第二阈值。
[0028]在一些实施例中，当传感器信号大于第一和第二阈值时，动态阈值生成器电路可以因此增大第一或第二阈值中较小的一个，或者当传感器信号小于第一和第二阈值时，动态阈值生成器电路可以因此减小第一或第二阈值中较大的一个，即，不断调整阈值使得传感器信号处于第一和第二阈值之间。相应地，较小的阈值由于传感器信号的正斜率而增加，而较大的阈值由于传感器信号的负斜率而减小。
[0029]该性能可以用于重置计时器电路。例如，在一些实施例中，精化电路每重置计时器电路一次，较小的阈值增加，即，每次比较器电路指示传感器信号大于两个阈值。
[0030]相应地，检测电路通常确定两端之间的AC电压的存在，其通常连接到诸如开关电源的设备的X电容器。相应地，这种检测电路对适用于对这种X电容器放电的有源放电电路是特别有用的。
[0031]—般地，检测电路或整个有源放电电路还可以被集成在一个数字和/或模拟集成电路中，例如，开关电源的驱动器电路。
【附图说明】
[0032]现将参考附图描述本公开的实施例，其仅仅以非限制性示例的方式提供，其中:
[0033]-图1a和Ib已经在前面描述；
[0034]-图2显示了根据本公开的包括X电容器的设备；
[0035]-图3显示了用于图2的设备的有源放电电路的实施例；
[0036]-图4显示了用于图3的有源放电电路的检测电路的实施例；
[0037]-图5a和5b显示了在图4的检测电路中生成的典型的波形；
[0038]-图6显示了图4中所示的检测电路的处理单元的第一实施例；
[0039]-图7、8和9显示了可能在图6的处理单元中生成的波形；
[0040]-图10显示了图4中所示的检测电路的处理单元的第二实施例；
[0041]-图11、13和16显示了图10的处理单元的细节；
[0042]-图12a和12b显示了可能在图10的处理单元中生成的波形；以及
[0043]-图14和15显示了图3的有源放电电路的进一步细节的实施例。
【具体实施方式】
[0044]在下面的描述中，许多具体细节被给出以提供对实施例的透彻的理解。不需要一个或多个具体细节，或者采用其它方法、元件、材料等来实现实施例。在其它实施例中，没有示出或具体描述众所周知的结构、材料或操作，以避免模糊实施例的各方面。
[0045]整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着与该实施例有关的描述的具体特征、结构或特性被包含在至少一个实施例中。因此，在整个说明书的多处出现的短语“一个实施例”或“一实施例”并不必须指代相同的实施例。进一步地，具体特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式结合。
[0046]本文所提供的标题仅仅为了方便并不解释实施例的范围或意思。
[0047]在下面的附图中，已经参考图1描述的部分、元件或部件由之前在该图中使用的相同标号指出；为了不使现在的具体描述的负担过重，在下文中将不再重复之前描述的元件的描述。
[0048]如前面所述，本公开提供了用于对X电容放电的解决方法。
[0049]图2显示了根据本公开的包括设备30的实施例。
[0050]类似于图1a和Ib所示的设备，设备30包括连接器302，诸如插头，包括用于连接到外部AC电源20的至少两个电源端302a和302b，并且经由端302a和302b接收的AC电源信号Vin被提供给负载。
[0051]例如，在一个实施例中，经由端302a和302b接收的AC电源信号被提供给诸如桥式整流器的整流器310，其变换AC电源信号为经由正功率线316a和表示地GN