一种在电源关闭后对电容器进行快速放电的放电电路的制作方法
【专利摘要】本发明的目的是提供一种用于在电源关闭后对电容器进行快速放电的放电电路，所述放电电路包括电压检测电路（11）和电流通路（12），其中，所述电压检测电路（11）检测所述电容器（Ces）的电压值，当电源关闭后，所述电容器（Ces）的电压值降至预定电压阈值时，所述电流通路（12）为所述电容器（Ces）进行快速放电。与现有技术相比，本发明增加专用的放电电路来加速电容器在电源关闭期间的放电过程，在该电容器对应的电路的正常运行过程中，该放电电路作为开路，不会自该电容器分担电流；当电源关闭后，电容器电压降低至一个预定的电压阈值时，该放电电路提供额外的电流通路以加速该电容器放电过程，有效地消除了由于电容器放电缓慢所造成的危险。
【专利说明】—种在电源关闭后对电容器进行快速放电的放电电路
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，尤其涉及一种用于在电源关闭后对电容器进行快速放电的技术。
【背景技术】
[0002]当电源关闭时，放电较慢的电容器会导致损毁产品器件，例如光纤网络终端产品器件。
[0003]通常,在电路板中包括几个电源轨(power rails),—些可能有lv、3.3v低的电压，其他可能有12v、48v或72v高的电压。电容器通常用来为这些电源轨维持电压的稳定性。但当电源关闭时，这些电容器上的电压需要足够的时间来降低至安全水平，取决于实际的电路特性。通常，对于低压电源轨，或以很短的时间来放电的高压电源轨，是没有危险的，但对其他，可能引起危险，例如损毁器件，造成系统的不可靠。
[0004]如果在电源关闭之后的短时间内又重启电源，电容器还未充分地放电，即从非零状态再充电，将对这些没有足够长时间关闭电源的电容器引起不同的上电时序。这意味着电源轨将以不同的时序启动电源，取决于关闭电源的时间，且不总是符合设计要求。在产品生产的测试过程中，未充电的电容器可能无意地放电,并引起产品失败,增加成本并引起产品质量安全问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种用于在电源关闭后对电容器进行快速放电的放电电路。
[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种用于在电源关闭后对电容器(Ces)进行放电的放电电路，所述放电电路包括电压检测电路(11)和电流通路(12 )，其中，所述电压检测电路(11)被配置为检测所述电容器(Ces)的电压值，所述电流通路(12)被配置为当电源关闭后，所述电容器(Ces)的电压值降至预定电压阈值时，为所述电容器(Ces)进行放电。
[0007]优选地，所述电压检测电路(11)包括第一三极管(TI)和三个电阻器(Rl、R2、R3 );所述第一三极管(Tl)的基极连接至两个所述电阻器(Rl、R2 )之间，所述第二三极管(T2 )的集电极通过所述电阻器(R3)连接至所述电容器(Ces)的正极，所述第二三极管(T2)的发射极连接至所述电容器(Ces)的负极；
[0008]其中，所述电流通路(12)包括第二三极管(T2)和电阻器(R4);所述第二三极管(T2)的基极连接至所述第一三极管(Tl)的集电极，集电极通过所述电阻器(R4)连接至所述电容器(Ces)的正极，发射极连接至所述第一三极管(Tl)的发射极及所述电容器(Ces)的负极。
[0009]优选地，所述第一三极管(Tl)和所述第二三极管(T2)为NPN型晶体三极管。
[0010]优选地，所述电压检测电路(11)还包括电容器(Cl)，所述电容器(Cl)的一端连接至所述第一三极管(Tl)的基极，另一端连接至所述电容器(Ces)的正极。
[0011]优选地，所述预定电压阈值根据所述电阻器(Rl、R2)的电阻值所确定。
[0012]优选地，所述电容器(Cl)的电容值根据所述电阻器(R1、R2)的电阻值及所述电容器(Ces)对应的电源开启时间所确定。
[0013]优选地，所述电阻器(R4)被配置为控制对所述电容器(Ces)进行快速放电的放电电流。
[0014]优选地，所述放电电路用于光纤网络设备。
[0015]与现有技术相比，本发明增加专用的放电电路来加速电容器在电源关闭期间的放电过程，在该电容器对应的电路的正常运行过程中，该放电电路作为开路，不会自该电容器分担电流；当电源关闭后，电容器电压降低至一个预定的电压阈值时，该放电电路提供额外的电流通路以加速该电容器放电过程，有效地消除了由于电容器放电缓慢所造成的危险。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0017]图1示出根据本发明一个方面的用于在电源关闭后对电容器进行快速放电的电路原理图；
[0018]图2示出未采用放电电路的在电源关闭后电容器进行放电的示意图；
[0019]图3示出根据本发明一个优选实施例的用于在电源关闭后对电容器进行快速放电的示意图。
[0020]附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0022]图1示出根据本发明一个方面的用于在电源关闭后对电容器进行快速放电的电路原理图。
[0023]该放电电路I包括电压检测电路(11)和电流通路(12 )，其中，所述电压检测电路
(11)检测所述电容器(Ces)的电压值，当电源关闭后，所述电容器(Ces)的电压值降至预定电压阈值时，所述电流通路(12)为所述电容器(Ces)进行快速放电。
[0024]具体地，若没有该放电电路1，电容器(Ces)在电源关闭过程中缓慢放电。在该电容器(Ces)对应的电路正常运行期间，电容器(Ces)的电压足够高，几乎没有电流通过该放电电路I。当电源关闭后，电容器(Ces)上的电压开始下降，该电压检测电路(11)检测该电容器(Ces)的电压值，当该电压值下降至预定电压阈值时，该电流通路(12)为该电容器(Ces)进行快速放电。
[0025]优选地，所述电压检测电路(11)由第一三极管(Tl)和三个电阻器(R1、R2、R3)构成；所述第一三极管(Tl)的基极连接至两个所述电阻器(Rl、R2)之间，集电极通过所述电阻器(R3)连接至所述电容器(Ces)的正极，发射极连接至所述电容器(Ces)的负极；
[0026]其中，所述电流通路(12)由第二三极管(T2)和电阻器(R4)构成；所述第二三极管(T2)的基极连接至所述第一三极管(Tl)的集电极，集电极通过所述电阻器(R4)连接至所述电容器(Ces)的正极，发射极连接至所述第一三极管(Tl)的发射极及所述电容器(Ces)的负极。
[0027]具体地，在该电容器(Ces)对应的电路正常运行期间，电容器(Ces)的电压足够高，电压检测电路(11)中的第一三极管(Tl)处于饱和状态，电流通路(12)中的第二三极管(T2)处于截止状态，几乎没有电流通过该放电电路I。当电源关闭后，电容器(Ces)上的电压开始下降，当其降至预定电压阈值时，电压检测电路(11)中的第一三极管(Tl)变为截止状态，电流通路(12)中的第二三极管(T2)为饱和状态，电阻器(R4)和第二三极管(T2)组成电容器(Ces)的放电路径，对该电容器(Ces)进行快速放电。
[0028]优选地，所述第一三极管(Tl)和所述第二三极管(T2)为NPN型晶体三极管。
[0029]具体地，NPN型晶体三极管由三块半导体构成，其中两块为N型半导体，一块为P型半导体，P型半导体在中间，两块N型半导体在两侧。在此，采用VT来表示该NPN型晶体三极管的热电压(thermal voltage)。
[0030]接上例，电阻器(R4)和第二三极管(T2)组成电容器(Ces)的放电路径，对该电容器(Ces)进行快速放电，当该电容器(Ces)的电压持续减少并最终接近VT时，该放电电路I将不会工作，但电容器(Ces)上的电压也不会造成危险。
[0031]优选地，所述预定电压阈值根据所述电阻器(Rl、R2)的电阻值所确定。
[0032]具体地，根据该电阻器(Rl、R2)的电阻值，并结合该NPN型晶体三极管的热电压VT，可根据公式VT* (R1+R2) /R2来确定该电容器(Ces)的预定电压阈值。当电源关闭后，电容器(Ces)上的电压降至VT* (R1+R2) /R2时，第一三极管(Tl)变为截止状态，电流通路(12)中的第二三极管(T2)为饱和状态，电阻器(R4)和第二三极管(T2)组成电容器(Ces)的放电路径，对该电容器(Ces)进行快速放电。
[0033]因此，调节该电阻器(R1、R2)的电阻值可对应调节该预定电压阈值，以控制该电容器(Ces)的放电。
[0034]优选地，所述电压检测电路(11)还包括电容器(Cl)，所述电容器(Cl)的一端连接至所述第一三极管(Tl)的基极，另一端连接至所述电容器(Ces)的正极。
[0035]具体地，假设该电压检测电路(11)未引入该电容器(Cl)，则该放电电路I在电源开启时也会分流电流，这并非是想要的。当使用该电容器(Cl)后，在电源开启时，电压阈值将极大地降低，放电电流将有效地被消除。
[0036]优选地，所述电容器(Cl)的电容值根据所述电阻器(R1、R2)的电阻值及所述电容器(Ces)对应的电源开启时间所确定。
[0037]具体地，该电容器(Cl)的电容值不应太大，如果该电容值太大，则在电源关闭后，该放电电路将立即发生放电行为，使得将预定电压阈值定义为VT*(R1+R2)/R2没有意义，并且，使得系统不够稳定。因此，考虑到电源开启的时间总是远远小于电源关闭的时间，可以选择合适的Rl、R2和Cl以使(R1//R2)*C1与电源开启时间差不多。
[0038]优选地，所述电阻器(R4)控制对所述电容器(Ces)进行快速放电的放电电流。
[0039]具体地，在电流通路(12)中，调节该电阻器(R4)的电阻值，可以对应调节对该电容器(Ces)进行快速放电的放电电流。若想加快放电速度，即，增大该电流通路(12)的电流，则选择一电阻值较小的电阻器(R4)，若想放缓放电速度，则选择一电阻值较大的电阻器(R4)。
[0040]在此，对于不同的具体应用，可以选择合适电阻值的电阻器(Rl、R2、R3、R4)，选择合适电容值的电容器(CI )，及选择合适的晶体三极管。
[0041]优选地,所述放电电路用于光纤网络设备(Optical Network Terminal)。
[0042]具体地，对于光纤网络设备，当电源关闭时，放电较慢的电容器会导致损毁其中的产品器件。光纤网络设备同类产品通常在电路板中包括几个电源轨，一些可能有lv、3.3v低的电压，其他可能有12v、48v或72v高的电压。电容器通常用来为这些电源轨维持电压的稳定性。但当电源关闭时，这些电容器上的电压需要足够的时间来降低至安全水平，取决于实际的电路特性。通常，对于低压电源轨，或以很短的时间来放电的高压电源轨，是没有危险的，但对其他，可能引起危险，例如损毁器件，造成系统的不可靠。如果在电源关闭之后的短时间内又重启电源，电容器还未充分地放电，即从非零状态再充电，将对这些没有足够长时间关闭电源的电容器引起不同的上电时序。这意味着电源轨将以不同的时序启动电源，取决于关闭电源的时间，且不总是符合设计要求。在产品生产的测试过程中，未充电的电容器可能无意地放电，并引起产品失败，增加成本并引起产品质量安全问题。
[0043]因此，在光纤网络设备中，采用该放电电路1，使得电容器在电源关闭期间加速放电过程，在该电容器对应的电路的正常运行过程中，该放电电路I作为开路，不会自该电容器分担电流；当电源关闭后，电容器电压降低至一个预定的电压阈值时，该放电电路I提供额外的电流通路以加速该电容器放电过程，有效地消除了由于电容器放电缓慢所造成的危险。
[0044]图2示出未采用放电电路的在电源关闭后电容器进行放电的示意图。
[0045]如图2所示，假设电容器(Ces)对应的电路未采用放电电路，则在电源关闭后，该电容器(Ces)放电缓慢。在该电容器(Ces)的电压值降低至预定电压阈值后，此处以Vth表示，该电容器(Ces)的电压值则以非常缓慢的速度减小，即该电容器(Ces)以非常缓慢的速度进行放电。
[0046]图3示出根据本发明一个优选实施例的用于在电源关闭后对电容器进行快速放电的示意图。
[0047]如图3所示，此时该电容器(Ces)对应的电路采用了该放电电路，则在电源关闭后，该电容器(Ces)的电压值降低至预定电压阈值(Vth)之后，该电容器(Ces)的电压值非常快速地减小，即该电容器(Ces)非常快速地进行放电。
[0048]需要注意的是，本发明可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
[0049]另外，本发明的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。而调用本发明的方法的程序指令，可能被存储在固定的或可移动的记录介质中，和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输，和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此，根据本发明的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本发明的多个实施例的方法和/或技术方案。
[0050]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。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，本发明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涵括在本发明内。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。此夕卜，显然“包括” 一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
【权利要求】
1.一种用于在电源关闭后对电容器(Ces)进行放电的放电电路，所述放电电路包括电压检测电路(11)和电流通路(12 )，其中，所述电压检测电路(11)被配置为检测所述电容器(Ces)的电压值，所述电流通路(12)被配置为当电源关闭后，所述电容器(Ces)的电压值降至预定电压阈值时，为所述电容器(Ces)进行放电。
2.根据权利要求1所述的放电电路，其中，所述电压检测电路(11)包括第一三极管(Tl)和三个电阻器(R1、R2、R3);所述第一三极管(Tl)的基极连接至两个所述电阻器(R1、R2 )之间，集电极通过所述电阻器(R3 )连接至所述电容器(Ces )的正极，发射极连接至所述电容器(Ces)的负极； 其中，所述电流通路(12)包括第二三极管(T2)和电阻器(R4);所述第二三极管(T2)的基极连接至所述第一三极管(Tl)的集电极，所述第二三极管(T2)的集电极通过所述电阻器(R4)连接至所述电容器(Ces)的正极，所述第二三极管(T2)的发射极连接至所述第一三极管(Tl)的发射极及所述电容器(Ces)的负极。
3.根据权利要求2所述的放电电路，其中，所述第一三极管(Tl)和所述第二三极管(T2)为NPN型晶体三极管。
4.根据权利要求2或3所述的放电电路，其中，所述电压检测电路(11)还包括电容器(Cl)，所述电容器(Cl)的一端连接至所述第一三极管(Tl)的基极，另一端连接至所述电容器(Ces)的正极。
5.根据权利要求2所述的放电电路，其中，所述预定电压阈值根据所述电阻器(R1、R2)的电阻值所确定。
6.根据权利要求4或5所述的放电电路，其中，所述电容器(Cl)的电容值根据所述电阻器(Rl、R2)的电阻值及所述电容器(Ces)对应的电源开启时间所确定。
7.根据权利要求2所述的放电电路，其中，所述电阻器(R4)被配置为控制对所述电容器(Ces)进行快速放电的放电电流。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的放电电路，其中，所述放电电路用于光纤网络设备。
【文档编号】H02H7/20GK104518486SQ201310462020
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】李永 申请人:上海贝尔股份有限公司