專利名稱：一種用于防止電解電容橋臂爆炸的電路的制作方法
技術領域：
本實用新型適用于具有電解電容橋臂結構和有源功率因素校正的電力電子電路， 廣泛應用于開關電源、電焊機、電子鎮(zhèn)流器等許多領域。
背景技術：
作為許多電子產品電路的第一級電路，有源功率因素校正電路后接電解電容橋臂 結構是一個很常用的結構，它廣泛應用到開關電源、電焊機、電子鎮(zhèn)流器等電力電子電路的 前級電路中，如圖1所示。電子產品要面向市場，必須先通過相關的認證測試，其中就包括指定錯誤工作狀 態(tài)下的安全認證。圖1中，具有電解電容橋臂結構的電子電路在正常工作時，DC-BUS電壓 由兩個電解電容均分，電路是安全可靠的。而具有該電路的電子產品在安全認證時，需要測 試如下指定錯誤工作狀態(tài)下的絕緣電阻將其中任何一個電容短路，讓DCBUS電壓完全由 另外一個電容承受，并引起該電容由于過壓而爆炸，電解液會向電路各處噴射；然后測試該 產品的安全地線和該產品其它I/O接線之間的電阻，如果該電阻大于1兆歐姆，則表明可以 通過安全認證，否則測試失敗，認證不通過。通常在沒有灌膠的產品中，四處噴射的電解液 會急劇降低產品I/O線之間的絕緣電阻，所以要通過該測試和認證是一個很棘手的任務。另外，在電解電容橋臂結構中，增大每個電解電容的耐壓額度，以便每個電容的電 壓定額都大于DCBUS，這樣通過上面描述的認證就很容易了。但是，由于大耐壓額度電解電 容的體積限制及其采購成本的控制要求，產品設計人員通常不愿意采用大耐壓額度電解電 容來通過該安全認證。所以，在圖1電路中，如果有一個方法，能夠快速偵測到電容橋臂中某個電容短路 的錯誤工作狀態(tài)，并有效避免電容的爆炸，那么電路I/O線之間的絕緣電阻測試就很容易 通過。鑒于此，實有必要設計一種新的電路用于防止電解電容橋臂爆炸。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種用于防止電解電容橋臂爆炸的電路以便具有電 解電容橋臂結構和有源功率因素校正前級電路的電子產品能夠順利通過絕緣電阻測試和 相關的安全認證并節(jié)約成本。為實現上述目的，本實用新型的技術方案是一種用于防止電解電容橋臂爆炸的 電路，其包括有源功率因素校正電路、與有源功率因素校正電路連接的電解電容橋臂結構 以及與電解電容橋臂結構相連的下一級電路；該用于防止電解電容橋臂爆炸的電路還包括 與有源功率因素校正電路連接的分壓電阻串以及一端與分壓電阻串連接，另一端與電解電 容橋臂的中點連接的電平不平衡檢測電路；所述分壓電阻串包括上拉電阻以及與上拉電阻 串聯的分壓電阻；所述電平不平衡檢測電路包括反向串聯的第一穩(wěn)壓管和第二穩(wěn)壓管、一 端與第一穩(wěn)壓管連接，另一端與上拉電阻連接的晶體管組；所述晶體管組包括NPN晶體管以及與NPN晶體管連接的PNP晶體管。所述晶體管組進一步包括與NPN晶體管和PNP晶體管基極分別連接的電阻RBl和 RB2。所述上拉電阻包括依次串聯的第一電阻、第二電阻、第三電阻以及第四電阻。本實用新型是一種用于防止電解電容橋臂爆炸的電路，只要中點電平偏移超過一 定范圍 ，則降低橋臂電壓，防止電解電容因過壓而爆炸。該實用新型可廣泛應用到開關電 源、電焊機、電子鎮(zhèn)流器等電力電子電路的前級線路中。

圖1是現有的電解電容橋臂和有源功率因素校正電路結構示意圖；圖2是本實用新型電解電容橋臂電平不平衡偵測電路結構示意圖；圖3是本實用新型電解電容橋臂中一個電容被短路的前后DCBUS大小變化測試曲 線。
具體實施方式
本實用新型的內容、優(yōu)點和目的將在下面實施例的說明中予以闡述。一種用于防 止電解電容橋臂爆炸的電路，其包括有源功率因素校正電路、與有源功率因素校正電路連 接的電解電容橋臂結構以及與電解電容橋臂結構相連的下一級電路；該用于防止電解電容 橋臂爆炸的電路還包括與有源功率因素校正電路連接的分壓電阻串以及一端與分壓電阻 串連接，另一端與電解電容橋臂的中點B連接的電平不平衡檢測電路；所述分壓電阻串包 括上拉電阻以及與上拉電阻串聯的分壓電阻R5 ；所述電平不平衡檢測電路包括反向串聯 的第一穩(wěn)壓管Zl和第二穩(wěn)壓管Z2、一端與第一穩(wěn)壓管連接，另一端與上拉電阻連接的晶體 管組；所述晶體管組包括NPN晶體管以及與NPN晶體管連接的PNP晶體管。所述晶體管組進一步包括與NPN晶體管和PNP晶體管基極分別連接的電阻RBl和 RB2。所述上拉電阻包括依次串聯的第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及第四電 阻R4。本實用新型能夠實時偵測到電解電容的短路狀態(tài)，當電解電容橋臂中點電平嚴重 偏離其穩(wěn)態(tài)電平時(注電解電容橋臂中點穩(wěn)態(tài)電平等于DCBUS電壓的一半)，DCBUS會主 動降低到單個電解電容電壓定額之下，從而電解電容不會爆炸，具體示意圖如圖2所示。圖2示意電路包括以下部分>交流輸入；> BOOST變換器或者其它有源功率因數校正主電路(包括Flyback變換器)；>有源功率因數校正芯片；> DCBUS電壓大小設定分壓電阻串；>電解電容橋臂；>下級電路方框圖；>電解電容橋臂電平不平衡偵測電路。所述的電解電容橋臂電平不平衡偵測電路，和DCBUS電壓大小設定分壓電阻串合作，可以偵測電解電容橋臂中點電平的偏移，并及時減小分壓電阻串中上拉電阻的阻值 (如將R2或者R3短路)，以便降低DCBUS大小，從而可以避免電解電容因過壓而爆炸。所述的電解電容橋臂電平不平衡偵測電路中還設置了 一個窗口，當電容橋臂中點 電平偏移范圍較小，落在窗口以內，則保護動作不會實施，以提高所述保護電路的抗干擾 度，避免該電路在正常工作時不會‘過保護’。以下結合試驗結果來進一步描述所述方法的保護效果。圖1中，電解電容橋臂中 每個電容電壓標稱值是350V (所以每個電容電壓定額是350 X 1. 2 = 420V)，電路正常工作 時，DCBUS等于500V，所以每個電容承受250V的電壓，電路是安全的。電容橋臂上某個電容 短路時，DCBUS將全部施加到另外一個沒有被短路的電容上，如果沒有保護措施，則該電容 會由于過壓而爆炸(注500V大于420V)。如果采用本實用新型所述電容橋臂中點電平偵測電路，則可以避免電解電容的爆 炸，具體過程是這樣的當橋臂上某個電容被短路時，則用于設定窗口大小的穩(wěn)壓管Zl或 者Z2(注圖2中圓圈所示)被擊穿，電流流過晶體管Q2或者Q3，則電阻R2或者R3被短 路，這會引起DCBUS設定的上拉電阻值下降，并進一步將DCBUS大小從500V切換到一個較 小的數值，如圖3所示，DCBUS從500V切換到370V，這樣電解電容就不會因過壓而爆炸了 (注370V 小于 420V)。上述對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本實用 新型。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明 的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創(chuàng)造性的勞動。因此，本實用新型不限于這里 的實施例，本領域技術人員根據本實用新型的揭示，對于本實用新型做出的改進和修改都 應該在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求一種用于防止電解電容橋臂爆炸的電路，其包括有源功率因素校正電路、與有源功率因素校正電路連接的電解電容橋臂結構以及與電解電容橋臂結構相連的下一級電路；其特征在于該用于防止電解電容橋臂爆炸的電路還包括與有源功率因素校正電路連接的分壓電阻串以及一端與分壓電阻串連接，另一端與電解電容橋臂的中點(B)連接的電平不平衡檢測電路；所述分壓電阻串包括上拉電阻以及與上拉電阻串聯的分壓電阻(R5)；所述電平不平衡檢測電路包括反向串聯的第一穩(wěn)壓管(Z1)和第二穩(wěn)壓管(Z2)、一端與第一穩(wěn)壓管連接，另一端與上拉電阻連接的晶體管組；所述晶體管組包括NPN晶體管以及與NPN晶體管連接的PNP晶體管。
2.如權利要求1所述的一種用于防止電解電容橋臂爆炸的電路，其特征在于所述晶 體管組進一步包括與NPN晶體管和PNP晶體管基極分別連接的電阻(RBD和(RB2)。
3.如權利要求1所述的一種用于防止電解電容橋臂爆炸的電路，其特征在于所述上 拉電阻包括依次串聯的第一電阻汛)、第二電阻(r2)、第三電阻(R3)以及第四電阻(R4)。
專利摘要本實用新型涉及一種用于防止電解電容橋臂爆炸的電路，其包括有源功率因素校正電路、與有源功率因素校正電路連接的電解電容橋臂結構以及與電解電容橋臂結構相連的下一級電路；通過對電解電容橋臂中點電平偏移狀態(tài)偵測、電平偏移窗口調節(jié)和橋臂電壓基準大小切換，只要中點電平偏移超過一定范圍，則降低橋臂電壓，防止電解電容因過壓而爆炸。該實用新型可廣泛應用到開關電源、電焊機、電子鎮(zhèn)流器等電力電子電路的前級電路中。
文檔編號H02H7/16GK201616663SQ200920286739
公開日2010年10月27日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權日2009年12月29日
發(fā)明者曹簫洪 申請人:上海亞明燈泡廠有限公司