擊穿電壓時，偵測單元 產(chǎn)生的偵測電壓信號具有為低電平的第二狀態(tài)。
[0036] 上述方法，還包括提供一個整流電路，交流電源從整流電路的兩個輸入端輸入經(jīng) 整流后提供直流的輸入電壓，整流電路的兩個輸入端之間連接有一個高頻濾波電容；其中 將一個泄放支路具有的一個開關(guān)連接在結(jié)型場效應(yīng)晶體管的源極和接地端之間，在交流電 源移除時，觸發(fā)產(chǎn)生有效的高電平電源移除信號來接通泄放支路的該開關(guān)，以利用泄放支 路來泄放高頻濾波電容上殘余的滯留電壓。
[0037] 上述方法，設(shè)定移除交流電源時將交流電源上的滯留電壓泄放至安全級電壓VBRR_ DC ;且輸入電壓在低壓狀態(tài)具有有效值VB()_RMS及輸入電壓在低壓狀態(tài)時偵測電壓信號的第一 狀態(tài)具有占空比D B。；輸入電壓在啟動狀態(tài)具有有效值VBI RMS及輸入電壓在啟動狀態(tài)時偵測 電壓信號的第一狀態(tài)具有占空比dbi ;在第一、第二電容同步完成同一充電時間段的充電之 后，第二電容上的達到的最大電壓值vaM與第一電容上達到的最大電壓值V CTM之間滿足：
[0040] 上述方法，所述安全級電壓vBRR De等于齊納二極管的擊穿電壓。
[0041] 上述方法，鋸齒波產(chǎn)生器提供有第一充電電流源單元和第一放電電流源單元；第 一充電電流源單元的電壓電流轉(zhuǎn)換器的輸入端和一個電壓源之間的開關(guān)受偵測單元發(fā)送 的驅(qū)動信號的控制，偵測電壓信號為第二狀態(tài)時接通第一充電電流源單元的該開關(guān)，利用 第一充電電流源單兀為第一電容充電；第一放電電流源單兀的電壓電流轉(zhuǎn)換器的輸入端和 一個電壓源之間的開關(guān)受偵測單元發(fā)送的驅(qū)動信號的控制，偵測電壓信號為第一狀態(tài)時接 通第一放電電流源單元的該開關(guān)，以利用第一放電電流源單元為第一電容放電。
[0042] 上述方法，偵測電壓信號輸入到偵測單元中一個比較器的正相輸入端，在該比較 器的反相輸入端輸入一個閾值電壓；當偵測電壓信號電位大于閾值電壓，該比較器輸出的 驅(qū)動信號為高電平的第一狀態(tài)，接通放電電流源單元的開關(guān)；當偵測電壓信號電位小于閾 值電壓，該比較器輸出的驅(qū)動信號為低電平的第二狀態(tài)，接通充電電流源單元的開關(guān)。
[0043] 上述方法，偵測單兀的該比較器輸出的驅(qū)動信號和一個欠壓鎖定反相信號同時輸 送至偵測單元的一個與門的兩個輸入端，該與門的輸出端連接到充電電流源單元、放電電 流源單元各自開關(guān)的控制端；以及將一個二極管的陽極連接在結(jié)型場效應(yīng)晶體管的源極并 將陰極連接到一個供電電容一端，當供電電容上的電壓處于欠壓狀態(tài)，欠壓鎖定反相信號 為低電平，將輸送給充電電流源單元、放電電流源單元各自開關(guān)的驅(qū)動信號鉗制在低電平， 以中斷第一、第二電容的循環(huán)充放電。
[0044] 上述方法，偵測電壓信號每次從第一狀態(tài)翻轉(zhuǎn)成第二狀態(tài)的下降沿時刻，但在該 下降沿的時刻后面緊接著的對第一、第二電容啟動充電之前，先行對第一、第二電容執(zhí)行一 次瞬時放電的步驟。
[0045] 上述方法，提供一個與第一電容并聯(lián)的開關(guān)和提供一個與第二電容并聯(lián)的開關(guān)， 這兩個開關(guān)受偵測單元具有的一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出信號的控制；由偵測電壓信號從第 一狀態(tài)翻轉(zhuǎn)成第二狀態(tài)的下降沿，或者由偵測電壓信號從第一狀態(tài)翻轉(zhuǎn)成第二狀態(tài)的下降 沿被反相后的上升沿，觸發(fā)該單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器發(fā)送的為高電平的輸出信號，將與第一電容并 聯(lián)的開關(guān)和與第二電容并聯(lián)的開關(guān)予以接通，同步對第一、第二電容實施瞬時放電。
[0046] 上述方法，復(fù)位信號生成器提供了一個為第二電容進行充電的第二充電電流源單 元，并將第二充電電流源單元的電壓電流轉(zhuǎn)換器的輸入端和第一充電電流源單元的電壓電 流轉(zhuǎn)換器的輸入端稱合在一起，以同步對第一、第二電容充電。
[0047] 上述方法，復(fù)位信號生成器提供了一個比較器，第一電容未接地的一端連接到該 比較器的反相輸入端，第二電容未接地的一端連接到該比較器的正相輸入端，該比較器的 比較結(jié)果輸出給復(fù)位信號生成器的一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，在所述比較結(jié)果從第二狀態(tài)翻轉(zhuǎn)成 第一狀態(tài)的每個上升沿時刻，觸發(fā)該單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器發(fā)出具有第一狀態(tài)的復(fù)位信號。
[0048] 上述方法，復(fù)位信號生成器的比較器輸出的比較結(jié)果和一個欠壓鎖定反相信號同 時輸送給復(fù)位信號生成器的一個與門，該與門的輸出端連接到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入端；以 及將一個二極管的陽極連接在結(jié)型場效應(yīng)晶體管的源極并將陰極連接到一個供電電容一 端，當供電電容上的電壓處于欠壓狀態(tài)時，欠壓鎖定反相信號為低電平，從而將復(fù)位信號生 成器予以屏蔽，不輸出具有第一狀態(tài)的復(fù)位信號。
[0049] 上述方法，計數(shù)器的輸出結(jié)果和所述比較結(jié)果的反相信號輸入到交流電源移除和 低壓狀態(tài)判斷單元的一個與門的兩個輸入端，該與門的輸出端連接到交流電源移除和低壓 狀態(tài)判斷單元中第一 RS觸發(fā)器的置位端；以及計數(shù)器的輸出結(jié)果和所述比較結(jié)果被輸入 到交流電源移除和低壓狀態(tài)判斷單元中另一個與門的兩個輸入端，該另一個與門的輸出端 連接到交流電源移除和低壓狀態(tài)判斷單元中第二RS觸發(fā)器的置位端；在計數(shù)器的輸出結(jié) 果為第一狀態(tài)階段，當?shù)谝浑娙莸碾妷翰坏陀诘诙娙莸碾妷?，所述比較結(jié)果為第二狀態(tài)， 第一、第二RS觸發(fā)器的復(fù)位端被鉗制為低電平，第一 RS觸發(fā)器的Q輸出端輸出高電平有效 的低壓檢測信號；或在計數(shù)器的輸出結(jié)果為第一狀態(tài)階段，當?shù)谝浑娙莸碾妷撼霈F(xiàn)低于第 二電容的電壓時，所述比較結(jié)果出現(xiàn)第一狀態(tài)，第一、第二RS觸發(fā)器的復(fù)位端被鉗制為低 電平，第二RS觸發(fā)器的Q輸出端輸出高電平有效的電源移除信號。
[0050] 上述方法，交流電源移除和低壓狀態(tài)判斷單元中一個或門同時接收一個欠壓鎖定 信號和復(fù)位信號，或門的輸出信號發(fā)送給到計數(shù)器，并且第一、第二RS觸發(fā)器的復(fù)位端都 連接到或門的輸出端；在第一 RS觸發(fā)器輸出高電平的低壓檢測信號或第二RS觸發(fā)器輸出 高電平的電源移除信號階段，欠壓鎖定信號為低電平時，或門輸出的低電平約束第一、第二 RS觸發(fā)器不會被觸發(fā)復(fù)位。
[0051] 上述方法，還提供一個啟動電壓檢測模塊，將第一電容上變化的電壓輸入到啟動 電壓檢測模塊中一個比較器的反相輸入端，該比較器的正相輸入端輸入一個零電位，比較 器輸出的檢測結(jié)果傳送至所述啟動電壓檢測模塊中的一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；將具有基準有效 值v INR的一個基準輸入電壓輸送給偵測單兀，設(shè)齊納二極管的擊穿電壓為vz，第一電容充電 的電流值1:和放電的電流值12滿足IiX (1-DB) = I2XDB，在基準輸入電壓的一個周期內(nèi)， 偵測電壓信號的第一狀態(tài)具有的基準占空比DB為：
[0052]
[0053] 在實際輸入電壓的有效值大于基準有效值時，則檢測結(jié)果從第二狀態(tài)翻轉(zhuǎn)成第一 狀態(tài)的每個上升沿時刻，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出具有第一狀態(tài)的啟動電壓檢測信號；在實 際輸入電壓的有效值低于基準有效值時，則檢測結(jié)果一直為第二狀態(tài)，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在輸 入電壓的每個周期內(nèi)都持續(xù)輸出具有第二狀態(tài)的啟動電壓檢測信號。
[0054] 上述方法，偵測電壓信號輸入到偵測單元中一個比較器的正相輸入端，偵測單元 的該比較器的反相輸入端輸入一個閾值電壓；及啟動電壓檢測模塊中單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸出 端和接地端之間連接有一個開關(guān)，該開關(guān)的控制端接收偵測單元的比較器輸出的驅(qū)動信號 的反相信號；偵測電壓信號電位大于閾值電壓，則偵測單元的比較器輸出的高電平驅(qū)動信 號經(jīng)反相后，控制斷開啟動電壓檢測模塊的開關(guān)，啟動電壓檢測信號僅由單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器觸 發(fā)；偵測電壓信號電位小于閾值電壓，則偵測單元的比較器輸出的低電平驅(qū)動信號經(jīng)反相 后，控制接通啟動電壓檢測模塊的開關(guān)，將啟動電壓檢測信號鉗制在低電位。
[0055] 上述方法，啟動電壓檢測模塊的比較器輸出的檢測結(jié)果和一個欠壓鎖定反相信號 同時發(fā)送到啟動電壓檢測模塊中一個與門的兩個輸入端，該與門的輸出信號輸送給所述啟 動電壓檢測模塊的一個T觸發(fā)器，而T觸發(fā)器的Q輸出端則連接到啟動電壓檢測模塊中單 穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的輸入端；在欠壓鎖定反相信號為低電平時，將啟動電壓檢測模塊屏蔽，不輸出 具有第一狀態(tài)的啟動電壓檢測信號。
[0056] 上述方法，還提供一個使能信號觸發(fā)單元，其具有的一個與門的輸出端連接到使 能信號觸發(fā)單元中一個第三RS觸發(fā)器的置位端，該與門的兩個輸入端對應(yīng)接收啟動電壓 檢測信號、欠壓鎖定反相信號；使能信號觸發(fā)單元的另一個與門的輸出端連接第三RS觸發(fā) 器的復(fù)位端，該另一個與門的三個輸入端對應(yīng)接收欠壓鎖定反相信號、第三RS觸發(fā)器的Q 輸出端信號、低壓檢測信號；一旦啟動電壓檢測信號、欠壓鎖定反相信號皆出現(xiàn)第一狀態(tài)， 此時低壓檢測信號、第三RS觸發(fā)器的Q輸出端的初始態(tài)兩者任意之一為第二狀態(tài)時，觸發(fā) 第三RS觸發(fā)器的Q輸出端發(fā)送為高電平的有效使能信號；當?shù)蛪簷z測信號、欠壓鎖定反相 信號和使能信號EN皆出現(xiàn)第一狀態(tài)，而啟動電壓檢測信號出現(xiàn)第二狀態(tài)時，觸發(fā)第三RS觸 發(fā)器的Q輸出端發(fā)送禁用信號。
[0057] 上述方法，還提供一個邏輯控制單元，用于將連接在結(jié)型場效應(yīng)晶體管的控制端 和接地端之間的一個主開關(guān)控制在接通狀態(tài)，并在接收交流電源移除和低壓狀態(tài)判斷單元 發(fā)出表征交流電源移除的高電平電源移除信號時，控制該主開關(guān)變?yōu)閿嚅_。
[0058] 上述方法，將一個二極管的陽極連接在結(jié)型場效應(yīng)晶體管源極并且將陰極連接到 一個供電電容的一端，將供電電容的電壓輸入到邏輯控制單元中第一電壓檢測比較器的反 相輸入端，第一電壓檢測比較器的正相輸入端輸入第一參考電壓，第一電壓檢測比較器輸 出的欠壓鎖定信號經(jīng)反相形成的欠壓鎖定反相信號被輸入至邏輯控制單元中一個第四RS 觸發(fā)器的置位端；以及電源移除信號、欠壓鎖定信號輸送給邏輯控制單元中的一個或門，或 門的輸出端連接到第四RS觸發(fā)器的復(fù)位端；起始階段供電電容的電壓低于第一參考電壓， 欠壓鎖定信號為高電平的第一狀態(tài)，及電源移除信號為低電平，則第四RS觸發(fā)器的Q輸出 端輸出的低電平關(guān)斷主開關(guān)，開始為供電電容充電，直至供電電容的電壓不低于第一參考 電壓，從而將欠壓鎖定信號翻轉(zhuǎn)成低電平的第二狀態(tài)；之后第四RS觸發(fā)器輸出的控制信號 僅由電源移除信號維持在高電平，除非電源移除信號被觸發(fā)成高電平的第一狀態(tài)，才將第 四RS觸發(fā)器輸出的控制信號復(fù)位到低電平，來斷開主開關(guān)。
[0059] 上述方法，供電電容的電壓輸入到邏輯控制單元中第二電壓檢測比較器的反相輸 入端和輸入到邏輯控制單元中第三電壓檢測比較器的正相輸入端，第二電壓檢測比較器的 正相輸入端輸入第二參考電壓，第三電壓檢測比較器的反相輸入端輸入第三參考電壓；第 二電壓檢測比較器的輸出端和一個鎖存信號輸入到邏輯控制單元中一個與非門的兩個輸 入端，該與非門的輸出端和第四RS觸發(fā)器的Q輸出端連接到邏輯控制單元中的一個與門的 兩個輸入端，該與門的輸出端連接到主開關(guān)的控制端；第三電壓檢測比較器的輸出端與鎖 存信號輸入到邏輯控制單元中另一個與門的兩個輸入端，該另一個與門的輸出端連接在與 供電電容并聯(lián)的一個調(diào)節(jié)開關(guān)的控制端上；在供電電容的電壓未達到第二參考電壓之前， 先行將鎖存信號設(shè)定為低電平，在供電電容的電壓達到第二參考電壓之后，再將鎖存信號 設(shè)定為高電平，從而將供電電容的電壓限定在第二參考電壓和第三參考電壓之間。
【附圖說明】
[0060] 閱讀以下詳細說明并參照以下附圖之后，本發(fā)明的特征和優(yōu)勢將顯而易見：
[0061] 圖1中實際電壓在時間段T。比要求的最小電源供應(yīng)電壓值小。
[0062] 圖2是交流電VAe經(jīng)過整流獲取輸入電壓VIN來輸送給偵測單元。
[0063] 圖3A是在偵測單元中JFET源極擷取偵測信號Vs。
[0064] 圖3B是輸入電壓為VIN超過齊納二極管擊穿電壓時偵測單元的輸出電平波形。
[0065] 圖4是定義低壓狀態(tài)輸入電壓具有有效值VB(] RMS，以及啟動狀態(tài)輸入電壓具有有效 值VBI RMS，在同一齊納擊穿電壓下，低壓、啟動狀態(tài)導(dǎo)致偵測信號％的不同占空比。
[0066] 圖5是第一、第二電容CT、Q在相同充電時間內(nèi)兩者達到的最大電壓的比例。
[0067] 圖6~8是用于檢測輸入電壓和用于泄放滯留電壓的裝置的電路結(jié)構(gòu)。
[0068] 圖9是輸入電壓VIN的有效值或峰值在時間維度上逐步變小，導(dǎo)致偵測信號、第一 電容的電壓、電壓檢測信號、復(fù)位信號、低壓檢測信號等的變化狀況。
[0069] 圖10A~10B展示了交流電源移除和低壓狀態(tài)判斷單元判斷出用于檢測輸入電壓 和泄放滯留電壓的裝置是發(fā)生輸出電壓處于低壓狀態(tài)還是發(fā)生交流電源移除事件。
【具體實施方式】
[0070] 參見圖2,基本的偵測單元215主要包含一個結(jié)型場效應(yīng)晶體管（JFET) 101和一個 齊納二極管ZD1，齊納二極管ZD1的陽極連接到該JFET 101的漏極，而JFET 101的源極則 連接到另一個二極管D1的陽極，二極管D1的陰極則連接到接地端GND。此外，JFET 101的 控制端如柵極則與接地端GND之間連接有一個電子開關(guān)SW6，開關(guān)SW6是一個三端口器件，其 控制端耦合到一個邏輯控制單元285,并且開關(guān)SW 6的一端連接到JFET 101的柵極而開關(guān) 的另一端直接接地，邏輯控制單元285用于驅(qū)動開關(guān)SW6的斷開或者接通來決定JFET 101 的柵極是否接到地電位。在JFET 101的柵極和源極之間連接有一個電阻R1。一個作為直 流電壓的輸入電壓VIN在連接于齊納二極管ZD1陰極端的節(jié)點100處，輸送給偵測單元215， 該輸入電壓V IN通常是交流市電VAe全波整流所得，將交流電完整的輸入正弦波形轉(zhuǎn)換成同 一極性來輸出，充分利用原始交流電正弦波形的正半周、負半周這兩部份，轉(zhuǎn)化成直流電壓 VlN。
[0071] 電網(wǎng)提供的交流電壓VAe經(jīng)過高頻濾波電容Cx濾除高頻雜波信號之后，再輸入給 一個橋式整流器115,交流電由橋式整流器115全波整流后，在一個輸出電容C bulk上產(chǎn)生預(yù) 期的直流電壓，該電容Cbulk存儲的直流電壓再經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換器116實施調(diào)制之后，例如升壓 或降壓調(diào)制，最終輸出具微小紋波的直流輸出電壓V。，這是現(xiàn)有交直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)采用的常 規(guī)技術(shù)。值得注意的是，在本發(fā)明中，與高頻濾波電容C x并聯(lián)的以虛線連接的泄放電阻Rb 實質(zhì)被移除掉而不復(fù)存在，后文將會介紹泄放電阻Rb被擯棄后在移除交流電壓VAe時刻是 如何釋放高頻濾波電容C x上殘存的滯留電壓。
[0072] 參見圖2,整流電路225具有兩個整流二極管D2和D3,在提供交流電壓VAe的一個 輸入端12連接二極管D2的陽極、另一個輸入端14連接二極管D3的陽極，相當于二極管D2 的陽極連接到高頻濾波電容C x的一端，二極管D3的陽極連接到高頻濾波電容Cx相對的另 一端。同時還將整流二極管D2、D3兩者的陰極和與齊納二極管ZD1的陰極相連在節(jié)點100 處。因此電網(wǎng)提供的交流電壓V Ae除了輸送給交直流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)之外，還同步輸送給整流電路 225,交流電壓VAe經(jīng)過整流電路225整流之后在二極管D2、D3兩者的陰極處產(chǎn)生直流的輸 入電壓V IN，并在節(jié)點100處輸入給偵測單元215,輸入電壓VIN的波形可參見圖3B中連續(xù)的 正半周弦波。
[0073] 參見圖3A，將JFET 101的柵極直接接到地電位GND。當輸入電壓VIN比齊納二極 管ZD1的擊穿電壓Vz大時，則齊納二極管ZD1發(fā)生可自愈恢復(fù)的齊納擊穿，產(chǎn)生的電流I D 自JFET 101的漏極流向源極，電流ID將流經(jīng)電阻R1和二極管D1。當輸入電壓VIN比齊納 二極管ZD1的擊穿電壓V z小時，則齊納二極管ZD1不會被擊穿，因此不會產(chǎn)生任何流經(jīng)JFET 101的電流。參見圖3B，齊納二極管ZD1擊穿時，表征輸入電壓V IN大于擊穿電壓Vz&情形， 發(fā)生的時機是時刻h至t3的時間段。以一個周期T為例，在&時刻，輸入電壓V IN趨于上 升至超過擊穿電壓Vz，輸入電壓VIN大于擊穿電壓V z被維持和延續(xù)到t3時刻，至t3時刻開 始起輸入電壓VIN才降至低于擊穿電壓V z。在&至13的時間段，導(dǎo)致JFET 101源極端節(jié)點 處具有一個不為零的電壓Vs，標志著JFET 101源極端輸出實質(zhì)是邏輯高電平，認為此時偵 測單元215輸出的電壓Vs具有高電平的第一狀態(tài)。仍然在該周期T內(nèi)，與前述情形截然相 反的是，齊納二極管ZD1未發(fā)生擊穿，表征輸入電壓V IN小于擊穿電壓Vz，發(fā)生的時機為h時 刻之前和丨3時刻之后，導(dǎo)致JFET 101源極具有一個為零的電壓Vs，標志著JFET 101源極 端輸出實質(zhì)是邏輯低電平，認為此時偵測單元215輸出的電壓Vs具有低電平的第二狀態(tài)。
[0074] 圖3B還以占空比的方式，展示了偵測電壓Vs的電平邏輯狀態(tài)，直觀體現(xiàn)齊納二極 管ZD1被擊穿的情形和未被擊穿的情形。設(shè)定t 2時刻輸入電壓VIN達到峰值，以及時間節(jié) 點h至時間節(jié)點t3之間的持續(xù)時長為2 (t2 - h)，偵測電壓Vs的第一狀態(tài)在一個周期T內(nèi) 維持的總時長為2 (t2 - h)，則偵測電壓Vs具有第一狀態(tài)的占空比D，也可理解為齊納二極 管ZD1的擊穿時段占周期比。
[0075] 設(shè)定將滯留電壓泄放至一個安全級電壓VBRRDe。同時，還設(shè)定輸入電壓V IN在低于一 個預(yù)定額定有效值而進入低壓狀態(tài)（Br