一種開關(guān)電源用指示電路及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及指示電路及其使用方法，特別涉及開關(guān)電源中電解電容壽命接近結(jié)束時(shí)的指示電路及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，開關(guān)電源應(yīng)用很廣，對(duì)于輸入功率在75W以下，對(duì)功率因數(shù)(PF，PowerFactor，也稱功率因素)不作要求的場(chǎng)合，反激式(Fly-back)開關(guān)電源具有迷人的優(yōu)勢(shì):電路拓?fù)浜?jiǎn)單，輸入電壓范圍寬。反激式開關(guān)電源由于元件少，電路的可靠性相對(duì)就高，所以應(yīng)用很廣。很多文獻(xiàn)也稱為反激開關(guān)電源、反激電源，日本和臺(tái)灣地區(qū)又稱返馳式變換器。常見(jiàn)的拓?fù)淙鐖D1所示，該圖原型來(lái)自張興柱博士所著的書號(hào)為ISBN978-7-5083-9015-4的《開關(guān)電源功率變換器拓?fù)渑c設(shè)計(jì)》第60頁(yè)。由整流橋101、濾波電路200、以及基本反激拓?fù)鋯卧娐?00組成，300簡(jiǎn)稱為主功率級(jí)，實(shí)用的電路在整流橋前還加有壓敏電阻、NTC熱敏電阻、EMI(Electromagnetic Interference)等保護(hù)電路，以確保反激電源的電磁兼容性達(dá)到使用要求。
[0003]濾波電路200—般由電解電容CL等構(gòu)成。隨著工業(yè)領(lǐng)域中智能化系統(tǒng)的推廣，小功率反激電源向各個(gè)領(lǐng)域滲透，而其不足之處也隨之體現(xiàn)出來(lái)，因?yàn)槭褂昧穗娊怆娙軨L，而該電解電容的特性也因此限制了圖1反激電源的用途，電解電容在高溫和低溫下的壽命一直是業(yè)界難題，眾所周知，電容CL經(jīng)常為400V耐壓的電解電容，而耐壓大于250V的電解電容，其低溫一般只能工作到_25°C。即在_40°C的環(huán)境下，如東北三省、新彊、以及高瑋度的國(guó)家與地區(qū)，小功率反激電源的使用變得棘手，當(dāng)然，可以使用如CBB薄膜電容來(lái)濾波，但體積過(guò)大，且成本過(guò)高。
[0004]電解電容單位體積的電容量非常大，所以在包括反激電源的開關(guān)電源中，特別是交流輸入的領(lǐng)域，目前仍是低成本的解決方案，在各種電源中應(yīng)用極多，如各種手機(jī)充電器、筆記本電腦適配器、各種彩電的電源、臺(tái)式電腦電源、空調(diào)的待機(jī)電源等，都要用到開關(guān)電源，同時(shí)也使用了電解電容。
[0005]電解電容在反激式開關(guān)電源中作為輸入整流濾波電容使用時(shí)，其紋波電流是:充電為低頻脈動(dòng)直流電流，放電為高頻紋波電流放電，高頻紋波電流來(lái)源于主功率級(jí)的激磁電流。
[0006]設(shè)計(jì)一臺(tái)開關(guān)電源時(shí)，經(jīng)常面臨電解電容CL的壽命問(wèn)題，而它的壽命一般由耐壓、等效串聯(lián)電阻(ESR，是Equivalent Series Resistance的縮寫)、紋波電流(Ripplecurrent)、損耗角(tgS)等因素所決定，特別是最大紋波電流，又稱為最大允許紋波電流，SP額定紋波電流(IRAC)，其定義為:在最高工作溫度條件下電容器最大所能承受的交流紋波電流有效值。并且指定的紋波電流為標(biāo)準(zhǔn)頻率(一般為100Hz-120Hz)的正弦波絕對(duì)值。
[0007]在實(shí)際使用中，很多反激電源達(dá)不到使用壽命，其主因就是濾波用的電解電容提前失效，很多要求較高的場(chǎng)合，采用了冗余設(shè)計(jì)，使用兩個(gè)開關(guān)電源互為備份，壞了一個(gè)，還可以正常工作，成本高，仍然不知道開關(guān)電源是什么時(shí)間失效。
[0008]即使在其它的應(yīng)用場(chǎng)合，如帶有PFC功能的大功率開關(guān)電源，先由BOOST電路升至380V，對(duì)電解電容充電，得到較為平滑的直流電，再對(duì)雙管正激或LLC變換器供電，同樣，對(duì)該電解電容的失效并不能提前知道。
[0009]常見(jiàn)的非冗余設(shè)計(jì)場(chǎng)合，一旦開關(guān)電源失效，將會(huì)引起很多連帶失效，從而使得損失被擴(kuò)大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，開關(guān)電源失效，97%以上是由濾波的電解電容先行失效引起的。
[0010]現(xiàn)有的使用電解電容的開關(guān)電源，尚不能對(duì)電解電容的失效進(jìn)行有效的預(yù)先告知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]有鑒于此，本發(fā)明提供一種指示電路及其使用方法，在開關(guān)電源中濾波電解電容失效前，提供指示，實(shí)現(xiàn)在開關(guān)電源失效前，更換濾波用的電解電容，或更換開關(guān)電源，從而讓系統(tǒng)正常工作。
[0012]本發(fā)明提供的一種指示電路的方案一，包括第一端子、第二端子、第一電感、第一發(fā)光二極管，第一發(fā)光二極管和第一電感并聯(lián)，第一發(fā)光二極管的陰極和第一電感的連接點(diǎn)形成第一端子，第一發(fā)光二極管的陽(yáng)極和第一電感的連接點(diǎn)形成第二端子。
[0013]優(yōu)選地，本發(fā)明提供的一種指示電路的方案二，還包括第一二極管，其連接關(guān)系為:第一二極管和第一發(fā)光二極管同向串聯(lián)并形成第一網(wǎng)絡(luò)，第一網(wǎng)絡(luò)和第一電感并聯(lián)，第一網(wǎng)絡(luò)的陰極和第一電感的連接點(diǎn)形成第一端子，第一網(wǎng)絡(luò)的陽(yáng)極和第一電感的連接點(diǎn)形成第二端子。
[0014]優(yōu)選地，本發(fā)明提供的一種指示電路的方案三，還包括第一電阻，其連接關(guān)系為:第一二極管、第一發(fā)光二極管和第一電阻同向串聯(lián)并形成第二網(wǎng)絡(luò)，第二網(wǎng)絡(luò)和第一電感并聯(lián)，第二網(wǎng)絡(luò)的陰極和第一電感的連接點(diǎn)形成第一端子，第二網(wǎng)絡(luò)的陽(yáng)極和第一電感的連接點(diǎn)形成第二端子。
[0015]優(yōu)選地，本發(fā)明提供的一種指示電路的方案四，還包括第一電容，其連接關(guān)系為:第一發(fā)光二極管和第一電阻串聯(lián)后與第一電容并聯(lián)，并聯(lián)后形成的第三網(wǎng)絡(luò)再與第一二極管同向串聯(lián)，并形成第四網(wǎng)絡(luò)，第四網(wǎng)絡(luò)和第一電感并聯(lián)，第四網(wǎng)絡(luò)的陰極和第一電感的連接點(diǎn)形成第一端子，第四網(wǎng)絡(luò)的陽(yáng)極和第一電感的連接點(diǎn)形成第二端子。
[0016]以上的技術(shù)方案中，指示燈即第一發(fā)光二極管和充電回路沒(méi)有隔離，本發(fā)明還提供的一種指示電路的方案五，實(shí)現(xiàn)了隔離功能，包括第一端子、第二端子、第一變壓器、第一發(fā)光二極管，第一變壓器至少包括一個(gè)原邊繞組和一個(gè)副邊繞組，第一發(fā)光二極管和第一變壓器的副邊繞組并聯(lián)，且與第一發(fā)光二極管的陰極相連的副邊繞組端子作為同名端，原邊繞組對(duì)應(yīng)的同名端作為第一端子，原邊繞組的另一端子作為第二端子。
[0017]優(yōu)選地，本發(fā)明提供的一種指示電路的方案六，還包括第一二極管，其連接關(guān)系為:第一二極管和第一發(fā)光二極管同向串聯(lián)并形成第一網(wǎng)絡(luò)，第一網(wǎng)絡(luò)和和第一變壓器的副邊繞組并聯(lián)，且與陰極相連的副邊繞組端子作為同名端，原邊繞組對(duì)應(yīng)的同名端作為第一端子，原邊繞組的另一端子作為第二端子。
[0018]優(yōu)選地，本發(fā)明提供的一種指示電路的方案七，還包括第一電阻，其連接關(guān)系為:第一二極管、第一發(fā)光二極管和第一電阻同向串聯(lián)并形成第二網(wǎng)絡(luò)，第二網(wǎng)絡(luò)和第一變壓器的副邊繞組并聯(lián)，且與第二網(wǎng)絡(luò)的陰極相連的副邊繞組端子作為同名端，原邊繞組對(duì)應(yīng)的同名端作為第一端子，原邊繞組的另一端子作為第二端子。
[0019]優(yōu)選地，本發(fā)明提供的一種指示電路的方案八，還包括第一電容，其連接關(guān)系為:
[0020]第一發(fā)光二極管和第一電阻串聯(lián)后與第一電容并聯(lián)，并聯(lián)后形成的第三網(wǎng)絡(luò)再與第一二極管同向串聯(lián)，并形成第四網(wǎng)絡(luò)，第四網(wǎng)絡(luò)和第一變壓器的副邊繞組并聯(lián)，且與第四網(wǎng)絡(luò)的陰極相連的副邊繞組端子作為同名端，原邊繞組對(duì)應(yīng)的同名端作為第一端子，原邊繞組的另一端子作為第二端子。
[0021]優(yōu)選地，上述的方案一、方案二、方案三、方案四，其特征是:第一電感為電路板上的一段導(dǎo)線。
[0022]優(yōu)選地，上述的方案五、方案六、方案七、方案八，其特征是:第一變壓器的原邊繞組為電路板上的一段導(dǎo)線。
[0023]優(yōu)選地，上述的方案一、方案二、方案三、方案四、方案五、方案六、方案七、方案八，其特征是:第一發(fā)光二極管為光耦中的發(fā)光器，即光耦中的發(fā)光二極管。
[0024]優(yōu)選地，上述的所有方案中，其特征是:還包括第二電阻，第一發(fā)光二極管兩端并聯(lián)第二電阻。
[0025]本發(fā)明還提供應(yīng)用上述方案一、方案二、方案三、方案四、方案五、方案六、方案七、方案八，及優(yōu)選方案的使用方法，其使用方法為:斷開反激電源中整流橋與濾波電解電容之間的充電回路，插入所述的指示電路，確保充電的低頻脈動(dòng)直流電流從第一端子流入所述的指示電路，從第二端子流出；同時(shí)應(yīng)確保反激電源的主功率級(jí)的激磁電流不直接經(jīng)過(guò)所述的指示電路。
[0026]工作原理將結(jié)合實(shí)施例，進(jìn)行詳細(xì)的闡述。
[0027]本發(fā)明的有益效果為:
[0028]成本極低，插入損耗低，對(duì)原開關(guān)電源的效率幾乎沒(méi)有影響，接線簡(jiǎn)單、體積小、使用方便;另外，還具有現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn):當(dāng)電解電容失效前，該指示燈發(fā)光二極管發(fā)光或光耦中的發(fā)光二極管有電流流過(guò)，光耦