技术领域
[0001] 本申请涉及电源技术领域，特别是涉及一种电源电路及电子设备。
相关背景技术
[0002] 随着电子设备小型化和成本效益的需求增加，简易电源模块的设计越来越受到重视。其中简易电源模块是一种低成本的电源转换装置，用于将输入电源转换为电子设备所需的电压和电流。在设计低成本电源模块时，自启动方式因其无需额外辅助电源而受到青睐。
[0003] 简易电源模块由市电交流电压经过整流电路输出母线电压，再经过DC/DC隔离变换器输出隔离电压，直接用于驱动输入端浪涌继电器。现有对继电器的控制方式在下电阶段时，无法在短时间内断开继电器的触点，导致再上电时造成较高的浪涌电流，从而导致器件损坏，存在较大的风险。
具体实施方式
[0016] 下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0017] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
[0018] 在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0019] 在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
[0020] 在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是之间相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
[0021] 现有对继电器的控制方式在下电阶段时，无法在短时间内断开继电器的触点，导致再上电时造成较高的浪涌电流，从而导致器件损坏，存在较大的风险。
[0022] 请参见图1所示，图1是本申请提供的电源电路的一实施例的电路示意图。本申请的电源电路10包括第一输入端11、第二输入端12、整流电路13、隔离变换器14、继电器15、第一电阻R1、过零检测电路16和控制电路17。
[0023] 其中，第一输入端11和第二输入端12接收市电，例如第一输入端11和第二输入端12接收单相市电。市电是指工频交流电，例如本实施例的市电是电压为220V，频率为50Hz的单相市电。
[0024] 继电器15的两个触点连接至第二输入端12和整流电路13之间，即继电器15的一个触点与第二输入端12连接，继电器15的另一个触点与整流电路13连接。
[0025] 第一电阻R1与继电器15并联连接，即第一电阻R1的一端与第二输入端12连接，第一电阻R1的另一端与整流电路13连接。第二输入端12与整流电路13连接，以使整流电路13通过第一输入端11和第二输入端12接收市电。
[0026] 在电源电路10上电时，即整流电路13通过第一输入端11和第二输入端12接收市电，继电器15的两个触点断开，市电流经第一电阻R1，能够限制浪涌电流，减少继电器15受损的几率，提高继电器15的寿命。
[0027] 其中，整流电路13是指一种用于将市电转换为直流的电路，即整流电路13用于将市电转换为直流电压。
[0028] 隔离变换器14连接整流电路13的输出端，隔离变换器14用于输出隔离电压U1，其中隔离电压U1包括至少一路电压，例如隔离变换器输出两路电压，两路电压不相等，例如一路电压为24V，另一路电压为48V。
[0029] 隔离变换器14也称隔离转换器，是一种用于转换电压或电流的电子设备，它通过物理隔离的方式将输入端和输出端隔离，以实现电气隔离和安全。隔离变换器14包括但不限于DC/DC隔离变换器、AC/DC隔离变换器和DC/AC隔离变换器，本实施例的隔离变换器14为DC/DC隔离变换器。
[0030] 过零检测电路16的第一端连接至第一输入端11和整流电路13之间，过零检测电路16的第二端连接至继电器15和整流电路13之间。
[0031] 过零检测指的是在交流系统中，当波形从正半周向负半周转换时，经过零位时，过零检测电路16做出的检测。
[0032] 过零检测电路16采样检测第一输入端11和第二输入端12输入的市电，并输出过零检测信号。
[0033] 控制电路17分别与过零检测电路16和继电器15连接，接收隔离电压U1，并从过零检测电路16接收过零检测信号，控制电路17用于基于过零检测信号控制继电器15断开或导通。
[0034] 其中，控制电路17是指用于机械和电气设备控制的电路。例如本实施例中控制电路17用于控制继电器15断开或导通。
[0035] 控制电路17控制继电器15的两个触点断开，或者控制电路17控制继电器15的两个触点连接。隔离电压U1用于为控制电路17驱动继电器15提供动力。
[0036] 其中，当隔离变换器14输出一路以上电压时，控制电路17接收其中一路电压，用于为控制电路17驱动继电器15提供动力。
[0037] 在电源电路10上电时，控制电路17接收过零检测电路16输出的过零检测信号，控制继电器15导通；在电源电路10下电时，控制电路17基于过零检测信号在较短时间内控制继电器15断开，当电源电路10再上电时，能够限制浪涌电流，减少继电器15受损的几率，降低了风险。
[0038] 根据本申请的一些实施例中，本实施例的电源电路10还包括母线电容C3，母线电容C3的正极连接至整流电路13和隔离变换器14之间，母线电容C3的负极接地。
[0039] 电源电路10上电，母线电容C3通过整流电路13输出的直流电压充电。
[0040] 在电源电路10下电时，且母线电容C3电压较高的情况下，控制电路17基于过零检测信号在较短时间内控制继电器15断开，这种情况下，无论电源电路10何种时刻上电，都能够限制浪涌电流，减少继电器15受损的几率，降低了风险。
[0041] 根据本申请的一些实施例，本实施例的控制电路17包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1、第二电容C2和第一二极管D1。
[0042] 其中，第一二极管D1的正极与第一开关管Q1的第一端连接，第一二极管D1的负极接收隔离电压U1且与第二开关管Q2的第一端、第二电阻R2的一端和第一电容C1的一端连接，继电器15的第一端与第一二极管D1的正极连接，继电器15的第二端与第一二极管D1的负极连接。
[0043] 第一开关管Q1的第二端接地，第一开关管Q1的第三端通过第三电阻R3与第二开关管Q2的第二端连接，第二开关管Q2的第三端分别与第二电阻R2的另一端、第一电容C1的另一端和第四电阻R4的一端连接，第四电阻R4的另一端与过零检测电路16连接。
[0044] 第五电阻R5的一端和第二电容C2的一端连接至第一开关管Q1的第三端，第五电阻R5的另一端和第二电容C2的另一端接地。
[0045] 其中，第五电阻R5的阻值大于第三电阻R3的阻值。
[0046] 隔离变换器14输出的隔离电压U1通过第二开关管Q2、第三电阻R3和第一开关管Q1连接到继电器15，用于驱动继电器15。
[0047] 可选地，继电器15的第一端为继电器15的线圈的一端，继电器15的第二端为继电器15的线圈的另一端。
[0048] 本实施例的控制电路17电路简单，易于实现，降低成本。
[0049] 根据本申请的一些实施例，在电源电路10上电时，过零检测电路16检测市电，第二开关管Q2交替导通或截止，第二电容C2充电速率大于放电速率，第一开关管Q1在第二电容C2的电压大于或等于第一开关管Q1的导通电压时导通，继电器15的两个触点导通。
[0050] 电源电路10上电，过零检测电路16采样检测第一输入端11和第二输入端12输入的市电，且母线电容C3充电。控制电路17接收过零检测信号，控制第二开关管Q2导通或截止，其中过零检测信号为高电平或低电平；由于市电为交流电压，市电在工频周期内会经过过零处，例如工频周期为10ms。当市电位于过零处时，第二开关管Q2截止，例如2ms截止；当市电位于峰值处时，第二开关管Q2导通，例如8ms导通。即控制电路17接收过零检测信号，控制第二开关管Q2交替导通或截止。
[0051] 第二开关管Q2导通时第二电容C2充电，第二开关管Q2截止时第二电容C2放电；且第五电阻R5的阻值大于第三电阻R3的阻值，此时第二电容C2的充电速率大于放电速率。当第二电容C2的电压大于或等于第一开关管Q1的导通电压时，第一开关管Q1导通，隔离电压U1为继电器15的线圈供电，继电器15的两个触点连接，即继电器15导通。
[0052] 本实施例中控制电路17通过过零检测信号，控制继电器15在母线电容C3充满电后导通，能够限制浪涌电流，减少继电器15受损的几率，提高继电器15的寿命。
[0053] 根据本申请的一些实施例，在电源电路10下电时，第二开关管Q2截止，第二电容C2通过第五电阻R5放电，第一开关管Q1在第二电容C2的电压小于第一开关管Q1的导通电压时截止，继电器15的两个触点断开。
[0054] 电源电路10下电时，控制电路17接收过零检测信号，其中过零检测信号为低电平，此时第二开关管Q2截止，第二电容C2通过第五电阻R5放电；当第二电容C2的电压小于第一开关管Q1的导通电压时，第一开关管Q1截止，继电器15的线圈断电，继电器15的两个触点断开，即继电器15断开。
[0055] 由上述可知，继电器15断开的延时时间为第二电容C2通过第五电阻R5放电的时间，即继电器15断开的时间可通过第二电容C2和第五电阻R5的值来配置，能够进一步缩短控制继电器15断开的时间。
[0056] 在电源电路10下电时，控制电路17通过过零检测信号，能够在较短时间内且母线电容C3电压较高的情况下，控制继电器15断开，当电源电路10再上电时，有效限制浪涌电流，降低器件损坏的几率，减小风险，提高可靠性。
[0057] 如图1所示，由于第一电容C1和第二电阻R2并联在第二开关管Q2的第一端和第三端，作为第二开关管Q2的旁路器件，可以增强第二开关管Q2的抗干扰能力，避免第二开关管Q2受到外部干扰而导通，提高抗干扰能力。
[0058] 第一二极管D1用于继电器15的线圈在第一开关管Q1截止时的续流通道，通过第一二极管D1能够保护第一开关管Q1不被过压击穿。
[0059] 根据本申请的一些实施例，控制电路17还包括第二二极管D2，第二二极管D2的一端连接第一开关管Q1的第三端，第二二极管D2的另一端接地。
[0060] 其中，第二二极管D2包括稳压二极管或瞬态电压抑制二极管，用于第一开关管Q1的电压嵌位；本实施例通过第二二极管D2能够保护第一开关管Q1不被过压击穿。
[0061] 本申请通过控制电路17实现由过零检测信号控制继电器15断开或导通。在电源电路10上电时，母线电容C3充满电后，控制继电器15导通；在电源电路10下电时，能够在较短时间内且母线电容C3电压较高的情况下，控制继电器15断开，当电源电路10再上电时，有效限制了浪涌电流的产生，降低器件损坏的几率，减小风险，提高可靠性。
[0062] 请参见图2所示，图2是本申请提供的电源电路的另一实施例的电路示意图。本实施例的电源电路10与图1的电源电路10不同之处在于：过零检测电路16包括第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9和光电耦合器OC。
[0063] 第六电阻R6的一端连接至第一输入端11和整流电路13之间，第六电阻R6的另一端通过第七电阻R7连接至第三二极管D3的正极，第三二极管D3的负极连接光电耦合器OC的第一端；第八电阻R8的一端连接至第二输入端12和整流电路13之间，第八电阻R8的另一端通过第九电阻R9连接至第四二极管D4的正极，第四二极管D4的负极连接至第三二极管D3的负极和光电耦合器OC的第一端之间；第五二极管D5的正极连接至光电耦合器OC的第二端，第五二极管D5的负极连接至第七电阻R7和第三二极管D3的正极之间；第六二极管D6的正极连接至第五二极管D5的正极和光电耦合器OC的第二端之间，第六二极管D6的负极连接至第九电阻R9和第四二极管D4的正极之间；光电耦合器OC的第三端连接第四电阻R4，光电耦合器OC的第四端接地。
[0064] 其中，光电耦合器OC也称光电隔离器，简称光耦，是以光为媒介传输电信号的一种电——光——电转换器件。光耦由发光源和受光器两部分组成。把发光源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。
[0065] 例如，本实施例中光电耦合器OC由一个发光二极管和一个光敏三极管组成，发光二极管位于输入端，也称原边；光敏三极管为输出端，也称副边。
[0066] 根据本申请的一些实施例，在电源电路10上电时，过零检测电路16检测市电，光电耦合器OC的第三端和第四端交替连接或断开，第一开关管Q1导通。
[0067] 在电源电路10上电，过零检测电路16检测市电。当市电位于峰值处时，光电耦合器OC的原边电流大，副边导通，即光电耦合器OC的第三端和第四端连接，此时第四电阻R4的一端接地，第二开关管Q2导通；当市电位于过零处时，光电耦合器OC的原边电流小，副边截止，即光电耦合器OC的第三端和第四端断开，此时第二开关管Q2截止。即控制电路17接收过零检测信号，第二开关管Q2交替导通或截止，第一开关管Q1在第二电容C2的电压大于或等于第一开关管Q1的导通电压时导通，继电器15的两个触点导通。
[0068] 根据本申请的一些实施例，在电源电路10下电时，光电耦合器OC的第三端和第四端断开，第一开关管Q1截止。
[0069] 在电源电路10下电时，光电耦合器OC的原边电流小，副边截止，即光电耦合器OC的第三端和第四端断开，此时第二开关管Q2截止，第一开关管Q1在第二电容C2的电压小于第一开关管Q1的导通电压时截止，继电器15的两个触点断开。
[0070] 参考上述可知，在电源电路10上电，即第一输入端11和第二输入端12输入50Hz的市电，过零检测电路16检测市电位于过零处时，光电耦合器OC的原边电流小，副边截止；检测市电位于峰值处时，光电耦合器OC的原边电流大，副边导通，此时副边可得到一个100Hz的方波信号；在电源电路10下电时，光电耦合器OC的原边电流小，副边截止，此时副边为高电平。通过过零检测电路16判断电源电路10是否下电，控制电路17根据过零检测信号控制继电器15断开的时间。
[0071] 由于电源电路10上电后，过零检测电路16中光电耦合器OC是以100Hz交替导通的，当第二电容C2和第五电阻R5的截止频率小于50Hz时，能够减少第一开关管Q1的频繁开断。
[0072] 需要说明的是，本实施例中过零检测电路16的实施方式包括但不限于上述所示。
[0073] 可选地，本申请的第一开关管Q1的为N型MOS管，第二开关管Q2为PNP型三极管。在其他实施例中，根据实际情况设置第一开关管Q1和第二开关管Q2的类型。
[0074] 本申请还提供的一种电子设备，包括上述实施例的电源电路10，在此不再赘述。
[0075] 综上所述，本申请通过控制电路17实现由过零检测信号控制继电器15断开或导通。在电源电路10上电时，母线电容C3充满电后，控制继电器15导通；在电源电路10下电时，能够在较短时间内且母线电容C3电压较高的情况下，控制继电器15断开，当电源电路10再上电时，有效限制了浪涌电流的产生，降低器件损坏的几率，减小风险，提高可靠性。
[0076] 以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
