CN109510468B - 一种开关电源电路及空调器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种开关电源电路及空调器，涉及开关电源技术领域。该开关电源电路的开关电源芯片、变压模块以及供电模块依次电连接，供电模块与第一信号反馈模块及第二信号反馈模块均电连接，第一信号反馈模块及第二信号反馈模块均与过压保护模块电连接，过压保护模块与开关电源芯片电连接。由于第二信号反馈模块用于当供电模块输出的第二电压信号大于或等于预设定的第二电压阈值时输出第二反馈信号至过压保护模块，使得当开关电源电压芯片过压时便及时调节变压模块的输出电压，确保供电模块输出的第一电压信号及第二电压信号不至于过大，避免供电模块输出的第一电压信号不会导致后级的芯片烧毁，提高了开关电源电路的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及开关电源技术领域，具体而言，涉及一种开关电源电路及空调器。
背景技术
现空调技术快速发展，变频空调市场占有率越来越大，变频空调不但有内机控制板、还有外机控制板，并且外机板工作电压更宽，使用环境更为恶劣、同时因外因为控制板要负责驱动压缩机，四通阀、外风机等负载，干扰会更大，设计不当很容易造成芯片过压，烧毁电源芯片，因此对开关电源的可靠性设计要求更高。
而现有技术中的开关电源，通常包括反馈电路，以反馈开关电源的输出电压，但当开关电源的负载较大时，输出电压较高，此时与开关电源连接的芯片会由于过压而烧毁，甚至可能导致起火等严重风险；同时，现有的反馈电路通常利用光耦进行反馈，但光耦的反馈速度较慢，灵敏度较低；同时仅仅能在输出异常时能够及时反馈。
发明内容
本发明解决的问题是如何保证在输出负载较重时电源电压芯片仍然能正常工作，提高开关电源电路的可靠性。
为解决上述问题，本发明提供一种开关电源电路，所述开关电源电路包括：开关电源芯片、变压模块、供电模块、第一信号反馈模块、第二信号反馈模块以及过压保护模块，所述开关电源芯片、所述变压模块以及所述供电模块依次电连接，所述供电模块与所述第一信号反馈模块及所述第二信号反馈模块均电连接，所述第一信号反馈模块及所述第二信号反馈模块均与所述过压保护模块电连接，所述过压保护模块与所述开关电源芯片电连接；
所述第一信号反馈模块用于当所述供电模块输出的第一电压信号大于或等于预设定的第一电压阈值时输出第一反馈信号至所述过压保护模块；
所述第二信号反馈模块用于当所述供电模块输出的第二电压信号大于或等于预设定的第二电压阈值时输出第二反馈信号至所述过压保护模块；
所述过压保护模块用于接收到所述第一反馈信号时生成第一过压信号，并将所述第一过压信号传输至所述开关电源芯片，以及用于接收到所述第二反馈信号时生成第二过压信号，并将所述第二过压信号传输至所述开关电源芯片；
所述开关电源芯片用于基于所述第一过压信号或所述第二过压信号，调整所述变压模块的输出电压。
可以理解地，通过设置第二信号反馈模块，使得当开关电源电压芯片过压时便及时调节变压模块的输出电压，确保供电模块输出的第一电压信号及第二电压信号不至于过大，避免供电模块输出的第一电压信号不会导致后级的芯片烧毁；同时，通过设置第一信号反馈模块，确定供电模块输出的第一电压信号能够满足后级的芯片的正常工作。
进一步地，所述供电模块包括第一供电单元及芯片供电单元，所述第一供电单元及所述芯片供电单元均与所述变压模块电连接，所述第一供电单元与所述第一信号反馈模块电连接，所述芯片供电单元与所述第二信号反馈模块及所述开关电源芯片电连接；
所述第一供电单元用于将所述变压模块输出的电压转换为所述第一电压信号；
所述第二供电单元用于将所述变压模块输出的电压转换为所述第二电压信号。
可以理解地，通过设置第一供电单元，可以为后级的负载、芯片等供电；通过设置芯片供电单元，可以为电源电压芯片供电。
进一步地，所述过压保护模块包括第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一信号反馈模块及所述第二信号反馈模块均电连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述开关电源芯片的信号反馈端电连接。
可以理解地，利用第一三极管构成过压保护模块，而由于三极管的开通或关断的时间相较于光耦更短，从而反馈灵敏度更高，且纹波小，使得开关电源芯片接收到第一过压信号或第二过压信号的速度更快，也更加稳定。
进一步地，所述第一信号反馈模块包括第一稳压二极管及第一电阻，所述第一稳压二极管的阳极与所述第一三极管的基极电连接，所述第一稳压二极管的阴极串联所述第一电阻后与所述第一供电单元电连接。
可以理解地，当第一供电单元输出的电压高于第一稳压二极管的稳压值时，第一稳压二极管便导通。
进一步地，所述第二信号反馈模块包括第二稳压二极管及第二电阻，所述第二稳压二极管的阳极与所述第一三极管的基极电连接，所述第二稳压二极管的阴极串联所述第二电阻后与所述芯片供电单元电连接。
可以理解地，当第二供电单元输出的电压高于第二稳压二极管的稳压值时，第二稳压二极管便导通。
进一步地，所述供电模块还包括第二供电单元，所述第二供电单元与所述变压模块电连接。
进一步地，所述变压模块包括变压器，所述变压器的初级与所述开关电源芯片电连接，所述变压器的次级包括第一抽头及第二抽头，所述第一抽头与所述第一供电单元及所述芯片供电单元均电连接，所述第二抽头与所述第二供电单元电连接。
进一步地，所述开关电源电路还包括滤波模块，所述滤波模块与所述变压模块及所述开关电源芯片均电连接。
进一步地，所述滤波模块包括第一二极管、第一电容以及第三电阻，所述第一电容、所述第三电阻及所述变压模块并联，所述第一二极管的阳极与所述开关电源芯片及所述变压模块电连接。
本发明还提供了一种空调器，所述空调器包括上述开关电源电路，所述开关电源电路包括：开关电源芯片、变压模块、供电模块、第一信号反馈模块、第二信号反馈模块以及过压保护模块，所述开关电源芯片、所述变压模块以及所述供电模块依次电连接，所述供电模块与所述第一信号反馈模块及所述第二信号反馈模块均电连接，所述第一信号反馈模块及所述第二信号反馈模块均与所述过压保护模块电连接，所述过压保护模块与所述开关电源芯片电连接；
所述第一信号反馈模块用于当所述供电模块输出的第一电压信号大于或等于预设定的第一电压阈值时输出第一反馈信号至所述过压保护模块；
所述第二信号反馈模块用于当所述供电模块输出的第二电压信号大于或等于预设定的第二电压阈值时输出第二反馈信号至所述过压保护模块；
所述过压保护模块用于接收到所述第一反馈信号时生成第一过压信号，并将所述第一过压信号传输至所述开关电源芯片，以及用于接收到所述第二反馈信号时生成第二过压信号，并将所述第二过压信号传输至所述开关电源芯片；
所述开关电源芯片用于基于所述第一过压信号或所述第二过压信号，调整所述变压模块的输出电压。
附图说明
图1是本发明实施例提供的开关电源电路的电路结构框图。
图2是本发明实施例提供的开关电源电路的电路图。
图3是本发明实施例提供的开关电源电路进一步的电路结构框图。
图标：100-开关电源电路；110-开关电源芯片；120-滤波模块；130-变压模块；140-供电模块；142-芯片供电单元；144-第一供电单元；146-第二供电单元；150-第一信号反馈模块；160-第二信号反馈模块；170-过压保护模块。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
本发明实施例提供了一种开关电源电路100，用于保证在输出负载较重时电源电压芯片仍然能正常工作，提高开关电源电路100的可靠性。请参阅图1，为本发明实施例提供的开关电源电路100的电路结构框图。该开关电源电路100包括滤波模块120、开关电源芯片110、变压模块130、供电模块140、第一信号反馈模块150、第二信号反馈模块160以及过压保护模块170。其中，滤波模块120、变压模块130、供电模块140依次电连接，开关电源芯片110与滤波模块120、变压模块130、供电模块140及过压保护模块170均电连接，供电模块140与第一信号反馈模块150及第二信号反馈模块160均电连接，第一信号反馈模块150及第二信号反馈模块160均与过压保护模块170电连接。
其中，开关电源芯片110用于依据过压保护模块170传输的第一过压信号或第二过压信号对输入电压进行脉冲调制，从而实现DC/DC电压变换，以及输出电压可调和自动稳压。
一般地，开关电源芯片110包括脉冲宽度调制开关电源芯片110和电子开关器件构成。通过脉冲宽度调制开关电源芯片110输出脉冲调制信号，使电子开关器件不停地接通和关断，从而实现DC/DC电压变换。
该电子开关器件可以是但不仅限于晶体管、场效应管、可控硅闸流管等。
滤波模块120与直流输入电源及开关电源芯片110均电连接，用于滤除开关电源芯片110的电子开关器件不断导通产生的浪涌。
请参阅图2，为本发明实施例提供的开关电源电路100的电路图。该滤波模块120包括第一二极管D1、第三电阻R3以及第一电容C1，第三电阻R3、第一电容C1以及变压模块130三者并联，第一二极管D1的阳极与开关电源芯片110及变压模块130电连接，第一二极管D1的阴极与第三电阻R3电连接。
变压模块130用于在开关电源芯片110的控制下，实现DC/DC电压变换。
请继续参阅图2，变压模块130的初级与开关电源芯片110电连接，变压模块130的次级包括第一抽头及第二抽头，第一抽头及第二抽头均与供电模块140电连接。第一抽头及第二抽头用于输出不同的电压至供电模块140。
供电模块140用于为外部负载及开关电源芯片110电连接。请参阅图3，为开关电源电路100进一步的电路结构框图。该供电模块140包括第一供电单元144、第二供电单元146及芯片供电单元142，第一供电单元144、第二供电单元146及芯片供电单元142均与变压模块130电连接，第一供电单元144与第一信号反馈模块150电连接，芯片供电单元142与第二信号反馈模块160及开关电源芯片110电连接。
具体地，第一供电单元144及芯片供电单元142均与变压器的第一抽头电连接，第二供电单元146与变压器的第二抽头电连接。
芯片供电单元142用于为开关电源芯片110供电，以及用于输出第二电压信号至第二信号反馈模块160。请继续参阅图2，芯片供电单元142包括第二二极管D2、第四电阻R4以及第二电容C2，变压模块130依次串联第二二极管D2、第四电阻R4以及第二电容C2后接地，开关电源芯片110的电源接口电连接于第四电阻R4以及第二电容C2之间。
在一种可选的实施例中，第二电压信号为18V的电压信号。
第一供电单元144用于为外部负载供电，以及输出第一电压信号至第一信号反馈模块150。请继续参阅图2，第一供电单元144包括第三二极管D3及第三电容C3，变压模块130依次串联第三二极管D3及第三电容C3后接地。
在一种可选的实施例中，第一电压信号为15V的电压信号。
第二供电单元146同样用于为外部负载供电。请继续参阅图2，第二供电单元146包括第四二极管D4及第四电容C4，变压模块130依次串联第四二极管D4及第四电容C4后接地。
在一种可选的实施例中，第二供电单元146用于输出8.8V的电压。
第一信号反馈模块150用于当供电模块140输出的第一电压信号大于或等于预设定的第一电压阈值时输出第一反馈信号至过压保护模块170。
具体地，第一信号反馈模块150与第一供电单元144电连接。请继续参阅图2，第一信号反馈模块150包括第一稳压二极管ZD1及第一电阻R1，第一稳压二极管ZD1的阳极与过压保护模块170电连接，第一稳压二极管ZD1的阴极串联第一电阻R1后与第一供电单元144电连接。
可以理解地，预设定的第一电压阈值由第一稳压二极管ZD1的稳压值确定，当第一供电单元144输出的第一电压信号大于或等于第一稳压二极管ZD1的稳压值时，第一稳压二极管ZD1被反向击穿，从而输出第一反馈信号至过压保护模块170。
第二信号反馈模块160用于当供电模块140输出的第二电压信号大于或等于预设定的第二电压阈值时输出第二反馈信号至过压保护模块170。
具体地，第二信号反馈模块160与芯片供电单元142电连接。请继续参阅图2，第二信号反馈模块160包括第二稳压二极管ZD2及第二电阻R2，第二稳压二极管ZD2的阳极与过压保护模块170电连接，第二稳压二极管ZD2的阴极串联第二电阻R2后与第二供电单元146电连接。
可以理解地，预设定的第二电压阈值由第二稳压二极管ZD2的稳压值确定，当芯片供电单元142输出的第二电压信号大于或等于第二稳压二极管ZD2的稳压值时，第二稳压二极管ZD2被反向击穿，从而输出第二反馈信号至过压保护模块170。
过压保护模块170用于接收到第一反馈信号时生成第一过压信号，并将第一过压信号传输至开关电源芯片110，以及用于接收到第二反馈信号时生成第二过压信号，并将第二过压信号传输至开关电源芯片110。
请继续参阅图2，过压保护模块170包括第一三极管Q1，第一三极管Q1的基极与第一稳压二极管ZD1的阳极及第二稳压二极管ZD2的阳极均电连接，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极与开关电源芯片110的信号反馈端电连接。
可以理解地，当外部负载较大时，第一供电模块140输出的第一电压信号较大，此时第一稳压二极管ZD1被反向击穿时，第一三极管Q1的基极为高电平，从而第一三极管Q1导通，通过第一三极管Q1的集电极将第一过压信号传输至开关电源芯片110，以使开关电源芯片110基于该第一过压信号对变压模块130的输出电压进行调节。
当芯片供电模块140输出的第二电压信号大于预设定的第二电压阈值时，第二稳压二极管ZD2被反向击穿，第一三极管Q1的基极为高电平，从而第一三极管Q1导通，通过第一三极管Q1的集电极将第二过压信号传输至开关电源芯片110，以使开关电源芯片110基于该第二一过压信号对变压模块130的输出电压进行调节，从而使输出电压减小，从而使得当开关电源电压芯片过压时便及时调节变压模块130的输出电压，确保供电模块140输出的第一电压信号及第二电压信号不至于过大，避免供电模块140输出的第一电压信号不会导致后级的芯片烧毁。
此外，由于过压保护模块170采用第一三极管Q1，而三极管的开通或关断的时间相较于光耦更短，从而本发明实施例提供的过压保护模块170的反馈灵敏度更高，且纹波小，使得开关电源芯片110接收到第一过压信号或第二过压信号的速度更快，也更加稳定。
此外，本发明实施例还提供了一种空调器，该空调器包括上述开关电源电路100。
综上所述，本发明提供的一种开关电源电路，包括开关电源芯片、变压模块、供电模块、第一信号反馈模块、第二信号反馈模块以及过压保护模块，开关电源芯片、变压模块以及供电模块依次电连接，供电模块与第一信号反馈模块及第二信号反馈模块均电连接，第一信号反馈模块及第二信号反馈模块均与过压保护模块电连接，过压保护模块与开关电源芯片电连接。由于第二信号反馈模块用于当供电模块输出的第二电压信号大于或等于预设定的第二电压阈值时输出第二反馈信号至过压保护模块，使得当开关电源电压芯片过压时便及时调节变压模块的输出电压，确保供电模块输出的第一电压信号及第二电压信号不至于过大，避免供电模块输出的第一电压信号不会导致后级的芯片烧毁；同时，通过设置第一信号反馈模块，确定供电模块输出的第一电压信号能够满足后级的芯片的正常工作。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (9)
1.一种开关电源电路，其特征在于，所述开关电源电路(100)包括：开关电源芯片(110)、变压模块(130)、供电模块(140)、第一信号反馈模块(150)、第二信号反馈模块(160)以及过压保护模块(170)，所述开关电源芯片(110)分别与所述变压模块(130)、所述供电模块(140)电连接，所述变压模块(130)与所述供电模块(140)电连接，所述供电模块(140)与所述第一信号反馈模块(150)及所述第二信号反馈模块(160)均电连接，所述第一信号反馈模块(150)及所述第二信号反馈模块(160)均与所述过压保护模块(170)电连接，所述过压保护模块(170)与所述开关电源芯片(110)电连接；
所述第一信号反馈模块(150)用于当所述供电模块(140)输出的第一电压信号大于或等于预设定的第一电压阈值时输出第一反馈信号至所述过压保护模块(170)；
所述第二信号反馈模块(160)用于当所述供电模块(140)输出的第二电压信号大于或等于预设定的第二电压阈值时输出第二反馈信号至所述过压保护模块(170)；
所述过压保护模块(170)用于接收到所述第一反馈信号时生成第一过压信号，并将所述第一过压信号传输至所述开关电源芯片(110)，以及用于接收到所述第二反馈信号时生成第二过压信号，并将所述第二过压信号传输至所述开关电源芯片(110)；
所述开关电源芯片(110)用于基于所述第一过压信号或所述第二过压信号，调整所述变压模块(130)的输出电压；
所述供电模块(140)包括第一供电单元(144)及芯片供电单元(142)，所述第一供电单元(144)及所述芯片供电单元(142)均与所述变压模块(130)电连接，所述第一供电单元(144)与所述第一信号反馈模块(150)电连接，所述芯片供电单元(142)与所述第二信号反馈模块(160)及所述开关电源芯片(110)电连接；其中，所述第一供电单元(144)包括第三二极管及第三电容，所述变压模块(130)依次串联所述第三二极管及所述第三电容后接地；
所述第一供电单元(144)用于将所述变压模块(130)输出的电压转换为所述第一电压信号；所述芯片供电单元(142)用于将所述变压模块(130)输出的电压转换为所述第二电压信号。
2.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述过压保护模块(170)包括第一三极管，所述第一三极管的基极与所述第一信号反馈模块(150)及所述第二信号反馈模块(160)均电连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述开关电源芯片(110)的信号反馈端电连接。
3.根据权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述第一信号反馈模块(150)包括第一稳压二极管及第一电阻，所述第一稳压二极管的阳极与所述第一三极管的基极电连接，所述第一稳压二极管的阴极串联所述第一电阻后与所述第一供电单元(144)电连接。
4.根据权利要求2所述的开关电源电路，其特征在于，所述第二信号反馈模块(160)包括第二稳压二极管及第二电阻，所述第二稳压二极管的阳极与所述第一三极管的基极电连接，所述第二稳压二极管的阴极串联所述第二电阻后与所述芯片供电单元(142)电连接。
5.根据权利要求1所述的开关电源电路，其特征在于，所述供电模块(140)还包括第二供电单元(146)，所述第二供电单元(146)与所述变压模块(130)电连接。
6.根据权利要求5所述的开关电源电路，其特征在于，所述变压模块(130)包括变压器，所述变压器的初级与所述开关电源芯片(110)电连接，所述变压器的次级包括第一抽头及第二抽头，所述第一抽头与所述第一供电单元(144)及所述芯片供电单元(142)均电连接，所述第二抽头与所述第二供电单元(146)电连接。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的开关电源电路，其特征在于，所述开关电源电路(100)还包括滤波模块(120)，所述滤波模块(120)与所述变压模块(130)及所述开关电源芯片(110)均电连接。
8.根据权利要求7所述的开关电源电路，其特征在于，所述滤波模块(120)包括第一二极管、第一电容以及第三电阻，所述第一电容及所述第三电阻构成的并联电路和所述第一二极管串联后与所述变压模块(130)并联，所述第一二极管的阳极与所述开关电源芯片(110)及所述变压模块(130)电连接。
9.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括如权利要求1-8中任意一项所述的开关电源电路(100)。
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