CN110098604A

CN110098604A - 一种放电电路、电源滤波电路、电源供电电路及家用电器

Info

Publication number: CN110098604A
Application number: CN201910379535.7A
Authority: CN
Inventors: 余朋清
Original assignee: Panasonic Appliances Microwave Oven Shanghai Co Ltd
Current assignee: Panasonic Kitchen Appliances Technology Jiaxing Co ltd
Priority date: 2019-05-08
Filing date: 2019-05-08
Publication date: 2019-08-06
Anticipated expiration: 2039-05-08
Also published as: CN110098604B

Abstract

本发明涉及一种放电电路、电源滤波电路、电源供电电路、以及家用电器。所述放电电路包括与电源并联的放电电阻(R1)；开关控制器(RL1)，所述放电电阻(R1)和开关控制器(RL1)串联后与电容并联；驱动电路，与所述开关控制器(RL1)相连接，所述驱动电路在有来自电源的输入信号时，将所述开关控制器(RL1)断开，在没有来自电源的输入信号时，将所述开关控制器(RL1)导通。本发明通过将放电电阻与开关控制器相串联，可以实现同时满足断电后残余电压在规定时间内快速降低、以及家用电器处于待机时功耗小于规定值的要求。

Description

一种放电电路、电源滤波电路、电源供电电路及家用电器

技术领域

本发明涉及包括家用电器在内的电器设备技术领域，特别涉及一种放电电路、电源滤波电路、电源供电电路、以及使用了该放电电路、电源滤波电路或电源供电电路的家用电器。

背景技术

附图1为现有技术中一种常见的家用电器的电源供电电路。如附图1所示，该电源供电电路包括交流输入端子CN1、CN2，以及交流输出端子CN3、CN4。该电源供电电路通过交流输入端子CN1、CN2输入市电，并通过交流输出端子CN3、CN4为家用电器的电气部件供电，如给加热器，电机，变压器，压缩机等部件供电。所述电源供电电路中，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第一电阻R1、和滤波电感L1共同组成电源滤波电路。所述滤波电感L1的第一绕组的第一端与所述第一电容C1的第一端、第一电阻R1的第一端、以及交流输入端子CN1相连接，滤波电感L1的第一绕组的第二端与所述第二电容C2的第一端、第三电容C3的第一端、开关电源的第一输入端、以及交流输出端子CN3相连接，所述滤波电感L1的第二绕组的第一端与所述第一电容C1的第二端、第一电阻R1的第二端、以及交流输入端子CN2相连接，滤波电感L1的第二绕组的第二端与所述第二电容C2的第二端、第四电容C4的第二端、开关电源的第二输入端、以及交流输出端子CN4相连接，所述第三电容C3的第二端与所述第四电容C4的第一端相连接并接地。所述电源滤波电路用于消除电源供电电路里的干扰噪音。

当交流输入端子CN1、CN2接通市电时，第一电容C1、第二电容C2会进行充电，而当交流输入端子CN1、CN2断开电源时，第一电阻R1与第一电容C1、第二电容C2构成回路，实现对电容C1、C2放电。

所述开关电源SMPS用于将市电(如220V)转化为12V的直流电，经第一输出端输出，为控制电气部件工作的电路板供电，开关电源SMPS的第二输出端接地，所述第一输出端、第二输出端之间连接有第五电容C5。

根据IEC及GB法规规定，当交流输入端子CN1、CN2断开电源时，交流输入端子CN1、CN2之间的残余电压必须在规定时间例如1秒之内降低到34V，同时，当家用电器处于待机状态时，其待机功耗必须小于规定值例如1W或者0.5W。

如附图1所示，当交流输入端子CN1、CN2断开电源时，交流输入端子CN1、CN2之间的残余电压取决于电容C1、C2的容量大小以及第一电阻R1电阻值的大小，为了实现消除电源供电电路里干扰噪音的最好效果，一般选择容量较大的电容C1、C2；但为了保证当交流输入端子CN1、CN2断开电源时，交流输入端子CN1、CN2之间的残余电压在规定时间例如1秒之内降低到34V，第一电阻R1的电阻值优选较小值以实现快速放电。而当家用电器处于待机状态时，待机功耗又与第一电阻R1电阻值的大小以及开关电源SMPS待机时消耗的功率有关。当家用电器处于待机状态时，开关电源SMPS消耗的功率一般比较小，大约例如0.1～0.3W左右，此时待机的总功耗取决于第一电阻R1上产生的功耗，所以为了减小待机总功耗，第一电阻R1的电阻值要尽可能选择大一些而不宜选择较小值。

综上所述，为了实现消除电源供电电路里干扰噪音的最好效果而采用较大容量的电容C1、C2，同时，第一电阻R1的电阻值的选择对放电和待机有至关重要的影响，且两者不易兼顾。实际设计中很难保证同时满足断电后快速放电例如1秒之内降低到34V、以及能够实现快速放电的同时家用电器处于待机时功耗必须小于1W或者0.5W的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种放电电路、电源滤波电路、电源供电电路、以及家用电器，可以实现同时满足断电后交流输入端子CN1、CN2之间的残余电压快速放电、以及家用电器处于待机时功耗小于规定功耗的要求，以解决现有技术中存在的上述缺陷。

本发明提供一种放电电路，包括：

与电源并联的放电电阻(R1)；

开关控制器(RL1)，与所述放电电阻(R1)串联后至少与一个电容并联；

所述开关控制器(RL1)的驱动电路，在有来自所述电源的输入信号时，将所述开关控制器(RL1)断开，在没有来自所述电源的输入信号时，将所述开关控制器(RL1)导通。

进一步地，作为优选，本发明放电电路中，所述开关控制器(RL1)的驱动电路还包括：

脉冲信号转换电路，用于将来自所述电源的输入信号转换为脉冲信号；

电平信号转换电路，用于将所述脉冲信号转换并输出高电平信号或者在未接收到所述脉冲信号时输出低电平信号；

开关控制电路，在接受高电平信号时，将所述开关控制器(RL1)断开，在接受低电平信号时，将所述开关控制器(RL1)导通。

更进一步地，作为优选，本发明的放电电路中，脉冲信号转换电路还包括光电耦合器(IC1)，所述光电耦合器(IC1)的第一端分别与第一二极管(D1)和第二二极管(D2)的负极相连接，所述光电耦合器(IC1)的第二端和第二二极管(D2)的正极通过第十电阻(R10)与所述开关控制器(RL1)相连接，所述光电耦合器(IC1)的第三端通过第十二电阻(R12)与直流电源相连接，所述光电耦合器(IC1)的第四端与所述电平信号转换电路相连接，并通过第十一电阻(R11)接地，所述第一二极管(D1)的正极与所述放电电阻(R1)相连接。

更进一步地，作为优选，本发明的放电电路中，电平信号转换电路为信号转换模块(IC2)，所述脉冲信号转换电路通过所述信号转换模块(IC2)与所述开关控制电路相连接。

更进一步地，作为优选，本发明的放电电路中，开关控制电路包括第一开关元件(Q1)和第二开关元件(Q2)，所述第一开关元件(Q1)和第二开关元件(Q2)的发射极接地，所述第二开关元件(Q2)的集电极与所述开关控制器(RL1)的第一端相连接，所述第二开关元件(Q2)的基极与所述第一开关元件(Q1)的集电极相连接，所述第一开关元件(Q1)的集电极通过第十三电阻(R13)分别与所述开关控制器(RL1)的第二端和直流电源相连接，所述第一开关元件(Q1)的基极与所述电平信号转换电路相连接。

更进一步地，作为优选，本发明的放电电路中，开关控制器(RL1)为继电器，更优选为电磁继电器。

本发明还提供了一种电源滤波电路，本发明的电源滤波电路包括：

上述任一项的放电电路，其中，第一电容(C1)与放电电阻(R1)并联；

第二电容(C2)，通过滤波电感(L1)与该第一电容(C1)相连接；

第三电容(C3)和第四电容(C4)，该第三电容(C3)和第四电容(C4)串联后与该第二电容(C2)并联。

更进一步地，作为优选，本发明的电源滤波电路中，

该第三电容(C3)、第四电容(C4)为Y电容；

和/或，

该第一电容(C1)、第二电容(C2)为X电容；

和/或，

滤波电感(L1)为共模电感。

本发明还提供了一种电源供电电路，该电源供电电路包括：

上述电源滤波电路；

开关电源(SMPS)，其输入端与所述电源相连，用于将该来自所述电源的输入信号转化为直流电，为驱动电路提供直流电源；

电解电容(C10)，设置于该开关电源输出端。

本发明还提供了一种家用电器，包括：

上述任一项放电电路；

和/或，

上述任一项电源滤波电路；

和/或，

上述电源供电电路。

根据本发明的技术方案，由于将放电电阻R1与开关控制器RL1相串联，所以当交流输入端子CN1、CN2断开电源时，通过与电源相连接的驱动电路的控制，该开关控制器RL1会立即短时间内导通，放电电阻R1与电容C1、C2构成回路，实现对电容C1、C2的规定时间内快速放电；而当交流输入端子CN1、CN2导通而家用电器处于待机状态时，同样通过与电源相连接的驱动电路的控制，开关控制器RL1处于断开状态，放电电阻R1没有形成回路，从而实现放电电阻R1上产生的功耗为0。因此，即使选用较小电阻值的放电电阻R1，该放电电路也可以实现同时满足断电后交流输入端子CN1、CN2之间的残余电压在规定时间内快速降低到规定值、以及家用电器处于待机时不会因为放电电阻R1而产生额外待机功耗以利于满足整机功耗小于规定值的要求。同时，该开关控制器RL1无需单独的程序驱动，而是直接通过检测电源是否有电来实现对开关控制器RL1的导通或断开控制的，无需复杂的驱动程序和相应的单片机等，结构简单节约成本。

附图说明

图1是现有技术的家用电器的电源供电电路结构示意图；

图2是根据本发明实施例的电源供电电路的电路结构示意图。

附图标记

R1、第一电阻(放电电阻)；

RL1、电磁继电器(开关控制器)；

C1、第一电容；

C2、第二电容；

C3、第三电容；

C4、第四电容；

L1、滤波电感；

D1、第一二极管；

D2、第二二极管；

IC1、光电耦合器；

IC2、信号转换模块；

Q1、第一开关元件；

Q2、第二开关元件。

具体实施方式

附图2是根据本发明实施例的电源供电电路的电路结构示意图。

如附图2所示，该电源供电电路包括交流输入端子CN1、CN2，以及交流输出端子CN3、CN4。该电源供电电路通过交流输入端子CN1、CN2输入市电，并通过交流输出端子CN3、CN4为家用电器上的电气部件供电。

该电源供电电路中，电源滤波电路包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4和滤波电感L1。该滤波电感L1的第一绕组的第一端与该第一电容C1的第一端、以及交流输入端子CN1相连接，滤波电感L1的第一绕组的第二端与该第二电容C2的第一端、第三电容C3的第一端、开关电源SMPS的第一输入端、以及交流输出端子CN3相连接，该滤波电感L1的第二绕组的第一端与该第一电容C1的第二端、以及交流输入端子CN2相连接，滤波电感L1的第二绕组的第二端与该第二电容C2的第二端、第四电容C4的第二端、开关电源SMPS的第二输入端、以及交流输出端子CN4相连接，该第三电容C3的第二端与该第四电容C4的第一端相连接并接地。该电源滤波电路用于消除电源供电电路里的干扰噪音。

该开关电源SMPS用于将市电(如220V)转化为12V的直流电，经第一输出端输出，为控制电气部件工作的电路板供电，开关电源SMPS的第二输出端接地，并且该第一输出端、第二输出端之间连接有第十电容C10。

该电源滤波电路还包括放电电路。该放电电路包括作为放电电阻的第一电阻R1、开关控制器RL1、以及用于驱动开关控制器RL1的导通和断开的驱动电路。

该开关控制器RL1可以为手动开关，也可以为自动控制开关，只需要能够控制放电电路在电器处于工作状态或者待机状态时断开，并在电器处于断开电源的状态下接通即可。优选地，该开关控制器RL1可以为各类继电器或者电磁继电器，本实施例以下虽然以电磁继电器为例进行说明，但并不能将本发明的技术方案及相应的保护范围理解为限制在电磁继电器的情况。任何具有类似功能的开关元件或者半导体器件，均可以作为开关控制器使用于本发明的实施例。

该驱动电路连接至电磁继电器RL1(开关控制器RL1)的线圈侧(即电磁继电器的输入回路侧)，当驱动电路接收到需要电磁继电器RL1接通的控制信号时，就对电磁继电器RL1的线圈通电，使得电磁继电器RL1闭合，放电电路(即电磁继电器的输出回路侧)接通，开始对第一电容C1和第二电容C2内储存的电量进行放电，当驱动电路的控制端接收到需要电磁继电器RL1断开的控制信号时，就对电磁继电器RL1的线圈断电，使得电磁继电器RL1断开，放电电路断开，此时放电电路因无电流流过而不消耗电量。通过电磁继电器RL1对放电电路进行控制，结构更加简单，控制更加简单方便。

以下就驱动电路的结构及工作原理做进一步说明，该驱动电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、光电耦合器IC1、信号转换模块IC2、第一开关元件Q1、第二开关元件Q2。

其中，由该第一二极管D1、第二二极管D2、第十电阻R10、第十二电阻R12、以及光电耦合器IC1构成的交流输入检测电路，用于检测交流输入端子CN1、CN2之间接入电源是处于待机状态还是断开状态。如图2所示，该第一二极管D1的正极与该滤波电感L1的第一绕组的第一端相连，该第一二极管D1的负极与该光电耦合器IC1的第一端子、以及第二二极管D2的负极相连接。该第二二极管D2的正极与该光电耦合器IC1的第二端子、以及第十电阻R10的第一端相连接，该第十电阻R10的第二端与该滤波电感L1的第二绕组的第一端相连。该光电耦合器IC1的第四端子经第十二电阻R12连接到该开关电源SMPS的第一输出端，接收该开关电源SMPS输出的12V直流电。

当交流输入端子CN1、CN2之间接入电源处于待机状态时，该交流输入检测电路将检测到的市电的正弦电压和频率转换成低压的脉冲信号，并将该脉冲信号经第三端子发送给信号转换模块IC2。该信号转换模块IC2将上述脉冲信号转化为高电平信号。

而当交流输入端子CN1、CN2之间断开电源时，该交流输入检测电路停止工作，该信号转换模块IC2输出低电平信号。

该信号转换模块IC2，可以是专用集成电路，也可以是分立器件组成的电路。

如附图2所示，该第一电阻R1与电磁继电器RL1串联后连接到交流输入端子CN1、CN2之间，该第十三电阻R13一端与该电磁继电器RL1的线圈的第一端子、以及该开关电源SMPS的第一输出端相连接，接收该开关电源SMPS输出的12V直流电，该第十三电阻R13另一端与第二开关元件Q2的第三端、以及第一开关元件Q1的第一端相连接，该电磁继电器RL1的线圈的第二端子与第二开关元件Q2的第一端相连接，该信号转换模块IC2与该第一开关元件Q1的第三端相连接，该第一开关元件Q1的第二端、第二开关元件Q2的第二端均接地。该第十一电阻R11一端连接到该光电耦合器IC1的第三端子，另一端接地。

作为一个较优的实施例，该第一开关元件Q1、第二开关元件Q2可以为三极管或场效应晶体管，也可以为集成电路构成的电路开关。需要说明的是，该第一开关元件Q1、该第二开关元件Q2采用相关技术中可以实现打开或关闭的电子元器件即可，并无特别限制。

当该第一开关元件Q1或该第二开关元件Q2为三极管时，各开关元件的第一端为集电极，第二端为发射极，第三端为基极；当该第一开关元件Q1或该第二开关元件Q2为场效应晶体管时，各开关元件的第一端为漏极，第二端为源极，第三端为栅极。

作为一个较优的实施例，该三极管可以是NPN型三极管。

作为一个较优的实施例，该滤波电感是共模电感。

作为一个较优的实施例，该第一电容、第二电容是X电容，该第三电容、第四电容是Y电容。

以该第一开关元件Q1、第二开关元件Q2为NPN型三极管为例，本发明实施例的具体工作方式进一步说明如下：

当交流输入端子CN1、CN2之间接入电源处于待机状态时，该交流输入检测电路将检测到的市电的正弦电压和频率转换成低压的脉冲信号，并将该脉冲信号发送给信号转换模块IC2。该信号转换模块IC2将上述脉冲信号转化为高电平信号并发送到第一开关元件Q1的基极。在高电平的作用下，第一开关元件Q1导通，集电极为0V，从而连接到第二开关元件Q2的基极的信号也为0V，因此第二开关元件Q2截止，电磁继电器RL1的线圈没有电流通过，电磁继电器RL1处于断开状态。由于电磁继电器RL1处于断开状态,所以作为放电电阻的第一电阻R1没有形成回路,所以第一电阻R1上产生的功耗为0。因此，交流输入端子CN1、CN2之间接入电源处于待机状态时，因为电磁继电器RL1的断开而使得第一电阻R1上没有电流流过，所以家用电器处于待机时，不会因为第一电阻R1而产生额外的待机功耗，有利于满足整机功耗小于规定值的电路设计要求。换言之，即使第一电阻R1选用较小的电阻值，也不会因此而产生较高的待机功耗。

当交流输入端子CN1、CN2之间断开电源时，该交流输入检测电路停止工作，该信号转换模块IC2输出低电平信号并发送到第一开关元件Q1的基极。在低电平的作用下，第一开关元件Q1截止，集电极经电阻R13接受到设计电压例如12V信号，从而连接到第二开关元件Q2的基极的信号也为高电平，因此第二开关元件Q2导通，电磁继电器RL1的线圈有电流通过，电磁继电器RL1的线圈有电流通过时电磁继电器RL1导通。第一电阻R1与第一电容C1、第二电容C2构成回路，从而实现对第一电容C1、第二电容C2的快速放电。

由于该开关电源SMPS次级亦即输出端设置了电解电容C10，该电解电容C10具有电能存储作用，所以即使当交流输入端子CN1、CN2之间断开电源时，该开关电源SMPS输出的直流电压并不会立即下降到0V,而是缓慢下降直至0V，根据负载情况，电压下降的持续时间一般可以持续规定时间例如2-5秒左右；而电磁继电器RL1在额定电压下吸合导通后，一般要等到电压降到额定电压的10％左右才会释放断开。所以，在上述电路中，通过选择合适的电子元件参数值，第一电阻R1可以选择适当较小的阻值，当交流输入端子CN1、CN2之间断开电源时，电磁继电器RL1会短时吸合导通大约2-3秒，可以实现对第一电容C1、第二电容C2的快速放电。

根据本发明的技术方案，由于将作为放电电阻的第一电阻R1与作为开关控制器的电磁继电器RL1相串联，并通过驱动电路来检测电源接通或断开状态，据此生成控制电磁继电器RL1断开或导通的高电平或低电平信号，当交流输入端子CN1、CN2断开电源时，电磁继电器RL1基于低电平信号立即短时间内吸合导通，放电电阻R1与第一电容C1、第二电容C2构成回路，实现对第一电容C1、第二电容C2的短时间内快速放电；此时，选用电阻值较小的电阻作为放电电阻R1，可以减少回路中阻抗，有利于快速放电。

而当家用电器处于待机状态时，电磁继电器RL1基于低电平信号而处于断开状态，放电电阻R1没有形成回路，从而实现放电电阻R1上产生的功耗为0。即使选用电阻值较小的电阻作为放电电阻R1，也不会由此而产生更多的待机功耗。

因此，本发明的放电电路，采用电阻值较小的放电电阻R1，可以实现同时满足断电后交流输入端子CN1、CN2之间的残余电压在规定时间快速降低、以及家用电器处于待机时功耗小于规定值的要求。

本实施例中，就用于检测的交流输入及控制开关控制器RL1工作状态的驱动电路，对电路结构进行了详细说明，但本发明并不受限于此，只要能够根据电源检测结果生成相应的控制信号以控制开关控制器RL1导通或断开，从而控制放电电路是否形成回路的设计，均属于本发明的技术思想，受到本发明的保护。

另外，本领域的普通技术人员可以理解，在上述的各实施方式中，为了使本领域技术人员更好地理解本发明而描述了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改，也可以基本实现本发明各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，只要不偏离本发明的精神和范围，在形式上和细节上对上述实施方式作出的各种改变，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种放电电路，其特征在于，所述放电电路包括：

与至少一个电容并联的放电电阻(R1)；

开关控制器(RL1)，与所述放电电阻(R1)串联；

所述开关控制器(RL1)的驱动电路，在有来自电源的输入信号时，将所述开关控制器(RL1)断开，在没有来自电源的输入信号时，将所述开关控制器(RL1)导通。

2.如权利要求1所述的放电电路，其特征在于，所述驱动电路包括：

3.如权利要求2所述的放电电路，其特征在于，所述脉冲信号转换电路包括光电耦合器(IC1)，所述光电耦合器(IC1)的第一端分别与第一二极管(D1)和第二二极管(D2)的负极相连接，所述光电耦合器(IC1)的第二端和第二二极管(D2)的正极通过第十电阻(R10)与所述开关控制器(RL1)相连接，所述光电耦合器(IC1)的第三端通过第十二电阻(R12)与直流电源相连接，所述光电耦合器(IC1)的第四端与所述电平信号转换电路相连接，并通过第十一电阻(R11)接地，所述第一二极管(D1)的正极与所述放电电阻(R1)相连接。

4.如权利要求2所述的放电电路，其特征在于，所述电平信号转换电路为信号转换模块(IC2)，所述脉冲信号转换电路通过所述信号转换模块(IC2)与所述开关控制电路相连接。

5.如权利要求2所述的放电电路，其特征在于，所述开关控制电路包括第一开关元件(Q1)和第二开关元件(Q2)，所述第一开关元件(Q1)和第二开关元件(Q2)的发射极接地，所述第二开关元件(Q2)的集电极与所述开关控制器(RL1)的第一端相连接，所述第二开关元件(Q2)的基极与所述第一开关元件(Q1)的集电极相连接，所述第一开关元件(Q1)的集电极通过第十三电阻(R13)分别与所述开关控制器(RL1)的第二端和直流电源相连接，所述第一开关元件(Q1)的基极与所述电平信号转换电路相连接。

6.如权利要求1-5任一项所述的放电电路，其特征在于，

所述开关控制器(RL1)为继电器。

7.一种电源滤波电路，其特征在于，包括：

权利要求1所述的放电电路；

所述电容包括第一电容(C1)以及

通过滤波电感(L1)与所述第一电容(C1)相连接的第二电容(C2)；

第三电容(C3)和第四电容(C4)，所述第三电容(C3)和第四电容(C4)串联后与所述第二电容(C2)并联。

8.如权利要求7所述的电源滤波电路，其特征在于，

所述第三电容(C3)、第四电容(C4)为Y电容；

和/或，

所述第一电容(C1)、第二电容(C2)为X电容；

和/或，

滤波电感(L1)为共模电感。

9.一种电源供电电路，其特征在于，包括：

如权利要求7所述的电源滤波电路；

开关电源(SMPS)，其输入端与所述电源相连；

电解电容(C10)，设置于所述开关电源的输出端。

10.一种家用电器，其特征在于，包括：

如权利要求1-5任一项所述的放电电路；

和/或，

如权利要求7或8所述的电源滤波电路；

和/或，

如权利要求9所述的电源供电电路。