CN204391740U - 家用电器及用于家用电器的过流过压保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种家用电器及用于家用电器的过流过压保护装置，该装置包括：电源输出端；第一开关管，其第一端和电源输出端作为被保护器件的供电端；第一端与第一开关管的控制端相连且第二端接地的第二开关管，其控制端与第一开关管的第二端相连，其中，第二开关管的第一端与第一开关管的控制端之间具有第一节点，第一节点与控制信号输入端相连，第二开关管的控制端与第一开关管的第二端之间具有第二节点；第一端与第二节点相连且第二端接地的第一电阻，其中，当第一开关管导通时，如果第二节点的电压上升至预设电压，第二开关管导通以使第一节点的电压下降。从而，可稳定被保护器件两端电压和通过电流，避免被保护器件被损毁，提高可靠性。

Description

家用电器及用于家用电器的过流过压保护装置

技术领域

本实用新型涉及家用电器技术领域，特别涉及一种用于家用电器的过流过压保护装置以及一种家用电器。

背景技术

直流无刷电机和风扇因其工作可靠、技术成熟，被广泛应用在小家电行业中。相关无刷电机内部需要使用芯片替代有刷电机的换向器和碳刷，但是，其存在以下缺点：其一是，芯片对电源电压要求较高，与芯片正常工作电压相比，过高的电源电压会造成芯片烧毁；其二是，芯片的过流能力也在设计时就已基本确定下来，电机受到较大的阻力时，输入电流会上升，可能会使芯片过流烧毁。由此，如果市电中有较大的浪涌干扰，内部提供给风扇的电源电压相应地会有较大的上升，从而可能导致内部风扇或电机的损毁。

此外，由于电源变换器的容量有限，因此，风扇或电机的功率不能超出设计值过多，否则造成电源变换器过流保护，或影响系统内其他模块的工作异常。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种用于家用电器的过流过压保护装置，该装置在电源电压上升或流过电机或风扇的电流增加时，能够使电机或风扇的电压和电流保持稳定。

本实用新型的另一个目的在于提出一种家用电器。

根据本实用新型一方面提出的一种用于家用电器的过流过压保护装置，包括：电源输出端；第一开关管，所述第一开关管的第一端和所述电源输出端作为家用电器中被保护器件的供电端；第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的控制端相连，所述第二开关管的第二端接地，所述第二开关管的控制端与所述第一开关管的第二端相连，其中，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的控制端之间具有第一节点，所述第一节点与控制信号输入端相连，所述第二开关管的控制端与所述第一开关管的第二端之间具有第二节点；第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第二节点相连，所述第一电阻的第二端接地，其中，当所述第一开关管在控制信号的控制下导通时，如果所述第二节点的电压上升至预设电压，所述第二开关管导通以使所述第一节点的电压下降。

根据本实用新型提出的用于家用电器的过流过压保护装置，当第一开关管在控制信号的控制下导通时，如果第二节点的电压上升至预设电压，第二开关管导通以使第一节点的电压下降，从而，在电源输出端输出的电源电压上升时，例如发生浪涌干扰时，可以大幅减小被保护器件两端的实际电压波动，使电压保持稳定，避免被保护器件被损毁，或者在被保护器件的阻力增加或被卡死时，可以将流过被保护器件实际电流限制在预设范围，使电流保持稳定，避免被保护器件过流烧毁，提高家用电器的可靠性，提升用户的体验。

具体地，所述的用于家用电器的过流过压保护装置还包括：第二电阻，所述第二电阻连接在所述第一节点与所述控制信号输入端之间。

进一步地，所述的用于家用电器的过流过压保护装置还包括：第三电阻，所述第三电阻连接在所述第二开关管的控制端与所述第二节点之间。

进一步地，所述的用于家用电器的过流过压保护装置还包括：二极管，所述二极管连接在所述电源输出端与所述第一开关管的第一端之间，所述二极管的阳极与所述第一开关管的第一端相连，所述二极管的阴极与所述电源输出端相连。

进一步地，所述的用于家用电器的过流过压保护装置还包括：第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述电源输出端相连，所述第四电阻的第二端与所述第二开关管的控制端相连。

优选地，所述的用于家用电器的过流过压保护装置还包括：散热器，所述散热器设置在所述第一开关管上，以对所述第一开关管进行散热。

具体地，所述第一开关管和所述第二开关管为三极管或场效应管。

具体地，所述被保护器件可为无刷电机或风扇。

根据本实用新型另一方面提出的一种家用电器，包括所述的用于家用电器的过流过压保护装置。

根据本实用新型提出的家用电器，通过用于家用电器的过流过压保护装置，可以大幅减小被保护器件两端的实际电压波动，使电压保持稳定，避免被保护器件被损毁，以及可以将流过被保护器件实际电流限制在预设范围，使电流保持稳定，避免被保护器件过流烧毁，提高家用电器的可靠性，提升用户的体验。

具体地，所述家用电器可为电磁炉、电饭煲、电压力锅、微波炉或冰箱。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的用于家用电器的过流过压保护装置的电路原理图；

图2是根据本实用新型一个实施例的用于家用电器的过流过压保护装置的电路原理图；以及

图3是根据本实用新型另一个实施例的用于家用电器的过流过压保护装置的电路原理图。

附图标记：

电源输出端out、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一电阻R1、控制信号输入端in、供电端J、第二电阻R2、第三电阻R3、二极管D1和第四电阻R4。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参照图1-图3描述本实用新型实施例的家用电器及用于家用电器的过流过压保护装置。

如图1-图3所示，根据本实用新型实施例的用于家用电器的过流过压保护装置包括：电源输出端out、第一开关管Q1、第二开关管Q2和第一电阻R1。

其中，第一开关管Q1的第一端和电源输出端out作为家用电器中被保护器件的供电端J，换言之，被保护器件串联在第一开关管Q1的第一端上；第二开关管Q2的第一端与第一开关管Q1的控制端相连，第二开关管Q2的第二端接地，第二开关管Q2的控制端与第一开关管Q1的第二端相连，其中，第二开关管Q2的第一端与第一开关管Q1的控制端之间具有第一节点，第一节点与控制信号输入端in相连，第二开关管Q2的控制端与第一开关管Q1的第二端之间具有第二节点；第一电阻R1的第一端与第二节点相连，第一电阻R1的第二端接地，换言之，第一电阻R1串联在第一开关管Q1的第二端上。

其中，当第一开关管Q1在控制信号的控制下导通时，如果第二节点的电压上升至预设电压，第二开关管Q2导通以使第一节点的电压下降。也就是说，控制信号可第一开关管Q1的控制端输入，当输入的控制信号为高电平时，第第一开关管Q1导通，被保护器件获得启动所需的电压后启动运转；当输入的控制信号为低电平(例如，低电平的电压可小于0.6V)，第一开关管Q1截止，被保护器件停止运转。

可以理解的是，当第一开关管Q1导通时，被保护器件可通过供电端J获取启动所需的电压。

具体而言，在本实用新型实施例中，第一开关管Q1和第二开关管Q2通过第一电阻R1连接成负反馈电路，从而稳定通过第一电阻R1的电流。

当电源输出端out输出的电源电压大幅上升时，或者当被保护器件的阻力增加或被卡死时，流过第一电阻R1的电流增加，第一电阻R1的分压增大，当第一电阻R1两端的电压大于预设电压时，第二节点的电压将相应地上升至预设电压，第二开关管Q2导通，第一节点即第一开关管Q1的控制端的电压下降，第一开关管Q1的内阻增加，最终使得流过第一电阻R1的电流基本不变，同时使得被保护器件两端电压和通过电流保持稳定。

之后，当电源输出端out输出的电源电压恢复到正常电压范围时，流过第一电阻R1的电流减小，第一电阻R1的分压减小，第一电阻R1两端的电压可减小到小于预设电压，第二节点的电压将相应地降至小于预设电压，第二开关管Q2截止，第一节点即第一开关管Q1的控制端的电压上升，第一开关管Q1的内阻减小，最终使得被保护器件两端电压和通过电流保持稳定。

如图1-图2的示例，预设电压可为使第二开关管导通的电压，例如可为0.6V。

由此，本实用新型提出的用于家用电器的过流过压保护装置，当第一开关管在控制信号的控制下导通时，如果第二节点的电压上升至预设电压，第二开关管导通以使第一节点的电压下降，从而，在电源输出端输出的电源电压上升时，例如发生浪涌干扰时，可以大幅减小被保护器件两端的实际电压波动，使电压保持稳定，避免被保护器件被损毁，或者在被保护器件的阻力增加或被卡死时，可以将流过被保护器件实际电流限制在预设范围，使电流保持稳定，避免被保护器件过流烧毁，提高家用电器的可靠性，提升用户的体验。

根据本实用新型的一个具体实施例，第一开关管Q1和第二开关管Q2可为三极管或场效应管。如图1-图3所示，当第一开关管Q1和第二开关管Q2为NPN型三级管时，第一开关管Q1和第二开关管Q2的第一端均为三极管的集电极，第一开关管Q1和第二开关管Q2的第二端均为三极管的发射极，第一开关管Q1和第二开关管Q2的控制端均为三极管的基极。

根据本实用新型的一些实施例，被保护器件可为无刷电机或风扇。更具体地，被保护器件可为小功率的无刷直流电机。

根据本实用新型的一个实施例，如图2-图3所示，用于家用电器的过流过压保护装置还包括：第二电阻R2。其中，第二电阻R2连接在第一节点与控制信号输入端之间。也就是说，第二电阻R2串联在第一开关管Q1的控制端上，第二电阻R2为限流电阻，用于限制输入到第一开关管Q1的控制端的电流。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，如图2-图3所示，用于家用电器的过流过压保护装置还包括：第三电阻R3。第三电阻R3连接在第二开关管Q2的控制端与第二节点之间。也就是说，第三电阻R3串联在第一开关管Q1的控制端上，第三电阻R3为限流电阻，用于限制输入到第二开关管Q2控制端的电流。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，如图2-图3所示，用于家用电器的过流过压保护装置还包括：二极管D1。二极管D1连接在电源输出端out与第一开关管Q1的第一端之间，二极管D1的阳极与第一开关管Q1的第一端相连，二极管D1的阴极与电源输出端out相连。

也就是说，可以在被保护器件的供电端J连接一个反向的二极管D1，从而在被保护器件断电的瞬间，避免被保护器件例如风扇或电机等的绕组产生的反向电动势叠加在第一开关管Q1上，避免第一开关管Q1损毁。

根据本实用新型的另一个实施例，如图3所示，用于家用电器的过流过压保护装置还包括：第四电阻R4。第四电阻R4的第一端与电源输出端out相连，第四电阻R4的第二端与第二开关管Q2的控制端相连。

需要说明的是，在图2的实施例中，第二节点的电压即第一电阻R1两端的电压需上升至第二开关管Q2的导通电压，即预设电压需大于等于第二开关管Q2的导通电压，以使第二开关管Q2的导通。此时，预设电压相对较大，而为了使得第一电阻R1两端的电压上升至较大的预设电压，第一电阻R1需要设置的较大，但是，第一电阻R1的阻值过大，压降也较大，电源效率也将下降。

为了改善这种状况，如图3的实施例，通过增加第四电阻R4，可降低使第二开关管Q2导通的条件，即使得第二节点的电压即第一电阻R1两端的电压上升至较小的预设电压，即可以让第二开关管Q2导通，例如预设电压可以为0.2V。

具体地，如图3的实施例，在确定需要的预设电压后，可通过以下方法设置第一电阻R1、第三电阻R3和第四电阻R4的阻值：

首先，已知电源输出端out的电源电压U，流过第一电阻R1即被保护器件的最大电流I，预设电压u1，第二开关管Q2的基极导通电压u2，则可根据以下关系式获取电阻R1、R3和R4的阻值：

$\left\{\begin{array}{c}R1=u1/I\\ (U-u2)/R4=(u2-u1)/R3\end{array}\right.$

在以上关系式中，第一电阻R1的阻值可直接根据预设电压u1和最大电流I获取，针对第三电阻R3和第四电阻R4的阻值，可先选定其中一个电阻的阻值，然后通过关系式计算出另一个电阻的阻值。

根据本实用新型的一些实施例，用于家用电器的过流过压保护装置还包括：散热器。散热器设置在第一开关管Q1上，以对第一开关管Q1进行散热。从而，当流过第一开关管Q1的电流较大时，通过散热器对第一开关管Q1进行散热，避免第一开关管Q1的温度过高。

当然，也可以不设置散热器，而选择功率较大的开关管。

需要说明的是，在实用新型的一些实施例中可以用场效应管来代替三极管作为开关管。

此外，本实用新型实施例还提出了一种家用电器。

根据本实用新型实施例的家用电器，包括上述实施例的用于家用电器的过流过压保护装置。

根据本实用新型提出的家用电器，通过用于家用电器的过流过压保护装置，可以大幅减小被保护器件两端的实际电压波动，使电压保持稳定，避免被保护器件被损毁，以及可以将流过被保护器件实际电流限制在预设范围，使电流保持稳定，避免被保护器件过流烧毁，提高家用电器的可靠性，提升用户的体验。

其中，家用电器可为电磁炉、电饭煲、电压力锅、微波炉或冰箱等。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于家用电器的过流过压保护装置，其特征在于，包括：

电源输出端；

第一开关管，所述第一开关管的第一端和所述电源输出端作为家用电器中被保护器件的供电端；

第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的控制端相连，所述第二开关管的第二端接地，所述第二开关管的控制端与所述第一开关管的第二端相连，其中，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的控制端之间具有第一节点，所述第一节点与控制信号输入端相连，所述第二开关管的控制端与所述第一开关管的第二端之间具有第二节点；

第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第二节点相连，所述第一电阻的第二端接地，其中，

当所述第一开关管在控制信号的控制下导通时，如果所述第二节点的电压上升至预设电压，所述第二开关管导通以使所述第一节点的电压下降。

2.如权利要求1所述的用于家用电器的过流过压保护装置，其特征在于，还包括：

第二电阻，所述第二电阻连接在所述第一节点与所述控制信号输入端之间。

3.如权利要求2所述的用于家用电器的过流过压保护装置，其特征在于，还包括：

第三电阻，所述第三电阻连接在所述第二开关管的控制端与所述第二节点之间。

4.如权利要求3所述的用于家用电器的过流过压保护装置，其特征在于，还包括：

二极管，所述二极管连接在所述电源输出端与所述第一开关管的第一端之间，所述二极管的阳极与所述第一开关管的第一端相连，所述二极管的阴极与所述电源输出端相连。

5.如权利要求1-4中任一项所述的用于家用电器的过流过压保护装置，其特征在于，还包括：

第四电阻，所述第四电阻的第一端与所述电源输出端相连，所述第四电阻的第二端与所述第二开关管的控制端相连。

6.如权利要求1所述的用于家用电器的过流过压保护装置，其特征在于，还包括：

散热器，所述散热器设置在所述第一开关管上，以对所述第一开关管进行散热。

7.如权利要求1所述的用于家用电器的过流过压保护装置，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管为三极管或场效应管。

8.如权利要求1所述的用于家用电器的过流过压保护装置，其特征在于，所述被保护器件为无刷电机或风扇。

9.一种家用电器，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的用于家用电器的过流过压保护装置。

10.如权利要求9所述的家用电器，其特征在于，其中，所述家用电器为电磁炉、电饭煲、电压力锅、微波炉或冰箱。