CN204794733U - 逆变电源的供电电路以及具有其的家用电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种逆变电源的供电电路以及具有其的家用电器，供电电路包括：电源输入模块；整流模块；相互串联的第一至第N电感，第一电感的第一端与整流模块的第一输出端相连，第i电感的第一端与第i-1电感的第二端相连；第一至第N电容，第一至第N电容的第一端分别与第一至第N电感的第二端相连，第一至第N电容的第二端与整流模块的第二输出端相连；与第N电容并联的逆变模块；与第N电容并联的泄放模块，泄放模块包括依次相互串联的第一二极管、第一电阻和第N+1电容，第一二极管的阳极与第N电容的第一端相连。由此能抑制电容上电压并为逆变模块提供保护，且第一至第N电容的电容量可更小，从而有效降低成本，并提高供电电路的可靠性。

Description

逆变电源的供电电路以及具有其的家用电器

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别涉及一种逆变电源的供电电路以及一种具有该供电电路的家用电器。

背景技术

在相关的逆变电源的供电电路中，平滑滤波电容逐渐采用小型化的电容，并使用单个电感。在相关技术中，单个电感的电感量通常比较大，以充分抑制后继电容上的电压，但是，其存在的缺点是，电感磁芯较大、匝数较多，从而造成电感损耗大、体积大、成本高，另外，电感的磁芯也没有得到充分利用。

因此，相关技术需要进行改进。

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逆变电源的供电电路，该供电电路能够抑制电压，并有效降低成本。

本实用新型的另一个目的在于提出一种具有该供电电路的家用电器。

为了达到上述的目的，本实用新型一方面提出的一种逆变电源的供电电路，包括：电源输入模块，所述电源输入模块与电源相连；整流模块，所述整流模块与所述电源输入模块相连，所述整流模块具有第一输出端和第二输出端；相互串联的第一至第N电感，所述第一电感的第一端与所述整流模块的第一输出端相连，所述第i电感的第一端与所述第i-1电感的第二端相连，其中，N为正整数，i为大于1且小于或等于N的整数值；第一至第N电容，所述第一至第N电容的第一端分别与所述第一至第N电感的第二端相连，所述第一至第N电容的第二端与所述整流模块的第二输出端相连；逆变模块，所述逆变模块与所述第N电容并联；与所述第N电容并联的泄放模块，所述泄放模块包括依次相互串联的第一二极管、第一电阻和第N+1电容，所述第一二极管的阳极与所述第N电容的第一端相连。

根据本实用新型提出的逆变电源的供电电路，将第一电感的第一端与整流模块的第一输出端相连，并将第i电感的第一端与第i-1电感的第二端相连，并且第一至第N电容的第一端分别与第一至第N电感的第二端相连，第一至第N电容的第二端与整流模块的第二输出端相连。由此，通过相互串联的第一至第N电感和第一至第N电容，能够有效抑制电容上电压并为后面的逆变模块提供保护，而且第一至第N电容的电容量可以更小，从而有效降低成本，同时小电容的ESR和ESL更小，可提高供电电路的可靠性。

优选地，所述N可为2。

优选地，所述第一至第N电感具有同一个磁芯。

进一步地，所述电源输入模块具有第一输出端和第二输出端，所述整流模块具有第一输入端和第二输入端，所述供电电路还包括：连接在所述电源输入模块的第二输出端和所述整流模块的第二输入端之间的PTC保护模块。

进一步地，所述第一二极管和所述第一电阻之间具有第一节点，所述第一电阻和所述第N+1电容之间具有第二节点，所述供电电路还包括：第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第二节点相连，所述第二电阻的另一端与所述整流模块的第二输出端相连；第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第二节点相连；DC/DC模块，所述DC/DC模块为所述逆变模块供电，所述DC/DC模块的第一输入端与所述第二二极管的阴极相连，所述DC/DC模块的第二输入端与所述整流模块的第二输出端相连。

其中，所述第二二极管的阴极还可与所述第一节点相连。

进一步地，所述的逆变电源的供电电路还包括：刹车模块，所述刹车模块与所述第一电容并联，所述刹车模块用于在向电机停止供电之后，吸收由于所述电机惯性旋转所产生的电流。

具体地，所述刹车模块包括相互串联的第三电阻和第一开关。

进一步地，所述的逆变电源的供电电路还包括：控制模块，所述控制模块在向所述电机停止供电之后，控制所述第一开关闭合。

为了达到上述的目的，本实用新型另一方面提出的一种家用电器，包括：所述的逆变电源的供电电路。

根据本实用新型提出的家用电器，通过逆变电源的供电电路，能够有效抑制电容上电压并为逆变模块提供保护，而且可采用电容量更小的第一至第N电容，从而有效降低成本，同时小电容的ESR和ESL更小，可提高供电电路的可靠性。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的逆变电源的供电电路的电路原理图；

图2是根据本实用新型一个实施例的逆变电源的供电电路的电路原理图；以及

图3是根据本实用新型另一个实施例的逆变电源的供电电路的电路原理图。

附图标记：

电机10、电源输入模块20、整流模块30、第一至第N电感L₁-L_N、第一至第N电容C₁-C_N、逆变模块40、取电模块50、电源100、泄放模块60、第一电阻R1、第N+1电容C_N+1、第一二极管D1、第二电阻R2、第二二极管D2、DC/DC子模块501、PTC保护模块70、继电器KM1、刹车模块80、第三电阻R3、第一开关K1和控制模块90。

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。

下面参考附图来描述本实用新型实施例提出的逆变电源的供电电路以及具有该供电电路的家用电器。

图1是根据本实用新型实施例的逆变电源的供电电路的示意图。如图1所示，该逆变电源的供电电路包括：电源输入模块20、整流模块30、第一至第N电感L₁-L_N、第一至第N电容C₁-C_N、逆变模块40和泄放模块60。

电源输入模块20与电源100相连。其中，电源100将交流电输入至电源输入模块20，电源输入模块20用于对输入的交流电进行滤波并输出处理后的交流电。具体地，电源输入模块20具有第一输入端和第二输入端，电源输入模块20的第一输入端与电源100的火线相连，电源输入模块20的第二输入端与电源100的零线相连。

整流模块30与电源输入模块20相连，整流模块30具有第一输出端和第二输出端。其中，整流模块30用于对电源输入模块20输出的交流电进行整流并输出高压直流电。具体地，整流模块30还具有第一输入端和第二输入端，整流模块30的第一输入端与电源输入模块20的第一输出端相连，整流模块30的第二输入端与电源输入模块20的第二输出端相连。根据本实用新型的一个示例，整流模块30可包括四个二极管构成的整流桥。

第一至第N电感L₁-L_N相互串联，第一电感L₁的第一端与整流模块30的第一输出端相连，第i电感L_i的第一端与第i-1电感L_i-1的第二端相连，也就是说，第一电感L₁的第二端与第二电感L₂的第一端相连；第二电感L₂的第二端与第三电感L₃的第一端相连；……；第N-1电感L_N-1的第二端与第N电感L_N的第一端相连，其中，N为正整数，i为大于1且小于或等于N的整数值；第一至第N电容C₁-C_N，第一至第N电容C₁-C_N的第一端分别与第一至第N电感L₁-L_N的第二端相连，第一至第N电容C₁-C_N的第二端与整流模块30的第二输出端相连，也就是说，第一电容C₁的第一端与第一电感L₁的第二端相连，第一电容C₁的第二端与整流模块30的第二输出端相连；第二电容C₂的第一端与第二电感L₂的第二端相连，第二电容C₂的第二端与整流模块30的第二输出端相连；……；第N电容C_N的第一端与第N电感L_N的第二端相连，第N电容C_N的第二端与整流模块30的第二输出端相连。

需要说明的是，可将第N电容C_N的第一端作为直流母线电压的正极端，第N电容C_N的第二端作为直流母线电压的负极端。

逆变模块40与第N电容并联，其中，逆变模块40将用于将高压直流电逆变为交流电，并提供给电机10以控制电机10运行。具体地，逆变模块40具有第一输入端和第二输入端，逆变模块40的第一输入端与第N电容的第一端相连，逆变模块40的第二输入端与第N电容的第二端相连。

泄放模块60与第N电容C_N并联，泄放模块60包括依次相互串联的第一二极管D1、第一电阻R1和第N+1电容C_N+1，第一二极管D1的阳极与第N电容C_N的第一端相连。具体地，在图1-图3的示例中，第一二极管D1的阳极与第N电容C_N的第一端相连，第一二极管D1的阴极与第一电阻R1的一端相连，第一电阻R1的另一端与第二电容C2的一端相连，第二电容C2的另一端与整流模块30的第二输出端相连。应当理解的是，第一二极管D1、第一电阻R1和第二电容C2的连接顺序可以更换。

需要说明的是，整流模块30的第一输出端的电位高于整流模块30的第二输出端的电位，即言，从第一二极管D1的阳极朝向阴极的方向与从整流模块30的输出端的高电位向低电位的方向一致。还需说明的是，第一电阻R1用于限流，通过第一电阻R1，可在上电或有浪涌冲击时减小对第N+1电容的电流冲击。第一二极管D1用于将高压部分与低压部分进行隔离，从而减小高低压之间的相互影响。

如上所述，供电电路接入电源100之后，交流电流过电源输入模块20和整流模块30之后转换为高压直流电(即直流母线电压)，该高压直流电再由逆变模块40逆变为交流电之后提供给电机10，以控制电机10运行。并且，连接在整流模块30与逆变模块40之间的第一至第N电感L₁-L_N、第一至第N电容C₁-C_N可对高压直流电进行平滑滤波以保持直流母线电压稳定，具体地，第i电感L_i可有效抑制第i电容C_i电压的上升，进而抑制直流母线电压的上升，保证直流母线电压的稳定性，同时，连接在第N电容C_N与逆变模块40之间的泄放模块60能够吸收浪涌能量，有效抑制因浪涌导致的直流母线电压的波动，进一步保证直流母线电压的稳定性，由此，为逆变模块提供稳定的输入电压，避免逆变模块因电压波动而控制混乱或损坏，保证供电电路的可靠性。

另外，根据本实用新型的一个具体示例，可采用电容值更小的第一至第N电容C₁-C_N代替相关技术中的一个电容，从而可降低成本，同时小电容的ESR(EquivalentSeriesResistance，等效串联电阻)和ESL(EquivalentSeriesInductance，等效电感)更小，可进一步提高供电电路的可靠性。

根据本实用新型的一个实施例，第一至第N电感L₁-L_N具有同一个磁芯。也就是说，与相关技术相比，不需要增加额外的电感，只需要在同一个磁芯上增加绕组来实现第一至第N电感L₁-L_N，从而可以减小电感磁芯，并提高磁芯的利用率，进而在更好的抑制电压的同时进一步降低成本。

根据本实用新型的一些实施例，N可为2。也就是说，供电电路可包括第一电感L₁和第二电感L₂以及第一电容C₁和第二电容C₂，其中，第一电感L₁的第一端与整流模块30的第一输出端相连，第一电感L₁的第二端与第二电感L₂的第一端相连，第二电感L₂的第二端与逆变模块40的第一输入端相连；第一电容C₁的第一端与第一电感L₁的第二端相连，第一电容C₁的第二端与整流模块30的第二输出端相连，第二电容C₂的第一端与第二电感L₂的第二端相连，第二电容C₂的第二端与整流模块30的第二输出端相连。

由此，第一电感L₁和第一电容C₁可以实现相关技术中的抑制电容上的电压，另外，第二电感L₂和第二电容C₂可以为后面的逆变模块40提供额外的保护，从而能更好地抑制直流母线电压。

进一步地，第一二极管D1和第一电阻R1之间具有第一节点，第一电阻R1和第N+1电容C_N+1之间具有第二节点。根据图2-图3的实施例，供电电路还包括：第二电阻R2、第二二极管D2和DC/DC模块501。

其中，第二电阻R2的一端与第二节点相连，第二电阻R2的另一端与整流模块30的第二输出端相连，即言，第二电阻R2与第N+1电容C_N+1并联，更具体地，当第N+1电容C_N+1为电解电容时，第N+1电容C_N+1的正极与第二节点相连，第N+1电容C_N+1的负极与整流模块30的第二输出端相连。

第二二极管D2的阳极与第二节点相连；DC/DC模块501为逆变模块40供电，DC/DC模块501的第一输入端与第二二极管D2的阴极相连，DC/DC模块501的第二输入端与整流模块30的第二输出端相连。

其中，如图3所示，第二二极管D2的阴极还可与第一节点相连。也就是说，DC/DC模块501的第一输入端可与第一二极管D1的阴极直接相连。换言之，可将第一二极管D1的阴极与DC/DC模块501的第一输入端相连，从而减小第一电阻在DC/DC模块正常工作时的损耗。

需要说明的是，DC/DC模块501用于进行直流降压。DC/DC模块501、第二电阻R2和第二二极管D2可构成取电模块50。其中，取电模块50可从供电电路取稳定的直流电如图2-图3中V2点的电压，并通过DC/DC模块501将V2点的电压转换为低压直流电以为逆变模块40的控制部分提供。具体地，逆变模块40可包括逆变桥和用于对逆变桥进行控制的控制电路，取电模块50将稳定的低压直流电提供给逆变模块40的控制部分，从而满足控制部分的工作需求，并避免控制混乱。

需要说明的是，第二电阻R2用于放电，在切断电源100时，第N+1电容C_N+1通过第二电阻R2进行快速放电，从而防止残留电压对人体的伤害，为维修、保养提供安全保障。第二二极管D2用于防止反向放电，第N+1电容C_N+1的一端通过第二二极管D2与DC/DC模块501的第一输入端相连，这样通过第二二极管D2，可保证DC/DC模块501的输入电压的稳定性，进而为逆变模块40提供稳定的供电电压，并能够隔离DC/DC模块501工作过程中产生的反激电压，避免DC/DC模块501对第N+1电容C_N+1的反向冲击，同时减小电源对DC/DC模块501的输入电压(如图2-图3中的V2点的电压)的影响。另外，第一二极管D1也可将提供给逆变模块40的电压(如图2-图3中的V_P点的电压)与提供给取电模块50的电压(如图2-图3中的V1点的电压)进行隔离，从而减小相互之间的影响。

由此，该供电电路能够保证取电模块50的输入电压的稳定性，进而为逆变模块提供稳定的低压输入电压，并且有效提高电源的功率因数。

另外，根据图2-图3的实施例，电源输入模块20具有第一输出端和第二输出端，整流模块30具有第一输入端和第二输入端，整流模块30的第一输入端与电源输入模块20的第一输出端相连，整流模块30的第二输入端与电源输入模块20的第二输出端相连，供电电路还包括：PTC(PositiveTemperatureCoefficient，正温度系数热敏电阻)保护模块70，PTC保护模块70连接在电源输入模块20的第二输出端和整流模块30的第二输入端之间。

需要说明的是，PTC保护模块用于在接通电源时防止上电冲击。

具体地，如图2-图3所示，供电电路还包括继电器KM1，继电器KM1的开关与PTC保护模块70并联。

进一步地，根据图2-图3的实施例，逆变电源的供电电路还包括：刹车模块80。刹车模块80与第一电容C1并联，刹车模块80用于在向电机10停止供电之后，吸收由于电机惯性旋转所产生的电流。

具体地，刹车模块80包括相互串联的第三电阻R3和第一开关K1。更具体地，第一开关K1可为三极管，第三电阻R3的一端与第一电容C1的一端相连，第三电阻R3的另一端与三极管的集电极相连，三极管的发射极接地。

进一步地，逆变电源的供电电路还包括：控制模块90，控制模块90在向电机10停止供电之后，控制第一开关K1闭合。更具体地，控制模块90与三极管的基极相连，在向电机10停止供电之后，控制模块90可输出高电平信号至三极管的基极以使三极管导通，三极管导通之后，刹车模块80进行工作以吸收电机因惯性旋转所产生的电能。

需要说明的是，作为负载的电机10停止运转之后，电机10由于惯性的作用将继续旋转，此时电机10将处于发电状态，电机10所发的电能、产生的尖峰电压由刹车模块80消耗掉，从而通过能耗制动实现电机的快速停止。当然，电机10所发的电能也可以对本实用新型实施例的供电电路进行充电，并转化为回路的供电电源。

综上所述，本实用新型实施例提出的逆变电源的供电电路，将第一电感的第一端与整流模块的第一输出端相连，并将第i电感的第一端与第i-1电感的第二端相连，并且第一至第N电容的第一端分别与第一至第N电感的第二端相连，第一至第N电容的第二端与整流模块的第二输出端相连。由此，通过相互串联的第一至第N电感和第一至第N电容，能够有效抑制电容上电压并为后面的逆变模块提供保护，而且第一至第N电容的电容量可以更小，从而有效降低成本，同时小电容的ESR和ESL更小，可提高供电电路的可靠性。另外，第一至第N电感L₁-L_N具有同一个磁芯，从而可以减小电感磁芯，并提高磁芯的利用率，进而在更好的抑制电压的同时进一步降低成本。而且，本实用新型实施例的供电电路还能够保证取电模块的输入电压的稳定性，进而为逆变模块提供稳定的供电电压，并能吸收浪涌能量，以及在电机停机后吸收电机反向发的电能。

最后，本实用新型实施例还提出了一种家用电器，包括上述实施例的逆变电源的供电电路。

根据本实用新型实施例提出的家用电器，通过逆变电源的供电电路，能够有效抑制电容上电压并为逆变模块提供保护，而且可采用电容量更小的第一至第N电容，从而有效降低成本，同时小电容的ESR和ESL更小，可提高供电电路的可靠性。

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必须针对的是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)

1.一种逆变电源的供电电路，其特征在于，包括：

电源输入模块，所述电源输入模块与电源相连；

整流模块，所述整流模块与所述电源输入模块相连，所述整流模块具有第一输出端和第二输出端；

相互串联的第一至第N电感，所述第一电感的第一端与所述整流模块的第一输出端相连，所述第i电感的第一端与所述第i-1电感的第二端相连，其中，N为正整数，i为大于1且小于或等于N的整数值；

第一至第N电容，所述第一至第N电容的第一端分别与所述第一至第N电感的第二端相连，所述第一至第N电容的第二端与所述整流模块的第二输出端相连；

逆变模块，所述逆变模块与所述第N电容并联；

与所述第N电容并联的泄放模块，所述泄放模块包括依次相互串联的第一二极管、第一电阻和第N+1电容，所述第一二极管的阳极与所述第N电容的第一端相连。

2.如权利要求1所述的逆变电源的供电电路，其特征在于，所述N为2。

3.如权利要求1所述的逆变电源的供电电路，其特征在于，所述第一至第N电感具有同一个磁芯。

4.如权利要求1所述的逆变电源的供电电路，其特征在于，所述电源输入模块具有第一输出端和第二输出端，所述整流模块具有第一输入端和第二输入端，所述供电电路还包括：

连接在所述电源输入模块的第二输出端和所述整流模块的第二输入端之间的PTC保护模块。

5.如权利要求1所述的逆变电源的供电电路，其特征在于，其中，所述第一二极管和所述第一电阻之间具有第一节点，所述第一电阻和所述第N+1电容之间具有第二节点，所述供电电路还包括：

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第二节点相连，所述第二电阻的另一端与所述整流模块的第二输出端相连；

第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述第二节点相连；以及

DC/DC模块，所述DC/DC模块为所述逆变模块供电，所述DC/DC模块的第一输入端与所述第二二极管的阴极相连，所述DC/DC模块的第二输入端与所述整流模块的第二输出端相连。

6.如权利要求5所述的逆变电源的供电电路，其特征在于，所述第二二极管的阴极还与所述第一节点相连。

7.如权利要求1所述的逆变电源的供电电路，其特征在于，还包括：

刹车模块，所述刹车模块与所述第一电容并联，所述刹车模块用于在向电机停止供电之后，吸收由于所述电机惯性旋转所产生的电流。

8.如权利要求7所述的逆变电源的供电电路，其特征在于，所述刹车模块包括相互串联的第三电阻和第一开关。

9.如权利要求8所述的逆变电源的供电电路，其特征在于，还包括：

控制模块，所述控制模块在向所述电机停止供电之后，控制所述第一开关闭合。

10.一种家用电器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的逆变电源的供电电路。