CN207053385U - 一种控制电路及采用隔离电源的电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于电路设计领域，提供了一种控制路及采用隔离电源的电器，该控制电路包括：具有初级回路与次级回路的隔离开关电源；用于实现产品功能的功能执行模块；以及与该功能执行模块相连的控制模块，该控制模块采用辅助绕组耦合供电，其供电回路与初级回路共地。本实用新型实施例提供的控制电路通过将控制模块设置在变压器的初级回路上，可直接控制启动设于变压器初级回路中的功能执行模块，从而可以节省传统的控制电路中将控制模块设置在变压器次级回路中，需要通过光耦等隔离器件控制启动处于变压器初级回路中的功能执行模块，使得在设计同等功率电源的控制电路时可节省设计成本。

Description

一种控制电路及采用隔离电源的电器

技术领域

本实用新型属于电路设计领域，尤其涉及一种控制电路及采用隔离电源的电器。

背景技术

光耦是常用的隔离器件，光耦隔离就是采用光耦合器进行隔离，光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏(三极)管封装在一起。发光二极管把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出，由于没有直接的电气连接，这样既耦合传输了信号，又有隔离作用。

图1是传统的光耦隔离启动电路的结构模块示意图，参见图1，传统的光耦隔离启动电路中的控制模块设置在变压器的低压区域(次级回路)中，从低压区域取电，控制模块控制各个功能执行模块工作。若功能执行模块位于高压区域，则需要通过光耦之类的隔离器件与控制模块连接，以避免人体接触到高压区域从而产生触电的危险，进而造成触电事故的发生。所以传统的设计方式使得光耦的使用量会随着其中的功能执行模块的数量的增加而增加，这就使得整个电路的设计成本也随之变高。

实用新型内容

本实用新型提供一种控制电路及采用隔离电源的电器，旨在解决现有技术中，需要在电路中设置较多光耦等隔离器件来控制启动每个功能执行模块，从而导致整个电路的设计成本高的问题。

本实用新型是这样实现的，一种控制电路，所述电路包括：有初级回路与次级回路的隔离开关电源；用于实现产品功能的功能执行模块；以及与所述功能执行模块相连的控制模块，所述控制模块采用辅助绕组耦合供电，其供电回路与初级回路共地。

优选的，所述辅助绕组为中间抽头式绕组或独立绕组。

进一步的，所述中间抽头式绕组为变压器中的一个三端出线绕组；

其中的中间引线端连接至所述初级回路的接地端，另外两个引线端与所述中间引线端各自组合为供电绕组；

其中一组所述供电绕组给开关电源控制IC供电，另一组所述供电绕组给控制模块供电。

进一步的，所述独立绕组为变压器中独立绕制的给控制模块供电的线圈，且所述线圈的其中一段连接至所述初级回路的接地端。

进一步的，所述初级回路的功能执行模块与所述控制模块直接连接，并由所述控制模块直接启动；

所述次级回路的功能执行模块与所述控制模块通过光耦隔离连接，并由所述控制模块通过所述光耦隔离启动。

具体的，所述初级回路包括AC整流滤波模块、隔离变压器初级、开关电源控制IC及开关器件；

所述次级回路包括隔离变压器次级、次级整流滤波模块、采样反馈模块及隔离器件。

进一步的，所述电路还包括一电源反馈回路；所述电源反馈回路包括：从所述次级回路到所述初级回路依次连接的：次级整流滤波模块、采样反馈模块、隔离器件、开关电源控制IC、开关器件、隔离变压器。

本实用新型还提供了一种采用隔离电源的电器，该电器包括上述的控制电路。

本实用新型实施例提供的控制电路通过将控制模块设置在变压器的初级回路上，可直接控制启动设于变压器初级回路中的功能执行模块，从而可以节省传统的控制电路中将控制模块设置在变压器次级回路中，需要通过光耦等隔离器件控制启动处于变压器初级回路中的功能执行模块，使得在设计同等功率电源的控制电路时可节省设计成本。

附图说明

图1是传统的光耦隔离启动电路的结构模块示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种控制电路的结构模块示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种控制电路的部分电路结构示意图；

图4是本实用新型提供的一种控制电路的辅助绕组的中间抽头式绕组的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的一种控制电路的辅助绕组的独立绕组的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的一种空调扇控制电路的结构模块示意图；

图7是本实用新型实施例提供的一种控制电路的控制模块直接启动功能执行模块的局部电路结构示意图；

图8是本实用新型实施例提供的一种控制电路的控制模块通过隔离器件启动功能执行模块的局部电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型提供的控制电路，通过将控制模块设置在变压器的初级回路上，控制模块直接与设于变压器初级回路中的功能执行模块连接，并由控制模块直接启动；即可以节省传统的电路设计中处于变压器初级回路中的功能执行模块与控制模块之间的光耦，使得在设计同等功率电源的控制电路时可节省设计成本。

以下结合具体的实施例对本实用新型进行详细的说明。

图2示出了本实用新型实施例提供的一种控制电路的结构模块示意图，为了清楚、简洁地说明，仅示出了与本实用新型发明点相关的部分的结构模块。

结合图2和图3，在本实用新型的实施例中，该控制电路包括：具有初级回路与次级回路的隔离开关电源(如图3所示)；用于实现产品功能的功能执行模块，包括设于变压器初级回路中的功能执行模块13以及设于变压器次级回路中的功能执行模块8；以及与该功能执行模块13、8相连的控制模块5，其中控制模块5与功能执行模块13直接连接，与功能执行模块8则通过光耦7隔离连接；该控制模块5采用辅助绕组耦合供电，其供电回路与初级回路共地。

其中，本实用新型实施例中的控制模块5可以为一般的单片机(MCU)，例如Philips公司的80C51单片机即可满足要求。隔离开关电源可以为IEC950，VCC等规格的开关电源。在本实用新型实施例中的控制模块5可为采用辅助绕组的电磁耦合方式进行供电。

结合图3～图5，在本实用新型的一个实施例中，该辅助绕组可为中间抽头式绕组(如图4所示)，其为变压器中的一个三端出线绕组，其中的中间引线端50连接至变压器初级回路的接地端RTN1，另外两个引线端40和60与中间引线端50各自组合为供电绕组，其中一组给开关电源控制IC供电，另外一组给控制模块5供电。例如，引线端50与引线端60所组合成的供电绕组可为控制模块5供电；引线端50与引线端40所组合成的供电绕组为开关电源控制IC供电。

在本实用新型的另一实施例中，如图5所示，该辅助绕组可为一独立绕组，其为变压器中独立绕制的给控制模块5供电的线圈，而且该线圈的其中一段连接至该初级回路的接地端RTN1端，例如，可将该独立绕组的引线端70可连接至变压器初级回路的接地端RTN1端。

在本实用新型的实施例中，处于变压器初级回路中的功能执行模块13与控制模块5直接连接，并由控制模块5直接控制启动；处于变压器次级回路中的功能执行模块8则与控制模块5通过光耦7等隔离器件隔离连接，并由该控制模块5通过光耦7等隔离器件隔离启动。由于设置在变压器次级回路中的功能执行模块8与人体有直接的接触，虽然次级回路中的电压较低，一般是36V以下的安全电压，但是若不对该低压区域中的功能执行模块8进行隔离供电，那么人体还是有可能会通过控制模块5与变压器的高压区域的电路形成回路，而造成触电。所以为了保证人身的安全，设于变压器低压区域的功能执行模块8需要通过光耦7等隔离器件进行隔离控制启动。然而，处于变压器初级回路中的功能执行模块13由于不与人体直接接触，故可通过控制模块5直接连接并控制启动，即可节省设于变压器初级回路中的光耦6等隔离器件的数量，因而可节省电路的设计成本。

在本实用新型的实施例中，该控制电路中的初级回路包括依次连接的AC整流滤波模块1、隔离变压器初级21、开关电源控制IC 11及开关器件12。其中，AC整流滤波模块1可进一步的包括整流模块和滤波模块，整流模块可将输入的如90VAC～264VAC的交流电整流成直流电，然后滤波模块再将整流后输出的电压中的纹波进行过滤，然后输出稳定的电压。此外，整流模块可以采用半波整流，即利用二极管的单向导电性进行整流，将交流电转变为直流电；整流模块也可以采用全波整流，即在整流过程中利用交流电的两个半波，可提高整流器的效率，并使已整电流易于平滑，使输出的电压稳定。

在本实用新型的实施例中，开关电源控制IC 11可以是PWM类型的控制IC，该类型开关电源控制IC具有功耗低且控制速度较快的特点。开关电源控制IC 11可以保持输出到开关器件12的电压/电流的稳定，使得开关器件12能够得到稳定的电压/电流，并可在电路出现过压或负载开路等故障时保护开关器件12，故可延长开关器件12的有效性及使用寿命。

在本实用新型的实施例中，该控制电路的次级回路包括依次连接的：隔离变压器次级22、次级整流滤波模块3，采样反馈模块9及隔离器件10。该次级整流滤波模块3可将从隔离变压器次级22输出的电压进行进一步的整流滤波后的电压给到采样反馈模块9及隔离器件10处理，并得到稳定的输出电压，之后再将该稳定的输出电压提供给需要隔离的功能执行模块使用。

在本实用新型的实施例中，该控制电路还包括一电源反馈回路，该电源反馈回路包括从次级回路到初级回路依次连接的：次级整流滤波模块3、采样反馈模块9、隔离器件10、开关电源控制IC 11、开关器件12、隔离变压器2。即从变压器次级22输出的电压输入到次级整流滤波模块3，并经过次级回路中的采样反馈模块9、隔离器件10，回到变压器初级回路中的开关电源控制IC 11、开关器件12、变压器2。

其中，采样反馈模块9可以为德州仪器公司的TL431，在该电路中可以起到稳定电压的作用。开关电源控制IC包括开关控制芯片，该开关控制芯片可为UC3842芯片等，主要用于控制开关器件12的正常工作以及在电路中保护开关器件12。隔离器件10可为光耦等器件。

本实用新型实施例还提供了一种采用上述隔离电源的电器，例如，空调扇、空气净化器、加湿器等。下面以一种空调扇的控制电路设计做举例说明，为了简要说明，本实施例仅示出了与本实用新型发明点相关的部分电路结构。

结合图6～8，设于该空调扇电路变压器初级回路中的功能执行模块包括：垂直摆头131、水泵132、三挡控制133(包括低档、中档、高档)等；以及设计于该电路变压器次级回路中的直流电机82、雾化模块81功能执行模块。其中，处于该控制电路的次级回路中的功能执行模块81、82与控制模块5之间需要设置光耦71、72等隔离器件来进行隔离启动；而在该电路的初级回路中的功能执行模块(131、132、133)直接与控制模块5连接，并由控制模块5直接控制启动。

其中，图7示出了本实用新型实施例中的控制模块5直接控制空调扇的控制电路的变压器初级回路中的功能执行模块的局部电路示意图。图8示出了本实用新型实施例控制电路中的控制模块通过光耦隔离驱动处于变压器次级回路的功能执行模块的部分电路结构示意图。传统的将控制模块5设置在变压器的次级回路中，控制模块需要通过光耦隔离驱动变压器初级回路中的功能执行模块的电路结构与本实用新型实施例通过将控制模块5设置在变压器的初级回路中，然后直接启动处于变压器的初级回路中的功能执行模块相比较，本实用新型实施例提供的控制电路更加简单、设计成本更低。

本实用新型实施例提供的控制电路通过将控制模块设置在变压器的初级回路上，可直接控制启动设于变压器初级回路中的功能执行模块，从而可以节省传统的控制电路中将控制模块设置在变压器次级回路中，需要通过光耦等隔离器件控制启动处于变压器初级回路中的功能执行模块，使得在设计同等功率电源的控制电路时可节省设计成本，尤其是当设置在变压器初级回路中的功能执行模块的数量越多时，本实用新型的设计方案更能凸显其电路简洁，设计成本低的优势。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种控制电路，其特征在于，所述电路包括：具有初级回路与次级回路的隔离开关电源；

用于实现产品功能的功能执行模块；以及

与所述功能执行模块相连的控制模块，所述控制模块采用辅助绕组耦合供电，其供电回路与初级回路共地。

2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述辅助绕组为中间抽头式绕组或独立绕组。

3.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述中间抽头式绕组为变压器中的一个三端出线绕组；

其中的中间引线端连接至所述初级回路的接地端，另外两个引线端与所述中间引线端各自组合为供电绕组；

其中一组所述供电绕组给开关电源控制IC供电，另一组所述供电绕组给控制模块供电。

4.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述独立绕组为变压器中独立绕制的给控制模块供电的线圈，且所述线圈的其中一段连接至所述初级回路的接地端。

5.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述初级回路的功能执行模块与所述控制模块直接连接，并由所述控制模块直接启动；

所述次级回路的功能执行模块与所述控制模块通过光耦隔离连接，并由所述控制模块通过所述光耦隔离启动。

6.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述初级回路包括AC整流滤波模块、隔离变压器初级、开关电源控制IC及开关器件；

所述次级回路包括隔离变压器次级、次级整流滤波模块、采样反馈模块及隔离器件。

7.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述电路还包括一电源反馈回路；

所述电源反馈回路包括：从所述次级回路到所述初级回路依次连接的：次级整流滤波模块、采样反馈模块、隔离器件、开关电源控制IC、开关器件、隔离变压器。

8.一种采用隔离电源的电器，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述的控制电路。