CN207926458U - 一种用于冰箱的开关电源及冰箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了用于冰箱的开关电源及冰箱，属于电源领域。该开关电源包括：变压器；原边电路，设置于所述变压器的初级绕组和所述冰箱的供电电源之间，用于使得所述初级绕组产生交变电流信号；和副边电路，其中，所述副边电路包括：与所述变压器的次级绕组依次相连的开关管和第一电容，以及副边同步整流控制单元，所述副边同步整流控制单元与所述开关管的控制端连接，并配置成通过控制所述开关管通断在所述第一电容两端形成所述冰箱的控制电路所需的直流电源。本实用新型还提供了一种包括上述开关电源的冰箱。本实用新型的开关电源，能够有效降低其整流单元的能量损耗，提高其整机效率。

Description

一种用于冰箱的开关电源及冰箱

技术领域

本实用新型涉及电源领域，特别是涉及一种用于冰箱的开关电源及冰箱。

背景技术

冰箱的开关电源通常需要设置整流单元进行整流，现有技术中的电源开关通常在其输出端采用二极管整流。目前主流的开关电源的反激式变换电路如图1所示，其副边电路的输出端设置有用于整流的二极管D5。

但是由于二极管自身存在压降，约0.7V，当负载为低电压大电流时，二极管整流发热明显、损耗较大。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是要提供了一种用于冰箱的开关电源，能够有效降低其整流单元的能量损耗，提高其整机效率。

本实用新型的另一个目的是要提供了一种冰箱，包括上述电源开关，能有效降低能耗。

特别地，本实用新型提供了一种用于冰箱的开关电源，包括：

变压器；

原边电路，设置于所述变压器的初级绕组和所述冰箱的供电电源之间，用于使得所述初级绕组产生交变电流信号；和

副边电路，其中，

所述副边电路包括：与所述变压器的次级绕组依次相连的开关管和第一电容，以及副边同步整流控制单元，所述副边同步整流控制单元与所述开关管的控制端连接，并配置成通过控制所述开关管通断在所述第一电容两端形成所述冰箱的控制电路所需的直流电源。

可选地，所述开关管使用N沟道场效应管，其源极连接所述变压器的次级绕组的第一端，其漏极用于连接所述开关电源的输出端，并且所述副边同步整流控制单元包括同步整流控制芯片，其中，

所述同步整流控制芯片的电源管脚，与所述变压器的次级绕组的第一端相连；

所述同步整流控制芯片的开关管驱动管脚，与所述开关管的栅极相连；

所述同步整流控制芯片的电压判定管脚，与所述开关管的漏极相连；

所述同步整流控制芯片的接地管脚，与所述开关管的源极相连。

可选地，所述副边同步整流控制单元还包括：第二电容，所述第二电容设置于所述同步整流控制芯片的电源管脚与所述开关管的源极之间。

可选地，所述副边同步整流控制单元还包括：第三电容，所述第三电容设置于所述同步整流控制芯片的电源管脚和电压判定管脚之间。

可选地，所述副边同步整流控制单元还包括：第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的正极连接于所述次级绕组的第一端，其负极与所述第二二极管的正极相连，所述第二二极管设置于所述第三电容和所述电源管脚之间，且其负极与所述电源管脚相连。

可选地，还包括吸收电路，连接于所述开关管的漏极和源极之间，所述吸收电路包括串联的第一电阻和第四电容。

可选地，所述副边同步整流控制单元还包括：第一采样电阻和第二采样电阻，所述第一采样电阻设置于所述同步整流控制芯片的副边续流判定设定管脚与所述变压器的次级绕组的第二端之间，所述第二采样电阻设置于所述同步整流控制芯片的原边开通判定设定管脚与所述变压器的次级绕组的第二端之间，所述变压器的次级绕组的第二端接地。

可选地，所述原边电路包括：

整流单元，设置于所述供电电源与所述初级绕组之间；和

原边开关管，设置于所述初级绕组和所述供电电源的回路上，通过控制所述原边开关管的导通和截止使得初级绕组产生交变电流信号。

可选地，所述开关电源布置于所述冰箱的主控板上。

特别地，本实用新型还提供了一种冰箱，包括上述的开关电源，以利用所述开关电源为所述冰箱的控制电路提供所需的直流电源。

由于本实用新型的开关电源，其副边电路设置有开关管和副边同步整流控制单元，所述副边同步整流控制单元与所述开关管的控制端连接，并配置成通过控制所述开关管通断在所述第一电容两端形成所述冰箱的控制电路所需的直流电源，即通过所述副边同步整流控制单元来控制所述开关管的通断，用开关管来取代现有技术中的二极管进行整流，由于开关管导通时内阻较小，在大电流的场合，其能耗更低，可进一步提高开关电源的整机效率。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是现有技术中一种开关电源的电路图；

图2是根据本实用新型一个实施例的开关电源的结构示意图；

图3是根据本实用新型另一个实施例的开关电源的电路图。

具体实施方式

图2是根据本实用新型一个实施例的开关电源的结构示意图。该开关电源可以布置于冰箱的主控板上，如图1所示，其一般性地可以包括变压器T1、原边电路20和副边电路30。原边电路20设置于变压器T1的初级绕组11和冰箱的供电电源之间，用于使得初级绕组11产生交变电流信号，供电电源用于提供交流电，如电压有效值为220V的交流电。副边电路30包括与变压器T1的次级绕组12依次相连的开关管40和第一电容E3，以及副边同步整流控制单元50。副边同步整流控制单元50与开关管40的控制端41连接，并配置成通过控制开关管40通断在第一电容E3两端形成冰箱的控制电路所需的直流电源。

由于本实施例的开关电源，其副边电路30设置有开关管40和副边同步整流控制单元50，副边同步整流控制单元50与开关管40的控制端连接，并配置成通过控制开关管40通断在第一电容E3两端形成冰箱的控制电路所需的直流电源，即通过副边同步整流控制单元50来控制开关管40的通断，用开关管40来取代现有技术中的二极管进行整流，由于开关管40导通时内阻较小，在大电流的场合，其能耗更低，可进一步提高开关电源的整机效率。

图3是根据本实用新型另一个实施例的开关电源的电路图。如图3所示，在一个实施例中，原边电路20包括整流单元21和原边开关管Q1。整流单元21设置于供电电源与初级绕组11之间，用于将供电电源的交流电转变为直流电，例如整流单元21为四个二极管(参见图3中的D1、D2、D3、D4)搭接的桥式全波整流电路，且该桥式全波整流电路的输出端还并联有原边滤波电容E1。原边开关管Q1设置于初级绕组11和供电电源的回路上，通过控制原边开关管Q1的导通和截止使得初级绕组11产生交变电流信号。在一个实施例中，原边开关管Q1为N沟道场效应管，初级绕组11的第一端1与整流单元21的输出端相连，初级绕组11的第二端2与原边开关管Q1的漏极D1相连，原边开关管Q1的源极S1接地，原边开关管Q1的栅极G1输入脉宽调制信号，以控制原边开关管Q1的开闭。

在一个实施例中，如图3所示，开关管40使用N沟道场效应管Q2，其源极S2连接变压器T1的次级绕组12的第一端4，其漏极D2用于连接开关电源的输出端，开关电源的输出端接冰箱负载R4。副边同步整流控制单元50包括同步整流控制芯片51，具体地，同步整流控制芯片51为LP35122芯片，其中，同步整流控制芯片51的电源管脚VCC，与变压器T1的次级绕组12的第一端4相连；同步整流控制芯片51的开关管40驱动管脚，与开关管40的栅极G2相连；同步整流控制芯片51的电压判定管脚D，与开关管40的漏极D2相连；同步整流控制芯片51的接地管脚GND，与开关管40的源极S2相连。副边同步整流控制单元50还包括第二电容E2，第二电容E2设置于同步整流控制芯片51的电源管脚VCC与开关管40的源极S2之间。

当原边开关管Q1导通时，次级绕组12产生反向电动势，使得同步整流控制芯片51的电压判定管脚D产生电压，通过同步整流控制芯片51的内部电路给同步整流控制芯片51的电源管脚VCC供电，同步整流控制芯片51开始正常工作，第二电容E2用于滤波。

由于本实施例的开关管40采用的是N沟道场效应管Q2，其通态电阻比较小，以开关管的通态电阻为20mΩ为例，在输出电流为5A时，该开关管导通时的功率损耗仅为0.5W，而如果采用现有技术中的二极管，其导通压降在0.6V到1.2V之间，二极管导通耗损功率为3-6W之间，远大于本实施例的功率耗损，因此，本实施例的开关电源能有效地降低损耗。

一个实施例中，副边同步整流控制单元50还包括第三电容C2，第三电容C2设置于同步整流控制芯片51的电源管脚VCC和电压判定管脚D之间。副边同步整流控制单元50还包括第一二极管D6和第二二极管D5，第一二极管D6的正极连接于次级绕组12的第一端4，其负极与第二二极管D5的正极相连，第二二极管D5设置于第三电容C2和电源管脚VCC之间，且其负极与电源管脚VCC相连。

当负载功率超过30W时，需要设置上述电路来给同步整流控制芯片51的电源管脚VCC额外供电。同步整流控制芯片51开始启动后，其开关管40驱动管脚DRV上电压，控制开关管40导通，第一二极管D6和第二二极管D5也导通，和电压判定管脚D一起给电源管脚VCC供电，以满足大功率工作时的供电需求。

另一个实施例中，还包括吸收电路60，连接于开关管40的漏极D2和源极S2之间，吸收电路60包括串联的第一电阻R3和第四电容C1。吸收电路60用于抑制反向峰值电压对开关管40的冲击，以保护开关管40。

一个实施例中，副边同步整流控制单元50还包括第一采样电阻R1和第二采样电阻R2。第一采样电阻R1设置于同步整流控制芯片51的副边续流判定设定管脚BE与变压器T1的次级绕组12的第二端3之间，第二采样电阻R2设置于同步整流控制芯片51的原边开通判定设定管脚AE与变压器T1的次级绕组12的第二端3之间，变压器T1的次级绕组12的第二端3接地。

当原边开关管Q1导通时，通过变压器T1，副边电路30的接地端和同步整流控制芯片51的接地管脚GND之间产生反激电压；当原边开关管Q1截止时，同步整流控制芯片51的电压判定管脚D和接地管脚GND之间电压下降，同步整流控制芯片51通过检测原边开通判定设定管脚AE的反激电压和电压判定管脚D的电压，能准确的判断开关管40的导通。

通过同步整流控制芯片51的内部电路处理原边开通判定设定管脚AE检测到的反激电压以及预设的开关管关断的电压阈值，能够准确地判断开关管40的截止。

本实用新型还提供了一种冰箱，包括上述的开关电源，以利用开关电源为冰箱的控制电路提供所需的直流电源。

由于冰箱配置了上述开关电源，开关电源的副边电路30设置有开关管40和副边同步整流控制单元50，副边同步整流控制单元50与开关管40的控制端41连接，并配置成通过控制开关管40通断在第一电容E3两端形成冰箱的控制电路所需的直流电源，即通过副边同步整流控制单元50来控制开关管40的通断，用开关管40来取代现有技术中的二极管进行整流，由于开关管40导通时内阻较小，在大电流的场合，其能耗更低，可进一步提高开关电源的整机效率，从而降低了冰箱的能耗。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种用于冰箱的开关电源，其特征在于，包括：

变压器；

原边电路，设置于所述变压器的初级绕组和所述冰箱的供电电源之间，用于使得所述初级绕组产生交变电流信号；和

副边电路，其中，

所述副边电路包括：与所述变压器的次级绕组依次相连的开关管和第一电容，以及副边同步整流控制单元，所述副边同步整流控制单元与所述开关管的控制端连接，并配置成通过控制所述开关管通断在所述第一电容两端形成所述冰箱的控制电路所需的直流电源。

2.根据权利要求1所述的开关电源，其特征在于，所述开关管使用N沟道场效应管，其源极连接所述变压器的次级绕组的第一端，其漏极用于连接所述开关电源的输出端，并且所述副边同步整流控制单元包括同步整流控制芯片，其中，

所述同步整流控制芯片的电源管脚，与所述变压器的次级绕组的第一端相连；

所述同步整流控制芯片的开关管驱动管脚，与所述开关管的栅极相连；

所述同步整流控制芯片的电压判定管脚，与所述开关管的漏极相连；

所述同步整流控制芯片的接地管脚，与所述开关管的源极相连。

3.根据权利要求2所述的开关电源，其特征在于，所述副边同步整流控制单元还包括：第二电容，所述第二电容设置于所述同步整流控制芯片的电源管脚与所述开关管的源极之间。

4.根据权利要求3所述的开关电源，其特征在于，所述副边同步整流控制单元还包括：第三电容，所述第三电容设置于所述同步整流控制芯片的电源管脚和电压判定管脚之间。

5.根据权利要求4所述的开关电源，其特征在于，所述副边同步整流控制单元还包括：第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的正极连接于所述次级绕组的第一端，其负极与所述第二二极管的正极相连，所述第二二极管设置于所述第三电容和所述电源管脚之间，且其负极与所述电源管脚相连。

6.根据权利要求5所述的开关电源，其特征在于，还包括吸收电路，连接于所述开关管的漏极和源极之间，所述吸收电路包括串联的第一电阻和第四电容。

7.根据权利要求6所述的开关电源，其特征在于，所述副边同步整流控制单元还包括：第一采样电阻和第二采样电阻，所述第一采样电阻设置于所述同步整流控制芯片的副边续流判定设定管脚与所述变压器的次级绕组的第二端之间，所述第二采样电阻设置于所述同步整流控制芯片的原边开通判定设定管脚与所述变压器的次级绕组的第二端之间，所述变压器的次级绕组的第二端接地。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的开关电源，其特征在于，所述原边电路包括：

整流单元，设置于所述供电电源与所述初级绕组之间；和

原边开关管，设置于所述初级绕组和所述供电电源的回路上，通过控制所述原边开关管的导通和截止使得初级绕组产生交变电流信号。

9.根据权利要求8所述的开关电源，其特征在于，所述开关电源布置于所述冰箱的主控板上。

10.一种冰箱，包括权利要求1-9中任一项所述的开关电源，以利用所述开关电源为所述冰箱的控制电路提供所需的直流电源。