CN208923819U - 一种开关电源的保护组件和开关电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种开关电源的保护组件和开关电源，用以在不增加损耗的同时，在开关电源的主电路出现短路故障时，对开关电源中的高频电容放电。所述开关电源的保护组件，连接在所述开关电源的输入侧并联电容与所述开关电源的主电路之间，或者连接在所述开关电源的输出侧并联电容与所述开关电源的主电路之间，用于在所述开关电源的主电路短路时，以电阻形式连接在所述开关电源中。

Description

一种开关电源的保护组件和开关电源

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种开关电源的保护组件和开关电源。

背景技术

电力电子技术的迅猛发展，一方面带动了电源技术的发展，另一方面也对电源产品的性能提出了更高的要求。

在开关电源设计中为了满足电磁兼容(Electro Magnetic Compatibility，EMC)的设计要求，如图1所示，需要在开关电源输入侧并联高频电容11，高频电容11直接并联在开关电源的输入侧，用于减少辐射发射和接收，进而减小电磁干扰。

实际应用中，由于开关电源常用于高压输入供电场合，当断开高压输入电源连接时，高频电容11上会有非常大的残留电压，因此，必须有放电回路将高频电容11上的残留电压放电至安全电压。开关电源的主电路13正常情况下，断开高压输入电源连接后，高频电容11、保险管12、以及开关电源的主电路13(还可以包括主控电路和采样电路)构成放电回路，在固定时间内将高频电容11上的残留电压放电至安全电压。但当开关电源的主电路13发生短路故障时，流过保险管12的电流会迅速增大，保险管12因承受过大电流而熔断，此种情况下，由于保险管12损坏，高频电容11上的残留电压缺少放电回路，无法进行放电，如果人体接触开关电源仍会发生触电事故。

针对上述问题，目前业界的常用做法是：给高频电容11并联固定的放电电阻10。此种方式虽然可以在开关电源的主电路13发生短路故障时，通过放电电阻10将高频电容11上的残留电压放电至安全电压，但是在开关电源的主电路正常的情况下，放电电阻10将会引入固定损耗，降低开关电源的转换效率。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种开关电源的保护组件和开关电源，用以在不增加损耗的同时，在开关电源的主电路出现短路故障时，对开关电源中的高频电容放电。

一方面，本实用新型实施例提供了一种开关电源的保护组件，该保护组件连接在开关电源的输入侧并联电容与开关电源的主电路之间，或者连接在开关电源的输出侧并联电容与开关电源的主电路之间，用于在开关电源的主电路短路时，以电阻形式连接在开关电源中。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的保护组件中，保护组件还用于在开关电源的主控电路正常时，以导线形式连接在开关电源中。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的保护组件中，保护组件包括：熔断后具有阻值的保险管。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的保护组件中，保护组件包括：电阻组件与保险管的并联连接结构、且保险管熔断后具有阻值。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的保护组件中，保护组件包括：电阻组件与保险管的并联连接结构。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的保护组件中，电阻组件包括多个并联连接的电阻。

在一种可能的实施方式中，本实用新型实施例提供的保护组件中，电阻组件包括多个串联连接的电阻。

另一方面，本实用新型实施例提供了一种开关电源，包括本实用新型实施例提供的开关电源的保护组件，保护组件连接在开关电源的输入侧并联电容与开关电源的主控电路之间，或者连接在开关电源的输出侧并联电容与开关电源的主电路之间。

本实用新型实施例提供的方案中，保护组件连接在开关电源的输入侧并联电容与开关电源的主电路之间，或者连接在开关电源的输出侧并联电容与开关电源的主电路之间，用于在开关电源主电路短路时，以电阻形式接入开关电源，也即在开关电源主电路短路的情况下，保护组件以电阻形式与开关电源的主电路以及输入侧并联电容(输出侧并联电容)构成放电回路，保护组件能够将输入侧并联电容(输出侧并联电容)上的残留电压放电至安全电压，实现开关电源主电路短路情况下，对输入侧并联电容(输出侧并联电容)的放电。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1为现有技术中开关电源的电路结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种开关电源的结构示意图；

图3A为本实用新型实施例提供的一种开关电源的保护组件的结构示意图；

图3B为本实用新型实施例提供的一种开关电源的保护组件在开关电源主电路短路故障时的结构示意图；

图4A为本实用新型实施例提供的另一种开关电源的保护组件的结构示意图；

图4B为本实用新型实施例提供的另一种开关电源的保护组件在开关电源主电路正常时的结构示意图；

图4C为本实用新型实施例提供的另一种开关电源的保护组件在开关电源主电路短路故障时的结构示意图；

图5A为本实用新型实施例提供的又一种开关电源的保护组件的结构示意图；

图5B为本实用新型实施例提供的又一种开关电源的保护组件在开关电源主电路正常时的结构示意图；

图5C为本实用新型实施例提供的还一种开关电源的保护组件在开关电源主电路短路故障时的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的实施例进行说明，应当理解，此处所描述的实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本实用新型。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的开关电源的保护组件，不仅能够用于对开关电源中输入侧并联电容和输出侧并联电容进行保护，也可以用于对其它设备中的电容进行保护。

下面结合说明书附图，对本实用新型实施例提供的开关电源的保护组件和开关电源的具体实施方式进行说明。

本实用新型实施例提供了一种开关电源的保护组件，如图2所示，该保护组件14连接在开关电源的输入侧并联电容11与开关电源的主电路13之间，或者连接在开关电源的输出侧并联电容(图中未示出)与开关电源的主电路13之间，用于在开关电源的主电路13短路时，以电阻形式连接在开关电源中，在开关电源的主电路13正常时，以导线形式连接在开关电源中。

本实用新型实施例中，开关电源的主电路13是指开关电源中高压输入电源后端与输入侧并联电容并联的电路，其具体包括的电路可以依据开关电源的功能根据需要选择，本实用新型对此不做限定。

在一个示例中，开关电源可以分为调频式开关电源和调宽式开关电源，以调宽式开关电源为例，开关电源的主电路13，可以包括但不限于：整流电路、高频变换器、调宽方波整流滤波、采样电路和负载。

本实用新型实施例提供的开关电源的保护组件14，在开关电源的主电路13正常时，以导线形式接入开关电源中，不引入固定损耗；在开关电源的主电路13短路故障时，保护组件14以电阻形式与开关电源的主电路13以及输入侧并联电容11(输出侧并联电容)构成放电回路，保护组件14能够将输入侧并联电容11(输出侧并联电容)上的残留电压放电至安全电压，实现开关电源主电路13短路情况下，对输入侧并联电容11(输出侧并联电容)的放电。

本实用新型实施例提供的保护组件14，具体可以采用以下三种结构中的任意一种，具体来说：

在一种可能的实施方式中，保护组件，包括：熔断后具有阻值的保险管。

如图3A所示，保护组件采用熔断后具有阻值的保险管30，连接在开关电源输入侧并联电容11与开关电源的主电路13之间。开关电源的主电路13正常时，保险管30以导线形式连接在电路中，断开高压输入电源后，输入侧并联电容11、以导线形式连接在电路中的保险管30以及开关电源的主电路13构成放电回路，在固定时间内将输入侧并联电容11上的残留电压放电至安全电压。

开关电源的主电路13短路故障时，保险管30将会熔断，由于保险管30为熔断后具有阻值的保险管，因此，此种情况下，保险管30以电阻形式连接在电路中。如图3B所示，开关电源的主电路13短路故障时，保险管30以电阻形式连接在电路中，由于保险管30熔断后呈现的阻值很高，流过开关电源主电路的电流很小，从而达到了保护电路的作用，此时若断开高压输入电源，输入侧并联电容11、以电阻形式连接在电路中保险管30以及开关电源的主电路13构成放电回路，在固定时间内将输入侧并联电容11上的残留电压放电至安全电压，此时若有人接触开关电源，由于输入侧并联电容11已放电至安全电压，故不会出现触电事故。

其中，保险管30熔断后以电阻形式连接在电路中时，其阻值可以根据输入侧并联电容11放电至安全电压的时间进行设定。

在另一可能的实施方式中，如图4A所示，保护组件采用电阻组件41与保险管42的并联连接结构、且保险管42熔断后具有阻值。

保护组件采用电阻组件41和熔断后具有阻值的保险管42的并联连接结构，连接在开关电源输入侧并联电容11与开关电源的主电路13之间。开关电源的主电路13正常时，电阻组件41被保险管42短路，如图4B所示，保险管42以导线形式连接在电路中，断开高压输入电源后，输入侧并联电容11、以导线形式连接在电路中的保险管42以及开关电源的主电路13构成放电回路，在固定时间内将输入侧并联电容11上的残留电压放电至安全电压。

开关电源的主电路13短路故障时，保险管42将会熔断，由于保险管42为熔断后具有阻值的保险管，因此，此种情况下，保险管42以电阻形式连接在电路中。如图4C所示，开关电源的主电路13短路故障时，保险管42以电阻形式与电阻组件41并联，由于保险管42和电阻组件41并联后的阻值很高，流过开关电源主电路的电流很小，从而达到了保护电路的作用，此时若断开高压输入电源，输入侧并联电容11、保险管42和电阻组件41的并联结构以及开关电源的主电路13构成放电回路，在固定时间内将输入侧并联电容11上的残留电压放电至安全电压，此时若有人接触开关电源，由于输入侧并联电容11已放电至安全电压，故不会出现触电事故。

其中，保险管42熔断后以电阻形式与电阻组件41并联，并联后的阻值可以根据输入侧并联电容11放电至安全电压的时间进行设定。

在一种可能的实施方式中，如图5A所示，保护组件采用电阻组件51与保险管52的并联连接结构。

保护组件14采用电阻组件51和保险管52的并联连接结构，连接在开关电源输入侧并联电容11与开关电源的主电路13之间。开关电源的主电路13正常时，电阻组件51被保险管52短路，如图5B所示，保险管52以导线形式连接在电路中，断开高压输入电源后，输入侧并联电容11、以导线形式连接在电路中的保险管52以及开关电源的主电路13构成放电回路，在固定时间内将输入侧并联电容11上的残留电压放电至安全电压。

开关电源的主电路13短路故障时，保险管52将会熔断，由于保险管52与电阻组件51为并联结构，因此，此种情况下，保护组件中的电阻组件单独连接在电路中。如图5C所示，开关电源的主电路13短路故障时，保护组件中的电阻组件51单独连接在电路中，由于电阻组件51的阻值很高，流过开关电源主电路的电流很小，从而达到了保护电路的作用，此时若断开高压输入电源，输入侧并联电容11、电阻组件51以及开关电源的主电路13构成放电回路，在固定时间内将输入侧并联电容11上的残留电压放电至安全电压。

其中，电阻组件51的阻值可根据输入侧并联电容11放电至安全电压的时间进行设定。

在一种可能的实施方式中，电阻组件41和电阻组件51均可以包括多个并联连接的电阻，也可以包括多个串联连接的电阻，本实用新型实施例对此不做限定。

本实用新型实施例提供了一种开关电源，包括本实用新型实施例提供的开关电源的保护组件，保护组件连接在开关电源的输入侧并联电容与开关电源的主控电路之间，或者连接在开关电源的输出侧并联电容与开关电源的主电路之间。

本实用新型实施例提供的开关电源中，保护组件连接在开关电源的输入侧并联电容与开关电源的主电路之间，或者连接在开关电源的输出侧并联电容与开关电源的主电路之间，其可以在开关电源主电路短路时，以电阻形式接入开关电源，也即在开关电源主电路短路的情况下，保护组件以电阻形式与开关电源的主电路以及输入侧并联电容(输出侧并联电容)构成放电回路，保护组件能够将输入侧并联电容(输出侧并联电容)上的残留电压放电至安全电压，实现开关电源主电路短路情况下，对输入侧并联电容(输出侧并联电容)的放电，避免人体接触开关电源导致的触电事故。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型实施例的精神和范围。这样，倘若本实用新型实施例的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种开关电源的保护组件，其特征在于，所述保护组件，连接在所述开关电源的输入侧并联电容与所述开关电源的主电路之间，或者连接在所述开关电源的输出侧并联电容与所述开关电源的主电路之间，用于在所述开关电源的主电路短路时，以电阻形式连接在所述开关电源中。

2.根据权利要求1所述的保护组件，其特征在于，所述保护组件还用于在所述开关电源的主控电路正常时，以导线形式连接在所述开关电源中。

3.根据权利要求1所述的保护组件，其特征在于，所述保护组件包括：熔断后具有阻值的保险管。

4.根据权利要求1所述的保护组件，其特征在于，所述保护组件包括：电阻组件与保险管的并联连接结构、且所述保险管熔断后具有设定阻值。

5.根据权利要求1所述的保护组件，其特征在于，所述保护组件包括：电阻组件与保险管的并联连接结构。

6.根据权利要求4或5所述的保护组件，其特征在于，所述电阻组件包括多个并联连接的电阻。

7.根据权利要求4或5所述的保护组件，其特征在于，所述电阻组件包括多个串联连接的电阻。

8.一种开关电源，其特征在于，所述开关电源中包括如权利要求1-7中任一项所述的保护组件，所述保护组件连接在所述开关电源的输入侧并联电容与所述开关电源的主控电路之间，或者连接在所述开关电源的输出侧并联电容与所述开关电源的主电路之间。