CN219420587U - 开关电源组件及空调器 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种开关电源组件及空调器，通过在开关电源模块的正极输出端和电压输出端之间设置纹波抑制模块，其减少了开关电源模块输出至电压输出端电压的纹波；另在电压输出端和所述公共端之间设置反向电压保护模块，使得从公共端可能流出的反向电压被反向电压保护模块所吸收，进而减少了开关电源组件其他电气件的反向电压对电压输出端输出电压的干扰，从而提高了开关电源组件输出电压的稳定性。

Description

开关电源组件及空调器

技术领域

本申请涉及开关电源电压处理电路技术领域，尤其涉及一种开关电源组件及空调器。

背景技术

开关电源(Switching Mode Power Supply)，又称交换式电源和开关变换器，是一种高频化电能转换装置。其功能是将一个标准的电压，通过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。

开关电源组件是将开关电源上的分立元器件进行模块化封装，从而形成体积更小和功率密度更高的模块电源。其内部电路也是开关电源。开关电源组件由于内部拓扑结构必然会产生纹波噪声，这对供电电压质量要求高的电路而言，无法直接使用。

目前，减小开关电源纹波噪声的处理方式在开关电源模块的输出侧增加一级LC滤波电路，该LC滤波电路能起到一定的滤波作用，但开关电源组件的输出负载电压仍不够稳定。

实用新型内容

本申请提供一种开关电源组件及空调器，以解决现有技术中开关电源组件的输出负载电压不稳定的技术问题。

一方面，本申请提供一种开关电源组件，包括：开关电源模块、纹波抑制模块和反向电压保护模块；

所述开关电源模块的正极输出端连接所述纹波抑制模块的正极，所述纹波抑制模块的负极连接电压输出端，所述纹波抑制模块用于减少所述正极输出端传输至所述电压输出端的电压纹波，所述开关电源模块的负极输出端和所述电压输出端均分别连接公共端；

所述反向电压保护模块两端分别连接所述电压输出端和所述公共端，所述反向电压保护模块用于滤除所述公共端传输至所述电压输出端的反向电压。

在本申请一种可能的实现方式中，所述纹波抑制模块包括线性稳压器和第一磁珠；

所述线性稳压器的输入端连接所述正极输出端，所述线性稳压器的接地端连接所述公共端，所述线性稳压器的输出端连接所述第一磁珠的正极，所述第一磁珠的负极连接所述电压输出端。

在本申请一种可能的实现方式中，所述反向电压保护模块包括第二磁珠，所述第二磁珠的两端分别连接所述电压输出端和所述公共端。

在本申请一种可能的实现方式中，所述开关电源组件还包括第一极性电容和第一电容；

所述第一极性电容的正极连接所述线性稳压器的输出端，所述第一极性电容的负极连接所述公共端，所述第一电容的两端分别连接所述第二磁珠和所述电压输出端。

在本申请一种可能的实现方式中，所述开关电源组件还包括LC滤波电路，所述LC滤波电路包括电感和第二电容；

所述电感的两端分别连接所述正极输出端和所述线性稳压器的输入端，所述第二电容的两端分别连接所述正极输出端和所述公共端。

在本申请一种可能的实现方式中，所述开关电源组件还包括RC吸收电路和二极管；

所述二极管的正极连接所述正极输出端，所述二极管的负极连接所述线性稳压器的输入端；

所述RC吸收电路包括电阻和第三电容，所述电阻串联所述第三电容后与所述二极管并联。

在本申请一种可能的实现方式中，所述电阻包括多个并联的子电阻。

在本申请一种可能的实现方式中，所述开关电源模块为BUCK开关电源。

在本申请一种可能的实现方式中，所述开关电源模块为反激式开关电源。

另一方面，本申请还提供一种空调器，所述空调器包括上文所述的开关电源组件。

本申请提供的一种开关电源组件及空调器，通过在开关电源模块的正极输出端和电压输出端之间设置纹波抑制模块，其减少了开关电源模块输出至电压输出端电压的纹波；另在电压输出端和所述公共端之间设置反向电压保护模块，使得从公共端可能流出的反向电压被反向电压保护模块所吸收，进而减少了开关电源组件其他电气件的反向电压对电压输出端输出电压的干扰，从而提高了开关电源组件输出电压的稳定性。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本申请实施例提供的开关电源组件的电路示意图；

图2为本申请实施例提供的开关电源组件的电路示意图；

图3为本申请另一实施例提供的开关电源组件的电路示意图。

附图标记：

开关电源组件100、纹波抑制模块200、反向电压保护模块300、LC滤波电路400、RC吸收电路500。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，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”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申请和简化描述，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申请的限制。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一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参考图1至图3，本申请实施例提供一种开关电源组件100，包括：开关电源模块(图中未示出)、纹波抑制模块200和反向电压保护模块300；

开关电源模块的正极输出端V+连接纹波抑制模块200的正极，纹波抑制模块200的负极连接电压输出端Vout，纹波抑制模块200用于减少正极输出端V+传输至电压输出端Vout的电压纹波，开关电源模块的负极输出端V-和电压输出端Vout均分别连接公共端；

反向电压保护模块300两端分别连接电压输出端Vout和公共端，反向电压保护模块300用于滤除公共端传输至电压输出端Vout的反向电压。

需要说明的是，本申请实施例中提供的开关电源模块通常输出直流电。特别的，正极输出端V+输出+12V的直流电。另外，本领域技术人员还可以根据实际需要，合理选择输出18V或24V等的开关电源模块。另外，公共端即接地端。

另需说明的是，由于开关电源组件100中的走线需要遵从单点接地原则，5所有电路的地线接到公共地线的同一点，即公共端；故在开关电源组件100上

电运行后，开关电源模块和/或纹波抑制模块200中部分元器件的电压可能不会从公共端接地，进而径直接入电压输出端Vout并形成反向电压，这部分反向电压可能造成电压输出端Vout输出电压的波动。

通过在开关电源模块的正极输出端V+和电压输出端Vout之间设置纹波抑0制模块200，其减少了开关电源模块输出至电压输出端Vout电压的纹波；另在

电压输出端Vout和所述公共端之间设置反向电压保护模块300，使得从公共端可能流出的反向电压被反向电压保护模块300所吸收，进而减少了开关电源组件100其他电气件的反向电压对电压输出端Vout输出电压的干扰，从而提高了开关电源组件100输出电压的稳定性。

5在一些实施例中，纹波抑制模块200包括线性稳压器IC1和第一磁珠L1；

线性稳压器IC1的输入端Vin连接正极输出端V+，线性稳压器IC1的接地端Gnd连接公共端，线性稳压器IC1的输出端Vo连接第一磁珠L1的正极，第一磁珠L1的负极连接电压输出端Vout。

线性稳压器IC1可以将正极输出端V+较高的电压转换为较低的电压以供0给电压输出端Vout，且由于线性稳压器IC1不涉及到开关电源模块的高频降压，

单纯的线性降压避免了开关电源模块高频开短造成的干扰，用线性稳压器IC1也能有效的降低输出电压的纹波。

优选的，线性稳压器IC1的型号为7805三端稳压集成电路。其可以将本申请实施例中+12V的直流电转换为+5V的直流电提供给电压输出端Vout。

5另通过在正极输出端V+处增加第一磁珠L1，第一磁珠L1能够有效的抑制

线性稳压器IC1的输出端Vo的输出信号的波动，且第一磁珠L1对流经其的干扰纹波毛刺也有很好的抑制效果。

在一些实施例中，反向电压保护模块300包括第二磁珠L2，第二磁珠L2的两端分别连接电压输出端Vout和公共端。

通过设置第二磁珠L2，其可以有效抑制和消除接入电压输出端Vout的反向电压，进而减小了电压输出端Vout输出电压的波动，从而提高了开关电源组件100输出电压的稳定性。

在一些实施例中，开关电源组件100还包括第一极性电容E1和第一电容C1；

第一极性电容E1的正极连接线性稳压器IC1的输出端Vo，第一极性电容E1的负极连接公共端，第一电容C1的两端分别连接第二磁珠L2和电压输出端Vout。

需要说明的是，第一电容C1为无极性电容。

通过设置第一极性电容E1，其可以有效过滤纹波抑制模块200电路中的低频杂波；而通过设置第一电容C1，其可以有效过滤电路中的高频杂波。即第一极性电容E1配合第一电容C1可以有效过滤线性稳压器IC1输出端输出电压的高低频杂波，进而提高了电压输出端Vout输出电压的稳定性。

在一些实施例中，开关电源组件100还包括第二极性电容E2和第四电容C4。

需要说明的是，第四电容C4也为无极性电容。

通过设置第二极性电容E2配合第四电容C4，其同样可以有效过滤开关电源模块输出电压中的高低频杂波，进而提高了输入纹波抑制模块200的电流的平滑性。其原理与上文所述类似或相同，在此不作过多的阐述。

在一些实施例中，开关电源组件100还包括LC滤波电路400，LC滤波电路400包括电感L3和第二电容C2；

电感L3的两端分别连接正极输出端V+和线性稳压器IC1的输入端Vin，第二电容C2的两端分别连接正极输出端V+和公共端。

需要说明的是，LC滤波器又称无源滤波器，其可以滤除电路中某一次或多次谐波。

本申请通过在开关电源模块和纹波抑制模块200之间设置LC滤波电路400，其可以减少输入纹波抑制模块200中谐波，从而提高开关电源组件100输出电压的稳定性。

在一些实施例中，开关电源组件100还包括RC吸收电路500和二极管D1；

二极管D1的正极连接正极输出端V+，二极管D1的负极连接线性稳压器IC1的输入端Vin；

RC吸收电路500包括电阻R1和第三电容C3，电阻R1串联第三电容C3后与二极管D1并联。

通过设置二极管D1串联在正极输出端V+和线性稳压器IC1的输入端Vin之间，使得正极输出端V+的电流只能正向流经二极管D1，其避免了开关电源模块输出电压极性反转时对开关电源组件100输出电压稳定性的破坏，还避免了对纹波抑制模块200等模块中元器件的损坏。

另需说明的是，通常采用多次开断开关电源模块的方式以调节其输出功率，其导致开关电源模块的输出电压经常具有尖峰或毛刺，其影响了开关电源组件100输出电压的平滑性。

通过在二极管D1上设置RC吸收电路500，其既可以有效吸收流经二极管D1的尖峰电压，保证了输入纹波抑制模块200的电压平滑；还可以有效避免尖峰电压击穿二极管D1，保护了二极管D1的安全运行。

在一些实施例中，电阻R1包括多个并联的子电阻R2。

通过设置多个子电阻R2并联，其降低电阻R1的阻值，进而增大了功率。

在一些实施例中，开关电源模块为BUCK开关电源(图中未示出)。

通过将开关电源模块设置为BUCK开关电源，其可以进一步提高开关电源组件100输出电流波形的平滑性，且减少了开关电源组件100的电流损失。

此外，本申请实施例中所用到BUCK开关电源为现有技术，本领域技术人员还可以根据需要选择不同的BUCK开关电源，在此不作过多的阐述。

在一些实施例中，开关电源模块为反激式开关电源(图中未示出)。

通过将开关电源模块设置为反激式开关电源，其可以缩减开关电源组件100的体积和生产成本。

优选的，本申请实施例中的反激式开关电源的开关电源芯片将高压MOS管内置，其可以进一步简化反激式开关电源的结构。

此外，本申请实施例中所用到反激式开关电源为现有技术，本领域技术人员还可以根据需要选择不同的反激式开关电源，在此不作过多的阐述。

进一步地，在另一些实施例中，开关电源模块还可是正激式开关电源，或BOOST开关电源等，在此不作过多的限定。

本申请还提供一种空调器(图中未示出)，空调器包括上文的开关电源组件100。由于该空调器具有上述开关电源组件100，因此具有全部相同的有益效果，本实用新型在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上对本申请实施例所提供的一种开关电源组件100及空调器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种开关电源组件，其特征在于，包括：开关电源模块、纹波抑制模块和反向电压保护模块；

所述开关电源模块的正极输出端连接所述纹波抑制模块的正极，所述纹波抑制模块的负极连接电压输出端，所述纹波抑制模块用于减少所述正极输出端传输至所述电压输出端的电压纹波，所述开关电源模块的负极输出端和所述电压输出端均分别连接公共端；

所述反向电压保护模块两端分别连接所述电压输出端和所述公共端，所述反向电压保护模块用于滤除所述公共端传输至所述电压输出端的反向电压。

2.如权利要求1所述的开关电源组件，其特征在于，所述纹波抑制模块包括线性稳压器和第一磁珠；

所述线性稳压器的输入端连接所述正极输出端，所述线性稳压器的接地端连接所述公共端，所述线性稳压器的输出端连接所述第一磁珠的正极，所述第一磁珠的负极连接所述电压输出端。

3.如权利要求2所述的开关电源组件，其特征在于，所述反向电压保护模块包括第二磁珠，所述第二磁珠的两端分别连接所述电压输出端和所述公共端。

4.如权利要求3所述的开关电源组件，其特征在于，所述开关电源组件还包括第一极性电容和第一电容；

所述第一极性电容的正极连接所述线性稳压器的输出端，所述第一极性电容的负极连接所述公共端，所述第一电容的两端分别连接所述第二磁珠和所述电压输出端。

5.如权利要求2所述的开关电源组件，其特征在于，所述开关电源组件还包括LC滤波电路，所述LC滤波电路包括电感和第二电容；

所述电感的两端分别连接所述正极输出端和所述线性稳压器的输入端，所述第二电容的两端分别连接所述正极输出端和所述公共端。

6.如权利要求2所述的开关电源组件，其特征在于，所述开关电源组件还包括RC吸收电路和二极管；

所述二极管的正极连接所述正极输出端，所述二极管的负极连接所述线性稳压器的输入端；

所述RC吸收电路包括电阻和第三电容，所述电阻串联所述第三电容后与所述二极管并联。

7.如权利要求6所述的开关电源组件，其特征在于，所述电阻包括多个并联的子电阻。

8.如权利要求1-7中任一项所述的开关电源组件，其特征在于，所述开关电源模块为BUCK开关电源。

9.如权利要求1-7中任一项所述的开关电源组件，其特征在于，所述开关电源模块为反激式开关电源。

10.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括权利要求1-9中任一项所述的开关电源组件。