CN220857922U - 一种恒压电路、电源转换系统和空调 - Google Patents

Abstract

本公开提出一种恒压电路、电源转换系统和空调，其中，恒压电路包括：至少一个调压模块，调压模块包括：开关单元和储能电容，开关单元的第一端和电源相连，开关单元的第二端和负载相连，储能电容的第一端和开关单元的第二端相连，储能电容的第二端接地；控制模块，控制模块的输入端和负载相连，控制模块的输出端和开关单元的控制端相连。在本公开的一种恒压电路、电源转换系统和空调中，能够利用储能电容的充电和放电控制负载实际电压的上升时间和下降时间，从而控制负载实际电压的波动幅度，进而使得负载的实际电压能够在较小幅度内波动并趋于目标电压，实现恒压输出。

Description

一种恒压电路、电源转换系统和空调

技术领域

本公开涉及恒压技术领域，尤其涉及一种恒压电路、电源转换系统和空调。

背景技术

作为空气温度、湿度、流速等参数的调节设备，空调被广泛应用于各个领域中，而随着工业水平的不断提升，空调的功能也越来越多。其中，为实现各个功能，空调内需要配置多种不同的电源转换系统，但目前电源转换系统输出的电压波动较大，精度不高，难以保证功能负载的稳定运行，导致空调的性能受到影响。

发明内容

本公开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，本公开的目的在于提供一种恒压电路、电源转换系统和空调。

为达到上述目的，本公开第一方面提供一种恒压电路，包括：至少一个调压模块，所述调压模块包括：开关单元和储能电容，所述开关单元的第一端和电源相连，所述开关单元的第二端和负载相连，所述储能电容的第一端和所述开关单元的第二端相连，所述储能电容的第二端接地；控制模块，所述控制模块的输入端和所述负载相连，所述控制模块的输出端和所述开关单元的控制端相连，所述控制模块用于根据所述负载的实际电压控制所述开关单元的通断时间，以利用所述储能电容的充放电使所述负载的实际电压趋于目标电压。

可选的，所述开关单元包括：第一开关，所述第一开关的第一端和所述电源相连，所述第一开关的第二端和所述负载相连，且所述储能电容的第一端和所述第一开关的第二端相连；第二开关，所述第二开关的第一端和所述电源相连，所述第二开关的第二端接地，所述第二开关的输出端和所述第一开关的控制端相连，所述控制模块的输出端和所述第二开关的控制端相连；其中，所述控制模块用于根据所述负载的实际电压控制所述第一开关的通断时间，以控制所述第二开关的通断时间，进而利用所述储能电容的充放电使所述负载的实际电压趋于所述目标电压。

可选的，所述第一开关包括：第一三极管，所述第一三极管为NPN型，所述第一三极管的集电极和所述电源相连，所述第一三极管的发射极和所述负载相连，且所述储能电容的第一端和所述第一三极管的发射极相连，所述第一三极管的基极和所述第二开关的输出端相连。

可选的，所述第二开关包括：第二三极管，所述第二三极管为NPN型，所述第二三极管的集电极分别与所述第一三极管的基极和所述电源相连，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的基极和所述控制模块的输出端相连。

可选的，所述开关单元还包括：第一电阻，所述第一电阻串联在所述第二三极管的集电极和所述电源之间，且所述第一电阻的第一端和所述电源相连，所述第一电阻的第二端和所述第二三极管的集电极相连。

可选的，所述开关单元还包括：第二电阻，所述第二电阻串联在所述第二三极管的基极和所述控制模块的输出端之间，且所述第二电阻的第一端和所述控制模块的输出端相连，所述第二电阻的第二端和所述第二三极管的基极相连。

可选的，所述控制模块包括：检测单元，所述检测单元的第一端和所述负载相连，所述检测单元的第二端接地；控制单元，所述控制单元的输入端和所述检测单元的输出端相连，所述控制单元的输出端和所述开关单元的控制端相连。

可选的，所述检测单元包括：第三电阻，所述第三电阻的第一端和所述负载相连，所述第三电阻的第二端和所述控制单元的输入端相连；第四电阻，所述第四电阻的第一端和所述第三电阻的第二端相连，所述第四电阻的第二端接地。

可选的，所述控制单元包括：MCU，所述MCU的输入端和所述检测单元的输出端相连，所述MCU的输出端和所述开关单元的控制端相连。

本公开第二方面提供一种电源转换系统，包括：如本公开第一方面提供的恒压电路。

本公开第三方面提供一种空调，包括：如本公开第二方面提供的电源转换系统。

本公开提供的技术方案可以包括以下有益效果：

当控制模块控制开关单元的通断时间时，能够利用储能电容的充电和放电控制负载实际电压的上升时间和下降时间，从而控制负载实际电压的波动幅度，进而使得负载的实际电压能够在较小幅度内波动并趋于目标电压，实现恒压输出，由此，当恒压电路应用于电源转换系统时，能够减小电源转换系统输出的电压波动，提高电源转换系统输出的电压精度，从而保证功能负载的稳定运行，进而提升空调的性能。

本公开附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本公开的实践了解到。

附图说明

本公开上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本公开一实施例提出的恒压电路的电路示意图；

图2是本公开一实施例提出的恒压电路的电路示意图；

图3是本公开一实施例提出的恒压电路的电路示意图；

如图所示：1、调压模块，11、开关单元，111、第一开关，112、第二开关；

2、控制模块；

21、检测单元；

22、控制单元，221、MCU；

3、电源，4、负载；

C、储能电容；

Q1、第一三极管，Q2、第二三极管；

R1、第一电阻，R2、第二电阻，R3、第三电阻，R4、第四电阻。

具体实施方式

下面详细描述本公开的实施例，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，仅用于解释本公开，而不能理解为对本公开的限制。相反，本公开的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

如图1所示，本公开实施例提出一种恒压电路，包括至少一个调压模块1和控制模块2，调压模块1包括开关单元11和储能电容C，开关单元11的第一端和电源3相连，开关单元11的第二端和负载4相连，储能电容C的第一端和开关单元11的第二端相连，储能电容C的第二端接地，控制模块2的输入端和负载4相连，控制模块2的输出端和开关单元11的控制端相连，控制模块2用于根据负载4的实际电压控制开关单元11的通断时间，以利用储能电容C的充放电使负载4的实际电压趋于目标电压。

可以理解的是，当控制模块2控制开关单元11导通时，电源3和储能电容C之间的通路随之导通，由此使得储能电容C处于充电状态，进而使得负载4的电压持续上升；当控制模块2控制开关单元11断开时，电源3和储能电容C之间的通路随之断开，由此使得储能电容C处于放电状态，进而使得负载4的电压持续下降。

当控制模块2控制开关单元11的通断时间时，能够利用储能电容C的充电和放电控制负载4实际电压的上升时间和下降时间，从而控制负载4实际电压的波动幅度，进而使得负载4的实际电压能够在较小幅度内波动并趋于目标电压，实现恒压输出，由此，当恒压电路应用于电源转换系统时，能够减小电源转换系统输出的电压波动，提高电源转换系统输出的电压精度，从而保证功能负载4的稳定运行，进而提升空调的性能。

需要说明的是，调压模块1可以是一个，也可以是多个，对此不作限制，示例的，调压模块1为多个，多个调压模块1的开关单元11第一端分别和对应的电源3相连，多个调压模块1的开关单元11第二端分别和对应的负载4相连，控制模块2的输入端和多个负载4相连，控制模块2的输出端和多个开关单元11的控制端相连，由此，通过控制模块2的控制，实现多个电压的恒定输出，满足多个负载4的稳定运行。其中，可以选择不同电压的电源3以及与该电源3适配的调压模块1，以满足不同负载4的用压需求。

开关单元11用于电源3和储能电容C之间通路以及电源3和负载4之间通路的通断控制，开关单元11的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

储能电容C用于储存电能并释放电能，以使负载4的电压在较小幅度内波动，储能电容C的具体电容值可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

控制模块2的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

其中，在储能电容C的充放电下，负载4的实际电压可以在10mV以下波动。

如图2所示，在一些实施例中，开关单元11包括第一开关111和第二开关112，第一开关111的第一端和电源3相连，第一开关111的第二端和负载4相连，且储能电容C的第一端和第一开关111的第二端相连，第二开关112的第一端和电源3相连，第二开关112的第二端接地，第二开关112的输出端和第一开关111的控制端相连，控制模块2的输出端和第二开关112的控制端相连，其中，控制模块2用于根据负载4的实际电压控制第一开关111的通断时间，以控制第二开关112的通断时间，进而利用储能电容C的充放电使负载4的实际电压趋于目标电压。

可以理解的是，当控制模块2控制第二开关112导通时，第一开关111随之导通，进而导通电源3和储能电容C之间的通路，由此使得储能电容C处于充电状态，进而使得负载4的电压持续上升；当控制模块2控制第二开关112断开时，第一开关111随之断开，进而断开电源3和储能电容C之间的通路，由此使得储能电容C处于放电状态，进而使得负载4的电压持续下降。

当控制模块2控制第二开关112的通断时间时，能够利用第二开关112的通断时间控制第一开关111的通断时间，并利用储能电容C的充电和放电控制负载4实际电压的上升时间和下降时间，从而控制负载4实际电压的波动幅度，使得负载4的实际电压能够在较小幅度内波动并趋于目标电压，进而实现恒压输出。

需要说明的是，第一开关111用于电源3和储能电容C之间通路以及电源3和负载4之间通路的通断控制，第一开关111的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

第二开关112用于控制第一开关111的通断，第二开关112的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

如图3所示，在一些实施例中，第一开关111包括第一三极管Q1，第一三极管Q1为NPN型，第一三极管Q1的集电极和电源3相连，第一三极管Q1的发射极和负载4相连，且储能电容C的第一端和第一三极管Q1的发射极相连，第一三极管Q1的基极和第二开关112的输出端相连。

可以理解的是，当控制模块2控制第二开关112导通时，第一三极管Q1随之导通，进而导通电源3和储能电容C之间的通路，由此使得储能电容C处于充电状态，进而使得负载4的电压持续上升；当控制模块2控制第二开关112断开时，第一三极管Q1随之断开，进而断开电源3和储能电容C之间的通路，由此使得储能电容C处于放电状态，进而使得负载4的电压持续下降。

当控制模块2控制第二开关112的通断时间时，能够利用第二开关112的通断时间控制第一三极管Q1的通断时间，并利用储能电容C的充电和放电控制负载4实际电压的上升时间和下降时间，从而控制负载4实际电压的波动幅度，使得负载4的实际电压能够在较小幅度内波动并趋于目标电压，进而实现恒压输出。

需要说明的是，第一三极管Q1为NPN型三极管，NPN型三极管是由两块N型半导体和置于两块N型半导体中间的一块P型半导体组成，NPN型三极管的发射区与基区之间形成的PN结称为发射结，而集电区与基区形成的PN结称为集电结，三个端口分别为发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector)。其中，第一三极管Q1的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

如图3所示，在一些实施例中，第二开关112包括第二三极管Q2，第二三极管Q2为NPN型，第二三极管Q2的集电极分别与第一三极管Q1的基极和电源3相连，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的基极和控制模块2的输出端相连。

可以理解的是，当控制模块2控制第二三极管Q2导通时，第一三极管Q1随之导通，进而导通电源3和储能电容C之间的通路，由此使得储能电容C处于充电状态，进而使得负载4的电压持续上升；当控制模块2控制第二三极管Q2断开时，第一三极管Q1随之断开，进而断开电源3和储能电容C之间的通路，由此使得储能电容C处于放电状态，进而使得负载4的电压持续下降。

当控制模块2控制第二三极管Q2的通断时间时，能够利用第二三极管Q2的通断时间控制第一三极管Q1的通断时间，并利用储能电容C的充电和放电控制负载4实际电压的上升时间和下降时间，从而控制负载4实际电压的波动幅度，使得负载4的实际电压能够在较小幅度内波动并趋于目标电压，进而实现恒压输出。

需要说明的是，第二三极管Q2也为NPN型三极管，第二三极管Q2的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

其中，第一三极管Q1和第二三极管Q2不仅具有较强的通断速度，使得电源3和储能电容C之间的通路能够高效通断，进而保证负载4实际电压处于较小的波动幅度内，而且利用高低电平的转换即能实现通断，控制简单，有效降低了使用成本。

如图3所示，在一些实施例中，开关单元11还包括第一电阻R1，第一电阻R1串联在第二三极管Q2的集电极和电源3之间，且第一电阻R1的第一端和电源3相连，第一电阻R1的第二端和第二三极管Q2的集电极相连。

可以理解的是，由于第一电阻R1串联在第二三极管Q2的集电极和电源3之间，使得第二三极管Q2导通时，第一电阻R1能够起到限流作用，避免电源3和地直接导通，由此保证第二三极管Q2和第一三极管Q1的稳定通断。

需要说明的是，第一电阻R1起到限流作用，第一电阻R1的具体电阻值可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

如图3所示，在一些实施例中，开关单元11还包括第二电阻R2，第二电阻R2串联在第二三极管Q2的基极和控制模块2的输出端之间，且第二电阻R2的第一端和控制模块2的输出端相连，第二电阻R2的第二端和第二三极管Q2的基极相连。

可以理解的是，由于第二电阻R2串联在第二三极管Q2的基极和控制模块2的输出端之间，使得第二三极管Q2的基极和控制模块2的输出端之间导通时，第二电阻R2能够起到限流作用，避免控制模块2输出端的电流过大损伤到第二三极管Q2，由此保证控制模块2对第二三极管Q2的稳定控制。

需要说明的是，第二电阻R2起到限流作用，第二电阻R2的具体电阻值可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

如图2所示，在一些实施例中，控制模块2包括检测单元21和控制单元22，检测单元21的第一端和负载4相连，检测单元21的第二端接地，控制单元22的输入端和检测单元21的输出端相连，控制单元22的输出端和开关单元11的控制端相连。

可以理解的是，由于检测单元21的第一端和负载4相连，且检测单元21的第二端接地，使得控制单元22能够利用检测单元21检测负载4的实际电压，且当控制单元22控制第二开关112导通时，第一开关111随之导通，进而导通电源3和储能电容C之间的通路，由此使得储能电容C处于充电状态，进而使得负载4的电压持续上升；当控制单元22控制第二开关112断开时，第一开关111随之断开，进而断开电源3和储能电容C之间的通路，由此使得储能电容C处于放电状态，进而使得负载4的电压持续下降。

由此，当控制单元22根据负载4的实际电压控制开关单元11的通断时间时，能够利用储能电容C的充电和放电控制负载4实际电压的上升时间和下降时间，从而控制负载4实际电压的波动幅度，进而使得负载4的实际电压能够在较小幅度内波动并趋于目标电压，实现恒压输出。

需要说明的是，检测单元21用于检测负载4的实际电压，并将负载4的实际电压转换为控制单元22能够识别的电压信号，检测单元21的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

控制单元22用于控制开关单元11的通断时间，控制单元22的具体类型可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

如图3所示，在一些实施例中，检测单元21包括第三电阻R3和第四电阻R4，第三电阻R3的第一端和负载4相连，第三电阻R3的第二端和控制单元22的输入端相连，第四电阻R4的第一端和第三电阻R3的第二端相连，第四电阻R4的第二端接地。

可以理解的是，由于第三电阻R3和第四电阻R4依次串联在负载4和地之间，使得第三电阻R3和第四电阻R4能够起到分压限流的作用，并能够将负载4的实际电压进行转换后从第三电阻R3的第二端输出到控制单元22，以使控制单元22能够利用第三电阻R3第二端的电压信号进行开关单元11的控制。

需要说明的是，第三电阻R3第二端的电压计为V₁₁，负载4的实际电压计为V_out，则V₁₁为：

V₁₁＝V_out×第四电阻R4的电阻值/(第三电阻R3的电阻值+第四电阻R4的电阻值)。

第三电阻R3的具体电阻值和第四电阻R4的具体电阻值可以根据实际需要进行设置，对此不作限制。

如图3所示，在一些实施例中，控制单元22包括MCU(Micro Control Unit，微控制单元22)221，MCU221的输入端和检测单元21的输出端相连，MCU221的输出端和开关单元11的控制端相连。

可以理解的是，当MCU221控制开关单元11导通时，电源3和储能电容C之间的通路随之导通，由此使得储能电容C处于充电状态，进而使得负载4的电压持续上升；当MCU221控制开关单元11断开时，电源3和储能电容C之间的通路随之断开，由此使得储能电容C处于放电状态，进而使得负载4的电压持续下降。由此，当MCU221控制开关单元11的通断时间时，能够利用储能电容C的充电和放电控制负载4实际电压的上升时间和下降时间，从而控制负载4实际电压的波动幅度，进而使得负载4的实际电压能够在较小幅度内波动并趋于目标电压，实现恒压输出。

本公开实施例还提出一种电源转换系统，包括如本公开实施例的恒压电路。

可以理解的是，当控制模块2控制开关单元11导通时，电源3和储能电容C之间的通路随之导通，由此使得储能电容C处于充电状态，进而使得负载4的电压持续上升；当控制模块2控制开关单元11断开时，电源3和储能电容C之间的通路随之断开，由此使得储能电容C处于放电状态，进而使得负载4的电压持续下降。

当控制模块2控制开关单元11的通断时间时，能够利用储能电容C的充电和放电控制负载4实际电压的上升时间和下降时间，从而控制负载4实际电压的波动幅度，进而使得负载4的实际电压能够在较小幅度内波动并趋于目标电压，实现恒压输出，由此，能够减小电源转换系统输出的电压波动，提高电源转换系统输出的电压精度，从而保证功能负载4的稳定运行，进而提升空调的性能。

本公开实施例还提出一种空调，包括如本公开实施例的电源转换系统。

可以理解的是，当控制模块2控制开关单元11导通时，电源3和储能电容C之间的通路随之导通，由此使得储能电容C处于充电状态，进而使得负载4的电压持续上升；当控制模块2控制开关单元11断开时，电源3和储能电容C之间的通路随之断开，由此使得储能电容C处于放电状态，进而使得负载4的电压持续下降。

当控制模块2控制开关单元11的通断时间时，能够利用储能电容C的充电和放电控制负载4实际电压的上升时间和下降时间，从而控制负载4实际电压的波动幅度，进而使得负载4的实际电压能够在较小幅度内波动并趋于目标电压，实现恒压输出，由此，能够减小电源转换系统输出的电压波动，提高电源转换系统输出的电压精度，从而保证功能负载4的稳定运行，进而提升空调的性能。

需要说明的是，在本公开的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本公开的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本公开的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本公开的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

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公开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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本公开的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本公开的限制，本领域的普通技术人员在本公开的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种恒压电路，其特征在于，包括：

至少一个调压模块，所述调压模块包括：开关单元和储能电容，所述开关单元的第一端和电源相连，所述开关单元的第二端和负载相连，所述储能电容的第一端和所述开关单元的第二端相连，所述储能电容的第二端接地；

控制模块，所述控制模块的输入端和所述负载相连，所述控制模块的输出端和所述开关单元的控制端相连，所述控制模块用于根据所述负载的实际电压控制所述开关单元的通断时间，以利用所述储能电容的充放电使所述负载的实际电压趋于目标电压。

2.根据权利要求1所述的恒压电路，其特征在于，所述开关单元包括：

第一开关，所述第一开关的第一端和所述电源相连，所述第一开关的第二端和所述负载相连，且所述储能电容的第一端和所述第一开关的第二端相连；

第二开关，所述第二开关的第一端和所述电源相连，所述第二开关的第二端接地，所述第二开关的输出端和所述第一开关的控制端相连，所述控制模块的输出端和所述第二开关的控制端相连；

其中，所述控制模块用于根据所述负载的实际电压控制所述第一开关的通断时间，以控制所述第二开关的通断时间，进而利用所述储能电容的充放电使所述负载的实际电压趋于所述目标电压。

3.根据权利要求2所述的恒压电路，其特征在于，所述第一开关包括：

第一三极管，所述第一三极管为NPN型，所述第一三极管的集电极和所述电源相连，所述第一三极管的发射极和所述负载相连，且所述储能电容的第一端和所述第一三极管的发射极相连，所述第一三极管的基极和所述第二开关的输出端相连。

4.根据权利要求3所述的恒压电路，其特征在于，所述第二开关包括：

第二三极管，所述第二三极管为NPN型，所述第二三极管的集电极分别与所述第一三极管的基极和所述电源相连，所述第二三极管的发射极接地，所述第二三极管的基极和所述控制模块的输出端相连。

5.根据权利要求4所述的恒压电路，其特征在于，所述开关单元还包括：

第一电阻，所述第一电阻串联在所述第二三极管的集电极和所述电源之间，且所述第一电阻的第一端和所述电源相连，所述第一电阻的第二端和所述第二三极管的集电极相连。

6.根据权利要求4所述的恒压电路，其特征在于，所述开关单元还包括：

第二电阻，所述第二电阻串联在所述第二三极管的基极和所述控制模块的输出端之间，且所述第二电阻的第一端和所述控制模块的输出端相连，所述第二电阻的第二端和所述第二三极管的基极相连。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的恒压电路，其特征在于，所述控制模块包括：

检测单元，所述检测单元的第一端和所述负载相连，所述检测单元的第二端接地；

控制单元，所述控制单元的输入端和所述检测单元的输出端相连，所述控制单元的输出端和所述开关单元的控制端相连。

8.根据权利要求7所述的恒压电路，其特征在于，所述检测单元包括：

第三电阻，所述第三电阻的第一端和所述负载相连，所述第三电阻的第二端和所述控制单元的输入端相连；

第四电阻，所述第四电阻的第一端和所述第三电阻的第二端相连，所述第四电阻的第二端接地。

9.根据权利要求7所述的恒压电路，其特征在于，所述控制单元包括：

微控制单元MCU，所述MCU的输入端和所述检测单元的输出端相连，所述MCU的输出端和所述开关单元的控制端相连。

10.一种电源转换系统，其特征在于，包括：如权利要求1-9中任一项所述的恒压电路。

11.一种空调，其特征在于，包括：如权利要求10所述的电源转换系统。