本實用新型涉及電磁干涉抑制技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于直流電源的EMI抑制電路、開關(guān)電源、直流電源及家用電器。

背景技術(shù)：

由于線性電源轉(zhuǎn)換效率低的缺陷，使得轉(zhuǎn)換效率更高的開關(guān)電源得到了眾多家用電器生產(chǎn)廠商的親睞和推廣應(yīng)用。

開關(guān)電源的工作原理是：開關(guān)電源在輸入端直接將交流電流整成直流電流，并在高頻振蕩電路的作用下，用開關(guān)管控制電流的通斷，形成高頻脈沖電流，然后再在電感的幫助下，輸出穩(wěn)定的低壓直流電源。通常用的開關(guān)管有晶體管，可控硅，磁開關(guān)等。開關(guān)管工作在截止區(qū)的時候，相當(dāng)于機(jī)械開關(guān)的斷開；當(dāng)開關(guān)管工作在飽和區(qū)的時候，相當(dāng)于機(jī)械開關(guān)的閉合。

但是在開關(guān)電源反復(fù)工作在截止及飽和區(qū)的時候，開關(guān)不斷的斷開閉合，在PN結(jié)中不斷的形成di/dt及du/dt能量聚集，這些瞬態(tài)能量來不及導(dǎo)走，會以電磁波的形式向空間輻射出去，形成幾十兆到幾百兆的寬頻輻射的電磁干擾，使得目前的家電產(chǎn)品都有共同的電磁干擾(EMI)問題。

現(xiàn)有技術(shù)中為了解決傳導(dǎo)EMI超標(biāo)的問題，通常會采用在靠近電源端口一側(cè)設(shè)置共模干擾信號濾波器，以對共模信號進(jìn)行抑制。當(dāng)家電產(chǎn)品的用電功率比較大時，會導(dǎo)致這種EMI解決方案通常有以下明顯的缺點：

第一、共模抑制器件個頭比較大，需要占據(jù)電路板較大空間，不利于電路板的設(shè)計和布局；

第二、共模抑制器件的成本較高；

第三、共模抑制器件發(fā)熱量大，導(dǎo)致整機(jī)熱轉(zhuǎn)換效率降低。

由此，一種價格低廉、設(shè)計簡單、占用體積小、熱損耗低且能夠有效抑制開關(guān)電源EMI問題的EMI抑制電路是目前業(yè)界亟待解決的技術(shù)難題。

需要指出的是，以上技術(shù)問題是本實用新型的發(fā)明人在實踐本實用新型的過程中所發(fā)現(xiàn)的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例一方面的目的是提供一種價格低廉、設(shè)計簡單、占用體積小、熱損耗低且能夠有效抑制開關(guān)電源EMI問題的用于直流電源的EMI抑制電路；本實用新型另一方面的目的是提供一種包含上述EMI抑制電路的開關(guān)電源、一種包含上述開關(guān)電源的直流電源和一種包含上述直流電源的家用電器，用以至少解決背景技術(shù)中所闡述的技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型實施例一方面提供一種用于直流電源的EMI抑制電路，該直流電源包含有非隔離式開關(guān)電源和整流模塊，其中該非隔離式開關(guān)電源包含順序連接的AC-DC轉(zhuǎn)換單元、變壓器、第一整流二極管和DC-DC轉(zhuǎn)換單元，該非隔離式開關(guān)電源用于將來自交流電源的高壓交流電轉(zhuǎn)換為低壓直流電并經(jīng)由上述DC-DC轉(zhuǎn)換單元輸出，該整流模塊用于將來自交流電源的高壓交流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電并經(jīng)由上述整流模塊的直流正極和負(fù)極輸出端輸出，該EMI抑制電路的載體為電路板，該EMI抑制電路包括：

濾波電容，上述濾波電容的第一端連接至接地端，第二端連接至上述DC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸出端；

第一電容，上述第一電容的第一端連接至上述濾波電容的上述第二端或上述濾波電容的上述第一端，第二端連接至上述整流模塊的直流負(fù)極輸出端、交流電源的零線或火線。

優(yōu)選地，上述第一電容為瓷片電容。

優(yōu)選地，上述第一電容的耐壓值為220-3000VAC。

優(yōu)選地，上述第一電容的電容量大小為101-104。

本實用新型實施例另一方面提供一種非隔離式開關(guān)電源，包括：

順序連接的AC-DC轉(zhuǎn)換單元、變壓器、第一整流二極管和DC-DC轉(zhuǎn)換單元，該非隔離式開關(guān)電源用于將來自交流電源的高壓交流電轉(zhuǎn)換為低壓直流電并經(jīng)由上述DC-DC轉(zhuǎn)換單元輸出；

上文所述的EMI抑制電路。

優(yōu)選地，該開關(guān)電源還包含：第二及第三整流二極管，該第二及第三整流二極管的正極分別連接至交流電壓的火線及零線，負(fù)極接上述AC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸入端。

優(yōu)選地，上述DC-DC轉(zhuǎn)換單元包含一路或多路輸出，其中每一輸出被配備有根據(jù)上文所述的EMI抑制電路。

本實用新型實施例又一方面提供一種直流電源，包括：

上文所述的非隔離式開關(guān)電源，用于將交流電源的高壓交流電轉(zhuǎn)換為低壓直流電輸出；以及

整流模塊，用于將上述交流電源的高壓交流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電輸出。

優(yōu)選地，上述整流模塊為整流橋。

本實用新型實施例還一方面提供一種家用電器，包括：上文所述的直流電源。

優(yōu)選地，該家用電器為電磁爐、電飯煲等家電。

在上述本實用新型技術(shù)方案所提供的EMI抑制電路，通過在開關(guān)電源輸出端跨接濾波電容，并在該濾波電容的兩側(cè)分別跨接電容，由此利用上述能夠有效提供一種控制EMI接地方案，能夠有效消除開關(guān)電源的EMI問題；相比于現(xiàn)有技術(shù)中常見的利用EMI濾波電路以解決開關(guān)電源的EMI問題，本實用新型所提供的該接地方式的EMI抑制電路能夠更加徹底地消除電磁干擾的問題；并且該EMI抑制電路中所采用的電子元器件簡單，成本低廉，有利于實現(xiàn)該EMI抑制電路的大力推廣，尤其適合在所有家用電器中推廣應(yīng)用。

本實用新型實施例的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對本實用新型實施例的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實施方式一起用于解釋本實用新型實施例，但并不構(gòu)成對本實用新型實施例的限制。在附圖中：

圖1示出的是本實用新型第一實施例的直流電源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2示出的是本實用新型第二實施例的直流電源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3示出的是本實用新型第三實施例的直流電源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4示出的是本實用新型第四實施例的直流電源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5示出的是本實用新型第五實施例的直流電源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6示出的是本實用新型第六實施例的直流電源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7示出的是當(dāng)開關(guān)電源回路中不包含本實用新型實施例中的EMI抑制電路時，針對開關(guān)電源回路的EMI測試結(jié)果；

圖8示出的是當(dāng)開關(guān)電源回路中包含本實用新型實施例中的EMI抑制電路時，針對開關(guān)電源回路的EMI測試結(jié)果。

附圖標(biāo)記說明

ACL交流電源火線 ACN交流電源零線

10A-10F EMI抑制電路 C₁、C₂電容

C₃濾波電容 V_O開關(guān)電源輸出端

20A-20F開關(guān)電源 D₁、D₂、D₃整流二極管

AC整流橋輸入端 V+、V-整流橋輸出端

Tr變壓器 30A-30F直流電源

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限制本實用新型。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本實用新型的說明書中使用的措辭“包括”是指存在上述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當(dāng)我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或無線耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個或更多個相關(guān)聯(lián)的列出項的全部或任一單元和全部組合。

參見圖1-6分別示出的是本實用新型不同實施例下的直流電源的結(jié)構(gòu)示意圖，其中該直流電源30A-30F分別包含有非隔離式開關(guān)電源20A-20F，且在各非隔離式開關(guān)電源20A-20F中應(yīng)用有本實用新型實施例所提供的EMI抑制電路10A-10F，從圖中可以看出應(yīng)用該EMI抑制電路的開關(guān)電源連接至交流電源的火線和零線，順序連接的AC-DC轉(zhuǎn)換單元、變壓器Tr、第一整流二極管D₁和DC-DC轉(zhuǎn)換單元，該非隔離式開關(guān)電源用于將來自交流電源的交流電轉(zhuǎn)換為直流電并經(jīng)由該DC-DC轉(zhuǎn)換單元輸出，其能夠?qū)⒔涣麟娫摧敵龅慕涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電；應(yīng)用該EMI抑制電路的直流電源中還包含整流橋，用于將來自交流電源的高壓交流電轉(zhuǎn)換為高壓直流電并經(jīng)由整流橋的直流正極V+和負(fù)極輸出端V-輸出。關(guān)于該EMI抑制電路更具體的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，該EMI抑制電路10A包含有：濾波電容C₃、電容C₁；濾波電容C₃的一端連接至接地端，濾波電容C₃的另一端連接至DC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸出端；電容C₁的一端連接至交流電源的零線ACN，另一端連接至濾波電容連接至DC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸出端的一端。如圖2所示，該EMI抑制電路10B包含有：濾波電容C₃、電容C₁；濾波電容C₃的一端連接至接地端，濾波電容C₃的另一端連接至DC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸出端；電容C₁的一端連接至交流電源的火線ACL，另一端連接至濾波電容連接至DC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸出端的一端。如圖3所示，該EMI抑制電路10C包含有：濾波電容C₃、電容C₁；濾波電容C₃的一端連接至接地端，濾波電容C₃的另一端連接至DC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸出端；電容C₁的一端連接至濾波電容C₃連接至接地端的一端，另一端連接至交流電源的零線ACN。如圖4所示，該EMI抑制電路10D包含有：濾波電容C₃、電容C₁；濾波電容C₃的一端連接至接地端，濾波電容C₃的另一端連接至DC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸出端；電容C₁的一端連接至濾波電容C₃連接至接地端的一端，另一端連接至交流電源的火線。如圖5所示，該EMI抑制電路10E包含有：濾波電容C₃、電容C₁；濾波電容C₃的一端連接至接地端，濾波電容C₃的另一端連接至DC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸出端；電容C₁的一端連接至濾波電容C₃連接至DC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸出端的一端，另一端連接至整流橋的直流負(fù)極輸出端V-。如圖6所示，該EMI抑制電路10F包含有：濾波電容C₃、電容C₁；濾波電容C₃的一端連接至接地端，濾波電容C₃的另一端連接至DC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸出端；電容C₁的一端連接至濾波電容C₃連接至接地端的一端，另一端連接至整流橋的直流負(fù)極輸出端V-?？梢岳斫獾氖?，該EMI抑制電路10A-10F中電子元器件與交流電源火線ACL或零線ACN的連接應(yīng)是間接連接，更具體地該電子元器件可以是基于用于連接至火線ACL或零線ACN的電源接口而實現(xiàn)與交流電源火線ACL或零線ACN的連接。在本實施例中，能夠利用由C₁、C₃和接地端有效將開關(guān)電源接入端的干擾信號以接地的方式進(jìn)行濾除，由此消除開關(guān)電源在工作過程中所產(chǎn)生的強(qiáng)大的電磁干擾信號，尤其是能夠消除利用現(xiàn)有技術(shù)中的濾波EMI抑制電路難以處理的頻段范圍為30MHz-230MHz的干擾信號。在本實用新型一些可選的實施例中，上述EMI抑制電路的載體為PCB電路板，該P(yáng)CB電路板為單面板或者多層板，當(dāng)該載體采用多層板時，本實施例中的接地端應(yīng)單獨定義地平面，當(dāng)該載體采用單層板時，本實施例中的接地端應(yīng)定于出專門的地回路；由此能夠?qū)崿F(xiàn)干擾信號的快速接地，提高干擾信號的消除效率。

以下將繼續(xù)公開該EMI抑制電路中各元器件的選型參數(shù)：電容C₁和電容C₂為耐高壓電容，優(yōu)選為瓷片電容，應(yīng)要求電容C₁的耐壓值至少能夠超過交流電源的電壓值；當(dāng)將該EMI抑制電路應(yīng)用在家電產(chǎn)品中時，應(yīng)當(dāng)將電容的耐壓值設(shè)為220-3000VAC。電容C₁的電容量大小為101-104，可以理解的是，該電容量的表示方法應(yīng)是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，電容量大小101就表示10乘10的一次方PF，電容量大小104表示10乘10的四次方PF；由此能夠保障開關(guān)電源能正常工作，而不會被燒壞。本實用新型實施例中的濾波電容C₃的型號和電容量在此不做限定，因本實用新型實施例中通過在開關(guān)電源的輸出端連接濾波電容C₃，實現(xiàn)了干擾信號的耦合接地。

為了證明本實用新型實施例所提供的EMI抑制電路針對于電磁干涉具有良好的抑制效果，發(fā)明人還針對本實用新型實施例采用了對照實驗，其中對照實驗中的參照對象為：不包含有本實用新型實施例所提供的EMI抑制電路的開關(guān)電源回路；實驗對象為：與參照對象相同的開關(guān)電源回路，區(qū)別僅在于實驗對象采用了本實用新型實施例所提供的EMI抑制電路10A-10F。圖7和圖8分別表示的是參照對象和實驗對象所輸出的EMI參數(shù)數(shù)據(jù)，通過對比數(shù)據(jù)可知，參照對象的EMI參數(shù)超正常EMI指標(biāo)高達(dá)16dB，而實驗對象的EMI參數(shù)相比于正常EMI指標(biāo)還留有3dB的余量。因此能很直觀地確定：本實用新型實施例所提供的EMI抑制電路能夠顯著有效地抑制開關(guān)電源回路的EMI問題。

繼續(xù)參照圖1-圖6，其中非隔離開關(guān)電源20A-20F的具體結(jié)構(gòu)為：包含上文所述的EMI抑制電路10A-10F，以及順序連接的AC-DC轉(zhuǎn)換單元、變壓器Tr、第一整流二極管D₁和DC-DC轉(zhuǎn)換單元，該非隔離式開關(guān)電源用于將來自交流電源的交流電轉(zhuǎn)換為直流電并經(jīng)由該DC-DC轉(zhuǎn)換單元輸出，其能夠?qū)⒔涣麟娫摧敵龅慕涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電；其中上文所述的EMI抑制電路連接至該DC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸出端，以實現(xiàn)對開關(guān)電源工作所產(chǎn)生的干擾信號的抑制。其中該AC-DC轉(zhuǎn)換單元包含有AC-DC芯片，以將來自交流電源的交流電轉(zhuǎn)換為直流電輸出V_O，該V_O一般為低壓輸出電源，為與開關(guān)電源連接的低壓控制電路(未示出)供電；需要說明的是，當(dāng)?shù)蛪嚎刂曝?fù)載電路與V_O連接時，電容器C₃跟負(fù)載電路形成環(huán)路，使得在C₃的上端及下端都存有噪聲，雖然C₃在此處為濾波電路，但是因為該環(huán)路的存在，導(dǎo)致C₃兩端上下都有噪聲，而且噪聲強(qiáng)度一般情況下不等，極容易在C₃處再次形成EMI輻射源；故通過本實施例在C₃的兩端分別設(shè)置電容C₁和電容C₂，使得C₃兩端的噪聲迅速接地而消除EMI噪聲。在本實用新型的一些可選實施例中，開關(guān)電源20A-20F還包含第二整流二級管D₂和第三整流二級管D₃，該整流二極管D₂、D₃的正極連接至交流電源火線ACL，該整流二極管D₂、D₃的負(fù)極連接至交流電源零線ACN，由此實現(xiàn)為AC-DC轉(zhuǎn)換單元的輸入電流的整流，并能夠保障AC-DC轉(zhuǎn)換單元所輸出的電壓V_O的質(zhì)量和轉(zhuǎn)換效率。在本實用新型的一些可選的實施例中，當(dāng)上述低壓控制電路需要AC-DC轉(zhuǎn)換單元有多路工作輸出(未示出)時，相應(yīng)地為AC-DC轉(zhuǎn)換單元的每一輸出均分別配備有上文實施例中的EMI抑制電路，由此通過將各個支路中的電磁干擾信號進(jìn)行濾除，能更有效地降低了開關(guān)電源回路的電磁干擾輻射。繼續(xù)參照圖1-6，其中直流電源30A-30F分別包含開關(guān)電源20A-20F和整流橋，該整流橋的輸出端V+和V-用于輸出高壓直流電輸出以供高壓負(fù)載工作。由此實現(xiàn)了通過在低壓控制端控制高壓負(fù)載電路工作，降低低壓端控制工作時所產(chǎn)生的電磁干擾。需要說明的是，本實用新型實施例中的整流橋也可以被其他具有整流功能的整流模塊所替換，都應(yīng)該是是屬于本實用新型所涵蓋的保護(hù)范圍。

在本實用新型另一實施例中，還提供一種家用電器，該家用電器包括直流電源。關(guān)于直流電源的結(jié)構(gòu)可以參照上述實施例，故在此不加以贅述。通過為家用電器配備該直流電源，能夠有效降低家用電器的電磁干擾輻射。更具體地，該家用電器可以是電磁爐、電飯煲或其他家電產(chǎn)品，由此能夠降低家電產(chǎn)品的電磁干擾輻射。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實用新型例的可選實施方式，但是，本實用新型實施例并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實用新型實施例的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本實用新型實施例的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本實用新型實施例的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本實用新型實施例對各種可能的組合方式不再另行說明。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一個(可以是單片機(jī)，芯片等)或處理器(processor)執(zhí)行本申請各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

此外，本實用新型實施例的各種不同的實施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實用新型實施例的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實用新型實施例所公開的內(nèi)容。