将pwm波转换成直流电压的电路、空调控制器和空调的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种将PWM波转换成直流电压的电路、空调控制器和空调，其中，所述电路包括至少包括第一积分单元和第二积分单元，其中，第一积分单元，用于将接收到的PWM波转换成锯齿波或者三角波并输出；第二积分单元，用于将第一积分单元输出的锯齿波或者三角波转换成直流电压并输出。本实用新型通过第一积分单元和第二积分单元两级积分单元将PWM波转换成直流电压，在输出更高精度、更小纹波的直流电压的情况下，在第一积分单元和第二积分单元中的电容器的电容值和电阻的电阻值都可以比较小，这样不仅可以显著地减小电路的响应时间，而且还可以减小器件的体积，缩小占用PCB的面积，进而可以提升PCB布板设计的灵活性。
【专利说明】将PWM波转换成直流电压的电路、空调控制器和空调
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子【技术领域】，尤其涉及一种将PWM波转换成直流电压的电路、空调控制器和空调。
【背景技术】
[0002]现有技术中，设置在空调控制器中的将PWM波转换成直流电压的电路，是通过将接收到的PWM波经过一级积分单元转换成直流电压后，再经过运算放大器的放大处理来实现的。对于上述的电路来说，如果需要输出的直流电压有更高的精度、更小的纹波，则需要增大在一级积分单元中的电容器的电容值和电阻的电阻值，这样一方面由于电容值和电阻值的乘积较大，因而会导致积分单元的响应时间较长；另一方面由于电容器的电容值与其体积成正比，因而电容值越大电容器占用PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)面积也越大，使得在PCB上布线难度增加。
实用新型内容
[0003]有鉴于此，本实用新型实施例提供一种将PWM波转换成直流电压的电路、空调控制器和空调，以解决现有技术中的将PWM波转换成直流电压的电路输出更高的精度、更小的纹波的直流电压时会导致电路中积分单元的响应时间较长和占用PCB面积较大的技术冋题。
[0004]第一方面，本实用新型实施例提供一种将PWM波转换成直流电压的电路，所述电路至少包括第一积分单元和第二积分单元，其中，
[0005]所述第一积分单元，用于将接收到的PWM波转换成锯齿波或者三角波并输出；
[0006]所述第二积分单元，用于将所述第一积分单元输出的锯齿波或者三角波转换成直流电压并输出。
[0007]进一步地，所述电路还包括:第一电压跟随器，用于对所述第二积分单元输出的直流电压进行放大处理并将处理后所得的直流电压输出给负载。
[0008]进一步地，所述PWM波由PWM波产生器产生；
[0009]所述第一积分单元靠近所述PWM波产生器设置并与其连接，所述第二积分单元靠近所述第一电压跟随器设置并与其连接。
[0010]进一步地，所述第一积分单元包括第一电阻和第一电容器；
[0011]所述第一电阻的一端作为第一积分单元的输入端，所述第一积分单元的输入端接收所述PWM波，所述第一电容器的一端接地，所述第一电阻的另一端与所述第一电容器的另一端连接起来并作为第一积分单元的输出端，所述第一积分单元的输出端输出锯齿波或者三角波。
[0012]进一步地，所述第二积分单元包括第二电阻、第二电容器和第三电容器；
[0013]所述第二电阻的一端作为第二积分单元的输入端，所述第二积分单元的输入端接收从所述第一积分单元输出的锯齿波或者三角波，所述第二电容器的一端和所述第三电容器的一端接地，所述第二电阻的另一端、所述第二电容器的另一端和所述第三电容器的另一端连接起来并作为第二积分单元的输出端，所述第二积分单元的输出端输出直流电压。
[0014]进一步地，第二电容器的电容值为第三电容器的电容值的100倍。
[0015]进一步地，所述第一电压跟随器包括第一运算放大器；
[0016]所述第一运算放大器的正输入端接收所述第二积分单元输出的直流电压，所述第一运算放大器的负输入端与其输出端连接，其正电源输入端接电源，其负电源输入端接地，其输出端将放大处理后所得的直流电压输出给负载。
[0017]进一步地，所述第一电压跟随器还包括第四电容器，所述第四电容器的一端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第四电容器的另一端接地。
[0018]进一步地，所述电路还包括一个或者多个串联连接的第三积分单元，所述一个或者多个串联连接的第三积分单元接收所述第二积分单元输出的直流电压，并对该直流电压进tx处理以提尚其精度。
[0019]进一步地，所述电路还包括:第二电压跟随器，用于将接收到的PWM波进行放大处理并将处理后所得的PWM波输出给所述第一积分单元。
[0020]进一步地，所述第二电压跟随器为第二运算放大器，所述第二运算放大器的正输入端接收PWM波，其负输入端与其输出端连接，其正电源输入端接电源，其负电源输入端接地，其输出端将放大处理后的PWM波输出给所述第一积分单元。
[0021]第二方面，本实用新型还提供一种空调控制器，包括上述第一方面所述的将PWM波转换成直流电压的电路。
[0022]第三方面，本实用新型还提供一种空调，包括上述第二方面所述的空调控制器。
[0023]本实用新型实施例提供的将PWM波转换成直流电压的电路、空调控制器和空调，通过第一积分单元和第二积分单元两级积分单元将PWM波转换成直流电压，在输出更高精度、更小纹波的直流电压的情况下，在第一积分单元和第二积分单元中的电容器的电容值和电阻的电阻值都可以比较小，这样不仅可以显著地减小电路的响应时间，而且还可以减小器件的体积，缩小占用PCB的面积，进而可以提升PCB布板设计的灵活性；相应地，应用该电路的空调控制器和空调，可以提高各自的性能、稳定性和可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0025]图1是本实用新型实施例提供的一种将PWM波转换成直流电压的电路的结构示意图；
[0026]图2是本实用新型实施例提供的另一种将PWM波转换成直流电压的电路的结构示意图；
[0027]图3是本实用新型实施例提供的一种将PWM波转换成直流电压的电路的示意图；
[0028]图4是本实用新型实施例提供的另一种将PWM波转换成直流电压的电路的示意图；
[0029]图5是本实用新型实施例提供的又一种将PWM波转换成直流电压的电路的结构示意图；
[0030]图6是本实用新型实施例提供的又一种将PWM波转换成直流电压的电路的示意图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部内容。
[0032]本实用新型实施例提供一种将PWM波转换成直流电压的电路。图1是本实用新型实施例提供的一种将PWM波转换成直流电压的电路的结构示意图。如图1所示，将PWM波转换成直流电压的电路至少包括:第一积分单元11和第二积分单元12，其中，所述第一积分单元11，用于将接收到的PWM波转换成锯齿波或者三角波并输出；所述第二积分单元12，用于将所述第一积分单元11输出的锯齿波或者三角波转换成直流电压并输出。
[0033]具体地，上述的第一积分单元11和第二积分单元12，在实际设计时，可以通过至少包括电阻和电容器的组合来实现相应的转换功能。上述将PWM波转换成直流电压的电路产生的直流电压，可以通过控制输入的PWM波的占空比和周期来实现相应的直流电压的控制，从而可以为电路所带的负载提供需要的直流电压。
[0034]现有技术中，通过一级积分单元将PWM波转换成直流电压，如果实现更高精度、更小纹波的直流电压，需要相应地增大一级积分单元中的电容器的电容值和电阻的电阻值，而电容值和电阻值的增大，不仅会提高一级积分单元的响应时间，而且会增大占用PCB面积，使得在PCB上布线难度增加。本实用新型提供的上述技术方案，先通过第一积分单元11将PWM波转换成锯齿波或者三角波，然后再通过第二积分单元12将锯齿波或者三角波转换成直流电压，即通过两级积分单元将PWM波转换成直流电压，在与现有技术具有相同直流电压的精度的情况下，在第一积分单元11和第二积分单元12中的电容器的电容值和电阻的电阻值都可以比现有技术的一级积分单元中的电容值和电阻值小得多，相应地，第一积分单元11和第二积分单元12的响应时间也可以比现有技术的一级积分单元的响应时间小得多，并且上述将PWM波转换成直流电压的电路的响应时间取决于第一积分单元11和第二积分单元12的响应时间的最大值，因此，对于得到更高精度、更小纹波的直流电压，本实用新型所述的电路可以显著地减小响应时间；由于电容器的电容值和电阻的电阻值可以较小，因此，还可以减小器件的体积，缩小占用PCB的面积，从而可以提升PCB布板设计的灵活性。
[0035]由于从第二积分单元输出的直流电压很微弱不足以带动负载，并且负载端受到干扰会对第二积分单元产生影响，因此，在图1的基础上，进一步地，参见图2，将PWM波转换成直流电压的电路(图中虚线框包围的部分)还包括第一电压跟随器13，用于对所述第二积分单元12输出的直流电压进行放大处理并将处理后所得的直流电压输出给负载21。通过在第二积分单元12和负载21之间设置第一电压跟随器13，不仅可以增强将PWM波转换成直流电压的电路所产生的直流电压带负载的能力，而且还可以起到隔离负载端受到的干扰对第二积分单元12产生的影响。
[0036]对于上述的技术方案，由于从第二积分单元输出的直流电压是具有一定精度的直流电压，而不是完全的直流电压，即该直流电压还带有较小的纹波，因此，为了使电路输出的直流电压的精度得到进一步的提高，所述电路还可以包括一个或者多个串联连接的第三积分单元，所述一个或者多个串联连接的第三积分单元接收所述第二积分单元输出的直流电压，并对该直流电压进行处理以提高其精度。所述第三积分单元可以至少包括电容器和电阻的组合，其中，电容器的电容值和电阻的电阻值可以根据需要进行选取。
[0037]上述的PWM波可以由PWM波产生器产生，其中，PWM波产生器可以为单片机或者CPU (Central Processing Unit，中央处理器)或者其他可以产生PWM波的装置。对于图2所示的电路，在设计电路时，可以将第一积分单元靠近PWM波产生器设置并与其连接，将第二积分单元靠近第一电压跟随器设置并与其连接，其中，所述“靠近”可以理解为在设计允许的情况下，使得第一积分单元和PWM波产生器之间的距离尽可能地小或者取两者之间距离的最小值，第二积分单元和第一电压跟随器之间的距离也尽可能地小或者取两者之间距离的最小值。
[0038]现有技术中，通过一级积分单元将PWM波转换成直流电压，在设计电路时，如果将一级积分单元设置在靠近PWM波产生器，可以减小由一级积分单元和PWM波产生器构成的充放回路的路径，提升电路的EMI (Electromagnetic Interference，电磁干扰)抑制效果，然而由一级积分单元和运算放大器构成的输出接收回路的路径变长，降低了电路的EMS(Electromagnetic Sensibility，电磁耐受)效果，反之亦然，因此，现有技术中的将PWM波转换成直流电压的电路的EMC (Electromagnetic Compatibility,电磁兼容)问题难解决。
[0039]本实施例通过第一积分单元和第二积分单元两级积分单元将PWM波转换成直流电压，并且在设计电路时，将第一积分单元靠近PWM波产生器设置，这样可以减小由第一积分单元和PWM波产生器构成的充放回路的路径，可以提升电路的EMI抑制效果；将第二积分单元靠近电压跟随器设置，这样可以减小由第二积分单元和电压跟随器构成的输出接收回路的路径，可以提升电路的EMS效果，因此，可以从整体上解决电路的EMC问题。
[0040]下面结合具体的电路设计，给出将PWM波转换成直流电压的电路的优选的实施方式。
[0041]图3是本实用新型实施例提供的一种将PWM波转换成直流电压的电路的示意图。如图3所示，进一步地，将PWM波转换成直流电压的电路中的第一积分单元11可以包括第一电阻Rl和第一电容器Cl ;所述第一电阻Rl的一端作为第一积分单元的输入端，所述第一积分单元的输入端接收所述PWM波，所述第一电容器Cl的一端接地GND，所述第一电阻Rl的另一端与所述第一电容器Cl的另一端连接起来并作为第一积分单元11的输出端，所述第一积分单元11的输出端输出锯齿波或者三角波。
[0042]具体地，在实际设计电路时，第一电容器Cl的电容值可以根据输入的PWM波的频率和根据电路输出的直流电压的精度与第二积分单元12相配合来进行选取。一般情况下，第一电容器Cl的电容值可以选取为0.01 yF?20 yF。第一电阻Rl的电阻值可以根据选取的第一电容器Cl的电容值进行确定。
[0043]在图3中，进一步地，将PWM波转换成直流电压的电路中的第二积分单元12可以包括第二电阻R2、第二电容器C2和第三电容器C3 ;所述第二电阻R2的一端作为第二积分单元12的输入端，所述第二积分单元12的输入端接收从所述第一积分单元11输出的锯齿波或者三角波，所述第二电容器C2的一端和所述第三电容器C3的一端接地GND，所述第二电阻R2的另一端、所述第二电容器C2的另一端和所述第三电容器C3的另一端连接起来并作为第二积分单元12的输出端，所述第二积分单元12的输出端输出直流电压。
[0044]具体地，在实际设计电路时，第二电容器C2的电容值可以根据输入的PWM波的频率和根据电路输出的直流电压的精度与第一积分单元11相配合来进行选取。一般情况下，第二电容器C2的电容值可以选取为0.01 yF?20 yF。第二电阻R2的电阻值可以根据选取的第二电容器C2的电容值进行确定。第三电容器C3在第二积分单元12中起到降低干扰的作用，优选为，第二电容器的电容值为第三电容器C3的电容值的100倍，这样第二积分单元12的电容值取决于第二电容器C2的电容值，可以减小第三电容器C3对第二积分单元12的响应时间的影响。
[0045]优选地，第二积分单元12中的第二电容器C2的电容值等于第一积分单元11中的第一电容器Cl的电容值，第二积分单元12中的第二电阻R2的电阻值等于第一积分单元11中的第一电阻Rl的电阻值，这样可以减少电路设计的时间，提高设计效率。
[0046]在图3中，进一步地，将PWM波转换成直流电压的电路中的第一电压跟随器13包括第一运算放大器Al ;所述第一运算放大器Al的正输入端接收所述第二积分单元12输出的直流电压，所述第一运算放大器Al的负输入端与其输出端连接，其正电源输入端接电源VCC,其负电源输入端接地GND，其输出端将放大处理后所得的直流电压输出给负载21。
[0047]为了滤除从第一运算放大器输出的直流电压中的高频耦合信号，以进一步提高提供给负载21的直流电压的精度，可以在第一运算放大器的输出端连接一个退耦电容。如图4所示，在图3的基础上，第一电压跟随器13还包括第四电容器C4，所述第四电容器C4的一端与所述第一运算放大器Al的输出端连接，所述第四电容器C4的另一端接地GND。其中，为了使作为退耦电容第四电容器C4实现较好的退耦效果，第四电容器C4的电容值可以为0.01 μ F?20 μ F，并进一步优选为0.1 μ F。在实际设计中，第一电容器C4的具体电容值需要根据负载来进行选取。
[0048]在上述各技术方案中，对于输入电路的PWM波较弱而使PWM波带负载的能力较弱的情况下，可以在输入的PWM波和第一积分单元之间设置电压跟随器，以增强PWM波带负载能力。作为一个具体的示例，如图5所示，在图4的基础上，将PWM波转换成直流电压的电路(图中虚线框包围的部分)还包括:第二电压跟随器14，所述第二电压跟随器14用于将接收到的PWM波进行放大处理并将处理后所得的PWM波输出给第一积分单元11。
[0049]进一步地，作为图5中电路的一个【具体实施方式】，如图6所示，在将PWM波转换成直流电压的电路中，第二电压跟随器14为第二运算放大器Α2，所述第二运算放大器Α2的正输入端接收PWM波，其负输入端与其输出端连接，其正电源输入端接电源VCC，其负电源输入端接地GND，其输出端将放大处理后的PWM波输出给所述第一积分单元11。通过第二运算放大器Α2的放大作用，可以对输入电路的较弱的PWM波起到增强的作用，从而可以提高PWM波带负载的能力。
[0050]本实用新型还提供一种空调控制器，所述空调控制器包括上述实施例中所述的将PWM波转换成直流电压的电路，这样可以提高空调控制器的性能、稳定性和可靠性。
[0051]本实用新型还提供一种空调，所述空调包括上述实施例中所述的空调控制器，这样可以提尚空调的性能、稳定性和可靠性。
[0052]本实用新型实施例提供的将PWM波转换成直流电压的电路、空调控制器和空调，通过第一积分单元和第二积分单元两级积分单元将PWM波转换成直流电压，在输出更高精度、更小纹波的直流电压的情况下，在第一积分单元和第二积分单元中的电容器的电容值和电阻的电阻值都可以比较小，这样不仅可以显著地减小电路的响应时间，而且还可以减小器件的体积，缩小占用PCB的面积，进而可以提升PCB布板设计的灵活性；相应地，应用该电路的空调控制器和空调，可以提高各自的性能、稳定性和可靠性。
[0053]注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。
【权利要求】
1.一种将PWM波转换成直流电压的电路，其特征在于，所述电路至少包括第一积分单元和第二积分单元，其中， 所述第一积分单元，用于将接收到的PWM波转换成锯齿波或者三角波并输出； 所述第二积分单元，用于将所述第一积分单元输出的锯齿波或者三角波转换成直流电压并输出。
2.根据权利要求1所述的将PWM波转换成直流电压的电路，其特征在于，所述电路还包括: 第一电压跟随器，用于对所述第二积分单元输出的直流电压进行放大处理并将处理后所得的直流电压输出给负载。
3.根据权利要求2所述的将PWM波转换成直流电压的电路，其特征在于，所述PWM波由PWM波产生器产生； 所述第一积分单元靠近所述PWM波产生器设置并与其连接，所述第二积分单元靠近所述第一电压跟随器设置并与其连接。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的将PWM波转换成直流电压的电路，其特征在于，所述第一积分单元包括第一电阻和第一电容器； 所述第一电阻的一端作为第一积分单元的输入端，所述第一积分单元的输入端接收所述PWM波，所述第一电容器的一端接地，所述第一电阻的另一端与所述第一电容器的另一端连接起来并作为第一积分单元的输出端，所述第一积分单元的输出端输出锯齿波或者三角波。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的将PWM波转换成直流电压的电路，其特征在于，所述第二积分单元包括第二电阻、第二电容器和第三电容器； 所述第二电阻的一端作为第二积分单元的输入端，所述第二积分单元的输入端接收从所述第一积分单元输出的锯齿波或者三角波，所述第二电容器的一端和所述第三电容器的一端接地，所述第二电阻的另一端、所述第二电容器的另一端和所述第三电容器的另一端连接起来并作为第二积分单元的输出端，所述第二积分单元的输出端输出直流电压。
6.根据权利要求5所述的将PWM波转换成直流电压的电路，其特征在于，第二电容器的电容值为第三电容器的电容值的100倍。
7.根据权利要求2或3所述的将PWM波转换成直流电压的电路，其特征在于，所述第一电压跟随器包括第一运算放大器； 所述第一运算放大器的正输入端接收所述第二积分单元输出的直流电压，所述第一运算放大器的负输入端与其输出端连接，其正电源输入端接电源，其负电源输入端接地，其输出端将放大处理后所得的直流电压输出给负载。
8.根据权利要求7所述的将PWM波转换成直流电压的电路，其特征在于，所述第一电压跟随器还包括第四电容器，所述第四电容器的一端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第四电容器的另一端接地。
9.根据权利要求1或2所述的将PWM波转换成直流电压的电路，其特征在于，所述电路还包括一个或者多个串联连接的第三积分单元，所述一个或者多个串联连接的第三积分单元接收所述第二积分单元输出的直流电压，并对该直流电压进行处理以提高其精度。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的将PWM波转换成直流电压的电路，其特征在于，所述电路还包括:第二电压跟随器，用于将接收到的PWM波进行放大处理并将处理后所得的PWM波输出给所述第一积分单元。
11.根据权利要求10所述的将PWM波转换成直流电压的电路，其特征在于，所述第二电压跟随器为第二运算放大器，所述第二运算放大器的正输入端接收PWM波，其负输入端与其输出端连接，其正电源输入端接电源，其负电源输入端接地，其输出端将放大处理后的PWM波输出给所述第一积分单元。
12.—种空调控制器，其特征在于，包括如权利要求1-11中任一项所述的将PWM波转换成直流电压的电路。
13.—种空调，其特征在于，包括权利要求12所述的空调控制器。
【文档编号】F24F11/00GK204242015SQ201420684154
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月14日 优先权日:2014年11月14日
【发明者】吴宝龙, 郭双林, 唐政清, 明开云, 庞维容, 马超, 段闯 申请人:珠海格力电器股份有限公司