高压电源及其的关断方法和装置、家用电器与流程

本发明涉及家用电器技术领域，特别涉及一种高压电源的关断方法、一种高压电源的关断装置、一种高压电源以及一种家用电器。

背景技术：

高压电源又名高压发生器，一般是指输出电压在五千伏以上的电源，其应用较为广泛，例如，可应用在医学领域(如X光机、光谱分析、无损探伤等)、制造领域(如半导体中粒子注入、纳米光刻等)、生活领域(如采用等离子净化技术的无耗材空气净化器)等。

高压电源的技术发展主要有两个方向：一是提高电源功率，即高电压、高电流；二是缩小电源体积，即高电压、高开关频率。但不管是哪个方向，其内部元器件都将承受很高的电压或电流，尤其是在电源关断过程中，很容易使得元器件受到较大冲击，导致元器件使用寿命降低甚至发生损坏。

技术实现要素：

本发明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，本发明的第一个目的在于提出一种高压电源的关断方法，通过根据高压电源的关断方式对控制信号的占空比进行调节，保证高压电源关断的过程中，电路中的元器件不会受到损坏，从而提高电源的可靠性和使用寿命。

本发明的第二个目的在于提出一种高压电源的关断装置。

本发明的第三个目的在于提出一种高压电源。

本发明的第四个目的在于提出一种家用电器。

为实现上述目的，本发明一方面实施例提出的一种高压电源的关断方法，所述高压电源包括依次相连的整流模块、脉动高压输出模块和倍压整流模块，其中，在所述高压电源工作时，通过输出预设占空比的控制信号至所述脉动高压输出模块，以在所述倍压整流模块的输出端获得相应的高压直流电，所述方法包括以下步骤：在接收到高压电源的关断信号时，获取所述高压电源的关断方式；根据所述高压电源的关断方式对所述预设占空比进行调节；根据调节后的占空比对所述脉动高压输出模块进行控制，以对所述高压电源进行关断控制。

根据本发明实施例的高压电源的关断方法，在接收到高压电源的关断信号时，获取高压电源的关断方式，并根据高压电源的关断方式对预设占空比进行调节，然后根据调节后的占空比对脉动高压输出模块进行控制，以对高压电源进行关断控制。从而通过根据高压电源的关断方式对控制信号的占空比进行调节，保证高压电源关断的过程中，电路中的元器件不会受到损坏，从而提高电源的可靠性和使用寿命。

根据本发明的一个实施例，所述高压电源的关断方式包括正常关断方式和异常关断方式，其中，当所述高压电源的关断方式为所述正常关断方式时，每隔第一预设时间将所述预设占空比调小第一预设值，直至所述预设占空比为零；当所述高压电源的关断方式为所述异常关断方式时，直接将所述预设占空比调小至零。

根据本发明的一个实施例，所述第一预设时间为固定或者可调预设时间，所述第一预设值为固定或者可调预设值。

根据本发明的一个实施例，所述脉动高压输出模块包括：变压器和开关管，所述变压器的初级线圈与所述开关管串联后，并联在所述整流模块的输出端之间，所述变压器的次级线圈与所述倍压整流模块的输入端对应相连。

为实现上述目的，本发明另一方面实施例提出的一种高压电源的关断装置，所述高压电源包括依次相连的整流模块、脉动高压输出模块和倍压整流模块，其中，在所述高压电源工作时，通过输出预设占空比的控制信号至所述脉动高压输出模块，以在所述倍压整流模块的输出端获得相应的高压直流电，所述装置包括：获取单元，用于在接收到高压电源的关断信号时，获取所述高压电源的关断方式；调节单元，所述调节单元与所述获取单元相连，所述调节单元用于根据所述高压电源的关断方式对所述预设占空比进行调节；控制单元，所述控制单元与所述调节单元相连，所述控制单元用于根据调节后的占空比对所述脉动高压输出模块进行控制，以对所述高压电源进行关断控制。

根据本发明实施例的高压电源的关断装置，在接收到高压电源的关断信号时，通过获取单元获取高压电源的关断方式，调节单元根据高压电源的关断方式对预设占空比进行调节，控制单元根据调节后的占空比对脉动高压输出模块进行控制，以对高压电源进行关断控制。从而通过根据高压电源的关断方式对控制信号的占空比进行调节，保证高压电源关断的过程中，电路中的元器件不会受到损坏，从而提高电源的可靠性和使用寿命。

根据本发明的一个实施例，所述高压电源的关断方式包括正常关断方式和异常关断方式，其中，当所述高压电源的关断方式为所述正常关断方式时，所述调节单元每隔第一预设时间将所述预设占空比调小第一预设值，直至所述预设占空比为零；当所述高压电源的关断方式为所述异常关断方式时，所述调节单元直接将所述预设占空比调小至零。

根据本发明的一个实施例，所述第一预设时间为固定或者可调预设时间，所述第一预设值为固定或者可调预设值。

根据本发明的一个实施例，所述脉动高压输出模块包括：变压器和开关管，所述变压器的初级线圈与所述开关管串联后，并联在所述整流模块的输出端之间，所述变压器的次级线圈与所述倍压整流模块的输入端对应相连。

为实现上述目的，本发明又一方面实施例提出了一种高压电源，其包括上述的高压电源的关断装置。

根据本发明实施例的高压电源，通过上述的高压电源的关断装置，能够根据高压电源的关断方式对控制信号的占空比进行调节，保证高压电源关断的过程中，电路中的元器件不会受到损坏，从而提高电源的可靠性和使用寿命。

此外，本发明实施例还提出了一种家用电器，其包括上述的高压电源。

本发明实施例的家用电器，通过上述的高压电源，能够根据高压电源的关断方式对控制信号的占空比进行调节，保证高压电源关断的过程中，电路中的元器件不会受到损坏，从而提高电源的可靠性和使用寿命，进而保证家用电器供电的可靠性。

附图说明

图1是根据本发明实施例的高压电源的关断方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的高压电源的结构示意图；

图3是根据本发明另一个实施例的高压电源的结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的高压电源的关断方法的示意图；

图5是根据本发明实施例的高压电源的关断装置的方框示意图；

图6是根据本发明一个实施例的离子净化器的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照附图来描述本发明实施例的高压电源的关断方法、高压电源的关断装置、高压电源以及家用电器。

图1是根据本发明实施例的高压电源的关断方法的流程图。

在本发明的实施例中，高压电源可包括依次相连的整流模块、脉动高压输出模块和倍压整流模块，其中，在高压电源工作时，通过输出预设占空比的控制信号至脉动高压输出模块，以在倍压整流模块的输出端获得相应的高压直流电。

具体而言，如图2所示，整流模块的输入端与交流市电相连，整流模块的输出端与脉动高压输出模块的输入端相连，脉动高压输出模块的输出端与倍压整流模块的输入端相连，倍压整流模块的输出端与负载相连。

在高压电源上电工作时，交流市电经整流模块转换成低压直流电，脉动高压输出模块对该低压直流电进行变换，以输出脉动的高压电至倍压整流模块，然后由倍压整流模块输出高压直流电。其中，高压直流电的大小主要与整流模块的输出电压、脉动高压输出模块的参数(如高低压变比、产生脉动的控制信号的占空比)、倍压整流模块的参数有关。而当硬件电路确定后，例如，整流模块采用开关电源或者不可控整流电路，倍压整流模块采用半波整流且多倍压电路时，高压直流电的大小仅与脉动高压输出模块的控制信号的占空比有关，占空比越高，高压直流电的电压越高。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，脉动高压输出模块可包括：变压器和开关管，变压器的初级线圈与开关管串联后，并联在整流模块的输出端之间，变压器的次级线圈与倍压整流模块的输入端对应相连。其中，开关管可以为三极管、IGBT、MOS管等，变压器可以为升压变压器。

具体地，如图3所示，在高压电源上电工作时，整流模块输出固定的低压直流电至变压器的初级线圈，同时，控制芯片(如MCU)输出控制信号(如PWM信号)至开关管，驱动开关管进行导通和关断，从而在变压器的初级线圈上产生交变电压，此时变压器的次级线圈将感应出脉动的高压电，然后经倍压整流模块进行转换，以输出所需的高压直流电。其中，高压直流电的大小主要与整流模块的输出电压、变压器的变比、开关管控制信号的占空比、倍压整流模块的参数有关。而在硬件电路确定后，高压直流电的大小仅与开关管的控制信号的占空比有关，占空比越高，高压直流电越大。

由于高压电源关断时，可能会对电路中的功率元器件产生较大冲击，因此，在高压电源关断时需采取一定的措施，保证元器件不会受到损坏。

如图1所示，该高压电源的关断方法可包括以下步骤：

S1，在接收到高压电源的关断信号时，获取高压电源的关断方式。

S2，根据高压电源的关断方式对预设占空比进行调节。

S3，根据调节后的占空比对脉动高压输出模块进行控制，以对高压电源进行关断控制。

根据本发明的一个实施例，高压电源的关断方式可包括正常关断方式和异常关断方式，其中，当高压电源的关断方式为正常关断方式时，每隔第一预设时间将预设占空比调小第一预设值，直至预设占空比为零；当高压电源的关断方式为异常关断方式时，直接将预设占空比调小至零。

具体而言，高压电源的关断情况主要分为两种，一种是用户通过遥控器或者控制面板等手动关机，这属于高压电源正常关断；另一种是负载出现故障，系统需要立即关断高压电源，以避免负载进一步发生损坏，这属于异常关断。对于正常关断的情况，在关断时，主要考虑高压电源关断对功率元器件的冲击影响；对于异常关断的情况，在关断时，主要考虑对负载的影响。

因此，在本发明的实施例中，在接收到高压电源的关断信号时，如果高压电源为正常关断，则每隔第一预设时间，将控制信号的占空比调小第一预设值，直至控制信号的占空比为零，从而保证电路中的功率元器件免受冲击，提高元器件的可靠性和使用寿命；如果高压电源为异常关断，则直接将控制信号的占空比设置为零，以在最短的时间内控制高压电源关断，保证电路和负载不会进一步发生损坏。

在本发明的实施例中，第一预设时间可以为固定或者可调预设时间，第一预设值可以为固定或者可调预设值。

具体而言，以第一预设时间为固定预设时间，第一预设值为固定预设值为例。如图4所示，假设，预设占空比为D0，第一预设时间为ΔT，第一预设值为ΔD，则每隔ΔT时间将占空比调小ΔD，即D1＝D0-ΔD，D2＝D1-ΔD、…，循环操作，直至占空比D＝0，此时开关管处于关断状态，倍压整流模块的输出端无电压，高压电源关断。从而通过对控制信号的占空比进行逐级调低的方式来对高压电源进行关闭，保证电路中的功率元器件不会受到冲击，提高了元器件的可靠性和使用寿命。

另外，也可以根据固定预设时间、可调预设值对占空比进行调节，或者根据可调预设时间、固定预设值对占空比进行调节，或者根据可调预设时间、可调预设值对占空比进行调节，具体这里不再详述。

综上所述，根据本发明实施例的高压电源的关断方法，在接收到高压电源的关断信号时，获取高压电源的关断方式，并根据高压电源的关断方式对预设占空比进行调节，然后根据调节后的占空比对脉动高压输出模块进行控制，以对高压电源进行关断控制。从而通过根据高压电源的关断方式对控制信号的占空比进行调节，保证高压电源关断的过程中，电路中的元器件不会受到损坏，从而提高电源的可靠性和使用寿命。

图5是根据本发明实施例的高压电源的关断装置的方框示意图。

在本发明的实施例中，如图2所示，高压电源可包括依次相连的整流模块10、脉动高压输出模块20和倍压整流模块30，其中，在高压电源工作时，通过输出预设占空比的控制信号至脉动高压输出模块20，以在倍压整流模块30的输出端获得相应的高压直流电。

具体而言，如图2所示，整流模块10的输入端与交流市电相连，整流模块10的输出端与脉动高压输出模块20的输入端相连，脉动高压输出模块20的输出端与倍压整流模块30的输入端相连，倍压整流模块30的输出端与负载相连。

在高压电源上电工作时，交流市电经整流模块10转换成低压直流电VDC，脉动高压输出模块20对该低压直流电VDC进行变换，以输出脉动的高压电至倍压整流模块30，然后由倍压整流模块30输出高压直流电。其中，高压直流电的大小主要与整流模块10的输出电压、脉动高压输出模块20的参数(如高低压变比、产生脉动的控制信号的占空比)、倍压整流模块30的参数有关。而当硬件电路确定后，例如，整流模块10采用开关电源或者不可控整流电路，倍压整流模块30采用半波整流且多倍压电路时，高压直流电的大小仅与脉动高压输出模块30的控制信号的占空比有关，占空比越高，高压直流电的电压越高。

根据本发明的一个实施例，如图3所示，脉动高压输出模块20可包括：变压器21和开关管22，变压器21的初级线圈与开关管22串联后，并联在整流模块10的输出端之间，变压器21的次级线圈与倍压整流模块22的输入端对应相连。其中，开关管22可以为三极管、IGBT、MOS管等，变压器21可以为升压变压器。

具体而言，如图3所示，在高压电源上电工作时，整流模块10输出固定的低压直流电至变压器21的初级线圈，同时，控制芯片(如MCU)输出控制信号(如PWM信号)至开关管22，驱动开关管22进行导通和关断，从而在变压器21的初级线圈上产生交变电压，此时变压器21的次级线圈将感应出脉动的高压电，然后经倍压整流模块30进行转换，以输出所需的高压直流电。其中，高压直流电的大小主要与整流模块10的输出电压、变压器21的变比、开关管22控制信号的占空比、倍压整流模块30的参数有关。而在硬件电路确定后，高压直流电的大小仅与开关管的控制信号的占空比有关，占空比越高，高压直流电越大。

由于高压电源关断时，可能会对电路中的功率元器件产生较大冲击，因此，在高压电源关断时需采取一定的措施，保证元器件不会受到损坏。

如图5所示，该高压电源的关断装置可包括获取单元100、调节单元200和控制单元300。

其中，获取单元100用于在接收到高压电源的关断信号时，获取高压电源的关断方式。调节单元200与获取单元100相连，调节单元200用于根据高压电源的关断方式对预设占空比进行调节。控制单元300与调节单元200相连，控制单元300用于根据调节后的占空比对脉动高压输出模块20进行控制，以对高压电源进行关断控制。

根据本发明的一个实施例，高压电源的关断方式可包括正常关断方式和异常关断方式，其中，当高压电源的关断方式为正常关断方式时，调节单元200每隔第一预设时间将预设占空比调小第一预设值，直至预设占空比为零；当高压电源的关断方式为异常关断方式时，调节单元200直接将预设占空比调小至零。

具体而言，高压电源的关断情况主要分为两种，一种是用户通过遥控器或者控制面板等手动关机，这属于高压电源正常关断；另一种是负载出现故障，系统需要立即关断高压电源，以避免负载进一步发生损坏，这属于异常关断。对于正常关断的情况，在关断时，主要考虑高压电源关断对功率元器件的冲击影响；对于异常关断的情况，在关断时，主要考虑对负载的影响。

因此，在本发明的实施例中，在接收到高压电源的关断信号时，如果获取单元100获取的高压电源为正常关断，则每隔第一预设时间，调节单元200将控制信号的占空比调小第一预设值，直至控制信号的占空比为零，从而保证电路中的功率元器件免受冲击，提高元器件的可靠性和使用寿命；如果获取单元100获取的高压电源为异常关断，则调节单元200直接将控制信号的占空比设置为零，以在最短的时间内控制高压电源关断，保证电路和负载不会进一步发生损坏。

在本发明的实施例中，第一预设时间可以为固定或者可调预设时间，第一预设值可以为固定或者可调预设值。

具体而言，以第一预设时间为固定预设时间，第一预设值为固定预设值为例。如图4所示，假设，预设占空比为D0，第一预设时间为ΔT，第一预设值为ΔD，则每隔ΔT时间，调节单元200将占空比调小ΔD，即D1＝D0-ΔD，D2＝D1-ΔD、…，循环操作，直至占空比D＝0，此时，开关管22处于断开状态，倍压整流模块30的输出端无电压，高压电源关断。从而通过对控制信号的占空比进行逐级调低的方式对高压电源进行关闭，保证电路中的功率元器件不会受到冲击，提高了元器件的可靠性和使用寿命。

另外，也可以根据固定预设时间、可调预设值对占空比进行调节，或者根据可调预设时间、固定预设值对占空比进行调节，或者根据可调预设时间、可调预设值对占空比进行调节，具体这里不再详述。

根据本发明实施例的高压电源的关断装置，在接收到高压电源的关断信号时，通过获取单元获取高压电源的关断方式，调节单元根据高压电源的关断方式对预设占空比进行调节，控制单元根据调节后的占空比对脉动高压输出模块进行控制，以对高压电源进行关断控制。从而通过根据高压电源的关断方式对控制信号的占空比进行调节，保证高压电源关断的过程中，电路中的元器件不会受到损坏，从而提高电源的可靠性和使用寿命。

另外，本发明的实施例还提出了一种高压电源，其包括上述的关断装置。

本发明实施例的高压电源，通过上述的关断装置，能够根据高压电源的关断方式对控制信号的占空比进行调节，保证高压电源关断的过程中，电路中的元器件不会受到损坏，从而提高电源的可靠性和使用寿命。

此外，本发明实施例还提出了一种家用电器，其包括上述的高压电源。

具体地，家用电器可以为采用等离子净化技术的无耗材空气净化器，简称离子净化器1000，其工作原理为：通过高压电源1001向离子发生器1002加载超高直流电压，使得流过离子发生器1002内的空气电离，空气中的杂质带电，再通过相反电压的集尘板吸附杂质，从而清洁空气。

当用户通过遥控器关闭离子净化器1000时，高压电源1001为正常关闭，此时，可通过逐渐降低控制信号的占空比来控制高压电源1001关闭，以避免高压电源1001关断过程中，电路中的功率元器件受到冲击，从而提高了元器件的可靠性和使用寿命；当根据功率采集电路检测出离子发生器1002出现故障时，立即将控制信号的占空比设置为零，来使高压电源1001迅速关闭，以避免离子发生器进一步故障。

根据本发明实施例的家用电器，通过上述的高压电源，能够根据高压电源的关断方式对控制信号的占空比进行调节，保证高压电源关断的过程中，电路中的元器件不会受到损坏，从而提高电源的可靠性和使用寿命，进而保证家用电器供电的可靠性。

在本发明的描述中，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”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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发明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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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