CN101394078B

CN101394078B - 电源电位自动切换装置

Info

Publication number: CN101394078B
Application number: CN2007101519487A
Authority: CN
Inventors: 吴京泽
Original assignee: JINGYI ELECTRONICS CO Ltd DONGGUAN CITY
Current assignee: JINGYI ELECTRONICS CO Ltd DONGGUAN CITY
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2010-06-23
Anticipated expiration: 2027-09-21
Also published as: CN101394078A

Abstract

一种电源电位自动切换装置，主要应用在供电电源和电床垫的电源插头之间，包括有：两个输入端子和两个输出端子；串联连接在电源接地端子和第二输入端子之间的电源电阻和光电耦合器的发光源，其中发光源在第二输入端子和接地端子之间存在电位差时发光、相应使得光电耦合器的受光器产生光电流；与受光器相连的三极管，用于根据受光器产生的光电流产生继电器驱动信号；与三极管相连的继电器开关，用于根据继电器驱动信号选择性连通第一、第二输入端子与第一、第二输出端子或者第一、第二输入端子与第二、第一输出端子。上述装置在任意方向连接电源都能输出相同方向的电源，应用在电床垫上时无需刻意选择电源插头方向就能有效抑制电磁波的产生。

Description

电源电位自动切换装置

技术领域

本发明涉及一种能够自动切换电源电位的电源电位自动切换装置。

背景技术

电磁波是伴随电而形成的无色、无味、无形物质，其有害性已得到很多科学研究的确定。比如，电磁波会抑制褪黑激素(melatonin)荷尔蒙的分泌，而由于褪黑激素具有降低癌症发生率的功效，电磁波也就相应地会增加癌症的发病率。此外，电磁波对发育能力也有影响，还可能诱发血液循环障碍、不眠症、皮肤病等。

电床垫作为帮助人类睡眠的一种工具，其工作时产生的电磁波渗透到人体内将引起很多副作用。为了有效降低电床垫工作时的电磁波辐射，在现有技术中通常采用如图1所示的电床垫热线图。

如图1所示，一次合金线20缠绕在玻璃纤维10上，其外边包有一层一次绝缘皮膜30。绝缘皮膜30在低温时使用尼龙绝缘皮膜，而在高温时使用铁氟龙绝缘皮膜。绝缘皮膜的外边用二次铜线40按照一次合金线20相反方向缠绕以后，而在二次铜线40的外边包有一层硅胶外皮50。

对于图1所示热线图，当二次铜线40的电源接入电位AC2为零电位、而一次合金线20的电源接入电位AC1为高电位(比如220V)时，由于其中二次铜线40和一次合金线20的缠绕方向相反，因此可以有效抵消电磁波。这样，为了有效降低电床垫中热线所产生的电磁波，就必须确保二次铜线40的电源接入电位AC2为零电位，也就在使用电床垫对电源插头方向的选择有所限制。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种电源电位自动切换装置，其在任意方向连接电源插头都可以输出相同方向的电源。

为了达到上述目的，本发明公开了一种电源电位自动切换装置。该装置主要应用在供电电源和电床垫电源插头之间，包括有两个输入端子、两个输出端子、一个光电耦合器、一个电源电阻、一个三极管、以及一个继电器开关。其中：

所述第一、第二输入端子与供电电源相连。

所述第一、第二输出端子与电器(比如电床垫)电源输入端相连。

所述光电耦合器的发光源和所述电源电阻串联连接在电源接地端子和所述第二输入端子之间，其中所述光电耦合器的发光源在所述电源接地端子和所述第二输入端子之间存在电位差时发光以使所述光电耦合器的受光器产生光电流。

所述三极管与所述光电耦合器的受光器相连，用于根据所述受光器产生的光电流而相应产生继电器驱动信号。其中，当所述光电耦合器的受光器为光敏三极管时，所述三极管与所述光敏三极管的连接关系具体为：所述光敏三极管的集电极与所述三极管的基极连接，所述光敏三极管的发射极和集电极之间连接有所述电容，和/或所述光敏三极管的发射极连接有偏置电阻。

所述继电器开关与所述三极管的集电极相连，用于在未接收到所述继电器驱动信号时连通所述第一输入端子与所述第一输出端子、以及所述第二输入端子与所述第二输出端子，而在接收到所述继电器驱动信号时连通所述第一输入端子与所述第二输出端子、以及所述第二输入端子与所述第一输出端子。其中，所述继电器开关优选为双刀双掷型。

对于上述电源电位自动切换装置，优选地，其还包括与所述光电耦合器的发光源并联的稳压器件，比如稳压二极管，主要用于保护所述光电耦合器的发光源。

对于上述电源电位自动切换装置，优选地，其还包括与所述光电耦合器的受光器并联的电容。所述电容主要用于筛选所述受光器产生的光电流以及延迟所述继电器驱动信号的产生。

对于上述电源电位自动切换装置，优选地，其还包括与所述三极管的集电极连接、用于防止继电器逆流电流的二极管。

与现有技术相比，本发明利用光电耦合器感应电位并相应驱动继电器开关进行切换，从而使得在任意方向连接供电电源都能输出相同方向的电器用电源，进而使得本发明应用在电床垫上时无需刻意选择电源插头方向也能有效抑制电磁波的产生。

附图说明

图1为现有技术中电床垫的热线图；

图2为本发明电源电位自动切换装置第一实施例的线路图。

具体实施方式

本发明的上述及其他技术特征和有益效果，将通过参照附图进行的优选实施例介绍得到更充分的阐述。

请参阅图2，其为本发明所提供的电源电位电动切换装置的第一实施例200的线路图。

如图2所示，电源电位自动切换装置200包括两个输入端子ACl IN和AC2 IN，两个输出端子AC1 OUT和AC2 OUT，电源电阻R1(比如270K)，偏置电阻R2(比如18K)，光电耦合器ISO1(比如P521型)，继电器驱动用三极管Q1(比如8550型)，以及双刀双掷的继电器开关K1。其中：

电源电阻R1和光电耦合器ISO1中的发光源(图2中例示为发光二极管)串联连接在电源接地端子AC GND和第二输入端子AC2 IN之间，而光电耦合器ISO1中的受光器(图2中例示为光敏三极管)经由偏置电阻R2接地。这样，当第二输入端子AC2IN为接地电位时(也即与接地端子AC GND之间不存在电位差)时，光电耦合器ISO1中的发光源不发光，相应地光电耦合器ISO1中的受光器也就不会产生光电流；然而，当第一输入端子AC1 IN为接地电位时(也即第二输入端子AC2 IN与接地端子AC GND之间存在电位差)时，光电耦合器ISO1中的发光源会发光，相应地光电耦合器ISO1中的受光器也就会产生光电流。

继电器驱动用三极管Q1的发射极接工作电压VCC(比如5V)，而其基极与光电耦合器ISO1中作为受光器的光敏三极管的集电极连接，且其集电极与继电器开关K1连接。这样，当光电耦合器ISO1中的受光器因第二输入端子AC2 IN与之间接地电位不存在电位差而不导通时，继电器驱动用三极管Q1也不导通，相应地继电器开关K1不启动，也即正常连通第一输入端子AC1 IN(高电位)与第一输出端子AC1 OUT(高电位)以及第二输入端子AC2 IN(零电位)与第二输出端子AC2 OUT(零电位)；然而，当光电耦合器ISO1中的受光器因第二输入端子AC2 IN与接地电位之间存在电位差而导通时，继电器驱动用三极管Q1也导通，相应地继电器开关K1启动，也即切换到连通第一输入端子AC1 IN(零电位)与第二输出端子AC2 OUT(零电位)以及第二输入端子AC2 IN(高电位)与第一输出端子AC1 OUT(高电位)。

总之，通过光电耦合器ISO1的电位感应以及继电器开关K1的电源切换，不管第一输入端子AC1 IN和第二输入端子AC2 IN以何种方向连接供电电源，本发明所提供的电源电位自动切换装置总能输出相同方向的电源，比如如图2所示第一输出端子AC1 OUT为高电位、而第二输出端子AC2 OUT为零电位。

此外，如图2所示，基于系统鲁棒性的考虑，本发明所提供的电源电位自动切换装置还包括光电耦合器保护用二极管D1和D2，继电器逆流电流防止用二极管D3，以及电容C1。其中：

光电耦合器保护用二极管D1和D2(比如1N4007型)串联连接在电源电阻R1与光电耦合器ISO1的连接点和第二输入端子AC2 IN之间。这样，由二极管D1和D2串联而成的稳压器件与光电耦合器ISO1中的发光源并联，从而使得即使在供电电源的电压很不稳定的情况下，光电耦合器ISO1也能够工作在一个相对恒定的电压下，并因此才称二极管D1和D2为光电耦合器保护用二极管。

在光电耦合器ISO1的受光器三极管的集电极和发射极之间连接电容C1(比如47μF/16V)，对光电耦合器ISO1输出的光电流进行筛选的同时，还具有延迟继电器驱动的作用。

而在继电器驱动用三极管Q1的集电极和地之间连接二极管D3(比如1N4007型)，可以防止同样连接在三极管Q1集电极上的继电器开关K1的逆流电流。

需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换、或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims

1.一种电源电位自动切换装置，包括用于与供电电源相连的第一、第二输入端子以及与电器电源输入端相连第一、第二输出端子；其特征在于，还包括：

串联连接在电源接地端子和所述第二输入端子之间的电源电阻以及光电耦合器的发光源，其中所述光电耦合器的发光源在所述电源接地端子和所述第二输入端子之间存在电位差时发光以使光电耦合器的受光器产生光电流；以及

与所述光电耦合器的受光器相连的三极管，用于根据所述光电耦合器的受光器产生的光电流而相应产生继电器驱动信号；以及

与所述三极管的集电极相连的继电器开关，用于在未接收到所述继电器驱动信号时连通所述第一输入端子与所述第一输出端子、以及所述第二输入端子与所述第二输出端子，而在接收到所述继电器驱动信号时连通所述第一输入端子与所述第二输出端子、以及所述第二输入端子与所述第一输出端子。

2.如权利要求1所述的电源电位自动切换装置，其特征在于，所述光电耦合器的受光器为光敏三极管，且所述光敏三极管的集电极与所述三极管的基极连接、所述光敏三极管的发射极和集电极之间连接有电容、和/或所述光敏三极管的发射极连接有偏置电阻。

3.如权利要求1所述的电源电位自动切换装置，其特征在于，所述继电器开关为双刀双掷型。

4.如权利要求1至3任一所述的电源电位自动切换装置，其特征在于，还包括与所述光电耦合器的发光源并联的稳压器件。

5.如权利要求4所述的电源电位自动切换装置，其特征在于，所述稳压器件为二极管。

6.如权利要求1至3任一所述的电源电位自动切换装置，其特征在于，还包括与所述光电耦合器的受光器并联的电容，用于筛选所述受光器产生的光电流以及延迟所述继电器驱动信号的产生。

7.如权利要求4所述的电源电位自动切换装置，其特征在于，还包括与所述光电耦合器的受光器并联的电容，用于筛选所述受光器产生的光电流以及延迟所述继电器驱动信号的产生。

8.如权利要求1至3任一所述的电源电位自动切换装置，其特征在于，还包括与所述三极管的集电极连接、用于防止继电器开关逆流电流的二极管。

9.如权利要求4所述的电源电位自动切换装置，其特征在于，还包括与所述三极管的集电极连接、用于防止继电器开关逆流电流的二极管。

10.如权利要求7所述的电源电位自动切换装置，其特征在于，还包括与所述三极管的集电极连接、用于防止继电器开关逆流电流的二极管。