CN101662227A - 电流转换电路 - Google Patents

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Abstract

一种电流转换电路，包括至少一控制电路，至少一开关电路，每一控制电路包括两光电耦合器、两电阻，每一开关电路包括两开关元件，每一光电耦合器包括发光二极管及光电三极管，第一发光二极管的阳极连接第一正电源及第二发光二极管的阴极；第二发光二极管的阳极连接第一正电源及第一发光二极管的阴极，阳极及阴极用于连接两信号；第一及第二光电三极管的集电极分别连接第二及第三正电源，发射极分别通过第一及第二电阻分别连接第一开关元件的第三端及负电源，发射极还分别连接第一及第二开关元件的第一端；第一开关元件的第二端与第二开关元件的第三端分别连接第四正电源与负电源，第一开关元件的第三端与第二开关元件的第二端相连输出交流信号。

Description

电流转换电路
技术领域
本发明涉及一种电流转换电路，特别涉及一种直流转交流的转换电路。
背景技术
伺服马达驱动器中常采用开关元件，如三极管或场效应管，组成直流转交流的电流转换电路。一般而言，电流转换电路将开关元件串联后分别连接正负电源。故，串联的开关元件不能同时导通以避免正负电源短路。然而，在实际操作过程中，串联的开关元件有时会同时导通，使得正负电源因短路而产生较大电流，损毁组件。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提供一种电流转换电路，能有效避免串联的开关元件同时导通。
一种电流转换电路，包括至少一控制电路，至少一开关电路，每一控制电路包括一第一光电耦合器、一第二光电耦合器、一第一电阻及一第二电阻，每一开关电路包括一第一开关元件及一第二开关元件，所述第一及第二开关元件均包括一第一端、一第二端及一第三端，所述第一光电耦合器包括一第一发光二极管及一第一光电三极管，所述第二光电耦合器包括一第二发光二极管及一第二光电三极管，所述第一及第二发光二极管的阳极均连接一第一正电源，所述第一发光二极管的阳极还连接所述第二发光二极管的阴极，所述第二发光二极管的阳极还连接第一发光二极管的阴极，所述第二发光二极管的阳极及阴极用于接收两个驱动信号，所述第一及第二光电三极管的集电极分别连接一第二正电源及一第三正电源，所述第一光电三极管的发射极通过所述第一电阻连接所述第一开关元件的第三端，所述第二光电三极管的发射极通过所述第二电阻连接一负电源，所述第一及第二开关元件的第一端分别连接所述第一及第二光电三极管的发射极，所述第一开关元件的第二端与第二开关元件的第三端分别连接一第四正电源与所述负电源，所述第一开关元件的第三端还与第二开关元件的第二端相连作为所述电流转换电路的输出端。
本发明电流转换电路通过将所述第一发光二极管的阳极及阴极分别与第二发光二极管的阴极及阳极相连，使得所述第一及第二光电三极管在任何情况下均能不同时导通，从而使所述第一及第二开关元件也能不同时导通，能避免所述第四正电源与所述负电源短路。
附图说明
图1是本发明电流转换电路的第一较佳实施方式连接于一马达的电路原理图。
图2是本发明电流转换电路的另一较佳实施方式连接于一马达的电路原理图。
具体实施方式
下面参照附图结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
请参考图1，本发明电流转换电路10的较佳实施方式包括一控制电路20、四个缓冲器B1、B2、B3及B4、一由两个场效应管Q1及Q2组成的开关电路。所述控制电路20包括两个光电耦合器W1及W2、四个电阻R1、R2、R3及R4。所述光电耦合器W1包括一发光二极管D1及一光电三极管T1。所述光电耦合器W2包括一发光二极管D2及一光电三极管T2。所述发光二极管D1的阳极通过所述电阻R1连接一正电源Vc，所述发光二极管D1的阴极通过所述缓冲器B1以接收一驱动信号A。所述发光二极管D2的阳极通过所述电阻R2连接所述正电源Vc，所述发光二极管D2的阴极通过所述缓冲器B2以接收一驱动信号ā。所述发光二极管D1的阳极与阴极还分别连接发光二极管D2的阴极与阳极。所述第一及第二发光二极管D1、D2分别用于控制所述第一及第二光电三极管T1、T2的通断。所述光电三极管T1及T2的集电极分别连接一正电源Va及一正电源Vb。所述光电三极管T1的发射极通过所述电阻R3连接所述场效应管Q1的源极。所述光电三极管T2的发射极通过所述电阻R4连接一负电源Vd。所述光电三极管T1及T2的发射极还分别通过所述缓冲器B3及B4连接所述场效应管Q1及Q2的栅极。所述场效应管Q1的漏极与Q2的源极分别连接一正电源Ve与所述负电源Vd，所述场效应管Q1的源极与Q2的漏极相连。所述场效应管Q1的源极与Q2的漏极相连并作为所述电流转换电路10的输出端连接一马达40。
所述控制电路20根据所述驱动信号A及ā控制所述场效应管Q1与Q2不同时导通，使得所述电流转换电路10的输出端输出一交流信号以驱动所述马达40工作。
正常情况下，当所述驱动信号A为高电平，所述驱动信号ā为低电平时，所述发光二极管D1截止不发光，所述发光二极管D2导通发光，使得所述光电三极管T1截止，其发射极无输出电流，故，所述场效应管Q1截止；所述光电三极管T2导通，使得所述场效应管Q2也导通。当所述驱动信号A为低电平，所述驱动信号ā为高电平时，所述发光二极管D2截止不发光，所述发光二极管D1导通发光，所述光电三极管T2截止，其发射极无输出电流，所述场效应管Q2截止；所述光电三极管T1导通，使得所述场效应管Q1也导通。所述场效应管Q1及Q2交替导通使得所述电流转换电路10的输出端输出一交流信号以驱动所述马达40工作。
由二极管的特性可知，二极管仅在其正负极间的电压差值不小于0.7V时才能导通。故，异常情况下，当所述驱动信号A及ā均为低电平且二者之间的电压差的绝对值小于二极管的导通电压0.7V时，所述发光二极管D1及D2均截止。同理，当所述驱动信号A及ā均为高电平且二者之间的电压差的绝对值小于二极管的导通电压0.7V时，所述发光二极管D1及D2均截止。从而，所述光电三极管T1及T2均截止，其发射极均无输出电流，所述场效应管Q1及Q2均截止，能避免所述正负电源Ve及Vd短路。
当所述驱动信号A及ā均为低电平且所述驱动信号A的电压值相较于信号ā的电压值大于二极管的导通电压0.7V时，所述发光二极管D2导通，所述发光二极管D1截止，由于所述发光二极管D2导通后，所述发光二极管D1的正极与负极的电压差值变为-0.7V，所述发光二极管D1继续保持截止状态，所述光电三极管T1截止，其发射极无输出电流，使得所述场效应管Q1截止，所述光电三极管T2导通，使得所述场效应管Q2导通，所述场效应管Q1及Q2不同时导通，能避免所述正负电源Ve及Vd短路；当所述驱动信号A及ā均为低电平且所述驱动信号ā的电压值相较于信号A的电压值大于二极管的导通电压0.7V时，所述发光二极管D1导通，所述发光二极管D2截止，所述发光二极管D1导通后，所述发光二极管D2的正极与负极的电压差值变为-0.7V，所述发光二极管D2继续保持截止状态，所述光电三极管T2截止，其发射极无输出电流，所述场效应管Q2截止，所述光电三极管T1导通，使得所述场效应管Q1导通，所述场效应管Q1及Q2不同时导通，能避免所述正负电源Ve及Vd短路。
当所述驱动信号A及ā均为高电平且所述驱动信号A的电压值相较于信号ā的电压值大于二极管的导通电压0.7V时，所述发光二极管D2导通，所述发光二极管D1截止，所述发光二极管D2导通后，所述发光二极管D1的正极与负极的电压差值变为-0.7V，所述发光二极管D1继续保持截止状态，所述光电三极管T1截止，其发射极无输出电流，所述场效应管Q1截止，所述光电三极管T2导通，使得所述场效应管Q2也导通，所述场效应管Q1及Q2不同时导通，能避免所述正负电源Ve及Vd短路；当所述驱动信号A及ā均为高电平且所述驱动信号ā的电压值相较于信号A的电压值大于二极管的导通电压0.7V时，所述发光二极管D1导通，所述发光二极管D2截止，所述发光二极管D1导通后，所述发光二极管D2的正极与负极的电压差值变为-0.7V，所述发光二极管D2继续保持截止状态，所述光电三极管T2截止，其发射极无输出电流，所述场效应管Q2截止，所述光电三极管T1导通，使得所述场效应管Q1也导通，所述场效应管Q1及Q2不同时导通，能避免所述正负电源Ve及Vd短路。
需要说明的是，本实施方式中，所述电流转换电路10仅包含一组串联的开关元件，即，所述场效应管Q1及Q2。其他实施方式中，可采用其他类型的开关元件，如，三极管；所述电流转换电路10还可包含多组串连的开关元件，利用多个控制电路20控制多组串连的开关元件的工作状态，如图2，三个控制电路20分别通过两个缓冲器B11及B12控制串联的开关元件Q1及Q2、通过两个缓冲器B13及B14控制串联的开关元件Q3及Q4、通过两个缓冲器B15及B16控制串联的开关元件Q5及Q6，所述三个控制电路20分别通过两个缓冲器B5及B6接受两个驱动信号u与u，通过两个缓冲器B7及B8接受两个驱动信号v与v，通过两个缓冲器B9及B10接受两个驱动信号w与w。
综上所述，本发明电流转换电路10通过将所述发光二极管D1的阳极及阴极分别与发光二极管D2的阴极及阳极连接，使得所述光电三极管T1及T2在任何情况下均不能同时导通，从而使所述场效应管Q1及Q2也能不同时导通，能避免所述正负电源Ve及Vd短路，有效保护所述马达40。

Claims (6)

1.一种电流转换电路，包括至少一控制电路，至少一开关电路，每一控制电路包括一第一光电耦合器、一第二光电耦合器、一第一电阻及一第二电阻，每一开关电路包括一第一开关元件及一第二开关元件，所述第一及第二开关元件均包括一第一端、一第二端及一第三端，所述第一光电耦合器包括一第一发光二极管及一第一光电三极管，所述第二光电耦合器包括一第二发光二极管及一第二光电三极管，所述第一及第二发光二极管的阳极均连接一第一正电源，所述第一发光二极管的阳极还连接所述第二发光二极管的阴极，所述第二发光二极管的阳极还连接第一发光二极管的阴极，所述第二发光二极管的阳极及阴极用于接收两个驱动信号，所述第一及第二光电三极管的集电极分别连接一第二正电源及一第三正电源，所述第一光电三极管的发射极通过所述第一电阻连接所述第一开关元件的第三端，所述第二光电三极管的发射极通过所述第二电阻连接一负电源，所述第一及第二开关元件的第一端分别连接所述第一及第二光电三极管的发射极，所述第一开关元件的第二端与第二开关元件的第三端分别连接一第四正电源与所述负电源，所述第一开关元件的第三端还与第二开关元件的第二端相连作为所述电流转换电路的输出端。
2.如权利要求1所述的电流转换电路，其特征在于：所述电流转换电路还包括第三电阻及第四电阻，所述第一及第二发光二极管的阳极分别通过所述第三及第四电阻连接所述第一正电源。
3.如权利要求1所述的电流转换电路，其特征在于：所述第一及第二开关元件均为场效应管，所述第一及第二开关元件的第一端、第二端及第三端均分别为场效应管的栅极、漏极及源极。
4.如权利要求1所述的电流转换电路，其特征在于：所述两个驱动信号为两个互补信号。
5.如权利要求1所述的电流转换电路，其特征在于：所述第二发光二极管的阳极及阴极分别连接一第一缓冲器及一第二缓冲器以接收两个驱动信号。
6.如权利要求1所述的电流转换电路，其特征在于：所述第一及第二开关元件的第一端分别通过一第三缓冲器及一第四缓冲器连接所述第一及第二光电三极管的发射极。
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