CN102496923B - 一种防反接保护的输入电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防反接的输入电路以及直流输入设备，所述输入电路包括：输入电路的第一输入端通过第一开关连接输入电路的第一输出端；第一二极管与第一开关并联；输入电路的第二输入端连接输入电路的第二输出端；电压检测单元的第一输入端和第二输入端分别与输入电路的第一输出端和第二输出端对应连接；所述电压检测单元用于：检测输入电路两个输出端之间是否存在电压，根据检测结果控制第一开关的闭合和断开。该输入电路能够提高直流输入设备的电能利用效率，且能够长时间而有效地进行直流输入设备的电源极性接反保护。
Description
技术领域
本发明涉及防反接技术，尤其涉及一种防反接保护的输入电路。
背景技术
在直流输入设备的内部，为了防止直流输入设备的两个输入端所连接的供电电源的电源极性接反，而导致直流输入设备的器件或线路损坏，会在直流输入设备的输入端设置一个二极管，以利用二极管的单相导电性能来保护直流输入设备。
图1是现有技术中一种直流输入设备的输入电路结构示意图，如图1所示，该输入电路包括：输入电路的第一输入端通过串接的第一二极管D1、第一开关K1连接输入电路的第一输出端；输入电路的第二输入端连接输入电路的第二输出端，且，电压检测单元的两个输入端分别对应连接输入电路的两个输出端，用于检测输入电路两个输出端之间的电压是否正常，根据检测结果控制第一开关K1的闭合和断开；输入电路的两个输出端还连接直流输入设备的后续电路结构；输入电路的第一输入端连接直流输入设备的第一输入端Uin+，输入电路的第二输入端连接直流输入设备的第二输入端Uin-，直流输入设备的第一输入端Uin+和第二输入端Uin-连接为直流输入设备供电的供电电源的两个输出端，接收供电电源提供的电能。
图2是现有技术中另一种直流输入设备的输入电路结构示意图，该输入电路与图1所示的直流充电电路的区别在于：第一二极管D1不再设置于主电路支路上，而是将其连接于输入电路的两个输出端之间，且，在第一开关K1上并联第一电阻R1。
不管是图1还是图2所示的输入电路，当其应用于直流输入设备时，均通过第一二极管D1实现了对于直流输入设备的电源极性接反保护。
但是，在图1所示的直流充电电路中，由于第一二极管D1连接在主电路支路上，当直流输入设备正常工作时，会有电流流过第一二极管D1，从而第一二极管D1会造成持续的能量损耗，尤其是在主电路支路中流过电流较大时，这一能量损耗将更大，从而降低了直流输入设备的电能利用效率；而在图2所示的直流充电电路中，虽然能够通过第一二极管D1实现电源极性接反保护，但是，如果电源极性长时间接反，供电电源的电能长时间加在第一电阻R1上，第一电阻上有持续的能量损耗，可能会造成第一电阻R1甚至线路的损坏，因此，图2所示的直流充电电路无法长时间进行电源极性接反保护。
上述两种电路中，第一二极管都可能存在长时间有电流通过造成持续损耗，对其选型及散热要求都有着更高的要求，势必造成体积和成本的增加。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，提供一种直流充电电路，能够提高直流输入设备的电能利用效率，且能够长时间而有效地进行直流输入设备的电源极性接反保护。
为此，本发明实施例采用如下技术方案：
一种防反接的输入电路，包括：
输入电路的第一输入端通过第一开关连接输入电路的第一输出端；第一二极管与第一开关并联；输入电路的第二输入端连接输入电路的第二输出端；电压检测单元的第一输入端和第二输入端分别与输入电路的第一输出端和第二输出端对应连接；
所述电压检测单元用于：检测输入电路两个输出端之间是否存在电压，根据检测结果控制第一开关的闭合和断开。
输入电路的第一输入端为正相输入端；所述第一二极管的阳极与输入电路的第一输入端连接。
输入电路的第一输入端为反相输入端；所述第一二极管的阴极与输入电路的第一输入端连接。
还包括：第一电阻；
所述第一二极管与所述第一电阻串联后，再与所述第一开关并联。
还包括：第二开关；
所述第一二极管与所述第二开关串联后，再与所述第一开关并联。
还包括：第一电阻和第二开关；
所述第一二极管与所述第一电阻以及第二开关串联后，再与所述第一开关并联。
所述电压检测单元具体用于：检测输入电路两个输出端之间存在电压时，控制第一开关闭合；检测输入电路两个输出端之间不存在电压时，控制第一开关断开。
所述电压检测单元还用于：检测输入电路两个输出端之间不存在电压时，控制第二开关闭合；检测输入电路两个输出端之间存在电压时，控制第二开关断开。
一种直流输入设备，包括上述任一项所述的防反接的输入电路。
包括：防反接的输入电路的两个输入端分别作为直流输入设备的两个输入端，防反接的输入电路的两个输出端连接直流输入设备的其他电路结构。
对于上述技术方案的技术效果分析如下：
直流充电电路中的第一二极管不位于主电路支路中，而是位于与第一开关并联的并联支路中，当直流输入设备正常工作时，第一二极管所在的支路被第一开关短接，无电流通过，因此，不会消耗供电电源提供给直流输入设备的电能，提高了直流输入设备的电能利用效率；
当直流输入设备的两个输入端连接供电电源的极性接反时，由于第一二极管承受反向电压，电压检测单元检测到输入电路两个输出端之间的电压不满足预设电压条件，第一开关不会闭合，直流输入设备的其他后续的电路不会承受反向电压而引起损坏，很好地起到了输入电源极性接反保护的功能；而且，即使长时间极性接反，由于第一二极管反向截止，所以不会对输入电路中其他器件或者直流输入设备中的电路结构造成任何的影响或损坏，因此，能够长时间有效地对直流输入设备进行电源极性接反保护，且，输入电源无能量损耗。
附图说明
图1为现有技术一种直流输入设备的电路结构示意图；
图2为现有技术另一种直流输入设备的电路结构示意图；
图3为本发明实施例第一种防反接保护的输入电路结构示意图；
图4为本发明实施例第二种防反接保护的输入电路结构示意图；
图5为本发明实施例第三种防反接保护的输入电路结构示意图；
图6为本发明实施例第四种防反接保护的输入电路结构示意图；
图7为本发明实施例第五种防反接保护的输入电路结构示意图；
图8为本发明实施例第六种防反接保护的输入电路结构示意图；
图9为本发明实施例第七种防反接保护的输入电路结构示意图；
图10为本发明实施例第八种防反接保护的输入电路结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例的直流充电电路包括：输入电路的第一输入端通过第一开关连接输入电路的第一输出端；第一二极管与第一开关并联；输入电路的第二输入端连接输入电路的第二输出端；电压检测单元的第一输入端和第二输入端分别与输入电路的第一输出端和第二输出端对应连接；所述电压检测单元用于：检测输入电路两个输出端之间是否存在电压，根据检测结果控制第一开关的闭合和断开。
以下，结合附图详细说明本发明实施例直流充电电路的实现。
图3为本发明实施例一种直流输入设备的输入电路结构示意图，如图3所示，该直流充电电路包括：
输入电路的第一输入端通过第一开关K1连接输入电路的第一输出端；第一二极管D1与第一开关K1并联，具体的，第一二极管D1的阳极与输入电路的第一输入端连接，阴极与输入电路的第一输出端连接；输入电路的第二输入端连接输入电路的第二输出端；电压检测单元的第一输入端和第二输入端分别与输入电路的第一输出端和第二输出端对应连接；
如图3所示，本实施例中输入电路的第一输入端为正相输入端，而第二输入端为反相输入端。
所述电压检测单元用于：检测输入电路两个输出端之间是否存在电压，根据检测结果控制第一开关的闭合和断开。
具体的，所述电压检测单元可以用于：检测输入电路两个输出端之间存在电压时，控制第一开关闭合；检测输入电路两个输出端之间不存在电压时，控制第一开关断开。
其中，所述防反接的输入电路可以设置于直流输入设备中，进行直流输入设备的输入电源极性接反保护时，输入电路的两个输入端分别作为直流输入设备的两个输入端；输入电路的两个输出端，分别用于连接直流输入设备的其他电路结构。
图3所示的直流充电电路的工作原理为：
1)当直流输入设备的两个输入端连接供电电源的极性正确时，电压检测单元检测到输入电路的两个输出端之间存在电压，控制第一开关K1闭合，将第一二极管D1构成的支路短接，从而，直流输入设备的两个输入端接收到的电能传输给直流输入设备的后续电路结构，直流输入设备正常工作。
2)当直流输入设备的两个输入端连接供电电源的极性接反时，由于第一二极管D1承受反向电压，电压检测单元检测到输入电路的两个输出端之间不存在电压，第一开关K1不会闭合，直流输入设备的其他后续的电路不会承受反向电压而引起损坏，直流充电电路很好地起到了输入电源极性接反保护的功能；而且，即使长时间极性接反，由于第一二极管D1反向截止，所以不会对输入电路中其他器件或者直流输入设备中的电路结构造成任何的影响或损坏，因此，图3所示的直流充电电路能够长时间有效地对直流输入设备进行电源极性接反保护，且，输入电源无能量损耗。
因此，图3所示的输入电路结构下，输入电路中的第一二极管不位于主电路支路中，当直流输入设备正常工作时，第一二极管所在的支路被第一开关短接，无电流通过，因此，不会消耗电能；
当直流输入设备的两个输入端连接供电电源的极性接反时，由于第一二极管承受反向电压而截止，电压检测单元检测到输入电路的两个输出端之间不存在电压，第一开关K1不会闭合，直流输入设备的其他后续的电路不会承受反向电压而引起损坏，输入电路很好地起到了输入电源极性接反保护的功能；而且，即使长时间极性接反，由于第一二极管反向截止，所以不会对输入电路中其他器件或者直流输入设备中的电路结构造成任何的影响或损坏，因此，能够长时间有效地对直流输入设备进行电源极性接反保护。
图4为本发明实施例的防反接保护的输入电路结构示意图，图4所示的输入电路结构与图3所示的输入电路结构区别仅在于：
在图3所示的输入电路中，由第一二极管D1构成支路，与第一开关K1并联；
而在图4所示的输入电路中，第一二极管D1与第一电阻R1串联后，再与第一开关K1并联。
其中，第一二极管D1与第一电阻R1如何串联这里并不限制，例如可以如图4所示，第一二极管D1的阳极连接输入电路的第一输入端，第一二极管D1的阴极连接第一电阻R1的第一端，第一电阻R1的第二端连接输入电路的第一输出端；或者，在实际应用中，也可以将输入电路的第一输入端与第一电阻R1的第一端连接，第一电阻R1的第二端连接第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极连接输入电路的第一输出端。
图4所示输入电路的工作原理与图3所示输入电路的工作原理相似，这里不赘述。
图5为本发明实施例的防反接保护的输入电路结构示意图，图5所示的输入电路结构与图3所示的输入电路结构区别仅在于：
在图3所示的输入电路中，由第一二极管D1构成支路，与第一开关K1并联；
而在图5所示的输入电路中，第一二极管D1与第二开关K2串联后，再与第一开关K1并联。
其中，第一二极管D1与第二开关K2如何串联这里并不限制，例如可以如图5所示，第一二极管D1的阳极连接输入电路的第一输入端，第一二极管D1的阴极连接第二开关K2的第一端，第二开关K2的第二端连接输入电路的第一输出端；或者，在实际应用中，也可以将输入电路的第一输入端与第二开关K2的第一端连接，第二开关K2的第二端连接第一二极管D1的阳极，第一二极管D1的阴极连接输入电路的第一输出端。
图5所示输入电路的工作原理与图3所示输入电路的工作原理相似，这里不赘述。
通过在第一二极管D1所在的支路中串接第二开关K2，可以通过第二开关K2对该支路的通断进行控制。
第二开关K2的闭合和断开的控制也可以通过电压检测单元进行控制，其控制方法与电压检测单元对第一开关K1的控制相反，此时，电压检测单元还可以进一步用于：检测输入电路两个输出端之间存在电压时，控制第二开关K2断开；检测输入电路两个输出端之间存在电压时，控制第二开关K2闭合。
另外，还可以在第一二极管D1所在的支路中既串接第一电阻R1，还串接第二开关K2，如图6所示的本发明实施例输入电路，其与图3所示的本发明实施例输入电路区别在于：
第一二极管D1与第二开关K2以及第一电阻R1串联后，再与第一开关K1并联。
其中，第二开关K2、第一二极管D1和第一电阻R1三者之间串接构成支路即可，具体的串接顺序不限定。例如，在图6中，第二开关K2设置于第一二极管D1与第一电阻R1之间；在实际应用中，还可以设置于第一二极管D1的左侧，或者第一电阻R1的右侧等等，这里并不限制。
另外，在图3～图6所示的本发明实施例防反接保护的输入电路中，输入电路的第一输入端为正相输入端，此时，第一二极管D1的阳极直接连接输入电路的第一输入端，或者通过第一电阻R1和/或第二开关K2等间接连接输入电路的第一输入端；
在实际应用中，输入电路的第一输入端如果为反相输入端，此时，第一二极管D1的阴极直接连接输入电路的第一输入端，或者通过第一电阻R1和/或第二开关K2等间接连接输入电路的第一输入端。
例如，图7所示的本发明实施例防反接保护的输入电路，其与图3所示的本发明实施例防反接保护的输入电路的区别仅在于：输入电路的第一输入端为反相输入端；所述第一二极管D1的阴极与输入电路的第一输入端连接。
图8所示的本发明实施例防反接保护的输入电路，其与图4所示的本发明实施例防反接保护的输入电路的区别仅在于：输入电路的第一输入端为反相输入端；所述第一二极管D1的阴极与输入电路的第一输入端连接。
图9所示的本发明实施例防反接保护的输入电路，其与图5所示的本发明实施例防反接保护的输入电路的区别仅在于：输入电路的第一输入端为反相输入端；所述第一二极管D1的阴极与输入电路的第一输入端连接。
图10所示的本发明实施例防反接保护的输入电路，其与图6所示的本发明实施例防反接保护的输入电路的区别仅在于：输入电路的第一输入端为反相输入端；所述第一二极管D1的阴极与输入电路的第一输入端连接。
另外，图8～图10所示的输入电路中，第一二极管D1与第一电阻R1和/或第二开关K2的串接顺序也并不限制，只要串接构成与第一开关K1并联的支路即可，此时，第一二极管D1的阴极可能通过第一电阻R1和/或第二开关K2间接连接输入电路的第一输入端。
另外，如图3～10所示的本发明实施例输入电路均可以设置于直流输入设备中。具体的，输入电路的第一输入端和第二输入端可以分别作为直流输入设备的第一输入端和第二输入端；输入电路的两个输出端连接直流输入设备的其他电路结构；从而实现对于直流输入设备电源极性接反保护。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种防反接的输入电路，其特征在于，包括：
输入电路的第一输入端通过第一开关连接输入电路的第一输出端；所述输入电路的第一输入端为正相输入端；第一二极管的阳极与输入电路的第一输入端连接；输入电路的第二输入端连接输入电路的第二输出端；电压检测单元的第一输入端和第二输入端分别与输入电路的第一输出端和第二输出端对应连接；
第一电阻和第二开关；
所述第一二极管与所述第一电阻以及第二开关串联后，再与所述第一开关并联；
所述电压检测单元用于：检测输入电路两个输出端之间是否存在电压，根据检测结果控制第一开关的闭合和断开，当直流输入设备的两个输入端连接供电电源的极性正确时，电压检测单元检测到输入电路的两个输出端之间存在电压，控制第一开关闭合，将第一二极管构成的支路短接；检测输入电路两个输出端之间不存在电压时，控制第二开关闭合；检测输入电路两个输出端之间存在电压时，控制第二开关断开。
2.一种直流输入设备，其特征在于，包括权利要求1所述的防反接的输入电路。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，包括：防反接的输入电路的两个输入端分别作为直流输入设备的两个输入端，防反接的输入电路的两个输出端连接直流输入设备的其他电路结构。
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