CN103972861A - 宽输入电压范围供电电路 - Google Patents

Abstract

提供了一种宽输入电压范围供电电路。并且提供了一种被配置成针对负载设置最小接通电压的欠压闭塞电路。电路包含被配置成接收输入电压的输入端子。电路包含第一晶体管和耦合到第一晶体管的第二晶体管，第一晶体管被配置成在欠压闭塞电路的输入电压超过阈值时变得导通，以提供输入电压给负载，第二晶体管被配置成在欠压闭塞电路的输入电压降到阈值以下时变得导通，以提供输入电压给第一电阻器，但不提供输入电压给负载。

Description

宽输入电压范围供电电路

技术领域

这里公开的主题一般地涉及针对负载的供电电路，并且更具体地，涉及一种允许在提供降低的电流工作阈值的同时在宽输入电压范围上操作诸如继电器的负载的供电电路。

背景技术

诸如继电器的开关设备存在许多应用。一般说来，这种设备通常包含能够响应于继电器线圈的通电而被断开或闭合的一个或更多触点。通常可以得到电动机械继电器和固态继电器。这种设备的尺寸和额定值的范围很宽，其取决于具体应用的需要，以及取决于诸如继电器是为较大负载供电还是简单地提供低级反馈这样的因素。当前可以得到各个系列的继电器，其物理封装相当得小，能够安装在电路板上，以及能够安装在其它相对较小的支承物上。

与诸如继电器的各系列的电气设备相关的一个难点是大量目录号和需要制造与库存的大量相关继电器。通常，仅针对一个特定供电电压来设计继电器。如果你是制造商，你希望提供全部产品线，这意味着提供各种继电器，其安装的线圈在一个供电电压上工作。如果你是集成方或初始设备制造厂家（OEM），这意味着你需要能够得到大范围的继电器，其出于你的应用的需要而工作于不同电压上。容纳工作于不止一个供电电压上的设备的尝试导致尺寸、成本和发热的增加。

与某些继电器应用相关的另一个难点在于来自用于使继电器线圈通电的上游电路的漏电流的存在。在某些继电器中，特别是在诸如可安装在电路板和其它小支承结构上的继电器的小尺寸继电器中，甚至漏电流的低电压也能够导致继电器线圈通电，即使是在不期望这种通电时，从而使得继电器以不期望的方式断开或闭合，大大降低其可靠性。类似地，这种漏电流能够使线圈保持通电到足以在针对线圈的控制信号清除时阻止触点移位的程度。在任一情况下，漏电流能够损害继电器的可靠性和继电器产生的信号的可靠性。

为减轻与漏电流相关的问题，继电器控制电路包含欠压闭塞电路。这些电路被配置为强制继电器线圈进入非通电状态，除非输入电压超过某个阈值。尽管阻止了继电器线圈的不期望通电，然而这些闭塞电路能够是低效的。

因此，需要一种用于控制继电器和类似负载的改进技术。具体需要一种供电电路，其能够接受宽范围的输入电压以允许所需较少的目录号，同时能够通过基于输入电压值有效控制线圈通电来改进可靠性。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供一种用于负载的宽输入电压供电电路。电路包含第一级段，第一级段包括被配置成保持预定输出电压水平的输出电压的线性调节器电路。线性调节器包含用于在输入电压超过预定关断阈值时关断线性调节器的输入。电路包含第二级段，第二级段包括耦合到线性调节器的输出的欠压闭塞电路。欠压闭塞电路被配置成针对负载设置最小接通电压，并且包含第一晶体管和耦合到第一晶体管的第二晶体管，第一晶体管被配置成在欠压闭塞电路的输入电压超过阈值时变得导通以把输入电压提供给负载，但不提供给第一电阻器。第二晶体管被配置成在欠压闭塞电路的输入电压降到阈值以下时变得导通以把输入电压提供给第一电阻器，但不提供给负载。

根据本发明的一个实施例，被配置成针对负载设置最小接通电压的欠压闭塞电路包含被配置成接收输入电压的输入端子，被配置成在欠压闭塞电路的输入电压超过阈值时变得导通以提供输入电压给负载的第一晶体管，以及耦合到第一晶体管的第二晶体管。第二晶体管被配置成在欠压闭塞电路的输入电压降到该阈值以下时变得导通以把输入电压提供给第一电阻器，但不提供给负载。

根据本发明的另一个实施例，被配置成针对负载设置最小接通电压的欠压闭塞电路包含被配置成接收输入电压的输入端，和连接到输入电压的分压器。分压器包含第一电阻器和第二电阻器。电路包含第一晶体管、第二晶体管和第三电阻器，第一晶体管的基极连接到分压器，第一晶体管被配置成在分压器的输入电压超过阈值时变得导通以提供输入电压给负载，第二晶体管耦合到第一晶体管，第三电阻器连接在输入端子和第二晶体管的集极之间。第二晶体管被配置成在分压器的输入电压降到阈值以下时变得导通以把输入电压提供给第三电阻器，但不提供给负载。

为了完成上述和相关目标，实施例则包括下面完整描述的特征。下面的说明和附图详细提出本发明的某些说明性方面。然而，这些方面只示出能够利用本发明的原理的各种方式中的一些方式。在结合附图加以考察时，根据下面关于本发明的详细描述将能够理解本发明的其它方面、优点和新颖特征。

附图说明

下面将参照附图描述实施例，其中类似附图标记表示类似要素，并且：

图1是引入根据本发明实施例的宽输入电压范围电源的端子模块的图示。

图2是印制电路板的正视图，在该印制电路板上，根据本发明实施例的电路可以被安装在端子模块，诸如图1图解的端子模块中。

图3是根据本发明实施例的控制电路的框图。

图4A和图4B均是示出欠压闭塞电路的电路图。

图5A和图5B是说明分别针对图4A和图4B的欠压闭塞电路消耗的电流与施加的输入电压间的比较的曲线图。

图6是示例性控制电路，诸如图3图解的控制电路的电路图。

具体实施方式

提供下面的讨论以使得本领域技术人员能够做出和利用本发明的实施例。本领域的技术人员会容易地明白对所说明的实施例的各种修改，在不偏离本发明的实施例的情况下，这里的一般原理能够应用于其它实施例和应用。因而，本发明的实施例不旨在限于示出的实施例，而是要给予与这里公开的原理和特征一致的最宽范围。下面的详细描述要参照附图来阅读。附图描述了选出的实施例，并且不旨在限制本发明的实施例的范围。本领域技术人员将认识到这里提供的例子具有许多有用的替代方式，并且处于本发明的实施例的范围内。

下面的说明把要素或特征称为“连接”或“耦合”在一起。如这里所使用的，除非明确地另外声明，“连接”是指一个要素/特征直接或间接连接到另一个要素/特征，而不必是电或机械的方式。同样地，除非明确地另外声明，“耦合”是指一个要素/特征直接或间接耦合到另一个要素/特征，而不必是电或机械的方式。因而，虽然附图中示出的示意图描述了处理单元的示例性布置，然而在实际实施例中可以存在其它涉及的单元、设备、特征、部件或代码。

这里可以依据功能和/或逻辑模块部件和各个处理步骤来描述本发明的实施例。应当理解，这样的模块部件可以通过任何数量的被配置成执行指定功能的硬件、软件和/或固件部件来实现。例如，一个实施例可以使用各种集成电路部件，例如数字信号处理单元、逻辑单元、二极管等，其可以在一个或更多微处理器或其它控制设备的控制下执行各种功能。其它实施例可以结合其它电路部件来使用程序代码或代码。

现在参照附图，首先参照图1，在一个示例性实施例中把继电器10图解为支承在端子模块12上。如下面会更加全面地总结的，继电器10可以被设计成容纳在端子模块上，接收控制信号以及产生输出信号。端子模块12可以支承电路板14，电路板14被设计成对继电器提供控制电力，以及执行根据本发明实施例的控制功能。

在图1的图示中，端子模块12被图解为包含外壳16，外壳16中安装有电路板14。实际上，如果需要，电路板可以覆盖有配合外壳部分或端盖(未示出)。可以在端子模块12的上部提供隔室或凹陷18，用于容纳继电器10。在图解的实施例中，端子模块12被设计成经由其下端的安装接口20来安装。图解的实施例中的安装接口20可以与常规设计的DIN导轨22接口。

在图1的实现中，端子模块12提供用于控制输入的连接点或端子，和用于响应控制输入而从继电器输出信号的连接点或端子，所述控制输入用于调节继电器10内的线圈11的通电。例如，在图1的图示中，在端子模块外壳的第一侧上提供输入端24和26，输入端24和26之一通常会是中性输入。如本领域已知的，输入24和26可以连接到电路板14上的导电垫，轨迹可以在电路板上延伸，并且允许输入与继电器10互连。如下所述，触点32被设计成把电气控制信号从输入24和26传送到继电器10，用于使继电器线圈11通电。

除了输入24和26之外，端子模块12提供输出端子34、36和38。输出端子被设计成基于继电器10的传导状态来对下游电路提供输出信号。输出端子34、36和38链接到相应触点40，触点40在被插入端子模块外壳16时电耦合到继电器10。本领域的技术人员可以理解，输出端子34、36和38通常准备用于普通的常开式和常闭式连线。

在经由输入24和26和电路板14对继电器10施加控制信号时，继电器10以传统方式工作。也就是说，当电流被施加到继电器线圈11时，继电器内的触点闭合以在触点40处提供输出信号，并从而在输出端子34、36和38提供输出信号。

虽然在当前的讨论中参考了端子模块安装的继电器10，然而应当理解，本发明的实施例可以应用于各种电路和设备，包含除了在端子模块上之外安装的继电器。相应地，这里讨论的电路结构可以应用于电路板可安装的继电器，单极或多极继电器，以及具有基本上不同的封装的继电器和其它设备。一般说来，实施例提供在提供最小电流工作阈值的同时允许例如继电器的负载在宽输入电压范围上工作的供电电路。还应当注意，除了常规电动机械继电器之外，本发明的实施例可以同样良好地用于固态继电器。

图2图解了一种示例性电路板配置，在其上可以支承如下所述的供电电路。在图2图解的实施例中，电路板14可以被限定轮廓以适合在图1图解的类型的端子模块外壳的一部分内。例如，电路部件42被安装在电路板14的一个或更多表面上，并且如下所述进行互连。电路板的周围44提供方便的接口，用于支承外壳16内电路板的啮合。然而，可以考虑其它替代安装结构和方案。在某些实施例中，电路板的末端可以支承LED46，其如下所述提供电路的传导状态的视觉指示。可以使LED 46在支承外壳的方便侧或边缘表面处可视，诸如沿着图1图解的端子模块的上边缘。

现在描述供电电路48的示例性实施例，其在图3的框图中被示出。作为非限制性的例子，供电电路48能够操作诸如继电器线圈11的一个或更多小负载。作为非限制性的例子，实施例特别适于小继电器电路，诸如在具有有限散热能力的电路板可安装继电器或类似继电器中使用的继电器电路。此外，实施例可以被用于以交变电流(AC)或直流(DC)形式施加输入信号的电路。电路能够有效接受宽范围电压输入，对于DC输入，这里的实施例在大约16VDC到大约120VDC之间有效，或更具体地，在大约24VDC到大约60VDC之间有效；或对于AC输入，这里的实施例在大约19VAC到大约264VAC之间有效，或更具体地，在大约24VAC到大约240VAC之间有效，虽然应当理解可考虑更低和更高的电压。例如，DC输入的输入量程比可以是大约1比8，或大约1比3。例如，AC输入的输入量程比可以是大约1比14，或大约1比10。

由于不仅在继电器10中，而且在端子模块12中只有有限的热路径，供电电路的设计特别有挑战性，并且每个在内部温度上升变得过度之前只能负担少量余热。电路设计的另一个挑战是要包含最小工作电流特征，使得例如能够将继电器可靠地用于具有高漏电流的三端双向可控硅开关元件类型的PLC输出。

供电电路48的作用在于限制输入信号，和调节对下游设备的电流的施加，在图解例子中下游设备是继电器线圈11。因而，电路48被配置成接受可以是AC或DC信号的控制信号50，从而提供输入电压范围内的输入电压。

供电电路48可以包含各种部件，包括但不局限于信号限制电路52、整流器电路54、线性调节器56、高电压检测电路58、欠压闭塞电路60、电容器缓冲电路62和负载电路64。下面被更详细地讨论每个部件。

主要部件是线性调节器56，其使输入电压下降到预定的较低继电器工作电压。当使用AC输入时，预定继电器工作电压平均为大约24VDC。当使用处于或高于26VDC的DC输入时，预定工作电压为大约26VDC。当使用低于26VDC的DC输入时，预定工作电压通常会等于输入电压。所以，预定工作电压范围可以是大约16VDC和大约26VDC之间。

众所周知，线性调节器实质上是可变电阻器，可变电阻器自动调节其值以保持恒定输出电压。它们是简单的部件，但是在差分输入到输出电压变大时不是高效的。因此，在该配置中，输入66已经被加入到线性调节器56以根据需要关断线性调节器。高电压检测电路58被示出为连接到关断线性调节器56的输入66，以在AC或DC输入电压超过用于高效工作的合理关断阈值时防止线性调节器工作。在某些实施例中，预定关断阈值可以在大约100V到大约140V之间，或更具体地，为大约120V。该配置通过在输入供电线路周期的过程上及时分离功能来允许同一功率FET68被用于限制和调节。如果在关断阈值以上的DC输入电压被施加到供电电路48，则供电电路48将简单地不操作线圈11。

通过计算，已经发现仅用单个线性调节器不能执行整个输入电压调节，因为它将产生过度的热量。

在供电电路48中，欠压闭塞电路60被用于调节到下游设备的电流的施加，在图解的例子中下游设备是继电器线圈11。具体地，欠压闭塞电路60防止线圈11工作，除非存在最小接通电压，并因此引出最小电流。

图4A和图4B均描述了示例性的欠压闭塞电路。图4A描述了现有技术的电路，图4B描述了这里改进的电压闭塞电路。

在图4A中，电路200包含输入节点202和204。当提供给节点202和204的输入电压超过特定阈值时，电压被提供给继电器206的输入端子222和224，从而接通继电器206。可以提供端子222和224，以例如把继电器206的继电器线圈耦合到电路200。当节点202和204上的输入电压降到该阈值以下时，继电器206关断。

输入节点202连接到电阻器208，电阻器208则连接到电阻器210。电阻器210连接到节点204。连接电阻器208和210的节点218被连接到晶体管216的基极。相应地，节点218处的电压控制晶体管216是否导通。通过选择电阻器210的适当电阻值，可以选择流过电阻器210的特定电流，以使晶体管216变成导通。在一个示例性实现中，选择电阻器210的电阻，使得当接近3毫安(mA)的电流流过电阻器210时，晶体管216变成导通。

晶体管216的集极被连接到节点220，从而被连接到发光二极管(LED)214的阴极。LED 214的阳极被连接到电阻器212。电阻器212被连接到输入节点202。

在工作期间，当提供给节点202和204的输入电压超过继电器206的阈值时，在节点218处产生足够的电压以使晶体管216导通。在晶体管216导通的情况下，节点220处的电压变得与节点204处的电压相同。因此，继电器206的输入电压与电路200的输入电压相同，使得继电器206接通。

此时，电流流过电阻器212和LED 214，使得LED 214变得发光。电流也流过电阻器208和210。

当输入节点202和204上的电压降到阈值以下时，节点218处的电压不足够高，从而不足以使晶体管216导通。结果，在继电器206的节点222和224上没有产生电压，从而使得继电器206断开。

该工作模式是相当低效的。电阻器208和210的组合表示恒定电阻负载。在继电器206接通或断开的情况下，电流流过电阻器208和210，从而降低电路200的效率。另外，不仅电阻器208和210消耗电力，而且电源的调节器也必须传递该电流，从而增加基极的总损耗。

图4B提供了电压闭塞电路60的示意图。在图4B中，电路60包含输入节点252和254。当提供给节点252和254的输入电压超过特定阈值时，电压被提供给继电器256的输入端子274和276，从而接通继电器256。可以提供端子274和276，以例如把继电器256的继电器线圈耦合到电路60。当节点252和254上的输入电压降到该阈值以下时，继电器256关断。

输入节点252被连接到电阻器258，电阻器258则连接到电阻器260。电阻器260被连接到节点254。连接电阻器258和260的节点268被连接到晶体管266的基极。相应地，节点268处的电压控制晶体管266是否导通。通过选择电阻器258和260的适当电阻值，可以选择流过电阻器260的特定电流，以使晶体管266变得导通。这样，电阻器258和260产生分压器，该分压器限定欠压检测电路60的阈值电压。

在电路60中，与图4A中描述的电路200相对比地，能够选择电阻器258和260的电阻以允许晶体管266在合理电压处导通。然而，在电路60中，能够将电阻器258和260的电阻值选择为具有更高的值，使得电阻器不代表电路60的显著负载。

晶体管216的集极被连接到节点270，从而被连接到LED 264的阴极。LED 264的阳极被连接到电阻器262。电阻器262被连接到输入节点252。

节点270被连接到继电器256的端子276和电阻器272。电阻器272则被连接到晶体管278的基极。晶体管278的集极通过电阻器280被连接到输入节点252和继电器256的端子274。晶体管278的射极被连接到输入节点254。

在工作期间，当节点252和254上提供的输入电压超过继电器256的阈值时，在节点268处产生足够的电压以使晶体管266导通。在晶体管266导通的情况下，节点270处的电压变得与输入节点254处的电压相同。因此，端子274和276上针对继电器206的输入电压与电路60的输入电压相同，使得继电器256接通。相应地，电路60的输入电压被提供给负载(即，继电器256)，而不是电阻器280。

此时，电流流过电阻器262和LED 264，使得LED 264变得发光。电流也流过电阻器258和260。然而，如上所述，由于电阻器258和260的电阻能够被选择得相对高，电阻器258和260仅是电路60的最小负载。

相对比地，当输入节点252和254上的电压降到阈值以下时，节点268处的电压没有高到足以使晶体管266导通。由于晶体管266没有导通，节点270被电阻器262上拉到输入节点252的电压值，电阻器262作为上拉电阻器来工作。在节点270被上拉的情况下，晶体管278的栅极被上拉，使得晶体管278变得导通。这样，利用通过继电器256的电流使晶体管278导通。在这个配置中，继电器256的节点274和276在近似相同的电压上，并且继电器256断开。输入节点252和254上的电压于是被施加在电阻器280上，从而产生额外的电流。当继电器断开时，该额外电流可以被用于建立最小电流流动。在某些实现中，额外电流具有近似4mA的所需最小量。因此，在这个配置中，输入电压被提供给电阻器280，而不是被提供给负载(即，继电器256）。

图4B描述的欠压检测电路提供比图4A描述的欠压检测电路更加高效的操作。由于电阻器258和260被选择为具有高电阻值，电阻器258和260不代表电路的显著负载。当输入电压不足以使继电器256导通时，电阻器208被配置成提供额外的负载电流。然而，当继电器256通电时，电阻器208被隔离在电路内以降低总负载。

如上所述，图4B中提供的电路60比结合图4A描述的常规电路更加高效。为了进行图解，图5A和图5B是图解消耗的电流与施加的输入电压的比较的曲线图。图5A示出了针对图4A的常规电路的比较，图5B示出了针对图4B的改进电路的比较。

每个曲线图包含若干表示使晶体管导通的最小电压(Vbe)的线。Vbe通常对温度敏感，因而每个曲线图示出不同温度处的若干曲线：0摄氏度(C)、25C、50C和100C。如图5B所示，在0C处，Vbe高出接近0.8V，但是在100C处，Vbe低出近似0.5V。如图所示，相比常规电路，针对图5B中的改进电路提供的值表明有几乎30%的效率改进。

图6图解了图3中图解的功能模块图的示例性实现。图6中描述的供电电路48引入图4B中描述的本公开的改进欠压检测电路60。对于DC输入，图6的配置特别适于大约16VDC到大约120VDC之间的输入电压额定值，而对于AC输入，图6的配置特别适于大约19VAC到大约264VAC之间的输入电压额定值，虽然能够考虑到其它配置和额定值。电路48经由线路24和26接收输入控制信号50。在图6的电路配置中，可以施加AC或DC输入控制信号。信号限制电路52可以包含限制通过电路的电流的电阻器72。例如，可以使用47欧姆电阻器。MOV74可以被用于保护电路免受过电压瞬变的影响，但是由于尺寸约束，其可能是相当低能量的设备。与输入串联的电阻器72进一步吸收一些瞬变能量，并且也对于传导的EMI有帮助。

信号限制电路52适当调节用于施加到整流器电路54的传入控制信号50。电路54用于对交变电流控制信号进行整流以产生直流波形。虽然在可以得到直流输入控制信号的应用中整流器电路54是不必要的，然而在需要的情况下电路可以被包含在所有实现中，以提供交变电流或直流输入信号的应用。

在某些实施例中，可能需要输入电路以对AC输入电压进行整流，所以可以使用例如0.5A600V全波电桥76。电容器78可以跟在电桥76之后以限制传导的EMI。在某些实施例中，可以使用例如500pF630V陶瓷电容器。不应使该电容器的值过大，因为它可能通过过度平滑AC线路电压而对高电压检测电路58产生负面影响。

在某些实施例中，线性调节器56可以使用耗尽模式FET 68。在一个例子中，可以使用来自Supertex公司的DN2470。即使在栅极电压为零时，这类FET也能导通。该配置的优点在于其没有最小工作电压，并且在处于预定调节电压以下时简单地传过电流。在一个可选实施例中，可以使用增强模式FET，其通常较昂贵，但在其开始工作之前会额外降低大约4V。线性调节器56被示出为基本作为跟随器来连接，其中由24V齐纳二极管82来确定栅极电压。

对于耗尽模式FET 68，栅极电压必须比源极低若干伏以断开传导。源极会上升到齐纳电压减去栅极断开电压，栅极断开电压可以是大约负2.5V。这等同于大约24V减去负2.5V或大约26.5V的调节电压。这正好在24V继电器的工作范围内。

在齐纳二极管82中基本上没有消耗电流或热量，虽然其可能需要一些物理空间以容纳高电压降。由于FET 68栅极不需要任何电流，例如100千欧是作为上拉电阻器84可能需要的全部。当继电器10首先接通时，与电阻器84并联的电容器86有助于初始上升时间。在某些实施例中，0.01uF电容器可以被用于电容器86。电容器86也限制线性调节器56的开关速度，并当调节器被关闭和启动时减弱任何瞬变。

有效下拉齐纳二极管82的阴极上的电压使得其看上去像较低电压齐纳。由于体电容器88上的电压可以在26.5V左右，当源极电压下降到大约2.5V时，这会使FET 68关断。然而，可以提供电容器88中的足够体电容，使得甚至50Hz处的电压降不多于几伏。在某些实施例中，10uF电容器可以被用于电容器88。如下所述，电容器88也用于向线圈11提供电力源，而在经整流的输入线路电压的部分期间，线性调节器被关断。

高电压检测电路58依赖于经整流的输入线路电压的电阻器分压版本，用于超过双极晶体管92的正向基极射极电压，其通常为大约0.6V。可以串联使用电阻器94和电阻器96，因为单独情况下它们不会能够承受可能落在它们上面的潜在高电压。例如，大约300千欧的总量可以被用于将240VAC输入的功耗保持在每电阻器0.1W处。然而，0.25W电阻器可以被用于热降方面的考虑。电阻器98的大小可以被确定为例如大约1.5千欧，以使得在大约120V处出现0.6V。可以与电阻器98并联地提供电容器90，以提供降低影响高电压检测电路58的噪声的低通滤波器。晶体管92可以是小的通用NPN晶体管。例如，可以使用由InternationalRectifier制造的2N3094。将晶体管92的集极耦合到齐纳二极管82的阴极可以是有效的，但是也可能导致FET 68的栅极-源极电压接近负26.5V，这会可能超过其最大额定值。可以插入电阻器100以把该电压降低到较低值。例如，100千欧电阻器可以被用于把电压降低到电压值的大约一半。

如上所述，继电器也可以被用于缓冲来自可编程逻辑控制器(PLC)的三端双向可控硅开关元件输出。已知三端双向可控硅开关元件用于使关断状态漏电流处于低毫安范围内。一些小的通用继电器具有额定释放电压，并因而具有额定释放电流，这种电压和电流较低，使得尽管继电器被假定断开，三端双向可控硅开关元件漏电流仍能够保持继电器处于通电状态。供电电路48可以包含欠压闭塞电路60，以要求高于三端双向可控硅开关元件漏电流的电流对于线圈11的工作是必需的。

欠压闭塞电路60可以被用于保持线圈11和指示器LED264不工作，除非存在最小接通电压并因而有最小电流引出。

当来自线性调节器56的输出电压的电阻器分压版本超过大约0.6V阈值时，欠压闭塞电路60的晶体管266变得导通。电阻器258和电阻器260提供分压器。电阻器258的大小可以被确定为例如大约100千欧(kOhm），电阻器260的大小可以被确定为例如大约8.2千欧。晶体管266也可以例如是International Rectifier的2N3904。设置该阈值在大约10V的输出电压的情况下出现会规定线圈11和LED 264将在不影响线圈11的低电压工作的情况下引出至少大约4mA。当晶体管266导通(使继电器线圈11变得通电)时，继电器线圈11被暴露给来自线性调节器56的输出电压，从而使继电器接通。另外，LED 264通电。可以提供LED 264以提供设备的工作状态的指示(即，通电或未通电）。为调节LED亮度，可以选择电阻器262以将LED 264中的电流限制到几mA。

当来自线性调节器56的输出电压降到阈值以下时，晶体管266变得不导通。如上所述，这使晶体管278变得导通。晶体管278也可以例如是International Rectifier的2N3904。来自线性调节器56的输出电压于是落在电阻器280上，电阻器280提供适当的负载电流。在一个实现中，电阻器280的电阻接近2.7千欧。另外，在这个状态下，不足的电压被提供给继电器线圈11的端子108和120，使得继电器线圈11断开。

对继电器10的电力输入可以具有较大的线路电感。可以包含电容器缓冲电路62以在高电压检测电路58突然关断线性调节器56时使电流从该电感移开。可以包含二极管110以将缓冲电容器112上的电压与高电压检测电路隔离。应当使电容器112的值大至实际能够限制电压尖峰的大小。对于诸如线圈11的小负载，例如可以使用0.1uF电容器，因为输入MOV 74也有防止该尖峰的作用。

在某些实施例中，继电器10包含24VDC线圈11，线圈11具有足够的电感，使得可以通过负载电路64来提供小的续流二极管116，以在欠压闭塞电路60突然将其关断时转移电流。

最终，可以提供端子108和120以将继电器线圈11耦合到电路48。在上述实施例中，端子118、120引到触点32(参见图1)，触点32用于耦合到继电器。

应当理解，例如容差、温度和海拔的其它因素可能影响这里描述的预定值。本领域的普通技术人员会理解，这些值可以根据各种条件而改变。

尽管本发明可容易地得到各种修改和替代形式，然而具体实施例已经在附图中以例示的方式示出，并且已经在这里加以详细描述。然而，应当理解，本发明不旨在限于所公开的特定形式。而是，本发明要覆盖在如所附权利要求书所限定的本发明的实质和范围内的所有修改、等同和替代。

这里撰写的说明使用各个例子来公开本发明，包含最优方式，并且也使得本领域任何技术人员能够实施本发明，包含制造和使用任何设备或系统，以及执行任何引入的方法。本发明的可专利范围由权利要求来限定，并且可以包含本领域的技术人员能够想到的其它例子。这样的其它例子应在权利要求的范围内，如果它们的结构要素与权利要求的字面表述没有区别，或者如果它们包含与权利要求的字面表述没有实质区别的等同结构要素。

最后，应特别注意的是，可以组合、排除或重新排序这里描述的任何过程或步骤。相应地，这里的说明仅表示以示例的方式来进行，而不是限制本发明的范围。

Claims (20)

1.一种针对负载的宽输入电压供电电路，所述电路包括：

第一级段，包括被配置成将输出电压保持在预定输出电压水平的线性调节器电路，所述线性调节器包含当输入电压超过预定关断阈值时关断所述线性调节器的输入；以及

第二级段，包括耦合到所述线性调节器的输出的欠压闭塞电路，所述欠压闭塞电路被配置成针对所述负载设置最小接通电压，并且包含：

第一晶体管，被配置成在欠压闭塞电路的输入电压超过阈值时变得导通，以提供所述输入电压给所述负载，但不提供所述输入电压给第一电阻器，以及

耦合到所述第一晶体管的第二晶体管，所述第二晶体管被配置成在所述欠压闭塞电路的输入电压降到阈值以下时变得导通，以提供所述输入电压给所述第一电阻器，但不提供所述输入电压给所述负载。

2.如权利要求1所述的电路，其中所述第一晶体管的基极被耦合到包括第二电阻器和第三电阻器的分压器。

3.如权利要求2所述的电路，其中所述第二电阻器的电阻接近100千欧，并且所述第三电阻器的电阻接近8.2千欧。

4.如权利要求1所述的电路，包括耦合到所述第一晶体管的集极以指示所述电路的供电状态的发光二极管LED。

5.如权利要求1所述的电路，其中所述第二晶体管的基极被耦合到所述第一晶体管的集极。

6.如权利要求1所述的电路，其中所述第一电阻器的电阻接近2.7千欧。

7.如权利要求1所述的电路，其中所述第一晶体管被配置成在所述第二晶体管导通时变得不导通。

8.如权利要求7所述的电路，其中所述第二晶体管被配置成在所述第一晶体管导通时变得不导通。

9.一种被配置成针对负载设置最小接通电压的欠压闭塞电路，包括：

被配置成接收输入电压的输入端子；

第一晶体管，被配置成在所述欠压闭塞电路的输入电压超过阈值时变得导通，以提供所述输入电压给所述负载；以及

耦合到所述第一晶体管的第二晶体管，所述第二晶体管被配置成在所述欠压闭塞电路的输入电压降到所述阈值以下时变得导通，以提供所述输入电压给第一电阻器，但不提供所述输入电压给所述负载。

10.如权利要求9所述的电路，其中所述第一晶体管的基极被耦合到包括第二电阻器和第三电阻器的分压器。

11.如权利要求10所述的电路，其中所述第二电阻器的值接近100千欧，并且所述第三电阻器的值接近8.2千欧。

12.如权利要求9所述的电路，包括耦合到所述第一晶体管的集极以指示所述电路的供电状态的发光二极管LED。

13.如权利要求9所述的电路，其中所述第二晶体管的基极被耦合到所述第一晶体管的集极。

14.一种被配置成针对负载设置最小接通电压的欠压闭塞电路，包括：

被配置成接收输入电压的输入端子；

连接到所述输入电压的分压器，所述分压器包含第一电阻器和第二电阻器；

第一晶体管，所述第一晶体管的基极被连接到所述分压器，所述第一晶体管被配置成在所述分压器的输入电压超过阈值时变得导通，以提供所述输入电压给所述负载；

耦合到所述第一晶体管的第二晶体管；以及

连接在所述输入端子和所述第二晶体管的集极之间的第三电阻器，所述第二晶体管被配置成在所述分压器的输入电压降到所述阈值以下时变得导通，以提供所述输入电压给所述第三电阻器，但不提供所述输入电压给所述负载。

15.如权利要求14所述的电路，其中所述阈值接近16VDC。

16.如权利要求14所述的电路，其中所述第一电阻器的电阻接近100千欧，并且所述第二电阻器的电阻接近8.2千欧。

17.如权利要求14所述的电路，其中所述第三电阻器的电阻接近2.7千欧。

18.如权利要求14所述的电路，其中所述负载是继电器。

19.如权利要求14所述的电路，包括耦合到所述第一晶体管的集极以指示所述电路的供电状态的发光二极管LED。

20.如权利要求14所述的电路，其中所述第二晶体管的基极被耦合到所述第一晶体管的集极。