CN104113223B - 交流-直流转换电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种交流-直流转换电路，其包括输入模块、整流模块、变压模块、输出模块、电压检测模块以及控制模块。其中电压检测模块用于检测整流模块输出的直流电压，控制模块用于根据电压检测模块的检测结果，控制交流-直流转换电路是否进行工作。本发明的交流-直流转换电路通过设置电压检测模块以及控制模块，使得交流-直流转换电路在输入电压过高或过低时，停止电压输出，避免交流-直流转换电路的损坏以及不稳定的电压输出。

Description

交流-直流转换电路
技术领域
本发明涉及电路设计领域，特别是涉及一种交流-直流转换电路。
背景技术
随着社会的发展，人们使用各种各样的电器，以满足个人的需求。由于部分电器在直流电的情况下工作更加稳定，因此部分电器内的交流-直流转换电路的设计成了电器稳定工作的关键。
请参照图1，图1为一种现有的交流-直流转换电路的结构示意图，其中11为输入模块，12为整流模块，13为控制模块，14为变压模块，15为输出模块。整流模块12可很好的将输入模块11输入的交流电转换为直流电，然后该交流-直流转换电路可在控制模块13的控制芯片U1的控制下很好的将整流模块12输出的直流电，通过变压模块14进行变压处理，最后从输出模块15输出相应电压的直流电。
但是该交流-直流转换电路在输入模块11的输入电压过高时，可能导致滤波电容CP8或开关管Q23烧坏；该交流-直流转换电路在输入模块11的输入电压偏低时，可能会导致输出模块15的不稳定电压的输出。
故，有必要提供一种交流-直流转换电路，以解决现有技术所存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种交流-直流转换电路，以解决现有的交流-直流转换电路在输入电压过高或过低时，输出电压不稳定或转换电路容易损坏的技术问题。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明实施例提供一种交流-直流转换电路，其包括：
输入模块，用于输入交流电压；
整流模块，用于将所述输入模块输入的交流电压转换为直流电压；
变压模块，用于对所述直流电压进行变压处理；
输出模块，用于输出所述变压处理后的直流电压；
电压检测模块，用于检测所述整流模块输出的直流电压；以及
控制模块，用于根据所述电压检测模块的检测结果，控制所述交流-直流转换电路是否进行工作。
在本发明所述的交流-直流转换电路中，所述整流模块包括：
整流桥，用于将所述输入模块输入的交流电压转换为直流电压；以及
第一滤波电容，用于对所述直流电压进行滤波处理；
其中所述第一滤波电容的一端与所述整流桥的输出连接，所述第一滤波电容的另一端接地。
在本发明所述的交流-直流转换电路中，所述电压检测模块包括第一比较器以及第二比较器，
所述第一比较器的第一输入端与所述整流桥的输出连接，所述第一比较器的第二输入端输入第一参考电压，所述第一比较器的输出端输出第一比较信号；
所述第二比较器的第二输入端与所述整流桥的输出连接，所述第二比较器的第一输入端输入第二参考电压，所述第二比较器的输出端输出第二比较信号。
在本发明所述的交流-直流转换电路中，所述控制模块包括第一控制单元；
所述第一控制单元包括第一开关管以及第二开关管，所述第一开关管的控制端输入所述第一比较信号，所述第一开关管的输出端接地，所述第一开关管的输入端分别与所述第二开关管的控制端和电源连接；所述第二开关管的输入端与所述第一滤波电容连接，所述第二开关管的输出端接地。
在本发明所述的交流-直流转换电路中，当所述整流桥的输出电压大于等于所述第一参考电压时，所述第一比较信号为高电平信号，所述第一开关管导通，所述第二开关管断开；
当所述整流桥的输出电压小于所述第一参考电压时，所述第一比较信号为低电平信号，所述第一开关管断开，所述第二开关管导通。
在本发明所述的交流-直流转换电路中，所述控制模块包括第二控制单元；
所述第二控制单元包括控制芯片以及第三开关管，所述控制芯片包括电源管脚、过流保护管脚以及门控制管脚；
所述第三开关管的控制端与所述控制芯片的所述门控制管脚连接，所述第三开关管的输入端与所述整流模块的输出端连接，所述第三开关管的输出端分别与所述过流保护管脚和地连接；
所述控制芯片的电源管脚通过变压模块与所述整流模块的输出端连接。
在本发明所述的交流-直流转换电路中，所述控制芯片的所述电源管脚通过第一二极管与所述变压模块连接，所述第一二极管的正极与所述变压模块连接，所述第一二极管的负极与所述控制芯片的所述电源管脚连接。
在本发明所述的交流-直流转换电路中，所述第二控制单元还包括第四开关管以及第五开关管；
所述第四开关管的控制端输入所述第一比较信号，所述第四开关管的输入端与所述控制芯片的所述电源管脚连接，所述第四开关管的输出端接地；
所述第五开关管的控制端输入所述第二比较信号，所述第五开关管的输入端与所述控制芯片的所述电源管脚连接，所述第五开关管的输出端接地。
在本发明所述的交流-直流转换电路中，当所述整流桥的输出电压大于等于所述第一参考电压时，所述第一比较信号为高电平信号，所述第四开关管导通，所述控制芯片停止工作；
当所述整流桥的输出电压小于等于所述第二参考电压时，所述第二比较信号为高电平信号，所述第五开关管导通，所述控制芯片停止工作；
当所述整流桥的输出电压大于所述第二参考电压、且小于所述第一参考电压，所述第一比较信号和所述第一比较信号均为低电平信号，所述第四开关管和所述第五开关管均断开，所述控制芯片正常工作。
在本发明所述的交流-直流转换电路中，所述输出模块包括第二二极管以及第二滤波电容；
所述第二二极管的正极与所述变压模块的输出连接，所述第二二极管的负极与所述交流-直流转换电路的输出端连接；所述第二滤波电容的一端与所述第二二极管的负极连接，所述第二滤波电容的另一端接地。
相较于现有的交流-直流转换电路，本发明的交流-直流转换电路通过设置电压检测模块以及控制模块，使得交流-直流转换电路在输入电压过高或过低时，停止电压输出，避免交流-直流转换电路的损坏以及不稳定的电压输出；解决了现有的交流-直流转换电路在输入电压过高或过低时，输出电压不稳定或转换电路容易损坏的技术问题。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
附图说明
图1为现有的交流-直流转换电路的具体电路图；
图2为本发明的交流-直流转换电路的优选实施例的结构示意图；
图3为本发明的交流-直流转换电路的优选实施例的具体电路图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
请参照图2和图3，图2为本发明的交流-直流转换电路的优选实施例的结构示意图；图3为本发明的交流-直流转换电路的优选实施例的具体电路图。本优选实施例的交流-直流转换电路20包括输入模块21、整流模块22、变压模块23、输出模块24、电压检测模块25以及控制模块26。
其中输入模块21用于输入交流电压；整流模块22用于将输入模块21输入的交流电压转换为直流电压；变压模块23用于对直流电压进行变压处理；输出模块24用于输出变压处理后的直流电压；电压检测模块25用于检测整流模块22输出的直流电压；控制模块26用于根据电压检测模块25的检测结果，控制交流-直流转换电路20是否进行工作。
其中整流模块22包括整流桥221以及第一滤波电容CP5；整流桥221用于将输入模块21输入的交流电压转换为直流电压；第一滤波电容CP5用于对直流电压进行滤波处理；其中第一滤波电容CP5的一端与整流桥221的输出连接，第一滤波电容CP5的另一端接地。
变压模块23包括初级线圈231、第一次级线圈232、第二次级线圈233以及铁芯234，其中第一次级线圈232用于输出变压处理后直流电压，第二次级线圈233用于输出驱动控制模块26的驱动电压。
输出模块24包括第二二极管D7以及第二滤波电容CP6。第二二极管D7的正极与变压模块23的输出连接，第二二极管D7的负极与交流-直流转换电路20的输出端连接；第二滤波电容CP6的一端与第二二极管D7的负极连接，第二滤波电容CP6的另一端接地。
电压检测模块25包括第一比较器OP1以及第二比较器OP2。第一比较器OP1的第一输入端与整流桥221的输出连接，第一比较器OP1的第二输入端输入第一参考电压Vref1，第一比较器OP1的输出端输出第一比较信号Output1。第二比较器OP2的第二输入端与整流桥221的输出连接，第二比较器OP2的第一输入端输入第二参考电压Vref2，第二比较器OP2的输出端输出第二比较信号Output2。
控制模块26包括第一控制单元以及第二控制单元。第一控制单元包括第一开关管Q20以及第二开关管Q15，第一开关管Q20的控制端输入第一比较信号Output1，第一开关管Q20的输出端接地，第一开关管Q20的输入端分别与第二开关管Q15的控制端和电源连接，第二开关管Q15的输入端与第一滤波电容CP5连接，第二开关管Q15的输出端接地。
第二控制单元包括控制芯片U1、第三开关管Q12、第四开关管Q19以及第五开关管Q22。控制芯片U1包括电源管脚VCC、过流保护管脚ISEN、门控制管脚GATE以及接地管脚GND。第三开关管Q12的控制端与控制芯片U1的门控制管脚连接，第三开关管Q12的输入端与整流模块22的输出端连接，第三开关管Q12的输出端分别与过流保护管脚ISEN和地连接；控制芯片U1的电源管脚VCC通过第一二极管D9与变压模块23连接，进而与整流模块22的输出端连接。其中第一二极管D9的正极与变压模块23连接，第一二极管D9的负极与控制芯片U1的电源管脚VCC连接。
第四开关管Q19的控制端输入第一比较信号Output1，第四开关管Q19的输入端与控制芯片U1的电源管脚VCC连接，第四开关管Q19的输出端接地。第五开关管Q22的控制端输入第二比较信号Output2，第五开关管Q22的输入端与控制芯片U1的电源管脚VCC连接，第五开关管Q22的输出端接地。
本优选实施例的交流-直流转换电路20使用时，首先会设定最高工作电压(即第一参考电压Vref1)以及最低工作电压(即第二参考电压Vref2)。当整流桥221的输出电压小于第一参考电压Vref1，且大于第二参考电压Vref2时，该交流-直流交换电路20可正常输出直流电压。当整流桥221的输出电压的输出电压大于等于第一参考电压Vref1，或小于等于第二参考电压Vref2时，该交流-直流转换电路20停止电压输出，避免交流-直流转换电路20的损坏以及不稳定的电压输出。
当整流桥221的输出电压小于第一参考电压Vref1，且大于第二参考电压Vref2时，即A点的电压小于第一参考电压Vref1，且大于第二参考电压Vref2。这时第一比较器OP1的第二输入端的电压(第一参考电压Vref1)高于第一输入端的电压(整流桥221的输出电压)，第一比较器OP1的输出端输出低电平信号(第一比较信号Output1)；第二比较器OP2的第二输入端的电压(整流桥221的输出电压)也高于第一输入端的电压(第二参考电压Vref2)，第二比较器OP2的输出端也输出低电平信号(第二比较信号Output2)。
控制模块26的第一控制单元的第一开关管Q20的控制端接收低电平的第一比较信号Output1，第一开关管Q20处于断开状态；第一控制单元的第二开关管Q15的控制端与电源连接，第二开关管Q15处于导通状态；因此第一滤波电容CP5的一端通过第二开关管Q15接地，第一滤波电容CP5正常工作。
控制模块26的第二控制单元的第四开关管Q19的控制端接收到低电平的第一比较信号Output1，第四开关管Q19处于断开状态；第二控制单元的第五开关管Q22的控制端接收到低电平的第二比较信号Output2，第五开关管Q22也处于断开状态；因此控制芯片U1的电源管脚VCC通过第一二极管D9与变压模块23连接，接收变压模块23的输出电压。
同时控制芯片U1的门控制管脚GATE输出高电平信号至第三开关管Q12的控制端，第三开关管Q12处于导通状态，整流模块22的输出端通过第三开关管Q12分别与控制芯片U1的过流保护管脚ISEN以及地连接，这样控制芯片U1可通过过流保护管脚ISEN很好的检测整流模块22的输出电流，保证交流-直流转换电路20处于正常工作状态。
当整流桥221的输出电压大于等于第一参考电压Vref1时，即A点的电压大于等于第一参考电压Vref1。这时第一比较器OP1的第二输入端的电压(第一参考电压Vref1)低于第一输入端的电压(整流桥221的输出电压)，第一比较器OP1的输出端输出高电平信号(第一比较信号Output1)；第二比较器OP2的第二输入端的电压(整流桥221的输出电压)也高于第一输入端的电压(第二参考电压Vref2)，第二比较器OP2的输出端输出低电平信号(第二比较信号Output2)。
控制模块26的第一控制单元的第一开关管Q20的控制端接收高电平的第一比较信号Output1，第一开关管Q20处于导通状态；电源通过第一开关管Q20接地，第二开关管Q15的控制端未输入信号，因此第二开关管Q15处于断开状态；因此第一滤波电容CP5通过第二开关管Q15与地断开，第一滤波电容CP5停止工作。
控制模块26的第二控制单元的第四开关管Q19的控制端接收到高电平的第一比较信号Output1，第四开关管Q19处于导通状态；第二控制单元的第五开关管Q22的控制端接收到低电平的第二比较信号Output2，第五开关管Q22处于断开状态；变压模块23的输出电压通过第一二极管D9、第四开关管Q19直接接地，控制芯片U1的电源管脚VCC未输入信号，因此控制芯片U1停止工作。
同时控制芯片U1的门控制管脚GATE未输出信号至第三开关管Q12的控制端，第三开关管Q12处于断开状态，从而整个交流-直流转换电路20处于停止工作状态，避免了高工作电压对交流-直流转换电路20的损坏。
当整流桥221的输出电压小于等于第二参考电压Vref2时，即A点的电压小于等于第二参考电压Vref2。这时第一比较器OP1的第二输入端的电压(第一参考电压Vref1)高于第一输入端的电压(整流桥221的输出电压)，第一比较器OP1的输出端输出低电平信号(第一比较信号Output1)；第二比较器OP2的第二输入端的电压(整流桥221的输出电压)低于第一输入端的电压(第二参考电压Vref2)，第二比较器OP2的输出端输出高电平信号(第二比较信号Output2)。
控制模块26的第一控制单元的第一开关管Q20的控制端接收低电平的第一比较信号Output1，第一开关管Q20处于断开状态；第一控制单元的第二开关管Q15的控制端与电源连接，第二开关管Q15处于导通状态；因此第一滤波电容CP5的一端通过第二开关管Q15接地，第一滤波电容CP5正常工作。
控制模块26的第二控制单元的第四开关管Q19的控制端接收到低电平的第一比较信号Output1，第四开关管Q19处于断开状态；第二控制单元的第五开关管Q22的控制端接收到高电平的第二比较信号Output2，第五开关管Q22处于导通状态；变压模块23的输出电压通过第一二极管D9、第五开关管Q22直接接地，控制芯片U1的电源管脚VCC未输入信号，因此控制芯片U1停止工作。
同时控制芯片U1的门控制管脚GATE未输出信号至第三开关管Q12的控制端，第三开关管Q12处于断开状态，从而整个交流-直流转换电路20处于停止工作状态，避免了交流-直流转换电路20的不稳定的低电压输出。
因此本发明的交流-直流转换电路通过设置电压检测模块以及控制模块，使得交流-直流转换电路在输入电压过高或过低时，停止电压输出，避免交流-直流转换电路的损坏以及不稳定的电压输出；解决了现有的交流-直流转换电路在输入电压过高或过低时，输出电压不稳定或转换电路容易损坏的技术问题。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种交流-直流转换电路，其特征在于，包括：
输入模块，用于输入交流电压；
整流模块，用于将所述输入模块输入的交流电压转换为直流电压；
变压模块，用于对所述直流电压进行变压处理；
输出模块，用于输出所述变压处理后的直流电压；
电压检测模块，用于检测所述整流模块输出的直流电压；以及
控制模块，用于根据所述电压检测模块的检测结果，控制所述交流-直流转换电路是否进行工作；
其中，所述整流模块包括：
整流桥，用于将所述输入模块输入的交流电压转换为直流电压；以及
第一滤波电容，用于对所述直流电压进行滤波处理；
其中所述第一滤波电容的一端与所述整流桥的输出连接，所述第一滤波电容的另一端接地；
所述电压检测模块包括第一比较器以及第二比较器，
所述第一比较器的第一输入端与所述整流桥的输出连接，所述第一比较器的第二输入端输入第一参考电压，所述第一比较器的输出端输出第一比较信号；
所述第二比较器的第二输入端与所述整流桥的输出连接，所述第二比较器的第一输入端输入第二参考电压，所述第二比较器的输出端输出第二比较信号；
所述控制模块包括第一控制单元；
所述第一控制单元包括第一开关管以及第二开关管，所述第一开关管的控制端输入所述第一比较信号，所述第一开关管的输出端接地，所述第一开关管的输入端分别与所述第二开关管的控制端和电源连接；所述第二开关管的输入端与所述第一滤波电容连接，所述第二开关管的输出端接地。
2.根据权利要求1所述的交流-直流转换电路，其特征在于，
当所述整流桥的输出电压大于等于所述第一参考电压时，所述第一比较信号为高电平信号，所述第一开关管导通，所述第二开关管断开；
当所述整流桥的输出电压小于所述第一参考电压时，所述第一比较信号为低电平信号，所述第一开关管断开，所述第二开关管导通。
3.根据权利要求1所述的交流-直流转换电路，其特征在于，所述控制模块包括第二控制单元；
所述第二控制单元包括控制芯片以及第三开关管，所述控制芯片包括电源管脚、过流保护管脚以及门控制管脚；
所述第三开关管的控制端与所述控制芯片的所述门控制管脚连接，所述第三开关管的输入端与所述整流模块的输出端连接，所述第三开关管的输出端分别与所述过流保护管脚和地连接；
所述控制芯片的电源管脚通过所述变压模块与所述整流模块的输出端连接。
4.根据权利要求3所述的交流-直流转换电路，其特征在于，所述控制芯片的所述电源管脚通过第一二极管与所述变压模块连接，所述第一二极管的正极与所述变压模块连接，所述第一二极管的负极与所述控制芯片的所述电源管脚连接。
5.根据权利要求3所述的交流-直流转换电路，其特征在于，所述第二控制单元还包括第四开关管以及第五开关管；
所述第四开关管的控制端输入所述第一比较信号，所述第四开关管的输入端与所述控制芯片的所述电源管脚连接，所述第四开关管的输出端接地；
所述第五开关管的控制端输入所述第二比较信号，所述第五开关管的输入端与所述控制芯片的所述电源管脚连接，所述第五开关管的输出端接地。
6.根据权利要求5所述的交流-直流转换电路，其特征在于，
当所述整流桥的输出电压大于等于所述第一参考电压时，所述第一比较信号为高电平信号，所述第四开关管导通，所述控制芯片停止工作；
当所述整流桥的输出电压小于等于所述第二参考电压时，所述第二比较信号为高电平信号，所述第五开关管导通，所述控制芯片停止工作；
当所述整流桥的输出电压大于所述第二参考电压、且小于所述第一参考电压，所述第一比较信号和所述第一比较信号均为低电平信号，所述第四开关管和所述第五开关管均断开，所述控制芯片正常工作。
7.根据权利要求1所述的交流-直流转换电路，其特征在于，所述输出模块包括第二二极管以及第二滤波电容；
所述第二二极管的正极与所述变压模块的输出连接，所述第二二极管的负极与所述交流-直流转换电路的输出端连接；所述第二滤波电容的一端与所述第二二极管的负极连接，所述第二滤波电容的另一端接地。
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