CN104166019B - 一种直流宽电压可靠使用电路工装 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种直流宽电压使用电路工装，其包括两个接线夹，分别设置在工装的输入侧和输出侧，设置在输入侧的第一接线夹用于电连接工装的输入和外部直流稳压电源的输出，设置在工装输出侧的第二接线夹用于电连接工装的输出与待测试灯具或待测试灯具驱动电路板的输入；所述工装还包括电路驱动板，所述电路驱动板上设置有第一继电器、第二继电器,电压比较器、第一电阻、稳压管、用于采集外部直流稳压电源输入电压的电压采样电路、第一开关电路、第二开关电路和三端稳压电路。本发明利用继电器和运放器、MOS管等组合一定的简易电路，解决扩大了外部直流稳压电源的输入范围，并且可以保证测试者在任何情况下均可以正常进行电路驱动的测试，并且提高了工作效率和降低成本。

Description

一种直流宽电压可靠使用电路工装

技术领域

本发明涉及一种直流宽电压可靠使用电路工装，尤其是涉及一种能在更宽电压范围内使用和电压升高的情况下也能安全的使用的简易电路工装。

背景技术

灯具照明在现代社会里面随处可见，在各行各业使用的灯具都有不同的用途，特别是在便携式灯具里面，使用的几个典型的电压是6V、12V、24V，有时会出现低电压的灯具在高电压的环境里面使用急需使用的环境，还有就是在老化时，仪器设备不够，将多种电压灯具接在一个电压下进行老化，这时电压低的灯具就不能接在电压高的地方，这样很容易将电路板因电压过高而烧坏，所以为了使得待测试灯具能够与相应的测试设备相匹配，并降低购买测试设备的成本，需要提供一种电路工装能够使待测试灯具适配各种测试设备的电源输入。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种直流宽电压使用电路工装，其利用继电器和运放器、MOS管等组合一定的简易电路，解决扩大了外部直流稳压电源的输入范围，并且可以保证测试者在任何情况下均可以正常进行电路驱动的测试，并且提高了工作效率和降低成本。

一种直流宽电压使用电路工装，其包括两个接线夹，分别设置在工装的输入侧和输出侧，设置在输入侧的第一接线夹用于电连接工装的输入和外部直流稳压电源的输出，设置在工装输出侧的第二接线夹用于电连接工装的输出与待测试灯具或待测试灯具驱动电路板的输入；所述工装还包括电路驱动板，所述电路驱动板上设置有第一继电器、第二继电器,、电压比较器、第一电阻、稳压管、用于采集外部直流稳压电源输入电压的电压采样电路、第一开关电路、第二开关电路、非门和三端稳压电路；所述第一电阻与所述稳压管串联在所述第一接线夹的正负极输出之间，而所述稳压管的阴极连接所述电压比较器的反相输入端，所述电压比较器的正相输入端连接所述电压采样电路的输出，所述电压采样电路的两个输入端分别连接所述第一接线夹的正负极输出，所述电压比较器的输出端通过所述第一开关电路连接所述第一继电器的线圈的一端，所述电压比较器的输出端还与所述非门的输入端连接，所述非门的输出端通过所述第二开关电路连接第二继电器的线圈的一端，所述第一继电器的线圈和所述第二继电器的线圈的另一端均连接所述第一接线夹的正极输出；所述第一接线夹的正极输出还依次通过所述第一继电器的常闭触点、所述第二继电器的常开触点连接所述第二接线夹的正极输入，同时，所述第一接线夹的正极输出还依次通过所述第一继电器的常开触点和所述三端稳压电路连接第二接线夹的正极输入；所述第二接线夹的负极输入连接所述第一接线夹的负极输出；所述第一开关电路11和第二开关电路12的电路拓扑结构相同、且当输入为高电平时电路导通；当所述电压采样电路的输出电压大于所述稳压管的稳压值时，电压比较器输出高电平，第二开关电路关断，第一开关电路导通使第一继电器的线圈上电；当所述电压采样电路的输出电压小于所述稳压管的稳压值时，电压比较器输出低电平，第二开关电路导通使第二继电器的线圈上电，第一开关电路关断。

在其中一个实施例中，所述第一开关电路包括第一开关管、第四电阻和第一电容，所述第四电阻和所述第一电容相互并联，所述第四电阻的两端分别连接所述第一开关管的栅极和所述第一开关管的源极，所述第一开关管的栅极还连接所述电压比较器的输出端，所述第一开关管的漏极连接所述第一继电器的线圈的一端。

在其中一个实施例中，所述第二开关电路包括第二开关管、第五电阻和第二电容，所述非门的输出端连接所述第五电阻的一端和所述第二开关管的栅极，所述第二开关管的漏极连接所述第二继电器的线圈的一端，所述第二开关管的源极连接所述第五电阻的另一端，所述第五电阻和所述第二电容并联。

在其中一个实施例中，所述电压采样电路包括第二电阻和第三电阻的串联电路结构，所述第二电阻和第三电阻串联后分别连接在连接所述第一接线夹的正负极输出之间，所述第二电阻和第三电阻的中间结点作为电压采样电路的输出连接所述电压比较器的正相输入端。

基于上述结构，本发明利用继电器和运放器、MOS管等组合一定的简易电路，解决扩大了外部直流稳压电源的输入范围，并且可以保证测试者在任何情况下均可以正常进行电路驱动的测试，并且提高了工作效率和降低成本。本发明将高压的地方通过电路降低电压，降到安全低压范围内，这样低电压的电路板就可以在高压的地方使用了；解决了能在宽电压范围使用，这样就能给使用者带来方便。

附图说明

图1为本发明的电路结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供了一种直流宽电压使用电路工装，其包括两个接线夹DC，分别设置在工装的输入侧和输出侧，设置在输入侧的第一接线夹DC用于电连接工装的输入和外部直流稳压电源的输出，设置在工装输出侧的第二接线夹DC用于电连接工装的输出与待测试灯具或待测试灯具驱动电路板的输入；该工装还包括电路驱动板，所述电路驱动板上设置有第一继电器K1、第二继电器K2,、电压比较器A、第一电阻R1、稳压管Z1、用于采集外部直流稳压电源输入电压的电压采样电路13、第一开关电路11、第二开关电路12、非门B1和三端稳压电路Q2；所述第一电阻R1与所述稳压管Z1串联在第一接线夹DC的正负极输出之间，而所述稳压管Z1的阴极连接电压比较器A的反相输入端，电压比较器A的正相输入端连接所述电压采样电路13的输出，所述电压采样电路13的两个输入端分别连接第一接线夹DC的正负极输出，所述电压比较器A的输出端通过所述第一开关电路11连接第一继电器K1的线圈K1-1的一端，所述电压比较器A的输出端还与非门B1的输入端连接，所述非门B1的输出端通过所述第二开关电路12连接第二继电器K2的线圈K2-1的一端，所述第一继电器K1的线圈K1-1和第二继电器K2的线圈K2-1的另一端均连接第一接线夹DC的正极输出；所述第一接线夹DC的正极输出还依次通过所述第一继电器K1的常闭触点K1-3、所述第二继电器K2的常开触点K2-2连接第二接线夹DC的正极输入，同时，所述第一接线夹DC的正极输出还依次通过所述第一继电器K1的常开触点K1-2和三端稳压电路Q2连接第二接线夹DC的正极输入；所述第二接线夹DC的负极输入连接第一接线夹DC的负极输出；所述第一开关电路11和第二开关电路12的电路拓扑结构相同、且当输入为高电平时电路导通。

当外部直流稳压电源的输入超过预定值时，即电压采样电路13的输出电压大于稳压管Z1的稳压值，电压比较器A输出高电平，第一开关电路11导通，第一继电器K1的线圈K1-1上电，第一继电器K1的常闭触点K1-3断开，常开触点K1-2闭合，第一接线夹DC的正极输出通过三端稳压电路Q2连接第二接线夹DC的正极输入，此时，第二开关电路12因为非门B1的反相作用，没有高电平输入所以关断，第二继电器K2不上电，第二继电器的常开触点K2-2任然断开，这种情况下，外部直流稳压电源的输入会通过三端稳压电路Q2的稳压降压处理后输入至待测试灯具或待测试灯具驱动电路板的输入，以避免待测试灯具或待测试灯具驱动电路板因电压过高而导致损坏；反之，如果外部直流稳压电源的输入不超过预定值，属于正常工作范围时，电压比较器A输出低电平，第一开关电路11关断，第二开关电路12因为非门B1的反相作用有高电平输入而导通，使得第二继电器的常开触点K2-2闭合，第一接线夹DC的正极输出依次通过第一继电器K1的常闭触点K1-3和第二继电器K2的常开触点K2-2连接第二接线夹DC的正极输入，这种情况下，外部直流稳压电源的输入不需要进行额外的降压处理，而可以直接输入至待测试灯具或待测试灯具驱动电路板的输入。上述所述的预定值，即是稳压管Z1的稳压值，通过更换稳压管可以自由选择上述预定值，以匹配不同的外部直流输入。这里的非门B1可以采用CD4069，非门的作用主要是为了使电压比较器A的输出端反相。通过选择三端稳压电路Q2的型号可以改变工装的稳压输出值。

基于上述结构，本发明的实施例在于利用继电器和运放器、场效应管等组合一定的简易电路，解决扩大了外部直流稳压电源的输入范围，并且可以保证测试者在任何情况下均可以正常进行电路驱动的测试，并且提高了工作效率和降低成本。同样的道理，此工装的电路驱动结构还可以用于灯具正常使用情况下的直流输入时的降压稳压处理，而非限于测试灯具时使用。上述电压比较器A可以采用运算放大器LM324，但不仅限于这一型号，其他同功能的可实现电压比较的电路均适用。

基于上述结构，上述第一开关电路11如图1所示，包括第一开关管Q1、第四电阻R4和第一电容C1，所述第四电阻R4和第一电容C1相互并联，所述第四电阻R4的两端分别连接第一开关管Q1的栅极和第一开关管Q1的源极，所述第一开关管Q1的栅极还连接所述电压比较器A的输出端，所述第一开关管Q1的漏极连接所述第一继电器K1的线圈K1-1的一端。这里的第一开关管Q1可以采用N沟道增强型MOS管，当然也可以采用其他压控型可实现开关功能的MOS管。当外部直流稳压电源的输入超过预定值时，即电压采样电路13的输出电压大于稳压管Z1的稳压值时，电压比较器A输出高电平，第一开关管Q1导通，使得第一继电器K1的线圈K1-1上电，第一继电器K1的常闭触点K1-3断开。

基于上述结构，上述第二开关电路12与第一开关电路11的拓扑结构相同，如图1所示，上述第二开关电路12包括第二开关管Q3、第五电阻R5和第二电容C2，所述非门的输出端连接连接第五电阻R5的一端和第二开关管Q3的栅极，所述第二开关管Q3的漏极连接第二继电器K2的线圈K2-1的一端，所述第二开关管Q3的源极连接第五电阻R5的另一端，第五电阻R5和第二电容C2并联。这里的第二开关管Q3可以采用N沟道增强型MOS管，当然也可以采用其他压控型可实现开关功能的MOS管。这里的非门B1可以采用CD4069，可根据电路的功率选择合适的非门，非门的作用主要是为了使电压比较器A的输出端反相，使得其在外部直流稳压电源输入正常时，所述电压比较器A输出低电平的情况下，通过非门将运放输出的低电平转换为高电平驱动开关管3导通，使得第二开关电路12导通，第二继电器K2上电，其常开触点K2-2闭合，保证第一接线夹DC的正极输出依次通过第一继电器K1的常闭触点K1-3和第二继电器K2的常开触点K2-2电连接第二接线夹DC的正极输入，以便待测试灯具或待测试灯具驱动电路板的输入能正常从外部直流稳压电源获得直流电源；反之，当外部直流稳压电源输入超过预定值时，所述电压比较器A输出高电平的情况下，通过非门B1将运放输出的高电平转换为低电平驱动开关管3关断，使得第二开关电路12关断，第二继电器K2断电，其常开触点K2-2恢复成断开状态，这时，迫使外部直流稳压电源通过三端稳压电路Q2连接待测试灯具或待测试灯具驱动电路板的输入。

基于上述结构，上述电压采样电路13如图1所示，采用双电阻串联结构，比如第二电阻R2和第三电阻R3串联后分别连接在连接第一接线夹DC的正负极输出之间，而第二电阻R2和第三电阻R3的中间结点作为电压采样电路13的输出连接电压比较器A的正相输入端。当然也可以采用其他的常用电路结构，主要是为了通过电压采样电路13采集外部直流稳压电源的输入电压。

如图1所示，基于上述电路结构的组合，本发明提供了一种直流宽电压可靠使用电路工装的最优实施例，其中，电压采样电路13采用第二电阻R2和第三电阻R3的串联结构，非门B1为型号是CD4069的芯片；上述第二开关电路12包括采用N沟道增强型MOS管的第二开关管Q3、第五电阻R5和第二电容C2，上述第一开关电路11包括采用N沟道增强型MOS管的第一开关管Q1、第四电阻R4和第一电容C1；三端稳压电路Q2为7824，输出为24V，电压比较器A为型号为LM324的运放。三端稳压电路Q2的输入和输出两侧还分别并联有电容C3和C4，主要起滤波抗干扰作用。这些元器件按照图1所示的连接方式连接构成直流宽电压可靠使用电路工装。

初始状态，继电器K1常闭触点K1-3、继电器K2的常开触点K2-2这条路是不通的，所以第二接线夹DC的输出不会有高压电的；继电器K1的常开触点K1-2和三端稳压电路Q2这条路也是不通的，所以后端是没有电压的；而将此电路工装的第一接线夹DC接到高压的地方，以高于24V的外部直流稳压电源上，此时电流流到第一电阻R1、稳压管Z1，此时稳压管Z1给运放LM324的反相输入端提供一个基准电压；同时电流到第二电阻R2、第三电阻R3，此时运放LM324也已经开始工作，通过第二电阻R2，第三电阻R3分得电压高压稳压管Z1的电压，此时运放LM324输出高电压，第一开关管Q1导通，线圈K1-1上电，继电器K1通电，继电器K1的常开和常闭触点动作，电压达到继电器K1的常开触点K1-2此时已经闭合，通过三端稳压电路Q2进行降压，使输出为24V就保证了，将高压降低了；而此时LM324运放输出为高点压，非门CD4069，输出为低电平，第二开关管Q3场效应管不导通，继电器K2的线圈K2-1不通电，继电器K2的常开触点K2-2不动作，所以高压不能通到后面去，所以高压只能由继电器K1的常开触点K1-2和三端稳压电路Q2这条路通过，进行降压。然而当本发明的工装通过第一接线夹DC使用在电压低于24V时输入环境里面，加上了这个电路后；由于第二电阻R2、第三电阻R3分得的电压低于稳压管Z1，所以运放LM324输出低电平，第一开关管Q1不导通，继电器K1的线圈K1-1不通电，继电器K1的常开、常闭触点不动作，这是电压就不能由继电器K1的常开触点和三端稳压电路Q2这条路通过；由于运放LM324输出的是低电平，所以非门CD4069输出高电平，第二开关管Q3通电，继电器K2的线圈K2-1通电，继电器K2的常开触点K2-2吸合，所以低于24V的电压就直接通过继电器K1的常闭触点K1-3、继电器K2的常开触点K2-2接到后面的待测试灯具上了；这个电路同时对电源的不稳定，也起到了很好的降压作用，始终使电压不高过24V，这样对后面的灯具起到了一个很好的保护作用；当然这里的三端稳压电路Q2还可以可以根据不同的电压需要，选择不同的输出电压的三端稳压管，以使得本发明的工装适配不同的待测试灯具或待测试灯具驱动电路板的工作电压。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种直流宽电压使用电路工装，其特征在于，其包括两个接线夹，分别设置在工装的输入侧和输出侧，设置在输入侧的第一接线夹用于电连接工装的输入和外部直流稳压电源的输出，设置在工装输出侧的第二接线夹用于电连接工装的输出与待测试灯具或待测试灯具驱动电路板的输入；所述工装还包括电路驱动板，所述电路驱动板上设置有第一继电器、第二继电器、电压比较器、第一电阻、稳压管、用于采集外部直流稳压电源输入电压的电压采样电路、第一开关电路、第二开关电路、非门和三端稳压电路；所述第一电阻与所述稳压管串联在所述第一接线夹的正负极输出之间，而所述稳压管的阴极连接所述电压比较器的反相输入端，所述电压比较器的正相输入端连接所述电压采样电路的输出，所述电压采样电路的两个输入端分别连接所述第一接线夹的正负极输出，所述电压比较器的输出端通过所述第一开关电路连接所述第一继电器的线圈的一端，所述电压比较器的输出端还与所述非门的输入端连接，所述非门的输出端通过所述第二开关电路连接第二继电器的线圈的一端，所述第一继电器的线圈和所述第二继电器的线圈的另一端均连接所述第一接线夹的正极输出；所述第一接线夹的正极输出还依次通过所述第一继电器的常闭触点、所述第二继电器的常开触点连接所述第二接线夹的正极输入，同时，所述第一接线夹的正极输出还依次通过所述第一继电器的常开触点和所述三端稳压电路连接第二接线夹的正极输入；所述第二接线夹的负极输入连接所述第一接线夹的负极输出；所述第一开关电路和第二开关电路的电路拓扑结构相同且当输入为高电平时电路导通。

2.根据权利要求1所述的一种直流宽电压使用电路工装，其特征在于，所述第一开关电路包括第一开关管、第四电阻和第一电容，所述第四电阻和所述第一电容相互并联，所述第四电阻的两端分别连接所述第一开关管的栅极和所述第一开关管的源极，所述第一开关管的栅极还连接所述电压比较器的输出端，所述第一开关管的漏极连接所述第一继电器的线圈的一端。

3.根据权利要求1所述的一种直流宽电压使用电路工装，其特征在于，所述第二开关电路包括第二开关管、第五电阻和第二电容，所述非门的输出端连接所述第五电阻的一端和所述第二开关管的栅极，所述第二开关管的漏极连接所述第二继电器的线圈的一端，所述第二开关管的源极连接所述第五电阻的另一端，所述第五电阻和所述第二电容并联。

4.根据权利要求1所述的一种直流宽电压使用电路工装，其特征在于，所述电压采样电路包括第二电阻和第三电阻的串联电路结构，所述第二电阻和第三电阻串联后分别连接在连接所述第一接线夹的正负极输出之间，所述第二电阻和第三电阻的中间结点作为电压采样电路的输出连接所述电压比较器的正相输入端。