CN104467461A - 倍压自动转换电路 - Google Patents

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Abstract

一种倍压自动转换电路，包括电压检测模块、电路转换模块和倍压整流模块，可把110V/220V的交流电压转换成300V左右的直流电压，较传统的开关电源解决方案更低的成本和更小的体积，十分实用。

Description

倍压自动转换电路
技术领域
本发明涉及电压稳定电路，特别是涉及一种应用于110V/220V两用电子产品的倍压自动转换电路。
背景技术
目前世界各国室内用电所使用的电压大体有两种，分别为100V～130V与220V～240V两个类型。100V～130V被归类低压，如美国、日本等国都是使用低压。220V～240V则归类为高压，如中国和欧洲大部分国家都是使用高压。当设计电子产品时，要同时适应该两种电压类别则需要设计两种电路产品，或者用开关电源方案解决，但这种电路复杂、成本高。
发明内容
基于此，提供一种电路简单、成本低的应用于低压/高压两用电子产品的倍压自动转换电路。
一种倍压自动转换电路，用于将输入交流电压的第一电压或第二电压转变成同样的直流电压，包括交流电压的第一输入端、交流电压的第二输入端、电压检测模块、电路转换模块、倍压整流模块、电压输出端和接地端；
所述电压检测模块包括与所述交流电压的第二输入端连接的输入端、与所述交流电压的第一输入端连接的输出端及信号输出端；
所述电路转换模块包括与所述交流电压的第一输入端连接的输入端、与所述电压检测模块的信号输出端连接的信号输入端及输出端；
所述倍压整流模块包括与所述交流电压的第二输入端连接的第一输入端、与所述电路转换模块的输出端连接的第二输入端、与所述电压输出端连接的第一输出端及与接地端连接的第二输出端；
所述电压检测模块用于检测交流电压的第二输入端输入的是第一电压还是第二电压，并通过所述电压检测模块的信号输出端输出检测信号至所述电路转换模块的信号输入端；所述电路转换模块根据所述检测信号转换成半波整流电路或全波整流电路；所述倍压整流模块用于对所述电路转换模块的输出的倍压整流。
在其中一个实施例中，所述电压检测模块包括整流二极管D1、限流电阻器R6、分流电阻器R7、电解电容C1及稳压二极管ZD1；
整流二极管D1的正极作为所述电压检测模块的输入端，所述交流电压的第二输入端连接整流二极管D1的正极，整流二极管D1通过限流电阻器R6连接稳压二极管ZD1的负极，稳压二极管ZD1的正极作为所述电压检测模块的信号输出端；
稳压二极管ZD1的负极还连接电解电容C1的正极，电解电容C1和分流电阻器R7并联，电解电容C1的负极作为所述电压检测模块的输出端。
在其中一个实施例中，稳压二极管ZD1的击穿电压值为200V。
在其中一个实施例中，所述电路转换模块包括分压电阻器R2、分压电阻器R3、可控硅VS1、可控硅VS2、整流二极管D2、整流二极管D3、限流电阻器R4、限流电阻器R5、滤波电容C2；
可控硅VS1的控制极作为所述电路转换模块的信号输入端，可控硅VS1的阴极作为所述电路转换模块的输入端，可控硅VS2的阳极作为所述电路转换模块的输出端；
可控硅VS1的控制极通过分压电阻器R3连接可控硅VS1的阴极，可控硅VS1的阳极通过限流电阻器R5连接可控硅VS2的阳极，可控硅VS1的阳极还连接整流二极管D2的正极，二极管D2的连接可控硅VS2的控制极，可控硅VS2的控制极通过分压电阻器R2连接可控硅VS2的阴极，可控硅VS2的阴极连接可控硅VS1的阴极，整流二极管D3的正极连接可控硅VS2的阴极，整流二极管D3的负极连接可控硅VS2的阳极，限流电阻器R4和滤波电容C2串联在一起和整流二极管D3并联连接。
在其中一个实施例中，所述倍压整流模块包括整流二极管D4、整流二极管D5、电解电容C3、电解电容C4；
整流二极管D4的正极作为所述倍压整流模块的第二输入端，整流二极管D4的负极作为所述倍压整流模块的第一输出端，电解电容C4的正极作为所述倍压整流模块的第一输入端，电解电容C4的负极作为所述倍压整流模块的第二输出端；
整流二极管D5的正极连接电解电容C4的负极，整流二极管D5的负极连接整流二极管D4的正极，电解电容C3的正极连接整流二极管D4的负极，电解电容C3的负极连接电解电容C4的正极。
在其中一个实施例中，还包括用于限流和功率消耗以保护后续电路的功率消耗模块，所述功率消耗模块包括与所述交流电压的第一输入端连接的输入端及输出端，所述电压检测模块的输出端与所述功率消耗模块的输出端连接，所述电路转换模块的输入端与功率消耗模块的输出端连接。
在其中一个实施例中，所述功率消耗模块包括限流电阻器R1，限流电阻器R1的一端作为所述功率消耗模块的输入端，限流电阻器R1的另一端作为所述功率消耗模块的输出端。
上述倍压自动转换电路，所述电压检测模块检测输入电压是第一电压（高压）2v还是第一电压（低压）v，并根据检测结果发送检测信号至所述电路转换模块，所述电路转换模块根据检测信号转换成半波整流电路或全波整流电路，输入电压经过所述电路转换模块输出至所述倍压整流模块倍压整流后输出。
具体地，所述电压检测模块检测输入电压是高压，则所述电压检测模块发送检测信号至所述电路转换模块，所述电路转换模块转换成半波整流电路，所述倍压整流模块失去倍压整流作用，所述电压输出端输出电压所述电压检测模块检测输入电压是低压，则所述电压检测模块发送检测信号至所述电路转换模块，所述电路转换模块转换成全波整流电路，所述倍压整流模块正常工作，所述电压输出端输出电压这样，无论输入电压是高压还是低压，都可以得到同样的输出直流电压，上述应用于低压/高压两用电子产品的电路相对于开关电源方案，电路更简单、体积更小、成本更低。
上述倍压自动转换电路，还增加了功率消耗模块，用于限流和功率消耗以保护后续电路，十分安全实用。
附图说明
图1为一实施例倍压自动转换电路的模块图；
图2为一实施例倍压自动转换电路的原理图；
图3为另一实施例倍压自动转换电路的模块图；
图4为另一实施例倍压自动转换电路的原理图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。
如图1所示，为一实施例倍压自动转换电路的模块图。
一种倍压自动转换电路，用于将输入交流电压VIN的第一电压或第二电压转变成同样的直流电压，包括交流电压的第一输入端VIN1、交流电压的第二输入端VIN2、电压检测模块110、电路转换模块120、倍压整流模块130、电压输出端VO和接地端GND。
电压检测模块110包括与交流电压VIN的第二输入端VIN2连接的输入端、与交流电压VIN的第一输入端VIN1连接的输出端及信号输出端。
电路转换模块120包括与交流电压VIN的第一输入端VIN1连接的输入端、与电压检测模块110的信号输出端连接的信号输入端及输出端。
倍压整流模块130包括与交流电压VIN的第二输入端VIN2连接的第一输入端、与电路转换模块的输出端连接的第二输入端、与电压输出端VO连接的第一输出端及与接地端GND连接的第二输出端。
电压检测模块110用于检测交流电压VIN的第二输入端VIN2输入的是第一电压还是第二电压，并通过电压检测模块110的信号输出端输出检测信号至电路转换模块120的信号输入端；电路转换模块120根据检测信号转换成半波整流电路或全波整流电路；倍压整流模块130用于对电路转换模块120的输出的倍压整流。
上述倍压自动转换电路，电压检测模块110检测输入交流电压VIN是第一电压（高压）2v还是第二电压（低压）v，并根据检测结果发送检测信号至电路转换模块120，电路转换模块120根据检测信号转换成半波整流电路或全波整流电路，输入交流电压VIN经过电路转换模块120输出至倍压整流模块130倍压整流后输出。具体地，电压检测模块110检测输入交流电压VIN是高压，则电压检测模块110发送检测信号至电路转换模块120，电路转换模块120转换成半波整流电路，倍压整流模块130失去倍压整流作用，电压输出端VO输出电压电压检测模块110检测输入交流电压VIN是低压，则电压检测模块110发送检测信号至电路转换模块120，电路转换模块120转换成全波整流电路，倍压整流模块130正常工作，电压输出端VO输出电压例如，输入电压为110V，则输出电压为约300V；输入电压为220V，则输出电压也为约300V。这样，无论输入交流电压VIN是高压还是低压，都可以得到基本相同的输出直流电压。上述电路相对于开关电源方案，电路更简单、体积更小、成本更低。
下面对实施例作更为详细的说明。
图2为一实施例倍压自动转换电路的原理图。
在本实施例中，电压检测模块110包括整流二极管D1、限流电阻器R6、分流电阻器R7、电解电容C1及稳压二极管ZD1。稳压二极管ZD1的击穿电压值为200V。
整流二极管D1的正极作为电压检测模块110的输入端，交流电压的第二输入端VIN2连接整流二极管D1的正极，整流二极管D1通过限流电阻器R6连接稳压二极管ZD1的负极，稳压二极管ZD1的正极作为电压检测模块110的信号输出端。
稳压二极管ZD1的负极还连接电解电容C1的正极，电解电容C1和分流电阻器R7并联，电解电容C1的负极作为电压检测模块110的输出端。
在本实施例中，电路转换模块120包括分压电阻器R2、分压电阻器R3、可控硅VS1、可控硅VS2、整流二极管D2、整流二极管D3、限流电阻器R4、限流电阻器R5、滤波电容C2。
可控硅VS1的控制极作为电路转换模块120的信号输入端，可控硅VS1的阴极作为电路转换模块120的输入端，可控硅VS2的阳极作为电路转换模块120的输出端。
可控硅VS1的控制极通过分压电阻器R3连接可控硅VS1的阴极，可控硅VS1的阳极通过限流电阻器R5连接可控硅VS2的阳极，可控硅VS1的阳极还连接整流二极管D2的正极，二极管D2的连接可控硅VS2的控制极，可控硅VS2的控制极通过分压电阻器R2连接可控硅VS2的阴极，可控硅VS2的阴极连接可控硅VS1的阴极，整流二极管D3的正极连接可控硅VS2的阴极，整流二极管D3的负极连接可控硅VS2的阳极，限流电阻器R4和滤波电容C2串联在一起和整流二极管D3并联连接。
在本实施例中，倍压整流模块130包括整流二极管D4、整流二极管D5、电解电容C3、电解电容C4。
整流二极管D4的正极作为倍压整流模块130的第二输入端，整流二极管D4的负极作为倍压整流模块130的第一输出端，电解电容C4的正极作为倍压整流模块130的第一输入端，电解电容C4的负极作为倍压整流模块130的第二输出端。
整流二极管D5的正极连接电解电容C4的负极，整流二极管D5的负极连接整流二极管D4的正极，电解电容C3的正极连接整流二极管D4的负极，电解电容C3的负极连接电解电容C4的正极。
为描述方便，本例以220V为第一电压（高压）、110V为第二电压（低压）作详细工作原理说明。
当交流电压VIN的负半周期输入220V至VIN2时，电流经过整流二极管D1和限流电阻器R6对电解电容C1充电。当交流电正半周期输入220V至VIN1时，电解电容C1放电，由于稳压二极管ZD1耐压值为200V，所以稳压二极管ZD1击穿，可控硅VS1的控制极与阴极间通过分压电阻器R3得到比正向导通电压更高的电压，于是可控硅VS1导通，分压电阻器R2被短路，可控硅VS2的控制极与阴极间没有正向导通电压，于是可控硅VS2开路，整流二极管D3的引进使电路转换模块120转换成半波整流电路，输入电压经电路转换模块120输出至倍压整流模块130。由于整流二极管D3的引进，倍压整流电路在负半周时没有输出，倍压整流电路倍压功能失效，所以总体输出的直流电压至VO。
当交流电负半周期输入110V至VIN2时，电流经过整流二极管D1和限流电阻器R6对电解电容C1充电。当交流电正半周期输入110V至VIN1时，电解电容C1放电，由于稳压二极管ZD1选用了比110V更高比220V更低的耐压值，所以稳压二极管ZD1没有击穿，可控硅VS1的控制极与阴极间通过分压电阻器R3没有得到比正向导通电压更高的电压，于是可控硅VS1截止而开路。当交流电正半周期输入110V至VIN1时，电流经整流二极管D3、限流电阻器R5、整流二极管D2使限流电阻器R2有了压降，可控硅VS2的控制极与阴极间通过分压电阻器R2得到比正向导通电压更高的电压，于是可控硅VS2导通而短路，使电路转换模块120转换成全波整流电路，输入电压经电路转换模块120输出至倍压整流模块130，倍压整流模块130正常工作，所以总体也输出的直流电压至VO。
这样利用稳压二极管ZD1的导通电流作为高低压的检测信号控制可控硅VS1和VS2的导通或截止，来控制整流二极管D3的引进与否，从而控制电路转换模块120在全波整流电路和半波整流电路之间的转换，即：输入交流电压VIN为高压时转换成半波整流电路，输入交流电压VIN为低压时转换成全波整流电路。整流二极管D3的引进与否也决定着倍压整流模块130的倍压功能有效与否，整流二极管D3的引进则倍压整流模块130的倍压功能失效，整流二极管D3的不引进则倍压整流模块130的倍压功能有效。这样，无论输入电压是高压220V还是低压110V，输出电压都是的直流电压，达到设计目的。上述应用于低压/高压两用电子产品的电路相对于开关电源方案，电路更简单、体积更小、成本更低。
在另一个实施例中，还可以在上述实施例的基础上增加一个功率消耗模块100。
图3为另一实施例倍压自动转换电路的模块图。
一种倍压自动转换电路，包括交流电压的第一电压输入端VIN1、交流电压的第二电压输入端VIN2、功率消耗模块100、电压检测模块110、电路转换模块120、倍压整流模块130、电压输出端VO和接地端GND。
功率消耗模块100包括与第一电压输入端VIN1连接的输入端及输出端。
电压检测模块110包括与第二电压输入端VIN2连接的输入端、与第一电压输入端VIN1连接的输出端及信号输出端。
电路转换模块120包括与第一电压输入端VIN1连接的输入端、与电压检测模块110的信号输出端连接的信号输入端及输出端。
倍压整流模块130包括与第二电压输入端VIN2连接的第一输入端、与电路转换模块的输出端连接的第二输入端、与电压输出端VO连接的第一输出端及与接地端GND连接的第二输出端。
功率消耗模块100用于限流和功率消耗以保护后续电路，电压检测模块110用于检测第二输入电压端VIN2输入的是第一电压还是第二电压，并通过电压检测模块110的信号输出端输出检测信号至电路转换模块120的信号输入端；电路转换模块120根据检测信号转换成半波整流电路或全波整流电路；倍压整流模块130用于对电路转换模块120的输出的倍压整流。
上述倍压自动转换电路，还增加了功率消耗模块100，用于限流和功率消耗以保护后续电路，十分安全实用。
图4为另一实施例倍压自动转换电路的原理图。
在本实施例中，功率消耗模块100包括限流电阻器R1，限流电阻器R1的一端作为功率消耗模块100的输入端，限流电阻器R1的另一端作为功率消耗模块100的输出端。
电压检测模块110、电路转换模块120、倍压整流模块130的原理描述与未增加功率消耗模块100前的上述倍压自动转换电路实施例一样，此处不再敖述。
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 (7)

1.一种倍压自动转换电路，其特征在于，用于将输入交流电压的第一电压或第二电压转变成同样的直流电压，包括交流电压的第一输入端、交流电压的第二输入端、电压检测模块、电路转换模块、倍压整流模块、电压输出端和接地端；
所述电压检测模块包括与所述交流电压的第二输入端连接的输入端、与所述交流电压的第一输入端连接的输出端及信号输出端；
所述电路转换模块包括与所述交流电压的第一输入端连接的输入端、与所述电压检测模块的信号输出端连接的信号输入端及输出端；
所述倍压整流模块包括与所述交流电压的第二输入端连接的第一输入端、与所述电路转换模块的输出端连接的第二输入端、与所述电压输出端连接的第一输出端及与接地端连接的第二输出端；
所述电压检测模块用于检测交流电压的第二输入端输入的是第一电压还是第二电压，并通过所述电压检测模块的信号输出端输出检测信号至所述电路转换模块的信号输入端；所述电路转换模块根据所述检测信号转换成半波整流电路或全波整流电路；所述倍压整流模块用于对所述电路转换模块的输出的倍压整流。
2.根据权利要求1所述的倍压自动转换电路，其特征在于，所述电压检测模块包括整流二极管D1、限流电阻器R6、分流电阻器R7、电解电容C1及稳压二极管ZD1；
整流二极管D1的正极作为所述电压检测模块的输入端，所述交流电压的第二输入端连接整流二极管D1的正极，整流二极管D1通过限流电阻器R6连接稳压二极管ZD1的负极，稳压二极管ZD1的正极作为所述电压检测模块的信号输出端；
稳压二极管ZD1的负极还连接电解电容C1的正极，电解电容C1和分流电阻器R7并联，电解电容C1的负极作为所述电压检测模块的输出端。
3.根据权利要求2所述的的倍压自动转换电路，其特征在于，稳压二极管ZD1的击穿电压值为200V。
4.根据权利要求1所述的倍压自动转换电路，其特征在于，所述电路转换模块包括分压电阻器R2、分压电阻器R3、可控硅VS1、可控硅VS2、整流二极管D2、整流二极管D3、限流电阻器R4、限流电阻器R5、滤波电容C2；
可控硅VS1的控制极作为所述电路转换模块的信号输入端，可控硅VS1的阴极作为所述电路转换模块的输入端，可控硅VS2的阳极作为所述电路转换模块的输出端；
可控硅VS1的控制极通过分压电阻器R3连接可控硅VS1的阴极，可控硅VS1的阳极通过限流电阻器R5连接可控硅VS2的阳极，可控硅VS1的阳极还连接整流二极管D2的正极，二极管D2的连接可控硅VS2的控制极，可控硅VS2的控制极通过分压电阻器R2连接可控硅VS2的阴极，可控硅VS2的阴极连接可控硅VS1的阴极，整流二极管D3的正极连接可控硅VS2的阴极，整流二极管D3的负极连接可控硅VS2的阳极，限流电阻器R4和滤波电容C2串联在一起和整流二极管D3并联连接。
5.根据权利要求1所述的倍压自动转换电路，其特征在于，所述倍压整流模块包括整流二极管D4、整流二极管D5、电解电容C3、电解电容C4；
整流二极管D4的正极作为所述倍压整流模块的第二输入端，整流二极管D4的负极作为所述倍压整流模块的第一输出端，电解电容C4的正极作为所述倍压整流模块的第一输入端，电解电容C4的负极作为所述倍压整流模块的第二输出端；
整流二极管D5的正极连接电解电容C4的负极，整流二极管D5的负极连接整流二极管D4的正极，电解电容C3的正极连接整流二极管D4的负极，电解电容C3的负极连接电解电容C4的正极。
6.根据权利要求1所述的倍压自动转换电路，其特征在于，还包括用于限流和功率消耗以保护后续电路的功率消耗模块，所述功率消耗模块包括与所述交流电压的第一输入端连接的输入端及输出端，所述电压检测模块的输出端与所述功率消耗模块的输出端连接，所述电路转换模块的输入端与功率消耗模块的输出端连接。
7.根据权利要求6所述的倍压自动转换电路，其特征在于，所述功率消耗模块包括限流电阻器R1，限流电阻器R1的一端作为所述功率消耗模块的输入端，限流电阻器R1的另一端作为所述功率消耗模块的输出端。
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