CN104600690A - 一种led灯具及其输入极性自动转换电路 - Google Patents
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Abstract
本发明属于直流电源技术领域，提供了一种LED灯具及其输入极性自动转换电路。本发明通过采用包括第一继电器、第二继电器、二极管D1以及开关单元的输入极性自动转换电路，在直流电源的正极和负极分别与输入极性自动转换电路的负输入端和正输入端连接时，开关单元导通以使第一继电器和第二继电器均处于吸合状态，则直流电源的正极所输出的电流通过第二继电器的开关触点和常开触点对负载实现正常供电，从而实现了在直流电源的正负极反接时，仍可以保证对负载的正常供电，使负载正常工作，且第一继电器和第二继电器的使用可以大幅降低电能损耗，提高了电源转换效率和电路的工作可靠性。
Description
技术领域
本发明属于直流电源技术领域，尤其涉及一种LED灯具及其输入极性自动转换电路。
背景技术
目前，对于使用电池（如锂电池、锂聚合物电池及镍氢电池等蓄电池）作为直流电源进行供电的用电装置，输入极性是固定的，必须严格按照用电装置的输入极性定义接入电池，如果电池的正负极与用电装置的正输入端和负输入端反接，则用电装置无法得到供电。
针对上述电池正负极反接对用电装置所带来的问题，现有技术是通过整流桥对用电装置的输入极性进行转换，以便用电装置在电池的正负极反接时还可以正常工作。然而，整流桥的二极管在工作过程中的电能损耗大，降低了电源转换效率，这并不适用于需要由电池供电，且要求工作于低电压和大电流条件下的用电装置，同时也会降低电路的工作可靠性。
因此，现有技术存在电源转换效率低，且会降低电路的工作可靠性的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种输入极性自动转换电路，旨在解决现有技术所存在的电源转换效率低，且会降低电路的工作可靠性的问题。
本发明是这样实现的，一种输入极性自动转换电路，所述输入极性自动转换电路包括：
第一继电器、第二继电器、二极管D1以及开关单元；
所述第一继电器的开关触点作为所述输入极性自动转换电路的正输入端，所述第一继电器的常闭触点和所述第二继电器的常开触点共接于负载的输入端，所述第一继电器的常开触点与所述第二继电器的常闭触点共接于所述负载的接地端，所述第一继电器的第一控制触点、所述二极管D1的阴极以及所述第二继电器的第一控制触点共接于所述负载的输入端，所述第二继电器的开关触点作为所述输入极性自动转换电路的负输入端，所述第一继电器的第二控制触点、所述二极管D1的阳极以及所述第二继电器的第二控制触点共接于所述开关单元的输入端，所述开关单元的控制端连接所述第二继电器的开关触点，所述开关单元的输出端接地；
当直流电源的正极和负极分别与所述输入极性自动转换电路的正输入端和负输入端连接时，所述开关单元关断，所述第一继电器和所述第二继电器均处于常闭状态，所述直流电源的正极所输出的电流通过所述第一继电器的开关触点和常闭触点对所述负载进行供电；
当所述直流电源的正极和负极分别与所述输入极性自动转换电路的负输入端和正输入端连接时，所述开关单元导通，所述第一继电器和所述第二继电器均处于吸合状态，所述直流电源的正极所输出的电流通过所述第二继电器的开关触点和常开触点对所述负载进行供电。
本发明的另一目的还在于提供一种LED灯具，所述LED灯具包括发光二极管和所述输入极性自动转换电路；
所述输入极性自动转换电路包括：
第一继电器、第二继电器、二极管D1以及开关单元；
所述第一继电器的开关触点作为所述输入极性自动转换电路的正输入端，所述第一继电器的常闭触点和所述第二继电器的常开触点共接于所述发光二极管的阳极，所述第一继电器的常开触点与所述第二继电器的常闭触点共接于所述发光二极管的阴极，所述第一继电器的第一控制触点、所述二极管D1的阴极以及所述第二继电器的第一控制触点共接于所述发光二极管的阳极，所述第二继电器的开关触点作为所述输入极性自动转换电路的负输入端，所述第一继电器的第二控制触点、所述二极管D1的阳极以及所述第二继电器的第二控制触点共接于所述开关单元的输入端，所述开关单元的控制端连接所述第二继电器的开关触点，所述开关单元的输出端接地；
当直流电源的正极和负极分别与所述输入极性自动转换电路的正输入端和负输入端连接时，所述开关单元关断，所述第一继电器和所述第二继电器均处于常闭状态，所述直流电源的正极所输出的电流通过所述第一继电器的开关触点和常闭触点对所述发光二极管进行供电；
当所述直流电源的正极和负极分别与所述输入极性自动转换电路的负输入端和正输入端连接时，所述开关单元导通，所述第一继电器和所述第二继电器均处于吸合状态，所述直流电源的正极所输出的电流通过所述第二继电器的开关触点和常开触点对所述发光二极管进行供电。
本发明通过采用包括第一继电器、第二继电器、二极管D1以及开关单元的输入极性自动转换电路，当直流电源的正极和负极分别与所述输入极性自动转换电路的正输入端和负输入端连接时，直流电源的正极所输出的电流通过第一继电器的开关触点和常闭触点对负载（如发光二极管）进行正常供电，而在直流电源的正极和负极分别与输入极性自动转换电路的负输入端和正输入端连接时，开关单元导通以使第一继电器和第二继电器均处于吸合状态，则直流电源的正极所输出的电流通过第二继电器的开关触点和常开触点对负载实现正常供电，从而实现了在直流电源的正负极反接时，仍可以保证对负载的正常供电，使负载正常工作，且第一继电器和第二继电器的使用可以大幅降低电能损耗，提高了电源转换效率和电路的工作可靠性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的输入极性自动转换电路的结构图；
图2是本发明实施例提供的输入极性自动转换电路所涉及的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的输入极性自动转换电路所涉及的另一结构示意图；
图4是本发明实施例提供的输入极性自动转换电路的示例电路结构图；
图5是本发明实施例提供的输入极性自动转换电路的工作原理示意图；
图6是本发明实施例提供的输入极性自动转换电路的另一工作原理示意图；
图7是本发明实施例提供的包括输入极性自动转换电路的LED灯具的结构图；
图8是本发明实施例提供的包括输入极性自动转换电路的LED灯具的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的包括输入极性自动转换电路的LED灯具的另一结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1示出了本发明实施例提供的输入极性自动转换电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下：
输入极性自动转换电路包括第一继电器K1、第二继电器K2、二极管D1以及开关单元100。
第一继电器K1的开关触点3作为输入极性自动转换电路的正输入端VCC+，第一继电器K1的常闭触点4和第二继电器的常开触点5共接于负载200的输入端，第一继电器K1的常开触点5与第二继电器K2的常闭触点4共接于负载200的接地端，第一继电器K1的第一控制触点1、二极管D1的阴极以及第二继电器K2的第一控制触点1共接于负载200的输入端，第二继电器K2的开关触点作为输入极性自动转换电路的负输入端VCC-，第一继电器K1的第二控制触点2、二极管D1的阳极以及第二继电器K2的第二控制触点2共接于开关单元100的输入端，开关单元100的控制端连接第二继电器K2的开关触点3，开关单元100的输出端接地。
如图2所示，当直流电源300的正极+和负极-分别与输入极性自动转换电路的正输入端VCC+和负输入端VCC-连接时，开关单元100关断，第一继电器K1和第二继电器K2均处于常闭状态，直流电源300的正极+所输出的电流通过第一继电器K1的开关触点3和常闭触点4对负载200进行供电。
如图3所示，当直流电源300的正极+和负极-分别与所述输入极性自动转换电路的负输入端VCC-和正输入端VCC+连接时，开关单元100导通，第一继电器K1和第二继电器K2均处于吸合状态，直流电源300的正极+所输出的电流通过第二继电器K2的开关触点3和常开触点5对负载200进行供电。
图4示出了本发明实施例提供的输入极性自动转换电路的示例电路结构，为了便于说明，仅示出了与本发明相关的部分，详述如下：
作为本发明一实施例了，开关单元100包括电阻R1和NPN型三极管Q1，电阻R1的第一端为开关单元100的控制端，电阻R1的第二端连接NPN型三极管Q1的基极，NPN型三极管Q1的集电极和发射极分别为开关单元100的输入端和输出端。另外，在本发明其他实施例中，上述的NPN型三极管Q1可以替换为其他具备开关特性的半导体器件，如MOS管、IGBT（Isolated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶闸管）等。
以下结合工作原理对上述的输入极性自动转换电路作进一步说明：
假设直流电源300是锂电池BT，当锂电池BT的正极+和负极-分别与输入极性自动转换电路的正输入端VCC+和负输入端VCC-连接时（如图5所示），由于VCC-为低电位，所以NPN型三极管Q1关断，第一继电器K1和第二继电器K2均处于常闭状态，锂电池BT的正极+所输出的电流就可以经过第一继电器K1的开关触点3和常闭触点4对负载200进行正常供电，则负载200进入正常工作状态。而当锂电池BT的正极+和负极-分别与所述输入极性自动转换电路的负输入端VCC-和正输入端VCC+连接（如图6所示）时，由于VCC-为高电位，则此时NPN型三极管Q1导通，第一继电器K1和第二继电器K2从常闭状态转换为吸合状态，第一继电器K1的开关触点3与常开触点5连通，第二继电器K2的开关触点3与常开触点5也连通，所以锂电池BT的正极+所输出的电流便可以经过第二继电器K2的开关触点3和常开触点5对负载200进行供电，从而实现了输入极性的自动转换，使负载200在锂电池BT的正负极反接的情况下仍然能够正常获得供电并工作，且在第一继电器K1和第二继电器K2进行极性转换过程中，输入电压与输出电压基本保持不变，所以电能损耗接近为零，相比现有技术大幅降低了电能损耗，有利于电源转换效率和电路的工作可靠性。
基于上述的输入极性自动转换电路，本发明实施例还提供了一种LED灯具，如图7所示，该LED灯具包括发光二极管LED1和上述的输入极性自动转换电路，输入极性自动转换电路同样包括第一继电器K1、第二继电器K2、二极管D1以及开关单元100。
第一继电器K1的开关触点3作为输入极性自动转换电路的正输入端VCC+，第一继电器K1的常闭触点4和第二继电器的常开触点5共接于发光二极管LED1的阳极，第一继电器K1的常开触点5与第二继电器K2的常闭触点4共接于发光二极管LED1的阴极，第一继电器K1的第一控制触点1、二极管D1的阴极以及第二继电器K2的第一控制触点1共接于发光二极管LED1的阳极，第二继电器K2的开关触点作为输入极性自动转换电路的负输入端VCC-，第一继电器K1的第二控制触点2、二极管D1的阳极以及第二继电器K2的第二控制触点2共接于开关单元100的输入端，开关单元100的控制端连接第二继电器K2的开关触点3，开关单元100的输出端接地。
如图8所示，当直流电源300的正极+和负极-分别与输入极性自动转换电路的正输入端VCC+和负输入端VCC-连接时，开关单元100关断，第一继电器K1和第二继电器K2均处于常闭状态，直流电源300的正极+所输出的电流通过第一继电器K1的开关触点3和常闭触点4对发光二极管LED1进行供电。
如图9所示，当直流电源300的正极+和负极-分别与所述输入极性自动转换电路的负输入端VCC-和正输入端VCC+连接时，开关单元100导通，第一继电器K1和第二继电器K2均处于吸合状态，直流电源300的正极+所输出的电流通过第二继电器K2的开关触点3和常开触点5对发光二极管LED1进行供电。
综上所述，本发明实施例通过采用包括第一继电器K1、第二继电器K2、二极管D1以及开关单元100的输入极性自动转换电路，当直流电源300的正极+和负极-分别与输入极性自动转换电路的正输入端VCC+和负输入端VCC-连接时，直流电源300的正极+所输出的电流通过第一继电器K1的开关触点3和常闭触点4对负载（如发光二极管LED1）进行正常供电，而在直流电源300的正极+和负极-分别与输入极性自动转换电路的负输入端VCC-和正输入端VCC+连接时，开关单元100导通以使第一继电器K1和第二继电器K2均处于吸合状态，则直流电源300的正极+所输出的电流通过第二继电器K2的开关触点3和常开触点5对负载实现正常供电，从而实现了在直流电源300的正负极反接时，仍可以保证对负载的正常供电，使负载正常工作，且第一继电器K1和第二继电器K2的使用可以大幅降低电能损耗，提高了电源转换效率和电路的工作可靠性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种输入极性自动转换电路，其特征在于，所述输入极性自动转换电路包括：
第一继电器、第二继电器、二极管D1以及开关单元；
所述第一继电器的开关触点作为所述输入极性自动转换电路的正输入端，所述第一继电器的常闭触点和所述第二继电器的常开触点共接于负载的输入端，所述第一继电器的常开触点与所述第二继电器的常闭触点共接于所述负载的接地端，所述第一继电器的第一控制触点、所述二极管D1的阴极以及所述第二继电器的第一控制触点共接于所述负载的输入端，所述第二继电器的开关触点作为所述输入极性自动转换电路的负输入端，所述第一继电器的第二控制触点、所述二极管D1的阳极以及所述第二继电器的第二控制触点共接于所述开关单元的输入端，所述开关单元的控制端连接所述第二继电器的开关触点，所述开关单元的输出端接地；
当直流电源的正极和负极分别与所述输入极性自动转换电路的正输入端和负输入端连接时，所述开关单元关断，所述第一继电器和所述第二继电器均处于常闭状态，所述直流电源的正极所输出的电流通过所述第一继电器的开关触点和常闭触点对所述负载进行供电；
当所述直流电源的正极和负极分别与所述输入极性自动转换电路的负输入端和正输入端连接时，所述开关单元导通，所述第一继电器和所述第二继电器均处于吸合状态，所述直流电源的正极所输出的电流通过所述第二继电器的开关触点和常开触点对所述负载进行供电。
2.如权利要求1所述的输入极性自动转换电路，其特征在于，所述开关单元包括电阻R1和NPN型三极管Q1，所述电阻R1的第一端为所述开关单元的控制端，所述电阻R1的第二端连接所述NPN型三极管Q1的基极，所述NPN型三极管Q1的集电极和发射极分别为所述开关单元的输入端和输出端。
3.一种LED灯具，其特征在于，所述LED灯具包括发光二极管和输入极性自动转换电路；
所述输入极性自动转换电路包括：
第一继电器、第二继电器、二极管D1以及开关单元；
所述第一继电器的开关触点作为所述输入极性自动转换电路的正输入端，所述第一继电器的常闭触点和所述第二继电器的常开触点共接于所述发光二极管的阳极，所述第一继电器的常开触点与所述第二继电器的常闭触点共接于所述发光二极管的阴极，所述第一继电器的第一控制触点、所述二极管D1的阴极以及所述第二继电器的第一控制触点共接于所述发光二极管的阳极，所述第二继电器的开关触点作为所述输入极性自动转换电路的负输入端，所述第一继电器的第二控制触点、所述二极管D1的阳极以及所述第二继电器的第二控制触点共接于所述开关单元的输入端，所述开关单元的控制端连接所述第二继电器的开关触点，所述开关单元的输出端接地；
当直流电源的正极和负极分别与所述输入极性自动转换电路的正输入端和负输入端连接时，所述开关单元关断，所述第一继电器和所述第二继电器均处于常闭状态，所述直流电源的正极所输出的电流通过所述第一继电器的开关触点和常闭触点对所述发光二极管进行供电；
当所述直流电源的正极和负极分别与所述输入极性自动转换电路的负输入端和正输入端连接时，所述开关单元导通，所述第一继电器和所述第二继电器均处于吸合状态，所述直流电源的正极所输出的电流通过所述第二继电器的开关触点和常开触点对所述发光二极管进行供电。
4.如权利要求3所述的LED灯具，其特征在于，所述开关单元包括电阻R1和NPN型三极管Q1，所述电阻R1的第一端为所述开关单元的控制端，所述电阻R1的第二端连接所述NPN型三极管Q1的基极，所述NPN型三极管Q1的集电极和发射极分别为所述开关单元的输入端和输出端。
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