CN104602386A - 正负极性转换电路及led灯具 - Google Patents

Abstract

本发明属于电源电路，尤其涉及一种适应电源极性任意连接的正负极性转换电路及LED灯具。本发明采用包括双刀双掷继电器、二极管和开关单元的正负极性转换电路，当直流电源的正极和负极分别与转换电路的第一输入端和第二输入端连接时，直流电源通过双刀双掷继电器的第一常闭接点和第二常闭接点对负载供电；当直流电源的正极和负极分别与转换电路的第二输入端和第一输入端连接时，直流电源则通过双刀双掷继电器的第二常开接点和第一常开接点对负载进行供电，实现了在直流电源的正负极反接时，对负载的正常供电，且双刀双掷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

正负极性转换电路及LED灯具

技术领域

本发明属于电源电路，尤其涉及一种适应电源极性任意连接的正负极性转换电路及LED灯具。

背景技术

目前，市面上绝大多数的电池（如锂电池、锂聚合物电池及镍氢电池等蓄电池）和其他直流电源的输入接线都需要严格按照正负极性来连接，一旦正负极性反接，要么外接器件得不到正常供电，要么就会对电池、电源或者外接器件造成或大或小的损伤。

现有技术中的整流桥可以实现电源极性任意连接的功能，但整流桥中的二极管损耗太大，尤其是在用电池供电的低电压、大电流电路中，迫切需要一种无损转换电路，能适应电源极性任意连接，并提高电源转换的高效和可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的首先在于提供一种正负极性转换电路，能适应直流电源极性的任意连接，解决现有技术中整流桥实现电源极性任意连接功能时产生的损耗过大的技术问题。

本发明提供的正负极性转换电路，连接在直流电源和负载之间，包括：双刀双掷继电器、二极管和开关单元；

所述双刀双掷继电器的双刀分别为该转换电路的第一输入端和第二输入端，所述双刀双掷继电器的第一常闭接点和第二常开接点共接在所述负载的正极，所述双刀双掷继电器的第二常闭接点与第一常开接点共接在所述负载的负极；所述开关单元的控制端同时接所述转换电路的第二输入端和所述双刀双掷继电器的控制线圈的第一端，所述开关单元的高电位端同时接所述双刀双掷继电器的控制线圈的第二端和所述二极管的阴极，所述开关单元的低电位端接地，所述二极管的阳极接所述双刀双掷继电器的控制线圈的第一端；

当所述直流电源的正极和负极分别与所述转换电路的第一输入端和第二输入端连接时，所述开关单元关断，所述双刀双掷继电器处于常闭状态，所述直流电源的正极所输出的电流通过所述双刀双掷继电器的第一常闭接点和第二常闭接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转换电路的第二输入端和第一输入端连接时，所述开关单元导通，所述双刀双掷继电器处于吸合状态，所述直流电源的正极所输出的电流通过所述双刀双掷继电器的第二常开接点和第一常开接点对所述负载进行供电。

进一步地，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高电位端和低电位端。

另一方面，本发明还提供一种LED灯具，所述LED灯具包括发光二极管和上述的正负极性转换电路。

本发明通过采用包括双刀双掷继电器、二极管和开关单元的正负极性转换电路，当直流电源的正极和负极分别与所述转换电路的第一输入端和第二输入端连接时，所述直流电源的正极所输出的电流通过双刀双掷继电器的第一常闭接点和第二常闭接点对所述负载（如发光二极管）进行供电；当直流电源的正极和负极分别与所述转换电路的第二输入端和第一输入端连接时，开关单元导通以使双刀双掷继电器处于吸合状态，所述直流电源的正极所输出的电流通过所述双刀双掷继电器的第二常开接点和第一常开接点对所述负载进行供电。综上所述，正负极性转换电路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，且双刀双掷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正负极性转换电路的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的正负极性转换电路的工作原理示意图；

图3是本发明实施例提供的正负极性转换电路的另一工作原理示意图；

图4是本发明实施例提供的正负极性转换电路的电子元器件示意图；

图5是本发明实施例提供的包括正负极性转换电路的LED灯具的结构示意图。

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是本发明实施例提供的正负极性转换电路的结构示意图；为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，如图所示：

正负极性转换电路连接在直流电源和负载200之间，包括：双刀双掷继电器K1、二极管D1和开关单元100；

双刀双掷继电器K1的双刀接点1、2分别为该转换电路的第一输入端Vin1和第二输入端Vin2，双刀双掷继电器K1的第一常闭接点3和第二常开接点6共接在负载200的正极，双刀双掷继电器K1的第二常闭接点5与第一常开接点4共接在负载200的负极；开关单元100的控制端同时接所述转换电路的第二输入端Vin2和双刀双掷继电器K1的控制线圈的第一端，开关单元100的高电位端同时接双刀双掷继电器K1的控制线圈的第二端和二极管D1的阴极，开关单元100的低电位端接地，二极管D1的阳极接双刀双掷继电器K1的控制线圈的第一端。

图2、图3分别是上述正负极性转换电路的工作原理示意图。

如图2所示，当直流电源的正极﹢和负极﹣分别与上述转换电路的第一输入端Vin1和第二输入端Vin2连接时，开关单元100关断，双刀双掷继电器K1处于常闭状态，直流电源的正极﹢所输出的电流通过双刀双掷继电器K1的第一常闭接点3和第二常闭接点5对负载200供电。

如图3所示，当直流电源的正极﹢和负极﹣分别与上述转换电路的第二输入端Vin2和第一输入端Vin1连接时，开关单元100导通，双刀双掷继电器K1处于吸合状态，直流电源的正极﹢所输出的电流通过双刀双掷继电器K1的第二常开接点6和第一常开接点4对负载200供电。

图4是本发明实施例提供的正负极性转换电路的电子元器件示意图。在此实施例中，仅对开关单元100进行示例说明，如图所示：

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的高电位端和低电位端。另外，需要说明的是，在本发明的其他实施例中，上述的开关单元100也可以为其他具备开关特性的半导体器件，如MOS管、IGBT等。

根据图4提供的正负极性转换电路，当直流电源的正极﹢和负极﹣分别与转换电路的第一输入端Vin1和第二输入端Vin2连接时，由于Vin2为低电位，所以NPN型三极管Q1不导通，整个开关单元100关断，双刀双掷继电器K1处于常闭状态，直流电源的正极﹢所输出的电流通过双刀双掷继电器K1的第一常闭接点3和第二常闭接点5对负载200供电。当直流电源的正极﹢和负极﹣分别与上述转换电路的第二输入端Vin2和第一输入端Vin1连接时，由于Vin2为高电位，所以NPN型三极管Q1导通，整个开关单元100就导通，双刀双掷继电器K1处于吸合状态，直流电源的正极﹢所输出的电流通过双刀双掷继电器K1的第二常开接点6和第一常开接点4对负载200供电；综上，从而实现了电源输入极性的自动转换，使负载200在直流电源的正负极反接的情况下仍然能够正常获得供电并工作，且在双刀双掷继电器K1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。

基于上述的正负极性转换电路，本发明实施例还提供了一种LED灯具，如图5所示，该LED灯具包括发光二极管LED1和上述的正负极性转换电路。正负极性转换电路同样包括：双刀双掷继电器K1、二极管D1和开关单元100；

双刀双掷继电器K1的双刀接点1、2分别为该转换电路的第一输入端Vin1和第二输入端Vin2，双刀双掷继电器K1的第一常闭接点3和第二常开接点6共接在负载200的正极，双刀双掷继电器K1的第二常闭接点5与第一常开接点4共接在负载200的负极；开关单元100的控制端同时接所述转换电路的第二输入端Vin2和双刀双掷继电器K1的控制线圈的第一端，开关单元100的高电位端同时接双刀双掷继电器K1的控制线圈的第二端和二极管D1的阴极，开关单元100的低电位端接地，二极管D1的阳极接双刀双掷继电器K1的控制线圈的第一端。

上述LED灯具的工作原理与前述正负极性转换电路的工作原理一致，故在此不再赘述。

综上所述，本发明通过采用包括双刀双掷继电器、二极管和开关单元的正负极性转换电路，当直流电源的正极和负极分别与所述转换电路的第一输入端和第二输入端连接时，所述直流电源的正极所输出的电流通过双刀双掷继电器的第一常闭接点和第二常闭接点对所述负载（如发光二极管）进行供电；当直流电源的正极和负极分别与所述转换电路的第二输入端和第一输入端连接时，开关单元导通以使双刀双掷继电器处于吸合状态，所述直流电源的正极所输出的电流通过所述双刀双掷继电器的第二常开接点和第一常开接点对所述负载进行供电。综上所述，正负极性转换电路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，且双刀双掷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。

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，尽管参照前述实施例对本发明进行了较详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改、或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)

1.一种正负极性转换电路，连接在直流电源和负载之间，其特征在于，所述转换电路包括：双刀双掷继电器、二极管和开关单元；

所述双刀双掷继电器的双刀分别为该转换电路的第一输入端和第二输入端，所述双刀双掷继电器的第一常闭接点和第二常开接点共接在所述负载的正极，所述双刀双掷继电器的第二常闭接点与第一常开接点共接在所述负载的负极；所述开关单元的控制端同时接所述转换电路的第二输入端和所述双刀双掷继电器的控制线圈的第一端，所述开关单元的高电位端同时接所述双刀双掷继电器的控制线圈的第二端和所述二极管的阴极，所述开关单元的低电位端接地，所述二极管的阳极接所述双刀双掷继电器的控制线圈的第一端；

当所述直流电源的正极和负极分别与所述转换电路的第一输入端和第二输入端连接时，所述开关单元关断，所述双刀双掷继电器处于常闭状态，所述直流电源的正极所输出的电流通过所述双刀双掷继电器的第一常闭接点和第二常闭接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转换电路的第二输入端和第一输入端连接时，所述开关单元导通，所述双刀双掷继电器处于吸合状态，所述直流电源的正极所输出的电流通过所述双刀双掷继电器的第二常开接点和第一常开接点对所述负载进行供电。

2.如权利要求1所述的正负极性转换电路，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高电位端和低电位端。

3.一种LED灯具，其特征在于，所述LED灯具包括发光二极管和正负极性转换电路，所述转换电路包括：双刀双掷继电器、二极管和开关单元；

所述双刀双掷继电器的双刀分别为该转换电路的第一输入端和第二输入端，所述双刀双掷继电器的第一常闭接点和第二常开接点共接在所述负载的正极，所述双刀双掷继电器的第二常闭接点与第一常开接点共接在所述负载的负极；所述开关单元的控制端同时接所述转换电路的第二输入端和所述双刀双掷继电器的控制线圈的第一端，所述开关单元的高电位端同时接所述双刀双掷继电器的控制线圈的第二端和所述二极管的阴极，所述开关单元的低电位端接地，所述二极管的阳极接所述双刀双掷继电器的控制线圈的第一端；

当所述直流电源的正极和负极分别与所述转换电路的第一输入端和第二输入端连接时，所述开关单元关断，所述双刀双掷继电器处于常闭状态，所述直流电源的正极所输出的电流通过所述双刀双掷继电器的第一常闭接点和第二常闭接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转换电路的第二输入端和第一输入端连接时，所述开关单元导通，所述双刀双掷继电器处于吸合状态，所述直流电源的正极所输出的电流通过所述双刀双掷继电器的第二常开接点和第一常开接点对所述负载进行供电。

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高电位端和低电位端。