CN106486998B - 一种l/n线输入端极性自动识别转换电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种L/N线输入端极性自动识别转换的电路架构,由半桥式整流限幅电路和自主识别极性自动切换桥式电路组成,基于一对输入端相对连接的稳压管以及与稳压管并联的电容,将高压交流电整流为直流电,然后限幅,使得整流后的电压降低至安全电压;基于桥接的MOS管自动使后极电路切换跟随输入电压极性。该电路可自动识别电网回路中,L/N线极性并做自动调整。通过上述方式,本发明能够解决同类产品在组装时必须区分L/N线,避免错误接线或电网中其他电器的电压极性干扰导致同类产品出现功能异常的问题,使得该类产品更具智能化,应用更广泛和灵活。
Description
技术领域
本发明涉及应急照明领域,特别是涉及一种正常供电时,可用作普通照明产品使用,电网断电时可自动切换为应急照明功能的一灯多用的智能应急照明产品。
背景技术
现有类似功能的应急照明灯具对电网L/N线的接线要求严格,当所在的局部电网中,存在多个同类灯具时,如果其中一个或多个灯具的L/N线接反,便会出现功能异常的问题。这个功能缺陷是由于这类产品电路结构本身的缺陷所决定的。该电路结构只要在输入给予一个相反的极性电压,便会出现误判断触发应急照明功能。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种能够自动识别L/N线极性,并进行自动调整的电路架构,能够解决前述产品因误判断而触发应急照明的电路结构功能问题,实现一灯多用的智能化应急照明灯具。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种由两个桥式电路构成的电路结构,在高压交流输入时,交流电经过一个半桥式整流电路后限幅,电压被钳制在安全特低电压,确保后级电路不受高电压的击穿。在低压直流电输入时,通过对输入电压极性的检测,后级桥式整流电路将根据电压极性判断结果自动切换输入电压的回路,以匹配输入电压的极性。实现对L/N输入线的极性自动检测和切换功能。
具体地,本发明提出一种L/N线输入端极性自动识别转换的电路,所述电路包括半桥式整流限幅电路和自主识别极性自动切换桥式电路;所述半桥式整流限幅电路基于一对输入端相对连接的稳压管以及与稳压管并联的电容,将高压交流电整流为直流电,然后限幅,使得整流后的电压降低至安全电压;所述自主识别极性并自动切换的桥式电路基于桥接的MOS管自动使后极电路切换跟随输入电压极性。
优选地,所述半桥式整流限幅电路包含电阻R1,R2,R3、二极管D1、稳压管ZD1,ZD2和电容C1,稳压管ZD1,ZD2的输出端相对连接。
优选地,所述半桥式整流限幅电路的连接关系为:电阻R1的第一端接火线L端,电阻R1的第二端接电阻R3的第一端和二极管D1的正向导通输入端。电阻R3与二极管D1并联,电阻R3第二端和二极管的输出端接稳压管ZD1的正向导通输入端。稳压管ZD1和稳压管ZD2呈反接状态,稳压管 ZD1的输出端接稳压管ZD2的输出端,稳压管ZD2的输入端接电阻R2的第二端,电阻R2的第一端接零线N端。电容C1跨接于稳压管ZD1、ZD2两端,电容C1的第一端和第二端分别接稳压管ZD1、ZD2的正向导通输入端。
优选地,所述电容C1的第一端和第二端分别与后级桥式极性变换电路的两端相连接。
优选地,所述自主识别极性自动切换桥式电路由电阻R4,R5,R6,R7, R8、二极管D2、稳压管ZD3、MOS管Q1、Q2、Q3、Q4组成的桥式极性变换电路
优选地,所述电路的连接关系为:电阻R6的第一端接变阻半桥式整流限幅电路的第一输出端,电阻R6的第二端分别接MOS管Q4的漏极,电阻 R5的第一端,MOS管Q3的漏极,电阻R8的第一端。MOS管Q4的源极接电池负极BAT-,稳压管ZD3的输入端以及MOS管Q2的源极;MOS管Q4的栅极接MOS管Q3的栅极、电阻R4的第一端。电阻R5的第二端接MOS管Q2的栅极,MOS管Q1的栅极;MOS管Q3的源极接电阻R8的第二端,二极管D2 的输出端和MOS管Q1的源极;电阻R8的第二端接MOS管Q3的源极,二极管D2的输出端和MOS管Q1的源极。二极管D2的正向导通输入端接电池正极BAT+。MOS管Q1的漏极接电阻R4的第二端,电阻R7的第二端,稳压管的输出端,以及变阻半桥式整流限幅电路的第二输出端,电阻R7的第一端与MOS管Q2的漏极连接。
本发明还提出一种半桥式整流限幅电路,所述半桥式整流限幅电路的连接关系为:电阻R1的第一端接火线L端,电阻R1的第二端接电阻R3的第一端和二极管D1的正向导通输入端。电阻R3与二极管D1并联,电阻R3 第二端和二极管的输出端接稳压管ZD1的正向导通输入端。稳压管ZD1和稳压管ZD2呈反接状态,稳压管ZD1的输出端接稳压管ZD2的输出端,稳压管ZD2的输入端接电阻R2的第二端,电阻R2的第一端接零线N端。电容C1跨接于稳压管ZD1、ZD2两端,电容C1的第一端和第二端分别接稳压管ZD1、ZD2的正向导通输入端。
优选地,所述电容C1的第一端和第二端分别与后级桥式极性变换电路的两端相连接。
本发明还提出一种自主识别极性自动切换桥式电路,所述电路的连接关系为:电阻R6的第一端接变阻半桥式整流限幅电路的第一输出端,电阻 R6的第二端分别接MOS管Q4的漏极,电阻R5的第一端,MOS管Q3的漏极,电阻R8的第一端。MOS管Q4的源极接电池负极BAT-,稳压管ZD3的输入端以及MOS管Q2的源极;MOS管Q4的栅极接MOS管Q3的栅极、电阻R4的第一端。电阻R5的第二端接MOS管Q2的栅极,MOS管Q1的栅极;MOS管Q3 的源极接电阻R8的第二端,二极管D2的输出端和MOS管Q1的源极;电阻 R8的第二端接MOS管Q3的源极,二极管D2的输出端和MOS管Q1的源极。二极管D2的正向导通输入端接电池正极BAT+。MOS管Q1的漏极接电阻R4 的第二端,电阻R7的第二端,稳压管的输出端,以及变阻半桥式整流限幅电路的第二输出端,电阻R7的第一端与MOS管Q2的漏极连接。
本发明的有益效果是:
1、该电路可自动识别电网回路中,L/N线极性并做自动调整。解决同类产品在组装时必须区分L/N线,避免错误接线或电网中其他电器的电压极性干扰导致同类产品出现功能异常的问题,使得该类产品更具智能化,应用更广泛和灵活。
2、自主识别极性并自动切换的桥式电路,通过对输入电压极性的检测,判断输入电压极性并根据判断结果自动切换与之匹配的通路上。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明;
图1为本发明实施例的L/N线输入端极性自动识别调整电路架构的电路原理图;
图2为本发明实施例的L/N线输入端极性自动识别调整电路的前级输入整流部分;
图3为本发明实施例的L/N线输入端极性自动识别调整电路的后级桥式极性变换电路部分;
图4为应用了本发明实施例电路方案的智能应急灯驱动控制电路。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。由于激光器整机系统较为复杂,发明中激光器的充电部分属于常规技术不再赘述,下面主要结合激光器的放电回路来说明发明所采用的技术方案。
实施例一:
以图2所示的电路为例,其是由电阻R1,R2,R3、二极管D1、稳压管 ZD1,ZD2和电容组成的变阻半桥式整流限幅电路。其电路连接关系为,电阻R1的第一端接火线L端,电阻R1的第二端接电阻R3的第一端和二极管 D1的正向导通输入端。电阻R3与二极管D1并联,电阻R3第二端和二极管的输出端接稳压管ZD1的正向导通输入端。稳压管ZD1和稳压管ZD2呈反接状态,稳压管ZD1的输出端接稳压管ZD2的输出端,稳压管ZD2的输入端接电阻R2的第二端,电阻R2的第一端接零线N端。电容C1跨接于稳压管ZD1、ZD2两端,电容C1的第一端和第二端分别接稳压管ZD1、ZD2的正向导通输入端,电容C1的第一端和第二端还后级桥式极性变换电路的两端相连接。
图2所示的变阻半桥式整流限幅电路工作原理如下:当接入高压交流电时,在电压正半周,二极管D1导通,电容C1开始储电,充电时间常数约为τ1=(R1+R2)*C1。由于稳压管ZD1正向导通,稳压管ZD2反向导通,将电容C1的最高电压限制在安全特低电压范围内,保护了后级电路,同时由于C1电压高于后级回路电压,因此后级回路的断电应急功能将被关掉。当电压进入负半周后,二极管D1截止不导通,稳压管ZD1反向导通,ZD2 正向导通,电容两端反向电压同样被钳制在安全特低电压范围内,电压不会对后级电路造成损坏;此时,电容C1经过R1,R2,R3放电,放电时间常数为τ2=(R1+R2+R3)*C1,显然τ1<τ2,因此经过N个周期后,电容 C1两端的电压最终会维持正向电压并接近稳压管所钳制的电压。同时,电阻R3的作用是为了让后级断电检测电路在经过图3电压极性跟随变换后,通过电阻R3与电网连接从而形成一个回路,这个回路将会帮助电路判断是否断电还是关灯的动作,从而选择是否开启应急照明功能
实施例2:
以图3所示的电路为例,其是由电阻R1,R2,R3,R4,R5、二极管D1、稳压管ZD1、MOS管Q1、Q2、Q3、Q4组成的桥式极性变换电路。其电路连接关系为,电阻R1的第一端接变阻半桥式整流限幅电路的第一输出端A,电阻R1的第二端分别接MOS管Q1的漏极,电阻R3的第一端,MOS管Q3的漏极,电阻R2的第一端。MOS管Q1的源极接电池负极BAT-,稳压管ZD1的输入端以及MOS管Q2的源极;MOS管Q1的栅极接MOS管Q3的栅极、电阻 R4的第一端。电阻R3的第二端接MOS管Q2的栅极,MOS管Q4的栅极。MOS 管Q3的源极接电阻R2的第二端,二极管D1的输出端和MOS管Q4的源极。电阻R2的第二端接MOS管Q3的源极,二极管D1的输出端和MOS管Q4的源极。二极管D1的正向导通输入端接电池正极BAT+。MOS管Q4的漏极接电阻R4的第二端,电阻R5的第二端,稳压管的输出端,以及变阻半桥式整流限幅电路的第二输出端B。电阻R5的第一端与MOS管Q2的漏极连接。
在本实施例中MOS管Q1、Q2为N沟道二极管,MOS管Q3、Q4为P沟道二极管。
图3所示的桥式极性变换电路工作原理如下:当输入电压极性在A点为正,B点为负时,Q1的Vgs为0,Q1截止;Q2的Vgs>0,Q2导通;Q3 的Vgs<0,Q3导通;Q4的Vgs为0,Q4截止,于是,输入电压正极将与后级电路电压正极对应,输入电压负极将与后级电路电压负极对应;同理可得,当输入电压极性在A点为负,B点为正时,后级电路电压正极将与B点对应,后级电路负极将与A点对应。因此无论输入电压正负极如何,电池电压极性都可以根据输入电压的极性自动切换跟随。电阻R2和稳压二极管ZD1 是为了给两边电压极性提供一个电势位的软连接,避免电势位因无法平衡而导致电路工作不稳定或被高压损坏电路器件。
当然电路的设计可以根据其工作原理可以将MOS管设置成三极管。或者调整MOS管的种类,例如将MOS管Q1、Q2为P沟道二极管,MOS管Q3、 Q4为N沟道二极管,并对应调整其他元件。
实施例三:
实施例一和实施例二中的变阻半桥式整流限幅电路和桥式极性变换电路在配合其整流电路或极性变化电路的情况下是可以单独实施的。本实施例是变阻半桥式整流限幅电路与桥式极性变换电路相结合的较优实施例。
如图1所示,变阻半桥式整流限幅电路中电容C1的两端分别作为两个输出端。电容C1的输出端连接电阻R6的第一端,电容C1的第二端连接稳压管ZD3输出端、电阻R7的第二端、电阻R4的第二端和MOS管Q1的漏极。
根据其电路原理,当接入高压交流电时,在电压正半周,二极管D1导通,电容C1开始储电,充电时间常数约为τ1=(R1+R2)*C1。由于稳压管ZD1 正向导通,稳压管ZD2反向导通,将电容C1的最高电压限制在安全特低电压范围内,保护了后级电路,同时由于C1电压高于后级回路电压,因此后级回路的断电应急功能将被关掉。当电压进入负半周后,二极管D1截止不导通,稳压管ZD1反向导通,ZD2正向导通,电容两端反向电压同样被钳制在安全特低电压范围内,电压不会对后级电路造成损坏;此时,电容C1经过R1,R2,R3放电,放电时间常数为τ2=(R1+R2+R3)*C1,显然τ1<τ 2,因此经过N个周期后,电容C1两端的电压最终会维持正向电压并接近稳压管所钳制的电压。
当输入电压极性在电容C1的上端为正,电容C1的下端为负时,Q1的 Vgs为0,Q1截止;Q2的Vgs>0,Q2导通;Q3的Vgs<0,Q3导通;Q4的 Vgs为0,Q4截止,于是,输入电压正极将与后级电路电压正极对应,输入电压负极将与后级电路电压负极对应。
当输入电压极性在电容C1的上端为负,电容C1的下端为正时,后级电路电压正极将与电容C1下端对应对应,后级电路负极将与电容C1上端对应。因此无论输入电压正负极如何,电池电压极性都可以根据输入电压的极性自动切换跟随。电阻R2和稳压二极管DZ1是为了给两边电压极性提供一个电势位的软连接,避免电势位因无法平衡而导致电路工作不稳定或被高压损坏电路器件。
如图4所示,将本发明电路方案的智能应急灯驱动控制电路能够有效避免电势位因无法平衡而导致电路工作不稳定或被高压损坏电路器件。
该电路可自动识别电网回路中,L/N线极性并做自动调整。通过上述方式,本发明能够解决同类产品在组装时必须区分L/N线,避免错误接线或电网中其他电器的电压极性干扰导致同类产品出现功能异常的问题,使得该类产品更具智能化,应用更广泛和灵活。
现有的同类产品电路,无法实现双向输入输出,尤其是在高压交流和低压直流都共存的情况下,无法实现极性的自动判断和转换的同时确保后级电路安全可靠,以及严重影响后级电路对输入电网的检测功能。
半桥式整流限幅电路,在通高压交流电时,将交流电整流为直流电,然后限幅,使得整流后的电压降低至特低安全电压,保护后级电路避免遭受高压击毁。自主识别极性并自动切换的桥式电路,通过对输入电压极性的检测,判断输入电压极性并根据判断结果自动切换与之匹配的通路上。
能够对L/N的极性自动判断和检测功能同时不干扰电路对电网回路检测的功能,使得整个电路不受L/N线电压极性影响,即使多灯并联也可有效检测电网断电与否,正确触发应急照明功能。实现一灯多用智能应急照明灯。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种L/N线输入端极性自动识别转换电路,所述电路包括半桥式整流限幅电路和自主识别极性自动切换桥式电路;
所述半桥式整流限幅电路基于一对输入端相对连接的稳压管ZD1、稳压管ZD2以及与稳压管并联的电容C1,将高压交流电整流为直流电,然后限幅,使得整流后的电压降低至安全电压;所述半桥式整流限幅电路包含电阻R1,R2,R3、二极管D1、稳压管ZD1,ZD2和电容C1,稳压管ZD1,ZD2的输出端相对连接;所述半桥式整流限幅电路的连接关系为:电阻R1的第一端接火线L端,电阻R1的第二端接电阻R3的第一端和二极管D1的正向导通输入端;电阻R3与二极管D1并联,电阻R3第二端和二极管的输出端接稳压管ZD1的正向导通输入端;稳压管ZD1和稳压管ZD2呈反接状态,稳压管ZD1的输出端接稳压管ZD2的输出端,稳压管ZD2的输入端接电阻R2的第二端,电阻R2的第一端接零线N端;电容C1跨接于稳压管ZD1、稳压管ZD2两端,电容C1的第一端和第二端分别接稳压管ZD1、稳压管ZD2的正向导通输入端;
所述自主识别极性并自动切换的桥式电路基于桥接的MOS管自动使后极电路切换跟随输入电压极性;所述自主识别极性自动切换桥式电路由电阻R4,R5,R6,R7,R8、二极管D2、稳压管ZD3、MOS管Q1、Q2、Q3、Q4组成的桥式极性变换电路;所述自主识别极性并自动切换的桥式电路的连接关系为:电阻R6的第一端接变阻半桥式整流限幅电路的第一输出端,电阻R6的第二端分别接MOS管Q4的漏极,电阻R5的第一端,MOS管Q3的漏极,电阻R8的第一端;MOS管Q4的源极接电池负极BAT-,稳压管ZD3的输入端以及MOS管Q2的源极;MOS管Q4的栅极接MOS管Q3的栅极、电阻R4的第一端;电阻R5的第二端接MOS管Q2的栅极,MOS管Q1的栅极;MOS管Q3的源极接电阻R8的第二端,二极管D2的输出端和MOS管Q1的源极;电阻R8的第二端接MOS管Q3的源极,二极管D2的输出端和MOS管Q1的源极,二极管D2的正向导通输入端接电池正极BAT+;MOS管Q1的漏极接电阻R4的第二端,电阻R7的第二端,稳压管的输出端,以及变阻半桥式整流限幅电路的第二输出端,电阻R7的第一端与MOS管Q2的漏极连接。
2.根据权利要求1所述的电路,其特征在于:所述电容C1的第一端和第二端分别与后级桥式极性变换电路的两端相连接。
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