CN106774597B - 电源电路、线性电源和音频设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源电路。电源电路包括检测电路、绕组切换电路、控制电路和第一变压器。第一变压器包括第一初级线圈绕组和第二初级线圈绕组。第一初级线圈绕组对应于高压电网，第二初级线圈绕组对应于低压电网。控制电路连接检测电路和绕组切换电路。检测电路用于检测电网是高压电网还是低压电网并发送检测信号至控制电路。控制电路用于根据检测信号控制绕组切换电路接通第一初级线圈绕组与电网，或接通第二初级线圈绕组与电网。本发明实施方式的电源电路通过检测电路检测电网的类型，从而自动切换到第一变压器与电网相对应的初级线圈绕组，使得用电系统工作在正确的电压状态。此外，本发明还公开了一种线性电源和音频设备。

Description

电源电路、线性电源和音频设备

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种电源电路、线性电源和音频设备。

背景技术

在相关技术中，由于线性变压器无法做宽电压设计，为了实现一个变压器既能工作在100V～120VAC的低电压系统，也能工作在200V～240VAC的高电压系统，变压器需要设计两个不同匝数的初级线圈绕组。在低电压系统中，变压器接入低匝数的初级线圈绕组，在高电压系统中，变压器接入高匝数的初级线圈绕组。目前市面上的设备基本都是通过手动拨动双向开关来切换绕组，因而，这种操作方式存在着人为操作失误的风险，且用户操作不便，体验不佳。

发明内容

本发明实施方式提供一种电源电路、线性电源和音频设备。

本发明实施方式的电源电路，包括检测电路、绕组切换电路、控制电路和第一变压器，所述第一变压器包括第一初级线圈绕组和第二初级线圈绕组，所述第一初级线圈绕组对应于高压电网，所述第二初级线圈绕组对应于低压电网，所述控制电路连接所述检测电路和所述绕组切换电路，所述检测电路用于检测电网是所述高压电网还是所述低压电网并发送检测信号至所述控制电路，所述控制电路用于根据所述检测信号控制所述绕组切换电路接通所述第一初级线圈绕组与所述电网，或接通所述第二初级线圈绕组与所述电网。

本发明实施方式的线性电源包括本发明实施方式的电源电路。

本发明实施方式的音频设备包括本发明实施方式的线性电源。

本发明实施方式的电源电路、线性电源和音频设备通过检测电路检测电网的类型，从而自动切换到第一变压器与电网相对应的初级线圈绕组，使得用电系统工作在正确的电压状态，这种操作方式减少了人为操作失误的风险，同时也方便了用户。

本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的电源电路的功能模块示意图。

图2是本发明实施方式的绕组切换电路的功能模块示意图。

图3是本发明另一个实施方式的电源电路的功能模块示意图。

图4是本发明实施方式的判断模块的功能模块示意图。

图5是本发明另一个实施方式的判断模块的功能模块示意图。

图6是本发明又一个实施方式的判断模块的功能模块示意图。

主要元件及符号说明：

电源电路10、第二变压器12、检测电路14、判断模块141、比较器1411、第一判断单元1412、并联式稳压器1413、第二判断单元1414、分压单元1415、第三判断单元1416、模数转换电路14162、整流模块142、滤波模块143、参考电压提供模块144、绕组切换电路15、第一继电器152、第二继电器154、开关电路156、第一开关1562、第二开关1564、控制电路16、第一变压器17、第一初级线圈绕组172、第二初级线圈绕组174、次级线圈绕组176、保护电路18、锁止电路19、电网20。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明的实施方式，而不能理解为对本发明的实施方式的限制。

请参阅图1，本发明实施方式的电源电路10包括检测电路14、绕组切换电路15、控制电路16和第一变压器17。第一变压器17包括第一初级线圈绕组172和第二初级线圈绕组174。第一初级线圈绕组172对应于高压电网，第二初级线圈绕组174对应于低压电网。控制电路16连接检测电路14和绕组切换电路15。检测电路14用于检测电网20是高压电网还是低压电网并发送检测信号至控制电路16。控制电路16用于根据检测信号控制绕组切换电路15接通第一初级线圈绕组172与电网20，或接通第二初级线圈绕组174与电网20。

本发明实施方式的电源电路10通过检测电路14检测电网20的类型，从而自动切换到第一变压器17与电网20相对应的初级线圈绕组，使得用电系统工作在正确的电压状态，这种操作方式减少了人为操作失误的风险，同时也方便了用户。

在一个例子中，高压电网为220V的电网20，低压电网为110V的电网20。

在某些实施方式中，绕组切换电路15包括第一继电器152和第二继电器154。第一继电器152连接第一初级线圈绕组172和电网20。第二继电器154连接第二初级线圈绕组174和电网20。

具体地，在一个例子中，当检测电路14检测到电网20为高压电网时，检测电路14发送第一检测信号至控制电路16，控制电路16根据第一检测信号控制第一继电器152接通第一初级线圈绕组172和电网20，控制第二继电器154断开第二初级线圈绕组174和电网20。当检测电路14检测到电网20为低压电网时，检测电路14发送第二检测信号至控制电路16，控制电路16根据第二检测信号控制第一继电器152断开第一初级线圈绕组172和电网20，控制第二继电器154接通第二初级线圈绕组174和电网20。

在一个例子中，控制电路16可以为MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)。

请参阅图2，在某些实施方式中，绕组切换电路15包括开关电路156。开关电路156包括第一开关1562和第二开关1564。第一开关1562连接第一初级线圈绕组172和电网20。第二开关1564连接第二初级线圈绕组174和电网20。

同理，当检测电路14检测到电网20为高压电网时，检测电路14发送第一检测信号至控制电路16，控制电路16根据第一检测信号控制第一开关1562接通第一初级线圈绕组172和电网20，控制第二开关1564断开第二初级线圈绕组174和电网20。当检测电路14检测到电网20为低压电网时，检测电路14发送第二检测信号至控制电路16，控制电路16根据第二检测信号控制第一开关1562断开第一初级线圈绕组172和电网20，控制第二开关1564接通第二初级线圈绕组174和电网20。

在某些实施方式中，第一变压器17为环形变压器。

具体地，环形变压器具有良好的输出特性和抗干扰能力，电效率高，散热情况好，可以广泛应用于各种用电设备和其他技术要求较高的电子设备中。

在某些实施方式中，第一初级线圈绕组172的线圈匝数大于第二初级线圈绕组174的线圈匝数。

具体地，当电网20为高压电网时，绕组切换电路15接通高线圈匝数的第一次级线圈绕组176与电网20。当电网20为低压电网时，绕组切换电路15接通低线圈匝数的第二次级线圈绕组176与电网20。

如此，可以保证第一变压器17在高压电网和低压电网输入时，输出电压基本恒定，不会因为磁饱和而导致第一变压器17过热而烧毁。

请再次参阅图1，在某些实施方式中，电源电路10包括保护电路18。保护电路18连接第一变压器17的次级线圈绕组176。保护电路18用于在第一变压器17的输出电压发生过压或欠压时断开第一初级线圈绕组172和电网20的接通，或断开第二初级线圈绕组174和电网20的接通。

如此，可以防止检测电路14检测错误或控制电路16工作异常导致控制绕组切换电路15接通错误的初级线圈绕组与电网20。同时，也可保护用电设备的元器件。

具体地，在一个例子中，当绕组切换电路15接通错误的初级线圈绕组与电网20时，保护电路18将会检测到第一变压器17的输出电压发生过压或欠压，进而断开当前错误的初级线圈绕组与电网20的接通。

在某些实施方式中，电源电路10包括锁止电路19。锁止电路19连接绕组切换电路15和控制电路16。锁止电路19用于防止绕组切换电路15同时使第一初级线圈绕组172与电网20接通，和第二初级线圈绕组174与电网20接通。

如此，可以防止控制电路16工作异常导致控制绕组切换电路15同时接通第一初级线圈绕组172与电网20，和接通第二初级线圈绕组174与电网20。

具体地，在一个例子中，当绕组切换电路15包括第一继电器152和第二继电器154时，锁止电路19连接第一继电器152和第二继电器154。当控制电路16给出指令控制绕组切换电路15同时接通第一初级线圈绕组172与电网20和接通第二初级线圈绕组174与电网20造成短路时，锁止电路19使得第一继电器152和第二继电器154无法同时闭合，从而使得第一初级线圈绕组172和第二初级线圈绕组174无法同时与电网20接通。

请参阅图3，在某些实施方式中，检测电路14包括第二变压器12和判断模块141。第二变压器12的初级端用于连接电网20。第二变压器12用于对电网20进行降压隔离处理。判断模块141连接第二变压器12的次级端。判断模块141用于根据第二变压器12的次级端输出的电压判断电网20是高压电网还是低压电网。

如此，第二变压器12作为隔离变压器，使判断模块141不直接连接电网20，保证了安全，且检测电路14可工作在低压状态下，降低了功耗。

在某些实施方式中，检测电路14包括整流模块142。判断模块141通过整流模块142连接第二变压器12的次级端。整流模块142用于将第二变压器12输出的交流信号转换为直流信号并将直流信号输出至判断模块141。

如此，将第二变压器12输出的交流信号转换为直流信号有利于判断模块141进行电压的比较，以判断电网20是高压电网还是低压电网。

在某些实施方式中，整流模块142包括硅桥电路。

具体地，整流模块142可采用硅桥电路组成的全波整流电路。当整流模块142包括硅桥电路时，硅桥电路的两个输入端连接到第二变压器12的次级端，硅桥电路的一个输出端连接判断模块141，硅桥电路的另一个输出端接地。

在某些实施方式中，检测电路14包括滤波模块143。滤波模块143连接整流模块142和判断模块141。滤波模块143用于滤除直流信号中的干扰信号。

如此，滤除整流模块142输出的直流信号中的干扰信号，有利于判断模块141进行电压的比较，以判断电网20是高压电网还是低压电网，并使得判断的结果更加准确。

在某些实施方式中，滤波模块143包括滤波电容。

具体地，滤波电容的一端连接整流模块142和判断模块141，滤波电容的另一端接地。更具体地，当整流模块142包括硅桥电路时，滤波电容的一端连接硅桥电路的一个输出端。

请参阅图3及图4，在某些实施方式中，判断模块141包括比较器1411和第一判断单元1412。比较器1411连接整流模块142。检测电路14包括参考电压提供模块144。参考电压提供模块144用于提供参考电压。比较器1411用于比较直流信号的电压与参考电压并输出比较信号。第一判断单元1412用于根据比较信号判断电网20是高压电网还是低压电网。

在一个例子中，第一判断单元1412可以为MCU。

在一个例子中，参考电压提供模块144连接比较器1411的同相输入端，整流模块142的输出端连接比较器1411的反相输入端。当比较器1411的同相输入端的电压低于反相输入端的电压，也即是直流信号的电压高于参考电压时，比较器1411输出低电平信号，第一判断单元1412判断电网20为高压电网。当比较器1411的同相输入端的电压高于反相输入端的电压，也即是直流信号的电压低于参考电压时，比较器1411输出高电平信号，第一判断单元1412判断电网20为高压电网。

当然，在其他例子中，参考电压提供模块144可以连接比较器1411的反相输入端，整流模块142的输出端连接比较器1411的同相输入端。同理，当直流信号的电压高于参考电压时，比较器1411输出高电平信号，第一判断单元1412判断电网20为高压电网。在此，不再详细展开。

在一个例子中，参考电压提供模块144可以为偏置电源。偏置电源用于提供参考电压。

请参阅图5，在某些实施方式中，判断模块141包括并联式稳压器1413和第二判断单元1414。并联式稳压器1413连接整流模块142。第二判断单元1414用于在直流信号的电压高于并联式稳压器1413的导通电压时判断电网20为高压电网。第二判断单元1414用于在直流信号的电压低于并联式稳压器1413的导通电压时判断电网20为低压电网。

在一个例子中，第二判断单元1414可以为MCU。

在一个例子中，并联式稳压器1413可以为TL431。

请参阅图6，在某些实施方式中，判断模块141包括分压单元1415和第三判断单元1416。第三判断单元1416包括模数转换电路14162。分压单元1415连接模数转换电路14162。分压单元1415用于调节模数转换电路14162的输入电压。模数转换电路14162用于将整流模块142输出的直流信号转换为电压数值。第三判断单元1416用于根据电压数值判断电网20是高压电网还是低压电网。

在一个例子中，第三判断单元1416可以为MCU。

具体地，由整流模块142输出的直流信号的电压经过分压单元1415分压后，输入到模数转换电路14162并转换为电压数值，第三判断单元1416根据电压数值判断电网20是高压电网还是低压电网。例如，当电压数值等于第一数值时，第三判断单元1416判断电网20为高压电网，当电压数值等于第二数值时，第三判断单元1416判断电网20为低压电网。

在某些实施方式中，当判断模块141包括判断单元时(如第一判断单元1412、第二判断单元1414和/或第三判断单元1416时)，判断单元可与控制电路16集成在MCU中，以提高电源电路10的集成度，降低成本。

本发明实施方式的线性电源包括上述任一实施方式的电源电路10。

本发明实施方式的线性电源通过检测电路14检测电网20的类型，从而自动切换到第一变压器17与电网20相对应的初级线圈绕组，使得用电系统工作在正确的电压状态，这种操作方式减少了人为操作失误的风险，同时也方便了用户。

本发明实施方式的音频设备包括本发明实施方式的线性电源。

具体地，音频设备可以但不局限为功放机、音箱、多媒体控制台、数字调音台、音频采样卡、合成器、中高频音箱、话筒、PC中的声卡、耳机、DVD播放设备等音频设备。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的实施方式的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的实施方式中的具体含义。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的实施方式的不同结构。为了简化本发明的实施方式的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明的实施方式可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明的实施方式提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理模块的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的实施方式的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明的各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电源电路，其特征在于，包括检测电路、绕组切换电路、控制电路和第一变压器，所述第一变压器包括第一初级线圈绕组和第二初级线圈绕组，所述第一初级线圈绕组对应于高压电网，所述第二初级线圈绕组对应于低压电网，所述控制电路连接所述检测电路和所述绕组切换电路，所述检测电路用于检测电网是所述高压电网还是所述低压电网并发送检测信号至所述控制电路，所述控制电路用于根据所述检测信号控制所述绕组切换电路接通所述第一初级线圈绕组与所述电网，或接通所述第二初级线圈绕组与所述电网；

所述检测电路包括第二变压器和判断模块，所述第二变压器的初级端用于连接所述电网，所述第二变压器用于对所述电网进行降压隔离处理；

所述判断模块连接所述第二变压器的次级端，所述判断模块用于根据所述第二变压器的次级端输出的电压判断所述电网是所述高压电网还是所述低压电网；

所述检测电路包括整流模块，所述判断模块通过所述整流模块连接所述第二变压器的次级端，所述整流模块用于将所述第二变压器输出的交流信号转换为直流信号并将所述直流信号输出至所述判断模块；

所述判断模块包括比较器和第一判断单元，所述比较器连接所述整流模块，所述检测电路包括参考电压提供模块，所述参考电压提供模块用于提供参考电压，所述比较器用于比较所述直流信号的电压与所述参考电压并输出比较信号，所述第一判断单元用于根据所述比较信号判断所述电网是所述高压电网还是所述低压电网。

2.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述绕组切换电路包括第一继电器和第二继电器，所述第一继电器连接所述第一初级线圈绕组和所述电网，所述第二继电器连接所述第二初级线圈绕组和所述电网。

3.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述绕组切换电路包括开关电路，所述开关电路包括第一开关和第二开关，所述第一开关连接所述第一初级线圈绕组和所述电网，所述第二开关连接所述第二初级线圈绕组和所述电网。

4.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述第一变压器为环形变压器。

5.如权利要求1所述电源电路，其特征在于，所述第一初级线圈绕组的线圈匝数大于所述第二初级线圈绕组的线圈匝数。

6.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路包括保护电路，所述保护电路连接所述第一变压器的次级线圈绕组，所述保护电路用于在所述第一变压器的输出电压发生过压或欠压时断开所述第一初级线圈绕组和所述电网的接通，或断开所述第二初级线圈绕组和所述电网的接通。

7.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述电源电路包括锁止电路，所述锁止电路连接所述绕组切换电路和所述控制电路，所述锁止电路用于防止所述绕组切换电路同时使所述第一初级线圈绕组与所述电网接通，和所述第二初级线圈绕组与所述电网接通。

8.如权利要求1所述的电源电路，其特征在于，所述检测电路包括滤波模块，所述滤波模块连接所述整流模块和所述判断模块，所述滤波模块用于滤除所述直流信号中的干扰信号。

9.一种线性电源，其特征在于，包括如权利要求 1-8任意一项所述的电源电路。

10.一种音频设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的线性电源。