CN115441754A - 一种供电电路、电源电路和电器 - Google Patents

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CN115441754A CN202211376131.0A CN202211376131A CN115441754A CN 115441754 A CN115441754 A CN 115441754A CN 202211376131 A CN202211376131 A CN 202211376131A CN 115441754 A CN115441754 A CN 115441754A
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Abstract

本申请涉及一种供电电路、电源电路和电器,包括初步整流滤波单元、采样单元、第一电压识别单元、第二电压识别单元和变压整流电路,初步整流滤波单元对交流电进行初步整流滤波后输出第一直流电压;第一电压识别单元根据采样单元输出的第一采样电压的电学特征输出相应的第一控制信号;第二电压识别单元根据采样单元输出的第二采样电压的电学特征输出相应的第二控制信号;切换开关单元基于第一控制信号和/或第二控制信号来改变其导通状态,变压整流电路基于切换开关单元的导通状态而对交流电进行不同的整流过程并输出第二直流电压。本申请提供的这种电路的结构较为简单,成本低,可靠性高,实用性以及普适度较高。

Description

一种供电电路、电源电路和电器
技术领域
本申请实施例涉及电压转换技术领域,特别涉及一种供电电路、电源电路和电器。
背景技术
现有技术涉及的诸如吹风机、风筒、切割机、雕刻机以及小型电钻等电动工具在上通常只能适用于一种电网,即只能适用于220V或者110V电网,这会产生一些问题,以电吹风或高速风筒为例,由同步电机制作的电吹风因为体积小重量轻,方便携带,激发了用户携带它跨国旅行的热情,但不得不面对的一个问题是世界很多国家的市电电压存在差异,使得风筒到市电有差异的国家之间不能使用,甚至发生爆炸,例如把额定电压 110V 的风筒插到 220V 电压上,会立即发生爆炸,例如电吹风或风筒里面的电容等器件因为耐受不了更高的电压而爆炸,因此设置一定的电压切换电路是有必要的。
当然,目前市面上的上述电器也有一些具备了同时适用于220V和110V二种电网的能力,但其所采用的电压切换电路结构复杂,升压成本非常高,效率低,元器件体积也非常大。
为了解决上述问题,有些用电器在设计时还会通过开关、拨码或跳针等方式人为指定交流电源的电压等级,达到在不同电压等级下都能保持用电器工作的目的。例如在用电器内置的变压器电路上设置开关以切换变压等级,或者在用电器内置的整流电路上通过开关设置是否使用倍压整流电路等方式,使得用电器内部的后级电路的电压始终保持在设计电压上,从而达到用电器在不同电源等级的交流电源下也能稳定工作的目的。此类用电器例如为海外旅行专门设计的吹风机等用电器,就带有110V/220V交流电压的开关。但是,这种方法不仅使用上繁琐,而且存在着极大的安全隐患。当指定输入交流110V等级电压时,用电器接上220V交流电,会造成用电器内部的后级电路的直流电压过高而击穿损坏电路器件,更严重时造成火灾,或者带来人身伤亡等重大事故。而当指定输入交流220V等级时,用电器接上110V交流电,用电器也会因为内部的后级电路的电压不足而造成工作电压欠缺、动力不足、严重发热甚至引起火灾等多种问题。
而且,对于电压切换电路来说,电路的可靠性以及容错率也是一个非常重要的需要考虑的问题,目前有些电路在转换电压时,例如将AC 220V倍压时,用纯软件来控制升压,软件控制稍有不慎就可能烧坏电机。
因此,有必要对以上这些电压切换的电路结构所涉及的相关缺陷予以改进。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种供电电路、电源电路和电器,其能够解决现有技术中的电压转换电路所涉及的电路结构复杂或可靠性差等缺陷。
为解决上述技术问题,本申请在第一方面提供了一种供电电路,其用于接入交流电源并处理该交流电源输入的交流电,该供电电路包括初步整流滤波单元、采样单元、第一电压识别单元、第二电压识别单元和变压整流电路,初步整流滤波单元电连接交流电源,并被配置为对所述交流电进行初步整流滤波后输出第一直流电压;采样单元电连接于所述初步整流滤波单元,并被配置为对所述第一直流电压进行采样后输出第一采样电压和第二采样电压;第一电压识别单元电连接于所述采样单元,并被配置为根据所述第一采样电压的电学特征输出相应的第一控制信号;第二电压识别单元电连接于所述采样单元,并被配置为根据所述第二采样电压的电学特征输出相应的第二控制信号;变压整流电路电连接于所述交流输入电源,所述变压整流电路包括与所述第一电压识别单元电连接且与所述第二电压识别单元电连接的切换开关单元;其中,所述切换开关单元被配置为基于所述第一控制信号和/或所述第二控制信号来改变其导通状态,所述变压整流电路被配置为基于所述切换开关单元的导通状态而对所述交流电进行不同的整流过程并输出第二直流电压。
本申请提供的该处理交流电的供电电路,电路结构较为简单,实用性较强,同时通过第一电压识别单元和第二电压识别单元这样两个电压识别单元来识别或监测输入的交流电的情况后,再对交流电进行相应的电压转换过程,显著提高了电压转化过程的可靠性和提高了电压转化电路的容错率。
在一个可选的实施例中,当切换开关单元处于导通状态时,所述变压整流电路对所述交流电进行倍压整流并输出第二直流电压;当切换开关单元处于不导通状态时,所述变压整流电路对所述交流电进行全桥整流并输出第二直流电压。
在一个可选的实施例中,所述采样单元包括第一采样电路和第二采样电路;所述第一采样电路和所述第二采样电路均电连接所述初步整流滤波单元,所述第一电压识别单元电连接于所述第一采样电路,所述第二电压识别单元电连接于所述第二采样电路;所述第一采样电路用于对所述第一直流电压进行采样并输出所述第一采样电压;所述第二采样电路用于对所述第一直流电压进行采样并输出所述第二采样电压。
在一个可选的实施例中,所述第一电压识别单元包括MCU或电压比较器,所述第二电压识别单元包括MCU或电压比较器。
在一个可选的实施例中,所述供电电路还包括基准电压单元;所述基准电压单元连接所述变压整流电路的输出端,所述基准电压单元用于根据所述第二直流电压输出基准电压或参考电压。
在一个可选的实施例中,所述切换开关单元包括第一开关元件、第二开关元件和继电器开关;所述第一开关元件的第一端连接所述第一电压识别单元,所述第一开关元件的第二端连接所述基准电压单元,所述第一开关元件的第三端连接所述继电器开关的一个电磁线圈引脚;所述第二开关元件的第一输入端连接所述第二电压识别单元,所述第二开关元件的第二端连接所述继电器开关的另一个电磁线圈引脚;所述继电器开关的磁吸电极引脚连接所述交流电源,所述继电器开关的常开电极引脚连接所述变压整流电路。
在一个可选的实施例中,所述第一开关元件包括三极管Q5和三极管Q1;所述三极管Q5的基极连接所述第一电压识别单元,所述三极管Q5的集电极连接三极管Q1的基极,所述三极管Q5的发射极接地,所述三极管Q1的发射极连接所述基准电压单元,所述三极管Q1的集电极连接所述继电器开关的一个电磁线圈引脚。
在一个可选的实施例中,所述第二开关元件包括三极管Q9;所述三极管Q9的基极连接所述第二电压识别单元,所述三极管Q9的发射极接地,所述三极管Q9的集电极连接所述继电器开关的另一个电磁线圈引脚。
在一个可选的实施例中,所述变压整流电路包括二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、电容C1和电容C2;所述二极管D4、所述二极管D5、所述二极管D6以及所述二极管D7桥接,所述电容C1和所述电容C2串联连接,所述二极管D4和所述二极管D5之间的连接节点c连接所述交流电源的第一端,所述二极管D6和所述二极管D7之间的连接节点b连接所述继电器开关的一个电磁线圈引脚,所述电容C1和所述电容C2之间的串联节点a连接所述继电器开关的常开电极引脚。
在一个可选的实施例中,所述初步整流滤波单元包括二极管D3以及电容C19;所述二极管D3的阳极连接所述交流电源,所述二极管D3的阴极分别连接所述电容C19的正极和所述采样单元,所述电容C19的负极接地。
在一个可选的实施例中,所述交流电包括第一种类型和第二种类型。
在一个可选的实施例中,所述第一电压识别单元进一步被配置为:根据所述第一采样电压的电学特征来确定交流电的类型,若确定所述交流电为第一种类型,则输出用于第一整流模式的第一控制信号,若确定所述交流电为第二种类型,则输出用于第二整流模式的第一控制信号;所述第二电压识别单元进一步被配置为:根据所述第二采样电压的电学特征来确定交流电的类型,若确定所述交流电为第一种类型,则输出用于第一整流模式的第二控制信号,若确定所述交流电为第二种类型,则输出用于第二整流模式的第二控制信号。
在一个可选的实施例中,所述切换开关单元进一步被配置为:基于所述用于第一整流模式的第一控制信号且基于所述用于第一整流模式的第二控制信号而处于导通状态;基于所述用于第二整流模式的第一控制信号或基于所述用于第二整流模式的第二控制信号而处于不导通状态。
在一个可选的实施例中,所述变压整流电路进一步被配置为:当切换开关单元处于导通状态时,对交流电进行第一整流模式下的整流过程并输出第二直流电压;当切换开关单元处于不导通状态时,对交流电进行第二整流模式下的整流过程并输出第二直流电压。
在一个可选的实施例中,所述第一采样电压的电学特征为电压幅值特征;所述第二采样电压的电学特征为电压幅值特征。
在一个可选的实施例中,所述第一电压识别单元进一步被配置为:比较第一采样电压的电压幅值与第一电压阈值的大小关系,若第一采样电压的电压幅值小于第一电压阈值,则由第一电压识别单元输出用于第一整流模式的第一控制信号,若第一采样电压的电压幅值不小于第一电压阈值,则由第一电压识别单元输出用于第二整流模式的第一控制信号;所述第二电压识别单元进一步被配置为:比较第二采样电压的电压幅值与第二电压阈值的大小关系,若第二采样电压的电压幅值小于第二电压阈值,则由第二电压识别单元输出用于第一整流模式的第二控制信号,若第二采样电压的电压幅值不小于第二电压阈值,则由第二电压识别单元输出用于第二整流模式的第二控制信号。
在一个可选的实施例中,所述第一整流模式是指对所述交流电进行倍压整流;所述第二整流模式是指对所述交流电进行全桥整流。
本申请在第二方面提供了一种电源电路,该电源电路包括变频逆变模块以及如第一方面任意一项所述的供电电路;所述变频逆变模块的输入端连接所述供电电路的输出端。
本申请在第三方面提供了一种电器,所述电器包括如第二方面所述的电源电路。
在一个可选的实施例中,所述电器还包括电机;所述电机连接所述电源电路。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本申请实施例涉及的一种供电电路的组成示意图;
图2是是本申请实施例涉及的一种应用在供电电路中的供电方法的流程示意图;
图3是本申请实施例涉及的又一种供电电路的组成示意图;
图4是本申请实施例涉及的又一种供电电路的组成示意图
图5是本申请实施例涉及的又一种供电电路的组成示意图;
图6是对图5中的部分局部电路的放大示意图;
图7是本申请实施例涉及的又一种供电电路的组成示意图;
图8是本申请实施例涉及的又一种供电电路的组成示意图;
图9是对图8中的部分局部电路的放大示意图;
图10是本申请实施例涉及的又一种供电电路的组成示意图;
图11是本申请实施例涉及的又一种供电电路的组成示意图;
图12是本申请实施例涉及的一种供电方法的流程示意图;
图13是本申请实施例涉及的一种供电方法的流程示意图;
图14是本申请实施例涉及的一种供电方法的流程示意图;
图15是本申请实施例涉及的一种供电方法的流程示意图;
图16是对图9中的部分局部电路的放大示意图。
具体实施方式
现在将详细参考本申请的示例性实施例,其在附图中示出以便理解和实施本申请并实现技术效果。可以理解,以下描述仅通过示例的方式进行,而不是限制本申请。在不冲突的情况下,本申请的各种实施例和实施例中的各种特征可以以各种可能的方式组合和重新布置而至少得到可在权利要求中被保护的相关技术方案。在不脱离本申请的精神和范围的情况下,本申请的修改、等同或改进对于本领域技术人员来说是可以理解的。
应当注意,申请文件中对“一个实施例”、“实施例”、“示范性实施例”、“一些/一个可选的实施例”、“一些示例”等的引用指示描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性,但是每一个实施例不必然包括该特定特征、结构或特性。此外,该短语不必然指相同的实施例。
此外,本申请如若涉及到“连接”、“电连接”、“电性连接”等表示动作的描述用语,则应该结合本申请的发明概念做广义的理解,例如应至少可以理解为直接实现、间接实现、固定实现、可活动地实现等方式,以“连接”为例,其可以理解为直接连接和例如通过第三方元件而间接连接的意思,以及固定连接和可活动地连接的意思。另外,本申请涉及的“电连接”和“电性连接”这两种描述用语,可以主要理解为电路构造中不同元器件之间通过PCB铜箔或导线等可传输电信号的实体线路进行连接的形式;但是在一些不冲突且不脱离本申请的发明构思的情况下,也可以理解为通过无线连接(非物理连接)方式实现电连接或电性连接,例如可以通过电磁感应、电感耦合、线圈共振原理以及谐振感应耦合(磁耦合谐振)等实现无线电力连接,以进行电力(电能)或信号的传输。
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。在本申请的描述中,“多个”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。
参考图1,在一些实施例中,本申请涉及一种处理交流电的供电电路100(后文可简称为供电电路100),其可以接入交流电源101,这里“接入”可以是指连接或电连接的意思。供电电路100可以应用在诸如吹风机、高速风筒、切割机、雕刻机以及小型电钻等电动工具或电器中,目的是将相关交流电变成直流电,以达到或基本达到这些电动工具或电器的相关额定电压,例如达到电机的额定电压。
在一些实施例中,供电电路100可以包括初步整流滤波单元102,其电连接所述交流电源101,并被配置为对交流电源101输入的交流电进行初步整流滤波后输出第一直流电压。这里,初步整流滤波单元102是一个非常有必要的电路部分,因为其主要是能给处于初步整流滤波单元102输出端的其他电路部分提供合适且稳定的直流电压,特别是对于后续的涉及电压的测量或采样电路。这里,第一直流电压的电压幅值一般为交流电的电压有效值的
Figure 293107DEST_PATH_IMAGE001
倍,典型的,第一直流电压的电压幅值可以是
Figure 76256DEST_PATH_IMAGE002
Figure 444920DEST_PATH_IMAGE003
在一些实施例中,交流电源101的类型没有特别限制,例如一般可以为各个国家的市电电网,交流电源101所述输入的交流电也可以称为交流输入电源或市电,例如前述交流电源101输入的交流电一般可以是由各国家的电网所提供的市电,其可以包括两种类型,第一种类型为电压有效值范围为88V到132V的交流电,这种类型的典型是110V的交流电,也可简称为AC 110V;第二种类型为电压有效值范围为176V到264V的交流电,这种类型的典型是220V的交流电,也可简称为AC 220V。这里AC是电学领域对交流电的英文缩写。
对于第一种类型的交流电来说,其一般被称为低压交流电,对于大部分电器,特别是电吹风而言,这样的交流电的电压是较低的,往往达不到电吹风电机的额定电压,因此,有必要对这样的第一种类型的交流电进行倍压整流,以达到电吹风电机的额定电压。典型的,这里的“倍压整流”是指二倍压整流,例如对于AC 110V,需要将其倍压整流为DC
Figure 745451DEST_PATH_IMAGE003
,进而达到或基本达到电吹风电机的额定电压(一般为直流电,简称为DC),这里,所谓“基本达到”是指电吹风电机的额定电压可能比
Figure 128678DEST_PATH_IMAGE003
高一点,也可能低一点,也可能刚好是
Figure 82728DEST_PATH_IMAGE003
,总之,通过对AC 110V进行倍压整流,得到了电吹风的电机所需要的额定电压。
对于第二种类型的交流电来说,其一般被称为高压交流电,对于电吹风等电器而言,也需要对这种类型的交流电进行升压整流,但由于其电压有效值比第一种类型的交流电一般要高,因此可以进行全桥整流即可。典型的,例如对AC 220V,我们对其进行全桥整流后可以得到电压幅值为
Figure 204267DEST_PATH_IMAGE003
的直流电压,也称为DC
Figure 42910DEST_PATH_IMAGE003
,如前所述,这样的DC
Figure 543293DEST_PATH_IMAGE003
也是达到或基本达到了电吹风电机的额定电压了,从而电吹风可以正常工作了。
在一些实施例中,供电电路100还可以包括采样单元103,其电连接于前述初步整流滤波单元102,具体的,参见图1,采样单元103接在初步整流滤波单元102的输出端并被配置为对前述第一直流电压进行采样后输出第一采样电压和第二采样电压。采样单元103的类型没有特别限制,例如可以是指主要由采样电阻构成的电路来执行采样功能,从而得到第一采样电压和第二采样电压。在一些可能的示例中,采样单元103可能输出采样电流,这种方式可能等同于输出采样电压,因为采样电流可以通过合适的换算而变成相应的采样电压。
在一些实施例中,供电电路100还可以包括第一电压识别单元104,其电连接于前述采样单元103,具体的,参见图1,第一电压识别单元104可以接在采样单元103的输出端以用于接收第一采样电压,该第一电压识别单元104主要被配置为根据第一采样电压的电学特征输出相应的第一控制信号。
在一些实施例中,供电电路100还可以包括第二电压识别单元105,其同样电连接于所述采样单元103,具体的,参见图1,第二电压识别单元105也可以接在采样单元103的输出端以用于接收第二采样电压,该第二电压识别单元105主要被配置为根据第二采样电压的电学特征输出相应的第二控制信号。
在一些示例中,前述采样电压也可称为采样信号。另外,第一电压识别单元104和第二电压识别单元105的具体实施方式均没有特别限制,主要是能够识别采样电压或识别采样电压的相关电学特征即可,例如二者都可以为MCU(也称为单片机/单片微型计算机)、微控制器、微处理器、电压比较器、中央处理单元(central processingunit,CPU)、数字信号处理器(digital signalprocessor,DSP)、专用集成电路(application specificintegrated circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件/电路、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等器件或这些器件的任意合适组合。
另外,前述采样电压的电学特征可以为电压幅值特征、电压波形特征、电压相位特征、电压频率特征等反映采样电压实际情况的一些特征,典型的,可以是指电压幅值特征,而电压幅值特征主要是指电压幅值的大小。第一电压识别单元104输出的第一控制信号和第二电压识别单元105输出的第二控制信号的类型也均没有特别限制,例如可以为确定性信号和非确定性信号(又称随机信号)、连续信号和离散信号(即模拟信号和数字信号)、能量信号和功率信号、时域信号和频域信号、时限信号和频限信号、实信号和复信号等。典型的,第一控制信号和第二控制信号均可以是数字信号,例如电平信号。在一些示例中,前述第一控制信号和第二控制信号可以为相关电压/电流本身。在一些示例中,前述第一控制信号和第二控制信号也可以为无线信号或有线信号。
在一些实施例中,第一电压识别单元104根据第一采样电压的电学特征输出相应的第一控制信号的过程可以包括如下:
首先第一电压识别单元104可以根据第一采样电压的电学特征来确定交流电源101所输入的交流电的类型,若确定交流电为前述第一种类型,例如确定为AC 110V,则此时第一电压识别单元104可以输出用于第一整流模式的第一控制信号。
这里第一整流模式可以是指对第一种类型的交流电整流,例如将第一种类型的交流电整流为第二直流电压后输出,以满足后续电路/器件(例如电机)的直流电输入的需要。第二直流电压的电压幅值可以高于第一种类型的交流电的电压有效值,例如第二直流电压的电压幅值可以是第一种类型的交流电的电压有效值的
Figure 809189DEST_PATH_IMAGE004
倍。
另外,第一整流模式中涉及的整流的具体方式没有特别限制,只要能将第一种类型的交流电整流即可,例如可以通过半波整流、全波整流、全波桥式整流(全桥整流)以及倍压整流等方式或这些方式的合适组合来进行整流。典型地,第一整流模式可以是通过倍压整流的方式/模式来实现,例如对于AC 110V,其刚好就是第一种类型的交流电,一旦第一电压识别单元104识别到这一点,第一电压识别单元104将会输出一个用于对该第一种类型的交流电进行倍压整流的第一控制信号,例如为高电平信号,以使得供电电路100可以对该AC110V进行倍压整流而输出电压幅值为
Figure 745921DEST_PATH_IMAGE003
的第二直流电压。
若第一电压识别单元104根据第一采样电压的电学特征确定出交流电为前述第二种类型,例如确定为AC 220V,则会输出用于第二整流模式的第一控制信号。
这里第二整流模式可以是指对第二种类型的交流电整流,例如可以将前述第二种类型的交流电整流为第二直流电压,以满足后续电路/器件(例如电机)的直流电输入的需要。第二直流电压的电压幅值可以高于第二种类型的交流电的电压有效值,例如第二直流电压的电压幅值可以是第二种类型的交流电的电压有效值的
Figure 388255DEST_PATH_IMAGE005
倍。
另外,第二整流模式中涉及的整流的具体方式同样没有特别限制,只要能对第二种类型的交流电进行整流即可,例如可以通过半波整流、全波整流、全波桥式整流(全桥整流)以及倍压整流等方式或这些方式的组合来进行整流。典型地,第二整流模式可以是通过全桥整流的方式来实现。例如对于AC 220V,其刚好就是第二种类型的交流电,一旦第一电压识别单元104识别到这一点,第一电压识别单元104将会输出一个用于对该第二种类型的交流电进行全桥整流的第一控制信号,例如为低电平信号,以使得供电电路100可以对该AC220V进行全桥整流而输出电压幅值为
Figure 8723DEST_PATH_IMAGE003
的第二直流电压。
在一些实施例中,第二电压识别单元105根据第二采样电压的电学特征输出相应的第二控制信号的过程跟第一电压识别单元104根据第一采样电压的电学特征输出相应的第一控制信号的过程类似,此处不再赘述。
在一些实施例中,第一电压识别单元104根据第一采样电压的电学特征来确定所输入的交流电的类型的具体方式没有特别限制,例如当第一电压识别单元104为MCU时,可以在MCU的运行程序中设定一个电压阈值,当该MCU接收的第一采样电压的电压幅值小于该电压阈值时,MCU可以确定/判定当前输入的交流电为第一种类型,典型地,例如为AC 110V,然后MCU可以输出一个高电平信号,此时该高电平信号可以刚好就是用于第一整流模式的第一控制信号;当该MCU接收的第一采样电压的电压幅值不小于该电压阈值时,MCU可以确定/判定当前输入的交流电为第二种类型,典型地,例如为AC 220V,然后MCU可以输出一个低电平信号,此时该低电平信号可以刚好就是用于第二整流模式的第一控制信号。
又例如当第一电压识别单元104为电压比较器时,可以给电压比较器的正相(同相)输入端输入一个参考电压Vref,然后将第一采样电压送入电压比较器的反相输入端,当第一采样电压的电压幅值小于参考电压Vref时,电压比较器的输出端将输出一个高电平信号(也可简称为高电平),也即可以作为用于第一整流模式的第一控制信号,同时电压比较器这里输出高电平信号行为本身也即代表着电压比较器或者供电电路100识别或确定出当前输入的交流电为第一种类型,典型地,例如为AC 110V;当第一采样电压的电压幅值不小于参考电压Vref时,电压比较器将输出一个低电平信号(也可简称为低电平),也即可以作为用于第二整流模式的第一控制信号,同时电压比较器这里输出低电平信号行为本身也可以代表着电压比较器或者供电电路100识别或确定出当前输入的交流电为第二种类型,典型地,例如为AC 220V。
在一些实施例中,第二电压识别单元105根据第二采样电压的电学特征来确定交流电的类型的具体方式跟第一电压识别单元104根据第一采样电压的电学特征来确定交流电的类型的具体方式类似,此处不再赘述。
值得说明的是,在供电电路100中同时设置第一电压识别单元104和第二电压识别单元105,明显的提高了供电电路100在进行电压转换时的可靠性,因为两个电压识别单元都可以根据相应的采样电压来检测/测量/判定交流电源101所输入的交流电的情况,例如判定交流电的类型情况,并基于所判定的交流电的类型情况来输出相应的控制信号,从而实现智能地对交流电进行电压转换的目的。同时,相比较现有技术中的类似方案中的单独采用电压比较器或单独采用MCU来识别输入的交流电的情况,本方案中的两个电压识别单元的应用能明显提高可靠性,特别是单独采用一个MCU来识别输入的交流电时,其内置的识别软件/程序在运行时一旦出错,将致整个电路/相关产品于爆炸/起火危险中,例如错误地将高压交流电(AC 220V)也进行了倍压。
而对于供电电路100来说,就能很好的改善上述这个问题,因为第一电压识别单元104和第二电压识别单元105的设置就好比是提供了一个关于电压转换/切换的双保险智能开关,例如假设交流电源101为高压交流源AC 220V,那此时是绝对不能对该交流电进行倍压操作的,对于AC 220V一般只是普通整流为DC
Figure 445521DEST_PATH_IMAGE003
即可,因为一旦倍压,输出的直流电可能高达DC
Figure 276074DEST_PATH_IMAGE006
,这样的高压可能会立即击穿后续电路/器件,此时,如果是单个MCU来识别输入的交流电,一旦识别有误,则可能错误的将AC 220V倍压,引起严重后果,而供电电路100同时设置了第一电压识别单元104和第二电压识别单元105后,就可以使得供电电路100必须同时基于第一电压识别单元104的识别结果和第二电压识别单元105的识别结果才会对交流电源101所输入的交流电做出倍压整流的动作,例如只有第一电压识别单元104和第二电压识别单元105同时识别/判定到交流电源101所输入的交流电为第一类型的交流电时,供电电路100才会对该交流电进行倍压整流,否则,供电电路100只会对该交流电进行普通整流(例如全桥整流)。
在一些实施例中,供电电路100可以包括变压整流电路106,其电连接于交流电源101,该变压整流电路106可以包括与第一电压识别单元104电连接且与第二电压识别单元105电连接的切换开关单元107,这样切换开关单元107可以直接接收前述第一控制信号和第二控制信号,切换开关单元107可以被配置为基于第一控制信号和第二控制信号来控制或切换或改变其自身的导通状态。
在一些示例中,切换开关单元107的类型或组成或结构没有特别限制,其只要能接收前述第一控制信号和第二控制信号并能相应地改变其自身的导通状态即可,例如切换开关单元107的主要部分或者其本身可以是可控硅开关(也叫晶闸管或晶体闸流管)、继电器开关、三极管开关以及场效应管开关(场效应管分结型、绝缘栅型(MOS)两大类)等开关元件或由这些开关元件的任意合适组合所形成的电路。
在一些示例中,切换开关单元107可以基于前述用于第一整流模式的第一控制信号且同时基于前述用于第一整流模式的第二控制信号来使其自身处于导通状态。例如,如前所述,第一电压识别单元104(例如是一个MCU)和第二电压识别单元105(例如是一个电压比较器)同时发出了用于倍压整流模式的高电平信号,进而当切换开关单元107同时接收了这两个高电平信号后,其自身就可以处于导通状态,这里,可以看到换开关单元107的导通状态必须同时基于来自第一电压识别单元104和第二电压识别单元105所发出的控制信号才能实现,所以,这里也体现了供电电路100的电压转换过程的可靠性。
在一些示例中,切换开关单元107可以基于前述用于第二整流模式的第一控制信号或基于前述用于第二整流模式的第二控制信号来使其自身处于不导通状态。例如,一旦第一电压识别单元104(例如是一个MCU)或第二电压识别单元105(例如是一个电压比较器)发出了一个用于全桥整流的低电平信号且该低电平信号被切换开关单元107接收后,切换开关单元107自身就可以处于不导通状态。
在一些示例中,变压整流电路106的类型或组成没有特别限制,只要其能对交流电源101所输入的交流电进行整流并输出直流电(直流电压)即可,例如其可以由半波整流电路、全波整流电路、全波桥式整流(全桥整流)电路以及倍压整流电路等电路或这些电路的任意合适组合所构成。
在一些示例中,变压整流电路106可以被配置为基于切换开关单元107的导通状态而对输入的交流电进行不同的整流过程并输出第二直流电压。例如,当切换开关单元107处于导通状态时,变压整流电路106可以对交流电源101所输入或输送的交流电进行第一整流模式下的整流过程并输出第二直流电压,此时,第一整流模式可以例如是倍压整流模式。又例如,当切换开关单元107处于不导通状态时,变压整流电路106可以对交流电源101所输入或输送的交流电进行第二整流模式下的整流过程并输出第二直流电压,此时,该第二整流模式可以例如是全桥整流模式。
在一些示例中,变压整流电路106所输出的第二直流电压的电压幅值范围可以较为稳定,例如对于第一种类型的交流电AC 110V来说,变压整流电路106可以对其进行倍压整流,输出的第二直流电压为DC
Figure 581153DEST_PATH_IMAGE003
;对于第二种类型的交流电AC 220V来说,变压整流电路106可以对其进行全桥整流,输出的第二直流电压同样为DC
Figure 915183DEST_PATH_IMAGE003
,这样一来,无论交流电源101输入的交流电的情况如何,例如不管是高压交流电,还是低压交流电,供电电路100实际上可以给后续电路或负载108提供一个稳定的直流电输出。
参见图2,其是本申请实施例涉及的一种应用在供电电路中的供电方法的流程图示意图,具体的,该方法可以应用在前述供电电路100中,该方法可以包括以下步骤:
S100:交流电源输送交流电给初步整流滤波单元和变压整流电路。
S101:初步整流滤波单元对该交流电进行初步整流滤波。
S102:初步整流滤波单元输出第一直流电压至采样单元;
S103:采样单元对该第一直流电压进行采样;
S104:采样单元输出第一采样电压至第一电压识别单元;
S105:采样单元输出第二采样电压至第二电压识别单元;
S106:第一电压识别单元识别该第一采样电压的电学特征;
S107:第二电压识别单元识别该第二采样电压的电学特征;
S108:第一电压识别单元根据第一采样电压的电学特征输出相应的第一控制信号至变压整流电路;
S109:第二电压识别单元根据第二采样电压的电学特征输出相应的第二控制信号至变压整流电路;
S110:变压整流电路中的切换开关单元基于第一控制信号和/或第二控制信号来改变切换开关单元的导通状态;
S111:变压整流电路基于切换开关单元的导通状态而对输入的交流电进行不同的整流过程并输出第二直流电压。
图2涉及的这种供电方法能够使相关电器中的供电电路给电机或负载提供稳定的直流电压,同时这种对交流电的整流处理(例如升压整流等操作)也是智能化的,以及可以明显提高电路整流过程的可靠性,非常具有实用价值。
值得说明的,图2中的流程图示意图所涉及的这些步骤没有明显的时间先后的限制,在合适的情况下,有些步骤可以是同步或同时发生的。
另外,图2中涉及的这种供电方法的各个步骤可以对应于或类似对应于前述供电电路100中各组成部分所被配置的用于实现供电的相应功能或供电方法。
参见图3,在一些实施例中,本申请提供了一种处理交流电的供电电路200,供电电路200和供电电路100的整体结构或局部结构或整体功能或局部功能可以相同或类似,例如供电电路200主要包括初步整流滤波单元202、采样单元203、第一电压识别单元204、第二电压识别单元205、变压整流电路206、变压整流电路中的切换开关单元207以及负载208等组成部分,这些组成部分的功能可以与前述供电电路100的相应组成部分的功能相同或类似,此处不再赘述,例如初步整流滤波单元202与前述初步整流滤波单元102的功能相同或类似。
相较于供电电路100,供电电路200还增加了一个基准电压单元209,该基准电压单元与变压整流电路206的输出端连接,其主要作用是将变压整流电路206的输出电压进行降压处理并输出一个较低的基准电压或参考电压,例如一般而言,变压整流电路206的输出电压范围可能是几十伏或上百伏,基准电压单元209可以将该较高的整流电路206的输出电压降压为5V-15V的范围,并将这5V-15V提供给其他需要的电路,例如提供给第一电压识别单元204和第二电压是识别单元205。
另外,这里的采样单元203还可以包括第一采样电路2031和第二采样电路2032,第一采样电路2031用于对初步整流滤波单元202输出的直流电压进行采样并输出第一采样电压,第二采样电路2032用于对初步整流滤波单元2020进行采样并输出第二采样电压。这里一采样电路2031和第二采样电路2032不一定相同,第一采样电压和第二采样电压的电压幅值也不一定相同。
另外,这里的切换开关单元207还可以包括第一开关元件2071和第二开关元件2072,第一开关元件2071用于接收第一电压识别单元204输出的控制信号,第二开关元件2072用于接收第二电压识别单元205输出的控制信号。这里第一开关元件2071和第二开关元件2072的设置同样可以达到提高供电电路200的整流过程的可靠性的目的,例如,第一开关元件2071和第二开关元件2072可以在同时收到某一类型的控制信号(例如同时收到高电平信号)时,才使得切换开关单元207处于导通状态,进而才能使变压整流电路206可以对交流电源201所输入/输送的交流电进行某一种特定目的整流,例如是倍压整流。
在一些示例中,第一开关元件2071和第二开关元件2072的类型没有特别限制,例如这两个开关元件的主要部分或者其本身都可以是可控硅开关(也叫晶闸管或晶体闸流管)、继电器开关、三极管开关以及场效应管开关(场效应管分结型、绝缘栅型(MOS)两大类)等开关元件或由这些开关元件的任意合适组合所形成的电路。
这里,类似于前述供电电路100,供电电路200用在相关电器(例如电吹风)中时,其也能给电器的电机或相关负载提供稳定的直流电压,同时供电电路200对输入的交流电(例如接入的市电)的整流处理(例如升压整流等操作)也是智能化的,以及也可以明显提高电路整流过程的可靠性,非常具有实用价值。
参见图4,在一些实施例中,本申请涉及一种处理交流电的供电电路300,供电电路300和供电电路100以及供电电路200的整体结构或局部结构或整体功能或局部功能可以相同或类似,例如供电电路300可以主要包括初步整流滤波单元302、采样单元303、变压整流电路306、变压整流电路中的切换开关单元307以及负载308等组成部分,这些组成部分的功能可以与前述供电电路100和供电电路200的相应组成部分的功能相同或类似,此处不再赘述,例如初步整流滤波单元302与前述初步整流滤波单元102和初步整流滤波单元202的功能相同或类似。
这里,供电电路300包括一个电压比较器304和MCU 305来相同地或类似地执行或实现前述供电电路100和供电电路200的相应电压识别单元的相应功能。例如,电压比较器304可以接收第一采样电路3031输出的第一采样电压,并识别该采样电压的电学特征(例如电压幅值)后输出相应的控制信号给第一开关元件3071;该MCU 305可以接收第二采样电路3032输出的第二采样电压,并识别该采样电压的电学特征(例如电压幅值)后输出相应的控制信号给第二开关元件3072。
这里,电压比较器304作为一种硬件设备(或集成电路/芯片),其根据第一采样电压的电学特征而输出控制信号的工作过程是通过其内部的功能/逻辑电路来实现的,其工作过程较为稳定,不易出错。不过,在一些情况下,单独使用电压比较器来控制供电电路的整流过程在功能上显得较为单一死板,对于电器的供电系统整体而言,不方便拓展/配置其他的实用功能。
而MCU 305作为一种微控制单元/单片机,其根据第二采样电压的电学特征而输出控制信号的工作过程主要通过运行其内置的软件程序来实现的,例如可以在MCU 305的内置运行程序中设定一个电压阈值(例如0-5V),当该MCU 305接收的第一采样电压的电压幅值小于该电压阈值时,MCU 305通过运行程序可以输出一个相应的高电平信号,此时该高电平信号可以刚好就是用于某一整流模式控制信号;当该MCU 305接收的第一采样电压的电压幅值不小于该电压阈值时,MCU 305通过运行程序可以输出一个相应的低电平信号,此时该低电平信号可以刚好就是用于另一整流模式的控制信号。
另外,一个MCU 305的设置对于相关电器的供电系统整体而言,是极方便在其基础上拓展/配置其他的功能的,例如希望供电电路300在接入交流电源后的0.01-1秒后才开始倍压,因为可能希望在这0.01-1秒的时间内可以通过MCU运行相关程序判断所输入的交流电是否稳定等,等确定交流电压稳定后才希望供电电路300开始倍压。
不过MCU 305的识别过程主要通过运行软件程序来实现,但程序运行出错的可能性较高,例如程序bug等,特别是现有技术中的某些变压方案里面就通过单一的一个MCU来控制变压/升压过程,风险还是较大的,可能对某些输入交流电做了不合适的升压,进而有爆炸的风险,因此,这里供电电路300里面提供的这个电压比较器304可以很好的弥补单一的MCU 305在变压整流过程中的局限性和不稳定性,因为电压比较器304的特点就是硬件电路运行比较稳定,不易出错。进一步的,类似前述,对于供电电路300来说,其同时设置的MCU305和电压比较器304的主要目的还是为了提高供电电路200的整流过程的可靠性的目的,例如,电压比较器304和MCU 305可以在同时输出某一类型的控制信号(例如同时输出高电平信号)时,才能使变压整流电路306对电流电源301所输入的交流电进行某一种特定目的整流,例如是倍压整流,这样提高了电路整流过程的可靠性。同时在供电电路300中,MCU305和电压比较器304还相当于提供了一组软硬结合且简单实用的控制组合来达到提高电路整流过程的可靠性的目的,因为MCU 305主要通过软件控制,而电压比较器304通过硬件电路实现控制,这样二者可以互为弥补双方的缺点。另外,从节约成本的角度考虑,供电电路300里面可以仅设置一个单一的MCU和一个单一的电压比较器即可。
在一些示例中,负载308还可以包括变频逆变模块3082和同步电机3081,其功能和作用在本领域较为常规,此处不再赘述。
在一些示例中,供电电路300还可以包括连接于变压整流电路306的输出端的基准电压单元309,其用于提供较低的直流电给其他电路,例如其输出的基准电压(例如0-15V)可以输送到MCU 305、电压比较器304以及第一开关元件3071,这样可以以给MCU 305提供电力,以及可以给电压比较器304提供一个参考电压Vref以用于电压比较器执行相关控制/识别功能,以及这里可通过第一开关元件3071而给继电器开关3073提供一个驱动电压。
参见图5,在一些实施例中,本申请提供了一种处理交流电的供电电路400,供电电路400跟前述供电电路100、供电电路200以及供电电路300的整体结构或局部结构或整体功能或局部功能可以相同或类似,例如供电电路400可以主要包括初步整流滤波单元402、采样单元、MCU405、电压比较器404、变压整流电路406、变压整流电路中的切换开关单元407、基准电压单元409以及负载等组成部分,这些组成部分的功能可以与前述供电电路100、供电电路200以及供电电路300的相应组成部分的功能相同或类似,例如初步整流滤波单元402与前述初步整流滤波单元102、初步整流滤波单元202以及初步整流滤波单元302的功能相同或类似。
交流电源401类似于前述交流电源101,其一般是指由各国家的电网,其输送或输入的交流电也可以包括两种类型,第一种类型为电压有效值范围为88 V到132V的交流电,这种类型的典型是110V的交流电,也可简称为AC 110V;第二种类型为电压有效值范围为176V到264V的交流电,这种类型的典型是220V的交流电,也可简称为AC 220V。
参见图5,初步整流滤波单元402可以包括一个二极管D3和与该二极管D3串连的电容C19,该二极管D3的阳极直接接入交流电源401,二极管D3的阴极连接电容C19的正极,电容C19的负极接地。该初步整流滤波单元402的主要功能就是给其他电路部分提供合适且稳定的一个直流电压INPUT_VOL,特别是对于后续的涉及电压的测量或采样电路。这里,初步整流滤波单元402输出的INPUT_VOL的电压幅值一般为交流电源401的电压有效值的
Figure 663827DEST_PATH_IMAGE005
倍,典型的,其电压幅值可以是
Figure 716096DEST_PATH_IMAGE002
Figure 559288DEST_PATH_IMAGE003
参见图5,供电电路400中的采样单元/电路可以包括第一采样电路4031和第二采样电路4032。第一采样电路4031可以包括分压电阻R23和分压电阻R24,分压电阻R23的输入端接至初步整流滤波单元402输出的直流电压INPUT_VOL,该直流电压经过电阻R23和电阻R24的分压以后得到一个采样电压U1,也可称为第一采样信号,该采样电压U1的电压幅值大幅度小于前述INPUT_VOL的电压幅值,例如可以为0-5V,该采样电压U1被直接送入电压比较器404的反相输入端。
参见图5,第二采样电路4032可以包括分压电阻R1和分压电阻R2,分压电阻R1的输入端同样接至初步整流滤波单元402输出的直流电压INPUT_VOL,该直流电压INPUT_VOL经过电阻R1和R2的分压后产生一个采样电压U2,也可称为采样信号,该采样电压U2的电压幅值大幅度小于前述INPUT_VOL的电压幅值,例如可以为0-5V,该采样电压U2被直接送入MCU405中。
在供电电路400中,电压比较器404的正相/同相输入端还被输入一个参考电压U3,该参考电压U3来源于对基准电压单元409输出的基准电压BAIS的分压处理,具体的,基准电压单元409产生的基准电压BAIS被送到电阻R25的一端,由R25和电阻R26组成一个分压电路,这样可以得到一个分压电压U3,该分压电压阈值范围可以为0-5V,该分压电压U3被送入电压比较器404的正相/同相输入端。
这里,对于电压比较器404来说,如果U1的电压幅值小于U3的电压幅值,则电压比较器404的输出端可以输出一个高电平信号(也称为高电平电压),反之,如果U1的电压幅值不小于U3的电压幅值,则电压比较器404的输出端可以输出一个低电平信号(也称为低电平电压)。
可以看到,此时电压比较器404其实能起到一定的逻辑控制/识别的作用,具体的,当U1的电压幅值小于或不小于U3的电压幅值时,由于采样电压U1是对初步整流滤波单元402输出的直流电压INPUT_VOL的采样,因此采样电压U1的幅值大小也反映着INPUT_VOL的大小,又因为INPUT_VOL的大小跟交流电源401的电压有效值有关系,因此,采样电压U1的大小实际上是可以间接反映交流电源401或交流电源401所输出/输送的交流电的一些特征。
而对于电压比较器404来说,U3的电压幅值是一个确定值,当U1的电压幅值与U3的电压幅值有大小关系时,其输出一个电平信号(电压)的动作本身是根据采样电压U1的大小而产生的,所以电压比较器404输出的相关信号/电压就是反映了交流电源401所输入的交流电的一些特征,例如反映了交流电源401所输入的交流电的类型,同时电压比较器404输出的相应信号/电压也是为了对该类型的交流电进行某些模式的整流,例如如果U1的电压幅值小于U3的电压幅值,则此时输入的交流电为第一种类型,例如为AC 110V,则电压比较器404的输出端输出一个高电平信号(也称为高电平电压)给后续电路就是为了对该AC110V进行倍压整流,而且此时电压比较器404的输出端输出一个高电平信号的动作本身也意味着电压比较器404识别到输入的交流电为AC 110V。
又例如,如果U1的电压幅值不小于U3的电压幅值,则此时交流电源401输入的交流电为第二种类型,例如为AC 220V,则电压比较器404的输出端输出一个低电平信号(也称为低电平电压)给后续电路就是为了对该AC 220V进行桥式整流,而且此时电压比较器404的输出端输出一个低电平信号的动作本身也意味着电压比较器404识别到输入的交流电为AC220V电源。
对于MCU 405来说,其可以通过运行其内置的软件程序来实现控制/识别的目的,例如可以在MCU 405的内置运行程序中设定一个电压阈值(例如0-5V),当该MCU 405接收的采样电压U2的电压幅值小于该电压阈值时,MCU 405可以由此识别/判定交流电源401输入的交流电的一些特征,例如可以由此识别到交流电源401输入的交流电为第一种类型,例如是AC 110V,进而为了对该AC 110V进行某一模式的整流,例如倍压整流,MCU 405可以通过运行程序输出一个相应的高电平控制信号/高电平电压;当该MCU 405接收的采样电压U2的电压幅值不小于该电压阈值时,MCU 405可以由此识别/判定交流电源401输入的交流电的一些特征,例如可以由此识别到交流电源401输入的交流电为第二种类型,例如是AC 220V,进而为了对该AC 220V进行某一模式的整流,例如桥式整流。
参见图5和图6,图6是对图5中的部分局部电路的放大示意图,在变压整流电路406中可以包括切换开关单元407,该切换开关单元407可以包括第一开关元件4071、第二开关元件4072以及继电器开关4073。
继电器开关4073可以包括电磁线圈引脚(3脚和4脚)、磁吸电极引脚(1脚和2脚)、常开电极引脚(6脚),常闭电极引脚(5脚)。继电器开关4073的磁吸电极引脚连接至交流电源401,具体是连接到交流电源401的零线。继电器开关4073的常开电极引脚(6脚)连接至变压整流电路中的电容C1和电容C2的串联节点a。
两个电磁线圈引脚(3和4)不通电的时候磁吸电极引脚(1脚和2脚)默认与常闭电极引脚(5)连通,此时交流电源401零线与C1、C2两个电容中间的串联节点a是不通的,也就是说升压回路不通。当电磁线圈引脚(3脚和4脚)通有电流(或者说导通)的时候,磁吸电极引脚(1脚和2脚)转而与常开电极(6脚)连通,也就是说升压/变压回路连通了。
第一开关元件4071的第一输入端连接至电压比较器404的输出端,其第二输入端接入基准电压单元409输出的基准电压BAIS,其输出端接至继电器开关4073的一个电磁线圈引脚(4脚)。第一开关元件4071主要由三极管开关Q1、三极管开关Q5组成和4个分压电阻R4、R5、R52以及R53构成,三极管开关Q5的发射极接地。
第二开关元件4072包括一个三极管开关Q9和两个分压电阻R3、R6,电阻R6的一端连接至MCU 405并用于接收来自MCU 405输出的控制信号/电压,三极管开关Q9的发射极接地,三极管开关Q9的集电极连接至继电器开关4073的另一个电磁线圈引脚(3脚)。
另外,变压整流电路406的实现整流功能的主体部分包括四个桥接的二极管D4、D5、D6以及D7和两个串联的电容C1和C2,二极管D4和二极管D5之间有一个连接节点C,二极管D6和二极管D7之间有一个连接节点b,交流电源401的火线(L线)连接至连接节点C,前述继电器开关4073相当于刚好连接在了串联节点a和连接节点b之间起到一个电子开关阀的作用,继电器开关4073的导通状态将影响变压整流电路406对交流电源401所输入的交流电的具体的整流功能/整流模式。
值得说明的是,在供电电路400中运用继电器开关来实现串联节点a和连接节点b之间起到一个电子开关阀的作用,主要是考虑到继电器开关具有以下这些优势,例如灵敏度高,控制功率小,电磁兼容性好,输入电压范围较宽等。
下面对供电电路400的工作过程/原理做介绍:
当交流电源401输入的交流电为AC 220V市电时,采样电压U2的电压幅值将大于MCU 405设定的相关电压阈值,进而MCU 405将识别到输入的交流电为AC 220V,因此MCU405将输出一个低电平信号/电压给到电阻R6的一端,这样一来三极管Q9将不能被导通;同时采样电压U1此时也大于参考电压U3,因此电压比较器404将输出一个低电平信号给到R53的一端,从而导致三极管Q5也不能被导通,从而三极管Q1也将不能被导通,由于三极管Q1和三极管Q9此时均未导通,所以继电器开关4073的电磁线圈引脚3和引脚4此时也不通电,从而继电器开关4073的磁吸电极引脚(1脚和2脚)与常闭电极引脚(5脚)连通,因此串联节点a和连接节点b之间将处于断开状态,这样变压整流电路406的实现整流功能的主体部分变成了一个由二极管D4、D5、D6以及D7组成的标准的桥式整流电路(全桥整流),这样该AC 220V将被整流升压为电压幅值为
Figure 278982DEST_PATH_IMAGE003
(≈310V)的直流电压Uout,也可称为DC
Figure 57582DEST_PATH_IMAGE003
Uout,该直流电压Uout将被送入后续的负载,例如直流电压Uout被送入与直流电机4081连接的变频逆变模块4082,同时直流电压Uout也被送入基准电压单元409以作为其电力来源。
进一步需要说明的是,只要两个三极管开关Q1和Q2的任何一个处于不导通状态或者说只要MCU 405和电压比较器404中的任何一个输出了低电平信号/电压,继电器开关4073实际上也都不能被导通,也即串联节点a和连接节点b之间将处于断开状态,这样变压整流电路406的实现整流功能的主体部分仍然是一个由二极管D4、D5、D6以及D7组成的标准的桥式整流电路(全桥整流)。
当交流电源401输入的交流电为AC 110V市电时,采样电压U2将小于MCU 405设定的电压阈值,这样,MCU 405将输出一个高电平信号/电压至分压电阻R6,进而三极管Q9可以被导通;同时采样电压U1也将小于参考电压U3,进而电压比较器404也将输出一个高电平信号/电压给到电阻R53,从而三极管Q5可以被导通,进而Q1也被导通,Q1和Q9同时导通后,基准电压BAIS(驱动电压)就接通到了继电器开关4073的4脚(可称为输出脚),电流流过电磁线圈后走继电器开关4073的3脚流出,从而继电器开关4073实现吸合,也就是说磁吸电极引脚(1脚和2脚)与常开电极引脚(6脚)此时连通了,从而串联节点a和连接节点b之间被连通,相当于升压整流回路被连通。
具体的,此时,变压整流电路406的升压回路导通后,在输入的交流电AC 110V的正半周期内,交流电从 L 端流过二极管D5,再流过电容 C1,再经过继电器开关 4073 流到 N端,则电容C1上面的电压就是正半周的最高电压,也即是
Figure 735164DEST_PATH_IMAGE002
≈155V;在输入的交流电AC 110V的负半周期内,交流电从 N 端流过继电器开关4073,再流过电容 C2,再经过二极管 D4 流回 L 端,则 电容C2 上面的电压就是负半周的最高电压,也即是
Figure 257412DEST_PATH_IMAGE002
≈155V。结合图5/图6,可见得在AC 110V的市电输入供电电路400后,变压整流电路406最终输出的直流电压Uout是C1和C2两个串联电容两端的电压之和,即当输入 AC110V的时候,最终输出直流电压Uout是
Figure 831613DEST_PATH_IMAGE003
(≈310V),也称为DC 310V输出,这样一来变压整流电路406相当于通过四个桥接的二极管D4、D5、D6以及D7和两个串联的电容C1和C2对110V的交流电进行了倍压整流。
由以上对供电电路400的工作过程/原理做介绍可见,供电电路400不管是输入是110V 还是 220V的交流电,最终得到的电压都是直流 DC310V。实现了稳定输出电压的目的;此外,供电电路400的上述工作过程也是智能化的,通过借助于MCU 405和电压比较器404的识别作用,能在检测到交流电源401的具体情况后再进行相应的整流过程。
此外,还可以看到当需要对交流电源401输入的交流电进行倍压时,前提条件是需要MCU 405和电压比较器404同时输出一个高电平信号/电压;当输入AC 220V交流电时,即使MCU 405和电压比较器404的其中一个判断/识别失误而输出了高电平信号/电压,只要另一个判断准确,仍然输出低电平信号,那么供电电路400仍然执行的是桥式整流功能,正因为如此,供电电路400显著的提升了整流过程的安全性和可靠性,避免了单一的MCU或电压比较器来控制整流过程时因为出错可能将电压有效值本来已经比较高的交流电(例如AC220V)错误地倍压了,例如倍压成440 ,这样很容易引起电路/器件的爆炸事故,简而言之,MCU 405和电压比较器404给电路的相关整流过程提供双保险的作用。
值得说明的是,前述对供电电路400的工作过程/原理做介绍过程中,仅仅列举了AC 110V和AV 220V这两种特殊的交流市电输入,但如前所述,由于交流电源401输入的交流电可以至少包括两种类型,第一种类型为电压有效值范围为88V到132V的交流电,这种类型的典型刚好是AC 110V;第二种类型为电压有效值范围为176V到264V的交流电,这种类型的典型刚好是AC 220V。因此,对于供电电路400来说,一旦确认输入的交流电属于第一种类型(一般也叫低压电),则供电电路400将可以工作在倍压整流模式以对第一种类型的交流电进行倍压整流;而一旦确认输入的交流电401属于第二种类型(一般也叫高压电),则供电电路400将可以工作在全桥(桥式)整流模式以对第二种类型的交流电进行桥式整流,以上整流过程同样是智能的和可靠性高的。
参考图7,在一些实施例中,本申请提供了一种处理交流电的供电电路500,其其电路的整体结构或局部结构或整体功能或局部功能与前述供电电路100、供电电路200、供电电路300以及供电电路400可以相同或类似,例如供电电路500可以主要包括初步整流滤波单元502、采样单元503、MCU 505、电压比较器504、变压整流电路506、变压整流电路中的切换开关单元507、基准电压单元509以及负载508等组成部分,这些组成部分的功能可以与前述供电电路100、供电电路200、供电电路300以及供电电路400的相应组成部分的功能相同或类似,例如初步整流滤波单元502与前述初步整流滤波单元102、初步整流滤波单元202、初步整流滤波单元302以及初步整流滤波单元402的功能相同或类似。
在供电电路500中,采样单元503可以包括第一采样电路5031和第二采样电路5032;切换开关单元507可以包括第一开关元件5071和可控硅开关模块5073;负载508可以包括变频逆变模块5082和同步电机5081。
类似的参照前述几种供电电路的作用,供电电路500应用在相关电器中时,能给相关电机或负载提供稳定的直流电压,同时其对交流输入电(市电)的整流处理(例如升压整流等操作)也是智能化的,以及可以明显提高电路整流过程的可靠性,非常具有实用价值。
与供电电路300相比,供电电路500主要是将供电电路300中的继电器开关替换成了可控硅开关模块,从而在变压整流电路中提供一个电子开关阀的作用,以改变供电电路500的整流模式/过程。该可控硅开关模块5073可以主要包括可控硅,也称为晶闸管或晶体闸流管,可控硅的优点是体积小,开关速度快,不会产生电火花,工作时无噪音,驱动电流小,易于实现小信号直接驱动,价格低廉,重量轻。例如在变压整流电路506工作在倍压整流模式时,流过有可控硅开关模块5073的倍压通路的电流大约可以在1A以内。
另外,对于供电电路500而言,MCU 505和电压比较器504都是低成本小体积的器件,因此整个电路的是非常简单实用且省成本的,而且效率高,几乎没有多余的电路功率损耗。
参考图8和图9,在一些实施例中,本申请提供了一种处理交流电的供电电路600,其其电路的整体结构或局部结构或整体功能或局部功能与前述供电电路100、供电电路200、供电电路300、供电电路400以及供电电路500可以相同或类似,例如供电电路600可以主要包括初步整流滤波单元602、采样单元、MCU 605、电压比较器604、变压整流电路606、切换开关单元、基准电压单元609以及负载等组成部分,这些组成部分的功能可以与前述供电电路100、供电电路200、供电电路300、供电电路400以及供电电路500的相应组成部分的功能相同或类似,例如初步整流滤波单元602与前述初步整流滤波单元102、初步整流滤波单元202、初步整流滤波单元302、初步整流滤波单元402以及初步整流滤波单元502的功能相同或类似。
在供电电路600中,采样单元/电路主要包括第一采样电路6031和第二采样电路6032;其变压整流电路606主要包括可控硅开关模块6073、第一开关元件6071、四个桥接的二极管D4、D5、D6以及D7和两个串联的电容C1和C2;其负载部分主要包括电机6081和变频逆变模块/电路6082。
在供电电路600中,如果交流电源601输入交流电的是高压电,例如输入 AC 220V市电,则 MCU 605 和电压比较器604都会输出低电平信号/电压,这样一来,光耦可控硅开关U7将不会被导通,进而可控硅Q1 也不导通,那整个变压整流电路就变成了一个标准的桥式整流滤波电路,最终输出电压是DC310V。
而且,对于光耦可控硅开关U7来说,只要MCU 605 和电压比较器604中的任何一个输出了低电平信号/电压,其都不能被导通,也即供电电路600仍然工作在桥式整流模式。
如果交流电源601输入的是低压电,例如 AC 110V,则 MCU 605和电压比较器604都输出高电平信号/电压,这样可使光耦可控硅开关 U7 内部的发光二极管发光,然后 U7可以导通,进而可控硅 Q1 就导通。
Q1 导通后,在交流电源601的正半周期内,交流电从 L 端流过二极管 D5,再流过电容 C1,再经过二极管 Q1 流到 N 端,则电容C1 上面的电压就是正半周的最高电压,也即
Figure 905748DEST_PATH_IMAGE002
≈155V。
Q1 导通后,在交流电601的负半周期内,交流电从 N 端流过可控硅 Q1,再流过电容 C2, 再经过二极管 D4 流回 L 端,则 C2 上面的电压就是负半周的最高电压,也即
Figure 932610DEST_PATH_IMAGE002
≈155V。
结合电路图,可见得低压(AC 110V)输入的时候最终输出的电压是 C1 和 C2 两个串联电容两端的电压之和,即当供电电路600输入 AC110V 的时候,其变压整流电路606最终输出电压是 DC310V,
综合来看,此供电电路600不管是被输入是 110V 还是 220V的交流电,最终从变压整流电路606输出的电压都是直流 DC310V。实现了稳定输出电压的上的,进而相关电器的中的电机(马达)或负载可以稳定工作在额定电压范围内。
参考图10和图11,在一些实施例中,本申请提供一种供电电路700和供电电路800,其电路组成和功能与前述供电电路100可以相同或类似。供电电路700相对于供电电路100的区别在于其采用了第一MCU 704和第二MCU 705来分别执行第一电压识别单元104和第二电压识别单元105的功能。供电电路800相对于供电电路100的区别在于其采用了第一电压比较器804和第二电压比较器805来分别执行第一电压识别单元104和第二电压识别单元105的功能。
在一些实施例中,本申请提供了一些供电方法,具体参见图12-图15,图12-图15中的每一个图里面涉及了一种供电方法,这些供电方法可以应用在诸如吹风机、高速风筒、切割机、雕刻机以及小型电钻等电动工具或电器中的相关供电电路,目的是将相关交流电变成直流电,以达到或基本达到这些电动工具或电器的相关额定电压,例如这些供电方法可以应用在(包括部分应用)或配置在(包括部分配置)或使用在(包括部分使用)前述供电电路100、供电电路200、供电电路300、供电电路400、供电电路500、供电电路600、供电电路700以及供电电路800中,因此这些供电方法的相关步骤或流程可以跟前述各个供电电路或各个供电电路的相关组成部分被配置的相关功能相同或类似,以及,使用这些供电方法所能达到的技术效果(功效)跟前述各个供电电路或各个供电电路的相关组成部分所被配置的相关功能所能达到的技术效果(功效)可以相同或类似。
参见图12,该图里面涉及的一种供电方法可以包括以下步骤:
步骤S1:输入交流电。
在步骤S1中,输入交流电的具体方式并不限制,例如可以是通过接入各个国家的市电的方法来对相关电路输入交流电,类似前述,这里所输入的交流电可以包括两种类型,其第一种类型为电压有效值范围为88V到132V的交流电,这种类型的典型是110V的交流电,也可简称为AC 110V;第二种类型为电压有效值范围为176V到264V的交流电,这种类型的典型是220V的交流电,也可简称为AC 220V。
步骤S2:对该交流电进行初步整流滤波后输出第一直流电压。
步骤S2是一个很重要的步骤,因为其输出的第一直流电压给其他电路部分提供了合适且稳定的直流电压,特别是对于后续的涉及电压的测量或采样电路,这里,第一直流电压的电压幅值一般为交流电源101输入的交流电的电压有效值的
Figure 133915DEST_PATH_IMAGE005
倍,典型的,第一直流电压的电压幅值可以是
Figure 562622DEST_PATH_IMAGE002
Figure 948604DEST_PATH_IMAGE003
在一些示例中,可以至少使用半导体器件和储能元件对交流电源进行初步整流滤波后输出第一直流电压,例如使用二极管和电容来进行初步整流滤波。
步骤S3:对第一直流电压进行采样后输出第一采样电压和第二采样电压。
在一些示例中,可以利用第一采样电路对所述第一直流电压采样后输出第一采样电压;利用第二采样电路对所述第一直流电压采样后输出第二采样电压。
步骤S4:使第一电压识别单元根据第一采样电压的电学特征输出相应的第一控制信号。
步骤S5:使第二电压识别单元根据第二采样电压的电学特征输出相应的第二控制信号。
步骤S6:基于第一控制信号和/或第二控制信号来改变切换开关单元的导通状态;
步骤S7:基于切换开关单元的导通状态而使变压整流电路对输入的交流电进行不同的整流过程并输出第二直流电压。
图12涉及的这种供电方法能够使相关电器中的供电电路给电机或负载提供稳定的直流电压,同时由于采用了两个电压识别单元来输出相关控制信号,这种方法对交流电的整流处理(例如升压整流等操作)也是智能化的,以及可以明显提高电路整流过程的可靠性,非常具有实用价值。
值得说明的,图12中的流程示意图所涉及的这些步骤没有明显的时间先后的限制,在合适的情况下,有些步骤可以是同步或同时发生的。
参见图13,图13是对图12涉及的方法的一些更具体的说明,例如前述步骤S4可以进一步包括:
步骤S40:根据所述第一采样电压的电学特征来确定交流电的类型;
步骤S41:若确定所述交流电为第一种类型,则输出用于第一整流模式的第一控制信号;
步骤S42:若确定所述交流电为第二种类型,则输出用于第二整流模式的第一控制信号。
在一些示例中,步骤S40、S41以及S42这三个步骤可以与前述第一电压识别单元104所被配置的根据第一采样电压的电学特征来确定交流电源101所输入的交流电的类型的具体方式相同或类似。
前述步骤S5可以进一步包括:
步骤S50:根据所述第二采样电压的电学特征来确定交流电的类型;
步骤S51:若确定所述交流电为第一种类型,则输出用于第一整流模式的第二控制信号;
步骤S52:若确定所述交流电为第二种类型,则输出用于第二整流模式的第二控制信号。
值得说明的是,步骤S50、S51以及S52这三个步骤也可以与前述第一电压识别单元104所被配置的根据第一采样电压的电学特征来确定交流电源101所输入的类型的具体方式相同或类似,这里不再赘述。
前述步骤S6可以进一步包括:
步骤S60:基于所述用于第一整流模式的第一控制信号且基于所述用于第一整流模式的第二控制信号来使所述切换开关单元处于导通状态;
步骤S61:基于所述用于第二整流模式的第一控制信号来使所述切换开关单元处于不导通状态;
步骤S62:基于所述用于第二整流模式的第二控制信号来使所述切换开关单元处于不导通状态。
值得说明的是,步骤S60、S61以及S62这三个步骤跟前述切换开关单元107所被配置的基于第一控制信号和第二控制信号来控制或切换或改变其自身的导通状态的具体方式相同或类似。
前述步骤S7可以进一步包括:
步骤S70:当切换开关单元处于导通状态时,使变压整流电路对输入的交流电进行第一整流模式下的整流过程并输出第二直流电压;
步骤S71和步骤S72均为:当切换开关单元处于不导通状态时,使变压整流电路对交流电源进行第二整流模式下的整流过程并输出第二直流电压;
值得说明的是,步骤S70、S71以及S72这三个步骤跟前述变压整流电路106所被配置的基于切换开关单元107的导通状态而对交流电源101输入的交流电进行不同的整流过程并输出第二直流电压的具体方式可以相同或类似。
在电器(例如吹风机)的用电场景中,常常需要对某一种类型的交流电(例如AC110V)进行某一种整流模式下(例如倍压整流)的整流,而图12和图13涉及的方法可以通过使用两个电压识别单元来确认交流电源的类型,也即只有两个电压识别单元都同时识别出或确认出交流电源是某一种类型的交流电时(例如AC 110V),电器才会对该交流电进行某一种整流模式下(例如倍压整流)的整流,否则会进行另外整流模式下的整流过程,这样避免单一使用一个电压识别单元去识别时所可能发生的出错,也即提高了电器在整流过程的可靠性。
再参见图14,图14也是对图12涉及的方法的更具体的说明,例如前述步骤S4还可以包括:
步骤S40':比较第一采样电压的电压幅值与第一电压阈值的大小关系;
步骤S41':若第一采样电压的电压幅值小于第一电压阈值,则由第一电压识别单元输出用于第一整流模式的第一控制信号;
步骤S42':若第一采样电压的电压幅值不小于第一电压阈值,则由第一电压识别单元输出用于第二整流模式的第一控制信号。
在一些示例中,步骤S40'、S41'以及S42'这三个步骤可以与前述第一电压识别单元104所被配置的根据第一采样电压的电学特征来确定交流电源101所输入的交流电的类型的具体方式相同或类似。
更具体的,在一些示例中,第一电压识别单元可以为电压比较器,因此若第一采样电压的电压幅值小于第一电压阈值,则由电压比较器输出的第一控制信号可以为用于倍压整流模式的高电平信号,若第一采样电压的电压幅值不小于第一电压阈值,则由电压比较器输出的第一控制信号可以为用于全桥整流模式的低电平信号。
前述步骤S5还可以包括:
步骤S50':比较第二采样电压的电压幅值与第二电压阈值的大小关系;
步骤S51':若第二采样电压的电压幅值小于第二电压阈值,则由第二电压识别单元输出用于第一整流模式的第二控制信号;
步骤S52':若第二采样电压的电压幅值不小于第二电压阈值,则由第二电压识别单元输出用于第二整流模式的第二控制信号。
值得说明的是,步骤S50'、S51'以及S52'这三个步骤也可以与前述第一电压识别单元104所被配置的根据第一采样电压的电学特征来确定交流电源101所输入的交流电的类型的具体方式相同或类似。
更具体的,在一些示例中,第二电压识别单元可以为MCU,若第二采样电压的电压幅值小于第二电压阈值,则由MCU输出的第二控制信号可以为用于倍压整流模式的高电平信号,若第二采样电压的电压幅值不小于第二电压阈值,则由MCU输出的第二控制信号可以为用于全桥整流模式的低电平信号。
例如前述步骤S6还可以包括:
步骤S60':基于所述用于第一整流模式的第一控制信号且基于所述用于第一整流模式的第二控制信号来使所述切换开关单元处于导通状态;
步骤S61':基于所述用于第二整流模式的第一控制信号来使所述切换开关单元处于不导通状态;
步骤S62':基于所述用于第二整流模式的第二控制信号来使所述切换开关单元处于不导通状态。
在一些示例中,前述第一整流模式可以是指对交流电源进行倍压整流,第二整流模式可以是指对交流电进行全桥整流,因此,进一步的,前述步骤S7还可以包括:
步骤S70':当切换开关单元处于导通状态时,使变压整流电路对输入的交流电进行倍压整流并输出第二直流电压;
在一些示例中,当切换开关单元处于导通状态时,可以使变压整流电路对电压有效值范围为88V到132V的交流电进行倍压整流并输出电压幅值范围为
Figure 587396DEST_PATH_IMAGE007
Figure 451447DEST_PATH_IMAGE008
的第二直流电压。
更典型的,在一些示例中,当切换开关单元处于导通状态时,可以使变压整流电路对电压有效值为110V的交流电进行倍压整流并输出电压幅值为
Figure 344448DEST_PATH_IMAGE003
的第二直流电压。
步骤S71'和步骤S72'均为:当切换开关单元处于不导通状态时,使变压整流电路对交流电进行全桥整流并输出第二直流电压;
在一些示例中,当切换开关单元处于不导通状态时,可以使变压整流电路对电压有效值范围为176V到264V的交流电进行全桥整流并输出电压幅值范围为
Figure 166910DEST_PATH_IMAGE007
Figure 168364DEST_PATH_IMAGE008
的第二直流电压。
典型的,在一些示例中,当切换开关单元处于不导通状态时,可以使变压整流电路对电压有效值为220V的交流电进行全桥整流并输出电压幅值为
Figure 960740DEST_PATH_IMAGE003
到的第二直流电压。
在一些示例中,前述步骤S6中的切换开关单元可以为继电器开关,同时在该继电器开关的第一端可以设置第一开关元件,在该继电器开关的第二端可以设置第二开关元件,例如参考前述供电电路400的配置,进而前述基于第一控制信号和/或第二控制信号来改变切换开关单元的导通状态,可以进一步包括:利用电压比较器输出的第一控制信号来改变第一开关元件的通断,利用MCU输出的第二控制信号来改变第二开关元件的通断。
更具体的方式可以参见图15,图15也提供了一种更具体的供电方法,其可以包括以下步骤:
步骤S200:利用电压比较器输出的第一控制信号来改变第一开关元件的通断;
步骤S201:当所述电压比较器输出的第一控制信号为用于倍压整流模式的高电平信号时,控制第一开关元件处于导通状态;
步骤S202:当所述电压比较器输出的第一控制信号为用于全桥整流模式的低电平信号时,控制第一开关元件处于不导通状态;
步骤S300:利用MCU输出的第二控制信号来改变第二开关元件的通断;
步骤S301:当所述MCU输出的第二控制信号为用于倍压整流模式的高电平信号时,控制第二开关元件处于导通状态;
步骤S302:当所述MCU输出的第二控制信号为用于倍压整流模式的高电平信号时,控制第二开关元件处于导通状态;
步骤S400:当所述第一开关元件处于导通状态且所述第二开关元件处于导通状态时,使所述继电器开关模块处于导通状态;
步骤S401:当所述第二开关元件处于不导通状态时,使所述继电器开关模块处于不导通状态;
步骤S402:当所述第一开关元件处于不导通状态时,使所述继电器开关模块处于不导通状态;
步骤S500:使变压整流电路对交流电进行倍压整流并输出第二直流电压;
步骤S501和步骤S502均为:进而使变压整流电路对交流电进行全桥整流并输出第二直流电压。
应注意的是,在本申请中,在各电路图中,连接线没有圆点表示的结点,表示两条连接线是独立的、实际上两条连接线并不相连接;连接线有圆点表示的结点,表示两条连接线实际上相连接,如图16所示,结点A表示两条连接线是独立的、实际上两条连接线并不相连接,结点a表示两条连接线实际上相连接。
最后说明的是,尽管参照前述实施例或示例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例中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;而这些修改或替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例中技术方案的发明构思和范围。

Claims (19)

1.一种供电电路,其用于接入交流电源并处理该交流电源输入的交流电,其特征在于,包括:
初步整流滤波单元,其电连接交流电源,并被配置为对所述交流电进行初步整流滤波后输出第一直流电压;
采样单元,其电连接于所述初步整流滤波单元,并被配置为对所述第一直流电压进行采样后输出第一采样电压和第二采样电压;
第一电压识别单元,其电连接于所述采样单元,并被配置为根据所述第一采样电压的电学特征输出相应的第一控制信号;
第二电压识别单元,其电连接于所述采样单元,并被配置为根据所述第二采样电压的电学特征输出相应的第二控制信号;
以及,变压整流电路,其电连接于所述交流电源,所述变压整流电路包括与所述第一电压识别单元电连接且与所述第二电压识别单元电连接的切换开关单元;
其中,所述切换开关单元被配置为基于所述第一控制信号和/或所述第二控制信号来改变其导通状态,所述变压整流电路被配置为基于所述切换开关单元的导通状态而对所述交流电进行不同的整流过程并输出第二直流电压。
2.根据权利要求1所述的供电电路,其特征在于,
当切换开关单元处于导通状态时,所述变压整流电路对所述交流电进行倍压整流并输出第二直流电压;
当切换开关单元处于不导通状态时,所述变压整流电路对所述交流电进行全桥整流并输出第二直流电压。
3.根据权利要求1或2所述的供电电路,其特征在于,所述采样单元包括第一采样电路和第二采样电路;
所述第一采样电路和所述第二采样电路均电连接所述初步整流滤波单元,所述第一电压识别单元电连接于所述第一采样电路,所述第二电压识别单元电连接于所述第二采样电路;
所述第一采样电路用于对所述第一直流电压进行采样并输出所述第一采样电压;所述第二采样电路用于对所述第一直流电压进行采样并输出所述第二采样电压。
4.根据权利要求1所述的供电电路,其特征在于,所述第一电压识别单元包括MCU或电压比较器,所述第二电压识别单元包括MCU或电压比较器。
5.根据权利要求1所述的供电电路,其特征在于,所述供电电路还包括基准电压单元;
所述基准电压单元连接所述变压整流电路的输出端,所述基准电压单元用于根据所述第二直流电压输出基准电压或参考电压。
6.根据权利要求5所述的供电电路,其特征在于,所述切换开关单元包括第一开关元件、第二开关元件和继电器开关;
所述第一开关元件的第一端连接所述第一电压识别单元,所述第一开关元件的第二端连接所述基准电压单元,所述第一开关元件的第三端连接所述继电器开关的一个电磁线圈引脚;
所述第二开关元件的第一输入端连接所述第二电压识别单元,所述第二开关元件的第二端连接所述继电器开关的另一个电磁线圈引脚;
所述继电器开关的磁吸电极引脚连接所述交流电源,所述继电器开关的常开电极引脚连接所述变压整流电路。
7.根据权利要求6所述的供电电路,其特征在于,所述第一开关元件包括三极管Q5和三极管Q1;
所述三极管Q5的基极连接所述第一电压识别单元,所述三极管Q5的集电极连接三极管Q1的基极,所述三极管Q5的发射极接地,所述三极管Q1的发射极连接所述基准电压单元,所述三极管Q1的集电极连接所述继电器开关的一个电磁线圈引脚。
8.根据权利要求7所述的供电电路,其特征在于,所述第二开关元件包括三极管Q9;
所述三极管Q9的基极连接所述第二电压识别单元,所述三极管Q9的发射极接地,所述三极管Q9的集电极连接所述继电器开关的另一个电磁线圈引脚。
9.根据权利要求8所述的供电电路,其特征在于,所述变压整流电路包括二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、电容C1和电容C2;
所述二极管D4、所述二极管D5、所述二极管D6以及所述二极管D7桥接,所述电容C1和所述电容C2串联连接,所述二极管D4和所述二极管D5之间的连接节点c连接所述交流电源的第一端,所述二极管D6和所述二极管D7之间的连接节点b连接所述继电器开关的一个电磁线圈引脚,所述电容C1和所述电容C2之间的串联节点a连接所述继电器开关的常开电极引脚。
10.根据权利要求9所述的供电电路,其特征在于,所述初步整流滤波单元包括二极管D3以及电容C19;
所述二极管D3的阳极连接所述交流电源,所述二极管D3的阴极分别连接所述电容C19的正极和所述采样单元,所述电容C19的负极接地。
11.根据权利要求1所述的供电电路,其特征在于,
所述交流电包括第一种类型和第二种类型。
12.根据权利要求11所述的供电电路,其特征在于,
所述第一电压识别单元进一步被配置为:
根据所述第一采样电压的电学特征来确定交流电的类型,若确定所述交流电为第一种类型,则输出用于第一整流模式的第一控制信号,若确定所述交流电为第二种类型,则输出用于第二整流模式的第一控制信号;
所述第二电压识别单元进一步被配置为:
根据所述第二采样电压的电学特征来确定交流电的类型,若确定所述交流电为第一种类型,则输出用于第一整流模式的第二控制信号,若确定所述交流电为第二种类型,则输出用于第二整流模式的第二控制信号。
13.根据权利要求12所述的供电电路,其特征在于,
所述切换开关单元进一步被配置为:
基于所述用于第一整流模式的第一控制信号且基于所述用于第一整流模式的第二控制信号而处于导通状态;
基于所述用于第二整流模式的第一控制信号或基于所述用于第二整流模式的第二控制信号而处于不导通状态。
14.根据权利要求13所述的供电电路,其特征在于,
所述变压整流电路进一步被配置为:
当切换开关单元处于导通状态时,对交流电进行第一整流模式下的整流过程并输出第二直流电压;
当切换开关单元处于不导通状态时,对交流电进行第二整流模式下的整流过程并输出第二直流电压。
15.根据权利要求1所述的供电电路,其特征在于,
所述第一采样电压的电学特征为电压幅值特征;
所述第二采样电压的电学特征为电压幅值特征。
16.根据权利要求15所述的供电电路,其特征在于,
所述第一电压识别单元进一步被配置为:比较第一采样电压的电压幅值与第一电压阈值的大小关系,若第一采样电压的电压幅值小于第一电压阈值,则由第一电压识别单元输出用于第一整流模式的第一控制信号,若第一采样电压的电压幅值不小于第一电压阈值,则由第一电压识别单元输出用于第二整流模式的第一控制信号;
所述第二电压识别单元进一步被配置为:比较第二采样电压的电压幅值与第二电压阈值的大小关系,若第二采样电压的电压幅值小于第二电压阈值,则由第二电压识别单元输出用于第一整流模式的第二控制信号,若第二采样电压的电压幅值不小于第二电压阈值,则由第二电压识别单元输出用于第二整流模式的第二控制信号。
17.根据权利要求12、13、14以及16任意一项所述的供电电路,其特征在于,
所述第一整流模式是指对所述交流电进行倍压整流;
所述第二整流模式是指对所述交流电进行全桥整流。
18.一种电源电路,其特征在于,包括变频逆变模块以及如权利要求1-17任意一项所述的供电电路;
所述变频逆变模块的输入端连接所述供电电路的输出端。
19.一种电器,其特征在于,所述电器包括如权利要求18所述的电源电路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117148904A (zh) * 2023-02-28 2023-12-01 荣耀终端有限公司 供电电路、相关装置和控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001086756A (ja) * 1999-09-16 2001-03-30 Ikeda Electric Co Ltd 交流同期信号検出回路
JP2004064813A (ja) * 2002-07-25 2004-02-26 Toshiba Corp 電源回路
CN208782737U (zh) * 2018-10-23 2019-04-23 厦门市科力电子有限公司 一种具有高低压自动切换开关的开关电源
CN211508931U (zh) * 2020-04-15 2020-09-15 宁波奥克斯电气股份有限公司 一种电源识别转换电路及空调器
CN112910279A (zh) * 2021-01-29 2021-06-04 深圳市航嘉驰源电气股份有限公司 一种电源电路及其控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001086756A (ja) * 1999-09-16 2001-03-30 Ikeda Electric Co Ltd 交流同期信号検出回路
JP2004064813A (ja) * 2002-07-25 2004-02-26 Toshiba Corp 電源回路
CN208782737U (zh) * 2018-10-23 2019-04-23 厦门市科力电子有限公司 一种具有高低压自动切换开关的开关电源
CN211508931U (zh) * 2020-04-15 2020-09-15 宁波奥克斯电气股份有限公司 一种电源识别转换电路及空调器
CN112910279A (zh) * 2021-01-29 2021-06-04 深圳市航嘉驰源电气股份有限公司 一种电源电路及其控制方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117148904A (zh) * 2023-02-28 2023-12-01 荣耀终端有限公司 供电电路、相关装置和控制方法

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