CN202889180U - 一种交流和直流输入自适应电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交流和直流输入自适应电路，包括交直流输入源Ui、整流桥、第一稳压管、第二稳压管、第三稳压管、第一二级管、第二二级管、第一、第二MOS管、第一至第四电阻、第一至第三电容、第一DC-DC模块、第二DC-DC模块、输入欠压保护电路、脉冲信号电路、输入端口、输出端口。当交流输入时，输入电路自动切换到满足交流电压输入范围对应的DC-DC模块，当直流输入时，输入电路自动切换到满足直流电压输入范围对应DC-DC模块，从而实现同时满足交流和直流输入在同一端口；电路适用范围广，直流或交流电压皆可适用；无需人工操作，自动适应，提高了电源的可靠性和维护性。

Description

一种交流和直流输入自适应电路

技术领域

本实用新型涉及直流电源领域，特别是一种交流和直流输入自适应电路，一种需要将交流和直流两种输入在同一个端口的电源。 

背景技术

为解决由不同供应商提供的各独立电源通信规约兼容等问题，提高电源通用化程度，很多用户对电源提出了同时满足不同规格输入的要求，其中就包括同一个输入端口要同时满足交流和直流两种输入规格的电源。 

传统的交流和直流输入在同一个端口的电源，一般是通过开关来切换，这样带来的问题是运行维护不方便，需要人为的管理，增加人力成本，而且很可能会发生操作失误而导致电源损坏，电源的可靠性也得不到保障。 

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种交流和直流输入自适应电路，使两种输入都能自动适应电源的输入要求。当交流输入时，输入电路自动切换到满足交流电压输入范围对应的DC-DC模块，当直流输入时，输入电路自动切换到满足直流电压输入范围对应DC-DC模块，从而实现同时满足交流和直流输入在同一端口。 

为了实现解决上述技术问题的目的，本实用新型采用了如下技术方案： 

本实用新型的一种交流和直流输入自适应电路，其中包括交直流输入源Ui、整流桥、第一稳压管、第二稳压管、第三稳压管、第一二级管、第二二级管、第一MOS管、第二MOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一DC-DC模块、第二DC-DC模块、输入欠压保护电路、脉冲信号电路、输入端口、输出端口；

其中第一DC-DC模块为高直流电压输入电压模块，第二DC-DC模块为低直流电压输入模块；

输入端口即为整流桥的交流端；所述交直流输入源Ui的输出端连接至整流桥的交流端，整流桥的输出正极连接至第一电容的正极、输入欠压保护电路的输入正极、第一DC-DC模块的输入正极、第一电阻和第二电阻的一端、第一MOS管7的漏极；整流桥的输出负极连接至第一电容和第二电容的负极、输入欠压保护电路的输入负极、第一和第二DC-DC模块的输入负极、第二稳压管和第三稳压管的正极、第三电阻的一端、第二MOS管的源极、脉冲信号电路的输入负极；

所述第一MOS管的源极连接至第二DC-DC模块的输入正极、脉冲信号电路的输入正极、第二二级管的正极；第一MOS管的栅极连接至第一电阻另一端、第二MOS管的漏极、第二电容的正极、第三稳压管的负极、第一二级管的负极；

所述脉冲信号电路的输出依次通过第四电阻、第三电容连接至第一二极管的正极和第二二极管的负极；

第二MOS管的栅极连接至第三电阻的另一端、第二稳压管的负极、第一稳压管的正极；第一稳压管的负极连接至第三电阻的另一端；

输入欠压保护电路的输出端连接至第一DC-DC模块的控制端；交流和直流输入自适应电路的输出端口的正极和第一DC-DC模块的输出正极、第二DC-DC模块的输出正极相连；交流和直流输入自适应电路的输出端口的负极和第一DC-DC模块的输出负极、第二DC-DC模块的输出负极相连。

本专利的交流和直流输入自适应电路，所述的输入欠压保护电路为具有输入欠压保护功能的通用电路，管脚包括输入正极、输入负极、输出端，通过内部的调节电阻可以设定欠压保护点。此电路可以实现在输入电压低于模块输入范围的时候，关断模块使其不工作，从而达到保护模块的功能。此输入欠压保护电路是为了在输入电压较低的时候保护高输入模块，如果高输入模块自带输入欠压保护功能，此电路亦可省略。 

本专利的交流和直流输入自适应电路，所述的脉冲信号电路为具有产生频率100K以上的脉冲矩形波功能的通用电路，管脚包括输入正极、输入负极、输出端。由输入电压通过此电路产生一个一个电压幅值10V频率100K以上的脉冲矩形波，为第一MOS管提供驱动电压信号。 

本专利的交流和直流输入自适应电路，所述的DC-DC模块为直流-直流电压变换模块，管脚包括输入正极、输入负极、输出正极、输出负极。DC-DC转换器为了满足将输入的直流电压转换为所需要的直流电压。 

在设计交流输入的电源时，一般都要先通过对交流输入进行全波整流，经滤波电容平滑，然后通过相应的DC-DC转换器产生需要的直流电压。而输入直流的电源只需通过滤波电容后即可通过DC-DC转换器。本电路原理方案的主要设计也是基于这个思路。 

本电路极其适用于交流输入经整流后的直流电压范围和直流输入电压范围无法用一种DC-DC转换器同时满足的情形。 

通过采用上述技术方案，本实用新型具有以下的有益效果： 

本实用新型的一种交流和直流自适应电路，可以实现能同时满足两种不同规格输入的功能；电路适用范围广，不论两种输入电压为直流或交流，不论两种电压谁高谁低，皆适用；无需人工操作，自动使不同输入电压适应于对应模块使其工作，提高了电源的可靠性和维护性，节省了人力成本。

附图说明

图1是交流和直流输入自适应电路。 

图中，Ui为交直流输入源，1为整流桥，2为第一稳压管、3为第二稳压管、4为第三稳压管，5为第一二级管，6为第二二级管，7为第一MOS管，8为第二MOS管，9为第一电阻，10为第二电阻，11为第三电阻，12为第四电阻，13为第一电容，14为第二电容，15为第三电容，N1为第一DC-DC模块，N2为第二DC-DC模块。 

具体实施方式

实施例1 

下面通过一电源应用实例来说明此电路。

如图1所示，本实用新型的一种交流和直流输入自适应电路，其中包括交直流输入源Ui、整流桥1、第一稳压管2、第二稳压管3、第三稳压管4、第一二级管5、第二二级管6、第一MOS管7、第二MOS管8、第一电阻9、第二电阻10、第三电阻11、第四电阻12、第一电容13、第二电容14、第三电容15、第一DC-DC模块N1、第二DC-DC模块N2、输入欠压保护电路、脉冲信号电路、输入端口、输出端口；第一DC-DC模块N1为高直流电压输入电压模块，第二DC-DC模块N2为低直流电压输入模块； 

输入端口即为整流桥1的交流端；交直流输入源Ui的输出端连接至整流桥1的交流端，整流桥1的输出正极连接至第一电容13的正极、输入欠压保护电路的输入正极、第一DC-DC模块N1的输入正极、第一电阻9和第二电阻10的一端、第一MOS管7的漏极；整流桥1的输出负极连接至第一电容13和第二电容14的负极、输入欠压保护电路的输入负极、第一DC-DC模块N1和N2的输入负极、第一稳压管3和第二稳压管4的正极、第三电阻11的一端、第二MOS管8的源极、脉冲信号电路的输入负极；

所述第一MOS管7的源极连接至第二DC-DC模块N2的输入正极、脉冲信号电路的输入正极、第二二级管6的正极；第一MOS管7的栅极连接至第一电阻R1另一端、第二MOS管8的漏极、第二电容14的正极、第三稳压管4的负极、第一二级管5的负极；

所述脉冲信号电路的输出依次通过第四电阻12、第三电容15连接至第一二极管5的正极和第二二极管6的负极；

第二MOS管8的栅极连接至第三电阻11的一端、第二稳压管3的负极、第一稳压管2的正极；第一稳压管2的负极连接至第三电阻11的另一端； 

输入欠压保护电路的输出端连接至第一DC-DC模块N1的控制端；

交流和直流输入自适应电路的输出端口的正极和第一DC-DC模块N1的输出正极，以及第二DC-DC模块N2的输出正极相连；交流和直流输入自适应电路的输出端口的负极和第一DC-DC模块N1的输出负极，以及第二DC-DC模块N2的输出负极相连。

电源输入电压为直流110V /交流220V 50Hz，输入只有一个端口，输出一路直流稳定电压。直流输入范围为77V～137.5V，交流输入范围为176V～264V。 

针对上述电源要求，由于此电源只有一个输入端口，所以要求输入电路必须同时满足这两种输入。交流220V通过整流后可达300V左右，而直流输入范围也较宽为77V～137.5V，没有一种DC-DC转换器能同时满足两种输入，本方案主要是通过MOS管来实现切换，采用MOSFET可以起到对输入电压的箝位作用来实现的。MOSFET共有三个脚，一般为G、D、S，通过G、S间加控制信号时可以改变D、S间的导通和截止。 

其中关键器件的参数为，第一稳压管2和第三稳压管4均为BWC61，其工作电压范围为145V～165V，电容14参数为耐压值400V，容量10μF，所选模块N1的输入范围为180～375VDC，模块N2的输入范围为66～160VDC。稳压管4的作用是保证模块N1的输入端电压不会超过其正常输入范围。 

输入交流220V时，通过整流桥1进行整流为300V左右，高于第一稳压管2的稳压值，电压通过第一稳压管2使第二MOS管8的G极电压为高，第二MOS管8导通，从而拉低第一MOS管7的G极，第一MOS管7不导通，模块N1工作；当输入直流110V时，电压低于第一稳压管V2的稳压值，电压无法通过第一稳压管2，此时第二MOS管8不导通，输入电压通过第一电阻9到第二MOS管8的G极，脉冲信号电路通过由第四电阻12和第三电容15组成的充电泵电路，这个信号控制充电泵，使第二MOS管8的栅极比源极电位高10V以上，该偏压使第二MOS管8导通，输入电压通过第二MOS管8到达了模块N1的输入端，此时模块N2开始工作，而输入欠压保护电路使N1停止工作，保护了模块N1。 

上面情形为交流输入电压比直流输入高，当交流输入电压比直流输入低时，此电路同样适用，不管交流还是直流输入，此电路是通过比较经过整流桥整流后直流电压的高低来判断并切换输入电压到对应模块，当输入电压高的时候模块N1工作，当输入电压低的时候模块N2工作。 

所以此实用新型可扩展为两种不同输入电压的自适应电路，无论是两种不同的交流输入，或者两种不同的直流输入，还是交流和直流输入，此电路都适用。 

此实用新型也可扩展为两种以上不同输入电压的自适应电路，每增加一种输入电压，只需增加一套自适应电路即可实现。 

Claims (4)

1.一种交流和直流输入自适应电路，其特征是：包括交直流输入源Ui、整流桥（1）、第一稳压管（2）、第二稳压管（3）、第三稳压管（4）、第一二级管（5）、第二二级管（6）、第一MOS管（7）、第二MOS管（8）、第一电阻（9）、第二电阻（10）、第三电阻（11）、第四电阻（12）、第一电容（13）、第二电容（14）、第三电容（15）、第一DC-DC模块（N1）、第二DC-DC模块（N2）、输入欠压保护电路、脉冲信号电路、输入端口、输出端口；

其中第一DC-DC模块（N1）为高直流电压输入电压模块，第二DC-DC模块（N2）为低直流电压输入模块；

输入端口即为整流桥（1）的交流端；所述交直流输入源Ui的输出端连接至整流桥（1）的交流端，整流桥（1）的输出正极连接至第一电容（13）的正极、输入欠压保护电路的输入正极、第一DC-DC模块（N1）的输入正极、第一电阻（9）和第二电阻（10）的一端、第一MOS管（7）的漏极；整流桥（1）的输出负极连接至第一电容（13）和第二电容（14）的负极、输入欠压保护电路的输入负极、第一和第二DC-DC模块（N1、N2）的输入负极、第二稳压管（3）和第三稳压管（4）的正极、第三电阻（11）的一端、第二MOS管（8）的源极、脉冲信号电路的输入负极；

所述第一MOS管（7）的源极连接至DC-DC模块N2的输入正极、脉冲信号电路的输入正极、第二二级管（6）的正极；第一MOS管（7）的栅极连接至第一电阻R1另一端、第二MOS管（8）的漏极、第二电容2的正极、第三稳压管（4）的负极、第一二级管（5）的负极；

所述脉冲信号电路的输出依次通过第四电阻（12）、第三电容（15）连接至第一二极管5的正极和第二二极管6的负极；

第二MOS管（8）的栅极连接至第三电阻（11）的另一端、第二稳压管（3）的负极、第一稳压管（2）的正极；第一稳压管（2）的负极连接至第三电阻10的另一端；

输入欠压保护电路的输出端连接至第一DC-DC模块（N1）的控制端；交流和直流输入自适应电路的输出端口的正极和第一DC-DC模块（N1）的输出正极、第二DC-DC模块（N2）的输出正极相连；交流和直流输入自适应电路的输出端口的负极和第一DC-DC模块（N1）的输出负极、第二DC-DC模块（N2）的输出负极相连。

2.根据权利要求1所述交流和直流输入自适应电路，其特征是：所述的输入欠压保护电路为具有输入欠压保护功能的通用电路，管脚包括输入正极、输入负极、输出端，通过内部的调节电阻可以设定欠压保护点。

3.根据权利要求1所述交流和直流输入自适应电路，其特征是：所述的脉冲信号电路为具有产生频率100K以上的脉冲矩形波功能的通用电路，管脚包括输入正极、输入负极、输出端。

4.根据权利要求1所述交流和直流输入自适应电路，其特征是：所述的DC-DC模块为直流-直流电压变换模块，管脚包括输入正极、输入负极、输出正极、输出负极。

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