CN203027126U - 防止输出端误接交流的保护电路和交流/直流转换设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例提供了一种防止输出端误接交流的保护电路和交流/直流转换设备，以至少克服由误接入到元件的直流输出端的交流电引起元件损坏的问题。保护电路包括输入部分、输出部分以及耦接于输入部分与输出部分之间的开关电路部分。开关电路部分被配置成：当输入部分外接输入的直流电压时，开关电路部分在第一状态下工作，以将直流电压提供给输出部分；当输出部分外接输入的交流电压时，开关电路部分在第二状态下工作，以阻止上述交流电压被传递到输入部分。交流/直流转换设备包括交流/直流转换装置和上述保护电路。应用根据本实用新型的实施例的上述技术，能够避免由于输出端误接交流电压而引起元件损坏以及引发火灾的问题。

Description

防止输出端误接交流的保护电路和交流/直流转换设备

技术领域

本实用新型总体上涉及电路领域，具体涉及一种用于防止输出端误接交流的保护电路以及交流/直流转换设备。 

背景技术

在现有技术中，存在很多需要直流电压驱动的电子元器件，例如LED。这类元器件在使用时，均需要将例如220V的交流电压转换为直流电压后才可利用。通常，可以利用交流/直流转换元件之类的元件来实现这种交流/直流转换，由此，需要将这类元器件与上述交流/直流转换元件的直流输出端相耦接。然而，这种交流/直流转换元件的交流端和直流端在外观上具有相似性，用户常难以辨别或误识别其输入端和输出端，例如，将交流/直流转换元件的直流输出端误以为是交流输入端，而在其直流输出端接入交流电压。在这种情况下，误接入到直流输出端的交流电将会对其所在电路中的元器件造成损坏，而且由于该交流电的电压过大，甚至可能会引发火灾。 

实用新型内容

在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。 

鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的之一是提供一种用于防止输出端误接交流的保护电路和交流/直流转换设备，以至少克服在现有技术中存在的由误接入到元件的直流输出端的交流电引起元件所在电路中的元器件损坏的问题。 

为了实现上述目的，根据本实用新型的实施例，提供了一种防止输出 端误接交流的保护电路，该保护电路包括：输入部分；输出部分；以及开关电路部分。上述开关电路部分耦接于输入部分和输出部分之间，并被配置成：在输入部分外接输入的直流电压的情况下，开关电路部分在第一状态下工作，以将上述输入的直流电压提供给输出部分；以及在输出部分外接输入的交流电压的情况下，开关电路部分在第二状态下工作，以阻止上述输入的交流电压被传递到输入部分。 

根据本实用新型的实施例，还提供了一种交流/直流转换设备，该交流/直流转换设备包括交流/直流转换装置，还包括如上所述的防止输出端误接交流的保护电路。其中，保护电路的输入部分与交流/直流转换装置的直流输出端相耦接。交流/直流转换设备被配置成：在交流/直流转换装置的交流输入端接入交流电的情况下，通过保护电路的输出部分向外输出直流电压；以及在保护电路的输出部分接入交流电的情况下，阻止上述交流电被传递到交流/直流转换装置的直流输出端。 

根据上述本实用新型实施例的防止输出端误接交流的保护电路和交流/直流转换设备，能够实现至少以下益处之一：避免从保护电路的输出部分输入的交流电压对该保护电路所在电路中其他元件所造成的损坏；避免从交流/直流转换设备的直流输出端接入的交流电压对该交流/直流转换设备和/或其所在电路中其他元件所造成的损坏；避免由上述交流电引起交流/直流转换设备的自燃；避免上述交流电引起保护电路或交流/直流转换设备所在电路中其他元件的自燃等问题；以及减小发生火灾的可能性等。 

通过以下结合附图对本实用新型的最佳实施例的详细说明，本实用新型的这些以及其他优点将更加明显。 

附图说明

本实用新型可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本实用新型的优选实施例和解释本实用新型的原理和优点。在附图中： 

图1A是示意性地示出根据本实用新型实施例的用于防止输出端误接交流的保护电路的一种结构的框图。 

图1B是示出如图1A所示的保护电路100与交流/直流转换装置900的正确连接方式的示意图。 

图2是示意性地示出如图1A所示的开关电路部分130的一种可能的示例结构的框图。 

图3是示意性地示出如图2所示的开关单元210的示例结构的框图。 

图4是示意性地示出根据本实用新型实施例的用于防止输出端误接交流的保护电路的另一种结构的框图。 

图5是示意性地示出根据本实用新型实施例的用于防止输出端误接交流的保护电路的一个应用示例的电路结构图。 

图6是示意性地示出根据本实用新型的实施例的交流/直流转换设备的示例结构的框图。 

具体实施方式

在下文中将结合附图对本实用新型的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。 

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的装置结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。 

在实际应用中，由于某些电子元器件需要直流电压驱动，因此需要对接入的例如220V的交流电压进行转换，再利用转换后得到的直流电压来驱动上述电子元器件。然而，在实际操作时，在连接上述电子元器件和用于进行交流/直流转换的元件的过程中可能出现误操作。例如，当用户使用该电子元器件时，本应该将上述用于进行交流/直流转换的元件的直流输出端与该电子元器件的直流端相耦接。然而，在某些情况下，可能由于用户粗心等原因而错误地将上述用于进行交流/直流转换的元件的交流输 入端与该电子元器件的直流端相耦接。然后，当用户试图接入交流电压时，则会直接把交流电压接入到上述用于进行交流/直流转换的元件的空置的直流输出端上。在这种情况下，用户的原意本是利用上述用于进行交流/直流转换的元件的交流输入端引入该交流电压后对其进行转换，获得直流电压，再将转换后的直流电压提供给该电子元器件。而当发生例如以上误操作时，上述用于进行交流/直流转换的元件很可能被较大的交流电所损坏，轻者可使得该元件和/或其所在电路中的其他元器件受损，重者则可能导致该元件和/或其所在电路中的其他元器件由于过热而发生自燃乃至引发火灾，后果十分严重。其中，这里所说的“输出端误接交流”是指本应该接到用于进行交流/直流转换的元件的交流输入端的交流电压被错误地接到了该元件的直流输出端上。 

图1A是示意性地示出根据本实用新型实施例的用于防止输出端误接交流的保护电路的结构的框图。如图1A所示，保护电路100包括输入部分110、输出部分120以及开关电路部分130。其中，开关电路部分130耦接于输入部分110和输出部分120之间。开关电路部分130被配置成：在输入部分110外接输入的直流电压的情况下，开关电路部分130在第一状态下工作，以将上述输入的直流电压提供给输出部分120；以及在输出部分120外接输入的交流电压的情况下，开关电路部分130在第二状态下工作，以阻止上述输入的交流电压被传递到输入部分110。 

其中，这里所说的“阻止上述输入的交流电压被传递到输入部分110”的方式可以有多种。例如，可以通过诸如保险丝之类的熔断元件来断开开关电路部分130的方式，或者，也可以通过将上述输入的交流电压旁路、并用附加负载来承受该交流电压的方式，或者通过其他能够使得上述输入的交流电压不被传递到输入部分的方式等，来实现“阻止上述输入的交流电压被传递到输入部分110”。 

针对以上所描述的问题，可以通过应用根据本实用新型的实施例的用于防止输出端误接交流的保护电路来解决该问题。例如，如图1B所示，将如图1A所示的保护电路100的输入部分110与交流/直流转换装置900的直流输出端相耦接，然后，可以解决“输出端误接交流”损坏电路元器件乃至导致火灾的问题。 

具体地，在保护电路100的输入部分110与交流/直流转换装置900的直流端相耦接的情况下，如图1B所示，接下来正确的操作是将与保护电路100的输出部分120所对应的接口P2与负载M的直流端相连接，然 后在与上述交流/直流转换装置900的交流输入端相对应的接口P1处接入交流电压。于是，交流电压经过上述交流/直流转换元件后转换为直流电压，直流电压通过保护电路100的输入部分110、开关电路部分130以及输出部分120后被提供给上述电子元器件。此时，开关电路部分130在第一状态下工作。 

然而，在实际使用中，耦接到一起的保护电路100与交流/直流转换装置900通常被整体地封装，而导致其对外的接口很相似。其中，上述对外的接口包括与交流/直流转换装置900的交流输入端相对应的接口P1、以及与保护电路100的输出部分120相对应的接口P2。如图1B所示，当用户试图接入交流电压时，正确的操作是将接口P1与负载M的直流端相耦接，然后将输入电压从接口P2引入；而错误的操作可能是将接口P1与负载M的直流端相耦接，而将输入的交流电压接口P2。当发生如上所述的错误的操作时，由输入的交流电压所产生的交流电流经输出部分120以及开关电路部分130之后又返回到输出部分120，而不会流至输入部分110，从而不会流至交流/直流转换装置900。由此，即使从接口P2错误地接入输入的交流电压也不会对交流/直流转换装置900造成损坏，进而不会导致火灾等，起到了对交流/直流转换装置900的保护作用。 

其中，在根据本实用新型的实施例的用于防止输出端误接交流的保护电路的一个具体实现中，可以按照如下文所描述的方式来配置开关电路部分130，以实现上文所述的开关电路部分130的功能。下面将参考图2来描述开关电路部分130的一种具体配置例子。 

图2是示意性地示出根据本实用新型实施例的如图1A所示的开关电路部分130的一种可能的示例结构的框图。 

如图2所示，开关电路部分130可以包括开关单元210和具有预定断路电流的过流断路单元220。其中，可以将开关单元210与输入部分110（未示出）相耦接，以及可以将过流断路单元220耦接于开关单元210与输出部分120（未示出）之间。 

其中，开关单元210和过流断路单元220被配置成：在输入部分110外接输入的直流电压的情况下，使得电流可以从输入部分110经由开关单元210、过流断路单元220后流至输出部分120，以便将上述直流电压提供给输出端120。在此种情况下，流经过流断路单元220的电流（也即，在开关电路部分在第一状态下工作时流经过流断路单元220的电流）低于过流断路单元220的预定断路电流，从而使得过流断路单元220不会发生 断路。 

例如，通过对开关单元210进行配置，可以使得开关单元210在V1₀-V3₀方向上是单向导通的，即，开关单元210是V1₀-V3₀方向上的单向导通元件。换句话说，当V1₀与V3₀之间的电压高于预定阈值时，开关单元210在V1₀-V3₀方向导通；而当V1₀与V3₀之间的电压低于预定阈值时、或为负时，开关单元210在V1₀-V3₀方向截止。其中，V1₀与V3₀之间的电压为负是指V1₀点的电压低于V3₀点的电压。通常，可以将上述预定阈值设置得较小，以使得在开关电路部分130在第一状态下工作时电流能够容易地通过开关单元210而流向输出部分120。 

此外，在优选情况下，还可以通过对开关单元210进行配置，来使得在开关电路部分130在第一状态下工作时电流不会经由开关单元210返回到输入部分110。例如，在已知在开关电路部分130在第一状态下工作时开关单元210的V1₀和V2₀两端之间的第一电压的情况下，可以令开关单元210在V1₀-V2₀方向上的第一开启电压高于上述第一电压。这样，当开关电路部分130在第一状态下工作时，由于分配给开关单元210的V1₀和V2₀两端之间的电压低于上述第一开启电压，所以开关单元210在V1₀-V2₀方向上截止，则电流不会从V1₀点经由开关单元210、再由V2₀点流回到输入部分110。这样，当开关电路部分在第一状态下工作时，减少了开关电路部分130的分流，进而降低了电能损耗。其中，上述第一电压可以通过计算获得，也可以通过实验或经验获得。 

此外，开关单元210和过流断路单元220还可以被配置成：在输出部分120外接输入的交流电压的情况下，开关单元210通过使电流从输出部分120经由过流断路单元220和开关单元210返回输出部分120，以便在流经过流断路单元220的电流高于过流断路单元220的预定断路电流时来使得过流断路单元220断路，从而阻止所述输入的交流电压被传递到输入部分110。在此种情况下，流经过流断路单元220的电流（也即，在开关电路部分在第二状态下工作时流经过流断路单元220的电流）高于过流断路单元220的预定断路电流，从而使得过流断路单元220发生断路。 

例如，在已知输出部分误接交流时分配给开关单元210的V3₀和V4₀两端之间的第二电压的情况下，可以类似地对开关单元210进行配置，使得开关单元210在V3₀-V4₀方向上的第二开启电压低于上述第二电压。这样，当从输出部分120输入的交流电压处于交流电正半周时，在分配给开关单元210的V3₀和V4₀两端之间的电压高于上述第二开启电压的情况 下，电流能够从V3₀点经由开关单元210、再由V4₀点流回到输出部分120。同时，在上述交流电正半周时，由于V1₀与V3₀之间的压降为负，而开关单元210在V1₀-V3₀方向上是单向导通的，因此，此时电流无法从V3₀点经由开关单元210、再由V1₀点流回到输入部分110。 

其中，过流断路单元220的一种具体实现方式可以包括保险丝。保险丝的额定电流高于在输入部分110外接输入的直流电压的情况下流经保险丝的电流，以及保险丝的熔断电流低于在输出部分120外接输入的交流电压的情况下流经保险丝的电流。保险丝使用简单并且体积较小，在开关电路部分在第一状态下工作时不会损耗太多的电能，而且方便更换。 

在根据本实用新型的实施例的用于防止输出端误接交流的保护电路的一个具体实现中，可以按照如下文所描述的方式来配置开关单元210，以使其具有如上文所述的功能。下面将参考图3来描述开关单元210的一种具体配置例子。 

图3是示意性地示出根据本实用新型实施例的如图2所示的开关单元210的示例结构的框图。如图3所示，开关单元210可以包括第一开关模块310、第二开关模块320和反向截止模块330。反向截止模块330与输入部分110（未示出）相耦接，第一开关模块310和第二开关模块320分别耦接于反向截止模块330与过流断路单元220（未示出）之间。 

其中，第一开关模块310、第二开关模块320和反向截止模块330可以被配置成：在输入部分110外接输入的直流电压的情况下，反向截止模块330由输入的直流电压导通，电流从输入部分110通过反向截止模块330、并经由过流断路单元220而流至输出部分120，并且第一开关模块310和第二开关模块320截止。 

其中，第一开关模块310可以具有第一导通电压，第二开关模块320可以具有第二导通电压，反向截止模块330还可以具有第三导通电压。此外，第一开关模块310是在V7₀-V8₀方向上单向导通的，第二开关模块320是在V10₀-V9₀方向上单向导通的，以及反向截止模块330是在V5₀-V6₀方向上单向导通的。在下文中，将结合上述第一导通电压、第二导通电压以及第三导通电压来进行说明。当然，本实用新型的实施例并不限于此，本领域技术人员可以根据具体情况进行不同的电路配置，并针对不同电路配置情况下的各个电路部件设计各种相应的属性参数，具体细节在此不逐一赘述。 

如图3所示，可以通过对反向截止模块330进行配置，以在输入部分110外接输入的直流电压的情况下，使得V5₀与V6₀之间的压降高于反向截止模块330的第三导通电压，从而使得电流能够通过反向截止模块330而流向输出部分120。 

此外，在输入部分110外接输入的直流电压的情况下，可以使得第一开关模块310的V7₀-V8₀之间的端电压低于第一开关模块310的第一导通电压，从而使得第一开关模块310处于截止状态，以及使得第二开关模块320的V10₀-V9₀之间的端电压为负、进而导致第二开关模块320也处于截止状态。 

通过以上描述可知，在输入部分110外接输入的直流电压的情况下，也即在开关电路部分130在第一状态下工作的情况下，流经如上所配置的开关单元210的电流仅通过开关单元210中的反向截止模块330、而不通过开关单元210中的第一开关模块310和第二开关模块320。因此，通过如上方式来配置开关单元210，可以使得在开关电路部分在第一状态下工作时消耗较少的电能。 

此外，第一开关模块310、第二开关模块320和反向截止模块330还可以被配置成：在输出部分120外接输入的交流电压的情况下，当上述输入的交流电压处于交流电正半周时，反向截止模块330截止，第一开关模块310导通，第二开关模块320截止，电流从输出部分120通过过流断路单元220、并经由第一开关模块310返回输出部分120，以使过流断路单元220断路。 

例如，配置反向截止模块330使其具有如上所述的第三导通电压，使得当从输出部分120输入的交流电压处于交流电正半周时反向截止模块330处于截止状态。这是因为反向截止模块330是在V5₀-V6₀方向上单向导通的，而当从输出部分120输入的交流电压处于交流电正半周时V5₀与V6₀之间的压降为负，因此，反向截止模块330处于截止、并且电流不能通过截止模块330流向输入部分110。 

又如，配置第一开关模块310使其具有如上所述的第一导通电压，使得当从输出部分120输入的交流电压处于交流电正半周时V7₀和V8₀之间的压降高于上述第一导通电压，从而使得第一开关模块310导通。这样，从输出部分120引入的电流能够经由V7₀点、第一开关模块310以及V8₀点后流回输出部分120。 

此外，配置第二开关模块320使其具有如上所述的第二导通电压，使得当从输出部分120输入的交流电压处于交流电正半周时第二开关模块320处于截止状态。这是因为第二开关模块320是在V10₀-V9₀方向上单向导通的，而当从输出部分120输入的交流电压处于交流电正半周时V10₀-V9₀之间的压降为负，因此，第二开关模块320处于截止，并且V9₀与V10₀之间无电流通过。 

这样，参考图2和图3，当从输出部分120输入的交流电压处于交流电正半周时，从输出部分120引入的电流只能经由过流断路单元220、然后沿第一开关模块310（即沿V7₀-V8₀支路）流回输出部分120，而不能流经第二开关模块320返回输出部分120，也不能流经反向截止模块330而流向输入部分110。此时，由于从输出部分120输入的交流电压通常较大，引入的电流也较大，因此使得流经过流断路单元220的电流在此种情况下往往远远高于其预定断路电流，从而引发过流断路单元220的断路。由此，切断了开关单元210中的电流，也即阻断了从输出部分120流至输入部分110的电流，从而保护了与输入部分110相连接的其他器件。 

此外，第一开关模块310、第二开关模块320和反向截止模块330还可以被配置成：在输出部分120外接输入的交流电压的情况下，当从输出部分120输入的交流电压处于交流电负半周时，第一开关模块310截止，第二开关模块320导通，电流从输出部分120通过第二开关模块320、并经由过流断路单元220返回输出部分120，以使过流断路单元220断路。其中，在这种情况下，由于V7₀与V8₀之间的压降为负、而第一开关模块310是在V7₀-V8₀方向上单向导通的，所以第一开关模块310处于截止状态；另外，由于V10₀与V9₀之间的压降高于上述第二导通电压，所以第二开关模块320处于导通状态。此外，在输入部分110通过例如交流/直流转换装置而连接到例如电子元器件等负载设备时，由于负载设备、反向截止模块330所在支路的阻抗明显远大于V10₀-V9₀支路的阻抗，因此，可以认为此时流经反向截止模块330的电流为0。类似地，由于此时从输出部分120输入的交流电压通常较大，引入的电流也较大，因此使得流经过流断路单元220的电流在此种情况下往往远远高于其预定断路电流，从而引发过流断路单元220的断路。由此，切断了开关单元210中的电流，也即阻断了从输出部分120流至输入部分110的电流，从而保护了与输入部分110相连接的其他器件。 

通过以上描述可知，在输出部分120外接输入的交流电压的情况下， 也即在开关电路部分130在第二状态下工作的情况下，无论上述输入的交流电压处于交流电正半周还是负半周，都会引起过流断路单元220的断路，从而阻止了上述输入的交流电压被传递到输入部分110。 

图4是示意性地示出根据本实用新型实施例的用于防止输出端误接交流的保护电路的另一种结构的框图。如图4所示，保护电路400除了包括输入部分110、输出部分120以及开关电路部分130之外，还可以包括错误指示部分140。错误指示部分140可以被配置成在输出部分120外接输入的交流电压的情况下发出错误指示信号。其中，图4中所示出的保护电路400所包括的输入部分110、输出部分120以及开关电路部分130与图1A图1A中所示出的保护电路100所包括的对应部分具有相同的结构和功能，其工作原理也类似，在此不再赘述。 

如图4所示，在根据本实用新型实施例的用于防止输出端误接交流的保护电路的一种实现方式中，可以将错误指示部分140耦接在开关电路部分130与输出部分120之间。在该实现方式中，可以对错误指示部分140进行配置，使得错误指示部分140能够实现以下功能：在开关电路部分130在第一状态下工作的情况下、也即在输入部分110外接输入的直流电压的情况下，错误指示部分140截止，并且错误指示部分140不发出错误指示信号；在开关电路部分130在第二状态下工作的情况下、也即在输出部分120外接输入的交流电压的情况下，错误指示部分140被从输出部分120输入的交流电压驱动而发出错误指示信号。当然，本实用新型的实施例并不限于此，本领域技术人员可以根据具体情况进行不同的电路配置，并针对不同电路配置情况下的各个电路部件设计各种相应的属性参数，具体细节在此不逐一赘述。 

在一个例子中，可以对错误指示部分140进行配置以使其具有第四导通电压。也即，如图4所示，当B1-A1之间的压降高于第四导通电压时，错误指示部分140导通并发出错误指示信号；而当B1-A1之间的压降低于第四导通电压时、或者当B1-A1之间的压降为负（即A1点电势高于B1点电势）时，错误指示部分140截止并且不发出任何信号。其中，在该情况下，保护电路400中的除错误指示部分140之外的其他电路组成部分按照与图1A图1A中示出的保护电路100中的对应部分相同的方式工作，此处省略其详细描述。 

根据以上描述可知，在输出部分120外接输入的交流电压的情况下，无论开关电路部分130是否发生断路，错误指示部分140都能够由引入的 交流电流触发而发出错误指示信号；而在输入部分110外接输入的直流电压的情况下，由于错误指示部分140截止也即其内部无电流通过，其不会发出错误指示信号。这样，用户可以根据错误指示信号的有无来判断操作是否正确，从而可以在发现错误指示部分140发出错误指示信号的情况下采取进一步的操作来解决问题。由此，避免了对电路中的元器件的损坏，并减少了火灾发生的可能性。同时，操作变得更加便捷高效，用户友好程度得到提升。 

具体地，在根据本实用新型实施例的用于防止输出端误接交流的保护电路的一个具体实现方式中，错误指示部分140可以包括发光二极管。下面参考图4和图5描述该应用示例。 

如图4和图5所示，可以使得该发光二极管的阳极靠近B1、阴极靠近A1。此外，错误指示部分140还可以包括限流电阻（例如，图5中的电阻R2），其中，该限流电阻与发光二极管相串联连接。在该应用示例中，如图4所示，假设在开关电路部分130在第一状态下工作的情况下，V1_in为输入部分110的高电势端，V2_in为输入部分110的低电势端，V1_out为输出部分120的高电势端，以及V2_out为输出部分120的低电势端。 

参见图4和图5，在输入部分110外接输入的直流电压的情况下，B1点与A1点之间的压降为负（也即A1点与B1点之间的压降为正），此时该发光二极管处于反偏状态；此时，为使得该发光二极管不被反向击穿，可以设置限流电阻的阻值来限制流经支路A1-B1的电流的大小。其中，对于本领域技术人员来说，限流电阻的阻值可以根据经验值确定，也可以通过试验的方法确定，这里不再详述。这样，在该发光二极管处于反偏状态、并且未被反向击穿的情况下，该发光二极管不发出光信号，此时开关电路部分130在第一状态下工作。这表明，在这种情况下，未出现上文所述的错误操作。 

在输出部分120外接输入的交流电压的情况下，分两种情况来说明错误指示部分140的工作过程。其中，当从输出部分120输入的交流电压处于交流电正半周、即V1_out与V2_out之间的压降为正时，与上文类似地，由于A1点与B1点之间的压降为正，因此发光二极管处于反偏状态、同时未被击穿（在上文中已将限流电阻的阻值设置为通过限流作用使得该发光二极管未被击穿）。而当从输出部分120输入的交流电压处于交流电负半周、即V2_out与V1_out之间的压降为正时，由于发光二极管的导通电压通常很小，一般由V2_out与V1_out之间的压降分配给发光二极管的电压足以导通 发光二极管，因此，在上述交流电负半周时，在限流电阻具有合适的阻值以使得发光二极管导通的情况下，发光二极管发出光信号来作为错误指示信号，以警示用户电源或输入电压等接反了。 

下面参考图5来描述根据本实用新型实施例的用于防止输出端误接交流的保护电路的一个应用示例。 

如图5所示，保护电路500包括输入部分110、开关电路部分130、错误指示部分140以及输出部分120。其中，开关电路部分130包括开关单元210和过流断路单元220，开关单元210包括第一开关模块310、第二开关模块320和反向截止模块330。 

其中，在保护电路500中，反向截止模块330采用一个单独的第一二极管D1来实现，第一二极管D1可以是普通的二极管（例如，可以采用型号为FR07的二极管）。 

第一开关模块310可以利用相耦合的第二二极管D2、稳压二极管D4、三极管T1以及用于起限流作用的第一电阻R1来实现，如图5所示。其中，第二二极管D2的型号例如可以是1N4007。稳压二极管D4例如可以是额定功率为0.5W且导通电压为68V的稳压二极管。三极管T1例如可以是普通NPN型三极管。第一电阻R1的阻值可以在10kΩ～33kΩ之间，优选可以为15kΩ。阻值为15kΩ的第一电阻R1在电路中的分压大，并且使得其所在支路的导通较快。第二开关模块320可以利用一个单独的第三二极管D3来实现，第三二极管D3的型号例如可以是1N4007。 

过流断路单元220采用保险丝f来实现。例如，当开关电路部分130在第一状态下工作时流经保险丝f的电流约为2A时，可以选用额定电流约为2.5A、熔断电流约为5A的铜熔丝来作为过流断路单元220。 

此外，错误指示部分140采用相串联连接的发光二极管D5和第二电阻R2来实现，如图5所示。其中，发光二极管D5可以采用一般的发光二极管来实现即可。第二电阻R2的作用是限流，即限制通过第二电阻R2所在支路的电流，以保护发光二极管D5不被损坏。在实际应用中，由于微小的电流通过发光二极管D5即可使得发光二极管D5发出微弱的光信号，因此，可以将第二电阻R2的阻值设置的较大。例如，第二电阻R2的阻值可以为150kΩ，或者也可以是50kΩ~200kΩ之间的其他阻值。 

如图5所示，第一二极管D1的阳极作为保护电路500的输入部分的高电势端，第一二极管D1的阴极与稳压二极管D4的阴极、第二二极管 D2的阳极、第三二极管D3的阴极以及保险丝f的一端相连接，保险丝f的另一端作为保护电路的输出部分的高电势端，稳压二极管D4的阳极与三极管T1的基极以及第一电阻R1的一端相连接，第二二极管D2的阴极与三极管T1的集电极相连接，第一电阻的另一端、三极管T1的发射极以及第三二极管D3的阳极相连接后引出两个端子分别作为保护电路的输入部分的低电势端和输出部分的低电势端。 

其中，在优选情况下，保护电路500还可以包括错误指示部分140。如图5所示，错误指示部分140包括相串联连接的发光二极管D5和第二电阻R2。其中，发光二极管D5的阴极与保险丝f的上述另一端相连接，发光二极管D5的阳极与第二电阻R2的一端相连接，第二电阻R2的另一端与第三二极管D3的阳极相连接。其中，发光二极管D5被配置成：在输出部分120外接输入的交流电压的情况下，当上述输入的交流电压处于交流电负半周时，发光二极管D5发出光信号来作为错误指示信号。 

在实际应用中，可以将保护电路500的输入部分110与具有直流输出端的设备或系统的直流输出端相耦接，以防止外接交流电压接入到该直流输出端而使设备或系统损坏以及火灾等危害。 

如图5所示，在开关电路部分130在第一状态下工作的情况下，施加到V1₁₁₀与V2₁₁₀两端之间的电压例如可以为DC12V、24V或者48V等。此时，第一二极管D1导通；稳压二极管D4由于其两端电压小于其导通电压而处于截止，进而使得三极管T1和第二二极管D2均截止；第三二极管D3由于反向偏置而处于截止状态。因此，此时电流通过第一二极管D1、流经过流断路单元220也即保险丝后抵达输出部分120。 

此外，在优选包括错误指示部分140的情况下（这里，错误指示部分140包括发光二极管D5和第二电阻R2），如图5所示，发光二极管D5由于反向偏置也处于截止状态，从而不发光。此时，用户发现发光二极管D5未发出光信号，从而判断此时操作均正确，进而判定此时的设备或系统工作较稳定并且发生火灾的可能性较小。需要注意的是，错误指示部分140是可选元件、而非必选元件，在实际使用中根据需要来确定是否设置错误指示部分140。下面，以包括错误指示部分140（也即包括发光二极管D5和第二电阻R2）的优选情况为例来进行说明。对于本领域的技术人员来说，根据以下描述将容易获知不包括错误指示部分140的情况，在此不再说明。 

当用户将外接交流电压从保护电路500的输出部分120接入时，保护 电路500将会切断从输出部分120流至输入部分110的电流。例如，外接的交流电压为AC220V。 

具体地，当从输出部分120输入的交流电压处于交流电正半周时，也即，当V1₁₂₀为高电势端、V2₁₂₀为低电势端时，发光二极管D5由于反向偏置而处于截止状态，从而不发光，以及第三二极管D3由于反向偏置也处于截止状态。此外，在该种情形下，由于稳压二极管D4的分压高于其60V的导通电压、以及第二二极管D2为正向偏置，因此稳压二极管D4、第二二极管D2以及三极管T1均导通。同时，第一二极管D1由于反向偏置也处于截止状态。于是，电流将瞬间从输出部分120的高电势端V1₁₂₀、通过过流断路单元220也即保险丝、然后经由第一开关模块310（即稳压二极管D4、第二二极管D2、三极管T1以及第一电阻R1）而返回到输出部分120的低电势端V2₁₂₀。此时，由于瞬间通过保险丝的电流远远高于其熔断电流，因此保险丝熔断，也即过流断路单元220发生断路。在这种情形下，当从输出部分120输入的交流电压转而处于交流电负半周时，发光二极管D5为正向偏置而处于导通状态。但由于保险丝已熔断，所以从输出部分120的V2₁₂₀端输出的电流将仅通过第二电阻R2和发光二极管D5而返回到输出部分120的V2₁₂₀端，从而使得发光二极管D5发出光信号。此后，当交流电的正半周与负半周交替变换时，发光二极管D5交替地发出或不发出光信号。由此，用户根据发光二极管D5的上述交替发光的情形可以判定出存在操作错误，即，错误地在保护电路的输出部分120接入了交流电压。因此，用户可以后续地进行一些补救措施，例如重新将交流电压接入到与保护电路500的输入部分110相耦合的设备或系统的交流输入部分，以及更换保护电路500中的保险丝等。 

类似地，当从输出部分120输入的交流电压处于交流电负半周、且保险丝尚未熔断时，电流将基本上不通过第一开关模块310、而主要从第二开关模块320通过。这是因为，与第二开关模块320所在支路以及与输入部分110相耦接的外部支路相比，第二开关模块320所在支路的阻抗要小得多，因此可以忽略通过第一开关模块310以及上述外部支路的电流。当大电流瞬间通过保险丝时，保险丝熔断。而无论保险丝是否熔断，发光二极管D5在从输出部分120输入的交流电压处于交流电负半周的情况下均发出光信号。后续交流电的正半周与负半周交替变换的情形与上文类似，此处不再重复。 

通过以上描述可知，应用根据本实用新型实施例的用于防止输出端误 接交流的保护电路，可以避免从该保护电路的输出部分输入的交流电压对该保护电路所在电路中其他元件所造成的损坏，进而避免了由该交流电引起该保护电路所在电路中其他元件的自燃等问题，减小了发生火灾的可能性。 

此外，本实用新型的实施例还提供了一种交流/直流转换设备，该交流/直流转换设备包括交流/直流转换装置，该交流/直流转换设备还包括如上结合图1-5所描述的用于防止输出端误接交流的保护电路，其中，该保护电路的输入部分与上述交流/直流转换装置的直流输出部分相耦接。 

图6示出了根据本实用新型的实施例的交流/直流转换设备的示例结构的框图。如图6所示，交流/直流转换设备600包括用于防止输出端误接交流的保护电路601以及交流/直流转换装置602。 

其中，保护电路601的输入部分（未示出）与交流/直流转换装置602的直流输出端相耦接。交流/直流转换设备600被配置成：在交流/直流转换装置602的交流输入端接入交流电的情况下，通过保护电路601的输出部分向外输出直流电压；以及在保护电路601的输出部分接入交流电的情况下，阻止上述交流电传递到交流/直流转换装置602的直流输出端。其中，保护电路601可以具有如上结合图1-图5所描述的任意一种保护电路的结构，并且具有相同的功能，以及能够达到相同的效果，在此省略其描述。 

在根据本实用新型的实施例的交流/直流转换设备的一个示例中，保护电路601的输出部分可以用于为发光装置提供驱动能量。 

此外，在本实用新型的一个实施例中，交流/直流转换设备是LED驱动器，以及发光装置是LED发光模块。 

通过以上描述可知，应用根据本实用新型的实施例的交流/直流转换设备，可以避免由于该交流/直流转换设备的直流输出端被误接入交流电而引起该设备或该设备所在电路中的其他设备的损坏甚至自燃，从而减小了发生火灾的可能性。 

在上面对本实用新型具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。 

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素或组件的存在或附加。涉及 序数的术语“第一”，“第二”等并不表示这些术语所限定的特征、要素或组件的实施顺序或者重要性程度，而仅仅是为了描述清楚起见而被配置用于在这些特征、要素或组件之间进行标识。 

尽管上面已经通过对本实用新型的具体实施例的描述对本实用新型进行了披露，但是，应该理解，本领域的技术人员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本实用新型的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本实用新型的保护范围内。 

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如左和右、第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。 

Claims (10)

1.一种防止输出端误接交流的保护电路，其特征在于，所述保护电路包括： 

输入部分； 

输出部分；以及 

开关电路部分，其耦接于所述输入部分和所述输出部分之间，并被配置成： 

在所述输入部分外接输入的直流电压的情况下，所述开关电路部分在第一状态下工作，以将所述输入的直流电压提供给所述输出部分，以及 

在所述输出部分外接输入的交流电压的情况下，所述开关电路部分在第二状态下工作，以阻止所述输入的交流电压被传递到所述输入部分。 

2.根据权利要求1所述的防止输出端误接交流的保护电路，其特征在于，所述开关电路部分包括开关单元和具有预定断路电流的过流断路单元，所述开关单元与所述输入部分相耦接，所述过流断路单元耦接于所述开关单元与所述输出部分之间，其中，所述开关单元和所述过流断路单元被配置成： 

在所述输入部分外接输入的直流电压的情况下，使得电流从所述输入部分经由所述开关单元和所述过流断路单元流至所述输出部分，以便将所述直流电压提供给所述输出端，以及 

在所述输出部分外接输入的交流电压的情况下，所述开关单元通过使电流从所述输出部分经由所述过流断路单元和所述开关单元返回所述输出部分，以便在流经所述过流断路单元的电流高于所述过流断路单元的所述预定断路电流时来使得所述过流断路单元断路，从而阻止所述输入的交流电压被传递到所述输入部分， 

其中，所述预定断路电流高于在所述开关电路在第一状态下工作时流经所述过流断路单元的电流、并低于在所述开关电路在第二状态下工作时流经所述过流断路单元的电流。 

3.根据权利要求2所述的防止输出端误接交流的保护电路，其特征在于，所述开关单元包括第一开关模块、第二开关模块和反向截止模块，所述反向截止模块与所述输入部分相耦接，所述第一开关模块和第二开关模块分别耦接于所述反向截止模块与所述过流断路单元之间，其中，所述第一开关模块、第二开关模块和反向截止模块被配置成： 

在所述输入部分外接输入的直流电压的情况下，所述反向截止模块由所述输入的直流电压导通，电流从所述输入部分通过所述反向截止模块、并经由所述过流断路单元而流至所述输出部分，并且所述第一开关模块和所述第二开关模块截止；以及 

在所述输出部分外接输入的交流电压的情况下， 

当所述输入的交流电压处于交流电正半周时，所述反向截止模块截止，所述第一开关模块导通，所述第二开关模块截止，电流从所述输出部分通过所述过流断路单元、并经由所述第一开关模块返回所述输出部分，以使所述过流断路单元断路，以及 

当所述输入的交流电压处于交流电负半周时，所述第一开关模块截止，所述第二开关模块导通，电流从所述输出部分通过所述第二开关模块、并经由所述过流断路单元返回所述输出部分，以使所述过流断路单元断路。 

4.根据权利要求1-3中任一所述的防止输出端误接交流的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括： 

错误指示部分，所述错误指示部分被配置成在所述输出部分外接输入的交流电压的情况下发出错误指示信号。 

5.根据权利要求2或3所述的防止输出端误接交流的保护电路，其特征在于，所述过流断路单元包括保险丝，其中，所述保险丝的额定电流高于在所述输入部分外接输入的直流电压的情况下流经所述保险丝的电流，以及所述保险丝的熔断电流低于在所述输出部分外接输入的交流电压的情况下流经所述保险丝的电流。 

6.根据权利要求3所述的防止输出端误接交流的保护电路，其特征在于： 

所述反向截止模块包括第一二极管，所述第一开关模块包括相耦合的第二二极管、稳压二极管、三极管以及第一电阻，所述第二开关模块包括第三二极管，所述过流断路单元包括保险丝； 

其中，所述第一二极管的阳极作为所述保护电路的输入部分的高电势端，所述第一二极管的阴极与所述稳压二极管的阴极、所述第二二极管的阳极、所述第三二极管的阴极以及所述保险丝的一端相连接，所述保险丝的另一端作为所述保护电路的输出部分的高电势端，所述稳压二极管的阳极与所述三极管的基极以及所述第一电阻的一端相连接，所述第二二极管的阴极与所述三极管的集电极相连接，所述第一电阻的另一端、所述三极管的发射极以及所述第三二极管的阳极相连接后引出两个端子分别作为所述保护电路的输入部分的低电势端和输出部分的低电势端。 

7.根据权利要求6所述的防止输出端误接交流的保护电路，其特征在于，所述保护电路还包括错误指示部分，所述错误指示部分包括相串联连接的发光二极管和第二电阻，其中，所述发光二极管的阴极与所述保险丝的所述另一端相连接，所述发光二极管的阳极与所述第二电阻的一端相连接，所述第二电阻的另一端与所述第三二极管的阳极相连接；所述发光二极管被配置成： 

在所述输出部分外接输入的交流电压的情况下，当所述输入的交流电压处于交流电负半周时，所述发光二极管发出光信号来作为错误指示信号。 

8.一种交流/直流转换设备，所述交流/直流转换设备包括交流/直流转换装置，其特征在于，所述交流/直流转换设备还包括如权利要求1-7中任一所述的防止输出端误接交流的保护电路，其中，所述保护电路的输入部分与所述交流/直流转换装置的直流输出端相耦接，所述交流/直流转换设备被配置成： 

在所述交流/直流转换装置的交流输入端接入交流电的情况下，通过所述保护电路的输出部分向外输出直流电压；以及 

在所述保护电路的输出部分接入交流电的情况下，阻止所述交流电被 传递到所述交流/直流转换装置的直流输出端。 

9.根据权利要求8所述的交流/直流转换设备，其特征在于，所述保护电路的输出部分用于为发光装置提供驱动能量。 

10.根据权利要求9所述的交流/直流转换设备，其特征在于，所述交流/直流转换设备是LED驱动器，以及所述发光装置是LED发光模块。 

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