CN208424217U - 一种ac-ac转换电路和装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种AC‑AC转换电路,增加电压反馈电路、电压检测电路、第一驱动电路、电流检测电路、第二驱动电路和主控电路实现AC‑AC转换控制,进而实现AC电压转换,电路的结构简洁明了;且利用主控电路作为主控中心,可靠性强,电路稳定性良好,克服现有AC‑AC转换电路中电路结构复杂且可靠性低下,电源电路稳定性差的缺陷。本实用新型还提供一种AC‑AC转换装置,由于具有可靠性良好的AC‑AC转换电路,AC‑AC转换装置的稳定性良好。
Description
技术领域
本实用新型涉及电源领域,尤其是一种AC-AC转换电路和装置。
背景技术
电源电路是指提供给用电设备电力供应的电源部分的电路设计,使用的电路形式和特点。既有交流电源也有直流电源。
目前,在AC-AC转换电路中,电路结构复杂且可靠性低下,导致电源电路稳定性差。
实用新型内容
为了解决上述技术问题,本实用新型的目的是提供一种AC-AC转换电路和装置,其电路结构简单且可靠性强,则电路稳定性良好。
本实用新型所采用的技术方案是:一种AC-AC转换电路,包括AC输入端、AC输出端和AC-AC转换单元,所述AC-AC转换单元包括整流滤波电路、DC-DC转换电路和DC-AC逆变电路,所述AC输入端与整流滤波电路的输入端连接,所述整流滤波电路的输出端与DC-DC转换电路的输入端连接,所述DC-DC转换电路的输出端与DC-AC逆变电路的输入端连接,所述DC-AC逆变电路的输出端与AC输出端连接;
所述AC-AC转换电路还包括电压反馈电路、电压检测电路、第一驱动电路、电流检测电路、第二驱动电路和主控电路,所述DC-DC转换电路的输出端分别与电压反馈电路的输入端、电压检测电路的输入端连接,所述DC-AC逆变电路的输出端与电流检测电路的输入端连接,所述电压反馈电路的输出端与第一驱动电路的输入端连接,所述电流检测电路的输出端、电压检测电路的输出端均与主控电路的输入端连接,所述主控电路的输出端分别与第一驱动电路的输入端、第二驱动电路的输入端连接,所述第一驱动电路的输出端与DC-DC转换电路的输入端连接,所述第二驱动电路的输出端与DC-AC逆变电路的输入端连接。
进一步地,所述AC-AC转换电路还包括DC供电电路,所述DC供电电路的输出端分别与第一驱动电路的输入端、电压反馈电路的输入端、主控电路的输入端、第二驱动电路的输入端连接。
进一步地,所述AC-AC转换电路还包括温度检测电路,所述温度检测电路的输出端与主控电路的输入端连接。
进一步地,所述AC-AC转换电路还包括风扇控制电路,所述主控电路的输出端与风扇控制电路的输入端连接。
进一步地,所述电压反馈电路包括第一采样电阻、第二采样电阻、第三采样电阻、第四采样电阻和电压比较器,所述DC-DC转换电路的输出端与第一采样电阻的一端连接,所述第一采样电阻的另一端与第二采样电阻的一端、第四采样电阻的一端均连接,所述第二采样电阻的另一端接地,所述第二采样电阻的另一端与第三采样电阻的一端连接,所述第三采样电阻的另一端与第四采样电阻的另一端连接,所述第四采样电阻的另一端与电压比较器的输入端连接,所述电压比较器的输出端与第一驱动电路的输入端连接。
进一步地,所述主控电路包括单片机。
进一步地,所述电流检测电路包括过流检测电路和过载检测电路,所述DC-AC逆变电路的输出端分别与过流检测电路的输入端、过载检测电路的输入端连接,所述过流检测电路的输出端、过载检测电路的输出端均与主控电路的输入端连接。
进一步地,所述过流检测电路包括第五采样电阻、电流采样电阻和第一滤波电容,所述DC-AC逆变电路的输出端与第五采样电阻的一端、电流采样电阻的一端均连接,所述第五采样电阻的另一端接地,所述电流采样电阻的另一端与主控电路的输入端、第一滤波电容的一端均连接,所述第一滤波电容的另一端接地。
进一步地,所述过载检测电路包括第六采样电阻、第七采样电阻和第二滤波电容,所述第五采样电阻的一端与第七采样电阻的一端连接,所述第七采样电阻的另一端与第六采样电阻的一端、第二滤波电容的一端均连接,所述第六采样电阻的另一端、第二滤波电容的另一端接地,所述第二滤波电容的一端与主控电路的输入端连接。
进一步地,所述DC-DC转换电路包括LC滤波器、第一开关管和/或第二开关管,所述第一开关管的正输出端、第二开关管的正输出端均与整流滤波电路的输出端连接,所述第一开关管的控制端、第二开关管的控制端均与第一驱动电路的输出端连接,所述第一开关管的负输出端、第二开关管的负输出端均与LC滤波器的输入端连接,所述LC滤波器的输出端分别与DC-AC逆变电路的输入端、电压反馈电路的输入端、电压检测电路的输入端连接。
进一步地,所述电压检测电路包括第一电压采样电阻、第二电压采样电阻、第三电压采样电阻、第四电压采样电阻和第三滤波电容,所述DC-DC转换电路的输出端与第三电压采样电阻的一端连接,所述第三电压采样电阻的另一端与第二电压采样电阻的一端、第四电压采样电阻的一端均连接,所述第二电压采样电阻的另一端与第一电压采样电阻的一端、第三滤波电容的一端均连接,所述第一电压采样电阻的另一端、第四电压采样电阻的另一端、第三滤波电容的另一端接地,所述第三滤波电容的一端与主控电路的输入端连接。
进一步地,所述AC-AC转换电路还包括保护电路,所述保护电路包括可控硅和可控硅控制电路,所述AC输入端与可控硅的第一连接端连接,所述可控硅的第二连接端与整流滤波电路的输入端连接,所述电压反馈电路的输出端与主控电路的输入端、可控硅控制电路的输入端均连接,所述主控电路的输出端与可控硅控制电路的输入端连接,所述可控硅控制电路的输出端与可控硅的控制端连接。
本实用新型所采用的另一技术方案是:一种AC-AC转换装置,包括所述的一种AC-AC转换电路。
本实用新型的有益效果是:
本实用新型中一种AC-AC转换电路,增加电压反馈电路、电压检测电路、第一驱动电路、电流检测电路、第二驱动电路和主控电路实现AC-AC转换控制,进而实现AC电压转换,电路的结构简洁明了;且利用主控电路作为主控中心,可靠性强,电路稳定性良好,克服现有AC-AC转换电路中电路结构复杂且可靠性低下,电源电路稳定性差的缺陷。
本实用新型的另一有益效果是:
本实用新型中一种AC-AC转换装置,由于具有可靠性良好的AC-AC转换电路,AC-AC转换装置的稳定性良好。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明:
图1是本实用新型中一种AC-AC转换电路的一具体实施例结构框图;
图2是本实用新型中一种AC-AC转换电路的主控电路、DC供电电路、温度检测电路、风扇控制电路和LED指示电路的一具体实施例电路图;
图3是本实用新型中一种AC-AC转换电路的AC输入端、AC-AC转换单元、AC输出端、电流检测电路和电压检测电路的一具体实施例电路图;
图4是本实用新型中一种AC-AC转换电路的电压反馈电路的一具体实施例电路图;
图5是本实用新型中一种AC-AC转换电路的第一驱动电路的一具体实施例电路图;
图6是本实用新型中一种AC-AC转换电路的第二驱动电路的一具体实施例电路图;
图7是本实用新型中一种AC-AC转换电路的DC-DC转换电路的一具体实施例电路图;
图8是本实用新型中一种AC-AC转换电路的另一具体实施例电路图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
一种AC-AC转换装置,包括AC-AC转换电路,参考图1,图1是本实用新型中一种AC-AC转换电路的一具体实施例结构框图;其中,AC-AC转换电路包括AC输入端1、AC输出端3和AC-AC转换单元2,AC-AC转换单元2包括整流滤波电路10、DC-DC转换电路11和DC-AC逆变电路12,AC输入端1与整流滤波电路10的输入端连接,整流滤波电路10的输出端与DC-DC转换电路11的输入端连接,DC-DC转换电路11的输出端与DC-AC逆变电路12的输入端连接,DC-AC逆变电路12的输出端与AC输出端3连接;本实施例中,AC-AC转换电路还包括电压反馈电路5、电压检测电路13、第一驱动电路4、电流检测电路6、第二驱动电路7、DC供电电路8和主控电路9,DC供电电路8的输出端分别与第一驱动电路4的输入端、电压反馈电路5的输入端、主控电路9的输入端、第二驱动电路7的输入端连接以为其供电,DC-DC转换电路11的输出端分别与电压反馈电路5的输入端、电压检测电路13的输入端连接,DC-AC逆变电路12的输出端与电流检测电路6的输入端连接,电压反馈电路5用于检测DC-DC转换电路11的输出端电压以供后续电路做反馈控制;电压反馈电路5的输出端与第一驱动电路4的输入端连接,电流检测电路6的输出端、电压检测电路13的输出端均与主控电路9的输入端连接,主控电路9的输出端分别与第一驱动电路4的输入端、第二驱动电路7的输入端连接,第一驱动电路4的输出端与DC-DC转换电路11的输入端连接,第二驱动电路7的输出端与DC-AC逆变电路12的输入端连接;电流检测电路6用于检测DC-AC逆变电路12的输出端电流以供主控电路9做反馈控制,主控电路9根据电流检测电路6所检测到的电流信号控制第一驱动电路4和第二驱动电路7的工作;而电压检测电路13用于检测DC-DC转换电路11的输出端电压以供主控电路处理以控制第二驱动电路的工作。
本实用新型中一种AC-AC转换电路,设置DC供电电路为电压反馈电路、电流检测电路、第一驱动电路、第二驱动电路和主控电路供电;增加电压反馈电路、电压检测电路、电流检测电路实现电路信号的反馈和检测,并利用第一驱动电路、第二驱动电路和主控电路实现AC-AC转换控制,包括DC-DC转换控制和DC-AC逆变控制,进而实现AC电压转换,AC-AC转换电路的结构简洁明了;且利用主控电路作为主控中心,可靠性强,电路稳定性良好,克服现有AC-AC转换电路中电路结构复杂且可靠性低下,电源电路稳定性差的缺陷。另外,本实用新型中一种AC-AC转换装置,由于具有可靠性良好的AC-AC转换电路,AC-AC转换装置的稳定性良好。
作为技术方案的进一步改进,现有技术中,DC-DC转换电路与DC-AC逆变电路需使用不同的控制芯片对其所对应的电路进行控制,例如:UC3843控制芯片控制DC-DC转换电路,TL494控制芯片控制DC-AC逆变电路。这种组合电路应用多颗芯片控制方式增加了控制电路的复杂性。而多颗芯片控制方式下,在任一一方芯片出现不稳定时,会干扰另一方芯片出现不稳定,不利于组合电路性能的稳定。本实施例中,主控电路采用单片机作为处理器,AC-AC转换电路采用单一单片机作为控制芯片控制电路的工作,避免多控制芯片之间发生干扰,增强电路的稳定性,提高电路工作的可靠性;而且使得电路更加简洁。参考图2,图2是本实用新型中一种AC-AC转换电路的主控电路、DC供电电路、温度检测电路、风扇控制电路和LED指示电路的一具体实施例电路图;主控电路9中,单片机选用EM78P259N单片机IC5。
作为技术方案的进一步改进,参考图1和图3,图3是本实用新型中一种AC-AC转换电路的AC输入端、AC-AC转换单元、AC输出端、电流检测电路和电压检测电路的一具体实施例电路图;AC输入端1中,在AC输入端子JP1接入交流电,如110V或220V市电,通过保险管F1和热敏电阻RT1后形成第一交流信号AC1,第一交流信号AC1输入到AC-AC转换单元的输入端,即整流滤波电路10的输入端,具体地,整流滤波电路10包括整流桥BR1和电容CE1,通过由整流桥BR1和电容CE1整流滤波后形成第一直流信号DC1。另外,DC-DC转换电路11包括LC滤波器(即电感L1和电容CE4)、第一开关管M1和/或第二开关管M2,第一开关管M1的正输出端、第二开关管M2的正输出端均与整流滤波电路10的输出端(即DC1)连接,第一开关管M1的控制端、第二开关管M2的控制端均与第一驱动电路4的输出端(即GT1和GT2)连接,第一开关管M1的负输出端、第二开关管M2的负输出端均与LC滤波器的输入端连接,LC滤波器的输出端(即DC2)分别与DC-AC逆变电路12的输入端、电压反馈电路5的输入端、电压检测电路13的输入端连接;DC-DC转换电路11还包括第三开关管M3,第三开关管M3的控制端与第一驱动电路4的输出端(即GT3)连接,第三开关管M3的负输出端接地,第三开关管M3的正输出端与电源连接,第三开关管M3的正输出端与第二开关管M2的负输出端连接。本实施例中,第一开关管M1、第二开关管M2和第三开关管M3采用功率管来实现,如MOS管,MOS管的栅极为开关管的控制端,MOS管的源极为开关管的负输出端,MOS管的漏极为开关管的正输出端。第一驱动电路4输入PWM控制信号至第一开关管M1的正输出端、第二开关管M2的正输出端以改变占空比,实现DC-DC降压,再经过LC滤波器实现滤波;在此,可以通过控制第一开关管M1或者第二开关管M2来改变占空比,也可以是同时控制两者交替导通来改变占空比。
同时,参考图4,图4是本实用新型中一种AC-AC转换电路的电压反馈电路的一具体实施例电路图;电压反馈电路5包括第一采样电阻R19、第二采样电阻R20、第三采样电阻R21、第四采样电阻R24和电压比较器IC3,本实施例中,电压比较器IC3为LM358双运算放大器;DC-DC转换电路11的输出端(即第二直流信号DC2)与第一采样电阻R19的一端连接,第一采样电阻R19的另一端与第二采样电阻R20的一端、第四采样电阻R24的一端均连接,第二采样电阻R20的另一端接地,第二采样电阻R20的另一端与第三采样电阻R21的一端连接,第三采样电阻R21的另一端与第四采样电阻R24的另一端连接,第四采样电阻R24的另一端与电压比较器IC3的输入端连接,电压比较器IC3的输出端OUT1与第一驱动电路4的输入端连接。参考图2、图3和图5,图5是本实用新型中一种AC-AC转换电路的第一驱动电路的一具体实施例电路图;第一驱动电路4包括两个单路驱动电路4-1和4-2,单路驱动电路为半桥驱动器IR2104及其外围电路,半桥驱动器IR2104分别为IC1和IC2;当DC-DC转换电路采用单一一个开关管来实现占空比调节时,仅需一个单路驱动电路即可实现;当同时采用两个开关管来进行调节时,需要设置4-1和4-2两个单路驱动电路来控制两个开关管的通断。本实施例中,同时设置第一开关管M1和第二开关管M2来实现占空比调节,第一驱动电路4通过GT1、GT2和GT3与DC-DC转换电路11的输入端连接以分别控制第一开关管M1、第二开关管M2和功率管M3的关断;其中,由主控电路9的端口PWM1、PWM2两组交替输出PWM数字信号至两个单路驱动电路,通过控制两个半桥驱动器以分别驱动第一开关管M1和第二开关管M2交替导通,实现DC-DC转换。具体地,主控电路9中的单片机1C5的端口PWM1、PWM2输出PWM数字信号到第一驱动电路4中的半桥驱动器IC1、半桥驱动器IC2的IN端,再由半桥驱动器IC1、半桥驱动器IC2的HO端口交替输出PWM信号驱动第一开关管M1和第二开关管M2交替导通,并经电感L1和电容CE4组成的LC滤波整流电路,同时通过半桥驱动器IC1的LO端口输出PWM信号驱动功率管M3的导通(其中功率管M3可使用整流二极管来代替),为LC滤波整流电路提供电流回路形成第二直流信号DC2。而电压反馈电路5中电压比较器IC3的IN+端口通过第一采样电阻R19、第二采样电阻R20、第三采样电阻R21、第四采样电阻R24检测到第二直流信号DC2,并将检测到的第二直流信号DC2与电压反馈电路5内电压比较器IC3的IN-端口的基准电压比较,判断第二直流信号DC2的高低并通过电压比较器IC3的OUT端口输出反馈信号到第一驱动电路4,并通过第一驱动电路4控制第一开关管M1、第二开关管M2和功率管M3的通断以稳定第二直流信号DC2。
作为技术方案的进一步改进,参考图2和图3,DC-AC逆变电路12包括功率管M4、功率管M5、功率管M6和功率管M7;AC输出端3通过AC输出端口JP4输出转换后的AC信号。参考图6,图6是本实用新型中一种AC-AC转换电路的第二驱动电路的一具体实施例电路图,第二驱动电路7用于控制DC-AC逆变电路12的逆变工作,具体地,第二驱动电路7包括两个子驱动电路7-1和7-2,子驱动电路7-1输出GT4和GT5信号用于控制功率管M4和功率管M5的通断,而子驱动电路7-2输出GT6和GT7信号用于控制功率管M6和功率管M7的通断;主控电路9的单片机IC5通过端口PWM3、PWM4分别控制子驱动电路7-1和7-2。第二直流信号DC2经功率管M4、功率管M5、功率管M6和功率管M7,并由第二驱动电路7输出PWM信号通过GT4、GT5、GT6、GT7输出端口控制功率管M4、功率管M7与功率管M5、功率管M6交替导通,将第二直流信号DC2转换成第二交流信号AC2并输出到AC输出端3,达到DC-AC转换的目的,进而实现AC-AC转换。
参考图2和图3,电流检测电路6包括过流检测电路和过载检测电路,DC-AC逆变电路12的输出端分别与过流检测电路的输入端、过载检测电路的输入端连接,过流检测电路的输出端、过载检测电路的输出端均与主控电路的输入端连接。具体地,过流检测电路包括第五采样电阻R47、电流采样电阻R49和第一滤波电容C13,DC-AC逆变电路12的输出端与第五采样电阻R47的一端、电流采样电阻R49的一端均连接,第五采样电阻R47的另一端接地,电流采样电阻R49的另一端与主控电路的输入端CS、第一滤波电容C13的一端均连接,第一滤波电容C13的另一端接地。过流检测电路由电流采样电阻R49采样第五采样电阻R47两端的电压并经第一滤波电容C13滤波后得到过流信号CS,通过单片机IC5的CS端口对过流检测电路的过流信号多次采样,并采用平均值计算方式可更精确的计算出过流检测电路的过流信号,由单片机IC5的内部程序根据检测到过流信号CS与单片机IC5的VREF端口所设定的基准电压信号作比较来判断过流信号的大小,从而判断AC输出端是否过流,并可通过控制PWM1、PWM2、PWM3、PWM4端口的PWM信号关闭AC输出端,达到过流保护的目的。
参考图2和图3,过载检测电路包括第六采样电阻R48、第七采样电阻R50和第二滤波电容C12,第五采样电阻R47的一端与第七采样电阻R50的一端连接,第七采样电阻R50的另一端与第六采样电阻R48的一端、第二滤波电容C12的一端均连接,第六采样电阻R48的另一端、第二滤波电容C12的另一端接地,第二滤波电容C12的一端与主控电路的输入端WS连接。过载检测电路由第六采样电阻R48、第七采样电阻R50与第二滤波电容C12分压滤波采样第五采样电阻R47两端电压所得到输出过载信号WS,通过单片机IC5的WS端口对过载检测电路的过载信号多次采样,并采用平均值计算方式可更精确的计算出过载检测电路的过载信号,单片机IC5的内部程序根据检测到过载信号WS与单片机IC5的VREF端口所设定的基准电压信号作比较来判断过载信号的大小,从而判断AC输出端是否过载,并可通过控制PWM1、PWM2、PWM3、PWM4端口的PWM信号关闭AC输出端,达到过载保护的目的;同时,通过改变第六采样电阻R48、第七采样电阻R50的分压比可改变过载信号的大小,从而调节AC输出端的过载功率。
另外,参考图2、图3和图6,电压检测电路13包括第一电压采样电阻R43、第二电压采样电阻R44、第三电压采样电阻R45、第四电压采样电阻R46和第三滤波电容C11,DC-DC转换电路11的输出端(即DC2)与第三电压采样电阻R45的一端连接,第三电压采样电阻R45的另一端与第二电压采样电阻R44的一端、第四电压采样电阻R46的一端均连接,第二电压采样电阻R44的另一端与第一电压采样电阻R43的一端、第三滤波电容C11的一端均连接,第一电压采样电阻R43的另一端、第四电压采样电阻R46的另一端、第三滤波电容C11的另一端接地,第三滤波电容C11的一端与主控电路的输入端VF连接。电压检测电路13由第一电压采样电阻R43、第二电压采样电阻R44、第三电压采样电阻R45、第四电压采样电阻R46与第三滤波电容C11进行分压滤波并得到输出电压信号VF,单片机IC5的内部程序根据检测到的输出电压信号VF值来判断第二直流信号DC2的电压大小,由单片机IC5的VF端口检测到稳定的第二直流信号DC2并通过其内部程序进行均方根计算,计算出可稳定第二交流信号AC2的PWM数字信号,起到稳定AC输出的作用;同时通过控制PWM3、PWM4端口将PWM数字信号输出到第二驱动电路7,再由第二驱动电路7驱动功率管M4、功率管M5、功率管M6、功率管M7以关闭AC输出端3,达到过压保护的目的。值得注意的是,参考图1,电压检测电路13设置在DC-AC逆变电路的前端,实现前端电压检测,当前端电路的电压出现异常时,主控电路9可控制第二驱动电路7不工作,则DC-AC逆变电路12中的功率管不工作,可避免功率管被前端的异常电压所破坏;而且进行前端检测,对异常电压的响应速度快,避免异常电压对电路造成更大程度的损坏。
进一步地,参考图1至图6,DC供电电路8中,VCC1、VCC2两组直流供电信号输入到端口JP2,同时通过三端稳压器IC4输出+5V,本实施例中,三端稳压器IC4为78L05稳压芯片;再经过可编程稳压器IC6输出+2.5V,DC供电电路8分别为第一驱动电路4、第二驱动电路7、电压反馈电路5、主控电路9供电。在具体的工作过程中,在DC供电电路8正常供电后,主控电路9的单片机IC5首先对单片机各端口进行自检:自检端口包括CS所连接的电流检测电路6中的过流检测电路,WS所连接的电流检测电路6中的过载检测电路,以及VF所连接的第二直流信号DC2的电压检测电路13;在单片机IC5完成自检正常后通过PWM1、PWM2端口交替输出PWM数字信号到第一驱动电路4,通过第一驱动电路4将第一直流信号DC1转换成第二直流信号DC2,同时通过电压反馈电路5检测到第二直流信号DC2并输出反馈信号给第一驱动电路4以稳定第二直流信号DC2;同时单片机IC5根据VF端口检测到第二直流信号DC2,并通过内部程序进行均方根计算,计算出可稳定第二交流信号AC2的PWM数字信号;同时通过控制PWM3、PWM4端口将PWM数字信号输出到第二驱动电路7,再由第二驱动电路7驱动功率管M4、功率管M5与功率管M6、功率管M7交替导通,将第二直流信号DC2转换成第二交流信号AC2并输出到AC输出端3;同时单片机IC5通过电流检测电路6检测到AC输出端电流的变化,可快速并精准的保护AC输出端,达到数字化交流转换控制的目的。
作为技术方案的进一步改进,参考图2,AC-AC转换电路还包括温度检测电路14和风扇控制电路15,温度检测电路14的输出端与主控电路9的输入端连接,主控电路9的输出端与风扇控制电15路的输入端连接。温度检测电路14由热敏电阻RT2与电阻R31、R32分压并经过滤波电容C5所得到的电压信号,通过单片机IC5的NTC端口对温度检测电路14的电压信号多次采样,并采用平均值计算方式可更精确的计算出温度检测电路14的电压信号,从而判断温度检测电路检测信号的准确性。风扇控制电路由驱动电阻R33、R34、R35控制三极管Q11所连接的风扇端口JP3的电压。单片机IC5自检时,自检端口还包括NTC所连接的温度检测电路14,当温度检测电路14检测到工作温度高于单片机IC5的内部程序所设定的温度值时,并由单片机IC5的FAN端口输出电压信号到风扇控制电路15控制风扇端口JP3的通断,控制风扇工作以降低工作温度,保证电路的工作稳定性。
作为技术方案的进一步改进,参考图2,AC-AC转换电路还包括指示电路16,主控电路9的输出端与指示电路16的输入端连接,本实施例中,指示电路16为LED指示电路,设置指示电路16用于指示电路的状态,例如,当温度检测电路14检测到的温度超过所设定的温度值时,控制LED指示电路的LED灯亮红色;当温度正常时,LED灯亮绿色。LED指示电路还可以表示AC-AC转换电路的工作状态,当电路工作时,LED灯亮绿色;当电路处于待机状态时,LED灯亮红色。
作为技术方案的进一步改进,参考图7,图7是本实用新型中一种AC-AC转换电路的DC-DC转换电路的一具体实施例电路图;本实施例中,DC-DC转换电路11包括LC滤波器(即电感L1、电感L2和电容CE4)、第一开关管M1、第二开关管M2、第三开关管M3和第四开关管M4,参考图2和图3,整流滤波电路的输出端DC1与第一开关管M1的正输出端、第二开关管M2的正输出端均连接,第一开关管M1的负输出端与LC滤波器的输入端(即电感L1的一端)、第三开关管M3的正输出端均连接,第三开关管M3的负输出端接地,第二开关管M2的负输出端与电源VCC2-、LC滤波器的输入端(即电感L2的一端)、第四开关管M4的正输出端均连接,第四开关管M4的负输出端接地,第一开关管M1的控制端、第二开关管M2的控制端、第三开关管M3的控制端、第四开关管M4的控制端分别与第一驱动电路的输出端连接并受其控制,LC滤波器的输出端与DC-AC逆变电路的输入端、电压反馈电路的输入端、电压检测电路的输入端均连接。参考图5,本实施例中,第一驱动电路4包括两个驱动电路4-2,用于输出第一开关管M1、第二开关管M2、第三开关管M3和第四开关管M4的控制信号GT1、GT2、GT3和GT4。具体地,第一开关管M1、第二开关管M2、第三开关管M3和第四开关管M4采用功率管来实现,如MOS管,MOS管的栅极为开关管的控制端,MOS管的源极为开关管的负输出端,MOS管的漏极为开关管的正输出端。
参考图1和图7,本实施例中的DC-DC转换电路11为交错式降压电路:GT1、GT2为两组交替驱动的PWM信号。具体的工作过程如下:当GT1输出高电平时,第一开关管M1导通,第二开关管M2截止,将第一直流信号DC1通过电感L1与电容CE4滤波成第二直流信号DC2,同时由电压反馈电路5检测第二直流信号DC2的电压大小,当第二直流信号DC2的电压高于电压反馈电路5中的基准电压时,通过电压反馈电路5输出反馈信号到第一驱动电路4,再由第一驱动电路4通过GT1输出低电平使第一开关管M1截止。此时GT3输出高电平驱动第三开关管M3导通(第三开关管M3可由整流二极管替代),为电感L1提供磁放电回路以防止电感L1饱和,同时给电容CE4充电并为第二直流信号DC2提供能量。
在第一开关管M1截止后,GT2输出高电平,此时第二开关管M2导通,第一直流信号DC1通过电感L2与电容CE4滤波成第二直流信号DC2,同时由电压反馈电路5检测第二直流信号DC2的电压大小,当第二直流信号DC2的电压高于电压反馈电路5中的基准电压时,通过电压反馈电路5输出反馈信号到第一驱动电路4,再由第一驱动电路4通过GT2输出低电平使第二开关管M2截止,此时GT4输出高电平驱动第四开关管M4导通(第四开关管M4可由整流二极管替代),为电感L2提供磁放电回路以防止电感L2饱和,同时给电容CE4充电并为第二直流信号DC2提供能量。
本实施例中,通过GT1、GT2两组驱动信号周而复始的交替导通,达到将第一直流信号DC1转换成第二直流信号DC2的目的,同时由电压反馈电路5检测第二直流信号DC2的电压并输出反馈信号到第一驱动电路4,通过控制GT1、GT2两组驱动信号的导通时间,维持第二直流信号DC2的稳定。
作为技术方案的进一步改进,参考图8,图8是本实用新型中一种AC-AC转换电路的另一具体实施例电路图;AC-AC转换电路还包括保护电路14,保护电路14包括可控硅Q2和可控硅控制电路,本实施例中,可控硅Q2为双向可控硅,AC输入端1与可控硅Q2的第一主电极连接,可控硅Q2的第二主电极与整流滤波电路10的输入端连接,电压反馈电路5的输出端与主控电路9的输入端、可控硅控制电路的输入端均连接,主控电路9的输出端与可控硅控制电路的输入端连接,可控硅控制电路的输出端与可控硅Q2的控制端连接。
参考图8,本实施例中,保护电路14通过电压反馈电路5检测到DC-DC转换电路11输出端的直流电压,当检测到DC-DC转换电路11输出端的直流电压高于电压反馈电路5内的基准电压时,输出反馈信号到可控硅控制电路,通过可控硅控制电路关闭Q2可控硅,同时主控电路9通过检测电压反馈电路5输出的反馈信号,输出锁存信号到可控硅控制电路,从而更快速的保护AC-AC转换电路和输出负载设备不被高压损坏。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (13)
1.一种AC-AC转换电路,包括AC输入端、AC输出端和AC-AC转换单元,所述AC-AC转换单元包括整流滤波电路、DC-DC转换电路和DC-AC逆变电路,所述AC输入端与整流滤波电路的输入端连接,所述整流滤波电路的输出端与DC-DC转换电路的输入端连接,所述DC-DC转换电路的输出端与DC-AC逆变电路的输入端连接,所述DC-AC逆变电路的输出端与AC输出端连接;其特征在于,
所述AC-AC转换电路还包括电压反馈电路、电压检测电路、第一驱动电路、电流检测电路、第二驱动电路和主控电路,所述DC-DC转换电路的输出端分别与电压反馈电路的输入端、电压检测电路的输入端连接,所述DC-AC逆变电路的输出端与电流检测电路的输入端连接,所述电压反馈电路的输出端与第一驱动电路的输入端连接,所述电流检测电路的输出端、电压检测电路的输出端均与主控电路的输入端连接,所述主控电路的输出端分别与第一驱动电路的输入端、第二驱动电路的输入端连接,所述第一驱动电路的输出端与DC-DC转换电路的输入端连接,所述第二驱动电路的输出端与DC-AC逆变电路的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种AC-AC转换电路,其特征在于,所述AC-AC转换电路还包括DC供电电路,所述DC供电电路的输出端分别与第一驱动电路的输入端、电压反馈电路的输入端、主控电路的输入端、第二驱动电路的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种AC-AC转换电路,其特征在于,所述AC-AC转换电路还包括温度检测电路,所述温度检测电路的输出端与主控电路的输入端连接。
4.根据权利要求1所述的一种AC-AC转换电路,其特征在于,所述AC-AC转换电路还包括风扇控制电路,所述主控电路的输出端与风扇控制电路的输入端连接。
5.根据权利要求1所述的一种AC-AC转换电路,其特征在于,所述电压反馈电路包括第一采样电阻、第二采样电阻、第三采样电阻、第四采样电阻和电压比较器,所述DC-DC转换电路的输出端与第一采样电阻的一端连接,所述第一采样电阻的另一端与第二采样电阻的一端、第四采样电阻的一端均连接,所述第二采样电阻的另一端接地,所述第二采样电阻的另一端与第三采样电阻的一端连接,所述第三采样电阻的另一端与第四采样电阻的另一端连接,所述第四采样电阻的另一端与电压比较器的输入端连接,所述电压比较器的输出端与第一驱动电路的输入端连接。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种AC-AC转换电路,其特征在于,所述主控电路包括单片机。
7.根据权利要求1至5任一项所述的一种AC-AC转换电路,其特征在于,所述电流检测电路包括过流检测电路和过载检测电路,所述DC-AC逆变电路的输出端分别与过流检测电路的输入端、过载检测电路的输入端连接,所述过流检测电路的输出端、过载检测电路的输出端均与主控电路的输入端连接。
8.根据权利要求7所述的一种AC-AC转换电路,其特征在于,所述过流检测电路包括第五采样电阻、电流采样电阻和第一滤波电容,所述DC-AC逆变电路的输出端与第五采样电阻的一端、电流采样电阻的一端均连接,所述第五采样电阻的另一端接地,所述电流采样电阻的另一端与主控电路的输入端、第一滤波电容的一端均连接,所述第一滤波电容的另一端接地。
9.根据权利要求8所述的一种AC-AC转换电路,其特征在于,所述过载检测电路包括第六采样电阻、第七采样电阻和第二滤波电容,所述第五采样电阻的一端与第七采样电阻的一端连接,所述第七采样电阻的另一端与第六采样电阻的一端、第二滤波电容的一端均连接,所述第六采样电阻的另一端、第二滤波电容的另一端接地,所述第二滤波电容的一端与主控电路的输入端连接。
10.根据权利要求1至5任一项所述的一种AC-AC转换电路,其特征在于,所述DC-DC转换电路包括LC滤波器、第一开关管和/或第二开关管,所述第一开关管的正输出端、第二开关管的正输出端均与整流滤波电路的输出端连接,所述第一开关管的控制端、第二开关管的控制端均与第一驱动电路的输出端连接,所述第一开关管的负输出端、第二开关管的负输出端均与LC滤波器的输入端连接,所述LC滤波器的输出端分别与DC-AC逆变电路的输入端、电压反馈电路的输入端、电压检测电路的输入端连接。
11.根据权利要求1至5任一项所述的一种AC-AC转换电路,其特征在于,所述电压检测电路包括第一电压采样电阻、第二电压采样电阻、第三电压采样电阻、第四电压采样电阻和第三滤波电容,所述DC-DC转换电路的输出端与第三电压采样电阻的一端连接,所述第三电压采样电阻的另一端与第二电压采样电阻的一端、第四电压采样电阻的一端均连接,所述第二电压采样电阻的另一端与第一电压采样电阻的一端、第三滤波电容的一端均连接,所述第一电压采样电阻的另一端、第四电压采样电阻的另一端、第三滤波电容的另一端接地,所述第三滤波电容的一端与主控电路的输入端连接。
12.根据权利要求1至5任一项所述的一种AC-AC转换电路,其特征在于,所述AC-AC转换电路还包括保护电路,所述保护电路包括可控硅和可控硅控制电路,所述AC输入端与可控硅的第一连接端连接,所述可控硅的第二连接端与整流滤波电路的输入端连接,所述电压反馈电路的输出端与主控电路的输入端、可控硅控制电路的输入端均连接,所述主控电路的输出端与可控硅控制电路的输入端连接,所述可控硅控制电路的输出端与可控硅的控制端连接。
13.一种AC-AC转换装置,其特征在于,包括权利要求1至12任一项所述的一种AC-AC转换电路。
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