一種電壓正負極極性切換電路的製作方法

2023-04-25 09:49:36 1

專利名稱：一種電壓正負極極性切換電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及電源領域，特別涉及電源輸入和輸出電路中電壓正負極極性切換的電路。
背景技術：
目前，DC/DC電源一般是在這樣的情況下使用。比如現在各種汽車的蓄電池的輸出電源的電壓為12V，也有使用48V的直流電源。但汽車內部有很多的精密器件，需要各種電壓，如5V、12V和-12V，這樣需要將48V電源轉換成5V、12V和-12V的電源，這就是DC/ DC電源。所有DC/DC電源，它的輸入電壓(如48V輸入電源)都是有極性的，假如一旦輸入電壓接反，如果電源本身沒有保護電路，就會燒壞其MOS管和一些重要器件；如果有保護電路則會引起該電源不起機，無輸出，如圖1所示。該電路是目前使用的具有反接保護電路的電路原理圖。為了描述方便，將供電端的兩個端點稱為A端和B端，按照目前的一般情況， A端為正電壓，B端為負電壓，若反接了，則是B端為正電壓，A端為負電壓，而受電端因為直接要與用電的電子元件相接，極性是固定的。因此，只有一種情況，一個端為正端，另一端為負端。如圖1所示，當做為供電端的直流電源輸出的A端為正，B端為負時，DC/DC電源的輸入端正端與A端相連，負端與B端相接，這樣，通過DC/DC電源能獲得正常的輸出。當它的輸入端接反，即B端為正，A端為負極接時，會引起SH因無電壓不擊穿，Ql基極得不到驅動電流，截止，Kl處於斷開狀態，不吸合，Dl因電壓反向，不導通，從而使輸出端得不到電壓，保護輸出端後級電路的器件安全，但也引起輸出端後級電路因得不到工作電壓，而不工作。這種電路，輸入端可以接反，但接反後，後級不能工作。

發明內容
為了克服目前DC/DC電源必須按規定的極性連接，如果反接將會燒壞元器件或者引起不起機的不足，本發明提供一種電壓正負極極性切換電路，使用該電路後，無論電源極性如何接，都可以正常工作。本發明為實現其目的而採用的技術方案是一種電壓正負極極性切換電路，設置在供電端的輸出端與受電端的輸入端之間，所述的供電端的輸出端包括供電A端和供電B 端，所述的受電端的輸入端包括受電正極和受電負極，其特徵在於包括一個雙刀雙擲繼電器和控制所述的雙刀雙擲繼電器的自動控制電路；所述的雙刀雙擲繼電器的雙刀分別與所述的供電A端和供電B端電連接，當所述的雙刀雙擲繼電器中的繼電器斷開時，所述的供電A端和供電B端與所述的受電正極和受電負極電連接，當所述的雙刀雙擲繼電器中的繼電器吸合時，所述的供電B端和供電A端與所述的受電正極和受電負極電連接；所述的雙刀雙擲繼電器中的繼電器的控制繞組與所述的自動控制電路的供電輸出端相連組成迴路；
所述的自動控制電路包括一個NPN型的三極體、一個穩壓管，所述的供電B端通過所述的穩壓管與所述的三極體的基極相連，所述的三極體的發射極與所述的供電A端電位相同，所述的三極體的集電極通過所述的繼電器的控制繞組與所述的供電B端電連接，所述的穩壓管的電壓降與所述的三極體的集電極與基極之間的電壓降相匹配。進一步的，上述的一種電壓正負極極性切換電路中在所述的三極體的基極與所述的穩壓管之間設置有第二限流電阻，在所述的三極體的集電極與所述的繼電器繞阻之間設置有第一限流電阻。更進一步的，上述的一種電壓正負極極性切換電路中所述的繼電器斷開時，所述的供電A端與受電正極連接處設置有二極體，所述的二極體的正極接供電A端方向。本發明電路結構簡單，成本低，故障率少，功能可靠。可以提高產品的適應性，使產品品級得以提升。可以降低DC/DC電源老化操作人員的勞動強度，提高工作舒適性，從而提高公司形象。由於減輕了老化人員的勞動強度，簡化了程序，也就間接減少了操作的出錯機率。該發明電路應用範圍極寬，可以應用於任何需要電壓極性切換的領域，對於輸入電壓是變化的，只需把Dl用導線短接即可，如電話接入器等等。以下將結合附圖和實施例，對本發明進行較為詳細的說明。


圖1為現有技術中極性接反時的保護電路。圖2為本發明實施例1電路原理圖。
具體實施例方式實施例1，如圖2所示，本實施例是一種連接到在DC-DC電路中的極性切換電路，可以設置在向下級電路供電的產品的輸出端，也可以設置在接受上級供電的產品的輸入端。 如圖2所示本實施例中的電壓正負極極性切換電路，設置在供電端的輸出端與受電端的輸入端之間，這裡設定供電端的輸出端包括供電A端和供電B端，在實際使用時，供電A端可能是正極，也可能是負極，同樣，相對的當供電A端是正極時，供電B端是負極，當供電A 端是負極時，供電B端是正極。受電端的輸入端包括受電正極和受電負極，這兩個極性不能變，因為接後面的電路，受電正極和受電負極就設定了，該電路包括一個由繼電器控制的雙刀雙擲繼電器Kl和控制所述的繼電器的自動控制電路；首先將雙刀雙擲繼電器Kl的雙刀分別與供電A端和供電B端相連接，如果供電A 端為正極，此時繼電器斷開，開關指向一側，此時供電A端和供電B端與受電正極和受電負極電連接；本實施例中，供電A端與受電正極連接處設置有二極體D1，二極體Dl的正極接供電A端方向，電流從供電A端正向流過二極體Dl流入到受電端，有些情況，比如而使用在輸入電壓(即供電輸出A端和供電輸出B)是脈衝或各種調製電壓時，就不用二極體Dl而是用導線短接的。當供電A端為負極時，繼電器吸合，開關指向另一側，此時供電B端和供電A端與受電正極和受電負極電連接。繼電器的控制繞阻與自動控制電路的輸出相連組成迴路；當迴路中有電流時，繼電器吸合，當迴路中沒有電流時，繼電器斷開。自動控制電路包括一個NPN型的三極體Ql和一個穩壓管ZD1，供電B通過穩壓管與三極體Ql的基極相連，在三極體Ql的基極與穩壓管ZDl之間設置有第二限流電阻R2， 三極體Q的發射極與供電A端電位相同，三極體Ql的集電極通過繼電器的控制繞組與供電 B端電連接，在三極體Ql的集電極與繼電器的控制繞組之間設置有第一限流電阻R1。本實施例中穩壓管ZDl的電壓降與所述的三極體的集電極與基極之間的電壓降相匹配。下面對附圖2的工作過程進行描述1、當輸入電壓沒有發生反接情況，即供電A端接正電壓，供電B端接負電壓時。此時，繼電器Kl的工作電壓為負，也就是繼電器Kl無工作電壓，繼電器Kl不工作。ZDl (這裡ZDl參數的選擇，是根據其能否使Ql工作在導通狀態)因所接的電壓為負， 因而也得不到一個反向擊穿電壓，不導通，Ql基極沒有驅動電流，Ql首先截止。Ql的E極接在的輸入端正極，因為Ql截止，其C和E極之間阻抗無窮大，相當於單獨懸空，所以不會出現正負極短路情況；在繼電器Kl不動作的狀態下，正極的正電壓通過繼電器Kl使Dl正嚮導通，到輸出端正極，負電壓也通過繼電器到輸出端負極，而使用在輸入電壓(即供電輸出A端和供電輸出B)是脈衝或各種調製電壓時，二極體Dl的地方是用導線短接的。2、當輸入電壓發生接反情況，即正極接供電B端，負極接供電A端。在接反發生的最初階段，反接電壓剛建立，繼電器處於不動作狀態時，因為繼電器的控制電路會有一段延遲時間。此時，繼電器Kl不動作，供電A端極所接的負電壓通過繼電器Kl達到DlJfiDl因電壓反向，而不導通，受電端得不到輸入電壓，使受電端後級電路器件在這一瞬間不會發生器件受損的情況。3、當輸入電壓發生接反情況，即正極接輸入B端，負極接輸入A端。在接反發生的稍後階段，反接電壓建立穩定一會時。此時，繼電器Kl所接為正電壓，繼電器Kl得到工作電壓。而ZDl所接的也是正電壓，使ZDl達到保護點，反向擊穿，Ql的B極得到ZDl的電流，Ql導通，繼電器吸合，就把供電A端的負電壓通過繼電器Kl其中的一個刀引入到受電端的負極，供電B端的正電壓也通過繼電器Kl其中的另一個刀引入到受電端的正極。從而使受電端始終得到正確的電壓。
權利要求
1.一種電壓正負極極性切換電路，設置在供電端的輸出端與受電端的輸入端之間，所述的供電端的輸出端包括供電A端和供電B端，所述的受電端的輸入端包括受電正極和受電負極，其特徵在於包括一個雙刀雙擲繼電器(Kl)和控制所述的雙刀雙擲繼電器(Kl)的自動控制電路；所述的雙刀雙擲繼電器(Kl)的雙刀分別與所述的供電A端和供電B端電連接，當所述的雙刀雙擲繼電器(Kl)中的繼電器斷開時，所述的供電A端和供電B端與所述的受電正極和受電負極電連接，當所述的雙刀雙擲繼電器(Kl)中的繼電器吸合時，所述的供電B端和供電A端與所述的受電正極和受電負極電連接；所述的雙刀雙擲繼電器(Kl)中的繼電器的控制繞組與所述的自動控制電路的輸出相連組成迴路；所述的自動控制電路包括一個NPN型的三極體(Q1)、一個穩壓管(ZD1)，所述的供電B 端通過所述的穩壓管(ZDl)與所述的三極體Oil)的基極相連，所述的三極體Oil)的發射極與所述的供電A端相連，所述的三極體Oil)的集電極通過所述的繼電器的控制繞組與所述的供電B端電連接，所述的穩壓管(ZDl)的電壓降與所述的三極體的集電極與基極之間的電壓降相匹配。
2.根據權利要求1所述的一種電壓正負極極性切換電路，其特徵在於在所述的三極體Oil)的基極與所述的穩壓管(ZDl)之間設置有第二限流電阻(R2)，在所述的三極體 (Ql)的集電極與所述的繼電器繞阻之間設置有第一限流電阻(Rl)。
3.根據權利要求1或2所述的一種電壓正負極極性切換電路，其特徵在於所述的繼電器斷開時，所述的供電A端與受電正極連接處設置有二極體(D1)，所述的二極體(Dl)的正極接供電A端方向。
全文摘要
本發明公開了一種電壓正負極極性切換電路，通過控制雙刀雙擲繼電器，在供電輸出端極性不確定時，總是將供電輸出端的正極接受電輸入端的受電正極，供電輸出端的負極接受電輸入端的受電負極。本發明電路結構簡單，成本低，故障率少，功能可靠。可以提高產品的適應性，使產品品級得以提升。比如在老化工作中使用時，本發明可以降低DC/DC電源老化操作人員的勞動強度，提高工作舒適性，從而提高公司形象。由於減輕了老化人員的勞動強度，簡化了程序，也就間接減少了操作的出錯機率。該發明電路應用範圍極寬，可以應用於任何需要區分電壓極性輸入的領域。對於輸入電壓是變化的，只需把D1用導線短接即可，如電話接入器等等。
文檔編號H02M3/44GK102570840SQ20101058497
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月13日 優先權日2010年12月13日
發明者劉春躍, 李有富 申請人:深圳市金威源科技股份有限公司