專利名稱：一種交流和直流輸入自適應電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及直流電源領域，特別是一種交流和直流輸入自適應電路，一種需要將交流和直流兩種輸入在同一個端口的電源。
背景技術：
為解決由不同供應商提供的各獨立電源通信規約兼容等問題，提高電源通用化程度，很多用戶對電源提出了同時滿足不同規格輸入的要求，其中就包括同一個輸入端口要同時滿足交流和直流兩種輸入規格的電源。傳統的交流和直流輸入在同一個端口的電源，一般是通過開關來切換，這樣帶來的問題是運行維護不方便，需要人為的管理，增加人力成本，而且很可能會發生操作失誤而導致電源損壞，電源的可靠性也得不到保障。
發明內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種交流和直流輸入自適應電路，使兩種輸入都能自動適應電源的輸入要求。當交流輸入時，輸入電路自動切換到滿足交流電壓輸入范圍對應的DC-DC模塊，當直流輸入時，輸入電路自動切換到滿足直流電壓輸入范圍對應DC-DC模塊，從而實現同時滿足交流和直流輸入在同一端口。為了實現解決上述技術問題的目的，本實用新型采用了如下技術方案本實用新型的一種交流和直流輸入自適應電路，其中包括交直流輸入源U1、整流橋、第一穩壓管、第二穩壓管、第三穩壓管、第一二級管、第二二級管、第一 MOS管、第二 MOS管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第一 DC-DC模塊、第二 DC-DC模塊、輸入欠壓保護電路、脈沖信號電路、輸入端口、輸出端口 ；其中第一 DC-DC模塊為高直流電壓輸入電壓模塊，第二 DC-DC模塊為低直流電壓輸入模塊；輸入端口即為整流橋的交流端；所述交直流輸入源Ui的輸出端連接至整流橋的交流端，整流橋的輸出正極連接至第一電容的正極、輸入欠壓保護電路的輸入正極、第一DC-DC模塊的輸入正極、第一電阻和第二電阻的一端、第一 MOS管7的漏極；整流橋的輸出負極連接至第一電容和第二電容的負極、輸入欠壓保護電路的輸入負極、第一和第二 DC-DC模塊的輸入負極、第二穩壓管和第三穩壓管的正極、第三電阻的一端、第二 MOS管的源極、脈沖信號電路的輸入負極；所述第一 MOS管的源極連接至第二 DC-DC模塊的輸入正極、脈沖信號電路的輸入正極、第二二級管的正極；第一 MOS管的柵極連接至第一電阻另一端、第二 MOS管的漏極、第二電容的正極、第三穩壓管的負極、第一二級管的負極；所述脈沖信號電路的輸出依次通過第四電阻、第三電容連接至第一二極管的正極和第二二極管的負極；第二 MOS管的柵極連接至第三電阻的另一端、第二穩壓管的負極、第一穩壓管的正極；第一穩壓管的負極連接至第三電阻的另一端；輸入欠壓保護電路的輸出端連接至第一 DC-DC模塊的控制端；交流和直流輸入自適應電路的輸出端口的正極和第一 DC-DC模塊的輸出正極、第二 DC-DC模塊的輸出正極相連；交流和直流輸入自適應電路的輸出端口的負極和第一 DC-DC模塊的輸出負極、第二DC-DC模塊的輸出負極相連。本專利的交流和直流輸入自適應電路，所述的輸入欠壓保護電路為具有輸入欠壓保護功能的通用電路，管腳包括輸入正極、輸入負極、輸出端，通過內部的調節電阻可以設定欠壓保護點。此電路可以實現在輸入電壓低于模塊輸入范圍的時候，關斷模塊使其不工作，從而達到保護模塊的功能。此輸入欠壓保護電路是為了在輸入電壓較低的時候保護高輸入模塊，如果高輸入模塊自帶輸入欠壓保護功能，此電路亦可省略。本專利的交流和直流輸入自適應電路，所述的脈沖信號電路為具有產生頻率100K以上的脈沖矩形波功能的通用電路，管腳包括輸入正極、輸入負極、輸出端。由輸入電壓通過此電路產生一個一個電壓幅值IOV頻率100K以上的脈沖矩形波，為第一 MOS管提供驅動電壓信號。本專利的交流和直流輸入自適應電路，所述的DC-DC模塊為直流-直流電壓變換模塊，管腳包括輸入正極、輸入負極、輸出正極、輸出負極。DC-DC轉換器為了滿足將輸入的直流電壓轉換為所需要的直流電壓。在設計交流輸入的電源時，一般都要先通過對交流輸入進行全波整流，經濾波電容平滑，然后通過相應的DC-DC轉換器產生需要的直流電壓。而輸入直流的電源只需通過濾波電容后即可通過DC-DC轉換器。本電路原理方案的主要設計也是基于這個思路。本電路極其適用于交流輸入經整流后的直流電壓范圍和直流輸入電壓范圍無法用一種DC-DC轉換器同時滿足的情形。通過采用上述技術方案，本實用新型具有以下的有益效果本實用新型的一種交流和直流自適應電路，可以實現能同時滿足兩種不同規格輸入的功能；電路適用范圍廣，不論兩種輸入電壓為直流或交流，不論兩種電壓誰高誰低，皆適用；無需人工操作，自動使不同輸入電壓適應于對應模塊使其工作，提高了電源的可靠性和維護性，節省了人力成本。
圖1是交流和直流輸入自適應電路。圖中，Ui為交直流輸入源，I為整流橋，2為第一穩壓管、3為第二穩壓管、4為第三穩壓管，5為第一二級管，6為第二二級管，7為第一 MOS管，8為第二 MOS管，9為第一電阻，10為第二電阻，11為第三電阻，12為第四電阻，13為第一電容，14為第二電容，15為第三電容，NI為第一 DC-DC模塊，N2為第二 DC-DC模塊。
具體實施方式
實施例1下面通過一電源應用實例來說明此電路。如圖1所示，本實用新型的一種交流和直流輸入自適應電路，其中包括交直流輸入源U1、整流橋1、第一穩壓管2、第二穩壓管3、第三穩壓管4、第一二級管5、第二二級管6、第一 MOS管7、第二 MOS管8、第一電阻9、第二電阻10、第三電阻11、第四電阻12、第一電容13、第二電容14、第三電容15、第一 DC-DC模塊N1、第二 DC-DC模塊N2、輸入欠壓保護電路、脈沖信號電路、輸入端口、輸出端口 ；第一 DC-DC模塊NI為高直流電壓輸入電壓模塊，第二DC-DC模塊N2為低直流電壓輸入模塊；輸入端口即為整流橋I的交流端；交直流輸入源Ui的輸出端連接至整流橋I的交流端，整流橋I的輸出正極連接至第一電容13的正極、輸入欠壓保護電路的輸入正極、第一DC-DC模塊NI的輸入正極、第一電阻9和第二電阻10的一端、第一 MOS管7的漏極；整流橋I的輸出負極連接至第一電容13和第二電容14的負極、輸入欠壓保護電路的輸入負極、第一 DC-DC模塊NI和N2的輸入負極、第一穩壓管3和第二穩壓管4的正極、第三電阻11的一端、第二 MOS管8的源極、脈沖信號電路的輸入負極；所述第一 MOS管7的源極連接至第二 DC-DC模塊N2的輸入正極、脈沖信號電路的輸入正極、第二二級管6的正極；第一 MOS管7的柵極連接至第一電阻Rl另一端、第二 MOS管8的漏極、第二電容14的正極、第三穩壓管4的負極、第一二級管5的負極；所述脈沖信號電路的輸出依次通過第四電阻12、第三電容15連接至第一二極管5的正極和第二二極管6的負極；第二 MOS管8的柵極連接至第三電阻11的一端、第二穩壓管3的負極、第一穩壓管2的正極；第一穩壓管2的負極連接至第三電阻11的另一端；輸入欠壓保護電路的輸出端連接至第一 DC-DC模塊NI的控制端；交流和直流輸入自適應電路的輸出端口的正極和第一DC-DC模塊NI的輸出正極，以及第二DC-DC模塊N2的輸出正極相連；交流和直流輸入自適應電路的輸出端口的負極和第一 DC-DC模塊NI的輸出負極，以及第二 DC-DC模塊N2的輸出負極相連。電源輸入電壓為直流IlOV /交流220V 50Hz，輸入只有一個端口，輸出一路直流穩定電壓。直流輸入范圍為77V 137. 5V，交流輸入范圍為176V 264V。針對上述電源要求，由于此電源只有一個輸入端口，所以要求輸入電路必須同時滿足這兩種輸入。交流220V通過整流后可達300V左右，而直流輸入范圍也較寬為77V 137. 5V，沒有一種DC-DC轉換器能同時滿足兩種輸入，本方案主要是通過MOS管來實現切換，采用MOSFET可以起到對輸入電壓的箝位作用來實現的。MOSFET共有三個腳，一般為G、D、S，通過G、S間加控制信號時可以改變D、S間的導通和截止。其中關鍵器件的參數為，第一穩壓管2和第三穩壓管4均為BWC61，其工作電壓范圍為145V 165V，電容14參數為耐壓值400V，容量10 μ F，所選模塊NI的輸入范圍為180 375VDC，模塊Ν2的輸入范圍為66 160VDC。穩壓管4的作用是保證模塊NI的輸入端電壓不會超過其正常輸入范圍。輸入交流220V時，通過整流橋I進行整流為300V左右，高于第一穩壓管2的穩壓值，電壓通過第一穩壓管2使第二 MOS管8的G極電壓為高，第二 MOS管8導通，從而拉低第一 MOS管7的G極，第一 MOS管7不導通，模塊NI工作；當輸入直流IIOV時，電壓低于第一穩壓管V2的穩壓值，電壓無法通過第一穩壓管2，此時第二 MOS管8不導通，輸入電壓通過第一電阻9到第二 MOS管8的G極，脈沖信號電路通過由第四電阻12和第三電容15組成的充電泵電路，這個信號控制充電泵，使第二 MOS管8的柵極比源極電位高IOV以上，該偏壓使第二 MOS管8導通，輸入電壓通過第二 MOS管8到達了模塊NI的輸入端，此時模塊N2開始工作，而輸入欠壓保護電路使NI停止工作，保護了模塊NI。上面情形為交流輸入電壓比直流輸入高，當交流輸入電壓比直流輸入低時，此電路同樣適用，不管交流還是直流輸入，此電路是通過比較經過整流橋整流后直流電壓的高低來判斷并切換輸入電壓到對應模塊，當輸入電壓高的時候模塊NI工作，當輸入電壓低的時候模塊N2工作。所以此實用新型可擴展為兩種不同輸入電壓的自適應電路，無論是兩種不同的交流輸入，或者兩種不同的直流輸入，還是交流和直流輸入，此電路都適用。此實用新型也可擴展為兩種以上不同輸入電壓的自適應電路，每增加一種輸入電壓，只需增加一套自適應電路即可實現。
權利要求1.一種交流和直流輸入自適應電路，其特征是包括交直流輸入源U1、整流橋(1)、第一穩壓管(2)、第二穩壓管(3)、第三穩壓管(4)、第一二級管(5)、第二二級管(6)、第一 MOS管(7)、第二 MOS管(8)、第一電阻(9)、第二電阻(10)、第三電阻(11)、第四電阻(12)、第一電容(13)、第二電容(14)、第三電容(15)、第一 DC-DC模塊(NI)、第二 DC-DC模塊(N2)、輸入欠壓保護電路、脈沖信號電路、輸入端口、輸出端口；其中第一 DC-DC模塊(NI)為高直流電壓輸入電壓模塊，第二 DC-DC模塊(N2)為低直流電壓輸入模塊；輸入端口即為整流橋(1)的交流端；所述交直流輸入源Ui的輸出端連接至整流橋(1)的交流端，整流橋(1)的輸出正極連接至第一電容(13)的正極、輸入欠壓保護電路的輸入正極、第一 DC-DC模塊(NI)的輸入正極、第一電阻(9)和第二電阻(10)的一端、第一 MOS管(7)的漏極；整流橋(I)的輸出負極連接至第一電容(13)和第二電容(14)的負極、輸入欠壓保護電路的輸入負極、第一和第二 DC-DC模塊(N1、N2)的輸入負極、第二穩壓管(3)和第三穩壓管(4)的正極、第三電阻(11)的一端、第二 MOS管(8)的源極、脈沖信號電路的輸入負極；所述第一 MOS管(7)的源極連接至DC-DC模塊N2的輸入正極、脈沖信號電路的輸入正極、第二二級管(6)的正極；第一 MOS管(7)的柵極連接至第一電阻Rl另一端、第二 MOS管(8)的漏極、第二電容2的正極、第三穩壓管(4)的負極、第一二級管(5)的負極；所述脈沖信號電路的輸出依次通過第四電阻(12)、第三電容(15)連接至第一二極管5的正極和第二二極管6的負極；第二 MOS管(8)的柵極連接至第三電阻(11)的另一端、第二穩壓管(3)的負極、第一穩壓管(2)的正極；第一穩壓管(2)的負極連接至第三電阻10的另一端；輸入欠壓保護電路的輸出端連接至第一 DC-DC模塊(NI)的控制端；交流和直流輸入自適應電路的輸出端口的正極和第一 DC-DC模塊(NI)的輸出正極、第二 DC-DC模塊(N2 )的輸出正極相連；交流和直流輸入自適應電路的輸出端口的負極和第一 DC-DC模塊(NI)的輸出負極、第二 DC-DC模塊(N2)的輸出負極相連。
2.根據權利要求1所述交流和直流輸入自適應電路，其特征是所述的輸入欠壓保護電路為具有輸入欠壓保護功能的通用電路，管腳包括輸入正極、輸入負極、輸出端，通過內部的調節電阻可以設定欠壓保護點。
3.根據權利要求1所述交流和直流輸入自適應電路，其特征是所述的脈沖信號電路為具有產生頻率100K以上的脈沖矩形波功能的通用電路，管腳包括輸入正極、輸入負極、輸出端。
4.根據權利要求1所述交流和直流輸入自適應電路，其特征是所述的DC-DC模塊為直流-直流電壓變換模塊，管腳包括輸入正極、輸入負極、輸出正極、輸出負極。
專利摘要本實用新型公開了一種交流和直流輸入自適應電路，包括交直流輸入源Ui、整流橋、第一穩壓管、第二穩壓管、第三穩壓管、第一二級管、第二二級管、第一、第二MOS管、第一至第四電阻、第一至第三電容、第一DC-DC模塊、第二DC-DC模塊、輸入欠壓保護電路、脈沖信號電路、輸入端口、輸出端口。當交流輸入時，輸入電路自動切換到滿足交流電壓輸入范圍對應的DC-DC模塊，當直流輸入時，輸入電路自動切換到滿足直流電壓輸入范圍對應DC-DC模塊，從而實現同時滿足交流和直流輸入在同一端口；電路適用范圍廣，直流或交流電壓皆可適用；無需人工操作，自動適應，提高了電源的可靠性和維護性。
文檔編號H02M1/10GK202889180SQ20122021916
公開日2013年4月17日 申請日期2012年5月16日 優先權日2012年5月16日
發明者謝記華, 錢忠源, 侯飛, 王金芳 申請人:洛陽隆盛科技有限責任公司