本發(fā)明屬于電子領(lǐng)域，涉及一種直流電源，具體涉及一種交直流混合輸入直流電源。

背景技術(shù)：

隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開可靠的電源，進(jìn)入90年代開關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域，程控交換機(jī)、通訊、電子檢測(cè)設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開關(guān)電源，更促進(jìn)了開關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。

現(xiàn)有設(shè)備中一般使用交流電作為常用工作電源，但交流電網(wǎng)的不穩(wěn)定性，使得對(duì)于一些對(duì)輸出直流電源電平要求穩(wěn)定的設(shè)備，交流電網(wǎng)的電網(wǎng)紋波造成的電壓波動(dòng)易造成用電設(shè)備的不良影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有交流電供電電源對(duì)于電源敏感用電設(shè)備易造成不良影響的技術(shù)缺陷，本發(fā)明公開了一種交直流混合輸入直流電源。

本發(fā)明所述。

采用本發(fā)明所述的交直流混合輸入直流電源，具有如下優(yōu)越性：

一．采用交流充電、直流供電的方式，對(duì)交流端的紋波及功率影響實(shí)現(xiàn)隔離，減少了交流輸出紋波對(duì)供電的影響，避免交流輸入功率的波動(dòng)影響到供電輸出端，使得輸出供電不受交流電網(wǎng)波動(dòng)影響。

二.采用降壓存儲(chǔ)電能，升壓供給電能的直流充電和放電模式，在電能存儲(chǔ)端實(shí)現(xiàn)了低壓工作，降低了設(shè)備價(jià)格和尺寸，更加便攜，低壓存儲(chǔ)電能更易于實(shí)現(xiàn)，存儲(chǔ)安全系數(shù)更高，儲(chǔ)能時(shí)間更長(zhǎng)。

三.利用檢測(cè)電池電壓方式切換充電及供電模式，電池電壓不足時(shí)自動(dòng)切換，并能使用交流端臨時(shí)供電，方便操作。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述便攜式可調(diào)節(jié)電烙鐵內(nèi)部電路的一種具體實(shí)施方式示意圖，圖1中標(biāo)記名稱為：bat-充電電池、acin-交流輸入端、ac/dc交直流轉(zhuǎn)換器、k1-第一單刀雙擲開關(guān)、k2-雙刀雙擲開關(guān)、k3-第二單刀雙擲開關(guān)dc1-第一直流轉(zhuǎn)換器、dc2-第二直流轉(zhuǎn)換器、r1-集電極電阻、r2-可調(diào)電阻、r3-第一限流電阻、d-穩(wěn)壓二極管、amp-運(yùn)算放大器、comp1-第一比較器、t-npn管、m-nmos管、c1-供電電容、c2-穩(wěn)壓電容、outp-用電輸出正端、outn-用電輸出負(fù)端、ctrl-控制信號(hào),op-輕負(fù)載保護(hù)電路；圖1中單刀雙擲開關(guān)內(nèi)的1、2表示輸入端的序號(hào)，vdd1、vdd2表示不同的直流電壓值；

圖2為本發(fā)明所述輕負(fù)載保護(hù)電路的一種具體實(shí)施方式示意圖，圖2中附圖標(biāo)記名稱為ui-輸出電壓端，k4-常斷開關(guān)，p1-用電輸出正端，p2-用電輸出負(fù)端，r11-第二限流電阻，r12-第三限流電阻，rl-負(fù)載電阻，rlb-備用負(fù)載電阻，comp2-第二比較器，圖2中的11表示第一繼電器，12表示第二繼電器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

本發(fā)明所述一種交直流混合輸入直流電源，其特征在于，包括交直流轉(zhuǎn)換器，所述交直流轉(zhuǎn)換器輸出端連接一雙刀雙擲開關(guān)的兩個(gè)輸入端，所述雙刀雙擲開關(guān)的第一輸出端連接第一直流轉(zhuǎn)換器的電源輸入端，第二輸出端連接第一單刀雙擲開關(guān)的第一輸入端，所述第一單刀雙擲開關(guān)的第二輸入端連接第二直流轉(zhuǎn)換器的電源輸出端，所述第一單刀雙擲開關(guān)的輸出端作為所述直流電源的電源輸出端；

所述直流電源還包括第二單刀雙擲開關(guān)和第一比較器，所述第二單刀雙擲開關(guān)的第一輸入端和第二輸入端分別連接第一直流轉(zhuǎn)換器的電源輸出端和第二直流轉(zhuǎn)換器的電源輸入端；所述第二單刀雙擲開關(guān)的輸出端連接充電電池正極板，所述第一比較器的兩個(gè)比較輸入端分別連接充電電池正極板和一基準(zhǔn)電壓源；第一比較器的輸出端輸出用于控制單刀雙擲開關(guān)和雙刀雙擲開關(guān)的控制信號(hào)；

如圖1所示，在交流輸入端acin處輸入220v市電，經(jīng)過交直流轉(zhuǎn)換器ac/dc首先轉(zhuǎn)化為12v直流電，12v直流電通過雙刀雙擲開關(guān)k3及第一單刀雙擲開關(guān)k1可切換作為驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)的電源使用（即圖1中vdd2=12v），也可以被第一直流轉(zhuǎn)換器dc1降壓到運(yùn)算放大器的直流工作電壓vdd1，運(yùn)算放大器的一個(gè)輸入端連接用電輸入正端，對(duì)用電輸入正端outp端的電壓進(jìn)行采樣，控制驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)的輸出功率，實(shí)現(xiàn)輸出穩(wěn)定，運(yùn)算放大器amp的另一個(gè)輸入端連接可調(diào)電阻r2作為被比較電壓信號(hào)，可調(diào)電阻r2連接在地和基準(zhǔn)電壓源的輸出電壓之間，可以通過調(diào)節(jié)該可調(diào)電阻的阻值比例實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)輸出功率和工作溫度。

vdd1一方面通過第一直流轉(zhuǎn)換器dc1獲得電能，同時(shí)vdd1自身作為電源通過第二直流轉(zhuǎn)換器dc2升壓并給后續(xù)的驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)供電，通過第二單刀雙擲開關(guān)的切換，決定vdd1連接的電池bat是在充電還是供電狀態(tài)中。

第一比較器對(duì)各個(gè)開關(guān)k1、k2、k3的控制邏輯為：檢測(cè)到充電電池正極板電壓低于基準(zhǔn)電壓源的電壓時(shí)，第一單刀雙擲開關(guān)的第一輸入端與輸出端連接，第二單刀雙擲開關(guān)的第一輸入端與輸出端連接，雙刀雙擲開關(guān)的第一輸出端與輸入端閉合；高于時(shí)，第一單刀雙擲開關(guān)的第一輸入端與輸出端連接，第二單刀雙擲開關(guān)的第一輸入端與輸出端連接，雙刀雙擲開關(guān)的第二輸出端與輸入端斷開。第一比較器的以上控制方式可以通過簡(jiǎn)單的數(shù)字邏輯電路實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)方式也有多種，屬于本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)。

充電電池正極板電壓低于基準(zhǔn)電壓源的電壓時(shí)，此時(shí)判斷認(rèn)為電池電壓值不足，第一比較器控制第一單刀雙擲開關(guān)的第一輸入端與輸出端連接，第二單刀雙擲開關(guān)的第一輸入端與輸出端連接，雙刀雙擲開關(guān)的第一輸出端與輸入端閉合。交直流轉(zhuǎn)換器輸出端通過雙刀雙擲開關(guān)與第一直流轉(zhuǎn)換器連接并向第一直流轉(zhuǎn)換器供電，第一直流轉(zhuǎn)換器工作后向充電電池bat充電使vdd1上升。

上述充電過程中，第一單刀雙擲開關(guān)k1的輸出端可以與第二輸入端連接，此狀態(tài)下用電輸出端即通過交直流轉(zhuǎn)換器繼續(xù)獲得電源。在不需要供電時(shí)，第一單刀雙擲開關(guān)k1的輸出端也可以懸空，不與任何一個(gè)輸入端連接。

充電電池正極板電壓高于基準(zhǔn)電壓源的電壓時(shí)，此時(shí)判斷認(rèn)為電池電壓可以正常供電，第一比較器控制第一單刀雙擲開關(guān)的第一輸入端與輸出端連接，第二單刀雙擲開關(guān)的第一輸入端與輸出端連接，雙刀雙擲開關(guān)的第二輸出端與輸入端斷開。

此時(shí)正常供電，充電電池bat作為電源，通過第二直流轉(zhuǎn)換器dc2升壓至后續(xù)vdd2所需的電壓值，此時(shí)雙刀雙擲開關(guān)的兩路開關(guān)均可以斷開，避免交直流轉(zhuǎn)換器和第二直流轉(zhuǎn)換器的輸出電壓相互影響。

本發(fā)明中，采用上述供電及切換方式，具有如下優(yōu)越性：

一．采用交流充電、直流供電的方式，對(duì)交流端的紋波及功率影響實(shí)現(xiàn)隔離，減少了交流輸出紋波對(duì)供電的影響，避免交流輸入功率的波動(dòng)影響到供電輸出端，使得輸出供電不受交流電網(wǎng)波動(dòng)影響。

二.采用降壓存儲(chǔ)電能，升壓供給電能的直流充電和放電模式，在電能存儲(chǔ)端實(shí)現(xiàn)了低壓工作，降低了設(shè)備價(jià)格和尺寸，更加便攜，低壓存儲(chǔ)電能更易于實(shí)現(xiàn)，存儲(chǔ)安全系數(shù)更高，儲(chǔ)能時(shí)間更長(zhǎng)。

三.利用檢測(cè)電池電壓方式切換充電及供電模式，電池電壓不足時(shí)自動(dòng)切換，并能使用交流端臨時(shí)供電，方便操作。

單刀雙擲開關(guān)和雙刀雙擲開關(guān)均可以采用數(shù)字型開關(guān)，便于集成和控制，基準(zhǔn)電壓源可以外置芯片實(shí)現(xiàn)，也可以內(nèi)置電路實(shí)現(xiàn)，圖1所示的具體實(shí)施方式中，基準(zhǔn)電壓源由串聯(lián)在直流電源的電源輸出端vdd2和地之間的第一限流電阻和穩(wěn)壓二極管組成，穩(wěn)壓二極管正極接地，第一限流電阻兩端分別連接直流電源的電源輸出端和穩(wěn)壓二極管負(fù)極，以穩(wěn)壓二極管電壓設(shè)置基準(zhǔn)電壓源的輸出電壓值。

圖1所示的具體實(shí)施方式中，在驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)還可以設(shè)置功率調(diào)節(jié)功能，驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)包括npn管、nmos管和集電極電阻，所述npn管的基極、發(fā)射極和集電極分別接運(yùn)算放大器的輸出端、地及nmos管m柵極，所述集電極電阻兩端分別接npn管集電極和交直流轉(zhuǎn)換器輸出端，所述nmos管m的源極和漏極分別接交直流轉(zhuǎn)換器輸出端和用電輸入正端outp,用電輸入負(fù)端outn一般接地。例如當(dāng)功率大于額定值使運(yùn)算放大器輸出的模擬電壓升高時(shí)，npn管t集電極電流增大，使集電極電阻r1的壓降增大，nmos管柵極降低，nmos管電流減小，輸出功率變小，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)。

圖1所示的具體實(shí)施方式中，第二直流轉(zhuǎn)換器為s8254，運(yùn)算放大器為lm358，所述第一直流轉(zhuǎn)換器為78l05。用電輸入正負(fù)端之間可以并聯(lián)穩(wěn)壓電容c1。

現(xiàn)實(shí)使用中，為避免負(fù)載端突然脫落懸空，造成空載，在驅(qū)動(dòng)輸出級(jí)可以設(shè)置連接在用電輸出正端和用電輸出負(fù)端之間的輕負(fù)載保護(hù)電路，所述輕負(fù)載保護(hù)電路包括連接在輸出電壓端和用電輸出正端之間的常斷開關(guān)k4和第一繼電器，所述第一繼電器由繼電器開關(guān)和繼電器線圈組成，第一繼電器的繼電器開關(guān)與常斷開關(guān)并聯(lián)，繼電器線圈連接在輸出電壓端和常斷開關(guān)之間;

用電輸出負(fù)端和地之間連接有第二限流電阻，所述直流電源還包括第二比較器和第二繼電器，第二繼電器由繼電器開關(guān)和繼電器線圈組成，所述第一比較器反相輸入端與用電輸出負(fù)端連接，正相輸入端與基準(zhǔn)電壓連接，輸出端連接第二繼電器的繼電器線圈，第二繼電器的繼電器線圈另一端通過第三限流電阻接地；第二繼電器的繼電器開關(guān)與備用負(fù)載電阻串聯(lián)后連接在輸出電壓端和地之間；

所述輸出電壓端ui為nmos管的漏極。

如圖2所示,rl為要接入的負(fù)載電阻,使用時(shí)將負(fù)載接入用電輸出正端p1和用電輸出負(fù)端p2之間,按下常斷開關(guān)k,使電路導(dǎo)通,第一繼電器11的繼電器線圈流過電流,使第一繼電器的繼電器開關(guān)閉合,從而使常斷開關(guān)在人手脫離后,仍然維持電路導(dǎo)通。

正常使用時(shí)，負(fù)載電阻rl連接在用電輸出正端p1和用電輸出負(fù)端p2之間，第一限流電阻r1上壓降較大，第二比較器反相輸入端電壓大于基準(zhǔn)電壓，第二比較器輸出低電平信號(hào)，第二繼電器的繼電器線圈上沒有電流，使第二繼電器的繼電器開關(guān)斷開。此時(shí)電源為正常工作狀態(tài)。

當(dāng)負(fù)載電阻未接入時(shí)，第一限流電阻r1上沒有電流，第二比較器反相輸入端電壓為零，第二比較器正相輸入端電壓為大于零的基準(zhǔn)電壓，使第二比較器輸出高電平信號(hào)，從而使第二繼電器的繼電器線圈上有電流流過，第二繼電器的繼電器開關(guān)閉合，從而使備用負(fù)載電阻rlb連接在輸出電壓端和地之間，避免了輸出電壓端的開路。圖2中，第二限流電阻r2用于限制第二繼電器12的繼電器線圈電流。rlb阻值應(yīng)取值較大，避免無謂的功耗，通常在兆歐級(jí)別以上。

以上方案通過采用繼電器控制，實(shí)現(xiàn)了小電流控制大功率電流，負(fù)載端與電源實(shí)現(xiàn)了電學(xué)隔離，避免了電源漏電造成負(fù)載端直接放電損害交通設(shè)備的情況。

前文所述的為本發(fā)明的各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的優(yōu)選實(shí)施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優(yōu)選實(shí)施方式為前提，各個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式都可以任意疊加組合使用，所述實(shí)施例以及實(shí)施例中的具體參數(shù)僅是為了清楚表述發(fā)明人的發(fā)明驗(yàn)證過程，并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍仍然以其權(quán)利要求書為準(zhǔn)，凡是運(yùn)用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。