智能可控硅电压转换电路的制作方法

本实用新型涉及电源技术领域，尤其涉及一种智能可控硅电压转换电路。

背景技术：

电压转换电路是指提供给用电设备电力供应电源的部分电路，主要有交流转换电路和直流转换电路。由于不同地区和不同国家供电电源的电压可能不同，而同一用电设备的额定电压是相同，因此，该用电设备不能直接应用连接到不同国家电源上，一般都需要通过电压转换装置进行转换。

目前的交流电转换装置，主要是通过将输入交流电转换成直流电，再将直流电降压，之后将降压后的直流电转换成另一种固定的电源电压，例如将输入220v交流电经过系列的转换后，转换成110v交流电，以适应欧规、美规等电源。对于这种电源转换装置，整体电路相对复杂，制造成本高，其输出交流电为固定电压值，无法进行智能电压输出。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种智能可控硅电压转换电路。

为实现上述目的，根据本实用新型实施例的智能可控硅电压转换电路，所述智能可控硅电压转换电路包括：

第一可控硅，所述第一可控硅的一端与交流电输入端连接，所述第一可控硅的另一端与第一交流电输出端连接；

第一交流输出驱动电路，所述第一交流输出驱动电路与所述第一可控硅的受控端连接；

主控电路，所述主控电路与所述第一交流输出驱动电路连接，用于控制所述第一交流输出驱动电路驱动所述第一可控硅的导通将输入交流电直通输出，以输出第一交流电；或者，用于控制所述第一交流输出驱动电路驱动所述第一可控硅的交替导通和截止，将输入交流电降压输出，以输出第一交流电。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述第一交流输出驱动电路包括：

第一直通输出驱动电路，所述第一直通输出驱动电路分别与所述第一可控硅的受控端及所述主控电路连接，用于在所述主控电路的控制下驱动所述第一可控硅导通，将所述输入交流直接输出；

第一降压输出驱动电路，所述第一降压输出驱动电路分别与所述第一可控硅的受控端及所述主控电路连接，用于在所述主控电路的控制下驱动所述第一可控硅交替导通和截止，将所述输入交流降压输出。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述第一降压输出驱动电路包括：

三极管q11、所述三极管q11的基极与所述主控电路连接，所述三极管q11的发射极与第一参考地连接；

光耦u5，所述光耦u5的二极管阴极与所述三极管q11的集电极连接，所述光耦u5的二极管阳极与第一直流辅助电源+10v连接，所述光耦u5的第一输出端与输入交流电的一端n连接；

电阻r17，所述电阻r17的一端与所述光耦u5的第二输出端连接；

电容c10，所述电容c10的一端与所述电阻r17的另一端连接，所述电容c10的另一端与输入交流电的另一端l连接；

触发二极管db1，所述触发二极管db1的一端与所述电容c10的所述一端连接，所述触发二极管db1的另一端与所述第一可控硅的受控端连接。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述第一直通输出驱动电路包括：

三极管q13，所述三极管q13的基极与所述主控电路连接，所述三极管q13的发射极与第一参考地连接；

光耦u3，所述光耦u3的二极管阴极与所述三极管q13的集电极连接，所述光耦u3的二极管阳极与第一直流辅助电源+10v连接，所述光耦u3的三极管集电极与第二直流辅助电源+12v连接，所述光耦u3的三极管发射极与电阻r57的一端连接，所述电阻r57的另一端与所述电阻r58的一端连接，所述电阻r58的另一端与第二参考地连接；

三极管q14，所述三极管q14的基极与所述电阻r58的所述一端连接，所述三极管q14的发射极与所述第二参考地连接，所述三极管q14的集电极通过电阻r17与所述第一可控硅的受控端连接。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述智能可控硅电压转换电路还包括：

交直流转换电路，所述交直流转换电路包括整流滤波电路，所述整流滤波电路与所述输入交流电连接，用于将所述输入交流电转换成第一高压直流电；

输入电压检测电路，所述输入电压检测电路分别与所述整流滤波电路及主控电路连接，用于对所述第一高压直流电进行电压检测，所述主控电路根据输入电压值，控制所述第一直通输出驱动电路驱动所述第一可控硅将所述输入交流电直接输出；或者，控制所述第一降压输出驱动电路驱动所述第一可控硅将所述输入交流电降压输出。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述智能可控硅电压转换电路还包括：

第二可控硅，所述第二可控硅的一端与交流电输入端连接，所述第二可控硅的另一端与第二交流电输出端连接；

第二交流输出驱动电路，所述第二交流输出驱动电路分别与所述第二可控硅的受控端及主控电路连接，用于在所述主控电路控制下，驱动所述第二可控硅的导通，将输入交流电直通输出，以输出第二交流电。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述智能可控硅电压转换电路还包括：

usb电路；

所述交直流转换电路还包括直流转换电路，所述直流转换电路分别与所述整流滤波电路及usb电路连接，用于将所述第一高压直流电转换成第一低压直流电。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，所述智能可控硅电压转换电路还包括第一过载检测电路，所述第一过载检测电路分别与所述第一可控硅及主控电路连接。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，还包括第二过载检测电路，所述第二过载检测电路分别与所述第二可控硅及主控电路连接。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，还包括温度检测电路，所述温度检测电路与所述主控电路连接。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，还包括风扇控制电路，所述风扇控制电路与所述主控电路连接，用于根据温度检测值，控制风扇的转动速度。

本实用新型实施例提供的智能可控硅电压转换电路，通过第一可控硅的一端与交流电输入端连接，所述第一可控硅的另一端与第一交流电输出端连接；第一交流输出驱动电路与所述第一可控硅的受控端连接；主控电路与所述第一交流输出驱动电路连接，控制所述第一交流输出驱动电路驱动所述第一可控硅的导通将输入交流电直通输出，以输出第一交流电；或者，控制所述第一交流输出驱动电路驱动所述第一可控硅的交替导通和截止，将输入交流电降压输出，以输出第一交流电。例如将输入为220v交流电通过第一可控硅降压后，转换成110v交流电；或将输入为110v交流电通过第一可控硅直接输出以适应欧规、美规等电源。整体电路相对简单，制造成本低，可智能调整输出电压值。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的智能可控硅电压转换电路结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的另一智能可控硅电压转换电路结构框图；

图3为本实用新型实施例提供的又一智能可控硅电压转换电路结构框图；

图4为本实用新型实施例提供的又一智能可控硅电压转换电路结构框图；

图5为本实用新型实施例提供的交流输入电路、第一可控硅、第一交流输出电路、第一交流输出驱动电路、第二可控硅、第二交流输出电路、第二交流输出驱动电路和第二过载检测电路结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的主控电路、输入电压检测电路和过温检测电路的电路结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的交直流转换电路结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的辅助电源电路结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的状态指示电路结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的usb电路结构示意图。

附图标记：

交流输入电路10；

第一可控硅20；

第一交流输出电路30；

第二可控硅40；

第二交流输出电路50；

第一交流输出驱动电路60；

第一降压输出驱动电路601；

第一直通输出驱动电路602；

第二交流输出驱动电路70；

主控电路80；

交直流转换电路90；

整流滤波电路901；

直流转换电路902；

第二过载检测电路11；

输入电压检测电路12；

风扇控制电路13；

状态指示电路14；

辅助电源电路15；

usb电路16；

温度检测电路17；

第一过载检测电路18。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1，本实用新型实施例提供一种智能可控硅电压转换电路，包括：第一可控硅20、第一交流输出驱动电路60和主控电路80，第一可控硅20的一端与交流电输入端连接，以接入交流电，交流电可为市电。例如220v输入交流电或110v的输入交流电。第一可控硅20的另一端与第一交流电输出端连接；通过第一可控硅20，对输出交流电进行输出控制。

第一交流输出驱动电路60与第一可控硅20的受控端连接；通过所述第一交流输出驱动电路60对所述第一可控硅20进行驱动，驱动所述第一可控硅20的导通或截止，以控制所述第一可控硅20的输出端的交流电输出。

所述主控电路80与所述第一交流输出驱动电路60连接，用于控制所述第一交流输出驱动电路60驱动所述第一可控硅20的导通将输入交流电直通输出，以输出第一交流电；在一些应用中，可能需要将输入交流电直接输出。例如，当输入交流电为110v时，需要将输入的110v交流电直接输出。通过主控电路80输出控制信号，控制信号通过第一交流输出驱动电路60驱动第一可控硅20导通。此时，第一可控硅20处于一直导通状态，可将输入的110v交流电直接输出。也就是，此时，第一交流电的电压与输入交流的的电压相同，均为110v，输入交流电通过第一可控硅20直接输出。

或者，用于控制第一交流输出驱动电路60驱动第一可控硅20的交替导通和截止，将输入交流电降压输出，以输出第一交流电。在一些应用中，可能需要将输入交流电降压输出。例如，当输入交流电为220v时，需要将输入的220v交流电降压输出。通过主控电路80输出控制信号，控制信号通过第一交流输出驱动电路60驱动第一可控硅20的交替导通和截止。此时，第一可控硅20处于导通和截止的交替状态，可将输入的220v交流电的每个周期的波形斩断输出。例如，将220v交流电的每个周期的波形斩断一半输出。也就是，此时，第一交流电的电压为输入交流的的电压的一半，输入交流电电压为220v，输出的第一交流电电压为110v。输入交流电通过第一可控硅20降压后输出。

本实用新型实施例提供的智能可控硅电压转换电路，通过第一可控硅20的一端与交流电输入端连接，第一可控硅20的另一端与第一交流电输出端连接；第一交流输出驱动电路60与第一可控硅20的受控端连接；主控电路80与第一交流输出驱动电路60连接，控制第一交流输出驱动电路60驱动第一可控硅20的导通将输入交流电直通输出，以输出第一交流电；或者，控制第一交流输出驱动电路60驱动第一可控硅20的交替导通和截止，将输入交流电降压输出，以输出第一交流电。例如将输入为220v交流电通过第一可控硅20降压后，转换成110v交流电；或将输入为110v交流电通过第一可控硅20直接输出以适应欧规、美规等电源。整体电路相对简单，制造成本低，可智能调整输出电压值。

参阅图2，第一交流输出驱动电路60包括：第一直通输出驱动电路602和第一降压输出驱动电路601，第一直通输出驱动电路602分别与第一可控硅20的受控端及主控电路80连接，用于在主控电路80的控制下驱动第一可控硅20导通，将输入交流直接输出；第一降压输出驱动电路601分别与第一可控硅20的受控端及主控电路80连接，用于在主控电路80的控制下驱动第一可控硅20交替导通和截止，将输入交流降压输出。

具体的，在本实用新型实施例中，分别通过两部分驱动电路来驱动第一可控硅20输出第一交流电。其中，第一直通输出驱动电路602用于驱动第一可控硅20直接输出第一交流电；第一降压输出驱动电路用于驱动第一可控硅20降压输出第一交流电。通过第一直通输出驱动电路602和第一降压输出驱动电路601可根据应用场合分别控制输入交流电的直通或降压输出，以满足应用要求。例如，当输入交流电为110v时，可通过第一直通输出驱动电路602驱动第一可控硅20直接将110v输出；当输入交流电为220v时，可通过第一降压输出驱动电路601驱动第一可控硅20降压后输出110v电压。

参阅图5，第一降压输出驱动电路601包括：三极管q11、光耦u5、电阻r17、电容c10和触发二极管db1，三极管q11的基极与主控电路80连接，三极管q11的发射极与第一参考地连接；光耦u5的二极管阴极与三极管q11的集电极连接，光耦u5的二极管阳极与第一直流辅助电源+10v连接，光耦u5的第一输出端与输入交流电的一端n连接；电阻r17的一端与光耦u5的第二输出端连接；电容c10的一端与电阻r17的另一端连接，电容c10的另一端与输入交流电的另一端l连接；触发二极管db1的一端与电容c10的一端连接，触发二极管db1的另一端与第一可控硅20的受控端连接。

具体的，第一降压输出驱动电路601的工作原理具体为：当需要控制第一可控硅20导通时，主控电路80通过控制信号p1输出高电平，高电平信号使得三极管q11导通，此时，光耦u5开始工作，光耦u5与电阻r17的连接端开始导通，电容c10通过电阻r17开始充电，在设定充电时间内，电容c10充电到一定的电压值时，电容c10电压触发触发二极管db1导通，触发二极管db1导通后，导通电压加载到第一可控硅(20)q8的受控端，第一可控硅(20)q8导通。通过调整电阻r17的电阻值，可调整电容c10的充电时间，从而可调整第一可控硅20的在一个周期内的导通时间，以对输入交流电进行斩波输出，实现对输入交流电的降压输出。

参阅图5，第一直通输出驱动电路602包括：三极管q13、光耦u3和三极管q14，三极管q13的基极与主控电路80连接，三极管q13的发射极与第一参考地连接；光耦u3的二极管阴极与三极管q13的集电极连接，光耦u3的二极管阳极与第一直流辅助电源+10v连接，光耦u3的三极管集电极与第二直流辅助电源+12v连接，光耦u3的三极管发射极与电阻r57的一端连接，电阻r57的另一端与电阻r58的一端连接，电阻r58的另一端与第二参考地连接；三极管q14的基极与电阻r58的一端连接，三极管q14的发射极与第二参考地连接，三极管q14的集电极通过电阻r17与第一可控硅20的受控端连接。

具体的，第一直通输出驱动电路602的工作原理具体为：当需要控制第一可控硅20导通时，主控电路80通过控制信号p2输出高电平，高电平信号使得三极管q13导通，此时，光耦u3开始工作，光耦u3与电阻r57和电阻r58的连接端开始导通，电阻r57和电阻r58对第二直流辅助电源+12v电压进行分压，分压电压作用于三极管q14的基极，三级管q14导通，三级管q14导通后，触发第一可控硅20导通，第一可控硅20导通后，将输入交流电直接输出。

参阅图3，智能可控硅电压转换电路还包括：交直流转换电路902和输入电压检测电路12，交直流转换电路902包括整流滤波电路901，整流滤波电路901与输入交流电连接，用于将输入交流电转换成第一高压直流电。

输入电压检测电路12分别与整流滤波电路901及主控电路80连接，用于对第一高压直流电进行电压检测，主控电路80根据输入电压值，控制第一直通输出驱动电路602驱动第一可控硅20将输入交流电直接输出；或者，控制第一降压输出驱动电路601驱动所述第一可控硅20将所述输入交流电降压输出。

具体的，所述主控电路80通过所述交直流转换电路902和输入电压检测电路12获取输入交流电的电压值，并根据交流电的电压值控制第一可控硅20将输入直流电直接输出或降压输出。例如，当输入交流电电压值为220v时，主控模块通过第一降压输出驱动电路601驱动第一可控硅20将输入交流电降压输出；当输入交流电电压值为110v时，主控模块通过第一直通输出驱动电路602驱动第一可控硅20将输入交流电直接输出。

参阅图7，整流滤波电路901包括整流桥d4和滤波电容cf2，通过整流桥d4将输入交流电转换成脉动直流电，并通过滤波电容cf2将脉动直流电转换成稳定的第一高压直流电。

参阅图6，输入电压检测电路12包括电阻r32和电阻r38,电阻r32的一端通过hv信号与整流滤波电路901连接，电阻r32另一端与电阻r38的一端连接，电阻r38的另一端与参考地连接，电阻r38的一端还通过电阻r31与主控电路80的电压采样端连接。电阻r32和电阻r38将第一高压直流电分压后输入到主控电路80。从而实现对第一高压直流电进行电压检测。

参阅图4，智能可控硅电压转换电路还包括：第二可控硅40和第二交流输出驱动电路70，第二可控硅40的一端与交流电输入端连接，第二可控硅40的另一端与第一交流电输出端连接；第二交流输出驱动电路70分别与第二可控硅40的受控端及主控电路80连接，用于在主控电路80控制下，驱动第二可控硅40的导通，将输入交流电直通输出，以输出第二交流电。具体的，通过第二可控硅40和第二交流输出驱动电路70可输出第二路交流电(即第二交流电)。通过输出两路交流电，满足用户的不同需求。例如，当输入电压为220v时，可同时输出110v和220v两路交流电；当输入电压为110v时，可同时输出两路110v交流电。

在本实用新型的一个实施例中，第一可控硅20及第一交流输出口预设最大过载值2000w以下。当输入交流电的电压为100v-120v范围内时，输入交流电通过第一可控硅及第一交流输出电路直通输出；当输入交流电电压值为220-240v范围内时，输入交流电通过第一可控硅降压后通过所述交流输出电路输出，以满足110v、100v电压的电器使用。

第二可控硅40及第二交流输出电路为直通电压输出，预设最大过载值200w以下，以满足200w以下小功率宽电压的电器使用。由于第一可控硅工作在降压输出时，电压为波峰状输出，可能对一些要求较严的小功率电器有损。通过第二可控硅将输入交流电直通输出，解决第一交流电降压后电压为波峰状输出端的的不足。且经市场调查发现，200w以下的的电器基本是宽电压电器，200w以上的电器为单一电压较多，为满足市场需求，通过将降压与直通功能组合在同一产品上，相对于两个独立的产品而言，使得产品总体积小，方便旅行携带，同时成本较低。

参阅图5，第二交流输出驱动电路70包括三极管q9和光耦u1，三极管q9的基极与主控电路80连接，三极管q9的发射极与第一参考地连接；光耦u1的二极管阴极与三极管q9的集电极连接，光耦u1的二极管阳极与第一直流辅助电源+10v连接，光耦u1的三极管集电极与第二可控硅40q2的受控端连接，光耦u1的三极管发射极与第二参考地gndb连接。

第二交流输出驱动电路70的工作原理具体为：当需要控制第二可控硅40q2导通时，主控电路80通过控制信号p3输出高电平，高电平信号使得三极管q9导通，此时，光耦u1开始工作，光耦u1与电阻r14的连接端开始导通，并触发第一可控硅20导通，第一可控硅20导通后，将输入交流电直接输出。

参阅图4，智能可控硅电压转换电路还包括：usb电路16，交直流转换电路902还包括直流转换电路902，直流转换电路902分别与整流滤波电路901及usb电路16连接，用于将第一高压直流电转换成第一低压直流电，为usb电路16供电。

参阅图10，usb电路16分别包括usb接口usb1、usb2和快充集成电路u4，usb接口usb1和usb2分别用于与外接usb设备连接，快充集成电路u4用于与外接usb设备进行快充协议通信，以为外接usb设备进行快速充电。

参阅图4，智能可控硅电压转换电路还包括第一过载检测电路18，第一过载检测电路18分别与第一可控硅20及主控电路80连接，用于对第一可控硅20的输出端的输出电流进行检测，并将电流值传输至主控电路80，当电流值过大时，通过主动电路控制第一可控硅20截止，从而进行过流保护。

参阅图4，智能可控硅电压转换电路还包括第二过载检测电路11，第二过载检测电路11分别与第二可控硅40及主控电路80连接，用于对第二可控硅40的输出端的输出电流进行检测，并将电流值传输至主控电路80，当电流值过大时，通过主动电路控制第二可控硅40截止，从而进行过流保护。

参阅图5，第二过载检测电路11包括电阻r38电阻r38的一端与第二可控硅40的一端连接，电阻r38的另一端与输入交流电的一端(n)连接。电阻r38的一端还与主控电路80的电流采样端(i)连接。通过电阻r38对输入电流进行检测。

参阅图4，智能可控硅电压转换电路还包括温度检测电路，温度检测电路与主控电路80连接。温度检测电路对安装有智能可控硅电压转换电路设备进行温度检测，并将温度检测值传输至主控电路80，当温度值过大时，通过主动电路控制第一可控硅20和/或第二可控硅40截止，从而进行过温保护。

参阅图6，温度检测电路包括热敏电阻rt1和电阻r35，热敏电阻rt1一端与电源+5v连接，热敏电阻rt1的另一端与电阻r35的一端连接，电阻r35的另一端与参考地连接，电阻r35的一端还与主控电路80的温度检测端连接。

参阅图4，智能可控硅电压转换电路还包括风扇控制电路13，风扇控制电路13与主控电路80连接，用于根据温度检测值，控制风扇的转动速度。以对安装有智能可控硅电压转换电路设备进行温度控制，避免过温。

以上仅为本实用新型的实施例，但并不限制本实用新型的专利范围，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本实用新型说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本实用新型专利保护范围之内。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。