电源极性无差别接口电路器及电源接口的制作方法

本申请属于电力领域，具体涉及一种电源极性无差别接口电路器及电源接口。

背景技术：

当前市场上的电源在接入输入电压时面临以下三种情况：(1)完全没有防反接设计，当正负极接反时会导致整个产品烧毁，严重时会带来安全事故；(2)在电路中串联防反接二极管，在正负极接反时虽然这样防止产品烧毁，但是需要用户对接入的电压进行再次的插拔操作，用户没有很好的使用体验感；(3)使用二极管搭建一个防反接电路，虽然能够做到输入电压极性无差别接入，但是二极管在导通时有较大的压降，这样不仅使得产品对电能的利用率降低，严重时会导致产品无法正常工作。

技术实现要素：

为至少在一定程度上解决现有电源接入输入电压时，需考虑正负极，或者在实现无正负极之分下，由于引入防反接二极管而导致的压降浪费的技术问题，本申请提供一种电源极性无差别接口电路器及电源接口，用于在接入电源时无需考虑正负极之分，并且不存在不必要的压降浪费，有效提高电能的利用率。

为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，提供了一种电源极性无差别接口电路器，包括：在电压输入端的第一极性端与第二极性端之间并联设置有第一导通支路和第二导通支路，所述第一导通支路和所述第二导通支路的电压导通方向相反；

所述第一导通支路和所述第二导通支路导通时的高电位节点与电压输出端的第三极性端短接，所述第一导通支路和所述第二导通支路导通时的低电位节点与电压输出端的第四极性端短接。

如上所述的电源极性无差别接口电路器，所述第一导通支路包括，按电压导通方向依次连接的第一开关管、第二开关管，以及所述第一开关管的控制端上的第一限流电阻，位于所述第一开关管、所述第二开关管之间的第二限流电阻，所述第二开关管的控制端上的第三限流电阻。

如上所述的电源极性无差别接口电路器，所述第一导通支路导通时的高电位节点位于所述第一开关管与所述第二限流电阻之间；所述第一导通支路导通时的低电位节点通过第一电流继电器与该支路上的最低电位连接。

如上所述的电源极性无差别接口电路器，所述第一电流继电器受所述第一导通支路上电流的控制，在有电流通过时导通，无电流通过时断开。

如上所述的电源极性无差别接口电路器，所述第一开关管、所述第二开关管均为mos管。

如上所述的电源极性无差别接口电路器，所述第二导通支路包括，按电压导通方向依次连接的第三开关管、第四开关管，以及所述第三开关管的控制端上的第四限流电阻，位于所述第三开关管、所述第四开关管之间的第五限流电阻，所述第四开关管的控制端上的第六限流电阻。

如上所述的电源极性无差别接口电路器，所述第二导通支路导通时的高电位节点位于所述第三开关管与所述第五限流电阻之间；所述第二导通支路导通时的低电位节点通过第二电流继电器与该支路上的最低电位连接。

如上所述的电源极性无差别接口电路器，所述第二电流继电器受所述第二导通支路上电流的控制，在有电流通过时导通，无电流通过时断开。

如上所述的电源极性无差别接口电路器，所述第三开关管、所述第四开关管均为mos管。

第二方面，提供了一种电源接口，包括如上任一项所述的电源极性无差别接口电路器。

本实用新型实施例提供的电源极性无差别接口电路器及电源接口，通过在电压输入端的第一极性端与第二极性端之间并联设置有第一导通支路和第二导通支路，该第一导通支路和第二导通支路的电压导通方向相反；第一导通支路和第二导通支路导通时的高电位节点与电压输出端的第三极性端短接，第一导通支路和第二导通支路导通时的低电位节点与电压输出端的第四极性端短接；以实现电源接入时没有正负极之分，提高产品的安全性能的同时也提高用户的使用体验感。

另外，对比与通过二极管实现防反接的方案，上述方案更能提高电能的利用率以及输出电压的稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例中电源极性无差别接口电路器结构示意图。

附图标号说明

m1、m2、m3、m4-mos管；r1、r2、r3、r4、r5、r6-限流电阻；ka1、ka2-电流继电器。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

本实施例提供一种电源极性无差别接口电路器，如图1所示，该电源极性无差别接口电路器包括：在电压输入端的第一极性端与第二极性端(例如图中由a、b极性端构成的电压输入端)之间并联设置有第一导通支路和第二导通支路，第一导通支路和第二导通支路的电压导通方向相反；

第一导通支路和第二导通支路导通时的高电位节点与电压输出端的第三极性端(如图中的e极性端)短接，第一导通支路和第二导通支路导通时的低电位节点与电压输出端的第四极性端(如图中的f极性端)短接。

例如，在实际操作时，当将图中的电压输入端的a极性端外接电源的正极，b极性端外接电源的负极。由于第一导通支路和第二导通支路的电压导通方向相反，因此在该状态下，可使第一导通支路导通，第二导通支路截止。第一导通支路导通时，其高电位节点(靠近a极性端)与电压输出端的e极性端短接，从而在e极性端输出接近a极性端电位的电势；第一导通支路导通时，其低电位节点(靠近b极性端)与电压输出端的f极性端短接，从而在f极性端输出接近b极性端电位的电势；从而使得电压输出端的e极性端和f极性端输出的电压接近外接电源电压。

当将图中的电压输入端的a极性端外接电源的负极，b极性端外接电源的正极。由于第一导通支路和第二导通支路的电压导通方向相反，因此在该状态下，可使第二导通支路导通，第一导通支路截止。第二导通支路导通时，其高电位节点(靠近b极性端)与电压输出端的e极性端短接，从而在e极性端输出接近b极性端电位的电势；第二导通支路导通时，其低电位节点(靠近a极性端)与电压输出端的f极性端短接，从而在f极性端输出接近a极性端电位的电势；从而使得电压输出端的e极性端和f极性端输出的电压接近外接电源电压。

综上可见，不管电压输入端的a极性端、b极性端如何与外接电源连接，电压输出端的e极性端始终保持高电势，f极性端始终保持低电势，且e极性端和f极性端之间的电压接近外接电源电压。

在一具体实施例中，第一导通支路可包括，按电压导通方向依次连接的第一开关管(如m1)、第二开关管(如m2)，以及第一开关管的控制端上的第一限流电阻r1，位于第一开关管、第二开关管之间的第二限流电阻r2，第二开关管的控制端上的第三限流电阻r3。第一开关管、第二开关管在电压输入端的a极性端外接电源的正极，b极性端外接电源的负极时导通，在电压输入端的a极性端外接电源的负极，b极性端外接电源的正极时截止，从而控制第一导通支路的导通和截止。

在一具体实施例中，第一导通支路导通时的高电位节点(如图中的a节点)可位于第一开关管与第二限流电阻r2之间；第一导通支路导通时的低电位节点(如图中的c节点)通过第一电流继电器ka1与该支路上的最低电位连接，即与b极性端连接。在第一导通支路导通时，a节点与电压输入端的a极性端的电势接近。通过控制第一电流继电器ka1的启闭，可以使c节点与电压输入端的b极性端的电势接近。

在一具体实施例中，第一电流继电器ka1可受第一导通支路上电流i1的控制，在有电流通过时导通，无电流通过时断开。

在一具体实施例中，第一开关管、第二开关管具体可均为mos管。

在一具体实施例中，如图1中所示，第二导通支路可包括，按电压导通方向依次连接的第三开关管(如m3)、第四开关管(如m4)，以及第三开关管的控制端上的第四限流电阻r4，位于第三开关管、第四开关管之间的第五限流电阻r5，第四开关管的控制端上的第六限流电阻r6。第三开关管、第四开关管在电压输入端的a极性端外接电源的负极，b极性端外接电源的正极时导通，在电压输入端的a极性端外接电源的正极，b极性端外接电源的负极时截止，从而控制第二导通支路的导通和截止。

在一具体实施例中，第二导通支路导通时的高电位节点(如图中的b节点)位于第三开关管与第五限流电阻r5之间；第二导通支路导通时的低电位节点(如图中的d节点)通过第二电流继电器ka2与该支路上的最低电位连接，即与a极性端连接。在第二导通支路导通时，b节点与电压输入端的b极性端的电势接近。通过控制第二电流继电器ka2的启闭，可以使d节点与电压输入端的a极性端的电势接近。

在一具体实施例中，第二电流继电器ka2可受第二导通支路上电流i2的控制，在有电流通过时导通，无电流通过时断开。

在一具体实施例中，第三开关管、第四开关管具体可均为mos管。

具体地，在实际操作时，当将图中的电压输入端的a极性端外接电源的正极，b极性端外接电源地，mos管m1、m2导通，m3、m4处于截止状态。此时由于m1的导通压降很小可以忽略不计，a节点的电势与a极性端的电势基本相同；m3处于截止导致b节点处于悬空状态，所以e极性端的电势由a节点电势决定，即与a极性端的电势基本相同。同时，由于m1、m2的导通，产生电流信号i1使得第一电流继电器ka1闭合，c节点的电势与b极性端的电势相同，为电源地；m3、m4截止，i2没有信号，第二电流继电器ka2断开，d节点处于悬空状态，所以f极性端的电势由c节点电势决定，为电源地。所以与负载相连的e极性端为电源正极，f极性端为电源地，且输出电压基本与外接电源电压相等。

当b极性端接电源正极，a极性端接电源地时，mos管m3、m4导通，m1、m2处于截止状态。此时由于m3的导通压降很小可以忽略不计，b节点的电势与b极性端的电势基本相同，m1处于截止导致a节点处于悬空状态，所以e极性端的电势由b节点决定，即与b极性端的电势基本相同。同时，由于m3、m4的导通，产生电流信号i2使得第二电流继电器ka2闭合，d节点的电势与a极性端的电势相同，为电源地；m1、m2截止，i1没有信号，第一电流继电器ka1断开，c节点处于悬空状态，所以f极性端的电势由d节点决定，为电源地。所以与负载相连的e极性端为电源正极，f极性端为电源地，且输出电压基本与外接电源电压相等。

因此，不管a极性端、b极性端与外接电源的正负极如何相连，电压输出端口的e极性端永远为正极，f极性端永远为负极，且输出电压与输入电源基本相同。并且，利用开关管实现导通支路的导通，可提高电能的利用率以及输出电压的稳定性。

进一步的，本实施例还提供了一种电源接口，包括如上任一项所述的电源极性无差别接口电路器。

本实用新型实施例提供的电源极性无差别接口电路器及电源接口，通过在电压输入端的第一极性端与第二极性端之间并联设置有第一导通支路和第二导通支路，该第一导通支路和第二导通支路的电压导通方向相反；第一导通支路和第二导通支路导通时的高电位节点与电压输出端的第三极性端短接，第一导通支路和第二导通支路导通时的低电位节点与电压输出端的第四极性端短接；以实现电源接入时没有正负极之分，提高产品的安全性能的同时也提高用户的使用体验感。

另外，对比与通过二极管实现防反接的方案，上述方案更能提高电能的利用率以及输出电压的稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

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申请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申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。