不同电压等级的交流电源自适应控制电路及运算逻辑方法技术

本发明专利技术公开一种不同电压等级的交流电源自适应控制电路及运算逻辑方法，该电路包括单相交流电源、单相整流电路、至少两个为一组的串联电解电容组及串联电解电压平衡电阻组、直流电压检测电路、交流电压检测电路、倍压开关及倍压开关控制电路和控制用CPU，在该电路的交流输入侧设置交流电压检测电路，同时在直流侧设置直流电压检测电路，最后在整流电路侧设置倍压开关及倍压开关控制电路，由该电路中搭载的控制用CPU同时检测交流电压值和直流电压值，通过逻辑运算控制倍压开关，以确保在不同交流电压等级输入时，整流得到的直流电压维持在预设的工作电压范围，进而为后级输出提供稳定的直流电源电压。

【技术实现步骤摘要】
不同电压等级的交流电源自适应控制电路及运算逻辑方法
本专利技术涉及交流电源的电路设计领域，尤其是一种不同电压等级的交流电源自适应控制电路及运算逻辑方法。
技术介绍
通常交流电源有多种电压方式，例如我国的交流电源有单相220V和三相380V，美国的交流电源有单相115V和单相230V。一般用电器在设计时，必须事先针对不同电压等级的交流电源进行相应的电路设计，但是电源电压等级发生变化后，用电器本身就不能适用电压等级的变化了。为了解决这个问题，有些用电器在设计时通过开关、拨码或跳针等方式人为指定交流电源的电压等级，达到在不同电压等级下都能保持用电器工作的目的。例如在用电器内置的变压器电路上设置开关以切换变压等级，或者在用电器内置的整流电路上通过开关设置是否使用倍压整流电路等方式，使得用电器内部的后级电路的电压始终保持在设计电压上，从而达到用电器在不同电源等级的交流电源下也能稳定工作的目的。此类用电器例如为海外旅行专门设计的吹风机等用电器，就带有110V/220V交流电压的开关。但是，这种方法不仅使用上繁琐，而且存在着极大的安全隐患。当指定输入交流110V等级电压时，用电器接上220V交流电，会造成用电器内部的后级电路的直流电压过高而击穿损坏电路器件，更严重时造成火灾，或者带来人身伤亡等重大事故。而当指定输入交流220V等级时，用电器接上110V交流电，用电器也会因为内部的后级电路的电压不足而造成工作电压欠缺、动力不足、严重发热甚至引起火灾等多种问题。
技术实现思路
针对上述缺点，同时充分考虑到在用电器实际工作时，交流电源的关断/导通，交流电源本身存在的电压波动等都会对用电器和内部电路造成干扰，特别是检测电路本身发生故障等极端情况下必须保证用电器的可靠性等因数，本专利技术提供一种不同电压等级的交流电源自适应控制电路及运算逻辑方法，在设计交流电源自适应控制电路时，设置了同时检测交流输入电压和直流输入电压的两种电压检测手段，同时CPU在控制上，通过交直流两种电压是否符合相应关系等运算逻辑，智能性地自动投入或切断倍压整流电路，从而达到用电器可自动适应不同等级的交流电源的目的，同时也保证了用电器的安全性。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：不同电压等级的交流电源自适应控制电路，它包括单相交流电源、单相整流电路、至少两个为一组的串联电解电容组及串联电解电压平衡电阻组、直流电压检测电路、交流电压检测电路、倍压开关及倍压开关控制电路和控制用CPU，单相交流电源的交流电压等级为110V或220V，单相交流电源的交流电压经过单相整流电路整流后变成直流电压存贮在电解电容组中，直流电压检测电路将检测得到的直流电压信号Vdc输入至控制用CPU，供控制用CPU采样直流电压，交流电压检测电路将检测得到的交流电压信号Vac输入至控制用CPU，供控制用CPU采样交流电压，倍压开关及倍压开关控制电路由控制用CPU的控制信号控制。进一步地，单相整流电路由整流桥构成。进一步地，直流电压检测电路由多个电阻分压电路构成。进一步地，交流电压检测电路由交流变压器以及二极管和阻容器件构成的整流滤波组成。进一步地，交流电压检测电路由多个电阻分压电路以及二极管和阻容器件构成的整流滤波电路组成。进一步地，倍压开关及倍压开关控制电路由继电器以及继电器驱动电路构成。进一步地，倍压开关及倍压开关控制电路由IGBT或MOSFET的半导体开关器件所组成的双向半导体开关电路以及驱动电路构成。不同电压等级的交流电源自适应控制运算逻辑方法，它包括以下步骤：步骤一，交流电压自适应控制开始，倍压开关断开；步骤二，控制用CPU同时采样交流电压以及直流电压，并分别计算平均值；步骤三，控制用CPU判断交流电压是否在110V或220V等级阈值范围内；步骤四，若交流电压在110V等级阈值范围内，控制用CPU则计算直流电压与交流电压的比例并判断是否在阈值范围内，并判断直流电压是否在对应阈值范围内，是则控制倍压开关闭合，定时执行采样交流电压以及直流电压并判断是否异常；步骤五，若交流电压在220V等级阈值范围内，控制用CPU则直接判断直流电压是否在对应阈值范围内，是则直接定时执行采样交流电压以及直流电压并判断是否异常。有益效果：1.本专利技术的自适应控制电路可以自动对应不同电压等级的交流电源，在该电路的交流输入侧设置交流电压检测电路，同时在直流侧设置直流电压检测电路，最后在整流电路侧设置倍压开关及倍压开关控制电路，由该电路中搭载的控制用CPU同时检测交流电压值和直流电压值，通过逻辑运算控制倍压开关，以确保在不同交流电压等级输入时，整流得到的直流电压维持在预设的工作电压范围，进而为后级输出提供稳定的直流电源电压。2.本专利技术的自适应控制运算逻辑方法是同时利用交流电压和直流电压两种检测电路的信息，在交直流采样电压互相匹配的前提下进行倍压电路的控制；特别是交流电压与直流电压的比例计算和检查逻辑，不仅可以防止电源电压波动干扰以及防止电磁噪声干扰，更可以防止单一检测电路故障时的误动作损伤电路和器件，保证整个电路的安全性。3.本专利技术采用CPU进行自适应控制，使得用电器具有智能化，不仅可以有效地保护用电器的可靠性，更可以有效地避免在用电器使用时单纯的人为失误所带来的不可预料的损害。4.本专利技术的自适应控制电路构造简单，成本低廉，特别是后级电路例如变频装置及电机都可以保持统一的设计方案，在工程上具有极高的实用价值。5.在不同电压等级的国家和地区都可以使用同样的产品，避免了产品生产时的机型选择，不再需要选择出货种类，极大地方便了产品的库存和销售；特别是出口到美国、日本等有不同电压等级的国家和地区的产品，本专利技术具有极高的实用价值。附图说明图1是本专利技术的不同电压等级的交流电源自适应控制电路框图；图2是本专利技术的不同电压等级的交流电源自适应控制电路的后级负载框图；图3是本专利技术的一种交流电压检测电路图；图4是本专利技术的另一种交流电压检测电路图；图5是本专利技术的倍压开关及倍压开关控制电路图；图6是本专利技术的替代继电器的四种双向半导体开关电路图；图7是本专利技术的不同电压等级的交流电源自适应控制运算逻辑框图；图中：1-单相交流电源、2-单相整流电路、3-至少两个为一组的串联电解电容组及串联电解电压平衡电阻组、4-直流电压检测电路、5-交流电压检测电路、6-倍压开关及倍压开关控制电路、7-控制用CPU、8-电压型变频装置、9-三相电机。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。本专利技术提出一种不同电压等级的交流电源自适应控制电路，如图1所示，由单相交流电源1、单相整流电路2、至少两个成一组的串联电解电容组和串联电解电压平衡电阻组3、直流电压检测电路4、交流电压检测电路5、倍压开关及倍压开关控制电路6和控制用CPU7组成。该硬件电路的直流输出P、N与如图2所示的直流母线P、N直接电连接，如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.不同电压等级的交流电源自适应控制电路，其特征在于，它包括单相交流电源(1)、单相整流电路(2)、至少两个为一组的串联电解电容组及串联电解电压平衡电阻组(3)、直流电压检测电路(4)、交流电压检测电路(5)、倍压开关及倍压开关控制电路(6)和控制用CPU(7)，所述单相交流电源(1)的交流电压等级为110V或220V，所述单相交流电源(1)的交流电压经过所述单相整流电路(2)整流后变成直流电压存贮在电解电容组中，所述直流电压检测电路(4)将检测得到的直流电压信号Vdc输入至所述控制用CPU(7)，供所述控制用CPU(7)采样直流电压，所述交流电压检测电路(5)将检测得到的交流电压信号Vac输入至所述控制用CPU(7)，供所述控制用CPU(7)采样交流电压，所述倍压开关及倍压开关控制电路(6)由所述控制用CPU(7)的控制信号控制。/n

【技术特征摘要】
1.不同电压等级的交流电源自适应控制电路，其特征在于，它包括单相交流电源(1)、单相整流电路(2)、至少两个为一组的串联电解电容组及串联电解电压平衡电阻组(3)、直流电压检测电路(4)、交流电压检测电路(5)、倍压开关及倍压开关控制电路(6)和控制用CPU(7)，所述单相交流电源(1)的交流电压等级为110V或220V，所述单相交流电源(1)的交流电压经过所述单相整流电路(2)整流后变成直流电压存贮在电解电容组中，所述直流电压检测电路(4)将检测得到的直流电压信号Vdc输入至所述控制用CPU(7)，供所述控制用CPU(7)采样直流电压，所述交流电压检测电路(5)将检测得到的交流电压信号Vac输入至所述控制用CPU(7)，供所述控制用CPU(7)采样交流电压，所述倍压开关及倍压开关控制电路(6)由所述控制用CPU(7)的控制信号控制。


2.根据权利要求1所述的不同电压等级的交流电源自适应控制电路，其特征在于，所述单相整流电路(2)由整流桥构成。


3.根据权利要求1所述的不同电压等级的交流电源自适应控制电路，其特征在于，所述直流电压检测电路(4)由多个电阻分压电路构成。


4.根据权利要求1所述的不同电压等级的交流电源自适应控制电路，其特征在于，所述交流电压检测电路(5)由交流变压器以及二极管和阻容器件构成的整流滤波电路组成。


5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴政，孔小明，祁本祥，
申请(专利权)人：江苏仁源电气有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32