专利名称：一种用于按摩椅的自动切换双电压输入电源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电源，尤其是涉及一种主要用于按摩椅的自动切换双电压输入电 源。
背景技术：
目前，具有按摩功能的按摩椅、按摩沙发、按摩凳和带有按摩功能的办公椅等越来 越受到世界各地消费者的喜爱。但是，由于各个国家或地区的市电电压往往是不相同的，甚 至在同一地区也会有不同的两种市电压，给生产和销售带来很多不便，增加额外的成本，不 利于产品的推广，这就要求生产商针对不同规格的电压规格生产不同的产品。中国专利CN2917356公开了一种电热理疗鞋垫，包括鞋垫本体，所述鞋垫本体呈 夹层结构，在所述夹层中还铺设有发热电阻丝，发热电阻丝的两接线端用导线连接至夹层 鞋垫外的插头。在所述鞋垫的表面还设有凸起的按摩齿；所述的电源包括壳体，设置在壳体 内的整流电路板，在壳体中设有与所述整流电路板输入端相连接的插头，在壳体内还设有 与所述整流电路板相连接的充电电池；在壳体上还设有直流输出插座。将这种电热理疗鞋 垫放进鞋子中，接通电源，鞋垫中的发热丝会发热，可促进使用者的脚部血液循环并通过发 热电阻丝中电流所产生起到保健作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种主要用于按摩椅，具有自动切换双电压输入功能，可以 实现按摩椅在高低两种不同市电压下使用的用于按摩椅的自动切换双电压输入电源。本发明设有高低电压自动切换模块和双输入变压器；高低电压自动切换模块的输 出端子与双输入变压器的初级绕组连接，双输入变压器的次级绕组外接按摩椅本体的控制 电路；高低电压自动切换模块设有用于外接市电电源的输入端子、用于采集市电电压信 号的采集电路、用于判断市电电压高低和切换双输入变压器连接方式的判断切换电路、用 于连接双输入变压器的输出端子和直流稳压电路；所述外接市电电源的输入端子分别与市 电电源、直流稳压电路的输入端、采集电路的输入端和判断切换电路的输入端连接，直流稳 压电路的输出端接判断切换电路的电源输入端，采集电路的输出端接判断切换电路的输入 端，判断切换电路的输出端通过用于连接双输入变压器的输出端子接双输入变压器的初级 绕组，双输入变压器的初级绕组设至少2组，次级绕组设至少1组。所述直流稳压电路设有降压电容、降压电阻，放电二极管、滤波电容、半波整流二 极管和至少1个稳压管；降压电容和降压电阻的一端接市电电源的火线，放电二极管的正 极接市电电源的零线；降压电容和降压电阻的另一端与半波整流二极管的正极、放电二极 管的负极连接；半波整流二极管的负极、滤波电容的正极均与稳压管的负极连接；滤波电 容的负极、稳压管的正极均接市电电源的零线。所述采集电路设有半波整流二极管、滤波电容、第一采样电阻和第二采样电阻。半
3波整流二极管的正极接市电电源火线、半波整流二极管的负极接滤波电容的正极及第一采 样电阻的一端；滤波电容的负极接市电电源的零线；第一采样电阻的另一端接第二采样电 阻的一端；第二采样电阻的另一端接市电电源的零线。所述双输入变压器的初级绕组设有2组相互独立匝数相等的绕组。所述双输入变压器的次级绕组设有3组输出。所述判断切换电路设有续流二极管、继电器、比较三极管、开关三极管、限流电阻 和上拉电阻；限流电阻的一端接在采集电路的第一采样电阻与第二采样电阻之间，限流电 阻的另一端接比较三极管的基极，比较三极管的发射极接市电电源的零线，比较三极管的 集电极接开关三极管的基极和上拉电阻的一端，开关三极管的发射极接市电电源的零线， 开关三极管的集电极接继电器和续流二极管的正极，续流二极管的负极、上拉电阻的另一 端和继电器均接直流电源，继电器分别与市电电源和双输入变压器的输出端连接，用于外 接双输入变压器的输出端子与市电电源连接，继电器分别通过用于外接市电电源的接线端 子与双输入变压器的2组初级绕组的两端引线连接。所述稳压管可采用3个稳压管，3个稳压管串联。由于本发明采用高低电压自动切换模块和双电压输入变压器组合使用供电的模 式，只要通过高低电压自动切换模块来改变双输入变压器两组初级绕组连接方式(即串联 或并联)，则不论输入电压是110VAC或220VAC，双输入变压器的输出电压都可保持不变。双 输入变压器的的特点在于使用了不同于普通变压器的绕组绕法，其初级绕组采用的是4个 抽头相同匝数双绕线法，次级绕组有ACl 10V、AC20. 5V、AC10. 5V 3组输出，此绕法的特点是 可以通过改变4个抽头的连接方式以适应不同的市电电压。安装时可将高低电压自动切换 模块和双输入变压器均置于按摩椅本体的控制盒内，双输入变压器为按摩椅本体提供可靠 稳定的电源，电压自动切换模块通过电源线与市电相连。使用者不需要做任何调整设置，按 摩椅就可以自由地在二种市电电压(如220V或110V)下使用，大大方便了使用者；对于在 同一地区有不同电压的销售商来说，只需一款产品就可以满足不同顾客的需求，大大降低 运营成本，更有利于售后服务。由此可见，本发明具有结构简单、适用范围广、使用方便、易 于推广等突出优点。
图1为本发明实施例的组成框图。图2为本发明实施例的电路原理图。图3为本发明实施例使用时双输入变压器的初级绕组并联接线示意图。图4为本发明实施例使用时双输入变压器的初级绕组串联接线示意图。
具体实施例方式本发明实施例是作为按摩椅的输入电源，可对控制按摩椅工作的主控板提供三路 交流供电，以满足按摩椅主控板的工作要求。为了使按摩椅的主控板适应二种不同的市电电源(如110VAC和220VAC)，且同 时保持主控板的三路交流供电电源分别稳定不变(如110VAC、20. 5VAC和10. 5VAC供电电 源)，就需要相应的供电电源来实现，本发明可以满足要求。下面结合附图进行具体说明。
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参见图1，本发明实施例设有高低电压自动切换模块1和双输入变压器2。高低电 压自动切换模块1输入端子外接市电电源，高低电压自动切换模块1的输出端与双输入变 压器2的初级绕组连接，双输入变压器2的次级绕组外接按摩椅本体的控制电路。高低电压自动切换模块1设有用于外接市电电源的输入端子J1、用于为高低电压 自动切换模块1提供稳定电压的直流稳压电路PART1、用于采集市电电压信号的采集电路 PART2、用于判断市电电压高低和切换双输入变压器连接方式的判断切换电路PART3、用于 外接双输入变压器2的输出端子J2及印刷电路板。输入端子Jl分别与直流稳压电路PARTl 的输入端、采集电路PART2的输入端和判断切换电路PART3的输入端连接，直流稳压电路 PARTl的输出端接判断切换电路PART3的输入端，采集电路的输出端接判断切换电路PART3 的输入端，判断切换电路PART3的输出端通过输出端子J2接双输入变压器2的初级绕组， 初级绕组设有2组相互独立匝数相等的绕组m和N2，次级绕组设有3组输出绕组S1、S2和 S3。参见图2，直流稳压电路PARTl设有降压电容Cl，放电二极管D1，滤波电容C3，半 波整流二极管D2和稳压管(包括3个串联的稳压管D5、D6和D7)。降压电容Cl和Rl的1 脚接市电电源的火线L ；放电二极管Dl的正极接电电源的零线N;半波整流二极管D2的正 极、降压电容Cl和Rl的2脚、放电二极管Dl的负极接在一起；半波整流二极管D2的负极、 滤波电容(C3)的正极均与稳压管(D5)的负极接在一起，即Net5点；滤波电容C3的负极、 稳压管(D7)的正极均接市电电源的零线N。市电电源电压经过降压电容Cl降压后，由半 波整流二极管D2进行半波整流，由滤波电容C3滤波，由稳压管D5、D6和D7进行稳压，最终 在Net5处获得一个直流稳压值，该直流稳压电路PARTl接判断切换电路PART3的输入端， 用于驱动判断切换电路PART3。采集电路PART2设有半波整流二极管D3、滤波电容C2和采样电阻R2与R4。市电 电源接通后，半波整流二极管D3的正极接电源火线L、负极接滤波电容C2的正极及采样电 阻R2的1脚，即Netl点；滤波电容C2的负极接市电电源的零线N ；采样电阻R2的2脚接 采样电阻R4的1脚，即Net2点；采样电阻R4的2脚接市电电源的零线N。市电输入电压 由半波整流二极管D3进行半波整流，经滤波电容C2滤波后在Netl点产生一个输出电压信 号，该输出电压信号接判断切换电路PART3的信号输入端。判断切换电路PART3设有续流二极管D4、继电器Kl (双刀双掷式)、比较三极管 Q1、开关三极管Q2、限流电阻R3和上拉电阻R5。限流电阻R3的1脚接Netl点，限流电阻 R3的2脚接比较三极管Ql的基极Ql-Β。比较三极管Ql的发射极Ql-E接市电电源的零线 N，比较三极管Ql的集电极Ql-C接开关三极管Q2的基极Q2-B和上拉电阻R5的2脚。开 关三极管Q2的发射极Q2-E接市电电源的零线N，开关三极管Q2的集电极Q2-C接继电器 Kl的8脚K1-8和续流二极管D4的正极。续流二极管D4的负极、上拉电阻R5的1脚和继 电器Kl的7脚K1-7均接直流电源VCC。继电器Kl的6脚K1-6接市电电源的火线L，继电 器Kl的5脚K1-5接市电电源的零线N，继电器Kl的1脚Kl-I和继电器Kl的4脚K1-4均 接输出端子J2的2脚，继电器Kl的2脚K1-2接输出端子J2的3脚。输出端子J2的1脚 接市电电源的火线L，输出端子J2的4脚接市电电源的零线N。继电器Kl的引脚Kl-I通 过接线端子Jl与双输入变压器的初级绕组W的引线3Blu连接，引脚K1-2通过接线端子 Jl与双输入变压器的初级绕组W的引线2Brn连接，引脚K1-5通过接线端子Jl与双输入
5变压器的初级绕组N2的引线IBlk连接，引脚K1-6通过接线端子Jl与双输入变压器的初 级绕组附的引线4Red连接。下面通过具体分析计算来说明只要通过改变本发明实施例的双输入变压器2的2 组初级绕组附和N2的连接方式(即串联或并联)，则不管输入电压是110VAC还是220VAC， 本发明实施例的双输入变压器2的输出电压都可保持不变，均可对按摩椅工作的主控板提 供稳定的交流电压。具体分析计算如下本实施例三路交流输出供电的电压分别设定为110、20. 5和10. 5VAC。市电电源设 定为110VAC或220VAC。双输入变压器2的初级绕组与次级绕组的匝数比设定为N1/N2 = 1/1(1)N1/S1 = 110/20. 5(2)N1/S2 = 110/10. 5(3)N1/S3 = 1/1(4)图3给出本发明实施例的双输入变压器2的2组初级绕组附和N2初并联连接方 式示意图。即2组初级绕组m和N2的同名端相接，就是初级绕组N2的引线IBlk与初级 绕组m的引线3Blu连接，初级绕组N2的引线2Brn与初级绕组m的引线4Red连接，设并 联后初级绕组匝数为N并联，由变压器的特性可知N 并联=Nl = N2(5)设输入市电电压为Vin，双输入变压器2的三路输出分别为VS1、VS2、VS3，由变压器的 特性可以知道变压器的输入电压与输出电压比比值等于初级绕组匝数与次级绕组匝数比 比值，即VIN/VS1 = N 并联/Si(6)则次级绕组Sl的输出电压为Vsi = Vin*S1/N 并联(7)将式(2)和(5)代入式(7)，即得Vsi = VIN*20. 5/110(8)将式(3)和(5)代入式(7)，即得Vs2 = VIN*10. 5/110(9)将式(4)和(5)代入式(7)，即得Vs3 = Vin(10)图4给出本发明实施例的双输入变压器2的2组初级绕组附和N2串联连接方式 示意图。即2组初级绕组的异名端相接，就是初级绕组N2的引线2Brn与初级绕组m的引 线3Blu连接，设串联后初级绕组匝数为Νφκ，由变压器的特性可知N 串联=N1+N2(11)由变压器的特性可以知道，变压器的输入电压与输出电压的比值等于初级绕组匝 数与次级绕组匝数的比值，即VIN/VS1 = N 串联/Si(12)则次级绕组Sl的输出电压为Vsi = (Sl/Ν 串联)VIN(13)将式(2)和(11)代入式(13)，即得
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Vsi = (20. 5/220) Vin(14)将式(3)和(11)代入式(13)，即得Vsi = Vin*20. 5/220(15)将式(4)和(11)代入式(13)，即得Vsi = VIN*110/220(16)由以上详细分析可知，只要通过改变本发明实施例的双输入变压器2的2组初级 绕组m和N2的连接方式，不管输入电压是110VAC还是220VAC，本发明实施例的双输入变 压器2的输出电压都保持不变。那么，如何针对110VAC或220VAC的输入电压随时改变本发明实施例的双输入变 压器2的2组初级绕组m和N2的连接方式呢？这就由高低电压自动切换模块1来实现， 下面就此问题进行详细说明。如图2所示，当市电电源接通后，设电源输入电压为Vin，由二极管D3进行半波整 流、电解电容C2滤波后在Netl点就会产生一个电压VNetl = 1. 414Vin(17)经采样电阻R2、R4分压，在Net2点就会产生一个电压VNet2 = R4VNetl/(R2+R4)(18)综合式(11)和式(12)即VNet2 = 1.414R4Vin/(R2+R4)(19)将R2 = 150k Ω、R4 = 510 Ω 代入式(13)，可以得到VNet2 = 0. 0048Vin(20)由式(20)可以看出，VNet2的大小取决于输入市电的电压Vin的大小图2中的判断切换电路PART 3的作用是根据Net2点的电压VNet2大小进行判断输 入的市电电压Vin是110VAC还是220VAC，然后根据判断结果自动调节双输入变压器2的2 组初级绕组W和N2的的连接方式，详细的工作过程如下当市电电源接通后，如果输入电压为220VAC，即Vin = 220V，将Vin = 220V代入式 14，即得VNet2 = 1. 056V由三极管的特性可知，当VNet2 > 0. 7V时，电流经过限流电阻R3到达三极管Ql的 基极Ql-Β，三极管Ql导通，Net3点的电压被拉低到地电平，即Net3点的电SVNet3 = 0V，三 极管Q2的基极Q2-B的电压就为VQ2_B = 0V，所以三极管Q2截止，双刀双掷继电器Kl的线 包中就没有电流通过，继电器处于常闭状态，继电器Kl的引脚Kl-I与引脚K1-4连接，引脚 K1-2与引脚K1-4连接，所以继电器Kl的引脚Kl-I与引脚K1-2也是连接的，即初级绕组N2 的引线2Brn与初级绕组附的引线3Blu连接，所以使双输入变压器2的2组初级绕组附 和N2处于如图4所示的串联接线方式。由上述分析可知，串联接线方式时双输入变压器2 三路输出电压对应的式分别为式(14) (16)，将Vin = 220V分别代入式(14) (16)，即
得
Vsi =20. 5V,
Vs2 =10. 5V,
Vs3 =IlOV0
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当市电电源接通后，如果输入电压为110VAC JPVin= 110V，将Vin= IlOV代入式 (14)，即得:VNet2 = 0. 528V由三极管的特性可知，当VNet2 < 0. 7V时，没有电流经过限流电阻R3到达三极管Ql 的基极Ql-Β，三极管Ql截止。在上拉电阻R5的作用下，Net3点的电压上升，当VNet3彡0. 7V 时，就会有电流经过R5到达三极管的基极Q2-B使三极管Q2导通，驱动双刀双掷继电器Kl 吸合，继电器Kl的引脚Kl-I与引脚K1-3连接，引脚K1-2与引脚K1-6连接，即初级绕组 N2的引线IBlk与初级绕组附的引线3Blu连接，初级绕组N2的引线2Brn与初级绕组附 的引线4Red连接，所以使双输入变压器的两组初级绕组处于如图3所示的并联接线方式。 由上述分析可知，并联接线方式时双输入变压器2三路输出电压对应的式分别为式(8) (10)，将Vin= IlOV分别代入式(8) (10)，即得:Vsi = 20. 5V,Vs2 = 10. 5V,Vs3 = IlOV0完整的工作过程是，接通市电电源后，本发明的高低电压自动切换模块1会先判 断市电电压高低，如果市电电压为220V，高低电压自动切换模块1就会控制双输入变压器2 的2组初级绕组m和N2处于如图4所示的串联接线方式，双输入变压器输出电压为Vsi = 20. 5V，Vs2 = 10. 5V，Vs3 = IlOV ；如果市电电压为110V，高低电压自动切换模块1就会控制 双输入变压器2的2组初级绕组m和N2处于如图3所示的并联接线方式，双输入变压器 2 输出电压同样为 Vsi = 20. 5V, Vs2 = 10. 5V, Vs3 = IlOV。由此可见，通过本发明的高低电压自动切换模块1可以针对不同的市电电压 (1IOV或220V)自动改变本发明实施例的双输入变压器2初级绕组连接方式，最终实现本发 明实施例的双输入变压器2的三路输出电压均保持不变，从而保证按摩椅的主控板的电源 稳定，实现了本发明可以同时在IlOV市电或220V市电环境下正常工作。另外，本实施例的双输入变压器的初级绕组是设2组，也可根据上述设计原理设2 组以上；双输入变压器的次级绕组是设3组输出，实际应用时，也可根据具体需求设1组、2 组或3组以上输出。
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权利要求
一种用于按摩椅的自动切换双电压输入电源，其特征在于设有高低电压自动切换模块和双输入变压器；高低电压自动切换模块的输出端子与双输入变压器的初级绕组连接，双输入变压器的次级绕组外接按摩椅本体的控制电路；高低电压自动切换模块设有用于外接市电电源的输入端子、用于采集市电电压信号的采集电路、用于判断市电电压高低和切换双输入变压器连接方式的判断切换电路、用于连接双输入变压器的输出端子和直流稳压电路；所述外接市电电源的输入端子分别与市电电源、直流稳压电路的输入端、采集电路的输入端和判断切换电路的输入端连接，直流稳压电路的输出端接判断切换电路的电源输入端，采集电路的输出端接判断切换电路的输入端，判断切换电路的输出端通过用于连接双输入变压器的输出端子接双输入变压器的初级绕组，双输入变压器的初级绕组设至少2组，次级绕组设至少1组。
2.如权利要求1所述的一种用于按摩椅的自动切换双电压输入电源，其特征在于所 述直流稳压电路设有降压电容、降压电阻，放电二极管、滤波电容、半波整流二极管和至少1 个稳压管；降压电容和降压电阻的一端接市电电源的火线，放电二极管的正极接市电电源 的零线；降压电容和降压电阻的另一端与半波整流二极管的正极、放电二极管的负极连接； 半波整流二极管的负极、滤波电容的正极均与稳压管的负极连接；滤波电容的负极、稳压管 的正极均接市电电源的零线。
3.如权利要求1所述的一种用于按摩椅的自动切换双电压输入电源，其特征在于所 述采集电路设有半波整流二极管、滤波电容、第一采样电阻和第二采样电阻；半波整流二极 管的正极接市电电源火线、半波整流二极管的负极接滤波电容的正极及第一采样电阻的一 端；滤波电容的负极接市电电源的零线；第一采样电阻的另一端接第二采样电阻的一端； 第二采样电阻的另一端接市电电源的零线。
4.如权利要求1所述的一种用于按摩椅的自动切换双电压输入电源，其特征在于所述 双输入变压器的初级绕组设有2组相互独立匝数相等的绕组。
5.如权利要求1或4所述的一种用于按摩椅的自动切换双电压输入电源，其特征在于 所述双输入变压器的次级绕组设有3组输出。
6.如权利要求1所述的一种用于按摩椅的自动切换双电压输入电源，其特征在于所述 判断切换电路设有续流二极管、继电器、比较三极管、开关三极管、限流电阻和上拉电阻；限 流电阻的一端接在采集电路的第一采样电阻与第二采样电阻之间，限流电阻的另一端接比 较三极管的基极，比较三极管的发射极接市电电源的零线，比较三极管的集电极接开关三 极管的基极和上拉电阻的一端，开关三极管的发射极接市电电源的零线，开关三极管的集 电极接继电器和续流二极管的正极，续流二极管的负极、上拉电阻的另一端和继电器均接 直流电源，继电器分别与市电电源和双输入变压器的输出端连接，用于外接双输入变压器 的输出端子与市电电源连接，继电器分别通过用于外接市电电源的接线端子与双输入变压 器的2组初级绕组的两端引线连接。
7.如权利要求2所述的一种用于按摩椅的自动切换双电压输入电源，其特征在于所述 稳压管采用3个稳压管，3个稳压管串联。
全文摘要
一种用于按摩椅的自动切换双电压输入电源，涉及一种电源。提供具有自动切换双电压输入功能，可实现按摩椅在高低不同市电下使用的用于按摩椅的自动切换双电压输入电源。设有高低电压自动切换模块和双输入变压器；切换模块输出端子接双输入变压器初级绕组，双输入变压器次级绕组外接按摩椅；切换模块设有输入端子、采集电路、判断切换电路、输出端子和直流稳压电路；输入端子分别与市电电源、直流稳压电路输入端、采集电路输入端和判断切换电路输入端连接，直流稳压电路输出端接判断切换电路电源输入端，采集电路输出端接判断切换电路输入端，判断切换电路输出端通过输出端子接双输入变压器初级绕组，初级绕组设至少2组，次级绕组设至少1组。
文档编号H02J9/06GK101969226SQ201010531679
公开日2011年2月9日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者江阔善, 邹剑寒 申请人:厦门蒙发利科技(集团)股份有限公司