一种交直流自动适应电源电路的制作方法

本实用新型属于工业生产用电领域，涉及一种交直流自动适应电源电路。

背景技术：

工业现场有时候是交流供电，有时候又会是直流供电。用户会有电源接错的风险。无论是交流直流接错，还是直流的正负极接错，都会对工业生产停滞，甚至会导致产品及设备的损毁，极大造成了财产损失。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种交直流自动适应电源电路，实现了一般工业场合的电源盲接输入，提高了直流带载能力，减少了对外干扰。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种交直流自动适应电源电路，包括MCU、供电模块、整流电路、正极相位电路和负极相位电路；

供电模块为供电模块IN1和供电模块IN2，供电模块IN1和供电模块IN2与整流电路的输入端连接，供电模块IN1通过电阻R3a与MCU的B端口连接，电阻R3a与B端口之间通过稳压管ZD1接地；

MCU的A端口用于对比电压是否达到阈值，B端口用于判断是否有电压， MCU还设置有C端口、D端口、E端口和F端口；C端口为用于驱动三极管TR1 的输出端口，D端口为用于驱动三极管TR2的输出端口；

整流电路的正负极之间串联有限流电阻R1和电容C1，整流电路的正极通过限流电阻R1与电容C1的正极连接，整流电路的输出端分为两路，一路通过DC-DC变换器连接在MCU的V⁺¹端口，另一路通过电阻R2a连接在MCU的A 端口，电阻R2a和A端口之间通过电阻R2b接地，电阻R2a电阻值大于电阻R2b 电阻值；

正极相位电路包括继电器KA1和三极管TR1，三极管TR1的基极与MCU 的C端口连接，发射极接地，集电极接在继电器KA1下端；继电器KA1设置有继电器KA1常开1a和继电器KA1常开1b，继电器KA1常开1a一端连接供电模块IN1，另一端接电容C1的正极；继电器KA1常开1b一端连接供电模块IN2，另一端接电容C1的负极且接地；

负极相位电路包括继电器KA2和三极管TR2，三极管TR2的基极与MCU 的D端口连接，发射极接地，集电极接在继电器KA2下端；继电器KA2设置有继电器KA2常开2a和继电器KA2常开2b，继电器KA2常开2a一端连接供电模块IN2，另一端接在电容C1的正极；继电器KA2常开2b一端连接供电模块 IN1，另一端接在电容C1的负极且接地。

优选的，还包括投切电路，投切电路包括电容C2、继电器KA3和三极管TR3，三极管TR3集电极接地，发射极接在继电器KA3下端，基极分别通过二极管D1 与三极管TR1集电极连接，和二极管D2与三极管TR2集电极连接，二极管D1 和二极管D2正极通过电阻R6与三极管TR3基极连接；三极管TR3基极连接有电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接在继电器KA3的V⁺²端；继电器KA1设置有继电器KA3常开3a和继电器KA3常开3b，电容C2将继电器KA3常开3a 的一端和继电器KA3常开3b的一端串联，继电器KA3常开3a的另一端连接在电容C1的正极，继电器KA3常开3b的另一端接地。

进一步，继电器KA1、继电器KA2和继电器KA3均并联有二极管，每个二极管的负极分别连接在继电器KA1、继电器KA2和继电器KA3的V⁺²端。

进一步，三极管TR1和三极管TR2均采用NPN三极管，三极管TR3采用 PNP三极管。

优选的，电阻R3a阻值为400KΩ，稳压管ZD1稳定电压值为5.1V，电阻R2a 阻值为400KΩ，电阻R2b阻值为4.7KΩ，电阻R1阻值为3.3Ω，电阻R7阻值为 10KΩ。

优选的，三极管TR1的基极与MCU的C端口之间串联有电阻R4，电阻R4 阻值为1KΩ；三极管TR2的基极与MCU的D端口之间串联有电阻R5，电阻R5 阻值为1KΩ；三极管TR3的基极连接有电阻R6的一端，电阻R6的另一端分别与二极管D1和二极管D2正极连接，电阻R7的一端位于三极管TR3的基极与电阻R6一端之间，电阻R6阻值为1KΩ。

优选的，MCU采用STC12C5201。

优选的，MCU的E端口和F端口分别连接有光电耦合器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型供电模块IN1和供电模块IN2先通过整流电路整流后，通过 DC-DC变换器变换处理，输出V⁺¹给MCU供电，输出V⁺²给继电器供电。MCU 得电后，首先通过A端口判断是否小于设定的电压阈值，如果否，DC-DC变换器输出其它两路电源MCU的E端口和F端口无输出；如果是，再通过B点判断出输入的极性，然后通过C端口或D端口的输出，驱动三极管TR1或三极管TR2，将正确的极性切换到电容C1上。并通过E和F端口有序的控制其它输出，以减少直流供电时候负载对供电电源的冲击。实现了一般工业场合的电源盲接输入，避免电源接错导致的设备受损及生产停滞，提高了直流带载能力，减少了对外干扰。

进一步，通过设置有投切电路，是在MCU判断是直流输入时，相当于在电容C1上再并联一个电容C2，该电容的并入，是针对在输出功率不变的情况下，因为输入电压降低，需要更大的输入电流，同时也需要较大的输入滤波电容才能达到好的电磁兼容效果，而电容C2的投入解决了这个问题。

附图说明

图1为本实用新型的电路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

参见图1所示，包括MCU、供电模块、整流电路、正极相位电路、负极相位电路和投切电路；

供电模块为供电模块IN1和供电模块IN2，供电模块IN1和供电模块IN2与整流电路的输入端连接，供电模块IN1通过电阻R3a与MCU的B端口连接，电阻R3a与B端口之间通过稳压管ZD1接地；电阻R3a阻值为400KΩ，稳压管ZD1 稳定电压值为5.1V。

MCU采用STC12C5201，MCU的A端口用于对比电压是否达到阈值，B端口用于判断是否有电压，MCU还设置有C端口、D端口、E端口和F端口；C 端口为用于驱动三极管TR1的输出端口，D端口为用于驱动三极管TR2的输出端口，E端口和F端口为控制其它输出的端口，E端口和F端口分别连接有光电耦合器。

整流电路的正负极之间串联有限流电阻R1和用于滤波储能的电容C1，整流电路的正极通过限流电阻R1与电容C1的正极连接，整流电路的输出端分为两路，一路通过DC-DC变换器连接在MCU的V⁺¹端口给MCU供电，输出V⁺²给继电器供电，另一路通过电阻R2a连接在MCU的A端口，电阻R2a和A端口之间通过电阻R2b接地，电阻R2a电阻值大于电阻R2b电阻值；电阻R2a阻值为400KΩ，电阻R2b阻值为4.7KΩ，电阻R1阻值为3.3Ω。

正极相位电路包括继电器KA1和三极管TR1，三极管TR1采用NPN三极管，三极管TR1的基极与MCU的C端口连接，发射极接地，集电极接在继电器KA1 下端；继电器KA1设置有继电器KA1常开1a和继电器KA1常开1b，继电器 KA1常开1a一端连接供电模块IN1，另一端接电容C1的正极；继电器KA1常开1b一端连接供电模块IN2，另一端接电容C1的负极且接地，三极管TR1的基极与MCU的C端口之间串联有电阻R4，电阻R4阻值为1KΩ。

负极相位电路包括继电器KA2和三极管TR2，三极管TR2采用NPN三极管，三极管TR2的基极与MCU的D端口连接，发射极接地，集电极接在继电器KA2 下端；继电器KA2设置有继电器KA2常开2a和继电器KA2常开2b，继电器 KA2常开2a一端连接供电模块IN2，另一端接在电容C1的正极；继电器KA2 常开2b一端连接供电模块IN1，另一端接在电容C1的负极且接地，三极管TR2 的基极与MCU的D端口之间串联有电阻R5，电阻R5阻值为1KΩ。

投切电路包括电容C2、继电器KA3和三极管TR3，三极管TR3采用PNP 三极管，三极管TR3集电极接地，发射极接在继电器KA3下端，基极分别通过二极管D1与三极管TR1集电极连接，和二极管D2与三极管TR2集电极连接，二极管D1和二极管D2正极通过电阻R6与三极管TR3基极连接；三极管TR3 基极连接有电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接在继电器KA3的V⁺²端；继电器KA1设置有继电器KA3常开3a和继电器KA3常开3b，电容C2将继电器KA3常开3a的一端和继电器KA3常开3b的一端串联，继电器KA3常开3a的另一端连接在电容C1的正极，继电器KA3常开3b的另一端接地，电阻R7阻值为10KΩ，三极管TR3的基极连接有电阻R6的一端，电阻R6的另一端分别与二极管D1和二极管D2正极连接，电阻R7的一端位于三极管TR3的基极与电阻 R6一端之间，电阻R6阻值为1KΩ。

本实用新型通过微处理器MCU的介入，完成了交流到直流的电路处理，首先整流全桥不分极性和高低地将外接电压输入，内部电路得电后工作，通过 DC-DC变换器变换处理，输出V⁺¹给MCU供电，此时仅提供维持MCU工作的小能量。然后MCU通过A点开始对比电压是否达到阈值，当小于设定阈值时，为直流，当大于设定阈值时，为交流：

当输入是交流时，直接输出所需多路电压。

当判断是直流时，再通过B点判断输入的极性，若B点上有电压，证明为直流正极，若B点上无电压，证明为直流负极。

然后通过C或D的输出，驱动三极管TR1或三极管TR12，绕过浪涌限制电阻，绕过整流硅桥，将正确的极性投切到输入电容C1上。并同时投切进去一个低压的电容C2，增大电源的直流状态的输入电容，提高抗输出冲击能力。然后再按负载轻重，分时控制电子开关输出不同的电压，减少对直流输入母线的冲击。

以上内容仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型权利要求书的保护范围之内。