一种电源转换开关的制作方法

本实用新型实施例涉及电路技术，尤其涉及一种电源转换电路。

背景技术：

随着科技的发展，电能被广泛应用于动力、照明、冶金、化学、纺织、通信、广播等各个领域，其已成为科学技术发展和国民经济飞跃的主要动力。电能主要分为直流电能和交流电能，由于在实际应用过程中对电能的需求不同，致使实现交流电能和直流电能的互相转换至关重要。

当前，交流/直流(AC/DC)转换可以利用半导体开关器件的通断来进行控制，该半导体开关器件例如可以是整流器。整流器是一个整流装置，能够将交流(AC)转化为直流(DC)的装置。它有两个主要功能为将交流电转换为直流电，然后经滤波后供给相应的负载或逆变器，同时，还能实现为蓄电池进行充电的功能。因此，现有的AC/DC转换通常可以分为半波整流和全波整流。其中，半波整流利用二极管的单向导通特性，在输入为标准正弦波的情况下，输出获得正弦波的正半部分，负半部分则损失掉；而全波整流是在半个周期内，电流流过一个整流器件，另一个半周内，电流流经第二个整流器件，并且两个整流器件的连接能使流经它们的电流以同一方向流过负载。

对于现有技术中采用整流器进行AC/DC转换，无法应用于高频电路中，且谐波电压无法控制在较小的范围能，使得电路中易产生电磁干扰等。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种电源转换开关，以解决现有技术中AC/DC的电源转换无法应用于高频电路，以及电源转换后输出不可靠、不灵活的技术问题。

本实用新型实施例提供了一种电源转换开关，包括：输入保护电路、功率因数校正电路、第一滤波电路、开关调整器、第二滤波电路、以及输出保护电路；

所述输入保护电路的输出端与输入电源连接、以及输出端与所述功率因数校正电路的输入端连接，用于在有故障产生时切断所述输入电源，以对所述电源转换开关进行保护；

所述功率因数校正电路的输出端与所述第一滤波电路的输入端连接，用于对所述输入电源的功率因数进行校正，以获得前级输出电源；

所述第一滤波电路，用于对经功率因数校正后的所述前级输出电源进行滤波去噪；

所述开关调整器的输入端与所述第一滤波电路的输出端连接、以及输出端与所述第二滤波电路的输入端连接，用于对所述前级输出电源的大小进行调整后获得输出电源；

所述第二滤波电路，用于对所述输出电源进行滤波去噪；

所述输出保护电路的输入端与所述第二滤波电路的输出端连接、以及输出端与负载连接，用于在有故障产生时切断所述输出电源，以对所述负载进行保护。

可选的，所述输入电源为交流电源，所述开关还包括：整流电路；

所述整流电路的输入端与所述输入保护电路的输出端连接、以及输出端与所述功率因数校正电路的输入端连接，用于将输入的所述交流电源进行整流后输出。

可选的，所述整流电路包括桥式整流电路。

可选的，所述开关调整器为直流/直流转换器。

可选的，所述功率因数校正电路包括无源功率因数校正电路。

可选的，所述无源功率校正电路为数字三相功率因数校正电路。

本实用新型实施例提供了一种电源转换开关，该电源转换开关包括输入保护电路、功率因数校正电路、第一滤波电路、开关调整器、第二滤波电路、以及输出保护电路，输入保护电路对输入电源进行保护后，由功率因数校正电路对输入电源进行功率因数的校正，并经第一滤波电路滤波去噪，再通过开关调整器对电源的大小进行调整后，在此对调整后的电源进行滤波去噪获得输出电源，该输出电源由输出保护电路进行保护。本实用新型实施例能够解决现有技术中电源转换开关中输入和输出电源不够可靠，且转换不灵活的技术问题。本实用新型实施例通过采用输入保护电路、功率因数校正电路、第一滤波电路、开关调整器、第二滤波电路、以及输出保护电路对输入电源进行保护、功率因数校正、以及滤波后通过开关调整器对输入电源进行调整后再次滤波，以获得输出电源，并对输出电源进行保护，从而使得电源转换开关能够在电路出现故障时对电源及负载进行保护，以及通过校正和滤波后获得可靠的输出电源，同时采用开关调整器对输入电源的大小进行调整，以实现电源转换开关的灵活应用。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的一种电源转换开关的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的一种电源转换开关的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种整流电路的具体电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1是本实用新型实施例一提供的一种电源转换开关的结构示意图，该电源转换开关可适用于交流/直流或直流/直流的转换。如图1所示，该电源转换开关100包括：输入保护电路10、功率因数校正电路20、第一滤波电路30、开关调整器40、第二滤波电路50、以及输出保护电路60。其中，输入保护电路10的输出端与输入电源Vin连接，输入保护电路10的输出端与功率因数校正电路20的输入端连接，用于在有故障产生时切断输入电源Vin，以对电源转换开关100进行保护；功率因数校正电路20的输出端与第一滤波电路30的输入端连接，用于对输入电源Vin的功率因数进行校正，以获得前级输出电源Vmid；第一滤波电路30，用于对经功率因数校正后的前级输出电源Vmid进行滤波去噪；开关调整器40的输入端与第一滤波电路30的输出端连接，开关调整器40的输出端与第二滤波电路50的输入端连接，用于对前级输出电源Vmid的大小进行调整后获得输出电源Vout；第二滤波电路50，用于对输出电源Vout进行滤波去噪；输出保护电路60的输入端与第二滤波电路50的输出端连接，输出保护电路60的输出端与负载200连接，用于在有故障产生时切断输出电源Vout，以对负载200进行保护。

电源转换开关是一种能够对输入电源进行转换后，满足相应负载所需电能的电子器件。通常电源开关能够将输入的交流电源转换为直流电源而输出，或者将输入的恒定直流电源转换为相应大小的另一恒定直流电源，该过程可以为升压过程，也可以为降压过程，但由于各类元器件对电源信号的需求量不同，因而发展一种灵活多变的电源转换开关至关重要。

在实际应用电路中，电路中往往会由于各种原因，例如电路中负载超过电源的承受能力，电路中因过流过压产生短路，或者电路中电能的损耗散热使得电路温度过高等均会对输入电源以及供电负载产生危害，这就需要对在电源转换开关中设置保护电路以保护相应的负载和电源。本实用新型实施例通过采用输入保护电路10对输入电源Vin进行保护，以使得在有相应故障产生时，切断电路与输入电源Vin的连接；并设置输出保护电路60，以使得在有故障产生时，自动退出与负载200的连接，对负载200进行保护。

功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。其中，功率因数是指有效功率与总耗电量之间的关系，即为有效功率除以总耗电量的比值。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。在电源转换开关100中采用功率因数校正电路20对电源转换开关100的输入电源Vin和前级输出电源Vmid的功率因数进行校正，以使电源转换开关100能够具有合理的功率因数。

滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作，是抑制和防止干扰的一项重要措施。在电源传输过程中，电源信号易受到信号线及电路中其它元器件的干扰，从而使得电源信号不稳定的现象产生。在电源转换开关中设置第一滤波电路30对前级输出电源Vmid进行滤波，以使前级输出电源Vmid能够稳定输出，以及设置第二滤波电路50对转换后的输出电源Vout进行滤波，以使电源装换开关100能够稳定输出相应的电源信号。

此外，电源转换开关100中输出电源的大小需要通过开关调整器40进行调节。该电源转换开关例如可以是直流/直流转换器。

本实用新型实施例通过采用输入保护电路、功率因数校正电路、第一滤波电路、开关调整器、第二滤波电路、以及输出保护电路，使得电源转换开关能够在电路出现故障时对电源及负载进行保护，以及通过校正和滤波后获得可靠的输出电源，同时采用开关调整器对输入电源的大小进行调整，以实现电源转换开关的灵活应用。

实施例二

图2是本实用新型实施例提供的一种电源转换开关的结构示意图。本实施例在上述实施例的基础上进行了优化，提供了优选的在上述实施例的基础上增加了整流电路，以对输入的交流电源进行整流，实现交流/直流的转换。如图2所示，本实用新型实施例提供的电源转换开关100包括：输入保护电路10、整流电路70、功率因数校正电路20、第一滤波电路30、开关调整器40、第二滤波电路50、以及输出保护电路60。其中，输入电源Vin为交流电源。相应的，整流电路70的输入端与输入保护电路10的输出端连接，整流电路70的输出端与功率因数校正电路20的输入端连接，用于将输入的交流电源Vin进行整流后输出。

随着科学技术和工业生产发展的需要，电力技术在通信、运输、动力等方面逐渐得到广泛应用，社会对电力的需求也急剧增大。由于用户的电压不能太高，因此要输送一定的功率的电能，需要在传输时发送较大的电流。而电流愈大，输电线路热损耗越大，这就是的所损失的功率越多；而且电流越大大，损失在输电导线上的电压越大，使负载最终得到的电压降低。因而，在电力系统中通常采用交流输电。但是，当前的众多电力设备或电子产品采用直流电源进行供电，因而这就需要电源转换开关将传输的交流电源转换为相应的直流电源，以供负载使用。

如图2所示，本实用新型实施例中电源转换开关100采用整流电路20对所输入的交流电源进行整流，使得其前级输出电源Vmid转换为相应的直流电源，再经开关调整器40对前级输出电源Vmid进行调整后，输出相应大小的输出电源Vout。其中，开关调整器40可以为直流/直流转换器。

此外，电源转换开关100中的整流电路70例如可以为桥式整流电路。图3是本实用新型实施例提供的整流电路的具体电路图。如图3所示，整流电路70包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、以及第四二极管D4。其中，第一二极管D1的阳极与第二二极管D2的阴极连接，第二二极管D2的阳极与第三二极管D3的阳极连接，第三二极管D3的阴极与第四二极管D4的阳极连接。而整流电路70的输入端Vdin由第四二极管D4的阴极和第一二极管D1的阴极组成，以及输出端Vdout由第二二极管D2的阴极和第三二极管D3的阴极组成。该整流电路70优选为桥式整流电路，能够对输入的交流电源进行全波整流，以得到相应的直流电源。

可选的，功率因数校正电路20可以为无源功率因数校正电路。无源功率因数校正是通过在电路中接入滤波器，或在交流电源侧接入谐振滤波器，当负载为感性时，在负载端并联电容，以提高电路的功率因数。因而，无源功率因数校正电路具有电路结构简单、成本低、可靠性高、以及电磁干扰小的特点。其中，可将该无源功率因数校正电路优选为数字三相功率因数校正电路。采用数字三相功率因数校正电路对电源转换开关100中的功率因数进行校正，能够使得该电源转换开关100应用于高频大功率的电路中。

本实用新型实施例提供的电源转换开关，通过增加整流电路，实现交流电源与直流电源之间的转换，同时，采用具体的电路结构进一步说明电源转换开关能够在电路出现故障时对电源及负载进行保护，以及通过校正和滤波后获得可靠的输出电源，同时采用开关调整器对输入电源的大小进行调整，以实现电源转换开关的灵活应用。

此外，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。