一种隔离变压器高低压自动切换电路的制作方法

1.本发明属于宽电压输入的市电供电的设备，尤其涉及一种隔离变压器高低压自动切换电路。


背景技术：

2.现有技术，隔离变压器如需用在不同的输入电压地区，在相同的功率下，变压器在低压地区工作时，电流大，变压器铜线损耗增加。在高压地区工作时，变压器磁芯容易出现饱和。因此解决此问题的方案有两种，1、加大变压器线径和匝数，主要缺点是变压器的体积大，成本高。优点是无需手动操作，切换电压。2、变压器线圈做成可串并联切换设计，优点是节省成本，变压器体积小，缺点是手动切换，不便于维护，且若切换错误，会导致烧毁设备的风险。


技术实现要素：

3.针对上述技术问题，本发明公开一种隔离变压器高低压自动切换电路，电路结构稳定可靠。
4.为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：隔离变压器高低压自动切换电路，主要包括开关电路，控制电路和变压器；
5.变压器包括至少两个，每个变压器包括对应的原边线圈、副边线圈；
6.开关电路包括串联在相邻变压器的输出端与输入端之间的原边第一开关电路、副边第一开关电路，以及将变压器的输入端并联的原边第二开关电路、副边第二开关电路，将变压器的输出端并联的原边第三开关电路、副边第三开关电路；
7.输入电压的一端连接第一个变压器原边线圈的输入端、原边第二开关电路，另一端连接最后一个变压器原边线圈的输出端、原边第三开关电路；
8.输出电压的一端连接第一个变压器副边线圈的输入端、副边第二开关电路，另一端连接最后一个变压器副边线圈的输出端、副边第三开关电路；
9.控制电路与开关电路控制连接。
10.进一步的，开关电路包括单刀单掷的继电器，能够通过控制电路控制继电器处于打开状态或闭合状态。控制电路信号采样输入电压的电压值。
11.进一步的，开关电路还包括第一三极管q1，第一三极管q1与继电器k1串联，第一三级管q1之前还设有电阻r1。r1用于限流，第一三级管q1在导通时，pin1-2的电压为0.7v，增加电阻r1可以防止控制信号电压被拉低。
12.进一步的，控制电路包括整流二极管，整流二极管接入输入电压，并与电压比较器连通，电压比较器连接第二三极管q2。
13.进一步的，整流二极管与电压比较器之间设有分压电阻r2，r3，r4，由r2，r3，r4实现分压，与参考电压vref比较。
14.进一步的，r4并联第一滤波电容c1。
15.进一步的，电压比较器通过第三控制信号端与原边第一开关电路连接、第四控制信号端与副边第一开关电路连接。
16.进一步的，第三控制信号端、第四控制信号端之间设有由r7、第二滤波电容c2组成的延时电路。延时电路为了防止原边线圈先闭合，导致后级出现电压尖峰或电压跌落。
17.进一步的，第二滤波电容c2通过第一控制信号端与原边第二开关电路、原边第三开关电路连接；第二控制信号端与副边第二开关电路、副边第三开关电路连接。
18.进一步的，第一控制信号端、第二控制信号端之间设有由r8、第二滤波电容c3组成的延时电路。延时电路为了防止原边线圈先闭合，导致后级出现电压尖峰或电压跌落。
19.当电压高于vref，则可判定输入电压ac为高压，第三控制电路信号和第四控制信号为高电平，原边第一开关电路、副边第一开关电路闭合，其他开关断开，两线圈串联使用。
20.当电压低于vref，则可判定输入电压ac为低压，控制电路输出低电平，经过第二三极管q2反相后，控制信号1和2为高电平，原边第二开关电路、原边第三开关电路、副边第二开关电路、副边第三开关电路闭合，其他开关断开，变压器线圈并联使用。
21.本发明具有以下有益效果：本实用新型的隔离变压器高低压自动切换电路增加控制电路和开关电路，实现线圈自动切换，避免手动切换带来的人为操作失误。且在电路失效时，可自动变换为并联方式或断开变压器连接，起到保护变压器铜线和负载设备的作用。
附图说明
22.图1为本发明实施例的隔离变压器高低压自动切换电路结构图。
23.图2为本发明实施例的隔离变压器高低压自动切换电路开关电路结构图。
24.图3为本发明实施例的隔离变压器高低压自动切换电路控制电路结构图。
具体实施方式
25.为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明。
26.本实施例的隔离变压器高低压自动切换电路，主要包含三部分，由开关电路，检测电路和变压器组成。具体结构框图见图1。
27.变压器调节的电路原理：
28.本实施例中变压器包括两个，每个变压器包括对应的原边线圈、副边线圈；
29.开关电路包括串联在相邻变压器的输出端与输入端之间的开关电路2(原边第一开关电路)、开关电路5(副边第一开关电路)，以及将变压器的输入端并联的开关电路1(原边第二开关电路)、开关电路4(副边第二开关电路)，将变压器的输出端并联的开关电路3(原边第三开关电路)、开关电路6(副边第三开关电路)；
30.输入电压的一端连接第一个变压器原边线圈的输入端、开关电路1，另一端连接最后一个变压器原边线圈的输出端、开关电路3；
31.输出电压的一端连接第一个变压器副边线圈的输入端、开关电路4，另一端连接最后一个变压器副边线圈的输出端、开关电路6；
32.控制电路与开关电路控制连接。
33.开关电路电路图及工作原理如图2所示：
34.开关电路还包括第一三极管q1，第一三极管q1与继电器k1串联，第一三级管q1之前还设有电阻r1，r1用于限流，第一三级管q1在导通时，pin1-2的电压为0.7v，增加电阻r1可以防止控制信号电压被拉低。
35.开关电路由继电器作为主要控制器，主要作用是连接或断开各绕组间的连接。通过控制电路控制继电器开关。控制电路信号采样输入电压的电压值。
36.当ac输入为高压时，控制电路输出高电平，原副边线圈串联，开关电路2和开关电路5闭合，开关电路1、开关电路3、开关电路4、开关电路6断开。
37.当ac输入为低压时，无信号或输出低电平，原副边线圈并联，开关电路2和5断开，开关电路1、开关电路3、开关电路4、开关电路6闭合。其中开关电路1、开关电路3由控制信号1控制，开关电路、开关电路6由控制信号2控制，开关电路2由控制信号3控制，开关电路5由控制信号4控制。
38.控制电路电路图及工作原理如图3所示：
39.d1为整流二极管，c1为滤波电容，vref为参考电压，u1a为电压比较器，q2为第二三极管。
40.控制电路包括整流二极管，整流二极管接入输入电压，由r2，r3，r4分压后，与电压比较器u1a连通(与参考电压vref比较)，且r4并联第一滤波电容c1。电压比较器u1a连接第二三极管q2，两者之间设有电阻r5，r5的作用为限流，第二三极管q2在导通时，pin1-2的电压为0.7v，增加电阻可以防止控制信号电压被拉低。
41.电压比较器通过第三控制信号端与开关电路2连接、第四控制信号端与开关电路5连接(控制信号端连接至图2的控制信号处)。第三控制信号端、第四控制信号端之间设有由r7、第二滤波电容c2组成的延时电路。同样的，第二滤波电容c2通过第一控制信号端与开关电路1、开关电路3连接；第二控制信号端与开关电路4、开关电路6连接。第一控制信号端、第二控制信号端之间设有由r8、第二滤波电容c3组成的延时电路。
42.r6为上拉电阻，当u1a输出低电平时，q2截止，则控制信号2和控制信号1的电压为高电平。
43.1、当电压高于vref，则可判定ac输入高压，控制电路信号3和4为高电平，开关电路2,5闭合，其他开关断开，两线圈串联使用。
44.2、当电压低于vref，则可判定ac输入低压，控制电路输出低电平，经过q2反相后，控制信号1和2为高电平，开关电路1,3,4,6闭合，其他开关断开，两线圈并联使用。
45.3、rc延时电路为了防止原边线圈先闭合，导致后级出现电压尖峰或电压跌落。
46.以上的实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。