本發(fā)明涉及電路，具體為一種輸入電壓自動切換與降低輸入損耗電路。

背景技術(shù)：

1、在當今的電子設(shè)備應(yīng)用場景中，電源能夠適應(yīng)寬范圍的輸入電壓已成為一項關(guān)鍵需求，特別是要實現(xiàn)90-264vac輸入工作電壓，以滿足全球不同地區(qū)的電網(wǎng)供電標準。目前，在實現(xiàn)這一寬電壓輸入功能時，通常采用以下三種方案，但這些方案均存在一定的局限性：

2、加pfc電路：功率因數(shù)校正(pfc)電路雖能改善電源的功率因數(shù)，但該方案存在成本高的問題，需要額外增加電路元件和復(fù)雜的控制算法，同時會增大電源的體積，不利于設(shè)備的小型化設(shè)計。此外，pfc電路在工作過程中會產(chǎn)生電磁兼容性(emc)干擾，可能影響其他電子設(shè)備的正常運行，還需要額外的濾波和屏蔽措施來解決emc問題，進一步增加了成本和設(shè)計復(fù)雜度。

3、加大元器規(guī)格：通過選用更高耐壓、更大功率的元器件來適應(yīng)寬電壓輸入范圍，這種方式同樣會增加成本和電源的體積。而且，由于元器件的規(guī)格增大，其寄生參數(shù)也會相應(yīng)增加，容易產(chǎn)生emc干擾，影響電源的穩(wěn)定性和可靠性。

4、傳統(tǒng)的電源防浪涌沖擊電路：這類電路在防止電源啟動時的浪涌電流沖擊方面有一定作用，但會加大輸入功率損耗。在長時間使用過程中，額外的功率損耗不僅會增加能源消耗，還會導(dǎo)致電源發(fā)熱嚴重，降低電源的效率和使用壽命。

5、因此，如何在不顯著增加成本和體積的前提下，實現(xiàn)電源在90-264vac寬電壓輸入范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，同時降低輸入功率損耗和避免emc干擾，成為電源設(shè)計領(lǐng)域亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種輸入電壓自動切換與降低輸入損耗電路，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、一種輸入電壓自動切換與降低輸入損耗電路，包括整流濾波電路、供電電路、自動切換和降損耗驅(qū)動電路、節(jié)能電路，所述整流濾波電路用于將輸入的110v/220vac交流電壓整流濾波輸出穩(wěn)定的純直流電壓，所述自動切換和降損耗驅(qū)動電路包括采樣模塊、驅(qū)動模塊、電壓切換模塊，驅(qū)動模塊包括控制芯片u1和光電耦合器u2，采樣電路對輸入的交流電壓進行采樣，采樣信號輸入到控制芯片u1，控制芯片u1對采樣信號進行處理和比對，判斷當前輸入電壓是90-132vac還是180-264vac，當識別出輸入電壓在90-132vac時，控制芯片u1輸出信號觸發(fā)電壓切換電路的雙向可控硅q1導(dǎo)通，電壓切換模塊對輸入電壓進行二倍壓整流輸出，所述驅(qū)動模塊的控制芯片u1通過光電耦合器u2與所述節(jié)能電路耦接，所述供電電路用于給自動切換和降損耗驅(qū)動電路的控制芯片u1供電，所述節(jié)能電路用于根據(jù)電路的實際工作狀態(tài)，動態(tài)調(diào)整電路的工作模式。

3、進一步，所述整流濾波電路包括整流橋db1和電容c1、電容c2，l線和n線接入整流橋db1的交流輸入端，經(jīng)過整流后，輸出直流電壓，電容c1、電容c2串聯(lián)在整流橋db1的輸出端，整流橋db1的輸出端還電連接功率輸出端hv+。

4、進一步，所述供電電路包括電容c3、電阻r4、電阻r5、電阻r3、二極管d3和電容c5，電阻r4、電阻r5、電阻r3依次串聯(lián)連接，電容c3與電阻r4、電阻r5、電阻r3的串聯(lián)支路并聯(lián)，二極管d1陽極電連接在電阻r3的一端，二極管d1陰極分別電連接二極管d3和電容c5，二極管d3和電容c5與控制芯片u1的第1引腳電連接。

5、進一步，控制芯片u1的第1引腳與供電電路電連接，控制芯片的第8引腳電連接一個電容c6的一端，電容c6的另一端與供電電路電連接。

6、進一步，所述采樣模塊包括二極管d2、電阻r7、電阻r8、電阻r9、電阻r11、二極管d4、電容c7、電阻r12，對輸入的交流電壓進行采樣，所述二極管d2、電阻r7、電阻r8、電阻r9依次串聯(lián)，所述電阻r9分別電連接電阻r11、二極管d4的陽極，二極管d4的陰極分別電連接控制芯片u1的第7引腳、電容c7、電阻r12，電阻r9電連接控制芯片u1第5引腳，控制芯片u1的第6引腳電連接電壓切換電路，電壓切換電路包括雙向可控硅q1，雙向可控硅q1的第一陽極與l線電連接，雙向可控硅q1的第二陽極電連接在整流濾波電路的電容c1、電容c2之間，雙向可控硅q1的門極電連接電容c4后與控制芯片u1的第6引腳電連接，一個熔斷電阻fr2的一端與雙向可控硅q1的第一陽極電連接，熔斷電阻fr2的另一端電連接一個電阻r10，電阻r10分別與雙向可控硅q1的門極、電容c4電連接。

7、進一步，控制芯片u1的第1引腳電連接電阻r13后與光電耦合器u2的一個輸入端電連接，光電耦合器u2的另一個輸入端與控制芯片u1的第2引腳電連接。

8、進一步，所述節(jié)能電路包括由電阻r16、電阻r17、電阻r18、三極管q3、二極管d6、電阻r19、電容c9、電阻r20、mos管q2、熔斷電阻fr1、穩(wěn)壓二極管d7組成的主節(jié)能模塊，電阻r16、電阻r17、電阻r18串聯(lián)在整流橋db1的輸出端，三極管q3的的基極分別連接電阻r17、電阻r18、二極管d6的陽極，三極管q3的發(fā)射極電連接電阻r19，三極管q3的集電極分別電連接電容c9、穩(wěn)壓二極管d7的陽極、mos管q2的源極，mos管q2的源極和漏極之間電連接熔斷電阻fr1，mos管q2的柵極分別電連接穩(wěn)壓二極管d7的陰極、電阻r20。

9、進一步，所述光電耦合器u2的發(fā)射極電連接電阻r14、電阻r15后接地，光電耦合器u2的發(fā)射極電連接電阻r14后還分別電連接mos管q2的柵極、電阻r20、二極管d7的陰極，電阻r1、電阻r2、電阻r3串聯(lián)在整流橋db1的輸出端，電阻r3電連接光電耦合器u2的集電極，光電耦合器u2的集電極還分別電連接穩(wěn)壓二極管d5的陰極、電容c8，二極管d5的陽極、電容c8與電阻r18電連接。

10、本發(fā)明的有益效果：

11、本發(fā)明所提出的輸入電壓自動切換與降低輸入損耗電路，具備以下顯著優(yōu)勢：

12、低成本實現(xiàn)寬電壓輸入：通過巧妙的電路設(shè)計和合理的元件選型，僅需增加極少的成本，就能使電源輕松實現(xiàn)90-264v的全球工作電壓范圍。這一特性使得電源在不同地區(qū)的電網(wǎng)環(huán)境下都能穩(wěn)定工作，大大提高了產(chǎn)品的通用性和市場適應(yīng)性，無需為不同地區(qū)的電網(wǎng)標準設(shè)計不同的電源方案，降低了研發(fā)和生產(chǎn)成本。

13、避免emc干擾：與傳統(tǒng)的加pfc電路或加大元器規(guī)格的方案不同，本電路在實現(xiàn)寬電壓輸入的過程中，不會產(chǎn)生emc干擾。這不僅保證了電源自身的穩(wěn)定性和可靠性，還避免了對周圍其他電子設(shè)備的電磁干擾，減少了額外的濾波和屏蔽措施，進一步降低了成本和設(shè)計復(fù)雜度。

14、高效的自動切換功能：采用硬件電路和軟件程序相結(jié)合的架構(gòu)，實現(xiàn)了對多種不同輸入電壓的自動切換。采樣模塊能夠?qū)崟r準確地對輸入交流電壓進行采樣，控制芯片判斷當前輸入電壓是處于90-132vac還是180-264vac范圍，并迅速輸出相應(yīng)的控制信號，觸發(fā)電壓切換模塊進行電壓調(diào)整。整個切換過程快速、準確，無需人工干預(yù)，確保電源在不同輸入電壓下都能穩(wěn)定輸出，提高了電源的適應(yīng)性和可靠性。

15、顯著降低輸入損耗：通過節(jié)能電路與自動切換和降損耗驅(qū)動電路的協(xié)同工作，根據(jù)電路的實際工作狀態(tài)動態(tài)調(diào)整工作模式，有效降低了電源的輸入功率損耗。在控制芯片上電初始階段，電路按照常規(guī)模式工作，確保設(shè)備正常啟動；上電3s后，節(jié)能電路開始發(fā)揮作用，通過控制三極管和mos管的導(dǎo)通和截止狀態(tài)，使電流繞過熔斷電阻，選擇內(nèi)阻更小的通路，從而極大地降低了輸出功率損耗。經(jīng)實際測試，該電路能夠提高電源效率約1.5％，在長時間使用過程中，可顯著節(jié)省能源消耗，降低使用成本，同時減少電源發(fā)熱，延長電源的使用壽命。