本發(fā)明涉及電源的轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種儀用電源的轉(zhuǎn)換電路。
背景技術(shù)：
大部分便攜式電子儀器儀表，比如數(shù)字萬用表等都使用9v電池6f22作為供電電源。但是9v電池6f22具有在日常生活中使用面窄、容量小、不易得到的缺點(diǎn)。相反地，7號(hào)電池在日常生活中有著非常廣泛的應(yīng)用，具有價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)和容易得到的便利。
如果設(shè)計(jì)一種電路裝置將7號(hào)電池的1.5v轉(zhuǎn)換成9v電壓輸出，以給電子儀器儀表供電，從而替代9v電池6f22，將帶來很大的使用方便、具有對生活和工作有益的明顯意義。
如果簡單地采用普通升壓型開關(guān)電源電路，將1.5v轉(zhuǎn)換成9v電壓輸出給電子儀器儀表供電，在儀器儀表不工作時(shí)，開關(guān)電源電路仍處于工作狀態(tài)，電池的電能就會(huì)很快耗盡；或者需要增加一個(gè)手動(dòng)開關(guān)，通過手工關(guān)斷開關(guān)電源電路，但這就為使用帶來了極大的不方便。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種以1.5v供電的電路，能夠在作為負(fù)載的電子儀器儀表工作時(shí)輸出9v電壓供其使用，而當(dāng)電子儀器儀表停止工作時(shí)，自動(dòng)檢測到負(fù)載電流的變小，將本電路關(guān)斷，此后本電路就工作在耗電極其微小的狀態(tài)上。等到下次負(fù)載重新工作時(shí)，電路又會(huì)啟動(dòng)輸出9v電壓，為負(fù)載提供電源支持，而且這種轉(zhuǎn)換過程是電路自動(dòng)完成的，不需要手動(dòng)操作參與的。
本發(fā)明的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的：
一種儀用電源的轉(zhuǎn)換電路，它包括電源單元、開關(guān)電源單元、以及與開關(guān)電源單元連接的使能控制單元；所述的開關(guān)電源單元采用極性反轉(zhuǎn)的開關(guān)電源電路，將電源單元的電壓轉(zhuǎn)換成負(fù)載電源所需要的電壓，開關(guān)電源單元的輸入端與電源單元相連接，使能端與使能控制單元相連接，輸出端為負(fù)載電源的負(fù)極端子；
所述的使能控制單元的一端與負(fù)載電源的正極端子相連，另一端與開關(guān)電源單元的使能端連接，使能控制單元使開關(guān)電源的使能端為低電位，接入負(fù)載后，若負(fù)載電流較大時(shí)，使能控制單元使開關(guān)電源的使能端為高電位，開關(guān)電源開啟工作模式，為負(fù)載提供所需的電壓，當(dāng)負(fù)載停止工作時(shí)，自動(dòng)檢測到負(fù)載電流的變小，將開關(guān)電源電路關(guān)斷，當(dāng)負(fù)載重新工作時(shí)，使能控制單元重新給開關(guān)電源的使能端提供高電位，開關(guān)電源重新為負(fù)載提供所需的電壓。
所述的開關(guān)電源單元采用極性反轉(zhuǎn)的開關(guān)電源電路，輸入vin端與電源單元的正極連接，使能端en與使能控制單元連接，開關(guān)電源電路工作時(shí)其輸出vout端至地端gnd1之間輸出負(fù)的輸出電壓，完成電壓的轉(zhuǎn)換，地端gnd1作為負(fù)載電源的正極電流流出端子，負(fù)電壓輸出端子vout作為負(fù)載電源的負(fù)極端子。
所述的使能控制單元中雙極型pnp三極管t的基極b與負(fù)載電源的正極o端連接，集電極c與二極管d的陰極連接，二極管d的陽極連接至開關(guān)電源電路的輸入vin端，發(fā)射極e與開關(guān)電源的使能端en相連接，該端同時(shí)與第二電阻r2連接，第二電阻r2的另一端接地。
所述的電源單元為第一電池電源b1，電源單元還與啟動(dòng)電路連接，以保障所述的開關(guān)電源單元的有效啟動(dòng)。
所述的啟動(dòng)電路由第二電池電源b2、mos場效應(yīng)管v、第一電阻r1和穩(wěn)壓管dz組成；mos場效應(yīng)管v的漏極d與二極管d的陽極連接，同時(shí)與開關(guān)電源單元的輸入vin端相連接，mos場效應(yīng)管v的源極s與第二電池電源b2的負(fù)極相連，第二電池電源b2的正極與第一電阻r1的一端相連，該端同時(shí)與雙極型pnp三極管t的集電極c連接，第一電阻r1的另一端連接至mos場效應(yīng)管v的柵極g,同時(shí)與穩(wěn)壓管dz的陰極連接，穩(wěn)壓管dz的陽極連接至開關(guān)電源單元的輸出vout端。
相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的電路，不僅能夠?qū)?號(hào)電池的1.5v電壓轉(zhuǎn)換為負(fù)載所需的9v電壓供其使用，而且能夠當(dāng)電子儀器儀表停止工作時(shí)，自動(dòng)檢測到負(fù)載電流的變小，將本電路關(guān)斷，等到下次負(fù)載重新工作時(shí)，電路又會(huì)啟動(dòng)輸出9v電壓，為負(fù)載提供支持，這種轉(zhuǎn)換過程是電路自動(dòng)完成的，不需要手動(dòng)操作的參與。即使長期放置電池中的電量也不會(huì)損耗掉，無論負(fù)載的關(guān)機(jī)電流小還是大，都能夠在負(fù)載關(guān)機(jī)后將本電路關(guān)斷，保證了負(fù)載關(guān)斷后電池在本電路上不消耗電能。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的一種實(shí)施電路圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
一種儀用電源的轉(zhuǎn)換電路，它包括電源單元、開關(guān)電源單元、以及與開關(guān)電源單元連接的使能控制單元；所述的開關(guān)電源單元采用極性反轉(zhuǎn)的開關(guān)電源電路，它將正極性的電源輸入電壓轉(zhuǎn)換成負(fù)極性的輸出電壓，將電源單元的電壓轉(zhuǎn)換成負(fù)載電源所需要的電壓大小，開關(guān)電源單元的輸入端與電源單元相連接，使能端與使能控制單元相連接，輸出端為負(fù)載電源的負(fù)極端子，即儀用電源轉(zhuǎn)換電路的負(fù)極輸出端子；
所述的使能控制單元的一端與負(fù)載電源的正極端子相連，另一端與開關(guān)電源單元的使能端連接，接入負(fù)載后，若負(fù)載電流較大時(shí)，使能控制單元使開關(guān)電源的使能端為高電位，開關(guān)電源開啟工作模式，為負(fù)載提供所需的電壓，當(dāng)負(fù)載停止工作時(shí)，自動(dòng)檢測到負(fù)載電流的變小，使能控制單元使開關(guān)電源的使能端為低電位，將開關(guān)電源電路關(guān)斷，當(dāng)負(fù)載重新工作時(shí)，使能控制單元重新給開關(guān)電源的使能端提供高電位，開關(guān)電源重新為負(fù)載提供所需的電壓。
所述的開關(guān)電源單元采用極性反轉(zhuǎn)的開關(guān)電源電路，輸入vin端與電源單元的正極連接，使能端en與使能控制單元連接，開關(guān)電源電路工作時(shí)其輸出vout端至地端gnd1之間輸出負(fù)的輸出電壓，完成電壓的轉(zhuǎn)換，地端gnd1作為負(fù)載電源的正極電流流出端子，負(fù)電壓輸出端子vout作為負(fù)載電源的負(fù)極端子。
所述的使能控制單元中雙極型pnp三極管t的基極b與負(fù)載的正極o端連接，負(fù)載的正極o端為儀用電源轉(zhuǎn)換電路的正極輸出端子，集電極c與二極管d的陰極連接，二極管d的陽極連接至開關(guān)電源電路的輸入vin端，發(fā)射極e與開關(guān)電源電路1的使能端en相連接，該端同時(shí)與第二電阻r2連接，第二電阻r2的另一端接地。
所述的電源單元為第一電池電源b1，電源單元還與啟動(dòng)電路連接，以保障所述的開關(guān)電源單元的有效啟動(dòng)。
所述的啟動(dòng)電路由第二電池電源b2、mos場效應(yīng)管v、第一電阻r1和穩(wěn)壓管dz組成；mos場效應(yīng)管v的漏極d與二極管d的陽極連接，同時(shí)與開關(guān)電源單元的輸入vin端相連接，mos場效應(yīng)管v的源極s與第二電池電源b2的負(fù)極相連，第二電池電源b2的正極與第一電阻r1的一端相連，該端同時(shí)與雙極型pnp三極管t的集電極c連接，第一電阻r1的另一端連接至mos場效應(yīng)管v的柵極g,同時(shí)與穩(wěn)壓管dz的陰極連接，穩(wěn)壓管dz的陽極連接至開關(guān)電源單元的輸出vout端。
實(shí)施例1：如附圖1所示，由7號(hào)電池的1.5v升高至9v的升壓電路，采用極性反轉(zhuǎn)的開關(guān)電源電路1。第一電池電源b1為1.5v的7號(hào)電池用來給開關(guān)電源電路1供電，開關(guān)電源電路1工作時(shí)其vout端至gnd1端之間輸出約負(fù)9v的輸出電壓，完成由1.5v轉(zhuǎn)換至9v的任務(wù)。開關(guān)電源電路1的地端gnd1作為負(fù)載電源的正極電流流出端子，開關(guān)電源電路1的負(fù)電壓輸出端子vout作為負(fù)載電源的負(fù)極端子使用。
開關(guān)電源電路1的使能控制電路由三極管t、第二電阻r2等組成。t為雙極型pnp三極管，電路提供給負(fù)載的輸出電流經(jīng)由t的基極b流出。雙極型pnp三極管t的集電極c和發(fā)射極e分別接在開關(guān)電源電路1的正電源電壓端vin和使能端en上，其中集電極c是經(jīng)過二極管d后接在輸入端vin上的。工作原理：當(dāng)負(fù)載電流較大時(shí)，即雙極型pnp三極管t的基極電流較大時(shí)，雙極型pnp三極管t導(dǎo)通，電流是由b1正極流出，經(jīng)過二極管d、雙極型pnp三極管t的c極到b極、從o端經(jīng)負(fù)載到gnd端形成回路的。同時(shí)t的發(fā)射極電流流出經(jīng)過r，使開關(guān)電源電路1的使能端en為高電位，開關(guān)電源電路1開啟工作模式，輸出約負(fù)9v的輸出電壓給負(fù)載；而當(dāng)負(fù)載電流很小時(shí)，雙極型pnp三極管t的發(fā)射極流過r的電流也小，產(chǎn)生的電壓不足以開啟開關(guān)電源電路1的工作模式，開關(guān)電源電路1處于微功耗的關(guān)斷狀態(tài)。
在本發(fā)明中，雙極型pnp三極管t發(fā)射極e與集電極c是互換使用的。就是集電極c當(dāng)發(fā)射極e使用，發(fā)射極e當(dāng)集電極c使用。雙極型pnp三極管t的發(fā)射極e與集電極c互換使用，就使得雙極型pnp三極管t的β較小，這樣保證在負(fù)載關(guān)機(jī)電流稍大時(shí)也能關(guān)斷開關(guān)電源電路1，而且第二電阻r2的取值較大，從而電路在第二電阻r2上功耗很小。
啟動(dòng)電路由mos場效應(yīng)管v，第二電池電源b2，第一電阻r1和穩(wěn)壓管dz組成。當(dāng)負(fù)載電流為0，開關(guān)電源電路1未工作時(shí)，穩(wěn)壓管dz截止，mos場效應(yīng)管v在b2的偏置下處于導(dǎo)通狀態(tài)，uds約為0v。電流能夠由d經(jīng)mos場效應(yīng)管v從s流出。由于mos管的柵極電流為0，所以第二電池電源b2流出電流也為0。
啟動(dòng)電路是一個(gè)為了開關(guān)電源電路1有效啟動(dòng)而設(shè)計(jì)的電路。當(dāng)開關(guān)電源電路1未啟動(dòng)之前，啟動(dòng)電路保證有一個(gè)正的ucd電壓輸出（ucd約等于第二電池電源b2的電壓），雖然啟動(dòng)電路有電壓ucd輸出，但其自身功耗是為零的。由于電壓ucd存在，o端至gnd端加在負(fù)載上的電壓就會(huì)高于第一電池電源b1的電壓，約等于第一電池電源b1電壓和第二電池電源b2電壓之和，這樣有利于帶負(fù)載時(shí)開關(guān)電源電路1的啟動(dòng)。當(dāng)開關(guān)電源電路1帶負(fù)載啟動(dòng)工作后，它輸出負(fù)9v的電壓，mos場效應(yīng)管v就會(huì)由于dz的導(dǎo)通而截止，從而v在d端與第一電池電源b1正極斷開，結(jié)束了它的啟動(dòng)任務(wù)，此后b1通過二極管d和雙極型pnp三極管t向負(fù)載提供工作電流，mos場效應(yīng)管v在d端與第一電池電源b1正極斷開后，第二電池電源b2的功耗下降為零。
工作時(shí)的負(fù)載電流，是由第一電池電源b1供給的。第二電池電源b2僅在啟動(dòng)的瞬間有微小的電流流出，其它時(shí)候b2流出的電流均為0。因此本專利發(fā)明的電路只需要在工作一段時(shí)間后更換用舊的電池b1即可，電池b2長期不需要更換。本發(fā)明的電路在靜置不用時(shí)，其中的1.5v電池b1僅消耗極微小的電能，與電池開路放置相差無幾。即使長期放置電池b1中的電量也不會(huì)損耗掉。
提高輸出電流的設(shè)計(jì)：電路啟動(dòng)之后，忽略不計(jì)二極管d和三極管t中pn結(jié)的正向?qū)▔航禃r(shí)，開關(guān)電源電路1的o端至gnd（即vout）端之間的輸出電壓等于開關(guān)電源電路gnd1端到輸出vout端之間的輸出電壓與第一電池電源b1的電壓之和。由于采用的是輸出負(fù)電壓的開關(guān)電源電路1，負(fù)載電流是由開關(guān)電源電路1的輸出和第一電池電源b1串聯(lián)后共同提供的。
在設(shè)計(jì)輸出電壓9v時(shí)，開關(guān)電源電路1的輸出電壓設(shè)計(jì)為9-1.5+0.4*2≈8v左右。這樣的設(shè)計(jì)比開關(guān)電源電路1輸出9v多電壓的方案，有利于開關(guān)電源電路1在1節(jié)電池供電條件下輸出更大的電流。
以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明整體構(gòu)思前提下，還可以作出若干改變和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。