[发明专利]一种供电电平转换电路及方法

说明书

本发明公开了一种供电电平转换电路及方法，包括继电器J1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和MOS管V2；继电器J1线圈供电正端连接有正电平+VCC，继电器J1线圈供电输入负端连接的开关信号ON/OFF；继电器J1触点一端的引脚连接正电平+VCC，另一端的引脚与电阻R2连接；电阻R2与继电器J1连接并与电阻R3串联后连接有负电平‑VDD；MOS管V2的栅极接入电阻R2与电阻R3的连接点处，源极连接负电平‑VDD，漏极通过电阻R4连接至转换电路输出端VOGND，转换电路输出端VOGND与正电平+VCC连接。有效减少了辅助电源数量，简化了电路结构。

技术领域

本发明属于供电电路领域，涉及一种供电电平转换电路及方法。

背景技术

随着电子技术的发展，电路功能逐渐趋于集成化和小型化，而为了实现不同的电路功能，在电路中常需要不同的供电电平以满足电路中不同功能电路的需求。现有的技术通常通过辅助电源对母线进行功率变换转换为某一电平后提供给对应的功能电路，当电路中应用不同供电需求的功能电路时，则需要多套辅助电源对应供电，这种方式使得供电电路占用的体积较大，元器件较多，控制逻辑复杂，降低了供电的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种供电电平转换电路及方法，有效减少了辅助电源数量，简化了电路结构。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种供电电平转换电路，包括继电器J1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和MOS管V2；

继电器J1线圈供电正端连接有正电平+VCC，继电器J1线圈供电输入负端连接的开关信号ON/OFF；继电器J1触点一端的引脚连接正电平+VCC，另一端的引脚与电阻R2连接；电阻R2与继电器J1连接并与电阻R3串联后连接有负电平-VDD；MOS管V2的栅极接入电阻R2与电阻R3的连接点处，源极连接负电平-VDD，漏极通过电阻R4连接至转换电路输出端VOGND，转换电路输出端VOGND与正电平+VCC连接，转换电路输出端VOGND与正电平+VCC间连接有二极管V3，转换电路输出端VOGND连接二极管V3的正极，正电平+VCC连接二极管V3的负极。

优选的，开关信号高电平与正电平+VCC压差小于继电器J1的动作电压，开关信号低电平与待转换电平地线无压差，均为VGND；开关信号低电平与正电平+VCC压差大于继电器J1的动作电压；负电平-VDD相对于开关信号低电平为负电压，为转换后输出电平的正线，转换电路输出端VOGND为转换后输出电平的负线。

优选的，正电平+VCC和继电器J1线圈供电正端之间串联有电阻R1。

优选的，继电器J1线圈并联有二极管V1，且二极管V1的阴极连接正电平+VCC。

优选的，MOS管V2采用N沟道MOS管。

一种基于上述任意一项所述电路的供电电平转换方法，包括以下过程：

当继电器J1初始状态为断开时，若开关信号为高电平，继电器J1触点仍处在断开状态，此时MOS管V2栅源电压为零处于关断状态，转换电路输出负端VOGND与辅助电源提供的正电平+VCC无压差，即转换后输出电平正线与负线间压差为零；

当开关信号为低电平时，开关信号低电平与辅助电源提供的正电平+VCC压差大于继电器J1的动作电压，此时继电器J1线圈电阻R0分压，使继电器J1线圈电阻上的压降大于继电器J1的动作电压，继电器J1触点动作使继电器J1导通，电阻R2与电阻R3上的压降为[(+VCC)-(-VDD)]，由MOS管V2的输出特性得到栅源电压为VGS时漏极电流为ID，导通压降为VDS，且栅源电压VGS大于开启电压VGS(th)，当电阻R2与R3分压使VGS满足以下公式时：

MOS管V2完全导通，电阻R4上流过的电流为ID，可得到转换电路输出负端电压VOGND满足以下公式：