一种负电压转换正电压电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种负电压转换正电压电路，由基准电压源、负电压源、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻组成；所述基准电压源的正电压端连接第一电阻的第一端，基准电压源的负电压端接地，第一电阻的第二端连接第二电阻的第一端，第二电阻的第二端连接第四电阻的第一端；通过电路中的电阻组成分压网络将基准电压源和负电压源进行分压，最终将输入的负电压转换成一定比例的正电压，使得该电压可以直接输入至单片机的I/O口，避免单片机的损坏，节约成本，提高产品的可靠性，同时该电路结构简单，减少了单片机的外围电路，同时可以通过调节基准电压源和电阻阻值实现任何负电压的转换，适用范围广泛，实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种负电压转换正电压电路
本技术属于电源电路领域，具体涉及一种负电压转换正电压电路。
技术介绍
现在很多设备要求将工作的所有电压或部分电压通过单片机检测实时上报给计算机，以满足对设备工作状态的实时监控。由于单片机工作电压低（一般不超过5V），且一般情况下采用单电源正电压供电。所以单片机的I/O口不能直接检测负电压的工作状态，如果单片机I/O口直接与负电压连接，会烧毁单片机，所以需要设计一种负电压转换正电压电路将电压转换后输入至单片机I/O口以保护单片机。
技术实现思路
为克服现有技术存在的技术缺陷，本技术公开了一种负电压转换正电压电路，保护单片机不被烧毁，且电路结构简单，成本低廉，可以实现任何负电压的转换。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种负电压转换正电压电路，由基准电压源、负电压源、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻组成；所述基准电压源的正电压端连接第一电阻的第一端，基准电压源的负电压端接地，第一电阻的第二端连接第二电阻的第一端，第二电阻的第二端连接第四电阻的第一端，第四电阻的第二端连接负电压源的正电压端和基准电压源的负电压端，第二电阻和第四电阻的公共端连接第三电阻的第一端，第三电阻的第二端连接负电压源的负电压端，负电压源的正电压端接地，第一电阻和第二电阻的公共端为该负电压转换正电压电路的电路输出端，该电路输出端连接单片机的I/0口。本技术的有益效果是：通过电路中的电阻组成分压网络将基准电压源和负电压源进行分压，最终将输入的负电压转换成一定比例的正电压，使得该电压可以直接输入至单片机的I/O口，避免单片机的损坏，节约成本，提高产品的可靠性，同时该电路结构简单，减少了单片机的外围电路，同时可以通过调节基准电压源和电阻阻值实现任何负电压的转换，适用范围广泛，实用性强。附图说明图1是本技术的一种负电压转换正电压电路的电路原理图。附图标记：U1-基准电压源，Vi-负电压源，R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，R4-第四电阻。具体实施方式以下结合附图及附图标记对本技术的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人在研读本说明书后能据以实施。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。一种负电压转换正电压电路，由基准电压源U1、负电压源Vi、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4组成；所述基准电压源U1的正电压端连接第一电阻R1的第一端，基准电压源U1的负电压端接地，第一电阻R1的第二端连接第二电阻R2的第一端，第二电阻R2的第二端连接第四电阻R4的第一端，第四电阻R4的第二端连接负电压源Vi的正电压端和基准电压源U1的负电压端，第二电阻R2和第四电阻R4的公共端连接第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端连接负电压源Vi的负电压端，负电压源Vi的正电压端接地，第一电阻R1和第二电阻R2的公共端为该负电压转换正电压电路的电路输出端，该电路输出端连接单片机的I/0口；具体的，结合说明书附图，基准电压源的电压值为U1，负电压源的电压值为Vi，先假设各个回路中的电流流向，即假设电路的总电流值为I，第三电阻R3的支路电流值为I1，第四电阻R4的支路电流值为I2，根据基尔霍夫电压和电流定律列可得，单片机I/O口采集的电压为R2*I+R3*I1+Vi；通过附图的电流流向并根据基尔霍夫电压和电流定律列可得以下方程式：I=I1+I2；方程1（R1+R2）*I+R3*I1+Vi-U1=0；方程2R4*I2-Vi-R3*I1=0；方程3假设第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的阻值均为1ｋΩ，U1=+5V，Vi=-5V；将上述电阻值和电压值代入至方程2和方程3即可得：（1+1）*I+1*I1+Vi-5=0；方程41*I2-Vi-1*I1=0；方程5将方程5简化可得：I2=I1-5；方程6将方程1和方程6代入方程2可得：I1=1-0.6Vi；方程7将方程7代入方程6可得：I2=1+0.4Vi；方程8将方程7和方程8代入方程1可得：I=2-0.2Vi；方程9将方程7和方程9代入R2*I+R3*I1+Vi可得：单片机I/O口采集的电压为3+0.2*Vi；将Vi=-5V代入3+0.2*Vi可得此时单片机I/O口采集的电压为2V；由上述方程式可得，通过该负电压转换正电压电路处理后的负电压可以通过单片机I/O直接采集，上报给计算机，避免了单片机的烧毁，保护设备，提高了产品的可靠性和稳定性，节约了经济成本，同时可以通过调整基准电压源值、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的阻值实现所有负电压的转换，调节灵活方便。以上内容是结合具体的优选实施方式对本技术作的进一步详细说明，不能认定本技术的具体实施方式只局限于这些说明。对于本技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本技术的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负电压转换正电压电路，其特征在于：由基准电压源U1、负电压源Vi、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4组成；所述基准电压源U1的正电压端连接第一电阻R1的第一端，基准电压源U1的负电压端接地，第一电阻R1的第二端连接第二电阻R2的第一端，第二电阻R2的第二端连接第四电阻R4的第一端，第四电阻R4的第二端连接负电压源Vi的正电压端和基准电压源U1的负电压端，第二电阻R2和第四电阻R4的公共端连接第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端连接负电压源Vi的负电压端，负电压源Vi的正电压端接地，第一电阻R1和第二电阻R2的公共端为该负电压转换正电压电路的电路输出端，该电路输出端连接单片机的I/0口。

【技术特征摘要】
1.一种负电压转换正电压电路，其特征在于：由基准电压源U1、负电压源Vi、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4组成；所述基准电压源U1的正电压端连接第一电阻R1的第一端，基准电压源U1的负电压端接地，第一电阻R1的第二端连接第二电阻R2的第一端，第二电阻R2的第二端连接第四电阻R4的第一端，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，禹贵云，魏勇军，石天兵，杨小平，
申请(专利权)人：成都华普电器有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51