一种电源连接装置及电源控制系统的制作方法

文档序号:11180746阅读:532来源:国知局
一种电源连接装置及电源控制系统的制造方法

本实用新型涉及电路技术领域,尤其涉及一种电源连接装置及电源控制系统。



背景技术:

人们环保意识的增强,越来越多的耗能产品开始使用清洁能源。例如,电动车、飞行器等方面,都是利用蓄电池供电。然而,在实际的研发过程中,对新的用电产品进行设计或优化的同时还需要考虑如何为其搭载安全可靠的供电电源。换而言之,在设计每一件用电产品的同时,还需要研发人员同时为其设计相匹配的供电电源,其还需要针对该供电电源进行安全性能、续航性能等多方面的测试,直接导致产品的研发周期变长,不利于产品的推广。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种电源连接装置及电源控制系统,以解决现有技术中在进行新产品研发时,还需要为其设计相匹配的供电电源,进而导致研发周期变长的问题。

本实用新型的目的在于提供一种电源连接装置,包括多个用于连接蓄电池的电池插槽,所述每个电池插槽中设有控制电路,所述控制电路的输入端与所述蓄电池的供电端相连,所述控制电路的输出端接负载,所述控制电路包括:滤波模块、降压模块以及均流模块;其中,所述均流模块包括第一输入端和第二输入端;

所述滤波模块的第一端为所述控制电路的输入端,所述滤波模块的第二端接地,所述滤波模块的第三端与所述降压模块的输入端相连,所述降压模块的输出端与所述均流模块的第一输入端相连,所述均流模块的输出端为所述控制电路的输出端;

当至少两个电池插槽中连接有所述蓄电池时,每个控制电路中的滤波模块对相应的蓄电池的输出直流电进行滤波,并向所述降压模块输出第一直流电,所述降压模块对所述第一直流电进行降压处理并向所述均流模块输出第二直流电,所述每个控制电路中的均流模块根据所有的控制电路中的第二直流电生成目标电压,所述每个控制电路中的所述均流模块根据所述目标电压调整输出电压,以向所述负载输出相同的供电电流。

进一步的,所述降压模块包括控制单元与降压单元;

所述降压单元的供电端与所述控制单元的电压输入端相连,所述降压单元的第一受控端与所述降压单元的第二受控端分别与所述控制单元的第一控制输出端和所述控制单元的第二控制输出端相连,所述降压单元的输入端为所述降压模块的输入端,所述降压单元的输出端为所述降压模块的输出端。

进一步的,所述均流模块包括采样单元和调整输出单元;其中,所述调整输出单元包括第一输入端和第二输入端;

所述采样单元的输入端为所述均流模块的第一输入端,所述采样单元的输出端与所述调整输出单元的第一输入端相连,所述调整输出单元的第二输入端为所述均流模块的第二输入端。

进一步的,所述滤波模块包括第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容以及第一电感;

所述第一电容的第一端与所述第二电容的第一端公接所述第三电容的第一端组成所述滤波模块的第一端,所述第一电感的第一端与所述第三电容的第一端相连,所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端以及所述第三电容的第二端共接所述第一电感的第二端,所述第四电容的第一端与所述第五电容的第一端共接所述第一电感的第三端,所述第一电感的第三端为所述滤波模块的第三端,所述第四电容的第二端与所述第五电容的第二端共接所述第一电感的第四端,所述第一电感的第四端为所述滤波模块的第二端。

进一步的,所述降压单元包括:第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二电感、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一开关管、第二开关管、第三开关管以及第四开关管;

所述第六电容的第一端与所述第一二极管的第一端共接所述第一开关管的高电位端,所述第六电容的第二端与所述第一电阻的第一端相连,所述第一电阻的第二端与所述第一二极管的第二端共接所述第一开关管的低电位端,所述第一开关管的高电位端、所述第二开关管的高电位端以及所述第二二极管的第一端共接所述第七电容的第一端,所述第七电容的第一端为所述降压单元的输入端,所述第七电容的第二端接地,所述第二二极管的第二端与所述第四电阻的第一端相连,所述第四电阻的第二端与所述第八电容的第一端相连,所述第八电容的第二端接地,所述第八电容的第一端为所述降压单元的供电端,所述第一开关管的低电位端与所述第二开关管的低电位端共接所述第三开关管的高电位端,所述第一开关管的受控端与所述第三电阻的第一端相连,所述第二开关管的受控端与所述第二电阻的第一端相连,所述第二电阻的第二端与所述第三电阻的第二端相连组成所述降压单元的第一受控端,所述第三开关管的受控端与所述第五电阻的第一端相连,所述第五电阻的第二端为所述降压单元的第二受控端,所述第四开关管的高电位端与所述第三开关管的高电位端相连,所述第四开关管的受控端与所述第六电阻的第一端相连,所述第六电阻的第二端与所述第五电阻的第二端相连,所述第四开关管的低电位端与所述第三开关管的低电位端共接所述第七电阻的第一端,所述第七电阻的第二端接地,所述第三二极管的第一端与所述第四开关管的高电位端相连,所述第三二极管的第二端与所述第四开关管低电位端共接所述第八电阻的第一端,所述第八电阻的第二端接地,所述第九电容的第一端与所述第二电感的第一端共接所述第三二极管的第一端,所述第九电容的第二端与所述第九电阻的第一端相连,所述第九电阻的第二端接地,所述第二电感的第二端与所述第十电容的第一端相连组成所述降压单元的输出端,所述第十电容的第二端接地。

进一步的,所述采样单元包括:包括第一采样电阻、第二采样电阻以及第一芯片;

所述第一采样电阻的第一端与所述第二采样电阻的第一端相连,所述第一采样电阻的第二端与所述第二采样电阻的第二端相连,所述第一芯片的第一电压信号输入端与所述第一采样电阻的第一端相连,所述第一芯片的第二电压信号输入端与所述第一采样电阻的第二端相连,所述第一芯片U1的参考电压端接地,所述第一芯片的电压信号输出端与所述第十电阻的第一端相连,所述第十电阻的第二端为所述采样单元的输出端。

进一步的,所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管以及所述第四开关管均为三极管、MOS管或IGBT管。

进一步的,所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管以及所述第四开关管均为带体二极管的IGBT管。

本实用新型的另一目的在于提供一种电源控制系统,包括电源,所述电源控制系统还包括如上所述的电源连接装置。

本实用新型提供一种电源连接装置,包括多个用于连接蓄电池的电池插槽,每个电池插槽中设有控制电路,控制电路的输入端与蓄电池的供电端相连,控制电路的输出端接负载,控制电路包括:滤波模块、降压模块以及均流模块;其中,均流模块包括多个输入端;当至少两个电池插槽中连接有蓄电池时,每个控制电路中的滤波模块对相应的蓄电池的输出直流电进行滤波,并向降压模块输出第一直流电,降压模块对第一直流电进行降压处理并向均流模块输出第二直流电,每个控制电路中的均流模块根据所有的控制电路中的第二直流电生成目标电压,每个控制电路中的均流模块根据目标电压调整输出电压,以向负载输出相同的供电电流。使得在对不同功率的用电产品进行供电时,可通过增减电源连接装置上蓄电池的数量控制电源的输出功率,进而降低了产品的研发周期。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种电源连接装置的结构示意图;

图2是本实用新型实施例提供的一种电源连接装置中滤波模块的具体电路图;

图3是本实用新型实施例提供的一种电源连接装置中降压模块的具体电路图;

图4是本实用新型实施例提供的一种电源连接装置中采样单元的具体电路图;

图5是本实用新型实施例提供的一种电源控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

本实用新型的目的在于提供一种电源连接装置及电源控制系统,以解决现有技术中在进行新产品研发时,还需要为其设计相匹配的供电电源,进而导致研发周期变长的问题。

本实施例提供的一种电源连接装置,包括多个用于连接蓄电池的电池插槽,需要说明的是,每个电池插槽中连接的蓄电池可以为相同的蓄电池,也可以为不相同的蓄电池,即蓄电池的各方面规格参数可以不相同。

为了说明本实用新型实施例所提供的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。

图1示出了本实用新型本实施例提供的一种电源连接装置的结构,如图1 所示,一种电源连接装置100,包括多个用于连接蓄电池200的电池插槽,每个电池插槽中设有控制电路110,控制电路110的输入端与蓄电池200的供电端相连,控制电路110的输出端接负载300,控制电路110包括:滤波模块10、降压模块20以及均流模块30;其中,均流模块30包括第一输入端和第二输入端。

滤波模块10的第一端为控制电路110的输入端,滤波模块10的第二端接地,滤波模块10的第三端与降压模块20的输入端相连,降压模块20的输出端与均流模块30的第一输入端相连,均流模块30的输出端为控制电路110的输出端。

当至少两个电池插槽中连接有蓄电池200时,每个控制电路110中的滤波模块10对相应的蓄电池200的输出直流电进行滤波,并向降压模块20输出第一直流电,降压模块20对第一直流电进行降压处理并向均流模块30输出第二直流电,每个控制电路110中的均流模块30根据所有的控制电路110中的第二直流电生成目标电压,每个控制电路110中的均流模块30根据目标电压调整输出电压,以向负载300输出相同的供电电流。

需要说明的是,每个控制电路110为多个连接有蓄电池200的电池插槽中对应的控制电路110。第一直流电为滤波模块10对蓄电池200的输出直流电进行滤波后的输出直流电,降压模块20对第一直流电进行降压后向均流模块30 输出第二直流电。均流模块30包括多个输入端,其中,均流模块30的第一输入端与降压模块20的输出端相连,均流模块30的其他输入端用于对其他控制电路中110的第二直流电进行采样。

均流模块30通过比较每个控制电路110中的第二直流电,进而得到目标电压,该目标电压为所有控制电路110中电压值最大的第二直流电的电压。

进一步的,如图1所示,本实施例中的降压模块20控制单元21与降压单元22。

降压单元22的供电端与控制单元21的电压输入端相连,降压单元22的第一受控端与降压单元22的第二受控端分别与控制单元21的第一控制输出端和控制单元21的第二控制输出端相连,降压单元22的输入端为降压模块20的输入端,降压单元22的输出端为降压模块20的输出端。

如图1所示,均流模块30包括采样单元31和调整输出单元32;其中,调整输出单元32包括第一输入端和第二输入端;

采样单元31的输入端为均流模块30的第一输入端,采样单元31的输出端与调整输出单元32的第一输入端相连,调整输出单元32的第二输入端为均流模块30的第二输入端。

需要说明的是,蓄电池200输入的电压经过滤波模块10进行滤波,向降压单元22发送第一直流电,控制单元21控制降压单元22对第一直流电进行降压,采样单元31对降压后的第一直流电进行采样并放大,得到第二直流电,并将该第二直流电发送给调整输出单元32,调整输出单元32通过第二输入端对所有的控制电路110中的第二直流电进行采样并进行比较,进而得到目标电压。

图2示出了本实用新型实施例提供的一种电源连接装置中滤波模块的具体电路,如图2所示,滤波模块10包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容 C3、第四电容C4、第五电容C5以及第一电感L1。

第一电容C1的第一端与第二电容C2的第一端公接第三电容C3的第一端组成滤波模块10的第一端,第一电感L1的第一端与第三电容C3的第一端相连,第一电容C1的第二端、第二电容C1的第二端以及第三电容C3的第二端共接第一电感L1的第二端,第四电容C4的第一端与第五电容C5的第一端共接第一电感L1的第三端,第一电感L1的第三端为滤波模块10的第三端,第四电容C4的第二端与第五电容C5的第二端共接第一电感L1的第四端,第一电感L1的第四端为滤波模块10的第二端。

需要说明的是,滤波模块10中的第一电容C1、第二电容C2、第三电容 C3、第四电容C4以及第五电容C5用于抑制差模,第一电感L1用于抑制共模。

图3示出了本实用新型实施例提供的一种电源连接装置中降压模块的具体电路,如图3所示,降压单元22包括:第六电容C6、第七电容C7、第八电容 C8、第九电容C9、第十电容C10、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第二电感L2、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3以及第四开关管Q4。

第六电容C6的第一端与第一二极管D1的第一端共接第一开关管Q1的高电位端,第六电容C6的第二端与第一电阻R1的第一端相连,第一电阻R1的第二端与第一二极管D1的第二端共接第一开关管Q1的低电位端,第一开关管 Q1的高电位端、第二开关管Q1的高电位端以及第二二极管D2的第一端共接第七电容C7的第一端,第七电容C7的第一端为降压单元22的输入端,第七电容C7的第二端接地,第二二极管D2的第二端与第四电阻R4的第一端相连,第四电阻R4的第二端与第八电容C8的第一端相连,第八电容C8的第二端接地,第八电容C8的第一端为降压单元22的供电端,第一开关管Q1的低电位端与第二开关管Q2的低电位端共接第三开关管Q3的高电位端,第一开关管 Q1的受控端与第三电阻R3的第一端相连,第二开关管Q2的受控端与第二电阻R2的第一端相连,第二电阻R2的第二端与第三电阻R3的第二端相连组成降压单元22的第一受控端,第三开关管Q3的受控端与第五电阻R5的第一端相连,第五电阻R5的第二端为降压单元22的第二受控端,第四开关管Q4的高电位端与第三开关管Q3的高电位端相连,第四开关管Q4的受控端与第六电阻R6的第一端相连,第六电阻R6的第二端与第五电阻R5的第二端相连,第四开关管Q4的低电位端与第三开关管Q3的低电位端共接第七电阻R7的第一端,第七电阻R7的第二端接地,第三二极管D3的第一端与第四开关管Q4的高电位端相连,第三二极管D3的第二端与第四开关管Q4低电位端共接第八电阻R8的第一端,第八电阻R8的第二端接地,第九电容C9的第一端与第二电感L2的第一端共接第三二极管D3的第一端,第九电容C9的第二端与第九电阻R9的第一端相连,第九电阻R9的第二端接地,第二电感L2的第二端与第十电容C10的第一端相连组成降压单元22的输出端,第十电容C10的第二端接地。

作为本实用新型一实施例,第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管 Q3以及第四开关管Q4都可以为三极管(Q1、Q2、Q3、Q4)、MOS管(Q1、 Q2、Q3、Q4)或IGBT管(Q1、Q2、Q3、Q4)。

当第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3以及第四开关管Q4都为三极管(Q1、Q2、Q3、Q4)时,三极管(Q1、Q2、Q3、Q4)的基极分别为第一开关管Q1的受控端、第二开关管Q2的受控端、第三开关管Q3的受控端以及第四开关管Q4的受控端,三极管(Q1、Q2、Q3、Q4)的发射极分别为第一开关管Q1的低电位端、第二开关管Q2的低电位端、第三开关管Q3的低电位端以及第四开关管Q4的低电位端,三极管(Q1、Q2、Q3、Q4)的集电极分别为第一开关管Q1的高电位端、第二开关管Q2的高电位端、第三开关管Q3的高电位端以及第四开关管Q4的高电位端。

当第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3以及第四开关管Q4都为MOS管(Q1、Q2、Q3、Q4)时,MOS管(Q1、Q2、Q3、Q4)的栅极分别为第一开关管Q1的受控端、第二开关管Q2的受控端、第三开关管Q3的受控端以及第四开关管Q4的受控端,MOS管(Q1、Q2、Q3、Q4)的源极分别为第一开关管Q1的低电位端、第二开关管Q2的低电位端、第三开关管Q3的低电位端以及第四开关管Q4的低电位端,MOS管(Q1、Q2、Q3、Q4)的集电极分别为第一开关管Q1的高电位端、第二开关管Q2的高电位端、第三开关管Q3的高电位端以及第四开关管Q4的高电位端。

当第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3以及第四开关管Q4都为IGBT管(Q1、Q2、Q3、Q4)时,IGBT管(Q1、Q2、Q3、Q4)的栅极分别为第一开关管Q1的受控端、第二开关管Q2的受控端、第三开关管Q3的受控端以及第四开关管Q4的受控端,IGBT管(Q1、Q2、Q3、Q4)的源极分别为第一开关管Q1的低电位端、第二开关管Q2的低电位端、第三开关管Q3的低电位端以及第四开关管Q4的低电位端,IGBT管(Q1、Q2、Q3、Q4)的集电极分别为第一开关管Q1的高电位端、第二开关管Q2的高电位端、第三开关管Q3的高电位端以及第四开关管Q4的高电位端。进一步的,第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3以及第四开关管Q4都可以为带体二极管的 IGBT管(Q1、Q2、Q3、Q4)。

图4示出了本实用新型实施例提供的一种电源连接装置中采样单元的具体电路,如图4所示,采样单元31包括:包括第一采样电阻R11、第二采样电阻R12、第十电阻R10以及第一芯片U1。

第一采样电阻R11的第一端与第二采样电阻R12的第一端相连,第一采样电阻R11的第二端与第二采样电阻R12的第二端相连,第一芯片U1的第一电压信号输入端IN+与第一采样电阻R11的第一端相连,第一芯片U1的第二电压信号输入端IN-与第一采样电阻R11的第二端相连,第一芯片U1的参考电压端VREF接地,第一芯片U1的电压信号输出端VO与第十电阻R10的第一端相连,第十电阻R10的第二端为采样单元31的输出端。

以下结合图1至图4对本实用新型的电源连接装置的工作原理进行说明。当至少两个电池插槽中连接有蓄电池200时,每个控制电路110中的滤波模块10对相应的蓄电池200的输出直流电进行滤波。如图2所所示,滤波模块10 中由第一电容C1、第二电容C2以及第三电容C3组成的第一电容网络以及由第四电容C4和第五电容C5组成的第二电容网络共同对蓄电池200的输出电压有差模抑制作用。第一电感L1连接于第一电容网络与第二电容网络之间,对蓄电池200的输出的直流电有共模抑制作用。

在本实用新型的所有实施例中,降压单元22为降压式变换电路。如图3 所示,第一直流电经过该降压式变换电路后得到第二直流电,由第二电感L2 的第二端输出至采样单元31。如图4所示,第一采样电阻R11与第二采样电阻 R12并联,当第二直流电分别通过第一采样电阻R11第一端与第二采样电阻R12 第一端输入至采样单元31中后,第一采样电阻R11与第二采样电阻R12将采集到的电压信息发送给第一芯片U1,第一芯片U1根据参考电压对该电压信息进行放大处理,并将放大后的电压信息发送给调整输出单元32。

需要说明的是,在本实用新型的所有实施例中,调整输出单元32中的第二输入端分别与其他控制电路110中的降压单元22相连,用于采集其他控制电路 110中的第二直流电,当至少两个电池插槽中连接有所述蓄电池200时,与所述蓄电池200相连的控制电路110中的调整输出单元32采集其他与所述蓄电池 200相连的控制电路110中的第二直流电,通过比较得到所有第二直流电中电压值最大的电压作为目标电压,并根据该目标电压调整输出电压,从而实现向负载300输出相同的供电电流。

本实用新型实施例还提供了一种电源控制系统,如图5所示,电源控制系统400包括蓄电池200,还如上所述的电源连接装置100。

上述电源控制系统400所涉及的实现方式或工作原理已经在上述实施例中详细说明,故此处不再赘述。

本实用新型提供一种电源连接装置,包括多个用于连接蓄电池的电池插槽,每个电池插槽中设有控制电路,控制电路的输入端与蓄电池的供电端相连,控制电路的输出端接负载,控制电路包括:滤波模块、降压模块以及均流模块;其中,均流模块包括多个输入端;当至少两个电池插槽中连接有蓄电池时,每个控制电路中的滤波模块对相应的蓄电池的输出直流电进行滤波,并向降压模块输出第一直流电,降压模块对第一直流电进行降压处理并向均流模块输出第二直流电,每个控制电路中的均流模块根据所有的控制电路中的第二直流电生成目标电压,每个控制电路中的均流模块根据目标电压调整输出电压,以向负载输出相同的供电电流。使得在对不同功率的用电产品进行供电时,可通过增减电源连接装置上蓄电池的数量控制电源的输出功率,进而降低了产品的研发周期。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下做出若干等同替代或明显变型,而且性能或用途相同,都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1