专利名称：一种直流负载串并联切换电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种直流负载串并联切换电路，尤其是一种将多个直流功率负载从相互并联切换到相互串联(或者反之)的电路结构。
背景技术：
对于直流功率负载，尤其是多个电阻负载、多个电容负载、多个电感负载甚至多个功率电池的可靠、经济地进行串-并联地切换，一直是困扰实际使用的一个难题。而多个电阻负载的串-并联切换涉及到加热器的功率分配；多个电容负载的串-并联切换涉及到备用电源用超级电容等；多个电感负载的串-并联切换涉及到含有直流电磁线圈的电磁铁的节能等；多个功率电池的串-并联切换涉及到电动车辆的电流与电压的合理分配以及对于电池的充放电维护。而当负载数量超过2时，所需要的开关数量太大，成本高，且可靠性变差。
发明内容为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型公开了一种直流负载串并联切换电路。采用本实用新型的技术方案，只要负载个数超过2，无论有多少个负载，仅仅需要一个高端开关和一个低端开关，就可以控制这些负载的串-并联切换。为了达到上述目的，本实用新型采取以下技术方案:一种直流负载串并联切换电路，包括N只负载(30)、N-1只高压端隔离二极管(410)、N-1只中压端隔离二极管(420)、N-1只低压端隔离二极管(430)、一只可控高压端开关(440)、一只可控低压端开关(450)；将一只高压端隔离二极管(410)的负极与一只中压端隔离二极管(420)的负极连接，再将所述中压端隔离二极管(420)的正极与一只低压端隔离二极管(430)的正极连接而形成支路(460);对于N只负载(30)，共需N-1条支路(460);将所述N-1条支路(460)中的N-1只高压端隔离二极管(410)·的正极相并联后通过所述可控高压端开关(440)与电源正极端子连接；将所述N-1条支路(460)中的N-1只低压端隔离二极管(430)的负极相并联后通过所述可控低压端开关(450)与电源负极端子连接；将第一只负载(30)的一端与电源的正极端子连接，将其另一端与第一条支路(460)中的中压端隔离二极管(420)的正极连接；将第二只负载(30)的一端与第一条支路(460)中的中压端隔离二极管(420)的负极连接，将其另一端与第二条支路(460)中的中压端隔离二极管(420)的正极连接；依此类推，直到第N-1只负载(30)的一端与第N-2条支路(460)中的中压端隔离二极管(420)的负极连接，将其另一端与第N-1条支路(460)中的中压端隔离二极管(420)的正极连接；其后，将第N只负载(30)的一端与第N-1条支路(460)中的中压端隔离二极管(420)的负极连接，将其另一端与电源的负极端子连接；从而使所述N只负载(30)通过所述N-1只中压端隔离二极管(420)在连接方式上呈现串联连接关系。优选的，可控高压端开关(440)和/或可控低压端开关(450)采用有触点开关或无触点开关。[0006]优选的，负载(30)选自电阻、电容、电感、电池的一种或多种。由于实际负载不可能同时具备纯电阻或纯电容或纯电感特性，所述电阻、电容、电感是实际的电阻、电容、电感，如电感线圈就是纯电感和纯电阻的串联；选用有极性电容或者电池时，连接上应当遵守串联或者并联对于极性的基本要求。采用本实用新型的技术方案，只要负载个数超过2，无论有多少个负载，仅仅需要一个可控高压端开关和一个可控低压端开关，就可以控制这些负载的串-并联切换，从而大幅度地减少了开关的数量，降低了开关的成本，同时提高了电路的可靠性能。本实用新型直流负载串并联切换电路可以应用于电梯用电磁制动器等技术领域。
图1是直流负载串并联切换电路原理图。图2是三只隔离二极管的连接支路示意图。图3是实施例一 N只电阻串并联切换电路。图4是实施例二 N只超级电容串并联切换电路。图5是实施例二 N只电感线圈串并联切换电路。图6是实施例四N只电池串并联切换电路。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例作详细描述。如图1、2所示，直流负载串并联切换电路400包括N只负载30、N_1只高压端隔离二极管410、N-1只中压端隔离二极管420、N-1只低压端隔离二极管430、一只可控高压端开关440、一只可控低压端开关450，各元器件的连接关系如下:第一步，首先将一只高压端隔离二极管410的负极与一只中压端隔离二极管420的负极连接，再将中压端隔离二极管420的正极与一只低压端隔离二极管430的正极连接而形成支路460，对于N只负载30，共需N-1条支路460。第二步，将N-1条支路460中的N-1只高压端隔离二极管410的正极相并联后通过可控高压端开关440与电源正极端子连接；将N-1条支路460中的N-1只低压端隔离二极管430的负极相并联后通过可控低压端开关450与电源负极端子连接。第三步，将第一只负载30的一端与电源的正极端子连接，将其另一端与第一条支路460中的中压端隔离二极管420的正极连接；将第二只负载30的一端与第一条支路460中的中压端隔离二极管420的负极连接，将其另一端与第二条支路460中的中压端隔离二极管420的正极连接；依此类推连接负载30，直到第N-1只负载30的一端与第N-2条支路460中的中压端隔离二极管420的负极连接，将其另一端与第N-1条支路460中的中压端隔离二极管420的正极连接；其后，将第N只负载30的一端与第N-1条支路460中的中压端隔离二极管420的负极连接，将其另一端与电源的负极端子连接；从而使N只负载30通过N-1只中压端隔离二极管420在连接方式上呈现串联连接关系。可控高压端开关440、可控低压端开关450可以采用有触点开关或无触点开关。一旦控制可控高压端开关440和可控低压端开关450的同时结合或者同时分离，就可以实现对于N只负载30的串-并联切换 。在成本许可前提下，可以选择无触点可控开关或者时间延迟继电器。负载30可以是电阻、电容、电感，也可以是电池；由于实际负载不可能同时具备纯电阻或纯电容或纯电感特性，电阻、电容、电感是实际的电阻、电容、电感，如电感线圈就是纯电感和纯电阻的串联；选用有极性电容或者电池时，连接上应当遵守串联或者并联对于极性的基本要求。实施例一:如图3所示，负载为电阻32，对N只电阻32实施串-并联切换，该电阻32是电热管，实现了不同功率的调控。实施例二:如图4所示，负载为电容34，对N只超级电容34实施串-并联充放电切换，实现并联连接的低电压大电流放电和串联连接的高电压小电流放电。实施例三:如图5所示，负载为电感36，对N只电感36实施串-并联切换；实际使用中，电感36可以是电感36与电阻串联的电磁线圈，实现并联连接下的大电流需求和串联连接下的小电流需求之间的切换。实施例四:如图6所示，负载为电池38，对N只电池38实施串-并联切换，电池38可以是太阳能电池等蓄电池；通过对于N只电池38实施串-并联切换，实现并联连接的低压大电流放电和串联连接的高压小电流放电。显然，不排除以上不同种类的负载间的混连后实施串并联充放电切换。本领域的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本实用新型，而并非作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落在本实 用新型的保护范围。
权利要求1.一种直流负载串并联切换电路，其特征是包括N只负载(30)、N-1只高压端隔离二极管(410)、N-1只中压端隔离二极管(420)、N-1只低压端隔离二极管(430)、一只可控高压端开关(440)、一只可控低压端开关(450)； 将一只高压端隔离二极管(410)的负极与一只中压端隔离二极管(420)的负极连接，再将所述中压端隔离二极管(420)的正极与一只低压端隔离二极管(430)的正极连接而形成支路(460);对于N只负载(30)，共需N-1条支路(460)； 将所述N-1条支路(460)中的N-1只高压端隔离二极管(410)的正极相并联后通过所述可控高压端开关(440)与电源正极端子连接；将所述N-1条支路(460)中的N-1只低压端隔离二极管(430)的负极相并联后通过所述可控低压端开关(450)与电源负极端子连接； 将第一只负载(30)的一端与电源的正极端子连接，将其另一端与第一条支路(460)中的中压端隔离二极管(420)的正极连接；将第二只负载(30)的一端与第一条支路(460)中的中压端隔离二极管(420)的负极连接，将其另一端与第二条支路(460)中的中压端隔离二极管(420)的正极连接；依此类推，直到第N-1只负载(30)的一端与第N-2条支路(460)中的中压端隔离二极管(420)的负极连接，将其另一端与第N-1条支路(460)中的中压端隔离二极管(420)的正极连接；其后，将第N只负载(30)的一端与第N-1条支路(460)中的中压端隔离二极管(420)的负极连接，将其另一端与电源的负极端子连接。
2.根据权利要求1所述的直流负载串并联切换电路，其特征在于，所述可控高压端开关(440)和/或可控低压端开关(450)采用有触点开关或无触点开关。
3.根据权利要求1或2所述的直流负载串并联切换电路，其特征在于，所述的负载(30)选自电阻、电容 、电感、电池的一种或多种。
专利摘要本实用新型公开了直流负载串并联切换电路，中压端隔离二极管正负极分别与低压端隔离二极管正极、高压端隔离二极管负极连接而成支路；共N-1条支路；N-1条支路，N-1只高压端隔离二极管正极并联后通过可控高压端开关与电源正极连接，N-1只低压端隔离二极管负极并联后通过可控低压端开关与电源负极连接；第一负载两端分别与电源正极、第一支路的中压端隔离二极管正极连接；第二只负载两端分别与第一支路的中压端隔离二极管负极、第二支路的中压端隔离二极管正极连接；依此，第N-1负载一端与第N-2支路的中压端隔离二极管负极连接，另一端与第N-1支路的中压端隔离二极管正极连接；第N负载的一端与第N-1支路的中压端隔离二极管负极连接，另一端与电源负极连接。
文档编号H02J1/00GK203151090SQ201320037069
公开日2013年8月21日 申请日期2013年1月23日 优先权日2012年12月31日
发明者吕崇耀, 邹家春 申请人:杭州沪宁电梯配件有限公司, 武汉盘古减振抗震缓冲技术有限公司