阻值可调的功率变换电路的制作方法

本申请涉及电子电路技术领域，特别是涉及一种阻值可调的功率变换电路。

背景技术：

随着电子电路技术的发展，在工业应用领域，对于功率可灵活变换的电路的需求逐渐提高。尤其是在电源测试领域，例如，汽车发电机的整车电磁兼容测试等，在发电机工作时，利用电阻来模拟用电器，以便模拟不同用电量的工况。

目前，已知汽车发电机的测试是使用固定阻值的大功率电阻，但是固定阻值的电阻负载不适用于测试方案未确定的情况，测试者在测试过程中不得不忙于寻找各种合适阻值的电阻，大大降低了测试效率。而传统的滑动变阻器，则因为阻值大小难以估计，且滑动触点不适用于大功率的原因，难以在实际工业中应用。所以，阻值可调节且能够胜任更宽功率范围的测试电路成为解决技术问题的关键。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够通过调节阻值达到适应更宽功率范围的一种阻值可调的功率变换电路。

一种阻值可调的功率变换电路，该电路包括多条支路，各支路分别包括串联连接的开关和电阻组件，各电阻组件分别包括至少一个电阻，各支路并联连接在电源两端，各电阻组件的电阻值成2或1/2的指数关系。

上述阻值可调的功率变换电路，各支路的电阻阻值成指数关系设置，每增加一条支路，电阻阻值的组合的档位将成指数大幅增加，通过开关控制不同支路中电阻组件的通断，即可利用少量元器件实现多个电阻档位的线性变化，从而实现更宽范围电流及功率的线性调节。

在一个实施例中，各电阻组件中的电阻分别并联连接，各电阻的阻值相同，各电阻组件中的电阻的数量成2的指数关系。阻值相同的电阻不仅容易获得，而且批量采购同型号器件还可以降低生产成本，此外，并联的连接方式清晰而方便操作。

在一个实施例中，各电阻组件中的电阻分别串联连接，各电阻的阻值相同，各电阻组件中的电阻的数量成2的指数关系。阻值相同的电阻不仅容易获得，而且批量采购同型号器件还可以降低生产成本，此外，串联的连接方式简单而容易实现。

在一个实施例中，各电阻组件中分别包括一个电阻；各电阻的阻值分别为r*(1/2)^i-1，其中，i＝1,2,3,...,n，n为电阻组件的数量。本实施例仅使用n个电阻就可以线性地调节出2ⁿ个电阻值来，实现了电路的简化，大大提高了元器件的利用率。

在一个实施例中，各电阻组件分别包括电阻的数量为2^i-1个，其中，i＝1,2,3......n，n为电阻组件的数量。本实施例通过控制不同开关组合的通断，可以实现控制接入电源两端的电阻的数量线性变化，从而可以实现电流的线性变化，进一步实现功率的线性变化。

在一个实施例中，电阻组件的数量为2～8个。每增加一条支路，可选档位的数量就会翻倍增加，采用2～8个电阻组件，其电阻阻值档位可以有2²～2⁸种。

在一个实施例中，电阻组件的数量为4～6个。接入电路中的电阻阻值的档位可以分别为16、32以及64种，在一般的工业领域或特定的测试场合，这几种档位的变化足以满足大部分作业或测试需求。

在一个实施例中，电阻组件的数量为4个。可实现的电阻阻值的档位变化为16种，可以广泛用于测试电压源类产品，作为功率负载使用。

在一个实施例中，电阻组件为额定功率大于1000瓦的大功率组件。本实施例中的电阻组件适用于大功率场合，可以作为功率负载使用，用于测试电压源类产品等更加安全可靠，简单有效。

在一个实施例中，上述开关为二进制开关。采用二进制开关，易于向更大功率应用场景拓展，工业常用的开关多为二进制开关。

在一个实施例中，二进制开关包括单刀单掷开关、继电器或接触器。可以广泛应用于大功率场合。

在一个实施例中，上述电路还包括第一保险丝，第一保险丝的一端连接在各支路的一个并联连接点，第一保险丝的另一端连接所述电源的正极或负极。上述第一保险丝可以对整个电路进行过电流或过热等保护，从而起到保护电路安全运行的作用。

在一个实施例中，上述电路还包括多个第二保险丝，各支路中分别串联至少一个第二保险丝。第二保险丝用于分别对各支路进行过电流或过热等保护，从而起到保护电路安全运行的作用。

附图说明

图1为一个实施例中阻值可调的功率变换电路图；

图2为另一个实施例中阻值可调的功率变换电路图；

图3为又一个实施例中阻值可调的功率变换电路图；

图4为再一个实施例中阻值可调的功率变换电路图。

具体实施方式

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

本申请提供了一种阻值可调的功率变换电路，参考图1所示，该电路包括多条支路10，各支路10分别包括串联连接的开关102和电阻组件104，各电阻组件104分别包括至少一个电阻，各支路10并联连接在电源20两端，各电阻组件104的电阻值成2或1/2的指数关系。

其中，开关102用于控制与其串联连接的电阻组件104的通断，各支路10配置的开关102的数量不限，可以是一个也可以是多个，只要能实现将该条支路10接入或断离整个电路即可；各电阻组件104分别包括至少一个电阻，各电阻组件104中的电阻的连接方式不限，可以是串联、并联或者串并联的结合等，只要满足各电阻组件104的电阻值成2或1/2的指数关系；各电阻组件104的电阻值成2或1/2的指数关系的方式不限，可以是连续递增或递减的指数关系也可以是周期性连续或非连续的指数关系；例如，各电阻组件104的电阻值可以分别为：r*(1/2)^i-1，其中，i＝1,2,3,...,n，n为电阻组件104的数量。

以上述指数关系的方式为例，对于恒定的电压输入，产生的电流i＝(s0*2⁰+s1*2¹+s2*2²......sn-1*2^n-1)*u/r，其中，s0～sn-1代表对应配置的控制支路10通断的开关102的状态，闭合则为1，断开则为0。从上述公式可以看出，通过控制不同开关102的通断，可以实现电流的多档位线性变化，从而实现功率的线性变化。

上述阻值可调的功率变换电路，各支路10的电阻阻值成指数关系设置，每增加一条支路10，电阻阻值的组合的档位将成指数大幅增加，通过开关102控制不同支路10中电阻组件104的通断，即可利用少量元器件实现多个电阻档位变化，从而实现更宽范围电流及功率的线性调节。

在一个实施例中，各电阻组件104中的电阻分别并联连接，各电阻的阻值相同，各电阻组件104中的电阻的数量成2的指数关系。

在本实施例中，各电阻组件104中的电阻的阻值相同，阻值相同的电阻不仅容易获得，而且批量采购同型号器件还可以降低生产成本；利用多个阻值相同的电阻，每个电阻组件104中的电阻均采用并联的连接方式，当各电阻组件104中并联的电阻的数量成2的指数关系时，可以实现各电阻组件104的电阻成2或1/2的指数关系。

在一个实施例中，如图2所示，图2示出了一个实施例中的阻值可调的功率变换电路，各电阻组件104中的电阻分别并联连接，各电阻的阻值相同，各电阻组件104分别包括电阻的数量为2^i-1个，其中，i＝1,2,3......n，n为电阻组件104的数量。

在本实施例中，利用多个阻值相同的电阻，每个电阻组件104中的电阻均采用并联的连接方式，当各电阻组件104中并联的电阻的数量分别为：2⁰，2¹，2²，2³......2^n-1时，其中，n为电阻组件104的数量，最终施加在电源20两端的电阻的数量为：s0*2⁰+s1*2¹+s2*2²......+sn-1*2^n-1，其中，s0～sn-1代表对应配置的控制支路10通断的开关102的状态，闭合则为1，断开则为0。通过控制不同开关102组合的通断，可以实现控制接入电源20两端的电阻的数量线性变化，从而可以实现电流的线性变化，进一步实现功率的线性变化。

在一个实施例中，参考图3所示，各电阻组件104中的电阻分别串联连接，各电阻的阻值相同，各电阻组件104中的电阻的数量成2的指数关系。

在本实施例中，各电阻组件104中的电阻的阻值相同，利用多个阻值相同的电阻，每个电阻组件104中的电阻均采用串联的连接方式，当各电阻组件104中串联的电阻的数量成2的指数关系时，可以实现各电阻组件104的电阻成2或1/2的指数关系，通过开关102的组合控制各支路10的接通，可以实现控制电流的线性变化以及功率的线性变化。

在一个实施例中，参考图4所示，各电阻组件104中分别包括一个电阻；各电阻的阻值分别为r*(1/2)^i-1，其中，i＝1,2,3,...,n，n为电阻组件104的数量。

在本实施例中，各电阻组件104中分别包括一个电阻，各电阻的阻值分别为r*(1/2)^i-1，其中，i＝1,2,3,...,n，n为电阻组件104的数量，本实施例仅使用n个电阻就可以线性地调节出2ⁿ个电阻值来，实现了电路的简化，大大提高了元器件的利用率。

在一个实施例中，电阻组件104的数量为2～8个，当电阻组件104的数量为2时，利用开关102的组合，接入电路中的电阻阻值的档位有2²种；当电阻组件104的数量为3时，利用开关102的组合，接入电路中的电阻阻值的档位有2³种；当电阻组件104的数量为4时，接入电路中的电阻阻值的档位有2⁴种；以此类推，为5时，2⁵种；为6时，2⁶种；为7时，2⁷种；为8时，2⁸种；由此可见，每增加一条支路10，可选档位的数量就会翻倍增加。

在一个实施例中，电阻组件104的数量为4～6个。电阻组件104的数量为4～6个时，接入电路中的电阻阻值的档位分别为16、32以及64种，在一般的工业领域或特定的测试场合，这几种档位的变化足以满足大部分作业或测试需求。

在一个实施例中，电阻组件104的数量为4个，可实现的电阻阻值的档位变化为16种，可以用于测试电压源类产品，作为功率负载使用。例如，可以应用于汽车发电机、车载usb充电器、车载无线充电器以及车载dc-dc稳压器的研发测试领域，足以满足研发测试中对于不同电阻负载变化的需求。

在一个实施例中，电阻组件为额定功率大于1000瓦的大功率组件。传统的变阻器或单刀多掷的开关，只能应用于功率不太大的物理实验或教学场合，无法广泛应用于大功率场合。本实施例中的电阻组件适用于大功率场合，可以作为功率负载使用，用于测试电压源类产品等更加安全可靠，简单有效。

在一个实施例中，上述开关102为二进制开关。采用二进制开关，易于向更大功率应用场景拓展，工业常用的开关多为二进制开关。例如，上述二进制开关可以包括普通的单刀单掷开关102、继电器或接触器等，可以广泛应用于大功率场合。

在一个实施例中，参考图4所示，上述电路还可以包括第一保险丝30，第一保险丝30的一端连接在各支路10的一个并联连接点，第一保险丝30的另一端连接所述电源20的正极或负极。上述第一保险丝30可以对整个电路进行过电流或过热等保护，从而起到保护电路安全运行的作用。

在一个实施例中，参考图4所示，上述电路还可以包括多个第二保险丝106，各支路10中分别串联至少一个第二保险丝106。第二保险丝106在支路10中串联的位置不限，用于分别对各支路10进行过电流或过热等保护，从而起到保护电路安全运行的作用。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。