CN106712251A - 一种精细调整的电容储能式ac‑dc电源与充电器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种精细调整的电容储能式AC‑DC电源与充电器，电容储能式AC‑DC电源包括储能电容及顺序连接的电源输入端、整流电路、充放电路、电子开关模块与电源输出端；第一充放电路包括第一初级电路、开关控制电路与第一终极电路；开关控制电路设置第一电子开关与第二电子开关，第二电子开关的第一端与第一初级电路连接，第一电子开关的第二端分别与第一初级电路及所述第一终极电路连接。本发明通过设计开关控制电路，实现了安全电源，避免输入电压变化时，输出电压也跟着变化，能适应各种输入电压；并且采用了第一电子开关模块与第二电子开关模块的设计方式，解决了固定级数变压的问题，能够实现多级变压；可以采用各种负载而不限于线性负载。

Description

一种精细调整的电容储能式AC-DC电源与充电器
技术领域
本发明涉及电容储能式AC-DC电源，尤其涉及的是，一种精细调整的电容储能式AC-DC电源与采用该精细调整的电容储能式AC-DC电源的充电器。
背景技术
目前市场上大部分电源采用的是上下对称的电路结构，其上下半周输出的电压电流完全一样，而且是有级变压输出，如果为n级(其中n为大于等于1的正整数)，则输出电压为如果采用两级的对称电源，其输出电压若输入的交流电压为220V，则它的输出电压最大为154V左右，如果要求的输出电压V0＞154V则无输出，若要求电压小于154V则有输出。
现有技术存在以下缺陷：
首先，当负载变化时，输出电压V0也在变化，负载加大，输出变低，同时它的效率也在降低，它的主电路在工作过程中会将大量能量转化为热能，将严重影响电路的安全；
其次，因为是有级变压，它的输出电压范围大大受限，导致在使用过程中受限；
再次，原则上要求其负载为线性，即纯阻性负载。因此，技术有待改进。
申请公布号为CN 103023350A的中国专利公开了一种非对称电容储能式AC-DC电源，包括储能电容C0、整流电路、充放电电路、两电子开关电路模块K1、K2以及滤波电路。所述的整流电路包括两半波整流电路，储能电容C0串联连接于交流电压输入端Vin的连接端A与一半波整流电路之间，所述的充放电电路包括分别与两半波整流电路连接的第一充放电电路、第二充放电电路。第一充放电电路中用于充放电的电容的数量与第二充放电电路中用于充放电的电容的数量不相等，以构成非对称式电路结构。该发明的充放电电路采用非对称式电路结构，同时在整流电路前增加了储能电容C0，有效地提高了电源的工作效率和安全性能。
虽然该专利的技术方案可使电源工作于无级变压状态，但是，该专利的技术方案的输入为固定级数，因此该专利的技术方案存在如下缺点：
第一、当输入电压变化时，输出电压也跟着变化，将严重影响电源的安全，同时对负载也有严重影响。
第二、由于是固定级数变压，它的输出电压范围受限，这将导致在使用过程中受限。
第三、要求负载为线性，否则可能由于输出导致负载损毁乃至发生安全事故。
因此，现有技术有待改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种新的精细调整的电容储能式AC-DC电源与采用该精细调整的电容储能式AC-DC电源的充电器。
本发明的技术方案如下：一种精细调整的电容储能式AC-DC电源，包括储能电容，以及顺序连接的电源输入端、整流电路、充放电路、电子开关模块与电源输出端；所述电源输入端包括第一电源输入端与第二电源输入端；所述整流电路包括第一整流电路与第二整流电路；所述充放电路包括第一充放电路与第二充放电电路；所述电子开关模块包括第一电子开关模块与第二电子开关模块；所述电源输出端包括第一电源输出端与第二电源输出端；所述第一电源输入端、所述储能电容、所述第一整流电路、所述第一充放电路、所述第一电子开关模块与所述第一电源输出端顺序连接；所述第二电源输入端、所述第二整流电路、所述第二充放电路、所述第二电子开关模块与所述第二电源输出端顺序连接；所述第一充放电路包括第一初级电路、开关控制电路与第一终极电路；所述开关控制电路设置第一电子开关K1与第二电子开关K2，第二电子开关K2的第一端与所述第一初级电路连接，第二电子开关K2的第二端与第一电子开关K1的第一端连接，第一电子开关K1的第二端分别与所述第一初级电路及所述第一终极电路连接。
优选的，所述第一初级电路包括二极管D8，以及串联的二极管D5与电容C1，其中，电容C1的第一端作为所述第一充放电路的第一输入端连接所述第一整流电路的第一输出端，二极管D5的正极作为所述第一充放电路的第二输入端连接所述第一整流电路的第二输出端；所述第一终极电路包括串联的二极管D16与电容C4；其中，二极管D16的负极连接电容C1的第一端，并且，二极管D16的负极作为所述第一充放电路的第一输出端连接所述第一电子开关模块的第一输入端；电容C4的第一端连接二极管D16的正极，并且，电容C4的第二端作为所述第一充放电路的第二输出端连接所述第一电子开关模块的第二输入端；二极管D8的正极连接于串联的二极管D5与电容C1之间的节点，二极管D8的负极连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点；所述开关控制电路包括串联的二极管D6、电容C2与第一电子开关K1，所述开关控制电路还包括第二电子开关K2与二极管D7；第二电子开关K2的第一端连接于串联的二极管D5与电容C1之间的节点，第二电子开关K2的第二端连接于串联的电容C2与第一电子开关K1之间的节点；二极管D7的正极连接于串联的二极管D6与电容C2之间的节点，二极管D7的负极连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点；电子开关K1的第二端连接电容C1的第一端，二极管D6的正极连接二极管D5的正极。
优选的，所述第一充放电路包括若干所述开关控制电路；其中，第一个开关控制电路的第二电子开关K2的第一端连接于串联的二极管D5与电容C1之间的节点，第一个开关控制电路的第一电子开关K1的第二端连接电容C1的第一端，第一个开关控制电路的二极管D6的正极连接二极管D5的正极；后一个开关控制电路的第二电子开关K2的第一端连接于前一个开关控制电路的串联的二极管D6与电容C2之间的节点；后一个开关控制电路的第一电子开关K1的第二端连接前一个开关控制电路的第一电子开关K1的第二端；后一个开关控制电路的二极管D6的正极连接前一个开关控制电路的二极管D6的正极。
优选的，所述第一充放电路包括两个所述开关控制电路。
优选的，所述第一充放电路还包括第一次级电路；所述第一次级电路包括二极管D15，以及串联的二极管D9、电容C3与二极管D10；其中，二极管D9的正极连接二极管D5的正极，二极管D9的负极连接电容C3的第二端；二极管D10的负极连接电容C1的第一端，二极管D10的正极连接电容C3的第一端；二极管D15的正极连接于串联的二极管D9与电容C3之间的节点，二极管D15的负极连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点；二极管D7的负极通过电容C3连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点，并且，二极管D7的负极连接于串联的电容C3与二极管D10之间的节点；二极管D8的负极通过电容C3连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点，并且，二极管D8的负极连接于串联的电容C3与二极管D10之间的节点。
优选的，所述第二充放电路包括第二初级电路、第二次级电路与第二终极电路；所述第二初级电路包括二极管D18，以及串联的二极管D17与电容C5，其中，电容C5的第一端作为所述第二充放电路的第一输入端连接所述第二整流电路的第一输出端，二极管D17的正极作为所述第二充放电路的第二输入端连接所述第二整流电路的第二输出端；所述第二终极电路包括串联的电容C7与二极管D22；其中，二极管D22的负极连接电容C5的第一端，并且，二极管D22的负极作为所述第二充放电路的第一输出端连接所述第二电子开关模块的第一输入端；电容C7的第二端连接二极管D17的正极，并且，电容C7的第二端作为所述第二充放电路的第二输出端连接所述第二电子开关模块的第二输入端；所述第二次级电路包括二极管D21，以及串联的二极管D20、电容C6与二极管D19；其中，二极管D20的正极连接二极管D17的正极，二极管D20的负极连接电容C6的第二端；二极管D19的负极连接电容C5的第一端，二极管D19的正极连接电容C6的第一端；其中，二极管D18的正极连接于串联的二极管D17与电容C5之间的节点，二极管D18的负极连接于串联的电容C6与二极管D19之间的节点；二极管D21的正极连接于串联的二极管D20与电容C6之间的节点，二极管D21的负极连接于串联的电容C7与二极管D22之间的节点。
优选的，所述第二充放电路包括若干所述第二次级电路；其中，二极管D18的负极连接于第一个第二次级电路的串联的电容C6与二极管D19之间的节点；前一个第二次级电路的二极管D21的负极连接后一个第二次级电路的串联的电容C6与二极管D19之间的节点；最后一个第二次级电路的二极管D21的负极连接串联的电容C7与二极管D22之间的节点。
优选的，所述第一整流电路包括二极管D1与二极管D2；二极管D1的正极连接所述第一电源输入端，二极管D1的负极作为所述第一整流电路的第一输出端连接所述第一充放电路的第一输入端；二极管D2的负极连接所述第二电源输入端，二极管D2的正极作为所述第一整流电路的第二输出端连接所述第一充放电路的第二输入端。
优选的，所述第二整流电路包括二极管D3与二极管D4；二极管D3的正极连接所述第二电源输入端，二极管D3的负极作为所述第二整流电路的第一输出端连接所述第二充放电路的第一输入端；二极管D4的负极连接所述第一电源输入端，二极管D4的正极作为所述第二整流电路的第二输出端连接所述第二充放电路的第二输入端。
优选的，所述第一电子开关模块包括第三电子开关K3与第四电子开关K4，所述第二电子开关模块包括第五电子开关K5与第六电子开关K6；第三电子开关K3的一端作为所述第一电子开关模块的第一输入端连接所述第一充放电路的第一输出端，第三电子开关K3的另一端作为所述第一电子开关模块的第一输出端连接所述第一电源输出端；第四电子开关K4的一端作为所述第一电子开关模块的第二输入端连接所述第一充放电路的第二输出端，第四电子开关K4的另一端作为所述第一电子开关模块的第二输出端连接所述第二电源输出端；第五电子开关K5的一端作为所述第二电子开关模块的第一输入端连接所述第二充放电路的第一输出端，第五电子开关K5的另一端作为所述第二电子开关模块的第一输出端连接所述第一电源输出端；第六电子开关K6的一端作为所述第二电子开关模块的第二输入端连接所述第二充放电路的第二输出端，第六电子开关K6的另一端作为所述第二电子开关模块的第二输出端连接所述第二电源输出端。
本发明又一技术方案如下：一种充电器，其包括上述任一项所述电容储能式AC-DC电源。
采用上述方案，本发明通过设计开关控制电路，实现了安全电源，避免输入电压变化时，输出电压也跟着变化，能够适应各种不同的输入电压；并且采用了第一电子开关模块与第二电子开关模块的设计方式，解决了固定级数变压的问题，能够实现多级变压；基于此，可以采用各种负载，不限于线性负载。
本发明的其它技术方案，还实现了输入电压可增减半级或者1/N级的技术效果，从而在输出电压一定的前提下，有效地扩大了对输入电压的适用范围，例如96V输出的电容可以在输入电压180V-240V工作。
本发明的其它技术方案，还实现了多级变压充电，能满足有更高输出电压需求的电容储能式AC-DC电源，比如输出电压为96V或120V等。
例如，对于铅酸电瓶，尤其是老化电瓶，硫化电瓶有明显的修复作用，经对“放坏”的电瓶充电之后，电瓶能恢复90％的原电容。
附图说明
图1是本发明一实施例的示意图。
图2是图1所示实施例的开关示意图。
图3是本发明又一实施例的第一整流电路与第一充放电路示意图；
图4是本发明另一实施例的第一整流电路与第一充放电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明，下面的实施例可以组合使用，并且，本发明可利用各种形式来实现，不限于本说明书所描述各个具体的实施例，提供这些实施例的目的是对本发明的公开内容更加透彻全面地便于理解。进一步需要说明的是，当某一结构固定于另一个结构，包括将该结构直接或间接固定于该另一个结构，或者将该结构通过一个或多个其它中间结构固定于该另一个结构。当一个结构连接另一个结构，包括将该结构直接或间接连接到该另一个结构，或者将该结构通过一个或多个其它中间结构连接到该另一个结构。并且，所述的“和/或”包括了“和”与“或”两种可能的实施例。
本发明的一个例子是，一种精细调整的电容储能式AC-DC电源，包括储能电容，以及顺序连接的电源输入端、整流电路、充放电路、电子开关模块与电源输出端；所述电源输入端包括第一电源输入端与第二电源输入端；所述整流电路包括第一整流电路与第二整流电路；所述充放电路包括第一充放电路与第二充放电电路；所述电子开关模块包括第一电子开关模块与第二电子开关模块；所述电源输出端包括第一电源输出端与第二电源输出端；所述第一电源输入端、所述储能电容、所述第一整流电路、所述第一充放电路、所述第一电子开关模块与所述第一电源输出端顺序连接；所述第二电源输入端、所述第二整流电路、所述第二充放电路、所述第二电子开关模块与所述第二电源输出端顺序连接；所述第一充放电路包括第一初级电路、开关控制电路与第一终极电路；所述开关控制电路设置第一电子开关K1与第二电子开关K2，第二电子开关K2的第一端与所述第一初级电路连接，第二电子开关K2的第二端与第一电子开关K1的第一端连接，第一电子开关K1的第二端分别与所述第一初级电路及所述第一终极电路连接。这样，通过采用由开关K1、K2组成的精细调整电路，可根据输入电压的变化进行调整，例如，在输出电压一定的前提下，输入电压可增减半级或者1/N级。
例如，一种精细调整的电容储能式AC-DC电源，包括储能电容，以及顺序连接的电源输入端、整流电路、充放电路、电子开关模块与电源输出端。其中，所述储能电容包括若干电容的组合或者单一电容，本发明及其各实施例中，不限制所述储能电容的具体结构或者连接方式。例如，所述储能电容为若干并联的第一电容组，每一第一电容组包括若干串联的第二电容；又如，所述储能电容为若干串联的第一电容组，每一第一电容组包括若干并联的第二电容，以此类推。
例如，所述电源输入端包括第一电源输入端与第二电源输入端；例如，所述电源输入端为AC电源输入端，AC电源输入端包括第一电源输入端与第二电源输入端。例如，所述第一电源输入端通过所述储能电容与其它元器件连接。例如，例如，所述第一电源输入端通过所述储能电容与整流电路连接。例如，所述第一电源输入端包括连接线，该连接线为所述储能电容所中断，且中断的两端分别连接所述储能电容。
例如，所述整流电路包括第一整流电路与第二整流电路；例如，第一整流电路包括其第一输入端、第一输出端、第二输入端与第二输出端；例如，第二整流电路包括其第一输入端、第一输出端、第二输入端与第二输出端。
例如，所述充放电路包括第一充放电路与第二充放电电路；例如，第一充放电路包括其第一输入端、第一输出端、第二输入端与第二输出端；例如，第二充放电电路包括其第一输入端、第一输出端、第二输入端与第二输出端。
优选的，参考图1，所述第一整流电路包括二极管D1与二极管D2；可以理解，图1中的D1即为二极管D1，C1即为电容C1，K1即为第一电子开关K1，其余以此类推，不再赘述；其余图亦不再赘述。例如，二极管D1的正极连接所述第一电源输入端，二极管D1的负极作为所述第一整流电路的第一输出端连接所述第一充放电路的第一输入端；二极管D2的负极连接所述第二电源输入端，二极管D2的正极作为所述第一整流电路的第二输出端连接所述第一充放电路的第二输入端。和/或，所述第二整流电路包括二极管D3与二极管D4；例如，二极管D3的正极连接所述第二电源输入端，二极管D3的负极作为所述第二整流电路的第一输出端连接所述第二充放电路的第一输入端；二极管D4的负极连接所述第一电源输入端，二极管D4的正极作为所述第二整流电路的第二输出端连接所述第二充放电路的第二输入端。这样，由于采用了K1、K2的组合，在控制电路的控制下，可根据输入电压的变化，可一次调整半级，有效地提高了电源的应用范围。同时提高了电源的效率和安全性。
例如，所述电子开关模块包括第一电子开关模块与第二电子开关模块；例如，第一电子开关模块包括其第一输入端、第一输出端、第二输入端与第二输出端；例如，第二电子开关模块包括其第一输入端、第一输出端、第二输入端与第二输出端。例如，所述电源输出端包括第一电源输出端与第二电源输出端。
参考图1，优选的，所述第一电子开关模块包括第三电子开关K3与第四电子开关K4；例如，第三电子开关K3的一端作为所述第一电子开关模块的第一输入端连接所述第一充放电路的第一输出端，第三电子开关K3的另一端作为所述第一电子开关模块的第一输出端连接所述第一电源输出端；例如，第四电子开关K4的一端作为所述第一电子开关模块的第二输入端连接所述第一充放电路的第二输出端，第四电子开关K4的另一端作为所述第一电子开关模块的第二输出端连接所述第二电源输出端；和/或，所述第二电子开关模块包括第五电子开关K5与第六电子开关K6；例如，第五电子开关K5的一端作为所述第二电子开关模块的第一输入端连接所述第二充放电路的第一输出端，第五电子开关K5的另一端作为所述第二电子开关模块的第一输出端连接所述第一电源输出端；第六电子开关K6的一端作为所述第二电子开关模块的第二输入端连接所述第二充放电路的第二输出端，第六电子开关K6的另一端作为所述第二电子开关模块的第二输出端连接所述第二电源输出端。
例如，所述第一电源输入端、所述储能电容、所述第一整流电路、所述第一充放电路、所述第一电子开关模块与所述第一电源输出端顺序连接；所述第二电源输入端、所述第二整流电路、所述第二充放电路、所述第二电子开关模块与所述第二电源输出端顺序连接。例如，所述第一电源输入端还通过所述储能电容与所述第二整流电路连接；所述第二电源输入端还与所述第一整流电路连接；例如，所述第一电源输入端通过所述储能电容分别连接所述第一整流电路的第一输入端与所述第二整流电路的第二输入端；所述第二电源输入端分别连接所述第一整流电路的第二输入端与所述第二整流电路的第一输入端。
例如，所述第一整流电路的第一输出端连接所述第一充放电路的第一输入端，所述第一整流电路的第二输出端连接所述第一充放电路的第二输入端；所述第一充放电路的第一输出端连接所述第一电子开关模块的第一输入端，所述第一充放电路的第二输出端连接所述第一电子开关模块的第二输入端；所述第一电子开关模块的第一输出端连接所述第一电源输出端，所述第一电子开关模块的第二输出端连接所述第二电源输出端。
例如，所述第二整流电路的第一输出端连接所述第二充放电路的第一输入端，所述第二整流电路的第二输出端连接所述第二充放电路的第二输入端；所述第二充放电路的第一输出端连接所述第二电子开关模块的第一输入端，所述第二充放电路的第二输出端连接所述第二电子开关模块的第二输入端；所述第二电子开关模块的第一输出端连接所述第一电源输出端，所述第二电子开关模块的第二输出端连接所述第二电源输出端。
例如，所述第一充放电路包括第一初级电路、开关控制电路与第一终极电路；参考图1，例如，所述开关控制电路设置第一电子开关K1与第二电子开关K2，第二电子开关K2的第一端与所述第一初级电路连接，第二电子开关K2的第二端与第一电子开关K1的第一端连接，第一电子开关K1的第二端分别与所述第一初级电路及所述第一终极电路连接。
优选的，所述第一初级电路包括二极管D8，以及串联的二极管D5与电容C1，其中，电容C1的第一端作为所述第一充放电路的第一输入端连接所述第一整流电路的第一输出端，二极管D5的正极作为所述第一充放电路的第二输入端连接所述第一整流电路的第二输出端。
例如，所述第一终极电路包括串联的二极管D16与电容C4；其中，二极管D16的负极连接电容C1的第一端，并且，二极管D16的负极作为所述第一充放电路的第一输出端连接所述第一电子开关模块的第一输入端；电容C4的第一端连接二极管D16的正极，并且，电容C4的第二端作为所述第一充放电路的第二输出端连接所述第一电子开关模块的第二输入端。
例如，二极管D8的正极连接于串联的二极管D5与电容C1之间的节点，二极管D8的负极连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点。
例如，所述开关控制电路包括串联的二极管D6、电容C2与第一电子开关K1，所述开关控制电路还包括第二电子开关K2与二极管D7；第二电子开关K2的第一端连接于串联的二极管D5与电容C1之间的节点，第二电子开关K2的第二端连接于串联的电容C2与第一电子开关K1之间的节点；二极管D7的正极连接于串联的二极管D6与电容C2之间的节点，二极管D7的负极连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点；电子开关K1的第二端连接电容C1的第一端，二极管D6的正极连接二极管D5的正极。即，第二电子开关K2的第一端分别与二极管D5的负极及电容C1的第二端连接，第二电子开关K2的第二端分别与电容C2的第一端及第一电子开关K1的第一端连接；二极管D7的正极分别与二极管D6的负极及电容C2的第二端连接，二极管D7的负极分别与电容C3的第一端及二极管D10的正极连接。
优选的，所述第一充放电路包括若干所述开关控制电路；其中，第一个开关控制电路的第二电子开关K2的第一端连接于串联的二极管D5与电容C1之间的节点，第一个开关控制电路的第一电子开关K1的第二端连接电容C1的第一端，第一个开关控制电路的二极管D6的正极连接二极管D5的正极；后一个开关控制电路的第二电子开关K2的第一端连接于前一个开关控制电路的串联的二极管D6与电容C2之间的节点；后一个开关控制电路的第一电子开关K1的第二端连接前一个开关控制电路的第一电子开关K1的第二端；后一个开关控制电路的二极管D6的正极连接前一个开关控制电路的二极管D6的正极。优选的，所述第一充放电路包括两个所述开关控制电路或者多个所述开关控制电路。
例如，请参阅图3，所述第一充放电路包括第一初级电路、两个开关控制电路与第一终极电路；二极管D1的负极作为所述第一整流电路的第一输出端连接所述第一充放电路的第一输入端即电容C1的第一端；二极管D2的正极作为所述第一整流电路的第二输出端连接所述第一充放电路的第二输入端即二极管D5的正极；二极管D8的正极连接于串联的二极管D5与电容C1之间的节点，二极管D8的负极连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点；第一个开关控制电路的第二电子开关K2a的第一端连接于串联的二极管D5与电容C1之间的节点，第一个开关控制电路的第一电子开关K1a的第二端连接电容C1的第一端，第一个开关控制电路的二极管D6a的正极连接二极管D5的正极；第二个开关控制电路的第二电子开关K2b的第一端连接于第一个开关控制电路的串联的二极管D6a与电容C2a之间的节点；第二个开关控制电路的第一电子开关K1b的第二端连接第一个开关控制电路的第一电子开关K1a的第二端；第二个开关控制电路的二极管D6b的正极连接第一个开关控制电路的二极管D6a的正极；第一个开关控制电路的二极管D7a的正极连接于串联的二极管D6与电容C2之间的节点，二极管D7a的负极连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点；第二个开关控制电路的二极管D7b的正极连接于串联的二极管D6与电容C2之间的节点，二极管D7b的负极连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点；可以理解，第一个开关控制电路、第二个开关控制电路、前一个开关控制电路、后一个开关控制电路及最后一个开关控制电路，均是根据其位置命名，例如，如图3所示，邻近第一初级电路的开关控制电路为第一个开关控制电路；邻近第一终极电路的开关控制电路为最后一个开关控制电路，以此类推。
例如，所述第一充放电路包括三个所述开关控制电路，第一个开关控制电路的第二电子开关K2的第一端连接于串联的二极管D5与电容C1之间的节点，第一个开关控制电路的第一电子开关K1的第二端连接电容C1的第一端，第一个开关控制电路的二极管D6的正极连接二极管D5的正极；第二个开关控制电路的第二电子开关K2的第一端连接于第一个开关控制电路的串联的二极管D6与电容C2之间的节点；第二个开关控制电路的第一电子开关K1的第二端连接第一个开关控制电路的第一电子开关K1的第二端；第二个开关控制电路的二极管D6的正极连接第一个开关控制电路的二极管D6的正极；第三个开关控制电路的第二电子开关K2的第一端连接于第二个开关控制电路的串联的二极管D6与电容C2之间的节点；第三个开关控制电路的第一电子开关K1的第二端连接第二个开关控制电路的第一电子开关K1的第二端；第三个开关控制电路的二极管D6的正极连接第二个开关控制电路的二极管D6的正极。各个所述开关控制电路中的二极管D7的负极均连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点；当存在第一次级电路时，各个所述开关控制电路中的二极管D7的负极均通过所述第一次级电路连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点；例如，各个所述开关控制电路中的二极管D7的负极均连接于串联的电容C3与二极管D10之间的节点，并且各个所述开关控制电路中的二极管D7的负极均通过电容C3连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点；即，各个所述开关控制电路中的二极管D7的负极均分别与电容C3的第一端及二极管D10的正极连接。包括N个所述开关控制电路的所述第一充放电路以此类推，这样，可以实现1/N的电压调节效果。
优选的，所述第一充放电路还包括第一次级电路；所述第一次级电路包括二极管D15，以及串联的二极管D9、电容C3与二极管D10；其中，二极管D9的正极连接二极管D5的正极，二极管D9的负极连接电容C3的第二端；二极管D10的负极连接电容C1的第一端，二极管D10的正极连接电容C3的第一端；二极管D15的正极连接于串联的二极管D9与电容C3之间的节点，二极管D15的负极连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点；二极管D7的负极通过电容C3连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点，并且，二极管D7的负极连接于串联的电容C3与二极管D10之间的节点；二极管D8的负极通过电容C3连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点，并且，二极管D8的负极连接于串联的电容C3与二极管D10之间的节点。
优选的，所述第二充放电路包括第二初级电路、第二次级电路与第二终极电路；例如，所述第二初级电路包括二极管D18，以及串联的二极管D17与电容C5，其中，电容C5的第一端作为所述第二充放电路的第一输入端连接所述第二整流电路的第一输出端，二极管D17的正极作为所述第二充放电路的第二输入端连接所述第二整流电路的第二输出端；例如，所述第二终极电路包括串联的电容C7与二极管D22；其中，二极管D22的负极连接电容C5的第一端，并且，二极管D22的负极作为所述第二充放电路的第一输出端连接所述第二电子开关模块的第一输入端；电容C7的第二端连接二极管D17的正极，并且，电容C7的第二端作为所述第二充放电路的第二输出端连接所述第二电子开关模块的第二输入端；例如，所述第二次级电路包括二极管D21，以及串联的二极管D20、电容C6与二极管D19；其中，二极管D20的正极连接二极管D17的正极，二极管D20的负极连接电容C6的第二端；二极管D19的负极连接电容C5的第一端，二极管D19的正极连接电容C6的第一端；其中，二极管D18的正极连接于串联的二极管D17与电容C5之间的节点，二极管D18的负极连接于串联的电容C6与二极管D19之间的节点；例如，二极管D21的正极连接于串联的二极管D20与电容C6之间的节点，二极管D21的负极连接于串联的电容C7与二极管D22之间的节点。即，二极管D18的正极分别与二极管D17的负极及电容C5的第二端连接，二极管D18的负极分别与电容C6的第一端及二极管D19的正极连接；二极管D21的正极分别与二极管D20的负极与电容C6的第二端连接，二极管D21的负极分别与二极管D22的正极与电容C7的第一端连接。
优选的，所述第二充放电路包括若干所述第二次级电路；其中，二极管D18的负极连接于第一个第二次级电路的串联的电容C6与二极管D19之间的节点；前一个第二次级电路的二极管D21的负极连接后一个第二次级电路的串联的电容C6与二极管D19之间的节点；最后一个第二次级电路的二极管D21的负极连接串联的电容C7与二极管D22之间的节点。例如，所述第二充放电路包括两个所述第二次级电路；其中，二极管D18的负极连接于第一个第二次级电路的串联的电容C6与二极管D19之间的节点；第一个第二次级电路的二极管D21的负极连接第二个第二次级电路的串联的电容C6与二极管D19之间的节点；第二个第二次级电路的二极管D21的负极连接串联的电容C7与二极管D22之间的节点。其它数量的第二次级电路以此类推即可。
其中，电容种类不限，可采用现有各种电容，例如，电容为固定电容；例如，电容为电解电容；本领域技术人员可以根据实际情况选用合适的电容。例如，电容的第一端为电容的正极，例如，电容C5的第一端为电容C5的正极，电容C7的第一端为电容C7的正极，以此类推。又如，电容的第一端为电容的负极，例如，电容C5的第一端为电容C5的负极，电容C7的第一端为电容C7的负极，以此类推。本领域技术人员可以根据实际情况设计和调整电容的第一端为电容的正极或负极。
例如，一种精细调整的电容储能式AC-DC电源，包括顺序连接的电源输入端、整流电路、充放电路、电子开关模块与电源输出端；请参考图1，所述电源输入端包括第一电源输入端A与第二电源输入端B；所述整流电路包括第一整流电路110与第二整流电路210；所述充放电路包括第一充放电路120与第二充放电电路220；所述电子开关模块包括第一电子开关模块130与第二电子开关模块230；所述电源输出端包括第一电源输出端C与第二电源输出端D；所述第一电源输入端、所述第一整流电路、所述第一充放电路、所述第一电子开关模块与所述第一电源输出端顺序连接；所述第二电源输入端、所述第二整流电路、所述第二充放电路、所述第二电子开关模块与所述第二电源输出端顺序连接；所述第一充放电路包括第一初级电路、开关控制电路、第一次级电路与第一终极电路；所述第一初级电路包括串联的二极管D5与电容C1，其中，电容C1的第一端作为所述第一充放电路的第一输入端连接所述第一整流电路的第一输出端，二极管D5的正极作为所述第一充放电路的第二输入端连接所述第一整流电路的第二输出端；所述第一终极电路包括串联的二极管D16与电容C4；其中，二极管D16的负极连接电容C1的第一端，并且，二极管D16的负极作为所述第一充放电路的第一输出端连接所述第一电子开关模块的第一输入端；电容C4的第一端连接二极管D16的正极，并且，电容C4的第二端作为所述第一充放电路的第二输出端连接所述第一电子开关模块的第二输入端；所述第一次级电路包括串联的二极管D9、电容C3与二极管D10；其中，二极管D9的正极连接二极管D5的正极，二极管D9的负极连接电容C3的第二端；二极管D10的负极连接电容C1的第一端，二极管D10的正极连接电容C3的第一端；所述第一充放电路还包括二极管D8与二极管D15(亦可理解为所述第一初级电路包括二极管D8以及所述第一次级电路包括二极管D15)；其中，二极管D8的正极连接于串联的二极管D5与电容C1之间的节点，二极管D8的负极连接于串联的电容C3与二极管D10之间的节点；二极管D15的正极连接于串联的二极管D9与电容C3之间的节点，二极管D15的负极连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点；所述开关控制电路包括串联的二极管D6、电容C2与第一电子开关K1，所述开关控制电路还包括第二电子开关K2与二极管D7；第二电子开关K2的第一端连接于串联的二极管D5与电容C1之间的节点，第二电子开关K2的第二端连接于串联的电容C2与第一电子开关K1之间的节点；二极管D7的正极连接于串联的二极管D6与电容C2之间的节点，二极管D7的负极连接于串联的电容C3与二极管D10之间的节点；二极管D6的正极连接二极管D5的正极，第一电子开关K1的第二端连接电容C1的第一端。其中，电容C1亦可称为第一电容，电容C2亦可称为第二电容，二极管D1亦可称为第一二极管，二极管D2亦可称为第二二极管，以此类推。上述电容储能式AC-DC电源的精细调整电源电路，包括储能电容C0，整流电路，充放电电路，两电子开关K1、K2以及同步开关K3、K4、K5、K6。K1、K2串联，通过控制K1、K2的不同的通断状态，既可实现C1、C2的串联与并联状态，还可以实现C1、C2的退出运行。这样就实现了如下三种运行状态：C1整级充电工作，对外是一级；C1、C2并联充电，串联放电，对外是半级；C1、C2不工作，对外是0级。
可以理解，当设置一组开关控制电路时，本发明的充放电电路采用了输入电压可增减半级，当设置多组开关控制电路时，本发明的充放电电路采用了输入电压可增减1/N级，从而在输出电压一定的前提下，有效地扩大了它对输入电压的适用范围，使得96V输出的电容可以在输入电压180V-240V工作，进一步地，理论上，可扩大至输出任何电压的电源都适用。这样，可实现多级变压充电，能满足有更高输出电压需求的电容储能式AC-DC电源，比如输出电压为96V或120V等。本发明有效地扩大了电容储能式AC-DC电源对输入电压的适用范围，从而可以根据输入电压精细地进行自动内部调整，在充电时，可满足多级电压调整的使用需要，解决了背景技术的相关专利文件所存在的问题，可以实现1/2甚至1/N地去调整。例如，在实际使用中，本发明对铅酸电瓶，尤其是老化电瓶，硫化电瓶有明显的修复作用，经多次测试，对“放坏”的电瓶充电之后，电瓶能恢复90％的原电容。
并且，采用这样的结构设计，使得本发明的各实施例所述电源的成本比市场上一般的电源的成本明显降低，以输出96V的储能式电容为例，成本至少降低80％。
例如，通过K1、K2之间的通断组合，可实现调整到1级，半级、零级。K1、K2的通断由控制电路控制，如图2所示，能够通过K1至K6的开关实现不同的输出。当输入电压>＝220V时，K1、K2常断开，这时它就形成了第一充放电路(亦可称为上充放电电路)，参考图1，由C0、D1、C1、D8、C3、D15、C14、D2等完成充电。这样，所述电容储能式AC-DC电源对外呈现三级串联充电，能够输出半级即1/2的电压；以此类推，请参考图4，第一充放电路可以包括两个开关控制电路，第一个开关控制电路包括串联的二极管D6a、电容C2a与第一电子开关K1a，以及第二电子开关K2a与二极管D7a，第二个开关控制电路包括串联的二极管D6b、电容C2b与第一电子开关K1b，以及第二电子开关K2b与二极管D7b，从而能够输出1/2或1/3的电压；具体连接关系如前所述及参阅图4可知，在此不再赘述。以此类推，第一充放电路可以包括三个、四个或者N个开关控制电路，从而能够实现AC-DC电源的精细调整，能够输出1/N的电压。
下面举例具体分析所述电容储能式AC-DC电源的设计。整流电路连接于交流电压输入端Vin的连接端A、B，用于为交流电进行全波整流。其中，全波整流是由两个独立的半波整流组成。例如，所述电源还包括储能电容C0与充放电电路，所述储能电容C0串联于交流电压输入端Vin的连接端A与半波整流电路之间，所述的充放电路包括第一充放电电路与第二充放电电路，所述第一充放电路、第二充放电路分别与两个半波整流电路连接，即第一充放电路与第一个半波整流电路连接，第二充放电路与第二个半波整流电路连接。K1、K2串连后连接于第一充放电路；通过K1、K2通与断之间的组合控制，即可实现每次调整半级。
例如，第一个半波整流电路由整流二极管D1、D2组成，第二个半波整流电路由整流二极管D3、D4组成，所述的电子开关电路模块，包括电子开关K3、K4，另一组电子开关包括K5、K6，整流二极管D1的阳极通过C0，整流二极管D2的阴极分别与电压输入端Vin的两端A、B连接，二极管D1的阴极、D2的阳极分别与电子开关中的K3，K4的一端相连，负载的两端连接于K3，K4的另一端；即负载的两端分别连接用于输出的连接端C与D。
另一组整流二极管D3向阳极接D2的阳极，D4的阴极接D1的阳极，二极管D3的阴极，D4的阴极分别与另一组电子开关K5、K6一端相连，负载的两端连接于K5、K6的另一端。
例如，所述第一充放电路包括电容C1、C2、C3、C4；以及二极管D5、D6、D7、D8、D9、D10。例如，电容C1的一端与D5的阴极、D8的阳极、电子开关K2的一端相连；C1的另一端、K1的一端、D10和D16的阴极与D1的阴极相连，C2的一端和K1、K2串联点相连，另一端和D6的阴极、D7的阳极相连；C3的一端与D7、D8的阴极、D10的阳极相连，另一端D9的阳极和D8相连。
例如，所述第二充放电路包括C5、C6及二极管D11、D12、D13。例如，C5的一端与D13、D3的阴极相连，另一端与D11阴极D12阳极相连。C6的一端与D12阴极，D13阳极相连，另一端与D9、D12的阳极相连。
例如，电容储能式AC-DC电源包括储能电容C0、整流电路、充放电电路、用于精细调整的电子开关K1、K2，以及输出同步开关K3、K4、K5、K6，整流电路连接于交流电源的输入端A、B，用于为交流输入电压进行全波整流，所述的整流电路包括第一半波整流电路110和第二半波整流电路210；所述的储能电容C0串联连接于交流电压输入端Vin的连接端A与第一半波整流电路110之间。所述充放电路包括第一充放电电路110与第二充放电路220，第一充放电路、第二充放电路分别与第一半波整流电路110、第二半波整流电路210连接；例如，所述充放电路中的各电容的电性参数相同。所述电子开关模块K3、K4、K5、K6分别与充放电路和负载连接。
例如，所述第一充放电路由电容，二极管，电子开关K1、K2组成，其中C3、C4充电时为串联，放电时为并联。而C1、C2可工作在以下三种状态。
(1)充电时并联，放电时为串联。
(2)也可以C1工作，C2不工作，这样就形成了C1、C3、C4串联充电，并联放电；
(3)C1、C2都不工作，第一放电电路就构成了由C3、C4串联充电，并联放电，K1、K2的通断状态由控制器控制。
结合电路分析，当A、B端输入电压V输入<＝200V时，电子开关自动调整为K1常通、K2常通，这时交流正半周时，电流经C0、D1、K1、K2、D8、C3、D15、C4、D2形成串联充电。这样，第一充放电电路就形成了C3、C4二级串联充电，并联放电。当V输入>＝200V且V输入<＝220V时，电子开关自动调整为：正半周时K1通、K2断，负半周时，K1断、K2通；这样就形成了并联充电，串联放电；由于C1、C2并联充电时，电容量2倍于C3或C4，那么，它们两端的电压为C3或C4的1/2，对外显示相当于1/2级，这样第一充放电路对外显示2级半；放电时C1、C2两端电压相加后等于C3或C4端的电压。此时，放电电流是C3或C4的1/2。
当V输入>＝220V时，电子开关自动调整为：K1、K2常断，此时，正半周时电流经C0、D1、C1、D8、C3、D15、C4、D2成三级串联充电，并联充电。
综上所述，由于引入了K1、K2，第一充放电电路随着电压的变化，充放电级数可自动调整，可调整为一次半级或者一次1/N级，这样就有效改变了当电源用于72V以上的电源时，输入电压下降到一定值时，输出电流太小，而调整一级又太大的现象，这样就可以适应任何输入电压的电源。可以理解，当引入N个开关控制电路时，可以调整一次1/(N+1)级的输入电压。这样，由于采用电子开关K1、K2，在输入电压变化时自动调整主充放电电路的级数，并且可以做到每次调整半级或者1/N级(N取1、2、3……自然数)，从而可以实现精细调整。
又如，本发明的实施例还包括一种充电器，其包括上述任一实施例所述电容储能式AC-DC电源，以提供多级充电。目前的充电器主要有三种，包括开关电源式、变压器式与脉冲式。本发明涉及的充电器是真正的脉冲式，具有频率低，损耗少，效率高，使用寿命长的效果；并且，能自动适应输入电压变化这一特性也使得本发明涉及的充电器的可靠性大幅提高。
进一步地，本发明的实施例还包括，上述各实施例的各技术特征，相互组合形成的精细调整的电容储能式AC-DC电源及采用该精细调整的电容储能式AC-DC电源的充电器，精细调整的电容储能式AC-DC电源亦可称为多级调整的电容储能式AC-DC电源、多级调整的电容储能式电源、电容储能式AC-DC电源或者电容储能式电源；还可以称为电容储能式AC-DC的精细调整电源的电路结构。
需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种精细调整的电容储能式AC-DC电源，包括储能电容，以及顺序连接的电源输入端、整流电路、充放电路、电子开关模块与电源输出端；
所述电源输入端包括第一电源输入端与第二电源输入端；
所述整流电路包括第一整流电路与第二整流电路；
所述充放电路包括第一充放电路与第二充放电电路；
所述电子开关模块包括第一电子开关模块与第二电子开关模块；
所述电源输出端包括第一电源输出端与第二电源输出端；
所述第一电源输入端、所述储能电容、所述第一整流电路、所述第一充放电路、所述第一电子开关模块与所述第一电源输出端顺序连接；
所述第二电源输入端、所述第二整流电路、所述第二充放电路、所述第二电子开关模块与所述第二电源输出端顺序连接；
其特征在于，所述第一充放电路包括第一初级电路、开关控制电路与第一终极电路；
所述开关控制电路设置第一电子开关K1与第二电子开关K2，第二电子开关K2的第一端与所述第一初级电路连接，第二电子开关K2的第二端与第一电子开关K1的第一端连接，第一电子开关K1的第二端分别与所述第一初级电路及所述第一终极电路连接。
2.根据权利要求1所述电容储能式AC-DC电源，其特征在于，
所述第一初级电路包括二极管D8，以及串联的二极管D5与电容C1，其中，电容C1的第一端作为所述第一充放电路的第一输入端连接所述第一整流电路的第一输出端，二极管D5的正极作为所述第一充放电路的第二输入端连接所述第一整流电路的第二输出端；
所述第一终极电路包括串联的二极管D16与电容C4；其中，二极管D16的负极连接电容C1的第一端，并且，二极管D16的负极作为所述第一充放电路的第一输出端连接所述第一电子开关模块的第一输入端；电容C4的第一端连接二极管D16的正极，并且，电容C4的第二端作为所述第一充放电路的第二输出端连接所述第一电子开关模块的第二输入端；
二极管D8的正极连接于串联的二极管D5与电容C1之间的节点，二极管D8的负极连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点；
所述开关控制电路包括串联的二极管D6、电容C2与第一电子开关K1，所述开关控制电路还包括第二电子开关K2与二极管D7；第二电子开关K2的第一端连接于串联的二极管D5与电容C1之间的节点，第二电子开关K2的第二端连接于串联的电容C2与第一电子开关K1之间的节点；二极管D7的正极连接于串联的二极管D6与电容C2之间的节点，二极管D7的负极连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点；电子开关K1的第二端连接电容C1的第一端，二极管D6的正极连接二极管D5的正极。
3.根据权利要求2所述电容储能式AC-DC电源，其特征在于，所述第一充放电路包括若干所述开关控制电路；其中，
第一个开关控制电路的第二电子开关K2的第一端连接于串联的二极管D5与电容C1之间的节点，第一个开关控制电路的第一电子开关K1的第二端连接电容C1的第一端，第一个开关控制电路的二极管D6的正极连接二极管D5的正极；
后一个开关控制电路的第二电子开关K2的第一端连接于前一个开关控制电路的串联的二极管D6与电容C2之间的节点；
后一个开关控制电路的第一电子开关K1的第二端连接前一个开关控制电路的第一电子开关K1的第二端；
后一个开关控制电路的二极管D6的正极连接前一个开关控制电路的二极管D6的正极。
4.根据权利要求3所述电容储能式AC-DC电源，其特征在于，所述第一充放电路包括两个所述开关控制电路。
5.根据权利要求2所述电容储能式AC-DC电源，其特征在于，所述第一充放电路还包括第一次级电路；
所述第一次级电路包括二极管D15，以及串联的二极管D9、电容C3与二极管D10；其中，二极管D9的正极连接二极管D5的正极，二极管D9的负极连接电容C3的第二端；二极管D10的负极连接电容C1的第一端，二极管D10的正极连接电容C3的第一端；
二极管D15的正极连接于串联的二极管D9与电容C3之间的节点，二极管D15的负极连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点；
二极管D7的负极通过电容C3连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点，并且，二极管D7的负极连接于串联的电容C3与二极管D10之间的节点；
二极管D8的负极通过电容C3连接于串联的电容C4与二极管D16之间的节点，并且，二极管D8的负极连接于串联的电容C3与二极管D10之间的节点。
6.根据权利要求2所述电容储能式AC-DC电源，其特征在于，所述第二充放电路包括第二初级电路、第二次级电路与第二终极电路；
所述第二初级电路包括二极管D18，以及串联的二极管D17与电容C5，其中，电容C5的第一端作为所述第二充放电路的第一输入端连接所述第二整流电路的第一输出端，二极管D17的正极作为所述第二充放电路的第二输入端连接所述第二整流电路的第二输出端；
所述第二终极电路包括串联的电容C7与二极管D22；其中，二极管D22的负极连接电容C5的第一端，并且，二极管D22的负极作为所述第二充放电路的第一输出端连接所述第二电子开关模块的第一输入端；电容C7的第二端连接二极管D17的正极，并且，电容C7的第二端作为所述第二充放电路的第二输出端连接所述第二电子开关模块的第二输入端；
所述第二次级电路包括二极管D21，以及串联的二极管D20、电容C6与二极管D19；其中，二极管D20的正极连接二极管D17的正极，二极管D20的负极连接电容C6的第二端；二极管D19的负极连接电容C5的第一端，二极管D19的正极连接电容C6的第一端；
其中，二极管D18的正极连接于串联的二极管D17与电容C5之间的节点，二极管D18的负极连接于串联的电容C6与二极管D19之间的节点；
二极管D21的正极连接于串联的二极管D20与电容C6之间的节点，二极管D21的负极连接于串联的电容C7与二极管D22之间的节点。
7.根据权利要求6所述电容储能式AC-DC电源，其特征在于，所述第二充放电路包括若干所述第二次级电路；其中，
二极管D18的负极连接于第一个第二次级电路的串联的电容C6与二极管D19之间的节点；
前一个第二次级电路的二极管D21的负极连接后一个第二次级电路的串联的电容C6与二极管D19之间的节点；
最后一个第二次级电路的二极管D21的负极连接串联的电容C7与二极管D22之间的节点。
8.根据权利要求2所述电容储能式AC-DC电源，其特征在于，所述第一整流电路包括二极管D1与二极管D2；
二极管D1的正极连接所述第一电源输入端，二极管D1的负极作为所述第一整流电路的第一输出端连接所述第一充放电路的第一输入端；
二极管D2的负极连接所述第二电源输入端，二极管D2的正极作为所述第一整流电路的第二输出端连接所述第一充放电路的第二输入端；
和/或，所述第二整流电路包括二极管D3与二极管D4；
二极管D3的正极连接所述第二电源输入端，二极管D3的负极作为所述第二整流电路的第一输出端连接所述第二充放电路的第一输入端；
二极管D4的负极连接所述第一电源输入端，二极管D4的正极作为所述第二整流电路的第二输出端连接所述第二充放电路的第二输入端。
9.根据权利要求2所述电容储能式AC-DC电源，其特征在于，所述第一电子开关模块包括第三电子开关K3与第四电子开关K4，所述第二电子开关模块包括第五电子开关K5与第六电子开关K6；
第三电子开关K3的一端作为所述第一电子开关模块的第一输入端连接所述第一充放电路的第一输出端，第三电子开关K3的另一端作为所述第一电子开关模块的第一输出端连接所述第一电源输出端；
第四电子开关K4的一端作为所述第一电子开关模块的第二输入端连接所述第一充放电路的第二输出端，第四电子开关K4的另一端作为所述第一电子开关模块的第二输出端连接所述第二电源输出端；
第五电子开关K5的一端作为所述第二电子开关模块的第一输入端连接所述第二充放电路的第一输出端，第五电子开关K5的另一端作为所述第二电子开关模块的第一输出端连接所述第一电源输出端；
第六电子开关K6的一端作为所述第二电子开关模块的第二输入端连接所述第二充放电路的第二输出端，第六电子开关K6的另一端作为所述第二电子开关模块的第二输出端连接所述第二电源输出端。
10.一种充电器，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述电容储能式AC-DC电源。
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