CN111009944A - 一种充电模块与充电系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种充电模块与充电系统，涉及无人机充电技术领域。充电模块包括汇流模块与至少两个充电模组，汇流模块中包括多个开关模组与至少两个输出端口，每个开关模组均与一个充电模组与一个输出端口电连接，每个充电模组内均包括CPU，CPU与开关模组电连接；至少两个输出端口用于连接一个或多个待充电设备；至少两个充电模组用于通过开关模组为待充电设备供电，CPU用于控制开关模组的工作状态，以调节充电模组的充电模式。本申请提供的充电模块与充电系统具有充电方式更加灵活、充电更加方便的优点。

Description

一种充电模块与充电系统

技术领域

本申请涉及无人机充电技术领域，具体而言，涉及一种充电模块与充电系统。

背景技术

无人驾驶飞机简称“无人机”，英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作。目前无人机广泛应用于在航拍、农业、植保、微型自拍、快递运输、灾难救援、观察野生动物、监控传染病、测绘、新闻报道、电力巡检、救灾等行业。

在无人机的运行中，续航能力至关重要，尤其对于应用于农业的无人机，由于其每次作业时间较长，因此其续航能力严重影响着农业生产效率。

为了提升农业生产效率，目前普遍采用的方式为增大无人机电池的续航时间，或在作业现场为无人机进行充电。然而，增大无人机电池的续航时间，一般需要质量更好的电池，导致使用成本的提升，因此目前普遍采用在作业现场为无人机进行充电的方式提升无人机的续航能力。

然而，目前在作业现场为农业无人机进行充电的方式为利用固定端口进行充电，该充电方式并不灵活，且充电时间较长，在实际使用过程中存在充电不方便的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种充电模块与充电系统，以解决现有技术中充电不方便的问题。

为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供了一种充电模块，所述充电模块包括汇流模块与至少两个充电模组，所述汇流模块中包括多个开关模组与至少两个输出端口，每个所述开关模组均与所述充电模组以及所述输出端口电连接，每个所述充电模组内均包括CPU，所述CPU与所述开关模组电连接；

所述至少两个输出端口用于连接至少一个目标待充电设备；

所述至少两个充电模组用于通过所述开关模组为所述待充电设备供电，所述CPU用于控制所述开关模组的工作状态，以调节所述充电模组的充电模式。

第二方面，本申请提供了一种充电系统，所述充电系统包括发电机与上述的充电模块，所述发电机与所述充电模组电连接，所述充电模组用于通过所述发电机产生的电能为所述待充电设备进行充电。相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请提供了一种充电模块与充电系统，该充电模块包括汇流模块与至少两个充电模组，汇流模块中包括多个开关模组与至少两个输出端口，每个开关模组均与充电模组以及输出端口电连接，每个充电模组内均包括CPU，CPU与开关模组电连接；至少两个输出端口用于连接至少一个目标待充电设备；至少两个充电模组用于通过开关模组为待充电设备供电，CPU用于控制开关模组的工作状态，以调节充电模组的充电模式。一方面，由于本申请提供的汇流模块具有多个输出端口，因此其能够实现为一个或多个待充电设备同时充电，充电方式更加灵活。另一方面，由于能够通过CPU控制汇流模块的工作状态，进而调节充电模组的充电模式，因此用户可以根据自己的需求选择合适的充电模式，使充电方式更加灵活；同时用户能够选择充电时间更短的充电模式，使得充电更加方便。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本申请实施例提供的充电模块的一种方框图。

图2为本申请实施例提供的充电模块的充电模式示意图。

图3为本申请实施例提供的汇流模块的方框图。

图4为本申请实施例提供的多绕组变压器的方框图。

图5为本申请实施例提供的充电模块的另一种方框图。

图6为本申请实施例提供的充电模组的一种方框图。

图7为本申请实施例提供的电源转换电路的方框图。

图8为本申请实施例提供的充电模组的部分电路示意图。

图9为本申请实施例提供的驱动芯片的方框图。

图10为本申请实施例提供的电流采集电路的方框图。

图中：100-充电模块；110-充电模组；111-电源转换电路；1111-总线；1112-输入电容；112-第一驱动电路；113-第二驱动电路；114-上半桥；115-下半桥；116-第一电感；117-第二电感；118-输出电容；119-驱动芯片；120-CPU；121-第一电流采集电路；122-第二电流采集电路；130-汇流模块；150-供电模块。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

正如背景技术中所述，为了提升农业生产效率，目前普遍采用的方式为增大无人机电池的续航时间，或在作业现场为无人机进行充电。然而，增大无人机电池的续航时间，一般需要质量更好的电池，导致使用成本的提升，因此目前普遍采用在作业现场为无人机进行充电的方式提升无人机的续航能力。然而，目前在作业现场为农业无人机进行充电的方式为利用固定端口进行充电，该充电方式并不灵活，且充电时间较长，在实际使用过程中存在充电不方便的问题。例如，用户无法通过充电电路为多个无人机进行充电。

有鉴于此，本申请提供了一种充电电路，通过在汇流模块设置开关模组与输出端口，且通过CPU(central processing unit，中央处理器)控制开关模组的工作状态的方式，实现调节充电模组的充电模式。使得充电方式更加灵活，用户能够选择更快的充电方式的效果。

下面对本申请提供的充电模块进行示例性说明，可以理解的，本申请提供的充电模块可以应用于无人机充电场景，也可以应用于为其它设备充电时的场景，本申请并不对充电模块的使用领域与具体使用场景进行限定。

作为一种可选的实现方式，请参阅图1，充电模块100包括汇流模块130与至少两个充电模组110，汇流模块130中包括多个开关模组与至少两个输出端口，每个开关模组均与充电模组110以及输出端口电连接，每个充电模组110内均包括CPU120，CPU120与开关模组电连接。该至少两个输出端口用于连接至少一个目标待充电设备，且该至少两个充电模组110用于通过开关模组为待充电设备供电，CPU120用于控制开关模组的工作状态，以调节充电模组110的充电模式。

需要说明的是，本申请提供的充电模组110的数量可根据现场实际需求以及充电系统进行设置，可以理解地，充电模组110的数量越多，其能够供给电流分配模块的功率越大，使得电流分配模块给待充电设备的供电功率更大或能够同时给更多的待充电设备同时进行充电。然而，增大充电模组110的数量，会同时增大充电系统的体积。因此，在实际制造过程中，可根据实际工况选择合适数量的充电模组110。本申请以充电模块100中包含2个充电模组110，且2个充电模组110分为命名为充电模组1与充电模组2为例进行说明。

还需要的说明的是，开关模组与输出端口的数量也可以根据实际工况进行设置，且开关模组、输出端口的数量与充电模组110的数量可以相等也可以不等，例如，充电模组110的数量与输出端口的数量均为2个，开关模组的数量为4个；或充电模组110的数量为2个，输出端口的数量为4个。开关模组的数量为8个。为方便说明，本申请实施例中以输出端口的数量为2个，充电模组110的数量也为2个，且开关模组的数量为4个为例进行说明。

同时，本申请中所述的开关模组的工作状态，指开关模组受CPU120的控制处于关断状态或处于导通状态，进而使充电模组110能够通过汇流模块130为目标待充电设备进行充电。其中，作为本申请一种可能的实现方式，充电模组1中的CPU120控制开关模组的关断，进而使充电模组1与充电模组2将能量输出至输出端口a、或输出至输出端口b，或同时输出至输出端口a与输出端口b。当然地，本申请另一种可能的实现方式，也可通过充电模组2中的CPU120控制开关模组的关断，进而使充电模组1与充电模组2将能量输出至输出端口a、或输出至输出端口b，或同时输出至输出端口a与输出端口b，本申请对此并不做任何限定。

基于上述能量输出方式，请参阅图2，本申请提供的充电模块100的充电模式可以分为快充模式与慢充模式。其中，当充电模组1与充电模组2提供的电能同时为输出端口a或输出端口b供电时，充电模块100处于快充模式。当充电模组1为输出端口a供电，充电模组2为输出端口b供电时，充电模块100处于慢充模式。用户能够根据实际需求选择合适的模式，充电方式更加灵活。例如，当用户需要尽快为待充电设备充满电，以使待充电设备能够继续工作时，可选择快充模式进行充电；当用户需要同时为2个待充电设备进行充电时，则可选择慢充模式进行充电。

通过本申请提供的充电模块100，能够使用户的充电方式更加灵活，并且，用户可以选择快充模式进行充电，进而能够减小现场充电时间，使用更加方便。

下面对于本申请提供的汇流模块130进行示例性说明。

可选地，开关模组中包括MOS管或三极管等开关器件，并通过开关器件的导通与断开实现充电模式的变换。本申请以开关模组中包括NMOS管为例进行说明，当然地，在实际使用过程中也可采用PMOS管进行电路设计，本申请对此不做限定。

同时，为了便于驱动MOS管的导通与截止，充电模组110还包括多路隔离驱动电路，该多路隔离驱动电路均与CPU120电连接，且每路隔离驱动电路均与一个开关模组电连接。同时CPU120用于通过隔离驱动电路控制开关模组的工作状态。

作为一种可选的实现方式，每个开关模组均包括第一MOS管、第二MOS管、第一电阻以及第二电阻，第一MOS管的栅极与第一电阻连接，第一MOS管的漏极与充电模组110电连接，第一MOS管的源极与第二MOS管的源极连接，且同时连接于虚拟地，第二MOS管的漏极与输出端口连接，第二MOS管的栅极与第二电阻连接，第一电阻与第二电阻均与隔离驱动电路连接。

并且，请参阅图3，本申请提供的开关模组为4个，分别为开关模组A、开关模组B、开关模组C以及开关模组D，其中，开关模组A分别与充电模组1、输出端口a连接，开关模组B分别与充电模组1、输出端口b连接，开关模组B分别与充电模组2、输出端口a连接，开关模组B分别与充电模组2、输出端口b连接。

同时，为了达到更加稳定运行的效果，每个开关模组均可采用并联形式的两个模组，例如，开关模组A中包括开关模组A1与开关模组A2，开关模组B中包括开关模组B1与开关模组B2，本申请对此并不做限定。

可以理解地，当CPU120通过隔离驱动电路控制开关模组A闭合，同时控制开关模组C闭合，则整个充电模块100通过输出端口a进行快充，当CPU120通过隔离驱动电路控制开关模组B闭合，同时控制开关模组C闭合，则整个充电模块100通过输出端口a与输出端口a进行慢充。

作为一种可选的实现方式，请参阅图4图5，充电模块100还包括供电模块150与多绕组变压器，其中，供电模块150与输入电源(电机输出的电源)、多绕组变压器以及每个充电模组110电连接。供电模块150用于将输入电源通过多绕组变压器转换为多路输出，以分别为每个充电模组110中的芯片以及多绕组变压器供电。

其中，隔离驱动电路包括光耦、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三MOS管以及第四MOS管，其中光耦包括发光二极管与受光三极管，光耦的发光二极管与CPU120连接，光耦的受光三级管分别与第三电阻、第四电阻以及多绕组变压器的一路输出连接，且第三电阻接地，第四电阻分别与第三MOS管、第四MOS管的栅极连接，第三MOS管的漏极与多绕组变压器的一路输出连接，第四MOS管的漏极接地，第三MOS管与第四MOS管的源极连接，且第三MOS管与第四MOS管的连接点还与开关模组连接。当CPU120向光耦发送启动信号时，受光三极管导通，进而使第三MOS管与第四MOS管导通，隔离驱动电路向对应的开关模组输出高电平，进而使对应的开关模组导通。

通过CPU120控制汇流模块130中不同开关模组的导通与断开，能够实现控制整个充电模块100的充电模式的效果。

作为一种可选的实现方式，每个充电模组110的内部电路均相同，请参阅图6，每个充电模组110均包括电源转换电路111、第一驱动电路112、第二驱动电路113、上半桥114、下半桥115、第一电感116、第二电感117以及输出电容118，第一驱动电路112、上半桥114以及第一电感116依次电连接，第二驱动电路113、下半桥115以及第二电感117依次电连接，第一电感116、第二电感117均与输出电容118、电流分配模块电连接，上半桥114与下半桥115均连接于电源转换电路111的电源端口，且上半桥114、下半桥115以及输出电容118均接地。下面对每个充电模组110内部电路的工作原理进行示例性说明。

其中，电源转换电路111与发电机连接，由于发电机的输出电压较大，因此需要利用电源转换电路111将输入电源的电压转换为目标电压，并将转换电压后的电能输出至上半桥114与下半桥115。其中，目标电压可以为一确定值，也可以为一范围值，例如，目标电压可以为150V；当然地，也可定义100V-150V范围内的电压均为目标电压。

作为一种可选的实现方式，请参阅图7，本申请提供的电源转换电路111包括总线1111与输入电容1112，输入电源连接于总线1111，输入电容1112也连接于总线1111，且输入电容1112接地，以通过输入电容1112实现电压的缓冲。

其中，输入电容1112的数量可以为一个也可以为多个，其中电容的一端与总线1111连接，另一端直接接地。当然地，电容也可以与MOS管连接，并通过MOS管间接接地。当发电机工作时，其产生的电能输入至电源转换电路111。当MOS管导通后，输入的电能一部分经总线1111后输出，为上半桥114与下半桥115供电；另一部分为输入电容1112充电，进而利用输入电容1112实现电能的缓冲。

同时，第一驱动电路112用于驱动上半桥114周期性的导通，第二驱动电路113用于同步驱动下半桥115周期性的导通，以使上半桥114与下半桥115周期性地处于第一状态与第二状态；当上半桥114与下半桥115处于第一状态时，上半桥114与下半桥115为电流分配模块供电，并为第一电感116、第二电感117以及输出电容118充电；当上半桥114与下半桥115处于第二状态时，第一电感116、第二电感117以及输出电容118为电流分配模块供电。

需要说明的是，为了实现稳定输出目标电流，进而为待充电设备进行充电的效果，上半桥114与下半桥115的电路相同，且上半桥114与下半桥115的状态需要一致，即当上半桥114处于第一状态时，下半桥115也需要同步处于第一状态；当上半桥114处于第二状态时，下半桥115也需要同步处于第二状态。

作为一种可选的实现方式，上半桥114与下半桥115均包括第一桥臂与第二桥臂，上半桥114的第一桥臂与第二桥臂均与第一驱动电路112电连接，下半桥115的第一桥臂与第二桥臂均与第二驱动电路113电连接，且上半桥114与下半桥115的第一桥臂连接于电源端口，上半桥114与下半桥115的第二桥臂接地。

在该实现方式下，第一状态指上半桥114与下半桥115的第一桥臂导通，且上半桥114与下半桥115的第二桥臂断开时的状态。第二状态指上半桥114与下半桥115的第一桥臂断开，且上半桥114与下半桥115的第二桥臂导通时的状态。

其中，可选地，上半桥114的第一桥臂包括第一开关管，上半桥114的第二桥臂包括第二开关管，下半桥115的第一桥臂包括第三开关管，下半桥115的第二桥臂包括第四开关管。且第一开关管分别与第一驱动电路112、电源端口以及第一电感116电连接；第二开关管分别与第一驱动电路112、第一电感116电连接，且第二开关管接地；第三开关管分别与第二驱动电路113、电源端口以及第二电感117电连接；第四开关管分别与第二驱动电路113、第二电感117电连接，且第四开关管接地。

图8为上述充电模组110中部分电路示意图，其中，第一开关管Q19及其相应的驱动器件组成上半桥114的第一桥臂，第二开关管Q10及其相应的驱动器件组成上半桥114的第二桥臂，第三开关管Q21及其相应的驱动器件组成下半桥115的第一桥臂，第四开关管Q23及其相应的驱动器件组成下半桥115的第二桥臂。可以理解地，图示中第一开关管Q19、第二开关管Q10、第三开关管Q21以及第四开关管Q23虽然采用NMOS管，但在其它的一些实施例中，也可以选择其它的开关器件，例如三极管或PMOS管等，本申请对此并不做限定。

当上述开关管均为NMOS管时，第一开关管Q19的栅极通过驱动器件与第一驱动电路112连接，第一开关管Q19的漏极与电源转换电路111的电源输出端口PVDD_IN_M连接，第一开关管Q19的源极与第一电感116连接；第二开关管Q10的栅极通过驱动器件与第一驱动电路112连接，第二开关管Q10的漏极与第一电感116连接，第二开关管Q10的源极接地。第三开关管Q21的栅极通过驱动器件与第二驱动电路113连接，第三开关管Q21的漏极与电源转换电路111的电源输出端口PVDD_IN_M连接，第三开关管Q21的源极与第二电感117连接；第四开关管Q23的栅极通过驱动器件与第二驱动电路113连接，第四开关管Q23的漏极与第二电感117连接，第四开关管Q23的源极接地。

并且，为了能够增大输出电容118的容值，输出电容118采用多个电容并联的方式组成，即图示中的C41、C42以及C45-C48。

当上半桥114与下半桥115处于第一状态时，第一驱动电路112驱动第一开关管Q19导通，第二驱动电路113同步驱动第三开关管Q21导通，同时第二开关管Q10与第四开关管Q23均处于截止状态。此时，对于上半桥114而言，经PVDD_IN_M端口输入的电能，一部分经过第一开关管Q19、第一电感116以及输出电容118的回路为电容充电，另一部分经过第一开关管Q19、第一电感116以及VOUT_M的回路为电流分配模块的回路供电。同理地，对于下半桥115而言，经PVDD_IN_M端口输入的电能，一部分经过第三开关管Q21、第二电感117以及输出电容118的回路为电容充电，另一部分经过第三开关管Q21、第二电感117以及VOUT_M的回路为电流分配模块供电。

该方案由于汇流模块130中使用背靠背NMOS管来实现关断开关，不会存在输出电池、输出电感、下桥臂直接短路现象。因此可采取开机先打开半桥臂的下管，并同时对输出电容118充电，为提供下一刻打开半桥臂的上管做准备，因此该方案不需要上管隔离驱动。

由于输出电容118中的能量依然存在，因此本申请提供的充电模组110还包括电容放电电路，电容放电电路与输出电容118连接，电容放电电路用于释放输出电容118中的电量。

作为一种可选的实现方式，电容放电电路包括第六电阻、第五MOS管以及第七电阻，第六电阻分别与输出电容118、第五MOS管的漏极连接，第五MOS管的源极接地，第五MOS管的栅极与第七电阻连接，且第七电阻连接于CPU120。

CPU120能够控制第五MOS管导通，将输出电容118能量通过第六电阻消耗掉。以防止开机时通过先打开控制器半桥臂的下管所引起的大电流冲击。

并且，可以理解地，对于端口VOUT_M而言，其输出电流为上半桥114与下半桥115的电流之和。例如，上半桥114输出的电流为15A，下半桥115输出的电流也为15A，则端口VOUT_M输出的电流为30A。

而当上半桥114与下半桥115处于第二状态时，第一驱动电路112驱动第二开关管Q10导通，第二驱动电路113同步驱动第四开关管Q23导通，同时第一开关管Q19与第三开关管Q21均处于截止状态。此时，输出电容118、第一电感116以及第二开关管Q10形成回路，对第一电感116与输出电容118内存储的电能进行放电；输出电容118、第二电感117以及第四开关管Q23也会形成回路，对第二电感117与输出电容118内存储的电能进行放电。同时，在电容放电的过程中，还会通过端口VOUT_M输出电能，为电流分配模块供电。

并且，充电模组110周期性处于第一状态与第二状态，指上半桥114与下半桥115先处于第一状态，再处于第二状态，进而完成一个开关周期。并且在第二状态结束后，第一驱动电路112会再重复控制上半桥114处于第一状态，第二驱动电路113会再重复控制下半桥115处于第二状态，使得每个充电模组110通过周期性工作实现将电能传输至电流分配模块。

需要说明的是，本申请提供的第一驱动电路112与第二驱动电路113均采用驱动芯片119，本申请并不对驱动芯片119的型号做任何限定，其中，图9示出了本申请提供的驱动电路的模块示意图。

可以理解地，驱动芯片119与上半桥114连接，实际为驱动芯片119与第一开关管Q19、第二开关管Q10连接，以驱动第一开关管Q19或第二开关管Q10导通。

并且，每个驱动芯片119还与CPU120连接。本申请中，CPU120能够同时控制两块驱动芯片119，进而通过向两块驱动芯片119发送控制信息的方式，调节驱动芯片119为输出的PWM(Pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号的占空比，进而调节上半桥114与下半桥115输出的电流值。

可以理解地，为了能够更加准确的调控上半桥114与下半桥115输出的电流，以使上半桥114与下半桥115输出的电流相等。请参阅图10，每个充电模组110还包括第一电流采集电路121与第二电流采集电路122，第一电流采集电路121与上半桥114电连接，第二电流采集电路122与下半桥115电连接，且第一电流采集电路121、第二电流采集电路122均与CPU120电连接。其中，第一电流采集电路121用于采集上半桥114的第一输出电流，并将第一输出电流发送至CPU120；第二电流采集电路122用于采集下半桥115的第二输出电流，并将第二输出电流发送至CPU120。CPU120用于比较第一输出电流与第二输出电流，并通过第一驱动电路112与第二驱动电路113调节第一输出电流和/或第二输出电流，以使第一输出电流与第二输出电流相等。

需要说明的是，由于在实际使用过程中存在各种误差，因此本实施例所述的第一输出电流与第二输出电流相等，不局限于第一输出电流与第二输出电流的数值完全一致。当第一输出电流与第二输出电流之间的差值小于阈值时，即可认为第一输出电流与第二输出电流相等。例如，当第一输出电流与第二输出电流之间的差值小于500mA时，则认为第一输出电流与第二输出电流相等。

作为一种可选的实现方式，第一电流采集电路121与第二电流采集电路122均采用电流采集芯片请结合图8，电流采集芯片的端口分别与测试电阻的R41的两端的端口ISensor_P1_M与端口ISensor_N1_M连接，进而通过电流采集芯片采集上半桥114的输出电流。同时，电流采集芯片的端口与CPU120的端口连接，使得CPU120能够通过该电流采集芯片实时获取上半桥114的输出断电流。

同理地，下半桥115的测试电阻R45的两端端口ISensor_P2_M与端口ISensor_N2_M分别与另一个电流采集芯片连接，进而使CPU120也能够同时获取上半桥114与下半桥115的输出电流。

同时，当CPU120获取上半桥114与下半桥115的输出电流后，CPU120会对上半桥114与下半桥115的输出电流进行调控。需要说明的是，一般的，为了输出目标电流，需要上半桥114与下半桥115输出的电流也为目标值，例如，当需要每个充电模组110输出30A电流时，则上半桥114与下半桥115的目标值为15A。作为一种可能的实现方式，CPU120对于上半桥114与下半桥115输出电流的调控，为调控上半桥114与下半桥115的输出电流贴近15A。

例如，当上半桥114的输出电流为13A，下半桥115的输出电流为15A时，则CPU120仅需向上半桥114对应的驱动芯片119发送控制信号，进而通过调控驱动芯片119发出的PWM信号的占空比，延长第一开关管的导通时间，进而提升上半桥114的输出电流。而对于下半桥115的输出电流，CPU120则不作调控。同理地，当上半桥114的输出电流为15A，下半桥115的输出电流为13A时，则CPU120仅需调控下半桥115的输出电流，而无需对上半桥114的输出电流进行调节。而当上半桥114的输出电流为13A，下半桥115的输出电流为13A时，则CPU120需要同时调控上半桥114与下半桥115的输出电流。

进一步地，由于本申请提供的充电模组110的数量多个，例如充电模块100中包括充电模组1与充电模组2，当处于快充模式下时，需要将充电模组1与充电模组2输出的电能同时传输至输出端口a或输出端口b，此时为了进行均流控制，抵消电路不平衡，负载不平衡等因素引起的链两个模块发热不均匀等问题，需要进行输出匹配，即调控充电模组1与充电模组2输出的电流相等。例如，当为快充模式时，输出端口A需要输出60A，则充电模组1与充电模组2需要分别输出30A。

为了实现输出匹配，本申请中提供的至少两个充电模组110的CPU120相互通信连接，以使每个充电模组110的CPU120均能获取其它充电模组110的输出电流。即对于本申请中的充电模组1与充电模组2而言，充电模组1的CPU120与充电模组2的CPU120连接并实现数据交互。

需要说明的是，当充电模组110的数量大于或等于3个时，例如充电模块100中包括充电模组1、充电模组2、充电模组3以及充电模组4，作为一种实现方式，每个充电模组110均与其它充电模组110连接，以实现数据交互。例如充电模组1的CPU120分别连接于充电模组2、充电模组3以及充电模组4的CPU120。作为另一种实现方式，也可以采用级联的方式实现各个充电模组110中CPU120的连接，即充电模组1、充电模组2、充电模组3以及充电模组4的CPU120依次连接。

通过上述实现方式，能够使每个CPU120均可获取其它充电模组110的输出电流，并调节自身的输出电流，以使每个充电模组110的输出电流相等。例如，当充电模组1中的CPU120获取充电模组2中的输出电流为29A，而充电模组1的自身输出为28A，则充电模组1会调节自身的输出电流，进而使充电模组1的输出电流接近29V。或由于充电模组110发热等问题，无法继续提升充电模组1的电流，则此时充电模组2降低其自身输出电流，即充电模组2会将自身的输出电流调节为28A，以达到充电模组1与充电模组2之间输出均流的目的。

同时，当充电模组110的数量较多时，作为本申请的另一种实现方式，可利用其中任意一个充电模组110中的CPU120实现对所有充电模组110的输出电流的调节。例如，当充电模块100中包括充电模组1、充电模组2、充电模组3以及充电模组4时，充电模组1同时获取充电模组2、充电模组3以及充电模组4的输出电流，然后通过充电模组1的CPU120调控充电模组2、充电模组3以及充电模组4的输出电流。

作为一种可选的实现方式，电流分配模块包括与充电模组110数量相同的切换继电器，每个充电模组110的CPU120均与对应的切换继电器电连接，且切换继电器用于与任意一个输出端口电连接。且每个CPU120用于控制对应的切换继电器连接于目标输出端口，以控制电流分配模块的工作状态。

第二实施例

本申请还提供了一种充电系统，充电系统包括发电机与如第一实施例所述的充电模块100，发电机与充电模块100电连接，充电模块100用于通过发电机产生的电能为待充电设备进行充电。由于本申请第一实施例中已经对充电模块100的电路结构与工作原理进行详细说明，因此本申请对此不再进行赘述。

综上所述，本申请提供了一种充电模块与充电系统，该充电模块包括汇流模块与至少两个充电模组，汇流模块中包括多个开关模组与至少两个输出端口，每个开关模组均与充电模组以及输出端口电连接，每个充电模组内均包括CPU，CPU与开关模组电连接；至少两个输出端口用于连接至少一个目标待充电设备；至少两个充电模组用于通过开关模组为待充电设备供电，CPU用于控制开关模组的工作状态，以调节充电模组的充电模式。一方面，由于本申请提供的汇流模块具有多个输出端口，因此其能够实现为一个或多个待充电设备同时充电，充电方式更加灵活。另一方面，由于能够通过CPU控制汇流模块的工作状态，进而调节充电模组的充电模式，因此用户可以根据自己的需求选择合适的充电模式，使充电方式更加灵活；同时用户能够选择充电时间更短的充电模式，使得充电更加方便。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种充电模块，其特征在于，所述充电模块包括汇流模块与至少两个充电模组，所述汇流模块中包括多个开关模组与至少两个输出端口，每个所述开关模组均与所述充电模组以及所述输出端口电连接，每个所述充电模组内均包括CPU，所述CPU与所述开关模组电连接；

所述至少两个输出端口用于连接至少一个目标待充电设备；

所述至少两个充电模组用于通过所述开关模组为所述待充电设备供电，所述CPU用于控制所述开关模组的工作状态，以调节所述充电模组的充电模式。

2.如权利要求1所述的充电模块，其特征在于，所述开关模组包括MOS管，所述充电模组还包括多路隔离驱动电路，所述多路隔离驱动电路均与所述CPU电连接，每路所述隔离驱动电路均与一个所述开关模组电连接；

所述CPU用于通过所述隔离驱动电路控制所述开关模组的工作状态。

3.如权利要求2所述的充电模块，其特征在于，每个所述开关模组均包括第一MOS管、第二MOS管、第一电阻以及第二电阻，所述第一MOS管的栅极与所述第一电阻连接，所述第一MOS管的漏极与所述充电模组电连接，所述第一MOS管的源极与所述第二MOS管的源极连接，且同时连接于虚拟地，所述第二MOS管的漏极与所述输出端口连接，所述第二MOS管的栅极与所述第二电阻连接，所述第一电阻与所述第二电阻均与所述隔离驱动电路连接。

4.如权利要求2所述的充电模块，其特征在于，所述充电模块还包括供电模块与多绕组变压器，所述供电模块与所述多绕组变压器电连接，所述供电模块还与一输入电源电连接，所述多绕组变压器包括多路输出，且每路输出均与一路隔离驱动电路电连接，并为所述路隔离驱动电路供电。

5.如权利要求4所述的充电模块，其特征在于，所述隔离驱动电路包括光耦、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第三MOS管以及第四MOS管，所述光耦的输入端与所述CPU连接，所述光耦的输出端分别与所述第三电阻、第四电阻以及一路输出连接，所述第三电阻接地，所述第四电阻分别与所述第三MOS管、所述第四MOS管的栅极连接，所述第三MOS管的漏极与一路所述输出连接，所述第四MOS管的漏极接地，所述第三MOS管与所述第四MOS管的源极连接，且所述第三MOS管与所述第四MOS管的连接点还与所述开关模组连接。

6.如权利要求1所述的充电模块，其特征在于，每个所述充电模组还包括第一驱动电路、第二驱动电路、上半桥、下半桥、第一电感、第二电感以及输出电容，所述第一驱动电路、所述上半桥以及所述第一电感依次电连接，所述第二驱动电路、所述下半桥以及所述第二电感依次电连接，所述第一电感、所述第二电感均与所述输出电容、所述汇流模块电连接，所述上半桥与所述下半桥均连接于一电源端口，且所述上半桥、所述下半桥以及所述输出电容均接地；

所述第一驱动电路用于驱动所述上半桥周期性的导通，所述第二驱动电路用于同步驱动所述下半桥周期性的导通，以使所述上半桥与所述下半桥周期性的处于第一状态与第二状态；

当所述上半桥与所述下半桥处于第一状态时，所述上半桥与所述下半桥为所述汇流模块供电，并为所述第一电感、所述第二电感以及所述输出电容充电；

当所述上半桥与所述下半桥处于第二状态时，所述第一电感、所述第二电感以及所述输出电容为所述汇流模块供电。

7.如权利要求6所述的充电模块，其特征在于，所述充电模组还包括电容放电电路，所述电容放电电路与所述输出电容连接，所述电容放电电路用于释放所述输出电容中的电量。

8.如权利要求7所述的充电模块，其特征在于，所述电容放电电路包括第六电阻、第五MOS管以及第七电阻，所述第六电阻分别与所述输出电容、所述第五MOS管的漏极连接，所述第五MOS管的源极接地，所述第五MOS管的栅极与所述第七电阻连接，且所述第七电阻连接于所述CPU。

9.如权利要求1所述的充电模块，其特征在于，所述至少两个充电模组的CPU相互通信连接，以使每个所述充电模组的CPU均能获取其它充电模组的输出电流；

至少一个所述充电模组的CPU用于依据其它充电模组的输出电流调节自身的输出电流，以使每个所述充电模组的输出电流相等。

10.一种充电系统，其特征在于，所述充电系统包括发电机与如权利要求1至9任意一项所述的充电模块，所述发电机与所述充电模组电连接，所述充电模组用于通过所述发电机产生的电能为所述待充电设备进行充电。

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