CN113595210B - 一种单兵智能化电源管理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种单兵智能化电源管理装置，包括单片机主控电路、H桥升降压变换电路、充电控制及驱动电路、输入采样电路、第一继电器、输入电流采样电路、输出电流采样、电压反馈电路、输出采样电路、第二继电器、储能电池、单兵充电设备、充电电流设定电阻网络、充电电压设定电阻设定网络和多种能源；输入采样电路用于将采集的输入电压信号连接至单片机主控电路；输出采样电路用于将采集的输出电压信号也连接至单片机主控电路，单片机主控电路根据采集的输入电压和输出电压智能判断能流充电模式；单片机主控电路通过控制充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络的电阻值，实现所述单兵智能化电源管理装置的输出充电电压和充电电流的设定。

Description

一种单兵智能化电源管理装置
技术领域
本发明涉及电源变换及管理技术领域，具体涉及一种单兵智能化电源管理装置。
背景技术
随着科技进步和作战技能要求的不断提高，单兵配备的电子装备越来越多，如摄录装置、瞄准装置、夜视镜、先进无线电台、全球定位系统、通信设备、数据终端设备和测距仪等高科技信息化装备。这些单兵电子装备由于制式、电气接口和电压等级不同，往往需要配备专用充电器及电缆。由此可见，在大量使用各种先进电子装备提升士兵作战能力的时候，必然面临种类和数量繁多的充电器及电缆带来的充电不方便、增加士兵负重等问题，制约着士兵作战效能的进一步提升。因此，设计一种单兵智能化电源管理装置，可以自适应灵活接入动力储能电池、太阳能电池、各种便携式发电装置等多种能源，实现不同制式、接口和电压的单兵充电设备的智能化高效充电及管理，对于单兵减重和提高作战效能具有十分重要的意义。
现有技术中，电源变换及管理的重点在于单输入多输出(例如CN201711083994.8)或者多输入单输出(例如CN201220444544.3)的高效率、高可靠性变换，很少有针对野外作业中各种单兵充电设备由于接口、制式和电平等不同导致电能补充困难的问题而专门开发的电源管理装置。本发明设计了一种单兵智能化电源管理装置，可实现动力储能电池、太阳能电池、各种便携式发电装置等多种能源输入，不同制式、接口和电压的单兵充电设备的智能化高效充电及管理。
发明内容
本发明的目的是提供一种单兵智能化电源管理装置。该单兵智能化电源管理装置不同于传统的电源变换装置，它是一种可以实现动力储能电池、太阳能电池、各种便携式发电装置等多种能源输入，并能对不同电压的单兵充电设备进行充电的电源管理装置，充电电流可设置，输入电压和输出电压自动检测、智能识别，可实现升压和降压变换充电。
为实现上述目的，本申请提出了一种单兵智能化电源管理装置，包括单片机主控电路、H桥升降压变换电路、充电控制及驱动电路、输入采样电路、第一继电器、输入电流采样电路、输出电流采样、电压反馈电路、输出采样电路、第二继电器、储能电池、单兵充电设备、充电电流设定电阻网络、充电电压设定电阻设定网络和多种能源；所述的多种能源通过第一继电器的常闭触点连接至H桥升降压变换电路；所述的输入电流采样电路串联在第一继电器和H桥升降压变换电路之间，实现输入电流采样；所述的H桥升降压变换电路的输出端与所述的输出电流采样电路和第二继电器的常闭触点以及外部的单兵充电设备串联，实现多能源输入对单兵充电设备充电；所述的单兵智能化电源管理装置上电时，第一继电器和第二继电器的线包不通电，第一继电器和第二继电器的常闭触点将外部多种能源接入，同时所述单兵智能化电源管理装置的输出端连接至单兵充电设备；所述的输入采样电路连接在所述单兵智能化电源管理装置的输入电路的正极和负极上，用于将采集的输入电压信号连接至单片机主控电路；所述的输出采样电路连接在所述单兵智能化电源管理装置的输出电路的正极和负极上，用于将采集的输出电压信号也连接至单片机主控电路从而实现对输入电压和输出电压的采集，同时所述的单片机主控电路根据采集的输入电压和输出电压智能判断能流充电模式；所述单片机主控电路的输出端分别连接至充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络，所述的充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络又连接至充电控制及驱动电路，所述的单片机主控电路通过控制充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络的电阻值，实现所述单兵智能化电源管理装置的输出充电电压和充电电流的设定；所述充电控制及驱动电路的输出端连接至所述H桥升降压变换电路，实现对所述H桥升降压变换电路中的功率开关管的驱动；同时所述输入电流采样电路、输出电流采样电路和输出电压反馈电路的输出端连接至所述充电控制及驱动电路，实现输入电流、输出电流和输出电压的反馈，所述单片机主控电路设定的输出电流和输出电压一起实现充电控制。
所述的能流充电模式包括：(1)当输入电压和输出电压均大于2.5V时，表明外部的多种能源和单兵充电设备接入所述的单兵智能化电源管理装置，则第一继电器和第二继电器的线包均不通电，第一继电器和第二继电器的常闭触点导通，实现由多种能源向单兵充电设备充电；(2)当输入电压大于2.5V且输出电压小于0.5V时，表明有外部的多种能源接入，但无单兵充电设备接在输出端，此时第一继电器的线包不通电，第一继电器的常闭触点将外部的多种能源接入，同时第二继电器的线包通电，第二继电器的常开触点吸合，储能电池连接至所述单兵智能化电源管理装置的输出端，实现多种能源向储能电池充电；(3)当输入电压小于0.5V且输出电压大于2.5V时，表明输入端没有连接外部能源，输出端连接有单兵充电装备，此时第一继电器的线包通电，储能电池连接至所述单兵智能化电源管理装置的输入端，第二继电器的线包不通电，第二继电器的常闭触点将输出端连接至单兵充电设备，实现储能电池向单兵充电设备充电。
所述的多种能源包括动力储能电池、太阳能电池和或便携式发电装置。
所述的单片机主控电路采用PIC18F2423单片机作为主控电路，用于采集输入和输出端口电压，以及输出充电电流，然后进行数据处理，并根据数据处理的计算结果控制第一继电器和第二继电器，实现三种能流充电模式控制；同时智能判断充电设备的充电电压和充电电流，并控制充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络的电阻值，实现充电电压和充电电流的设定。
所述的充电控制及驱动电路采用SC8701专用高效率同步升降压控制器，能够实现输入和输出电压自动检测，并能够实现2.7V至36V输入以及2V至36V之间的升压或降压输出。
所述的H桥升降压变换电路包括构成H桥变换电路的第一MOSFET功率开关管、第二MOSFET功率开关管、第三MOSFET功率开关管和第四MOSFET功率开关管，以及电感；所述的第一MOSFET功率开关管和第二MOSFET功率开关管串联；所述的第三MOSFET功率开关管和第四MOSFET功率开关管串联；所述的电感的一端连接在所述的第一MOSFET功率开关管和第二MOSFET功率开关管之间；所述的电感的另一端连接在所述的第三MOSFET功率开关管和第四MOSFET功率开关管之间；当输入电压高于输出电压时，第二MOSFET功率开关管和第四MOSFET功率开关管关断，第三MOSFET功率开关管直通，只有第一MOSFET功率开关管工作在开关状态，这时所述的H桥升降压变换电路等效为降压电路，实现降压输出；当输入电压低于输出电压时，第二MOSFET功率开关管和第三MOSFET功率开关管关断，第一MOSFET功率开关管直通，只有第四MOSFET功率开关管工作在开关状态，这时所述的H桥升降压变换电路等效为升压电路，实现升压输出。
所述的充电电流设定电阻网络包括第一电流设定电阻、第二电流设定电阻、第三电流设定电阻及第一控制MOS管和第二控制MOS管，所述的第一电流设定电阻、第二电流设定电阻和第三电流设定电阻并联；所述的第一电流设定电阻与第一控制MOS管串联；所述的第一控制MOS管的控制端连接至单片机控制电路的第一IO端口；所述的第二电流设定电阻与第二控制MOS管串联；所述的第二控制MOS管的控制端连接至单片机控制电路的第二IO端口；所述的第三电流设定电阻接地；当第一IO端口和第二IO端口为高电平时，就能够将第一电流设定电阻和第二电流设定电阻接入充电电流设定电阻网络，从而能够设置不同的充电电流值；通过增加电阻和MOS管的组数，还能够细分充电电流值。
所述的充电电压设定电阻网络包括第一电压设定电阻、第二电压设定电阻、第三电压设定电阻及第三控制MOS管和第四控制MOS管，所述的第一电压设定电阻、第二电压设定电阻和第三电压设定电阻并联；所述的第一电压设定电阻接地；所述的第二电压设定电阻与第三控制MOS管串联；所述的第三电压设定电阻与第四控制MOS管串联；所述的第三控制MOS管的控制端连接至单片机控制电路的第三IO端口，所述的第四控制MOS管的控制端连接至单片机控制电路的第四IO端口，当第三IO端口和第四IO端口为高电平时，就能够将第二电压设定电阻和第三电压设定电阻接入充电电压设定电阻网络，从而能够设置不同的充电电压值，增加电阻和MOS管的组数，能够满足不同的充电电压设置要求。
所述的电流采样电路包括第一电流采样电阻、第二电流采样电阻和第三电流采样电阻，所述第一电流采样电阻的一端与第一MOSFET功率开关管连接；所述第一电流采样电阻的另一端与第二电流采样电阻连接；所述第二电流采样电阻的另一端与所述的充电控制及驱动电路连接；所述第三电流采样电阻的一端连接在所述的第一电流采样电阻与第一MOSFET功率开关管之间；所述的第三电流采样电阻另一端与所述的充电控制及驱动电路连接。
所述的输出电流采样电流包括第一输出电流采样电阻、第二输出电流采样电阻和第三输出电流采样电阻，所述第一输出电流采样电阻的一端与第三MOSFET功率开关管连接；所述第一输出电流采样电阻的另一端与第三输出电流采样电阻连接；所述第三输出电流采样电阻的另一端与所述的充电控制及驱动电路连接；所述第二输出电流采样电阻的一端连接在所述的第一输出电流采样电阻与第三MOSFET功率开关管之间；所述第二输出电流采样电阻的另一端与所述的充电控制及驱动电路连接。
从上述技术方案可以看出，本发明所述的单兵智能化电源管理装置具有如下有益效果：
1)所述的电源管理装置可以实现多种能源动力储能电池、太阳能电池、各种便携式发电装置等多种能源输入，并能对不同电压的单兵充电设备进行充电。
2)所述的电源管理装置自动检测输入端口和输出端口电压，智能决策三种能流充电模式，可以实现输入能源至单兵充电装备的高效充电，也可以实现富余能源向电源管理装置储能电池的临时储能；还可以实现储能电池的能量向单兵充电设备的应急保障充电。
3)所述的电源管理装置通过识别输入电压和输出电压，自动切换升压、降压变换，可以实现2.7V至36V宽电压输入、2V至36V之间的升压或降压宽电压输出充电。
4)所述的电源管理装置可以通过检测单兵充电装备的电池电压，自动估算并设置充电电压，并且充电电流也可预设。
附图说明
图1是本发明所述的单兵智能化电源管理装置的整体结构示意图。
图2是所述的H桥升降压变换电路的结构示意图。
图3是当输入电压高于输出电压时所述的H桥升降压变换电路等效为降压电路的结构示意图。
图4是当输入电压低于输出电压时所述的H桥升降压变换电路等效为降压电路的结构示意图。
图5是所述的充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。
如图1所示，本发明所述的单兵智能化电源管理装置包括单片机主控电路101、H桥升降压变换电路102、充电控制及驱动电路103、输入采样电路104、第一继电器105(即继电器K1)、输入电流采样电路106、输出电流采样107、电压反馈电路108、输出采样电路109、第二继电器110(即继电器K2)、储能电池111、单兵充电设备112、充电电流设定电阻网络113、充电电压设定电阻设定网络114和多种能源115；它们之间的位置连接关系是：动力储能电池、太阳能电池、各种便携式发电装置等多种能源输入后，通过第一继电器105的常闭触点连接至H桥升降压变换电路102；输入电流采样电路106串联在第一继电器和H桥升降压变换电路之间，实现输入电流采样；H桥升降压变换电路102的输出端串联有输出电流采样电路107，再连接至第二继电器的常闭触点，然后再输出连接外部的单兵充电设备112，实现多能源输入对单兵充电设备充电；上电时，第一继电器105和第二继电器110的线包不通电，常闭触点将外部多种能源接入，同时所述单兵智能化电源管理装置的输出端连接至单兵充电设备112；输入采样电路104连接在输入电路的正极和负极上，采集的输入电压信号(图1中V1+和V1-之间的电压)连接至单片机主控电路101，输出采样电路连接在输出电路的正极和负极，采集的输出电压信号(图1中V2+和V2-之间的电压)也连接至单片机主控电路101，实现对输入电压和输出电压的采集，同时单片机主控电路101根据采集的输入电压和输出电压智能判断能流充电模式：(1)当输入电压和输出电压均大于2.5V时，表明外部的多种能源和单兵充电设备接入所述的单兵智能化电源管理装置，则第一继电器105和第二继电器110的线包均不通电，二者的常闭触点导通，实现多种能源115向单兵充电设备充电；(2)当输入电压大于2.5V且输出电压小于0.5V时，表明有外部的多种能源接入，但无单兵充电设备接在输出端，此时第一继电器105的线包不通电，其常闭触点将外部的多种能源接入，同时第二继电器110的线包通电，常开触点吸合，储能电池111连接至所述单兵智能化电源管理装置的输出端，实现多种能源115向储能电池111充电；(3)当输入电压小于0.5V且输出电压大于2.5V时，表明输入端没有连接外部能源，输出端连接有单兵充电装备，此时第一继电器105的线包通电，储能电池111连接至所述单兵智能化电源管理装置的输入端，第二继电器110的线包不通电，常闭触点将输出端连接至单兵充电设备112，实现储能电池111向单兵充电设备112充电。单片机主控电路101的输出端分别连接至充电电流设定电阻网络113和充电电压设定电阻网络114，二者又连接至充电控制及驱动电路103，单片机主控电路101通过控制充电电流设定电阻网络113和充电电压设定电阻网络114的电阻值，实现所述单兵智能化电源管理装置的输出充电电压和充电电流的设定。充电控制及驱动电路103的输出端连接至H桥升降压变换电路102，实现对所述H桥升降压变换电路中的功率开关管的驱动；同时输入电流采样电路106、输出电流采样电流107和输出电压反馈电路108的输出端连接至充电控制及驱动电路103，实现输入电流Iinf、输出电流Ioutf和输出电压反馈，单片机主控电路设定的输出电流和输出电压一起实现充电控制。
所述的单片机主控电路101采用Microchip公司的PIC18F2423单片机作为主控电路，主要功能是采集输入、输出端口电压，以及输出充电电流，然后进行数据处理，并根据计算结果控制第一继电器和第二继电器，实现三种能流充电模式控制；同时智能判断充电设备的充电电压和充电电流，并控制充电电流设定电阻网络113和充电电压设定电阻网络114的电阻值，实现充电电压和充电电流的设定。
所述的充电控制及驱动电路103采用SOUTHCHIIP公司的SC8701专用高效率同步升降压控制器，可以实现输入、输出电压自动检测，可实现2.7V至36V输入、2V至36V之间的升压或降压输出。
所述的H桥升降压变换电路102包括构成H桥变换电路的四只MOSFET功率开关管201～204(即第一MOSFET功率开关管T1、第二MOSFET功率开关管T2、第三MOSFET功率开关管T3和第四MOSFET功率开关管T4)，以及电感205(即电感L1，见图2)；所述的第一MOSFET功率开关管T1和第二MOSFET功率开关管T2串联；所述的第三MOSFET功率开关管T3和第四MOSFET功率开关管T4串联；所述的电感L1的一端连接在所述的第一MOSFET功率开关管T1和第二MOSFET功率开关管T2之间；所述的电感L1的另一端连接在所述的第三MOSFET功率开关管T3和第四MOSFET功率开关管T4之间；当输入电压高于输出电压时，第二MOSFET功率开关管T2和第四MOSFET功率开关管T4关断，第三MOSFET功率开关管T3直通，只有第一MOSFET功率开关管T1工作在开关状态，这时所述的H桥升降压变换电路102等效为降压电路(见图3)，实现降压输出；当输入电压低于输出电压时，第二MOSFET功率开关管T2和第三MOSFET功率开关管T3关断，第一MOSFET功率开关管T1直通，只有第四MOSFET功率开关管T4工作在开关状态，这时所述的H桥升降压变换电路102等效为升压电路(见图4)，实现升压输出。
所述的充电电流设定电阻网络113包括第一电流设定电阻R1、第二电流设定电阻R2、第三电流设定电阻R3及第一控制MOS管T5和第二控制MOS管T6，所述的第一电流设定电阻R1、第二电流设定电阻R2和第三电流设定电阻R3并联；所述的第一电流设定电阻R1与第一控制MOS管T5串联；所述的第一控制MOS管T5的控制端连接至单片机控制电路的第一IO端口IO1；所述的第二电流设定电阻R2与第二控制MOS管T6串联；所述的第二控制MOS管T6的控制端连接至单片机控制电路的第二IO端口IO2；所述的第三电流设定电阻R3接地；当第一IO端口IO1和第二IO端口IO2为高电平时，就可以将第一电流设定电阻R1和第二电流设定电阻R2接入充电电流设定电阻网络，从而可以设置不同的充电电流值，增加电阻和MOS管的组数，还可以细分充电电流值(见图5)。
所述的充电电压设定电阻网络114包括第一电压设定电阻R4、第二电压设定电阻R5、第三电压设定电阻R6及第三控制MOS管T7和第四控制MOS管T8，所述的第一电压设定电阻R4、第二电压设定电阻R5、第三电压设定电阻R6并联；所述的第一电压设定电阻R4接地；所述的第二电压设定电阻R5与第三控制MOS管T7串联；所述的第三电压设定电阻R6与第四控制MOS管T8串联；所述的第三控制MOS管T7的控制端连接至单片机控制电路的第三IO端口IO3，所述的第四控制MOS管T8的控制端连接至单片机控制电路的第四IO端口IO4，当第三IO端口IO3和第四IO端口IO4为高电平时，就可以将第二电压设定电阻R5和第三电压设定电阻R6接入充电电压设定电阻网络，从而可以设置不同的充电电压值，增加电阻和MOS管的组数，可以满足更多的充电电压设置要求(见图5)。
所述的电流采样电路106包括第一电流采样电阻RSNS1、第二电流采样电阻RSS11和第三电流采样电阻RSS12，所述第一电流采样电阻RSNS1的一端与第一MOSFET功率开关管T1连接；所述第一电流采样电阻RSNS1的另一端与第二电流采样电阻RSS11连接；所述第二电流采样电阻RSS11的另一端与所述的充电控制及驱动电路103连接；所述第三电流采样电阻RSS12的一端连接在所述的第一电流采样电阻RSNS1与第一MOSFET功率开关管T1之间；所述的第三电流采样电阻RSS12另一端与所述的充电控制及驱动电路103连接。
所述的输出电流采样电流107包括第一输出电流采样电阻RSNS2、第二输出电流采样电阻RSS21和第三输出电流采样电阻RSS22，所述第一输出电流采样电阻RSNS2的一端与第三MOSFET功率开关管T3连接；所述第一输出电流采样电阻RSNS2的另一端与第三输出电流采样电阻RSS22连接；所述第三输出电流采样电阻RSS22的另一端与所述的充电控制及驱动电路103连接；所述第二输出电流采样电阻RSS21的一端连接在所述的第一输出电流采样电阻RSNS2与第三MOSFET功率开关管T3之间；所述第二输出电流采样电阻RSS21的另一端与所述的充电控制及驱动电路103连接。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种单兵智能化电源管理装置，其特征在于：包括单片机主控电路、H桥升降压变换电路、充电控制及驱动电路、输入采样电路、第一继电器、输入电流采样电路、输出电流采样电路、电压反馈电路、输出采样电路、第二继电器、储能电池、单兵充电设备、充电电流设定电阻网络、充电电压设定电阻设定网络和多种能源；所述的多种能源通过第一继电器的常闭触点连接至H桥升降压变换电路；所述的输入电流采样电路串联在第一继电器和H桥升降压变换电路之间，实现输入电流采样；所述的H桥升降压变换电路的输出端与所述的输出电流采样电路和第二继电器的常闭触点以及外部的单兵充电设备串联，实现多能源输入对单兵充电设备充电；所述的单兵智能化电源管理装置上电时，第一继电器和第二继电器的线包不通电，第一继电器和第二继电器的常闭触点将外部多种能源接入，同时所述单兵智能化电源管理装置的输出端连接至单兵充电设备；所述的输入采样电路连接在所述单兵智能化电源管理装置的输入电路的正极和负极上，用于将采集的输入电压信号连接至单片机主控电路；所述的输出采样电路连接在所述单兵智能化电源管理装置的输出电路的正极和负极上，用于将采集的输出电压信号也连接至单片机主控电路从而实现对输入电压和输出电压的采集，同时所述的单片机主控电路根据采集的输入电压和输出电压智能判断能流充电模式；所述单片机主控电路的输出端分别连接至充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络，所述的充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络又连接至充电控制及驱动电路，所述的单片机主控电路通过控制充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络的电阻值，实现所述单兵智能化电源管理装置的输出充电电压和充电电流的设定；所述充电控制及驱动电路的输出端连接至所述H桥升降压变换电路，实现对所述H桥升降压变换电路中的功率开关管的驱动；同时所述输入电流采样电路、输出电流采样电路和输出电压反馈电路的输出端连接至所述充电控制及驱动电路，实现输入电流、输出电流和输出电压的反馈，所述单片机主控电路设定的输出电流和输出电压一起实现充电控制；
所述的能流充电模式包括：(1)当输入电压和输出电压均大于2.5V时，表明外部的多种能源和单兵充电设备接入所述的单兵智能化电源管理装置，则第一继电器和第二继电器的线包均不通电，第一继电器和第二继电器的常闭触点导通，实现由多种能源向单兵充电设备充电；(2)当输入电压大于2.5V且输出电压小于0.5V时，表明有外部的多种能源接入，但无单兵充电设备接在输出端，此时第一继电器的线包不通电，第一继电器的常闭触点将外部的多种能源接入，同时第二继电器的线包通电，第二继电器的常开触点吸合，储能电池连接至所述单兵智能化电源管理装置的输出端，实现多种能源向储能电池充电；(3)当输入电压小于0.5V且输出电压大于2.5V时，表明输入端没有连接外部能源，输出端连接有单兵充电装备，此时第一继电器的线包通电，第一继电器的常闭触点断开，第一继电器的常开触点吸合，储能电池连接至所述单兵智能化电源管理装置的输入端，第二继电器的线包不通电，第二继电器的常闭触点将输出端连接至单兵充电设备，实现储能电池向单兵充电设备充电。
2.根据权利要求1所述的单兵智能化电源管理装置，其特征在于，所述的多种能源包括动力储能电池、太阳能电池和或便携式发电装置。
3.根据权利要求1所述的单兵智能化电源管理装置，其特征在于，所述的单片机主控电路采用PIC18F2423单片机作为主控电路，用于采集输入和输出端口电压，以及输出充电电流，然后进行数据处理，并根据数据处理的计算结果控制第一继电器和第二继电器，实现三种能流充电模式控制；同时智能判断充电设备的充电电压和充电电流，并控制充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络的电阻值，实现充电电压和充电电流的设定。
4.根据权利要求1所述的单兵智能化电源管理装置，其特征在于，所述的充电控制及驱动电路采用SC8701专用高效率同步升降压控制器，能够实现输入和输出电压自动检测，并能够实现2.7V至36V输入以及2V至36V之间的升压或降压输出。
5.根据权利要求1所述的单兵智能化电源管理装置，其特征在于，所述的H桥升降压变换电路包括构成H桥变换电路的第一MOSFET功率开关管、第二MOSFET功率开关管、第三MOSFET功率开关管和第四MOSFET功率开关管，以及电感；所述的第一MOSFET功率开关管和第二MOSFET功率开关管串联；所述的第三MOSFET功率开关管和第四MOSFET功率开关管串联；所述的电感的一端连接在所述的第一MOSFET功率开关管和第二MOSFET功率开关管之间；所述的电感的另一端连接在所述的第三MOSFET功率开关管和第四MOSFET功率开关管之间；当输入电压高于输出电压时，第二MOSFET功率开关管和第四MOSFET功率开关管关断，第三MOSFET功率开关管直通，只有第一MOSFET功率开关管工作在开关状态，这时所述的H桥升降压变换电路等效为降压电路，实现降压输出；当输入电压低于输出电压时，第二MOSFET功率开关管和第三MOSFET功率开关管关断，第一MOSFET功率开关管直通，只有第四MOSFET功率开关管工作在开关状态，这时所述的H桥升降压变换电路等效为升压电路，实现升压输出。
6.根据权利要求1所述的单兵智能化电源管理装置，其特征在于，所述的充电电流设定电阻网络包括第一电流设定电阻、第二电流设定电阻、第三电流设定电阻及第一控制MOS管和第二控制MOS管，所述的第一电流设定电阻、第二电流设定电阻和第三电流设定电阻并联；所述的第一电流设定电阻与第一控制MOS管串联；所述的第一控制MOS管的控制端连接至单片机控制电路的第一IO端口；所述的第二电流设定电阻与第二控制MOS管串联；所述的第二控制MOS管的控制端连接至单片机控制电路的第二IO端口；所述的第三电流设定电阻接地；当第一IO端口和第二IO端口为高电平时，就能够将第一电流设定电阻和第二电流设定电阻接入充电电流设定电阻网络。
7.根据权利要求1所述的单兵智能化电源管理装置，其特征在于，所述的充电电压设定电阻网络包括第一电压设定电阻、第二电压设定电阻、第三电压设定电阻及第三控制MOS管和第四控制MOS管，所述的第一电压设定电阻、第二电压设定电阻和第三电压设定电阻并联；所述的第一电压设定电阻接地；所述的第二电压设定电阻与第三控制MOS管串联；所述的第三电压设定电阻与第四控制MOS管串联；所述的第三控制MOS管的控制端连接至单片机控制电路的第三IO端口，所述的第四控制MOS管的控制端连接至单片机控制电路的第四IO端口，当第三IO端口和第四IO端口为高电平时，就能够将第二电压设定电阻和第三电压设定电阻接入充电电压设定电阻网络。
8.根据权利要求5所述的单兵智能化电源管理装置，其特征在于，所述的电流采样电路包括第一电流采样电阻、第二电流采样电阻和第三电流采样电阻，所述第一电流采样电阻的一端与第一MOSFET功率开关管连接；所述第一电流采样电阻的另一端与第二电流采样电阻连接；所述第二电流采样电阻的另一端与所述的充电控制及驱动电路连接；所述第三电流采样电阻的一端连接在所述的第一电流采样电阻与第一MOSFET功率开关管之间；所述的第三电流采样电阻另一端与所述的充电控制及驱动电路连接。
9.根据权利要求5所述的单兵智能化电源管理装置，其特征在于，所述的输出电流采样电流包括第一输出电流采样电阻、第二输出电流采样电阻和第三输出电流采样电阻，所述第一输出电流采样电阻的一端与第三MOSFET功率开关管连接；所述第一输出电流采样电阻的另一端与第三输出电流采样电阻连接；所述第三输出电流采样电阻的另一端与所述的充电控制及驱动电路连接；所述第二输出电流采样电阻的一端连接在所述的第一输出电流采样电阻与第三MOSFET功率开关管之间；所述第二输出电流采样电阻的另一端与所述的充电控制及驱动电路连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105048613A (zh) * 2015-09-02 2015-11-11 泉州市海通电子设备有限公司 一种电动车智能充电器
CN208015440U (zh) * 2018-04-13 2018-10-26 华北科技学院 一种智能化多功能便携式供电电源
CN110943510A (zh) * 2019-11-15 2020-03-31 同方电子科技有限公司 一种应用于单兵通信系统的电源控制器
CN112803571A (zh) * 2020-12-31 2021-05-14 郑州佛光发电设备有限公司 一种用于恶劣环境下的便携式野战电源管理方法及系统
CN215817596U (zh) * 2021-08-24 2022-02-11 军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所 一种用于为不同电压的单兵用电装备充电的电源管理装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20190149088A1 (en) * 2017-11-15 2019-05-16 Adrija Chaturvedi Integrated and portable outdoor compatible photo-voltaic device to convert and store solar energy into electrical energy for applications like lighting, charging USB based mobile devices / tablets and for operating small electrical appliances.

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105048613A (zh) * 2015-09-02 2015-11-11 泉州市海通电子设备有限公司 一种电动车智能充电器
CN208015440U (zh) * 2018-04-13 2018-10-26 华北科技学院 一种智能化多功能便携式供电电源
CN110943510A (zh) * 2019-11-15 2020-03-31 同方电子科技有限公司 一种应用于单兵通信系统的电源控制器
CN112803571A (zh) * 2020-12-31 2021-05-14 郑州佛光发电设备有限公司 一种用于恶劣环境下的便携式野战电源管理方法及系统
CN215817596U (zh) * 2021-08-24 2022-02-11 军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所 一种用于为不同电压的单兵用电装备充电的电源管理装置

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