CN209046307U - 电源并联输出电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电源并联输出电路，其包括：至少两电源，将任意两单元的其中之一记为第一电源，另一记为第二电源，在所述第一电源、第二电源的正极之间电连接有第一开关电路，在所述第一电源、第二电源的负极之间电连接有第二开关电路，以所述第一电源、第二电源的其中之一的正极作为输出电路的正极，在所述第一电源、第二电源的另一的负极作为所述输出电路的负极。应用该技术方案有利于提高电源并联输出电路中相互并联的电源之间的一致性。

Description

电源并联输出电路

技术领域

本实用新型涉及一种电源并联输出电路。

背景技术

在电池组应用中，往往需要根据需要对电池的连接关系进行切换，以满足当前的应用需要，电池组内各电池的一致性是影响当前电池组应用的一大难题。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的之一在于提供一种电源并联输出电路，应用该技术方案有利于提高电源并联输出电路中相互并联的电源之间的一致性。

第一方面，本实用新型实施例提供的一种电源并联输出电路，包括：至少两电源，将任意两单元的其中之一记为第一电源，另一记为第二电源，

在所述第一电源、第二电源的正极之间电连接有第一开关电路，

在所述第一电源、第二电源的负极之间电连接有第二开关电路，

以所述第一电源、第二电源的其中之一的正极作为输出电路的正极，在所述第一电源、第二电源的另一的负极作为所述输出电路的负极。

可选地，还包括：

第三开关电路，电连接在所述电源并联输出电路的正极、或者负极。

可选地，所述第一开关电路包括：第一开关管，源极、漏极分别与所述第一电源、第二电源的正极电连接。

可选地，所述第一开关管为P型开关管，

在所述第一开关电路中还包括：与所述第一开关管相串联的第一阻抗电路，当所述输出电路对外输出电流时，所述电流方向为由所述第一阻抗电路到所述第一开关管方向。

可选地，所述第一阻抗电路包括：第一电阻。

可选地，所述第一阻抗电路包括：第一电感。

可选地，所述第一阻抗电路包括：相互串联的第一电阻、及第一电感。

可选地，所述第二开关电路为：第二开关管，源极、漏极分别与所述第一电源、第二电源的正极电连接。

可选地，所述第二开关管为N型开关管，

在所述第二开关电路中还包括：与所述第二开关管相串联的第二阻抗电路，当所述输出电路对外输出电流时，所述电流方向为由所述第二阻抗电路到所述第二开关管方向。

可选地，所述第二阻抗电路包括：第二电阻。

可选地，所述第二阻抗电路包括：第二电感。

可选地，所述第二阻抗电路包括：相互串联的第二电阻、及第二电感。

可选地，所述第一开关电路、第二开关电路的阻抗相同。

可选地，各所述电源为可充放电电池。

由上可见，采用本实施例技术方案，当将第一开关电路、第二开关电路的阻抗设置为相同时，在本并联输出电路对外输出电流时，流过任意一电源的电流相同，有利于确保第一电源、第二电源的一致性。

特别是，采用锂离子电池或铅酸电池等可充电电池作为第一电源、第二电源时，采用本技术方案有利于延长电池的使用寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型实施例1提供的第一种电源并联输出电路原理示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的第二种电源并联输出电路原理示意图；

图3为本实用新型实施例1提供的第三种电源并联输出电路原理示意图；

图4为本实用新型实施例1提供的第四种电源并联输出电路原理示意图；

图5为本实用新型实施例1提供的第五种电源并联输出电路原理示意图；

图6为本实用新型实施例1提供的第六种电源并联输出电路原理示意图；

图7为本实用新型实施例1提供的第七种电源并联输出电路原理示意图；

图8为本实用新型实施例1提供的第八种电源并联输出电路原理示意图；

图9为本实用新型实施例1提供的第九种电源并联输出电路原理示意图；

图10为本实用新型实施例1提供的第十种电源并联输出电路原理示意图；

图11为本实用新型实施例1提供的由三个电源相互并联对外输出电流的电路拓扑原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

参见图1、2所示，本实施例提供了一种电源并联输出电路，主要包括：至少两电源，为了描述方便，以下将任意两电源的其中之一记为第一电源BT1，另一记为第二电源BT2。

对于任意第一电源BT1、第二电源BT2，在他们的正极“+”之间均电连接有第一开关电路M1，在他们的负极“-”之间电连接有第二开关电路M2，以第一电源BT1、第二电源BT2的其中之一的正极“+”端引出输出电路的正极“+”，作为本实施例电源并联输出电路的正极“+”，以第一电源BT1、第二电源BT2的另一的负极“-”端引出输出电路的负极“-”，作为本实施例电源并联输出电路的负极“-”。

比如：如图1所示，在第一电源BT1的正极“+”端引出输出电路的正极“+”，在第二电源BT2的负极“-”端引出输出电路的负极“-”，在并联第一电源BT1、第二电源BT2时，分别导通第一开关电路M1、第二开关电路M2，在输出电路的两端连接负载后，从第一电源BT1的正极“+”流出的电流I1经过负载、第二开关电路M2后流回第一电源BT1的负极“-”形成电流环路；从第二电源BT2的正极“+”流出的电流I2经过第一开关电路M1、负载后流回第一电源BT1的负极“-”，形成电流环路。

比如：如图2所示，在第一电源BT1的负极“-”端引出输出电路的负极“-”，在第二电源BT2的正极“+”端引出输出电路的正极“+”，在并联第一电源BT1、第二电源BT2时，分别导通第一开关电路M1、第二开关电路M2，当在输出电路的两端连接负载时，从第一电源BT1的正极“+”流出的电流I1’经过负载、第二开关电路M2后流回第一电源BT1的负极“-”，形成电流环路；从第二电源BT2的正极“+”流出的电流I2’经过第一开关电路M1、负载后流回第一电源BT1的负极“-”，形成电流环路。

由图1、2可见，采用本实施例技术方案，当第一开关电路M1、第二开关电路M2的阻抗相同时，分别流过第一电源BT1、第二电源BT2的电流I1、I2相同，有利于确保第一电源BT1、第二电源BT2的一致性。特别是，采用锂离子电池或铅酸电池等可充电电池作为第一电源BT1、第二电源BT2时，采用本技术方案有利于延长电池的使用寿命。

参见图3、4所示，在输出电路的正极“+”或者负极“-”端，还设置有第三开关电路M3，以控制电源并联输出电路与外接负载的连接，进一步提高电路的应用便利性，比如，在第三开关电路M3关断的情况下，控制第一开关电路M1、第二开关电路M2导通，在第一开关电路M1、第二开关电路M2均导通确保实现电源并联后，再导通第三开关电路M3，对外向负载输出并联输出电流；在关断电路时，先关断第三开关电路M3而断开与负载的连接后，再关断第一开关电路M1、第二开关电路M2。相对于未设置有第三开关的技术方案，采用本技术方案有利于避免第一开关电路M1、第二开关电路M2器件不能同时导通或同时关断时而导致电路可能向负载输出一电源或者部分电源并联的电流的情况发生，故采用本实施例技术方案有利于实现对电路输出的有效控制。

本实施例的第一开关电路M1、第二开关电路M2、第三开关电路M3分别可以采用现有技术的可控开关实现。

作为本实施例的示意，本实施例的第一开关电路M1、第二开关电路M2、第三开关电路M3分别可以采用半导体开关管实现，参见图1-4所示，分别采用MOS开关管实现第一开关电路M1、第二开关电路M2、第三开关电路M3，其中的MOS管分别记录为第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3。采用开关管有利于提高开关切换时的开关反应速度，避免开关切换过程中的电弧现象。

比如，参见图1-4所示，本实施例采用适用于高电压端驱动的P型MOS作为第一开关管Q1，其源极“S”与第一电源BT1的正极“+”电连接，漏极“D”与第二电源BT2的正极“+”电连接，在第一开关管Q1的栅极“G”输入第一开关控制信号，使当第一开关管Q1的栅源电压VGS小于第一开关管Q1的导通阈值电压时，第一开关管Q1导通。

比如，参见图1-4所示，本实施例采用适用于低电压端驱动的N型MOS管作为第二开关管Q2，其源极“S”与第二电源BT2的负极“-”电连接，漏极“D”与第一电源BT1的负极“-”电连接，在第二开关管Q2的栅极“G”输入第二开关控制信号，在第二开关管Q2的栅极“G”输入第二开关控制信号，使当第二开关管Q2的栅源电压VGS大于一定第二开关管Q2的导通阈值电压时，第二开关管Q2导通。

参见图5-6所示，还可以在第一开关电路M1还包括：串联在第一开关管Q1的前端的第一阻抗电路Z1，使当输出电路产生电流时，电流先经过第一阻抗电路Z1再到达第一开关管Q1。设当前负载短路时，参考图6所示的等效电路图，短路瞬间的电流相对于短路前的电流增大，即第一阻抗电路Z1两端的电压增大，使相对于非短路时第一开关管Q1的源极“S”电压变小，使相对于非短路时，即使当前输入至栅极“G”的控制信号仍然为导通控制信号，VG不变的情形下第一开关管Q1的栅源电压VGS增大，第一开关管Q1的栅源电压VGS大于其导通阈值电压，使第一开关管Q1强制关断，可见，采用本实施例在第一开关管Q1的前端串联第一阻抗电路Z1的技术方案，能在负载短路的异常情形下，强制关断第一开关管Q1，避免短路大电流进入电源，有利于提高对电源的保护。

参见图5-6所示，与第一开关电路M1同理地，还可以在第二开关电路M2还包括：串联在第二开关管Q2的前端的第二阻抗电路Z2，使当输出电路产生电流时，电流先经过第二阻抗电路Z2再到达第二开关管Q2。设当前负载短路时，参考图6所示的等效电路图，短路瞬间的电流相对于短路前的电流增大，即第二阻抗电路Z2两端的增大，使相对于非短路时第二开关管Q2的源极“S”电压变大，使相对于非短路时，即使当前输入至栅极“G”的控制信号仍然为导通控制信号，VG不变的情形下第二开关管Q2的栅源电压VGS变小，第一开关管Q1的栅源电压VGS小于其导通阈值电压，使第二开关管Q2强制关断，可见，采用本实施例在第二开关管Q2的前端串联第二阻抗电路Z2的技术方案，能在负载短路的异常情形下，强制关断第二开关管Q2，避免短路大电流进入电源，有利于提高对电源的保护。

作为本实施例的示意，其中第一阻抗电路Z1、第二阻抗电路Z2可以但不限于分别采用第一电阻R1、第二电阻R2实现。

参见图7-8所示，本实施例的第一阻抗电路Z1、第二阻抗电路Z2还可以进一步分别由第一电感、第二电感实现，在负载短路瞬间，在第一电感、第二电感两端的电压均瞬间达到很高，能瞬间抬高第一开关管Q1的源极“S”电压，瞬间关断第一开关管Q1，瞬间拉低第二开关管Q2的源极“S”电压，瞬间关断第二开关管Q2，提高负载短路时强制关断第一开关电路M1、第二开关电路M2，切断第一电源BT1、第二电源BT2的电流的响应速度，进一步提高的安全性。

参见图9-10所示，作为本实施例的示意，本实施例的第一阻抗电路Z1、第二阻抗电路Z2还可以进一步分别由第一电阻与第一电感串联组成、第二电阻与第二电感串联组成。

需要说明的是，本实施例中的第一电源BT1、第二电源BT2指的是电池组中相互并联的任意两电源，即本实施例技术方案不仅适用于由两电源构成的并联输出电路，也适用于两组以上电源组成的并联输出电路。电路中的任意两电源的电路连接关系均同理于本实施例中的第一电源BT1、第二电源BT2的电连接关系，任意两电源的正极“+”之间、负极“-”之间的连接电路均与本实施例的第一电源BT1、第二电源BT2的正极“+”之间、负极“-”之间的连接电路同理。

参见图11所示，作为本实施例的示意，本实施例给出了包含三个电源的并联输出电路。

由图11可见，其中第三电源BT3与第二电源BT2之间的连接关系，第三电源BT3与第一电源BT1之间的连接关系，均与第一电源BT1与第一电源BT2之间的连接关系相同。由图11出发，本领域技术人员可以类推包含四个、五个甚至更多的电源组成并联电路对外输出并联电流的电路结构，在此不做赘述。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种电源并联输出电路，其特征是，包括：至少两电源，将任意两单元的其中之一记为第一电源，另一记为第二电源，

在所述第一电源、第二电源的正极之间电连接有第一开关电路，

在所述第一电源、第二电源的负极之间电连接有第二开关电路，

以所述第一电源、第二电源的其中之一的正极作为输出电路的正极，在所述第一电源、第二电源的另一的负极作为所述输出电路的负极。

2.根据权利要求1所述的电源并联输出电路，其特征是，还包括：

第三开关电路，电连接在所述电源并联输出电路的正极、或者负极。

3.根据权利要求1所述的电源并联输出电路，其特征是，

所述第一开关电路包括：第一开关管，源极、漏极分别与所述第一电源、第二电源的正极电连接。

4.根据权利要求3所述的电源并联输出电路，其特征是，

所述第一开关管为P型开关管，

在所述第一开关电路中还包括：与所述第一开关管相串联的第一阻抗电路，当所述输出电路对外输出电流时，所述电流方向为由所述第一阻抗电路到所述第一开关管方向。

5.根据权利要求4所述的电源并联输出电路，其特征是，

所述第一阻抗电路包括：第一电阻。

6.根据权利要求4所述的电源并联输出电路，其特征是，

所述第一阻抗电路包括：第一电感。

7.根据权利要求4所述的电源并联输出电路，其特征是，

所述第一阻抗电路包括：相互串联的第一电阻、及第一电感。

8.根据权利要求1所述的电源并联输出电路，其特征是，

所述第二开关电路为：第二开关管，源极、漏极分别与所述第一电源、第二电源的正极电连接。

9.根据权利要求8所述的电源并联输出电路，其特征是，

所述第二开关管为N型开关管，

在所述第二开关电路中还包括：与所述第二开关管相串联的第二阻抗电路，当所述输出电路对外输出电流时，所述电流方向为由所述第二阻抗电路到所述第二开关管方向。

10.根据权利要求9所述的电源并联输出电路，其特征是，

所述第二阻抗电路包括：第二电阻。

11.根据权利要求9所述的电源并联输出电路，其特征是，

所述第二阻抗电路包括：第二电感。

12.根据权利要求9所述的电源并联输出电路，其特征是，

所述第二阻抗电路包括：相互串联的第二电阻、及第二电感。

13.根据权利要求1至12之任一所述的电源并联输出电路，其特征是，

所述第一开关电路、第二开关电路的阻抗相同。

14.根据权利要求1至12之任一所述的电源并联输出电路，其特征是，

各所述电源为可充放电电池。