CN210273866U - 一种串联倍压与并联扩流的电源变换电路 - Google Patents

Abstract

一种串联倍压与并联扩流的电源变换电路，市电输入端通过市电输出控制与隔离变换器的初级端连接，所述隔离变换器的次级端至少具有两组电磁线圈，两组电磁线圈通过切换开关的切换以并联或串联的连接方式与负载端连接；所述单片机用于检测负载端电压，并根据负载端电压或者人工设置的电压控制切换开关切换隔离变换器次级端两组电磁线圈的连接关系。由于在隔离变换器设置两组电磁线圈，切换开关与两组电磁线圈连接，通过切换开关的切换可以使得两组电磁线圈在并联与串联之间进行切换，从而扩大电源变换电路的电压与电流的适配范围。

Description

一种串联倍压与并联扩流的电源变换电路

技术领域

本申请涉及电源转换技术领域，具体涉及一种串联倍压与并联扩流的电源变换电路。

背景技术

由于负载端的电参数不同，使得需要不同规格的电源变换器来对不同电压的负载进行供电，例如对12V的电池充电时需要采用12V的适配器来进行充电，24V的电池需要24V的适配器来充电。因此在使用不同规格的负载时，需要配备不同规格的电源变换器，造成成本高的问题。

发明内容

本申请提供一种串联倍压与并联扩流的电源变换电路，扩大电源变换电路的电压适配范围，可以给不同规格的负载端供电。

根据第一方面，一种实施例中提供一种串联倍压与并联扩流的电源变换电路，包括市电输入端、市电输出控制、隔离变换器、切换开关、单片机以及负载端，市电输入端通过市电输出控制与隔离变换器的初级端连接，所述隔离变换器的次级端具有两组电磁线圈，两组电磁线圈通过切换开关的切换以并联或串联的连接方式与负载端连接；所述单片机用于检测负载端电压，并根据负载端电压或者人工设置的电压控制切换开关切换隔离变换器次级端两组电磁线圈的连接关系。

优选地，还包括电流电压调节反馈支路，所述电流电压调节反馈支路并联连接于负载端，所述单片机根据负载端电压分配充电电压参数到电流电压调节反馈支路，电流电压调节反馈支路将分配的充电电压参数反馈到市电输出控制，市电输出控制根据充电电压参数调整市电输入端向隔离变换器输送的电压。

优选地，还包括负载端电压检测支路，负载端电压检测支路并联连接于负载端，负载端电压检测支路用于检测负载端电压，并将负载端电压反馈到单片机。

优选地，还包括第一光耦，第一光耦包括发射端和接收端，发射端设于电流电压调节反馈支路中，接收端设于市电输出控制中，电流电压调节反馈支路通过发射端将充电电压参数反馈到市电输出控制。

优选地，所述市电输出控制为双正激反激开关电源。

依据上述实施例的串联倍压与并联扩流的电源变换电路，由于在隔离变换器设置两组电磁线圈，切换开关与两组电磁线圈连接，通过切换开关的切换可以使得两组电磁线圈在并联与串联之间进行切换，当隔离变换器次级端一组电磁线圈的电压不足以给负载供电时，通过切换开关使两组电磁线圈串联，提高供电电压，当隔离变换器次级端一组电磁线圈的电压足以给负载供电时，通过切换开关使两组电磁线圈并联，以此扩大电源变换电路的电压与电流的适配范围，支持给不同规格的负载供电，并实现以最大功率化后给负载供电，提高整机实用功率最大化的供电能效，以实现电压范围和电流范围的最大化提升。

附图说明

图1为本申请串联倍压与并联扩流的电源变换电路的电路图；

图2和图3为图1的局部放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

下面以电源变换电路给电池充电为例，对本申请的电路结构和原理进行阐述。

请参考图1-图3，串联倍压与并联扩流的电源变换电路，包括市电输入端1、市电输出控制2、隔离变换器T1、切换开关3、buck电路4、电流电压调节反馈支路5、单片机6、电池电压检测支路7以及负载端BAT+，负载端BAT+接入充电电池，市电输入端1通过市电输出控制2与隔离变换器T1的初级端连接，隔离变换器T1的次级端具有两组电磁线圈，两组电磁线圈通过切换开关3的切换以并联或串联的连接方式与buck电路4的输入端连接；buck电路的输出端4与负载端BAT+连接，电流电压调节反馈支路5和电池电压检测支路7并联连接于负载端，所述电池电压检测支路7用于检测电池电压并将电池电压反馈到单片机6，单片机6根据电池电压控制切换开关3切换隔离变换器次级端两组电磁线圈的连接关系，并分配充电电压参数到电流电压调节反馈支路5，所述电流电压调节反馈支路5将分配的充电电压参数反馈到市电输出控制2，市电输出控制2根据充电电压参数调整市电输入端1向隔离变换器T1输送的电压。在其它实施例中，碰到给特殊电池充电时，系统可能出现不能识别该特殊电池的情况，在这种情况下，可以通过人工手动设置匹配充电电压，再根据这个充电电压来决定次级端两组电磁线圈是并联连接还是串联连接。

具体的，还包括第一光耦，第一光耦包括发射端IC2A和接收端IC2B，发射端IC2A设于电流电压调节反馈支路5中，接收端IC2B设于市电输出控制2中，电流电压调节反馈支路5通过发射端IC2A发出的光强将充电电压参数反馈到市电输出控制2中芯片IC1的反馈引脚，芯片IC1进而根据反馈的电参数来控制市电输出端输出到隔离变换器T1初级端的电压，隔离变换器T1次极端的电压也就随初级端的电压变化而变化。

作为本申请的优选实施方式，市电输出控制为双正激反激开关电源。

下面举例对本申请的工作原理进行说明。

先将规格为24V的电池接入负载端，单片机检测到电池接入后，给Standby低电平，使得电池电压检测支路7中的开关管Q2导通，开关管Q2导通后，开关管Q4导通，节点BAT则能检测到负载端电池的电压，该节点BAT与单片机连接，单片机获得电池电压。如果此时隔离变换器T1次级端的两组电磁线圈接收到的电压为12V，单片机判断这个电压不足以对电池充电，此时单片机对控制切换开关进行控制，使切换开关的第一触点1与第三触点3连接，是切换开关的第二触点2与第五触点5连接，这样就使得两组电磁线圈串联起来，两组电磁线圈串联后，电压达到24V，可以给接入的电池充电。

当将规格为12V的电池接入负载端时，且此时隔离变换器T1次级端的两组电磁线圈接收到的电压为12V时，单片机判断这个电压足以对电池充电，此时单片机对控制切换开关进行控制，使切换开关的第一触点1与第四触点4连接，是切换开关的第而触点2与第六触点6连接，这样就使得两组电磁线圈并联起来，两组电磁线圈并联后，电压为12V，可以给接入的电池充电。两组电磁线圈并联的情况下，其充电电流倍增，实现最大效率充电。

从上面的切换开关切换过程可以看出，隔离变换器T1初级端不变的情况下，可以给负载端输出两种不同的电压给电池进行充电，扩大了电源变换电路的电压适配范围。

切换开关可以通过一个继电器来进行切换动作，而继电器的动作由单片机进行控制，从而实现单片机对切换开关的控制。

但通常，规格为24V的电池，可能其电压为20V，这次就需要通过电流电压调节反馈支路5，将充电参数反馈到市电输出控制2，市电输出控制2再控制市电输出端输出到隔离变换器T1次级端的电压，使次级端的两组电磁线圈接收到的电压为10V，再通过切换开关的切换，使两组电磁线圈串联起来，最终为电池提供20V的充电电压。

24V的适配器可以通过电路的反馈调整，将输出电压调整到20V给电压为20V的电池充电，但由于电路调整的极限，24V的适配器要给12V的电池充电就不现实了。但本申请通过串并联切换的方式，可以很好的解决这个问题。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (5)

1.一种串联倍压与并联扩流的电源变换电路，其特征在于，包括市电输入端、市电输出控制、隔离变换器、切换开关、单片机以及负载端，市电输入端通过市电输出控制与隔离变换器的初级端连接，所述隔离变换器的次级端至少具有两组电磁线圈，两组电磁线圈通过切换开关的切换以并联或串联的连接方式与负载端连接；所述单片机用于检测电池电压，并根据电池电压或者人工设置的电压控制切换开关切换隔离变换器次级端两组电磁线圈的连接关系。

2.如权利要求1所述的串联倍压与并联扩流的电源变换电路，其特征在于，还包括电流电压调节反馈支路，所述电流电压调节反馈支路并联连接于负载端，所述单片机根据负载端电压分配充电电压参数到电流电压调节反馈支路，电流电压调节反馈支路将分配的充电电压参数反馈到市电输出控制，市电输出控制根据充电电压参数调整市电输入端向隔离变换器输送的电压。

3.如权利要求1所述的串联倍压与并联扩流的电源变换电路，其特征在于，还包括负载端电压检测支路，负载端电压检测支路并联连接于负载端，负载端电压检测支路用于检测负载端电压，并将负载端电压反馈到单片机。

4.如权利要求2所述的串联倍压与并联扩流的电源变换电路，其特征在于，还包括第一光耦，第一光耦包括发射端和接收端，发射端设于电流电压调节反馈支路中，接收端设于市电输出控制中，电流电压调节反馈支路通过发射端将充电电压参数反馈到市电输出控制。

5.如权利要求1所述的串联倍压与并联扩流的电源变换电路，其特征在于，所述市电输出控制为双正激反激开关电源。

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