CN219107107U - 一种升降压充电拓扑结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种升降压充电拓扑结构，其技术方案要点是：包括：控制器；升降压模块，用于将输入的宽电压升压/降压得到第一电压；第一拓扑模块，用于对所述第一电压进行调节得到对第一电池组充电的第一充电电压；第一控制模块，用于根据所述第一充电电压和控制器输出的第一电信号控制第一拓扑模块的调节端；第一开关模块，用于根据所述控制器的第二电信号和第三电信号控制所述第一拓扑模块是否向第一电池组输入第一充电电压；本申请具有适应宽电压的输入，实现了根据电池组的要求调整充电电压，便于对电池组充电，适应性更强的效果。

Description

一种升降压充电拓扑结构

技术领域

本实用新型涉及电池充电技术领域，更具体地说，它涉及一种升降压充电拓扑结构。

背景技术

在充电领域中，尤其是对电池进行充电的情况下，通常都是采用降压对电池进行充电，但是，采用降压的方式，通常都要求输入电压比电池电压高。

如现有技术中公开的公告号为CN112003472B，名称为降压式变换电路的文件中主要公开了包括：第一开关的第一端与电源连接，第一开关的第二端分别与电感的输入端和第二开关的第一端连接，第二开关的第二端接地，电感的输出端分别与第一电容和负载连接，第一电容接地；控制模块分别与第一开关和第二开关连接；第一开关用于控制电源向降压式变换电路提供第一电压，电感和第一电容用于向负载提供第二电压，控制模块用于根据当前周期降压式变换电路进入非连续导通模式DCM的第一时间，控制下一个周期内电源向降压式变换电路的提供第一电压的第二时间，其中，降压式变换电路进入DCM时第一开关和第二开关同时断开，提高了降压式变换电路输出电压的精度，但是，要求输入电压比电池电压高，对输入电压的要求较高。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种升降压充电拓扑结构，具有适应宽电压的输入，实现了根据电池组的要求调整充电电压，便于对电池组充电，适应性更强的功能优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种升降压充电拓扑结构，包括：控制器；升降压模块，用于将输入的宽电压升压/降压得到第一电压；第一拓扑模块，用于对所述第一电压进行调节得到对第一电池组充电的第一充电电压；第一控制模块，用于根据所述第一充电电压和控制器输出的第一电信号控制第一拓扑模块的调节端；第一开关模块，用于根据所述控制器的第二电信号和第三电信号控制所述第一拓扑模块是否向第一电池组输入第一充电电压；

所述升降压模块的输入端用于连接输入电压，输出端连接第一拓扑模块的输入端；所述第一控制模块的第一输入端连接控制器，第一控制模块的第二输入端连接第一拓扑模块的输出端，第一控制模块的输出端连接第一拓扑模块的调节端；所述第一开关模块的第一输入端和第二输入端均连接控制器，第一开关模块的第三输入端连接第一拓扑模块的输出端，第一开关模块的第一输出端用于连接第一电池组，第一开关模块的第二输出端连接升降压模块的输入端。

可选的，所述第一拓扑模块包括：第一电感、第二电感、第一场效应管、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管和第十二电阻；

所述第一场效应管的栅极作为第一拓扑模块的调节端连接第一控制模块的输出端，第一场效应管的源极通过第十二电阻连接第一场效应管的栅极，第一场效应管的漏极通过第一电感连接升降压模块的输出端，第一场效应管的漏极还依次通过第一电感和第一电容接地，第一场效应管的漏极通过第二电容连接第一二极管的阳极；所述第一二极管的阳极还通过第二电感接地，第一二极管的阴极通过第三电容接地，第一二极管的阴极作为第一拓扑模块的输出端分别连接第一控制模块的第二输入端和第一开关模块的第三输入端。

可选的，所述第一控制模块包括：第二芯片、第二场效应管、第一三极管、第二三极管、第四电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻；

所述第二芯片的第一脚并联第五电阻和第六电阻后连接第一拓扑模块的输出端，第二芯片的第一脚通过第四电阻接地；所述第二场效应管的源极接地，第二场效应管的源极还通过第一电阻连接第二场效应管的栅极，第二场效应管的漏极依次通过第三电阻和第五电阻连接第一拓扑模块的输出端，第二场效应管的栅极通过第二电阻连接控制器的第一输出端；所述第二芯片的第十六脚通过第四电容接地，第二芯片的第十六脚通过第七电阻用于连接第一电池组的阴极，第二芯片的第十二脚通过第八电阻连接第一供电电压端，第二芯片的第十一脚连接第十二脚，第二芯片的第九脚连接第二芯片的第十脚，第二芯片的第九脚通过第九电阻分别连接第一三极管的基极和第二三极管的基极；所述第一三极管的集电极连接第二芯片的第十二脚；所述第二三极管的集电极通过第十电阻连接第二三极管的基极；所述第一三极管的发射极和第二三极管的发射极均通过第十一电阻连接第一场效应管的栅极。

可选的，所述第一开关模块包括：第三场效应管、第四场效应管、第三三极管、第四三极管、第二二极管、第一开关、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻和第二十电阻；

所述第三场效应管的源极作为第一开关模块的第三输入端与第一拓扑模块的输出端连接，第三场效应管的栅极通过第十六电阻连接其源极，第三场效应管的栅极通过第十五电阻连接第三三极管的集电极，第三场效应管的漏极连接第一电池组的阳极；所述第三三极管的基极通过第十三电阻连接控制器的第二输出端，第三三极管的基极通过第十四电阻接地，第三三极管的发射极接地；所述第一开关的第一端用于连接第一电池组的阴极，第一开关的第二端接地；所述第四场效应管的源极连接第三场效应管的漏极，第四场效应管的栅极通过第十七电阻连接其源极，第四场效应管的栅极通过第二十电阻连接第四三极管的集电极；所述第四三极管的基极通过第十八电阻连接控制器的第三输出端，第四三极管的基极通过第十九电阻接地，第四三极管的发射极接地；所述第二二极管的阳极连接第四场效应管的漏极，第二二极管的阴极连接升降压模块的输入端。

可选的，还包括：第二拓扑模块，用于对所述第一电压进行调节得到对第二电池组充电的第二充电电压；第二控制模块，用于根据所述第二充电电压和控制器输出的第四电信号控制第二拓扑模块的调节端；第二开关模块，用于根据所述控制器的第五电信号和第六电信号控制所述第二拓扑模块是否向第二电池组输入第二充电电压；

所述升降压模块的输出端还连接第二拓扑模块的输入端；所述第二控制模块的第一输入端连接控制器，第二控制模块的第二输入端连接第二拓扑模块的输出端，第二控制模块的输出端连接第二拓扑模块的调节端；所述第二开关模块的第一输入端和第二输入端均连接控制器，第二开关模块的第三输入端连接第二拓扑模块的输出端，第二开关模块的第一输出端用于连接第二电池组，第二开关模块的第二输出端连接升降压模块的输入端。

可选的，所述第二拓扑模块包括：第三电感、第四电感、第五场效应管、第五电容、第六电容、第七电容、第三二极管和第三十二电阻；

所述第五场效应管的栅极作为第二拓扑模块的调节端连接第二控制模块的输出端，第五场效应管的源极通过第三十二电阻连接第五场效应管的栅极，第五场效应管的漏极通过第三电感连接升降压模块的输出端，第五场效应管的漏极还依次通过第三电感和第五电容接地，第五场效应管的漏极通过第六电容连接第三二极管的阳极；所述第三二极管的阳极还通过第四电感接地，第三二极管的阴极通过第七电容接地，第三二极管的阴极作为第二拓扑模块的输出端分别连接第一控制模块的第二输入端和第二开关模块的第三输入端。

可选的，所述第二控制模块包括：第三芯片、第六场效应管、第五三极管、第六三极管、第八电容、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻和第三十一电阻；

所述第三芯片的第一脚并联第二十五电阻和第二十六电阻后连接第二拓扑模块的输出端，第三芯片的第一脚通过第二十四电阻接地；所述第六场效应管的源极接地，第六场效应管的源极还通过第二十一电阻连接第六场效应管的栅极，第六场效应管的漏极依次通过第二十三电阻和第二十五电阻连接第二拓扑模块的输出端，第六场效应管的栅极通过第二十二电阻连接控制器的第四输出端；所述第三芯片的第十六脚通过第八电容接地，第三芯片的第十六脚通过第二十七电阻用于连接第二电池组的阴极，第三芯片的第十二脚通过第二十八电阻连接第一供电电压端，第三芯片的第十一脚连接第十二脚，第三芯片的第九脚连接第三芯片的第十脚，第三芯片的第九脚通过第二十九电阻分别连接第五三极管的基极和第六三极管的基极；所述第五三极管的集电极连接第三芯片的第十二脚；所述第六三极管的集电极通过第三十电阻连接第六三极管的基极；所述第五三极管的发射极和第六三极管的发射极均通过第三十一电阻连接第五场效应管的栅极。

可选的，所述第二开关模块包括：第七场效应管、第八场效应管、第七三极管、第八三极管、第四二极管、第二开关、第三十三电阻、第三十四电阻、第三十五电阻、第三十六电阻、第三十七电阻、第三十八电阻、第三十九电阻和第四十电阻；

所述第七场效应管的源极作为第二开关模块的第三输入端与第二拓扑模块的输出端连接，第七场效应管的栅极通过第三十五电阻连接其源极，第七场效应管的栅极通过第三十六电阻连接第七三极管的集电极，第七场效应管的漏极连接第二电池组的阳极；所述第七三极管的基极通过第三十三电阻连接控制器的第五输出端，第七三极管的基极通过第三十四电阻接地，第七三极管的发射极接地；所述第二开关的第一端用于连接第二电池组的阴极，第二开关的第二端接地；所述第八场效应管的源极连接第七场效应管的漏极，第八场效应管的栅极通过第三十七电阻连接其源极，第八场效应管的栅极通过第四十电阻连接第八三极管的集电极；所述第八三极管的基极通过第三十八电阻连接控制器的第六输出端，第八三极管的基极通过第三十九电阻接地，第八三极管的发射极接地；所述第四二极管的阳极连接第八场效应管的漏极，第四二极管的阴极连接升降压模块的输入端。

可选的，所述升降压模块包括：第四芯片、第九三极管、第十三极管、第九场效应管、第五电感、第六电感、第七电感、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第四十一电阻、第四十二电阻、第四十三电阻、第四十四电阻、第四十五电阻、第四十六电阻、第四十七电阻、第四十八电阻、第四十九电阻、第三开关和第四开关；

所述第四芯片的第一脚通过第四十一电阻接地，第四芯片的第九脚连接其第十脚，第四芯片的第九脚通过第四十五电阻分别连接第九三极管的基极和第十三极管的基极；所述第九三极管的集电极连接第二供电电压端；所述第十三极管的集电极接地，第十三极管的集电极还通过第四十六电阻连接其基极；所述第九三极管的发射极和第十三三极管的发射极均通过第四十七电阻连接第九场效应管的栅极；所述第九场效应管的源极通过第四十三电阻连接第四芯片的第十六脚，第四芯片的第十六脚通过第九电容接地；所述第九场效应管的漏极通过第五电感作为升降压模块的输入端用于连接输入电压，第九场效应管的漏极还依次通过第五电感和第十电容接地，所述第十一电容和第四十八电阻串联后与第五电感并联，第九场效应管的漏极还通过第十二电容连接第五二极管的阳极；所述第五二极管的阳极通过第六电感接地，第五二极管的阳极还依次通过第十三电容和第四十九电阻连接其阴极，第五二极管的阴极通过第十四电容接地，第五二极管的阴极依次通过第七电感和第四十二电阻连接第四芯片的第一脚；所述第三开关的第一端连接第九场效应管的源极，第三开关的第二端接地；第四开关通过第七电感连接第五二极管的阴极，第四开关的第二端作为升降压模块的输出端，第四开关的第二端还通过第十五电容接地。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：升降压模块根据输入电压的实际电压进行升压或降压，第一控制模块根据控制器输出的第一电信号和第一拓扑模块输出的第一充电电压对第一拓扑模块进行调节，使得第一拓扑模块输出的第一充电电压符合第一电池组的充电要求，然后控制器输出第二电信号和第三电信号控制第一开关模块，控制第一开关模块导通或截止，以实现对第一电池组的充电控制，使得本申请能够适应宽电压的输入，通过控制器和第一拓扑模块的设置，实现了根据电池组的要求调整充电电压，便于对电池组充电，适应性更强。

附图说明

图1是本实用新型中的第一拓扑模块、第一控制模块和第一开关模块的电路原理图；

图2是本实用新型中的第二拓扑模块、第二控制模块和第二开关模块的电路原理图；

图3是本实用新型中的升降压模块的电路原理图；

图4是本实用新型中控制器的电路原理图。

图中：1、升降压模块；2、第一拓扑模块；3、第一控制模块；4、第一开关模块；5、第二拓扑模块；6、第二控制模块；7、第二开关模块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实用新型提供了一种升降压充电拓扑结构,如图1-图4所示，包括：控制器；升降压模块1，用于将输入的宽电压升压/降压得到第一电压；第一拓扑模块2，用于对所述第一电压进行调节得到对第一电池组充电的第一充电电压；第一控制模块3，用于根据所述第一充电电压和控制器输出的第一电信号控制第一拓扑模块2的调节端；第一开关模块4，用于根据所述控制器的第二电信号和第三电信号控制所述第一拓扑模块2是否向第一电池组输入第一充电电压；

所述升降压模块1的输入端用于连接输入电压，输出端连接第一拓扑模块2的输入端；所述第一控制模块3的第一输入端连接控制器，第一控制模块3的第二输入端连接第一拓扑模块2的输出端，第一控制模块3的输出端连接第一拓扑模块2的调节端；所述第一开关模块4的第一输入端和第二输入端均连接控制器，第一开关模块4的第三输入端连接第一拓扑模块2的输出端，第一开关模块4的第一输出端用于连接第一电池组，第一开关模块4的第二输出端连接升降压模块1的输入端。

在实际应用中，控制器为第一芯片U1，第一芯片U1能够采用单片机，输入电压为20V-30V的宽电压，输入电压经过升降压模块1，升降压模块1根据输入电压的实际电压进行升压或降压，以使输出的第一电压为24V，在其他实施例中输入电压和第一电压可根据实际情况进行调整，第一电压作为第一拓扑模块2的输入，第一控制模块3根据控制器输出的第一电信号和第一拓扑模块2输出的第一充电电压对第一拓扑模块2进行调节，使得第一拓扑模块2输出的第一充电电压符合第一电池组的充电要求，在第一充电电压达到第一电池组的充电要求后，控制器输出第二电信号和第三电信号控制第一开关模块4，使得第一开关模块4导通，第一拓扑模块2能够将第一充电电压输出给第一电池组，以实现对第一电池组的充电，第一开关模块4也能够根据控制器输出的第二电信号和第三电信号截止，从而切断第一拓扑模块2对第一电池组的充电，通过升降压模块1的设置，使得本申请能够适应宽电压的输入，通过控制器和第一拓扑模块2的设置，实现了根据电池组的要求调整充电电压，便于对电池组充电，适应性更强。

进一步地，如图1所示，所述第一拓扑模块2包括：第一电感L1、第二电感L2、第一场效应管MOS1、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第一二极管D1和第十二电阻R12；

所述第一场效应管MOS1的栅极作为第一拓扑模块2的调节端连接第一控制模块3的输出端，第一场效应管MOS1的源极通过第十二电阻R12连接第一场效应管MOS1的栅极，第一场效应管MOS1的漏极通过第一电感L1连接升降压模块1的输出端，第一场效应管MOS1的漏极还依次通过第一电感L1和第一电容C1接地，第一场效应管MOS1的漏极通过第二电容C2连接第一二极管D1的阳极；所述第一二极管D1的阳极还通过第二电感L2接地，第一二极管D1的阴极通过第三电容C3接地，第一二极管D1的阴极作为第一拓扑模块2的输出端分别连接第一控制模块3的第二输入端和第一开关模块4的第三输入端。

在实际应用中，第一场效应管MOS1的漏极连接第一电感L1作为第一拓扑模块2的输入端，用于接收升降压模块1输出的第一电压，具体地，在第一场效应管MOS1导通时，通过第二电容C2为第一电感L1和第二电感L2充电，第一电池组由第三电容C3进行供电，在第一场效应管MOS1截止时，第一电感L1的电流通过第二电容C2和第一二极管D1输出到第三电容C3中，第二电感L2的电流通过第一二极管D1输出到第三电容C3中，第一场效应管MOS1的栅极作为第一拓扑模块2的调节端连接第一控制模块3的输出端，第一控制模块3的输出端输出的电信号能够控制第一场效应管MOS1的导通时间，通过改变第一场效应管MOS1的导通时间，可以改变第一拓扑模块2的输出电压，也就是改变第一充电电压，使得第一充电电压符合第一电池组的充电要求，在第一充电电压符合第一电池组的充电要求时，控制器能够输出第二电信号和第三电信号控制第一开关模块4导通，实现第一拓扑模块2对第一电池组的充电。

进一步地，如图1所示，所述第一控制模块3包括：第二芯片U2、第二场效应管MOS2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第四电容C4、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10和第十一电阻R11；

所述第二芯片U2的第一脚并联第五电阻R5和第六电阻R6后连接第一拓扑模块2的输出端，第二芯片U2的第一脚通过第四电阻R4接地；所述第二场效应管MOS2的源极接地，第二场效应管MOS2的源极还通过第一电阻R1连接第二场效应管MOS2的栅极，第二场效应管MOS2的漏极依次通过第三电阻R3和第五电阻R5连接第一拓扑模块2的输出端，第二场效应管MOS2的栅极通过第二电阻R2连接控制器的第一输出端；所述第二芯片U2的第十六脚通过第四电容C4接地，第二芯片U2的第十六脚通过第七电阻R7用于连接第一电池组的阴极，第二芯片U2的第十二脚通过第八电阻R8连接第一供电电压端，第二芯片U2的第十一脚连接第十二脚，第二芯片U2的第九脚连接第二芯片U2的第十脚，第二芯片U2的第九脚通过第九电阻R9分别连接第一三极管Q1的基极和第二三极管Q2的基极；所述第一三极管Q1的集电极连接第二芯片U2的第十二脚；所述第二三极管Q2的集电极通过第十电阻R10连接第二三极管Q2的基极；所述第一三极管Q1的发射极和第二三极管Q2的发射极均通过第十一电阻R11连接第一场效应管MOS1的栅极。

具体地，在本申请中第二芯片U2采用TL494型号的芯片，第二场效应管MOS2的栅极通过第二电阻R2作为第一控制模块3的第一输入端连接控制器的第一输出端，控制器的第一输出端为第一芯片U1的第九脚，用于输出第一电信号，第二芯片U2的第一脚通过第六电阻R6作为第一控制模块3的第二输入端连接第一拓扑模块2的输出端，使得第二芯片U2能够根据第一电信号和第一充电电压对输出电压进行调整，从而实现对第一场效应管MOS1的导通时间的调整，本申请能够将第一拓扑模块2的输出电压作为反馈信号对第一控制模块3的输出电压进行调整，从而实现对第一拓扑模块2的反馈调节。

进一步地，如图1所示，所述第一开关模块4包括：第三场效应管MOS3、第四场效应管MOS4、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第二二极管D2、第一开关MTS1、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19和第二十电阻R20；

所述第三场效应管MOS3的源极作为第一开关模块4的第三输入端与第一拓扑模块2的输出端连接，第三场效应管MOS3的栅极通过第十六电阻R16连接其源极，第三场效应管MOS3的栅极通过第十五电阻R15连接第三三极管Q3的集电极，第三场效应管MOS3的漏极连接第一电池组的阳极；所述第三三极管Q3的基极通过第十三电阻R13连接控制器的第二输出端，第三三极管Q3的基极通过第十四电阻R14接地，第三三极管Q3的发射极接地；所述第一开关MTS1的第一端用于连接第一电池组的阴极，第一开关MTS1的第二端接地；所述第四场效应管MOS4的源极连接第三场效应管MOS3的漏极，第四场效应管MOS4的栅极通过第十七电阻R17连接其源极，第四场效应管MOS4的栅极通过第二十电阻R20连接第四三极管Q4的集电极；所述第四三极管Q4的基极通过第十八电阻R18连接控制器的第三输出端，第四三极管Q4的基极通过第十九电阻R19接地，第四三极管Q4的发射极接地；所述第二二极管D2的阳极连接第四场效应管MOS4的漏极，第二二极管D2的阴极连接升降压模块1的输入端。

在实际应用中，第三三极管Q3的基极通过第十三电阻R13作为第一开关模块4的第一输入端，用于连接控制器的第二输出端，控制器的第二输出端为第一芯片U1的第四十三脚，用于输出第二电信号，通过第二电信号用于控制第三三极管Q3的导通/截止，从而控制第三场效应管MOS3的导通/截止，从而控制第一拓扑模块2输出的第一充电电压是否输出给第一电池组；在本申请中第四三极管Q4通过十八电阻作为第一开关MTS1的第二输入端，用于连接控制器的第三输出端，控制器的第三输出端为第一芯片U1的第一脚，升降压模块1有宽电压作为输入电压输入时，第二二极管D2主要起到防止输入电流流入第一拓扑模块2的作用，此时，控制器通过第三电信号控制第四三极管Q4导通，从而控制第四场效应管MOS4截止，防止第一拓扑模块2的输出电流输入给升降压模块1，保证了对第一电池组的充电，在没有宽电压作为输入电压的情况下，也就是无需对第一电池组进行充电的情况下，通过第二电信号控制第三场效应管MOS3截止，第三电信号控制第四场效应管MOS4导通，使得第一电池组能够经过升降压模块1后输出第一电压，使得第一电压作为工作电压对负载供电，另外，通过第一开关MTS1的设置，便于人工控制第一电池组的充放电。

进一步地，如图2所示，还包括：第二拓扑模块5，用于对所述第一电压进行调节得到对第二电池组充电的第二充电电压；第二控制模块6，用于根据所述第二充电电压和控制器输出的第四电信号控制第二拓扑模块5的调节端；第二开关模块7，用于根据所述控制器的第五电信号和第六电信号控制所述第二拓扑模块5是否向第二电池组输入第二充电电压；

所述升降压模块1的输出端还连接第二拓扑模块5的输入端；所述第二控制模块6的第一输入端连接控制器，第二控制模块6的第二输入端连接第二拓扑模块5的输出端，第二控制模块6的输出端连接第二拓扑模块5的调节端；所述第二开关模块7的第一输入端和第二输入端均连接控制器，第二开关模块7的第三输入端连接第二拓扑模块5的输出端，第二开关模块7的第一输出端用于连接第二电池组，第二开关模块7的第二输出端连接升降压模块1的输入端。

具体地，第一电压也作为第二拓扑模块5的输入，第二控制模块6根据控制器输出的第四电信号和第二拓扑模块5输出的第二充电电压对第二拓扑模块5进行调节，使得第二拓扑模块5输出的第二充电电压符合第二电池组的充电要求，在第二充电电压达到第二电池组的充电要求后，控制器输出第五电信号和第六电信号控制第二开关模块7，使得第二开关模块7导通，第二拓扑模块5能够将第二充电电压输出给第二电池组，以实现对第二电池组的充电，第二开关模块7也能够根据控制器输出的第五电信号和第六电信号截止，从而切断第二拓扑模块5对第二电池组的充电，从而实现同时对两个电池组进行充电，且能够根据两个电池组的充电要求调整第一充电电压和/或第二充电电压。

进一步地，如图2所示，所述第二拓扑模块5包括：第三电感L3、第四电感L4、第五场效应管MOS5、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第三二极管D3和第三十二电阻R32；

所述第五场效应管MOS5的栅极作为第二拓扑模块5的调节端连接第二控制模块6的输出端，第五场效应管MOS5的源极通过第三十二电阻R32连接第五场效应管MOS5的栅极，第五场效应管MOS5的漏极通过第三电感L3连接升降压模块1的输出端，第五场效应管MOS5的漏极还依次通过第三电感L3和第五电容C5接地，第五场效应管MOS5的漏极通过第六电容C6连接第三二极管D3的阳极；所述第三二极管D3的阳极还通过第四电感L4接地，第三二极管D3的阴极通过第七电容C7接地，第三二极管D3的阴极作为第二拓扑模块5的输出端分别连接第一控制模块3的第二输入端和第二开关模块7的第三输入端。

具体地，第二拓扑模块5的原理与第一拓扑模块2的原理相同，第五场效应管MOS5的漏极连接第三电感L3作为第二拓扑模块5的输入端，用于接收升降压模块1输出的第一电压，具体地，在第五场效应管MOS5导通时，通过第六电容C6为第三电感L3和第四电感L4充电，第二电池组由第七电容C7进行供电，在第五场效应管MOS5截止时，第三电感L3的电流通过第六电容C6和第三二极管D3输出到第七电容C7中，第五场效应管MOS5的栅极作为第二拓扑模块5的调节端连接第二控制模块6的输出端，第二控制模块6的输出端输出的电信号能够控制第五场效应管MOS5的导通时间，通过改变第五场效应管MOS5的导通时间，可以改变第二拓扑模块5的输出电压，也就是改变第二充电电压，使得第二充电电压符合第二电池组的充电要求，在第二充电电压符合第二电池组的充电要求时，控制器能够输出第五电信号和第六电信号控制第二开关模块7导通，实现第二拓扑模块5对第二电池组的充电。

进一步地，如图2所示，所述第二控制模块6包括：第三芯片U3、第六场效应管MOS6、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第八电容C8、第二十一电阻R21、第二十二电阻R22、第二十三电阻R23、第二十四电阻R24、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第二十九电阻R29、第三十电阻R30和第三十一电阻R31；

所述第三芯片U3的第一脚并联第二十五电阻R25和第二十六电阻R26后连接第二拓扑模块5的输出端，第三芯片U3的第一脚通过第二十四电阻R24接地；所述第六场效应管MOS6的源极接地，第六场效应管MOS6的源极还通过第二十一电阻R21连接第六场效应管MOS6的栅极，第六场效应管MOS6的漏极依次通过第二十三电阻R23和第二十五电阻R25连接第二拓扑模块5的输出端，第六场效应管MOS6的栅极通过第二十二电阻R22连接控制器的第四输出端；所述第三芯片U3的第十六脚通过第八电容C8接地，第三芯片U3的第十六脚通过第二十七电阻R27用于连接第二电池组的阴极，第三芯片U3的第十二脚通过第二十八电阻R28连接第一供电电压端，第三芯片U3的第十一脚连接第十二脚，第三芯片U3的第九脚连接第三芯片U3的第十脚，第三芯片U3的第九脚通过第二十九电阻R29分别连接第五三极管Q5的基极和第六三极管Q6的基极；所述第五三极管Q5的集电极连接第三芯片U3的第十二脚；所述第六三极管Q6的集电极通过第三十电阻R30连接第六三极管Q6的基极；所述第五三极管Q5的发射极和第六三极管Q6的发射极均通过第三十一电阻R31连接第五场效应管MOS5的栅极。

具体地，第二控制模块6的原理与第一控制模块3的原理相同，在本申请中第三芯片U3也采用TL494型号的芯片，第六场效应管MOS6的栅极通过第二十二电阻R22作为第二控制模块6的第一输入端连接控制器的第四输出端，控制器的第四输出端为第一芯片U1的第八脚，用于输出第四电信号，第三芯片U3的第一脚通过第二十六电阻R26作为第二控制模块6的第二输入端连接第二拓扑模块5的输出端，使得第三芯片U3能够根据第四电信号和第二充电电压对输出电压进行调整，从而实现对第五场效应管MOS5的导通时间的调整，本申请能够将第二拓扑模块5的输出电压作为反馈信号对第二控制模块6的输出电压进行调整，从而实现对第二拓扑模块5的反馈调节。

进一步地，如图2所示，所述第二开关模块7包括：第七场效应管MOS7、第八场效应管MOS8、第七三极管Q7、第八三极管Q8、第四二极管D4、第二开关MTS2、第三十三电阻R33、第三十四电阻R34、第三十五电阻R35、第三十六电阻R36、第三十七电阻R37、第三十八电阻R38、第三十九电阻R39和第四十电阻R40；

所述第七场效应管MOS7的源极作为第二开关模块7的第三输入端与第二拓扑模块5的输出端连接，第七场效应管MOS7的栅极通过第三十五电阻R35连接其源极，第七场效应管MOS7的栅极通过第三十六电阻R36连接第七三极管Q7的集电极，第七场效应管MOS7的漏极连接第二电池组的阳极；所述第七三极管Q7的基极通过第三十三电阻R33连接控制器的第五输出端，第七三极管Q7的基极通过第三十四电阻R34接地，第七三极管Q7的发射极接地；所述第二开关MTS2的第一端用于连接第二电池组的阴极，第二开关MTS2的第二端接地；所述第八场效应管MOS8的源极连接第七场效应管MOS7的漏极，第八场效应管MOS8的栅极通过第三十七电阻R37连接其源极，第八场效应管MOS8的栅极通过第四十电阻R40连接第八三极管Q8的集电极；所述第八三极管Q8的基极通过第三十八电阻R38连接控制器的第六输出端，第八三极管Q8的基极通过第三十九电阻R39接地，第八三极管Q8的发射极接地；所述第四二极管的阳极连接第八场效应管MOS8的漏极，第四二极管的阴极连接升降压模块1的输入端。

具体地，第二开关模块7的原理与第一开关模块4的原理相同，第七三极管Q7的基极通过第三十三电阻R33作为第二开关模块7的第一输入端，用于连接控制器的第五输出端，控制器的第五输出端为第一芯片U1的第四十四脚，用于输出第五电信号，通过第五电信号用于控制第七三极管Q7的导通/截止，从而控制第七场效应管MOS7的导通/截止，从而控制第二拓扑模块5输出的第二充电电压是否输出给第二电池组；在本申请中第八三极管Q8通过三十八电阻作为第一开关模块4的第二输入端，用于连接控制器的第六输出端，控制器的第六输出端为第一芯片U1的第二脚，在升降压模块1有宽电压作为输入电压输入时，第四二极管主要起到防止输入电流流入第二拓扑模块5的作用，此时，控制器通过第六电信号控制第八三极管Q8导通，从而控制第八场效应管MOS8截止，防止第二拓扑模块5的输出电流输入给升降压模块1，保证了对第二电池组的充电，在没有宽电压作为输入电压的情况下，也就是无需对第二电池组进行充电的情况下，通过第五电信号控制第七场效应管MOS7截止，第六电信号控制第八场效应管MOS8导通，使得第二电池组能够经过升降压模块1后输出第一电压，使得第一电压作为工作电压对负载供电，另外，通过第二开关MTS2的设置，便于人工控制第二电池组的充放电。

进一步地，如图3所示，所述升降压模块1包括：第四芯片U4、第九三极管Q9、第十三极管Q10、第九场效应管MOS9、第五电感L5、第六电感L6、第七电感L7、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第四十一电阻R41、第四十二电阻R42、第四十三电阻R44、第四十四电阻R44、第四十五电阻R45、第四十六电阻R46、第四十七电阻R47、第四十八电阻R48、第四十九电阻R49、第三开关MTS3和第四开关MTS4；

所述第四芯片U4的第一脚通过第四十一电阻R41接地，第四芯片U4的第九脚连接其第十脚，第四芯片U4的第九脚通过第四十五电阻R45分别连接第九三极管Q9的基极和第十三极管Q10的基极；所述第九三极管Q9的集电极连接第二供电电压端；所述第十三极管Q10的集电极接地，第十三极管Q10的集电极还通过第四十六电阻R46连接其基极；所述第九三极管Q9的发射极和第十三三极管的发射极均通过第四十七电阻R47连接第九场效应管MOS9的栅极；所述第九场效应管MOS9的源极通过第四十三电阻R44连接第四芯片U4的第十六脚，第四芯片U4的第十六脚通过第九电容C9接地；所述第九场效应管MOS9的漏极通过第五电感L5作为升降压模块1的输入端用于连接输入电压，第九场效应管MOS9的漏极还依次通过第五电感L5和第十电容C10接地，所述第十一电容C11和第四十八电阻R48串联后与第五电感L5并联，第九场效应管MOS9的漏极还通过第十二电容C12连接第五二极管的阳极；所述第五二极管的阳极通过第六电感L6接地，第五二极管的阳极还依次通过第十三电容C13和第四十九电阻R49连接其阴极，第五二极管的阴极通过第十四电容C14接地，第五二极管的阴极依次通过第七电感L7和第四十二电阻R42连接第四芯片U4的第一脚；所述第三开关MTS3的第一端连接第九场效应管MOS9的源极，第三开关MTS3的第二端接地；第四开关MTS4通过第七电感L7连接第五二极管的阴极，第四开关MTS4的第二端作为升降压模块1的输出端，第四开关MTS4的第二端还通过第十五电容C15接地。

具体地，第四芯片U4也采用TL494型号的芯片，第九场效应管MOS9通过第五电感L5作为升降压模块1的输入端，用于接收输入电压(也就是宽电压)，具体地，在第九场效应管MOS9导通时，通过第十二电容C12为第五电感L5和第六电感L6充电，通过第十四电容C14经过第七电感L7后输出第一电压，在第九场效应管MOS9截止时，第五电感L5的电流通过第十二电容C12和第五二极管输出到第十四电容C14中，第六电感L6的电流通过第五二极管输出到第十四电容C14中，第四芯片U4将第九场效应管MOS9的源极电压和第一电压作为输入，并根据第九场效应管MOS9的源极电压和第一电压控制第九三极管Q9和第十三极管Q10的基极电压，从而控制第九场效应管MOS9的栅极电压，以控制第九场效应管MOS9的导通时间，通过改变第九场效应管MOS9的导通时间，可以改变升降压模块1的输出电压，也就是改变第一电压，本申请能够将第一电压作为反馈信号对第九场效应管MOS9的栅极电压进行调整，从而实现反馈调节。

本实用新型的升降压充电拓扑结构，升降压模块1根据输入电压的实际电压进行升压或降压，第一控制模块3根据控制器输出的第一电信号和第一拓扑模块2输出的第一充电电压对第一拓扑模块2进行调节，使得第一拓扑模块2输出的第一充电电压符合第一电池组的充电要求，然后控制器输出第二电信号和第三电信号控制第一开关模块4，控制第一开关模块4导通或截止，以实现对第一电池组的充电控制，使得本申请能够适应宽电压的输入，通过控制器和第一拓扑模块2的设置，实现了根据电池组的要求调整充电电压，便于对电池组充电，适应性更强。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种升降压充电拓扑结构，其特征在于，包括：控制器；升降压模块，用于将输入的宽电压升压/降压得到第一电压；第一拓扑模块，用于对所述第一电压进行调节得到对第一电池组充电的第一充电电压；第一控制模块，用于根据所述第一充电电压和控制器输出的第一电信号控制第一拓扑模块的调节端；第一开关模块，用于根据所述控制器的第二电信号和第三电信号控制所述第一拓扑模块是否向第一电池组输入第一充电电压；

所述升降压模块的输入端用于连接输入电压，输出端连接第一拓扑模块的输入端；所述第一控制模块的第一输入端连接控制器，第一控制模块的第二输入端连接第一拓扑模块的输出端，第一控制模块的输出端连接第一拓扑模块的调节端；所述第一开关模块的第一输入端和第二输入端均连接控制器，第一开关模块的第三输入端连接第一拓扑模块的输出端，第一开关模块的第一输出端用于连接第一电池组，第一开关模块的第二输出端连接升降压模块的输入端。

2.根据权利要求1所述的升降压充电拓扑结构，其特征在于，所述第一拓扑模块包括：第一电感、第二电感、第一场效应管、第一电容、第二电容、第三电容、第一二极管和第十二电阻；

所述第一场效应管的栅极作为第一拓扑模块的调节端连接第一控制模块的输出端，第一场效应管的源极通过第十二电阻连接第一场效应管的栅极，第一场效应管的漏极通过第一电感连接升降压模块的输出端，第一场效应管的漏极还依次通过第一电感和第一电容接地，第一场效应管的漏极通过第二电容连接第一二极管的阳极；所述第一二极管的阳极还通过第二电感接地，第一二极管的阴极通过第三电容接地，第一二极管的阴极作为第一拓扑模块的输出端分别连接第一控制模块的第二输入端和第一开关模块的第三输入端。

3.根据权利要求2所述的升降压充电拓扑结构，其特征在于，所述第一控制模块包括：第二芯片、第二场效应管、第一三极管、第二三极管、第四电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻和第十一电阻；

所述第二芯片的第一脚并联第五电阻和第六电阻后连接第一拓扑模块的输出端，第二芯片的第一脚通过第四电阻接地；所述第二场效应管的源极接地，第二场效应管的源极还通过第一电阻连接第二场效应管的栅极，第二场效应管的漏极依次通过第三电阻和第五电阻连接第一拓扑模块的输出端，第二场效应管的栅极通过第二电阻连接控制器的第一输出端；所述第二芯片的第十六脚通过第四电容接地，第二芯片的第十六脚通过第七电阻用于连接第一电池组的阴极，第二芯片的第十二脚通过第八电阻连接第一供电电压端，第二芯片的第十一脚连接第十二脚，第二芯片的第九脚连接第二芯片的第十脚，第二芯片的第九脚通过第九电阻分别连接第一三极管的基极和第二三极管的基极；所述第一三极管的集电极连接第二芯片的第十二脚；所述第二三极管的集电极通过第十电阻连接第二三极管的基极；所述第一三极管的发射极和第二三极管的发射极均通过第十一电阻连接第一场效应管的栅极。

4.根据权利要求3所述的升降压充电拓扑结构，其特征在于，所述第一开关模块包括：第三场效应管、第四场效应管、第三三极管、第四三极管、第二二极管、第一开关、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻和第二十电阻；

所述第三场效应管的源极作为第一开关模块的第三输入端与第一拓扑模块的输出端连接，第三场效应管的栅极通过第十六电阻连接其源极，第三场效应管的栅极通过第十五电阻连接第三三极管的集电极，第三场效应管的漏极连接第一电池组的阳极；所述第三三极管的基极通过第十三电阻连接控制器的第二输出端，第三三极管的基极通过第十四电阻接地，第三三极管的发射极接地；所述第一开关的第一端用于连接第一电池组的阴极，第一开关的第二端接地；所述第四场效应管的源极连接第三场效应管的漏极，第四场效应管的栅极通过第十七电阻连接其源极，第四场效应管的栅极通过第二十电阻连接第四三极管的集电极；所述第四三极管的基极通过第十八电阻连接控制器的第三输出端，第四三极管的基极通过第十九电阻接地，第四三极管的发射极接地；所述第二二极管的阳极连接第四场效应管的漏极，第二二极管的阴极连接升降压模块的输入端。

5.根据权利要求1所述的升降压充电拓扑结构，其特征在于，还包括：第二拓扑模块，用于对所述第一电压进行调节得到对第二电池组充电的第二充电电压；第二控制模块，用于根据所述第二充电电压和控制器输出的第四电信号控制第二拓扑模块的调节端；第二开关模块，用于根据所述控制器的第五电信号和第六电信号控制所述第二拓扑模块是否向第二电池组输入第二充电电压；

所述升降压模块的输出端还连接第二拓扑模块的输入端；所述第二控制模块的第一输入端连接控制器，第二控制模块的第二输入端连接第二拓扑模块的输出端，第二控制模块的输出端连接第二拓扑模块的调节端；所述第二开关模块的第一输入端和第二输入端均连接控制器，第二开关模块的第三输入端连接第二拓扑模块的输出端，第二开关模块的第一输出端用于连接第二电池组，第二开关模块的第二输出端连接升降压模块的输入端。

6.根据权利要求5所述的升降压充电拓扑结构，其特征在于，所述第二拓扑模块包括：第三电感、第四电感、第五场效应管、第五电容、第六电容、第七电容、第三二极管和第三十二电阻；

所述第五场效应管的栅极作为第二拓扑模块的调节端连接第二控制模块的输出端，第五场效应管的源极通过第三十二电阻连接第五场效应管的栅极，第五场效应管的漏极通过第三电感连接升降压模块的输出端，第五场效应管的漏极还依次通过第三电感和第五电容接地，第五场效应管的漏极通过第六电容连接第三二极管的阳极；所述第三二极管的阳极还通过第四电感接地，第三二极管的阴极通过第七电容接地，第三二极管的阴极作为第二拓扑模块的输出端分别连接第一控制模块的第二输入端和第二开关模块的第三输入端。

7.根据权利要求6所述的升降压充电拓扑结构，其特征在于，所述第二控制模块包括：第三芯片、第六场效应管、第五三极管、第六三极管、第八电容、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二十七电阻、第二十八电阻、第二十九电阻、第三十电阻和第三十一电阻；

所述第三芯片的第一脚并联第二十五电阻和第二十六电阻后连接第二拓扑模块的输出端，第三芯片的第一脚通过第二十四电阻接地；所述第六场效应管的源极接地，第六场效应管的源极还通过第二十一电阻连接第六场效应管的栅极，第六场效应管的漏极依次通过第二十三电阻和第二十五电阻连接第二拓扑模块的输出端，第六场效应管的栅极通过第二十二电阻连接控制器的第四输出端；所述第三芯片的第十六脚通过第八电容接地，第三芯片的第十六脚通过第二十七电阻用于连接第二电池组的阴极，第三芯片的第十二脚通过第二十八电阻连接第一供电电压端，第三芯片的第十一脚连接第十二脚，第三芯片的第九脚连接第三芯片的第十脚，第三芯片的第九脚通过第二十九电阻分别连接第五三极管的基极和第六三极管的基极；所述第五三极管的集电极连接第三芯片的第十二脚；所述第六三极管的集电极通过第三十电阻连接第六三极管的基极；所述第五三极管的发射极和第六三极管的发射极均通过第三十一电阻连接第五场效应管的栅极。

8.根据权利要求7所述的升降压充电拓扑结构，其特征在于，所述第二开关模块包括：第七场效应管、第八场效应管、第七三极管、第八三极管、第四二极管、第二开关、第三十三电阻、第三十四电阻、第三十五电阻、第三十六电阻、第三十七电阻、第三十八电阻、第三十九电阻和第四十电阻；

所述第七场效应管的源极作为第二开关模块的第三输入端与第二拓扑模块的输出端连接，第七场效应管的栅极通过第三十五电阻连接其源极，第七场效应管的栅极通过第三十六电阻连接第七三极管的集电极，第七场效应管的漏极连接第二电池组的阳极；所述第七三极管的基极通过第三十三电阻连接控制器的第五输出端，第七三极管的基极通过第三十四电阻接地，第七三极管的发射极接地；所述第二开关的第一端用于连接第二电池组的阴极，第二开关的第二端接地；所述第八场效应管的源极连接第七场效应管的漏极，第八场效应管的栅极通过第三十七电阻连接其源极，第八场效应管的栅极通过第四十电阻连接第八三极管的集电极；所述第八三极管的基极通过第三十八电阻连接控制器的第六输出端，第八三极管的基极通过第三十九电阻接地，第八三极管的发射极接地；所述第四二极管的阳极连接第八场效应管的漏极，第四二极管的阴极连接升降压模块的输入端。

9.根据权利要求1所述的升降压充电拓扑结构，其特征在于，所述升降压模块包括：第四芯片、第九三极管、第十三极管、第九场效应管、第五电感、第六电感、第七电感、第九电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第四十一电阻、第四十二电阻、第四十三电阻、第四十四电阻、第四十五电阻、第四十六电阻、第四十七电阻、第四十八电阻、第四十九电阻、第三开关和第四开关；

所述第四芯片的第一脚通过第四十一电阻接地，第四芯片的第九脚连接其第十脚，第四芯片的第九脚通过第四十五电阻分别连接第九三极管的基极和第十三极管的基极；所述第九三极管的集电极连接第二供电电压端；所述第十三极管的集电极接地，第十三极管的集电极还通过第四十六电阻连接其基极；所述第九三极管的发射极和第十三三极管的发射极均通过第四十七电阻连接第九场效应管的栅极；所述第九场效应管的源极通过第四十三电阻连接第四芯片的第十六脚，第四芯片的第十六脚通过第九电容接地；所述第九场效应管的漏极通过第五电感作为升降压模块的输入端用于连接输入电压，第九场效应管的漏极还依次通过第五电感和第十电容接地，所述第十一电容和第四十八电阻串联后与第五电感并联，第九场效应管的漏极还通过第十二电容连接第五二极管的阳极；所述第五二极管的阳极通过第六电感接地，第五二极管的阳极还依次通过第十三电容和第四十九电阻连接其阴极，第五二极管的阴极通过第十四电容接地，第五二极管的阴极依次通过第七电感和第四十二电阻连接第四芯片的第一脚；所述第三开关的第一端连接第九场效应管的源极，第三开关的第二端接地；第四开关通过第七电感连接第五二极管的阴极，第四开关的第二端作为升降压模块的输出端，第四开关的第二端还通过第十五电容接地。

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