專利名稱：一種直流負載串并聯(lián)切換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種直流負載串并聯(lián)切換電路，尤其是一種將多個直流功率負載從相互并聯(lián)切換到相互串聯(lián)(或者反之)的電路結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
對于直流功率負載，尤其是多個電阻負載、多個電容負載、多個電感負載甚至多個功率電池的可靠、經(jīng)濟地進行串-并聯(lián)地切換，一直是困擾實際使用的一個難題。而多個電阻負載的串-并聯(lián)切換涉及到加熱器的功率分配；多個電容負載的串-并聯(lián)切換涉及到備用電源用超級電容等；多個電感負載的串-并聯(lián)切換涉及到含有直流電磁線圈的電磁鐵的節(jié)能等；多個功率電池的串-并聯(lián)切換涉及到電動車輛的電流與電壓的合理分配以及對于電池的充放電維護。而當(dāng)負載數(shù)量超過2時，所需要的開關(guān)數(shù)量太大，成本高，且可靠性變差。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實用新型公開了一種直流負載串并聯(lián)切換電路。采用本實用新型的技術(shù)方案，只要負載個數(shù)超過2，無論有多少個負載，僅僅需要一個高端開關(guān)和一個低端開關(guān)，就可以控制這些負載的串-并聯(lián)切換。為了達到上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案:一種直流負載串并聯(lián)切換電路，包括N只負載(30)、N-1只高壓端隔離二極管(410)、N-1只中壓端隔離二極管(420)、N-1只低壓端隔離二極管(430)、一只可控高壓端開關(guān)(440)、一只可控低壓端開關(guān)(450)；將一只高壓端隔離二極管(410)的負極與一只中壓端隔離二極管(420)的負極連接，再將所述中壓端隔離二極管(420)的正極與一只低壓端隔離二極管(430)的正極連接而形成支路(460);對于N只負載(30)，共需N-1條支路(460);將所述N-1條支路(460)中的N-1只高壓端隔離二極管(410)·的正極相并聯(lián)后通過所述可控高壓端開關(guān)(440)與電源正極端子連接；將所述N-1條支路(460)中的N-1只低壓端隔離二極管(430)的負極相并聯(lián)后通過所述可控低壓端開關(guān)(450)與電源負極端子連接；將第一只負載(30)的一端與電源的正極端子連接，將其另一端與第一條支路(460)中的中壓端隔離二極管(420)的正極連接；將第二只負載(30)的一端與第一條支路(460)中的中壓端隔離二極管(420)的負極連接，將其另一端與第二條支路(460)中的中壓端隔離二極管(420)的正極連接；依此類推，直到第N-1只負載(30)的一端與第N-2條支路(460)中的中壓端隔離二極管(420)的負極連接，將其另一端與第N-1條支路(460)中的中壓端隔離二極管(420)的正極連接；其后，將第N只負載(30)的一端與第N-1條支路(460)中的中壓端隔離二極管(420)的負極連接，將其另一端與電源的負極端子連接；從而使所述N只負載(30)通過所述N-1只中壓端隔離二極管(420)在連接方式上呈現(xiàn)串聯(lián)連接關(guān)系。優(yōu)選的，可控高壓端開關(guān)(440)和/或可控低壓端開關(guān)(450)采用有觸點開關(guān)或無觸點開關(guān)。[0006]優(yōu)選的，負載(30)選自電阻、電容、電感、電池的一種或多種。由于實際負載不可能同時具備純電阻或純電容或純電感特性，所述電阻、電容、電感是實際的電阻、電容、電感，如電感線圈就是純電感和純電阻的串聯(lián)；選用有極性電容或者電池時，連接上應(yīng)當(dāng)遵守串聯(lián)或者并聯(lián)對于極性的基本要求。采用本實用新型的技術(shù)方案，只要負載個數(shù)超過2，無論有多少個負載，僅僅需要一個可控高壓端開關(guān)和一個可控低壓端開關(guān)，就可以控制這些負載的串-并聯(lián)切換，從而大幅度地減少了開關(guān)的數(shù)量，降低了開關(guān)的成本，同時提高了電路的可靠性能。本實用新型直流負載串并聯(lián)切換電路可以應(yīng)用于電梯用電磁制動器等技術(shù)領(lǐng)域。

圖1是直流負載串并聯(lián)切換電路原理圖。圖2是三只隔離二極管的連接支路示意圖。圖3是實施例一 N只電阻串并聯(lián)切換電路。圖4是實施例二 N只超級電容串并聯(lián)切換電路。圖5是實施例二 N只電感線圈串并聯(lián)切換電路。圖6是實施例四N只電池串并聯(lián)切換電路。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型實施例作詳細描述。如圖1、2所示，直流負載串并聯(lián)切換電路400包括N只負載30、N_1只高壓端隔離二極管410、N-1只中壓端隔離二極管420、N-1只低壓端隔離二極管430、一只可控高壓端開關(guān)440、一只可控低壓端開關(guān)450，各元器件的連接關(guān)系如下:第一步，首先將一只高壓端隔離二極管410的負極與一只中壓端隔離二極管420的負極連接，再將中壓端隔離二極管420的正極與一只低壓端隔離二極管430的正極連接而形成支路460，對于N只負載30，共需N-1條支路460。第二步，將N-1條支路460中的N-1只高壓端隔離二極管410的正極相并聯(lián)后通過可控高壓端開關(guān)440與電源正極端子連接；將N-1條支路460中的N-1只低壓端隔離二極管430的負極相并聯(lián)后通過可控低壓端開關(guān)450與電源負極端子連接。第三步，將第一只負載30的一端與電源的正極端子連接，將其另一端與第一條支路460中的中壓端隔離二極管420的正極連接；將第二只負載30的一端與第一條支路460中的中壓端隔離二極管420的負極連接，將其另一端與第二條支路460中的中壓端隔離二極管420的正極連接；依此類推連接負載30，直到第N-1只負載30的一端與第N-2條支路460中的中壓端隔離二極管420的負極連接，將其另一端與第N-1條支路460中的中壓端隔離二極管420的正極連接；其后，將第N只負載30的一端與第N-1條支路460中的中壓端隔離二極管420的負極連接，將其另一端與電源的負極端子連接；從而使N只負載30通過N-1只中壓端隔離二極管420在連接方式上呈現(xiàn)串聯(lián)連接關(guān)系?？煽馗邏憾碎_關(guān)440、可控低壓端開關(guān)450可以采用有觸點開關(guān)或無觸點開關(guān)。一旦控制可控高壓端開關(guān)440和可控低壓端開關(guān)450的同時結(jié)合或者同時分離，就可以實現(xiàn)對于N只負載30的串-并聯(lián)切換 。在成本許可前提下，可以選擇無觸點可控開關(guān)或者時間延遲繼電器。負載30可以是電阻、電容、電感，也可以是電池；由于實際負載不可能同時具備純電阻或純電容或純電感特性，電阻、電容、電感是實際的電阻、電容、電感，如電感線圈就是純電感和純電阻的串聯(lián)；選用有極性電容或者電池時，連接上應(yīng)當(dāng)遵守串聯(lián)或者并聯(lián)對于極性的基本要求。實施例一:如圖3所示，負載為電阻32，對N只電阻32實施串-并聯(lián)切換，該電阻32是電熱管，實現(xiàn)了不同功率的調(diào)控。實施例二:如圖4所示，負載為電容34，對N只超級電容34實施串-并聯(lián)充放電切換，實現(xiàn)并聯(lián)連接的低電壓大電流放電和串聯(lián)連接的高電壓小電流放電。實施例三:如圖5所示，負載為電感36，對N只電感36實施串-并聯(lián)切換；實際使用中，電感36可以是電感36與電阻串聯(lián)的電磁線圈，實現(xiàn)并聯(lián)連接下的大電流需求和串聯(lián)連接下的小電流需求之間的切換。實施例四:如圖6所示，負載為電池38，對N只電池38實施串-并聯(lián)切換，電池38可以是太陽能電池等蓄電池；通過對于N只電池38實施串-并聯(lián)切換，實現(xiàn)并聯(lián)連接的低壓大電流放電和串聯(lián)連接的高壓小電流放電。顯然，不排除以上不同種類的負載間的混連后實施串并聯(lián)充放電切換。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上實施例僅是用來說明本實用新型，而并非作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的范圍內(nèi)，對以上實施例的變化、變型都將落在本實 用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種直流負載串并聯(lián)切換電路，其特征是包括N只負載(30)、N-1只高壓端隔離二極管(410)、N-1只中壓端隔離二極管(420)、N-1只低壓端隔離二極管(430)、一只可控高壓端開關(guān)(440)、一只可控低壓端開關(guān)(450)； 將一只高壓端隔離二極管(410)的負極與一只中壓端隔離二極管(420)的負極連接，再將所述中壓端隔離二極管(420)的正極與一只低壓端隔離二極管(430)的正極連接而形成支路(460);對于N只負載(30)，共需N-1條支路(460)； 將所述N-1條支路(460)中的N-1只高壓端隔離二極管(410)的正極相并聯(lián)后通過所述可控高壓端開關(guān)(440)與電源正極端子連接；將所述N-1條支路(460)中的N-1只低壓端隔離二極管(430)的負極相并聯(lián)后通過所述可控低壓端開關(guān)(450)與電源負極端子連接； 將第一只負載(30)的一端與電源的正極端子連接，將其另一端與第一條支路(460)中的中壓端隔離二極管(420)的正極連接；將第二只負載(30)的一端與第一條支路(460)中的中壓端隔離二極管(420)的負極連接，將其另一端與第二條支路(460)中的中壓端隔離二極管(420)的正極連接；依此類推，直到第N-1只負載(30)的一端與第N-2條支路(460)中的中壓端隔離二極管(420)的負極連接，將其另一端與第N-1條支路(460)中的中壓端隔離二極管(420)的正極連接；其后，將第N只負載(30)的一端與第N-1條支路(460)中的中壓端隔離二極管(420)的負極連接，將其另一端與電源的負極端子連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流負載串并聯(lián)切換電路，其特征在于，所述可控高壓端開關(guān)(440)和/或可控低壓端開關(guān)(450)采用有觸點開關(guān)或無觸點開關(guān)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的直流負載串并聯(lián)切換電路，其特征在于，所述的負載(30)選自電阻、電容 、電感、電池的一種或多種。
專利摘要本實用新型公開了直流負載串并聯(lián)切換電路，中壓端隔離二極管正負極分別與低壓端隔離二極管正極、高壓端隔離二極管負極連接而成支路；共N-1條支路；N-1條支路，N-1只高壓端隔離二極管正極并聯(lián)后通過可控高壓端開關(guān)與電源正極連接，N-1只低壓端隔離二極管負極并聯(lián)后通過可控低壓端開關(guān)與電源負極連接；第一負載兩端分別與電源正極、第一支路的中壓端隔離二極管正極連接；第二只負載兩端分別與第一支路的中壓端隔離二極管負極、第二支路的中壓端隔離二極管正極連接；依此，第N-1負載一端與第N-2支路的中壓端隔離二極管負極連接，另一端與第N-1支路的中壓端隔離二極管正極連接；第N負載的一端與第N-1支路的中壓端隔離二極管負極連接，另一端與電源負極連接。
文檔編號H02J1/00GK203151090SQ201320037069
公開日2013年8月21日 申請日期2013年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者呂崇耀, 鄒家春 申請人:杭州滬寧電梯配件有限公司, 武漢盤古減振抗震緩沖技術(shù)有限公司