[实用新型]一种直流负载串并联切换电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种直流负载串并联切换电路，尤其是一种将多个直流功率负载从相互并联切换到相互串联（或者反之）的电路结构。

背景技术

对于直流功率负载，尤其是多个电阻负载、多个电容负载、多个电感负载甚至多个功率电池的可靠、经济地进行串-并联地切换，一直是困扰实际使用的一个难题。而多个电阻负载的串-并联切换涉及到加热器的功率分配；多个电容负载的串-并联切换涉及到备用电源用超级电容等；多个电感负载的串-并联切换涉及到含有直流电磁线圈的电磁铁的节能等；多个功率电池的串-并联切换涉及到电动车辆的电流与电压的合理分配以及对于电池的充放电维护。而当负载数量超过2时，所需要的开关数量太大，成本高，且可靠性变差。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型公开了一种直流负载串并联切换电路。采用本实用新型的技术方案，只要负载个数超过2，无论有多少个负载，仅仅需要一个高端开关和一个低端开关，就可以控制这些负载的串-并联切换。

为了达到上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种直流负载串并联切换电路，包括N只负载（30）、N-1只高压端隔离二极管（410）、N-1只中压端隔离二极管（420）、N-1只低压端隔离二极管（430）、一只可控高压端开关（440）、一只可控低压端开关（450）；将一只高压端隔离二极管（410）的负极与一只中压端隔离二极管（420）的负极连接，再将所述中压端隔离二极管（420）的正极与一只低压端隔离二极管（430）的正极连接而形成支路（460）；对于N只负载（30），共需N-1条支路（460）；将所述N-1条支路（460）中的N-1只高压端隔离二极管（410）的正极相并联后通过所述可控高压端开关（440）与电源正极端子连接；将所述N-1条支路（460）中的N-1只低压端隔离二极管（430）的负极相并联后通过所述可控低压端开关（450）与电源负极端子连接；将第一只负载（30）的一端与电源的正极端子连接，将其另一端与第一条支路（460）中的中压端隔离二极管（420）的正极连接；将第二只负载（30）的一端与第一条支路（460）中的中压端隔离二极管（420）的负极连接，将其另一端与第二条支路（460）中的中压端隔离二极管（420）的正极连接；依此类推，直到第N-1只负载（30）的一端与第N-2条支路（460）中的中压端隔离二极管（420）的负极连接，将其另一端与第N-1条支路（460）中的中压端隔离二极管（420）的正极连接；其后，将第N只负载（30）的一端与第N-1条支路（460）中的中压端隔离二极管（420）的负极连接，将其另一端与电源的负极端子连接；从而使所述N只负载（30）通过所述N-1只中压端隔离二极管（420）在连接方式上呈现串联连接关系。

优选的，可控高压端开关（440）和/或可控低压端开关（450）采用有触点开关或无触点开关。

优选的，负载（30）选自电阻、电容、电感、电池的一种或多种。由于实际负载不可能同时具备纯电阻或纯电容或纯电感特性，所述电阻、电容、电感是实际的电阻、电容、电感，如电感线圈就是纯电感和纯电阻的串联；选用有极性电容或者电池时，连接上应当遵守串联或者并联对于极性的基本要求。

采用本实用新型的技术方案，只要负载个数超过2，无论有多少个负载，仅仅需要一个可控高压端开关和一个可控低压端开关，就可以控制这些负载的串-并联切换，从而大幅度地减少了开关的数量，降低了开关的成本，同时提高了电路的可靠性能。

本实用新型直流负载串并联切换电路可以应用于电梯用电磁制动器等技术领域。

附图说明

图1是直流负载串并联切换电路原理图。

图2是三只隔离二极管的连接支路示意图。

图3是实施例一N只电阻串并联切换电路。

图4是实施例二N只超级电容串并联切换电路。

图5是实施例三N只电感线圈串并联切换电路。

图6是实施例四N只电池串并联切换电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作详细描述。

如图1、2所示，直流负载串并联切换电路400包括N只负载30、N-1只高压端隔离二极管410、N-1只中压端隔离二极管420、N-1只低压端隔离二极管430、一只可控高压端开关440、一只可控低压端开关450，各元器件的连接关系如下：

第一步，首先将一只高压端隔离二极管410的负极与一只中压端隔离二极管420的负极连接，再将中压端隔离二极管420的正极与一只低压端隔离二极管430的正极连接而形成支路460，对于N只负载30，共需N-1条支路460。