一种供电电路

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种供电电路。

背景技术

现有技术中的供电电路一般设有一节电池，或设有多节串联的电池，以及在电池和外部设备之间设有开关，通过控制开关的导通与关断，实现对电池与外部设备的连接与断开的控制，控制开关导通后使各节电池为用电设备供电,开关断开后，各节电池无法为用电设备供电。因此，供电电路为外部设备供电时仅能够输出一种电压值的电压，无法满足用户对多种电压值的需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种供电电路，设置了多个电池包，能够通过不同的组合使供电电路输出多种电压值，从而满足用户的多种需求。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种供电电路，包括控制电路、开关电路及N个电池包；N个所述电池包依次串联连接；所述开关电路的控制端与所述控制电路的控制端连接，所述开关电路设置于N个所述电池包与外部设备之间，且所述开关电路与N个所述电池包的正极和负极均连接；N为不小于1的整数；

所述控制电路用于基于期望电压值和N个所述电池包的额定电压值确定待工作的M个所述电池包，并对所述开关电路进行控制，以使确定的M个所述电池包通过所述开关电路输出所述期望电压值；M为不小于1且不大于N的整数。

优选地，所述开关电路包括多个开关管；多个所述开关管的控制端与所述控制电路的多个控制端分别一一对应连接；

其中，第一开关管的第一端与所述外部设备的第一端连接，第二端与串联的所述电池包的首端连接；第二开关管的第一端与串联的所述电池包的尾端连接，第二端与所述外部设备的第二端连接，且各个电池包的两端均并联一个所述开关管；

所述控制电路具体用于基于期望电压值和N个所述电池包的额定电压值确定需要输出电压的M个所述电池包，并对所述开关电路中的各个所述开关管的导通与关断进行控制，以使确定的M个所述电池包通过所述开关电路输出所述期望电压值；M为不小于1且不大于N的整数。

优选地，所述电池包包括第一电池包和第二电池包，所述第一电池包的第二端与所述第二电池包的第一端连接；所述开关电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；

所述第一开关管的第一端与所述外部设备的第一端连接，第二端与所述第一电池包的第一端连接，控制端与所述控制电路的第一控制端连接；

所述第二开关管的第一端与所述第二电池包的第二端连接，第二端与所述外部设备的第二端连接，控制端与所述控制电路的第二控制端连接；

所述第三开关管的第一端与所述外部设备的第一端连接，第二端与所述第一电池包的第二端以及所述控制电路的电压钳位端连接，控制端与所述控制电路的第三控制端连接；

所述第四开关管的第一端与所述第二开关管的第二端连接，第二端与所述第二电池包的第二端以及所述外部设备的第二端连接，控制端与所述控制电路的第四控制端连接。

优选地，所述控制电路具体用于控制所述第一开关管和所述第二开关管导通，第三开关管和第四开关管断开时使所述供电电路输出的电压值为所述第一电池包的额定电压和所述第二电池包的额定电压之和；控制所述第一开关管和所述第二开关管断开，第三开关管和第四开关管闭合时使所述供电电路输出的电压值为零；控制所述第一开关管和所述第四开关管闭合，第二开关管和第三开关管断开时使所述供电电路输出的电压值为所述第一电池包的额定电压；控制所述第一开关管和所述第四开关管断开，第二开关管和第三开关管闭合时使所述供电电路输出的电压值为所述第二电池包的额定电压。

优选地，各个所述开关管为金属-氧化物半导体场效应晶体管MOS管。

优选地，所述控制电路的各个电池数据采集端分别一一对应与各个所述电池包连接；

所述控制电路还用于采集各个所述电池包的数据信息，并根据所述数据信息判断所述电池包是否出现故障，以及在判定所述电池包出现故障时对所述开关电路的导通与关断进行控制，以使出现故障的所述电池包停止输出。

优选地，各个所述电池包中分别包括一节电池或多节依次串联的电池。

优选地，所述控制电路包括处理器和X个控制芯片；X为大于0且小于N的整数；

所述控制芯片信息交互端依次连接，且所述处理器与任意一个所述控制芯片的信息交互端连接；

所述处理器用于基于所述期望电压值和N个所述电池包的额定电压值确定待工作的M个所述电池包，并生成控制信号；

各个所述控制芯片用于基于所述控制信号对所述开关电路进行控制，以使确定的M个所述电池包通过所述开关电路输出所述期望电压值；M为不小于1且不大于N的整数。

本申请提供了一种供电电路，包括控制电路、开关电路及N个电池包，控制电路通过确定能够输出期望电压值的M个电池包，并对开关电路进行控制，以使确定的M个电池包通过开关电路输出期望电压值，其中，期望电压值不同时，选定的电池包不同，因此，N个电池包能够提供多种不同的电压值。可见，本申请中设置了多个电池包，能够通过不同的组合使供电电路输出多种电压值，从而满足用户的多种需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种供电电路的结构示意图；

图2为现有技术中的一种供电电路的结构示意图；

图3为现有技术中的另一种供电电路的结构示意图；

图4为本发明提供的供电电路能够输出的电压值的示意图；

图5为本发明提供的一种供电电路的具体的结构示意图；

图6为本发明提供的一种第一电池包和第二电池包能够输出的电压值的示意图；

图7为本发明提供的一种电池包中电池的连接示意图；

图8为本发明提供的一种设有多个控制芯片的供电电路的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种供电电路，设置了多个电池包，能够通过不同的组合使供电电路输出多种电压值，从而满足用户的多种需求。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明提供的一种供电电路的结构示意图，该电路包括控制电路1、开关电路2及N个电池包3；N个电池包3依次串联连接；开关电路2的控制端与控制电路1的控制端连接，开关电路2设置于N个电池包3与外部设备之间，且开关电路2与N个电池包3的正极和负极均连接；N为不小于1的整数；

控制电路1用于基于期望电压值和N个电池包3的额定电压值确定待工作的M个电池包3，并对开关电路2进行控制，以使确定的M个电池包3通过开关电路2输出期望电压值；M为不小于1且不大于N的整数。

请参照图2和图3，图2为现有技术中的一种供电电路的结构示意图，图3为现有技术中的另一种供电电路的结构示意图。申请人考虑到现有技术中的供电电路通常设置固定数量的电池，通过一个开关S1实现供电与停止供电的切换，因此，现有技术中的供电电路仅能为用户提供一种电压值，无法满足用户对多种电压值的需求。基于此，本申请中设置了多个电池包3，通过控制不同组合的电池包3进行输出，从而实现多种不同电压值的输出。

具体地，本实施例设置了N个电池包3，控制电路1根据用户设定的期望电压值和各个电池包3的额定电压确定M个电池包3，且确定的M个电池包3输出的总电压为期望电压值，将开关电路2与各个电池包3连接，通过对开关电路2进行控制，从而实现使确定的M个电池包3输出电压，以使供电电路输出期望电压值。

请参照图4，图4为本发明提供的供电电路能够输出的电压值的示意图。图中设定每个电池包3的额定电压均为V

当然，若用户设定的期望电压值发生改变，可重新确定待工作的电池包3，从而使重新确定的待工作的电池包3输出改变后的期望电压值。

需要说明的是，各个电池包3的额定电压可以相等也可以不相等，本申请对此不作限定。

此外，本申请中的各个电池包3之间首位相接，具体地，第一个电池包3的负极和第二个电池包3的正极连接，第二个电池包3的负极和第三个电池包3的正极连接，以此类推，第I个电池包3的负极和第I+1个电池包3的正极连接，以实现电池包3的依次串联。

需要说明的是，当外部设备为充电器时，用过对开关电路2进行控制，从而能够对期望的电池包3进行充电。

综上，本申请中设置了多个电池包3，能够通过不同的组合使供电电路输出多种电压值，从而满足用户的多种需求。

在上述实施例的基础上：

作为一种优选的实施例，开关电路2包括多个开关管；多个开关管的控制端与控制电路1的多个控制端分别一一对应连接；

其中，第一开关管M1的第一端与外部设备的第一端连接，第二端与串联的电池包3的首端连接；第二开关管M2的第一端与串联的电池包3的尾端连接，第二端与外部设备的第二端连接，且各个电池包3的两端均并联一个开关管；

控制电路1具体用于基于期望电压值和N个电池包3的额定电压值确定需要输出电压的M个电池包3，并对开关电路2中的各个开关管的导通与关断进行控制，以使确定的M个电池包3通过开关电路2输出期望电压值；M为不小于1且不大于N的整数。

本实施例中的开关电路2中设有多个开关管，控制电路1通过对各个开关管的导通与关断进行控制，从而实现对开关电路2的控制。

具体地，串联连接的电池包3的首尾两端分别连接一个开关管，当且仅当只有第一开关管M1和第二开关管M2导通时，所有的电池包3均输出电压；此外，每个电池包3的两端均并联一个开关管，自身连接的开关管导通时，该电池包3无法输出电压，自身连接的开关管关断时，该电池包3可以输出电压，以此方式对开关电路2中的各个开关管进行控制，从而实现使待工作的M个电池包3输出自身的额定电压，以保证供电电路输出的电压为期望电压值。

作为一种优选的实施例，电池包3包括第一电池包和第二电池包，第一电池包的第二端与第二电池包的第一端连接；开关电路2包括第一开关管M1、第二开关管M2、第三开关管M3和第四开关管M4；

第一开关管M1的第一端与外部设备的第一端连接，第二端与第一电池包的第一端连接，控制端与控制电路1的第一控制端连接；

第二开关管M2的第一端与第二电池包的第二端连接，第二端与外部设备的第二端连接，控制端与控制电路1的第二控制端连接；

第三开关管M3的第一端与外部设备的第一端连接，第二端与第一电池包的第二端以及控制电路1的电压钳位端连接，控制端与控制电路1的第三控制端连接；

第四开关管M4的第一端与第二开关管M2的第二端连接，第二端与第二电池包的第二端以及外部设备的第二端连接，控制端与控制电路1的第四控制端连接。

请参照图5，图5为本发明提供的一种供电电路的具体的结构示意图。本实施例中以两个电池包3为例，第一开关管M1和第二开关管M2串联在两个电池包3的两端，第三开关管M3并联在第一电池包的两端，第四开关管M4并联在第二电池包的两端，当控制第一开关管M1和第二开关管M2同时导通，且第三开关管M3和第四开关管M4同时关断时，第一电池包和第二电池包均可输出电压；当和第一电池包并联的开关管关断时，第一电池包无法输出电压；当和第二电池包并联的开关管关断时，第二电池包无法输出电压。基于此，可通过对开关管的控制，实现对电池包3是否输出的控制。

从图5中可知，第一开关管M1的漏极为供电电路的输出正端，也即图5中的P+端，源极和第一电池包的正极连接，第二开关管M2的源极为供电电路的输出负端，也即图5中的P-端，源极和第二电池包的负极连接。

需要说明的是，图5中控制芯片12的VCH端能够将第三开关管M3和第四开关管M4的栅极电压进行钳位，从而便于控制芯片12输出电压控制信号，将开关管导通。BS为控制芯片12内部的电压转换电路，同样能够将第一开关管M1的栅极电压进行钳位。

作为一种优选的实施例，控制电路1具体用于控制第一开关管M1和第二开关管M2导通，第三开关管M3和第四开关管M4断开时使供电电路输出的电压值为第一电池包的额定电压和第二电池包的额定电压之和；控制第一开关管M1和第二开关管M2断开，第三开关管M3和第四开关管M4闭合时使供电电路输出的电压值为零；控制第一开关管M1和第四开关管M4闭合，第二开关管M2和第三开关管M3断开时使供电电路输出的电压值为第一电池包的额定电压；控制第一开关管M1和第四开关管M4断开，第二开关管M2和第三开关管M3闭合时使供电电路输出的电压值为第二电池包的额定电压。

请参照图6，图6为本发明提供的一种第一电池包和第二电池包能够输出的电压值的示意图。本实施例中给出了如何通过控制各个开关管的导通与关断，从而实现对第一电池包和/或第二电池包输出的控制，便于用户操作。

图6中的V

作为一种优选的实施例，各个开关管为MOS管(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)。

本实施例中的各个开关管为MOS管，不仅能够实现对电池包3是否输出的控制，还具有操作简便，成本低的特点。

当然，本申请并不限定各个开关管仅为MOS管，能够实现对电池包3是否输出进行控制即可。

作为一种优选的实施例，控制电路1的各个电池数据采集端分别一一对应与各个电池包3连接；

控制电路1还用于采集各个电池包3的数据信息，并根据数据信息判断电池包3是否出现故障，以及在判定电池包3出现故障时对开关电路2的导通与关断进行控制，以使出现故障的电池包3停止输出。

本实施例中通过对电池包3的数据信息进行采集，从而根据数据信息判断电池包3是否出现故障，例如，电池包3是否温度过高，是否电压过高，以及是否出现漏电流等故障。当判定电池包3出现故障时，仅将出现故障的电池包3短路，也即使其无法输出即可，其他未故障的电池包3仍可正常输出，从而保证供电电路的正常供电。

作为一种优选的实施例，各个电池包3中分别包括一节电池或多节依次串联的电池。

请参照图7，图7为本发明提供的一种电池包中电池的连接示意图。本实施例中通过在电池包3中设置一节电池或串联多节电池，从而使电池包3能够输出自身的额定电压，其中，各个电池包3中的电池的节数可以相同也可以不同，本申请对此不作限定。

当然，本申请中各个电池包3中未和其他电池的负极连接的电池的正极为该电池包3的正极，未和其他电池的正极连接的电池的负极为该电池包3的负极。

作为一种优选的实施例，控制电路1包括处理器11和X个控制芯片12；X为大于0且小于N的整数；

控制芯片12信息交互端依次连接，且处理器11与任意一个控制芯片12的信息交互端连接；

处理器11用于基于期望电压值和N个电池包3的额定电压值确定待工作的M个电池包3，并生成控制信号；

各个控制芯片12用于基于控制信号对开关电路2进行控制，以使确定的M个电池包3通过开关电路2输出期望电压值；M为不小于1且不大于N的整数。

请参照图8，图8为本发明提供的一种设有多个控制芯片的供电电路的结构示意图，本实施例中可设置处理器11和多个控制芯片12，N个电池包3分别由X个控制芯片12进行控制，从而提高控制速度和控制效率。

此外，各个控制芯片12的信息交互端依次连接，请参照图8，图8为本发明提供的另一种供电电路的具体的结构示意图，处理器11可和任意一个控制芯片12连接，处理器11将期望电压值对应的控制信号发送至与自身连接的控制芯片12后，该控制芯片12可将控制信号发送至各个控制芯片12，以使各个控制芯片12基于该控制信号对开关电路2进行控制，以使N个电池包3输出的电压为期望电压值。

需要说明的是，图8中仅提供了每个控制芯片12连接两个电池包3的示例，但实际应用中不限定每个控制芯片12所连接的电池包3的数量。

此外，处理器11可以但不限定为MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。