[发明专利]多组独立直流电源的多级复合电压均匀输出电路

说明书

本发明涉及一种多组独立直流电源的多级复合电压均匀输出电路设计，尤指一种蓄电池组或其他蓄电元件组或多组独立直流电源的多级复合电压均匀输出控制电路设计。

电池组或其他蓄电元件由于具有机动性，广泛被应用于各式各样的器具如电动载具等，然而电池组无论蓄电池、燃料电池、热电池或太阳能电池皆具有其物理性基本电压，通常须借助串并联以选择其电压及容量，并视负载需要，以分级电压供应或以串联线性元件控制或以斩波开关控制。

美国专利US-5045990公开了一种类似的电路，该电路具有若干开关元件和相当于蓄电池的电压源，各开关元件分别具有驱动电路，各电压源的正极与正极之间接有二极管，其负极与负极之间也接有二极管。然而，该电路没有设中央控制单元进行控制，不能象本发明那样作到效率较高、成本较低地获得多种波形的等差多级输出。

本发明的主要目的即在于提供一种多组独立直流电源的多级复合电压均匀输出电路，尤指一种蓄电池组或其他蓄电元件组或多组独立直流电源的多级复合电压均匀输出控制电路设计，此系统中进一步借助线性或斩波固态开关元件以使分级电压结合线性电压调整作连续线性输出，或由前述斩波式固态开关元件串设于由蓄电池组及二极管组所构成的可切换复合电压输出的电压切换开关点之间，形成以固态线性元件作各级电压间的电压调节或以低压为谷底，次段高压为峰值的连续PWM调整输出电压的电路，以供作多级复合电压输出或线性输出或作为变流器的波形整形或直流波形调整或直流对直流的切换式变压输出。

本发明的目的是通过如下构思实现的：

本发明主要提供一种蓄电池组或其他蓄电元件组或多组独立直流电源的多级复合电压均匀输出控制电路的创新设计，以及进一步结合线性或斩波固态开关元件，以获得多级复合电压输出及分级线性或分级斩波式的低频波PWM电压输出或缓慢增压输出或缓慢减压输出及进一步借助如传统电源供给装置加设电压或电流回授检测元件作定电流或限电流或定电压或限电压输出调节功能，以及进一步使用双向型固态开关元件以控制逆向输入电路，或进一步配合传统桥式开关元件所构成的正逆极性输出接口，而在每一半周期使电路完成由低而高再回归低电位的周期输出，借助两者的同步关系以获得近似正弦的交流输出，以及进一步控制其极性交换周期与每一半周期中复合电压输出电压值关系以构成多级输出波形的变流器，较传统以多组变压器串联获得方式成本低、损失少，故效率较高。

下面结合附图详细说明本发明的特征及优点：

图1为本发明设计的基础电路图。

图2为本发明设计以多级复合电压作斩波PWM调制线性输出的波形图。

图3为本发明设计以多级复合电压作类比调制线性输出的波形

图。

图4为本发明设计借桥式开关构成直流-交流近似正弦输出电路方块示意图。

图5为本发明设计借双组直流电及输出开关交替切换构成直流-交流近似正弦输出电路方决示意图。

图6为本发明设计结合桥式开关元件作同步周期的近似正弦交流输出的工作时态及波形图。

图7为本发明设计借可作多级复合电压输出入电力单元Po作低压充电高压放电的电压值示意图。

图8为本发明设计借可作多级复合电压输出入电力单元Po作高压充电低压放电的电压值示意图。

图9为本发明设计借可作多级复合电压输出入电力单元Po作同电压输出输入的中介隔离的电压值示意图。

图10为本发明设计借可作多级复合电压输出入电力单元Po作小电流充电大电流放电的电流值示意图。

图11为本发明设计借可作多级复合电压输出入电力单元Po作大电流充电小电流放电的电流值示意图。

图12为本发明设计借可作多级复合电压输出入电力单元Po及输出端设有电能储蓄装置的电压值示意图。

图13为本发明设计输出侧具电能储蓄装置的电能转换电路方块示意图。

图14为本发明设计输出侧并联电感及电容构成交流电能储蓄装置的输出状态示意图。

图1为本发明的蓄电池组或其他蓄电元件组或多组独立直流电源的多级复合电压均匀输出控制电路的基础电路图，其主要构成包括：

至少三组蓄电元件组及至少三组固态开关元件组交错顺向串联(图中以四组蓄电元件B101～B104及四组固态开关元件S101～S104为例)；

一组总输出固态开关元件组(S100)与输出端串联用以作为总开关或由零至最低位级电压间的线性电压调节或斩波式PWM电压调节；