CN220290078U - 一种多电压输出电路和储能电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种多电压输出电路和储能电源，该多电压输出电路包括多个检测电路、多个开关电路、多个输出端口、电压调节电路以及控制电路，其中，检测电路检测输出端口是否接入负载，当检测到输出端口接入负载时，输出对应检测信号至控制电路，控制电路根据接收到的对应检测信号，输出对应电压调节信号，以使与接入负载的输出端口所对应的开关电路导通，进而使得电压调节电路输出的电压通过开关电路为负载供电。该多电压输出电路通过单个电压调节电路对各个输出端口提供输出电压，实现多输出电压的目的，同时节约PCB空间，降低成本。

Description

一种多电压输出电路和储能电源

技术领域

本实用新型涉及多电压输出领域，特别是涉及一种多电压输出电路和储能电源。

背景技术

家用呼吸机已被普遍使用于国内外，不同品牌和型号的呼吸机所需求的供电电压及供电电流不近相同，为了满足多种供电电压的用电需求，传统的供电设备通常设置有多路电压输出电路及多个输出端口,每路电压输出电路输出根据需求输出不同规格电压,用户接入对应端口即可匹配对应规格电压为负载供电,但每路电压输出电路需配置一个电压调节芯片,设计成本较高，且需要占用较多PCB空间。

实用新型内容

本实用新型实施例旨在提供一种多电压输出电路和储能电源，其能够节约PCB空间，降低成本。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：

在第一方面，本实用新型实施例提供一种多电压输出电路,应用于储能电源，所述多电压输出电路包括：多个检测电路、多个开关电路、多个输出端口、电压调节电路以及控制电路；

每一所述输出端口分别与一所述检测电路及一所述开关电路对应连接，所述控制电路分别与多个所述检测电路及多个所述开关电路连接，所述电压调节电路分别与所述控制电路及多个开关电路连接；

所述检测电路用于检测所述输出端口是否接入负载，当检测到所述输出端口接入所述负载时，输出对应检测信号至所述控制电路，所述控制电路用于根据所接收到的对应检测信号，输出对应电压调节信号，以使所述电压调节电路输出对应电压，并且输出对应开关控制信号，以使与接入所述负载的所述输出端口所对应的开关电路导通，进而使得所述电压调节电路输出的电压通过所述开关电路为所述负载供电。

在一些实施例中，所述控制电路具有多个检测输入端及控制输出端，每一所述检测输入端分别与一所述检测电路对应连接，每一所述控制输出端分别与一所述开关电路的控制端一一对应连接。

在一些实施例中，每一所述检测电路包括上拉模块以及储能模块；

所述控制电路分别与所述储能模块以及所述上拉模块连接，所述上拉模块用于为所述储能模块供电，以为所述控制电路的检测输入端提供高电平信号，所述控制电路用于检测所述检测输入端是否接收到下降沿跌落信号，以判断所述输出端口是否接入负载。

在一些实施例中，每一所述检测电路还包括防反模块；

所述防反模块的阳极端分别与所述控制电路的检测输入端以及所述上拉模块连接，所述防反模块的阴极端分别与对应的开关电路、所述输出端口以及所述储能模块连接。

在一些实施例中，所述检测电路还包括限流模块与滤波模块；

所述防反模块的阳极端通过所述限流模块分别与所述控制电路的检测输入端、所述上拉模块以及所述滤波模块连接。

在一些实施例中，所述上拉模块包括第一电阻和第一直流电源，所述储能模块包括第一电容；

所述第一电阻的一端用于接入所述第一直流电源，所述第一电阻的另一端分别与所述控制电路的第一端以及所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地。

在一些实施例中，所述防反模块包括二极管，所述二极管的阳极分别与所述控制电路的检测输入端以及所述上拉模块连接，所述二极管的阴极分别与对应的所述开关电路、所述输出端口以及所述储能模块连接。

在一些实施例中，所述限流模块包括第二电阻，所述滤波模块包括第二电容；

所述第二电阻的一端分别与所述控制电路的检测输入端及所述第二电容的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述防反模块的阳极端连接，所述第二电容的另一端接地。

在一些实施例中，所述输出电压的电压值与所述输出端口的预设电压相匹配。

在第二方面，本实用新型实施例提供一种储能电源，所述储能电源包括如上所述的多电压输出电路。

在本实用新型各个实施例中，该多电压输出电路包括多个检测电路、多个开关电路、多个输出端口、电压调节电路以及控制电路，其中，每一所述输出端口分别与一所述检测电路及一所述开关电路对应连接，所述控制电路分别与多个所述检测电路及多个所述开关电路连接，所述电压调节电路分别与所述控制电路及多个开关电路连接。检测电路检测输出端口是否接入负载，当检测到输出端口接入负载时，输出对应检测信号至控制电路，控制电路根据接收到的对应检测信号，输出对应电压调节信号，以使与接入负载的输出端口所对应的开关电路导通，进而使得电压调节电路输出的电压通过开关电路为负载供电。

该多电压输出电路能够通过检测电路对输出端口进行***自动识别，当检测到输出端口接入负载时，控制电路控制电压调节电路对该输出端口输出对应电压。该多电压输出电路通过单个电压调节电路对各个输出端口提供输出电压，实现多输出电压的目的，同时节约PCB空间，降低成本。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本实用新型实施例提供的一种储能电源应用场景的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种多电压输出电路的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种检测电路的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种检测电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，图1是本实用新型实施例提供一种储能电源应用场景的示意图，该储能电源1为供电设备，其可以为呼吸机装置2等负载进行供电，还可以为其他直流负载进行供电。

不同品牌和型号的呼吸机装置2,其所需的供电电压及供电电流不同，为了满足多种供电电压需求，储能电源1需具有多个输出端口以及能够输出多种类型的输出电压。

为了满足多种类型的输出电压的要求，可在每个电压输出端口均搭配一个电压调节芯片，以实现多端口输出多种电压的功能，但这种方案需要使用多个电压调节芯片，增加了电路成本，同时会过多占用PCB空间，给PCB布局增加困难。

因此，本实用新型实施例提供一种多点压输出电路，在实现多电压输出的基础上，降低成本。

请参阅图2，图2是本实用新型实施例提供的一种多电压输出电路的结构示意图，如图2所示，该多电压输出电路100包括多个检测电路10、多个开关电路20、电压调节电路30、控制电路40以及多个输出端口50，其中，检测电路10与开关电路20的数量相同并相互对应设置，检测电路10的第一端用于接入负载，检测电路10的第二端接地，各个检测电路10的第三端分别与控制电路40的各个检测输入端对应连接，检测电路10的第一端与其第二端与输出端口50连接。控制电路40的各个控制输出端分别与开关电路20的控制端一一对应连接，控制电路40的信号输出端与电压调节电路30的第一端连接，电压调节电路30的第二端与各个开关电路20的第一端连接，开关电路20的第二端与对应的检测电路10的第一端连接。

控制电路40根据检测信号确定负载是否接入输出端口50，因此，该多电压调节电路30可进行***自动识别，同时，检测电路10与输出端口50一一对应，通过对各个检测电路10生成的检测信号进行处理和分析，即可确定***负载的具体输出端口50。另外，该多电压输出电路100可通过检测电路10进行***自动识别，无需输出端口50自带识别管脚，则本实施例中的输出端口50可使用金属外壳，相对于自带识别管脚的塑料外壳的输出端口50，金属的输出端口50的过流能力更强，可避免端口发热严重，降低安全隐患。

当负载接入输出端口50时，控制电路40通过信号输出端向电压调节电路30发送电压调节信号，使得电压调节电路30根据电压调节信号输出对应电压，控制电路40再通过控制输出端向开关电路20发送开关控制信号，控制开关电路20处于导通状态，继而使得输出电压为负载供电。

例如：当第一个输出端口50接入负载时，第一个检测电路将检测信号传送至控制电路40的第一个检测输入端，控制电路40根据该检测信号确定第一个输出端口50接入负载，控制电路40再通过信号输出端向电压调节电路30发送电压调节信号，使得电压调节电路30根据电压调节信号生成输出电压，再向第一个输出端口50对应的第一个开关电路20发送开关控制信号，控制对应的开关电路20处于导通状态，继而使得输出电压为第一个输出端口50的负载供电。

以此类推，当第N个输出端口50接入负载时，第N个检测电路将检测信号传送至控制电路40的第N个检测输入端，控制电路40根据该检测信号确定第N个输出端口50接入负载，控制电路40再通过信号输出端向电压调节电路30发送电压调节信号，使得电压调节电路30根据电压调节信号生成输出电压，再向第N个输出端口50对应的第N个开关电路20发送开关控制信号，控制对应的开关电路20处于导通状态，继而使得输出电压为第N个输出端口50的负载供电，其中，N为大于或等于2的整数。

该多电压输出电路100通过单个电压调节电路30为多个端口输出多种输出电压，在实现多输出电压的基础上，降低电路成本。

控制电路40可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISC Machine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有，控制电路40还可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。控制电路40也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。

综上所述，该多电压输出电路能够通过检测电路对输出端口进行***自动识别，当检测到输出端口接入负载时，控制电路控制电压调节电路对该输出端口输出对应电压，该多电压输出电路通过单个电压调节电路对各个输出端口提供输出电压，实现多输出电压的目的，同时节约PCB空间，降低成本。

当输出端口50接入负载时，在向负载供电之前，还需检测其他输出端口50是否接入其他负载，若其他输出端口50接入了其他负载，则还需检测其他输出端口50是否有输出电流。

若确定其他输出端口50无输出电流时，控制电路40向其他输出端口50对应的其他开关电路20发送第二控制信号以控制其他开关电路20处于断路状态，并向输出端口50对应的开关电路20发送开关控制信号以控制该对应的开关电路20处于导通状态，继而使得输出电压为负载供电。

若确定其他输出端口50有输出电流，则表征其他输出端口50正为其他负载供电，无法再向负载供电，则维持原状不变，直至其他输出端口50为其他负载供电结束。

例如：当第一个输出端口50接入负载时，首先检测其他输出端口50是否接入其他负载，若第二个输出端口50接入其他负载，则再通过与第二输出端口50对应的第二检测电路50检测第二个输出端口50的输出电流。

若控制电路40确定第二个输出端口50无输出电流，则默认第二个输出端口50不再需要输出电压，控制电路40控制第二个输出端口50对应的开关电路20处于断路状态，不再对其他负载供电，并控制第一输出端口50对应的开关电路20处于导通状态，使得新的输出电压对负载供电，即为负载配置新的输出电压，并对新接入的负载供电。

若控制电路40确定第二个输出端口50有输出电流，则表征正在对其他负载供电，此时，无法再对新接入的负载供电，则维持原状，直至第二个输出端口50无输出电流为止。

因此，该多电压输出电路100可通过检测其他输出端口50的输出电流，以确定是否为新接入的负载供电，进一步提高了该多电压输出电路100的安全性。

在一些实施例中，所述输出电压的电压值与所述输出端口50的预设电压相匹配。每个输出端口50的预设电压可以相同，也可以不同，例如，每个输出端口50的预设电压均为12V或者15V，或者第一个输出端口50的预设电压为12V，第二个输出端口50的预设电压为15V，第N个输出端口50的预设电压为V_NV。

控制电路40根据输出端口50的预设电压确定输出电压的电压值，若输出端口50的预设电压为12V，控制电路40控制电压调节电路30生成的输出电压为12V，若输出端口50的预设电压为15V，控制电路40控制电压调节电路30生成的输出电压为15V。

在一些实施例中，所述输出电压的电压值与所述负载的预设充电电压相同。不同类型的负载，所需的充电电压不同，若负载的预设充电电压为12V，控制电路40控制电压调节电路30生成的输出电压为12V，若负载的预设充电电压为15V，控制电路40控制电压调节电路30生成的输出电压为15V。

但需要说明的是，多电压输出电路100采用单个电压调节电路30来生成输出电压，单个电压调节电路30在一状态下只能输出一种输出电压，例如，电压调节电路30在一状态下只能输出15V电压或12V电压，但不能同时输出15V电压和12V电压。

请参阅图3，图3是本实用新型实施例提供的一种检测电路的结构示意图，如图3所示，每一检测电路10包括上拉模块101以及储能模块102。

其中，所述上拉模块101的第一端用于接入第一直流电源3，所述上拉模块101的第二端分别与所述控制电路40的检测输入端以及储能模块102的第一端连接，所述储能模块102的第二端接地。

当输出端口50未接入负载时，上拉模块101将控制电路40的检测输入端的电压上拉至高电平状态。同时，第一直流电源3经上拉模块101对储能模块102充电，使其储存第一直流电源3的电量。

当输出端口50接入负载时，储能模块102对负载放电，导致储能模块102的两端电压瞬间跌落，进而会拉低控制电路40的检测输入端的电压，使其处于低电平，控制电路40的检测输入端接收到下降沿跌落信号，触发控制电路40中断，以此判断输出端口50接入负载。

当输出端口50对应的开关电路20被导通之后，输出电压对负载稳定供电。

在一些实施例中，每一检测电路10还包括防反模块103，防反模块103的阳极端分别与控制电路40的检测输入端以及上拉模块101连接，防反模块103的阴极端分别与对应的开关电路20、输出端口50以及储能模块102连接。

防反模块103具有单向导通作用，其可防止反向电压加载在输出端口50时，会对控制电路40造成损坏。

在一些实施例中，所述检测电路10还包括限流模块104与滤波模块105。所述限流模块104的第一端分别与所述控制电路40的检测输入端、所述上拉模块101的第二端以及所述滤波模块105的第一端连接，所述限流模块104的第二端与所述防反模块103的阳极端连接，所述滤波模块105的第二端接地。即所述防反模块103的阳极端通过限流模块104分别与控制电路40的检测输入端、上拉模块101以及滤波模块105连接。

限流模块104用于实现限流作用，滤波模块105用于实现高频滤波作用。

因此，控制电路40通过其检测输入端的电平状态来确定该检测输入端对应的输出端口50是否接入负载，实现***自动识别，无需识别管脚，相对于自带识别管脚的输出端口的过流能力，该多电压输出电路中的输出端口50的过流能力更强，能够避免端口发热严重，提高了安全性。

请参阅图4，图4是本实用新型实施例提供的一种检测电路的电路结构示意图，如图4所示，所述上拉模块101包括第一电阻R1，所述防反模块103包括二极管D1，所述储能模块102包括第一电容C1。

其中，第一电阻R1的一端用于接入第一直流电源VCC，第一电阻R1的另一端分别与控制电路40的检测输入端以及二极管D1的阳极连接，二极管D1的阴极分别与对应的开关电路20的第二端以及第一电容C1的一端连接，第一电容C1的另一端接地。

所述限流模块104包括第二电阻R2，所述滤波模块105包括第二电容C2。其中，第二电阻R2的一端分别与控制电路40的检测输入端、第一电阻R1的另一端以及第二电容C2的一端连接，第二电阻R2的另一端与二极管D1的阳极连接，第二电容C2的另一端接地。

二极管D1与第一电容C1的共同连接端作为输出端口50的正极，第一电容C1的接地端作为输出端口50的负极。

当输出端口50未接入负载时，第一直流电源VCC经第一电阻R1、第二电阻R2以及二极管D1对第一电容C1充电，使得第一电容C1储存电能，当第一电容C1的电量充满时，控制电路40的检测输入端为高电平。

当输出端口50接入负载时，第一电容C1为负载供电，导致其两端的电压瞬间跌落，进而拉低第二电容C2的电压，控制电路40的检测输入端为低电平，控制电路40的检测输入端接收到下降沿，触发控制电路40中断，控制电路40以此判断该输出端口50接入负载。

综上所述，该多电压输出电路通过单个电压调节电路对各个输出端口提供输出电压，实现多输出电压的目的，同时节约PCB空间，降低成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种多电压输出电路，其特征在于，包括：多个检测电路、多个开关电路、多个输出端口、电压调节电路以及控制电路；

每一所述输出端口分别与一所述检测电路及一所述开关电路对应连接，所述控制电路分别与多个所述检测电路及多个所述开关电路连接，所述电压调节电路分别与所述控制电路及多个开关电路连接；

所述检测电路用于检测所述输出端口是否接入负载，当检测到所述输出端口接入所述负载时，输出对应检测信号至所述控制电路，所述控制电路用于根据所接收到的对应检测信号，输出对应电压调节信号，以使所述电压调节电路输出对应电压，并且输出对应开关控制信号，以使与接入所述负载的所述输出端口所对应的开关电路导通，进而使得所述电压调节电路输出的电压通过所述开关电路为所述负载供电。

2.根据权利要求1所述的多电压输出电路，其特征在于，所述控制电路具有多个检测输入端及控制输出端，每一所述检测输入端分别与一所述检测电路对应连接，每一所述控制输出端分别与一所述开关电路的控制端一一对应连接。

3.根据权利要求1所述的多电压输出电路，其特征在于，每一所述检测电路包括上拉模块以及储能模块；

所述控制电路分别与所述储能模块以及所述上拉模块连接，所述上拉模块用于为所述储能模块供电，以为所述控制电路的检测输入端提供高电平信号，所述控制电路用于检测所述检测输入端是否接收到下降沿跌落信号，以判断所述输出端口是否接入负载。

4.根据权利要求3所述的多电压输出电路，其特征在于，每一所述检测电路还包括防反模块；

所述防反模块的阳极端分别与所述控制电路的检测输入端以及所述上拉模块连接，所述防反模块的阴极端分别与对应的开关电路、所述输出端口以及所述储能模块连接。

5.根据权利要求4所述的多电压输出电路，其特征在于，所述检测电路还包括限流模块与滤波模块；

所述防反模块的阳极端通过所述限流模块分别与所述控制电路的检测输入端、所述上拉模块以及所述滤波模块连接。

6.根据权利要求3所述的多电压输出电路，其特征在于，所述上拉模块包括第一电阻和第一直流电源，所述储能模块包括第一电容；

所述第一电阻的一端用于接入所述第一直流电源，所述第一电阻的另一端分别与所述控制电路的第一端以及所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端接地。

7.根据权利要求4所述的多电压输出电路，其特征在于，所述防反模块包括二极管，所述二极管的阳极分别与所述控制电路的检测输入端以及所述上拉模块连接，所述二极管的阴极分别与对应的所述开关电路、所述输出端口以及所述储能模块连接。

8.根据权利要求5所述的多电压输出电路，其特征在于，所述限流模块包括第二电阻，所述滤波模块包括第二电容；

所述第二电阻的一端分别与所述控制电路的检测输入端及所述第二电容的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述防反模块的阳极端连接，所述第二电容的另一端接地。

9.根据权利要求1-8任一项所述的多电压输出电路，其特征在于，所述输出电压的电压值与所述输出端口的预设电压相匹配。

10.一种储能电源，其特征在于，所述储能电源包括如权利要求1-9任一项所述的多电压输出电路。