具体实施方式
(第一实施例)
参照图2-图6说明本发明的第一实施例。本发明的馈电控制设备可以包括接触设备(例如,继电器)、控制器、报警设备以及输出检测器(例如,火线电压检测器和/或零线电压检测器)。馈电控制设备还可以包括例如电源连接器、负载连接器、漏电检测器、信号输入电路、馈电检测器和触点熔接感测器中的全部或一部分。实施例中的馈电控制设备1通过线缆PC与可以通过可拆卸地连接到作为外部电源(如,例如商用交流电源)的电源插座的电源侧插头PP(作为电源连接器)相连。设备1还通过线缆CC与可以可拆卸地连接到交通工具(如,电动车辆100)的外部充电电池一侧的交通工具侧插头CP(作为负载连接器)相连。设备1被配置为控制从外部电源向车辆100的馈电。此馈电控制设备1用来接通和关断被配置为对电动车辆(诸如电瓶车或插入式混合动力车辆)装配的电池102进行充电的充电电路103的电能。
电动车辆100包括连接器101、电池102和充电电路103。连接器101可以可拆卸地与交通工具侧插头CP相连。电池102是例如锂离子电池。充电电路103被配置为经由连接器101和馈电控制设备1从外部电源接收电能以对电池102进行充电。
如图4A-图4C和图5中所示,馈电控制设备1具有细长长方体形的壳体2。壳体2由主体2a和罩2b形成。主体2a是具有开口(如,开孔平面)的盒形模压元件并由合成树脂制成。罩2b是板形模压元件以及由合成树脂制成,并且用来封闭主体2a的开口。用固定螺钉把主体2a和罩2b固定在一起以构建壳体2。支架3在主体2a较长的方向上伸出第一侧面,并具有圆形钩孔3a。因此,可以通过把墙壁上的钩子等插入到钩孔3a中把壳体2悬挂在墙壁上。在实施例中,线缆PC从壳体2的第一侧面插入到壳体2中,而线缆CC从壳体2的较长方向上的第二侧面插入到壳体2中。
装配有图2和图3中所示的内部电路的印制电路板(未示出)被放在壳体2中。把测试按钮B1和复位按钮B2并排放置在壳体2的前面,以使得可以从壳体2外部操作它们。测试按钮B1用来检查作为漏电断路器的操作。复位按钮B2用来进行用于复位继电器RY的断开状态的复位操作。把电源指示灯LP1和差错指示灯LP2也放在壳体2的前面,以使得从外部可见这些灯中每个灯的发光。在从外部电源把电能馈送到馈电控制设备1中时点亮电源指示灯LP1。在感测到熔接了继电器RY时(具体地,在感测到把继电器RY中的触点熔接在一起时)点亮差错指示灯LP2,以及差错指示灯LP2用作报警设备。然而,不限于灯LP2,本发明的报警设备可以是例如蜂鸣器等。把具有透明度和弹性的树脂标签4粘接在壳体2的前面以覆盖按钮B1和B2和灯LP1和LP2。标签4印制有表示与按钮B1和B2和灯LP1和LP2中每个相对应的应用等的符号或字符。
图2示出了馈电控制设备1的电路配置。设备1在外部电源与电动车辆100之间包括对应于火线(L相)的第一导电路径(导体线路)L1、对应于零线(N相)的第二导电路径L2以及对应于地线的第三导电路径L3。
馈电控制设备1包括作为接触设备的继电器RY、控制器20、馈电检测器21、零序电流互感器ZCT、漏电检测器22、火线电压检测器23、零线电压检测器24、继电器驱动器25、CPLT输入电路26、CPLT输出电路27、测试按钮电路28和准漏电电路29。CPLT输入电路26和CPLT输出电路27被提供作为本发明连接感测器的示例。然而,不限于此,本发明的连接感测器可以是在交通工具侧插头CP与充电电路103电连接时接通的触觉开关(微开关)。继电器RY包括与电源侧插头PP电连接的第一触点(图2中由金属或合金制成的两个触点)以及与交通工具侧插头CP电连接的第二触点(图2中由金属或合金制成的两个触点)。例如,继电器RY是接入到路径L1和L2中的常开继电器,以及用来接通和关断从插头PP到插头CP的电源。然而,不限于此,本发明的接触设备可以是插入到路径L1或L2中以接通和关断从插头PP到插头CP的电源的(例如,常开)继电器。
控制器20包括被配置为执行馈电控制设备1的整体控制的微型计算机。例如,控制器20被配置为控制继电器RY进行或中断第一触点与第二触点之间的连接。馈电检测器21被配置为通过检测作为在插头PP与继电器RY之间的馈电线路的路径L1和L2上生成的电压的过零来检测馈电的存在,即,从外部电源向电源侧插头PP的馈电的存在。零序电流互感器ZCT具有核(路径L1和L2接入到该核中)以及被配置为在流经路径L1和L2的电流中出现不均衡的情况下根据它的不均衡电流在次级侧生成电流。漏电检测器22被配置为基于互感器ZCT的次级输出来检测漏电的出现。
火线电压检测器23被配置为检测在继电器RY与交通工具侧插头CP之间的路径L1处生成的电压。零线电压检测器24被配置为检测在继电器RY与交通工具侧插头CP之间的路径L2处生成的电压。这些检测器构建用于检测第一触点与第二触点之间连接的输出检测器,以及被配置为检测由第一触点与第二触点之间的连接引起的、来自连接到插头PP的外部电源的馈电的存在。然而,不限于此,本发明还可以包括被配置为向至少第一触点提供电信号的电源(未示出),本发明的输出检测器可以被配置为在通过(相应的)第二触点获得与来自电源的电信号相对应的信号的情况下检测第一触点与第二触点之间的连接。在示例中,电源包括电池以及被配置为把来自插头PP的电压转换成DC电压以向电池提供DC电压的转换器,以及被配置为向第一触点提供电池的电压。
继电器驱动器25被配置为根据来自用于控制器20的继电器驱动的第一输出端子PO1的闭合控制信号或打开控制信号来接通或关断继电器RY。
作为信号输入电路的CPLT输入电路26通过作为信号线的第四导电路径L4连接到电动车辆100,以及被配置为向用于控制器20的CPLT的第五输入端子PI5提供通过路径L4从车辆100获得的状态信号。状态信号是所谓的CPLT信号。例如,电路26包括在交通工具侧插头CP与电路103电连接时与为充电电路103提供的电阻器电连接的信号输入端子26a。具体地,车辆100具有用于充电电路103的控制器104,控制器104包括例如第一和第二电阻器104a和104b。第一和第二电阻器104a和104b分别通过第一和第二开关设备104c和104d连接在路径L3和L4之间,通过控制器104中的CPU(未示出)接通和关断第一和第二开关设备104c和104d。
作为信号输出电路的CPLT输出电路27被配置为通过改变路径L4的电压电平从用于控制器20的CPLT的第二输出端子PO2为电动车辆100提供状态信号。例如,电路27包括被配置为生成第一指定电压(例如,12V)和第二指定电压(例如,-12V)的电压供给27a以及连接在电压供给27a的输出与信号输入端子26a之间的电阻器27b。然而,不限于此,本发明中信号输出电路的电压供给可以被配置为只生成第一指定电压(例如,12V)。
测试按钮电路28被配置为根据用于检查作为漏电断路器的操作的测试按钮B1操作来生成测试信号。准漏电电路29被配置为在通过测试按钮电路28输入测试信号或者用于控制器20漏电的第三输出端子PO3的电压电平变成L电平的情况下在路径L1和L2之间生成准漏电。馈电控制设备1还包括与电源侧插头PP和继电器RY之间的路径L1-L3相连以及被配置为为上述元件20-29产生工作电源的供电电路(未示出)。
通过改变为电动车辆100中的充电电路103提供的控制器104中的电阻值来改变状态信号(CPLT信号)的电压电平。通过状态信号,把操作条件传送给馈电控制设备1。表1中示出了电压电平的示例。
表1
CPLT信号 |
状态 |
12V |
与车辆无连接 |
9V |
充电完成 |
6V |
允许充电 |
0V |
无电能 |
-12V |
出现差错 |
如果状态信号的电压电平是12V(第一指定电压),则示出未连接电动车辆(与车辆无连接)。如果电平是9V(接通第一和第二开关设备104c和104d中的一个),则示出充电完成的状态(即,示出停止向电动车辆中馈电)。如果电平是6V(接通第一和第二开关设备104c和104d中的另一个),则示出允许充电的状态(即,示出可以向电动车辆中馈送电力)。如果电平是0V,则示出无电能。在馈电控制设备1中,如果状态信号的电压电平变为-12V(第二指定电压),则通知电动车辆在设备1中发生工作故障(失效)(出现差错)。
图3描绘了火线电压检测器23和零线电压检测器24的具体电路。火线电压检测器23包括电容器C1-C3、电阻器R1-R5、二极管D1、齐纳二极管ZD1和比较器CP1。电容器C1、电阻器R1和电容器C2构成连接在路径L1和L3之间的串联电路。电阻器R2与电容器C2并联。电容器C3通过二极管D1连接在电容器C2的两端之间。齐纳二极管ZD1和电阻器R5中的每个与电容器C3并联。电阻器R3和R4通过划分具有预定电压值的供电电压来获得参考电压。比较器CP1被配置为通过比较参考电压与电容器C3上电压的高低来检测向继电器RY与交通工具侧插头CP之间的路径L1中馈电的存在。比较器CP1的输出被输入到控制器20的第三输入端子PI3中。具体地,作为商用AC电源的外部电源被连接到电源侧插头PP。在此情况下,当接通继电器RY时,在路径L1的电压的每个正半周期间通过二极管D1对电容器C3进行充电。如果电容器C3上的电压超过通过电阻器R3和R4获得的参考电压,则比较器CP1的输出从L(低)电平转换为H(高)电平。在路径L1的电压的每个负半周期间,电容器C3的电荷通过电阻器R5放电,电容器C3上的电压逐渐减小。然而,电容器C3和电阻器R5的每个常数被设置成使得电容器C3上的电压不在一会就降至参考电压以下。因此,在电源侧插头PP连接到电源插座以及接通继电器RY时,比较器CP1的输出维持H电平。
如同火线电压检测器23一样,零线电压检测器24包括电容器C11-C13、电阻器R11-R15、二极管D11、齐纳二极管ZD11和比较器CP11。电容器C11、电阻器R11和电容器C12构建了连接在路径L2和L3之间的串联电路。电阻器R12与电容器C12并联。电容器C13通过二极管D11连接在电容器C12的两端之间。齐纳二极管ZD11和电阻器R15中的每个与电容器C13并联。电阻器R13和R14通过划分具有预定电压值的供电电压来获得参考电压。比较器CP11被配置为通过比较参考电压与电容器C13上电压的高低来检测向继电器RY与交通工具侧插头CP之间的路径L1中馈电的存在。比较器CP11的输出被输入到控制器20的第四输入端子PI4中。具体地,作为商用AC电源的外部电源被连接到电源侧插头PP。在此情况下,当接通继电器RY时,在路径L2电压的每个正半周期间通过二极管D11对电容器C13进行充电。如果电容器C13上的电压超过通过电阻器R13和R14获得的参考电压,则比较器CP11的输出从L(低)电平转换为H(高)电平。在路径L2的电压的每个负半周期间,电容器C13的电荷通过电阻器R15放电,电容器C13上的电压逐渐减小。然而,电容器C13和电阻器R15的每个常数被设置成使得电容器C13上的电压不在一会就降至参考电压以下。因此,在电源侧插头PP连接到电源插座以及接通继电器RY时,比较器CP11的输出维持H电平。
根据本发明的一个方面,控制器20被配置为在试图断开第一与第二触点之间的连接时通过输出检测器检测到继电器RY的第一与第二触点之间连接的情况下点亮(接通)差错指示灯LP2。在图2的示例中,上述要被检测的连接包括一对(上部)第一触点和第二触点之间的连接以及另一对(下部)第一触点与第二触点之间的连接。在实施例中,控制器20被配置为在试图断开第一与第二触点之间的连接时通过输出检测器检测到继电器RY的第一与第二触点之间连接而无需感测负载连接器的连接感测器的情况下点亮灯LP2。负载连接是交通工具侧插头CP与电动车辆100之间的连接。具体地,控制器20被配置为在信号输入端子26a的电压与指定电压(例如,12V)相等的情况下试图断开第一与第二触点之间的连接时通过输出检测器检测到继电器RY的第一与第二触点之间的连接的情况下点亮灯LP2。
现在参照图6说明实施例的操作。如果电源侧插头PP连接到电源插座,则商用AC电源连接到馈电控制设备1,从设备1的供电电路把工作电力馈送到元件20-29中。从而,启动元件20-29。
控制器20启动以及随后监控输入端子PI1-PI5的每个信号电平。当交通工具侧插头CP未连接到任何电动车辆100时,输入端子PI5的信号电平(即,状态信号的信号电平)是12V,因此,断开继电器RY。
馈电检测器21通过检测在与火线相对应的导电路径L1和与零线相对应的导电路径L2之间馈送的商用交流电源的过零来试图检测馈电的存在。如果检测到馈电的存在,则检测器21把输出信号的电压电平从L电平转为H电平。
如图6中所示,把电压电平在时间点t1转换为H电平的、馈电检测器21的输出信号输入到输入端子PI2中。如果电压电平随后在预定时间段维持H电平,则控制器20确定馈电的存在并接通电源指示灯LP1。控制器20在自确定馈电的存在时的时间点t2起预定电路稳定时间T2逝去之后的时间点t3作为触点熔接感测器工作并从输入端子PI3和PI4接收作为输出检测器的零线电压检测器24和火线电压检测器23的检测信号。控制器20随后确定继电器RY是否熔接(即,继电器RY中的触点熔接在一起)。即,在时间点t3,基于输入端子PI3和PI4的每个检测信号与相应阈值(参考电压)之间输出检测器的高低比较结果,控制器20在每个检测信号等于或小于相应阈值的情况下确定继电器RY未熔接。另一方面,如果检测信号中的至少一个大于相应阈值,则控制器20确定继电器RY熔接了,因为无论是否尝试关断继电器RY都向车辆100侧中馈送了电能。在此情况下,控制器20接通差错指示灯LP2以及还通过CPLT输出电路27输出表示出现差错的状态信号(-12V)。电路稳定时间T2对应于火线电压检测器23和零线电压检测器24中每一个的稳定输出所需要的时间,以及被设置为例如大约75毫秒。
当继电器RY未熔接时,如果交通工具侧插头CP连接到电动车辆100,则从为车辆100中的充电电路103提供的控制器104把表示充电完成的状态信号(9V)输入到馈电控制设备1中。控制器20根据输入到输入端子PI5中的状态信号维持继电器RY的关断状态。如果从为车辆100中的充电电路103提供的控制器104把表示允许充电的状态信号(6V)输入到设备1中,则控制器20根据输入到输入端子PI5中的状态信号为继电器驱动器25提供用于接通继电器RY的闭合控制信号。驱动器25随后接通继电器RY。此时,通过馈电控制设备1向车辆100的充电电路103提供商用交流电源,电池102通过电路103被充电。如果电池102的充电完毕,则从充电电路103侧把表示充电完成的状态信号(9V)输入到设备1中。控制器20根据输入到输入端子PI5中的状态信号为继电器驱动器25提供用于关断继电器RY的断开控制信号。驱动器25关断继电器RY以切断馈送到车辆100中的电能。当继电器RY熔接时,即使在交通工具侧插头CP连接到电动车辆100的情况下,也从馈电控制设备1把表示出现差错的状态信号输入到为充电电路103提供的控制器104中。因此,为充电电路103提供的控制器104可以检测设备1的失效,以及因此不开始对电池102进行充电。
如果漏电检测器22在充电期间基于零序电流互感器ZCT的输出检测到漏电,则检测器22向控制器20的输入端子PI1提供漏电检测信号。根据漏电检测信号,控制器20向继电器驱动器25提供断开控制信号以通过驱动器25关断继电器RY,从而切断馈送到电动车辆100中的电能。
因此,馈电控制设备1控制馈送到电动车辆100中的电能。设备1的控制器20参考继电器RY与交通工具侧插头CP之间的馈电线路基于火线电压检测器23和零线电压检测器24中每个的电压检测结果来确定继电器RY中的触点是否熔接在一起。在紧接电源侧插头PP连接到电源插座之后,即,当未开始到车辆100中的馈电时,在馈电检测器21检测到来自外部电源的馈电存在的情况下执行确定。如果继电器RY被熔接了,则点亮差错指示灯LP2以及还向车辆100侧提供表示出现差错的状态信号。因此,可以立即通知用户继电器RY被熔接了,可以改进安全性。如果感测到继电器RY被熔接了,则馈电控制设备1为电动车辆100提供表示出现差错的状态信号。因此,可以通知车辆100侧在设备1中发生失效。自检测到来自外部电源的馈电存在时的时间点起、在检测器23和24输出检测器中每个的稳定输出所需要的电路稳定时间T2逝去之后,控制器20基于火线电压检测器23和零线电压检测器24中每个的检测结果来确定熔接触点的存在。因此,可以防止熔接触点的错误检测。
第二实施例
参照图7说明本发明的第二实施例。如同第一实施例那样配置本实施例中的馈电控制设备1,因此,为相似类型的部件分配了与第一实施例中描绘的相同的附图标记。
在第一实施例中,馈电控制设备1被配置为在紧接电源侧插头PP连接到电源插座之后感测继电器RY中熔接触点的存在。因此,为了对电动车辆100的电池102进行重新充电,如果只是把交通工具侧插头CP从车辆100侧拔出并且随后拉进车辆100侧中而不把插头PP从插座拔出,则不执行熔接触点的感测。
因此,在第二实施例中,控制器20被配置为即使在从电动车辆100的充电电路103侧接收到表示允许充电的状态信号的情况下也再次感测熔接触点的存在。
图7描绘了作为操作说明图的时序图。如果在供电装置侧插头PP连接到电源插座的情况下在时间点t1从充电电路103侧把表示充电允许的状态信号输入到控制器20的输入端子PI5中,则控制器20只在预定时间T3向继电器驱动器25提供闭合控制信号。在只在预定时间T3接通继电器RY之后,控制器20向继电器驱动器25提供断开控制信号以关断继电器RY。控制器20继而在自关断继电器RY时的时间点起逝去预定时间T4之后的时间点t3作为触点熔接感测器工作并经由输入端子PI3和PI4从火线电压检测器23和零线电压检测器24接收检测信号。控制器20随后确定继电器RY是否熔接。即,在时间点t3,控制器20比较输入端子PI3和PI4的每个检测信号与相应阈值的高低。如果每个检测信号等于或小于相应阈值,则控制器20确定继电器RY未熔接。控制器20继而在时间点t4向继电器驱动器25提供闭合控制信号以再次接通继电器RY,从而向电动车辆100侧馈送电力以开始通过车辆100的充电电路103对电池102进行充电。
在时间点t3,控制器20比较输入端子PI3和PI4的每个检测信号与预定阈值的高低,以使得在检测信号中的至少一个超过相应阈值的情况下,控制器20确定继电器RY被熔接了,因为无论是否尝试关断继电器RY都向车辆100侧中馈送了电能。控制器20接通差错指示灯LP2并且还通过CPLT输出电路27输出表示发生差错的状态信号(-12V)。因此,可以通知用户继电器RY被熔接了,并且可以通知车辆100侧在设备1中发生失效。
上述时间T4是需要把火线电压检测器23和零线电压检测器24中每个的检测输出复位的时间。在实施例中,时间T4对应于需要对电容器C3和C13的每个电荷进行放电的时间,以及被设置为例如大约400毫秒。
在实施例中,如果经由CPLT输入电路26把表示充电允许的状态信号输入到控制器20的输入端子PI5中,则控制器20在预定时间接通继电器RY。控制器20随后关断继电器RY以及在需要对检测器23和24中每个的检测输出复位的预定时间T4逝去之后的时间点基于火线电压检测器23和零线电压检测器24中每个的检测输出来确定熔接触点的存在。如果确定继电器RY未熔接,则控制器20接通继电器RY以开始充电。如果确定继电器RY被熔接了,则控制器20接通差错指示灯LP2并经由CPLT输出电路27输出表示出现差错的状态信号。因此,即使在电源侧插头PP连接到电源插座的情况下只把交通工具侧插头CP从电动车辆100的连接器101取下再接到电动车辆100的连接器101的情况下,也在再次执行充电之前首先感测熔接触点的存在。因此,可以防止在未通知用户继电器RY被熔接了的情况下再次开始充电。在确定熔接触点的存在之前,控制器20在需要对火线电压检测器23和零线电压检测器24(输出检测器)中每个的检测输出进行复位的预定时间期间关断继电器RY。因此,可以肯定地使检测器23和24中的电容器C3和C13的电荷放电。可以避免由电容器C3和C13中每个电容器上的残余电压引起的无效检测以及可以准确地确定熔接触点的存在。
第三实施例
参照图8说明本发明的第三实施例。如同第一和第二实施例中任何实施例那样配置本实施例中的馈电控制设备1,因此,为相似类型的部件分配了与那些实施例中描绘的相同的附图标记。
在第一和第二实施例中,每个馈电控制设备1都被配置为在开始充电之前感测熔接触点的存在。在本实施例中,控制器20被进一步被配置为在开始充电之后基于火线电压检测器23和零线电压检测器24的检测信号来确定继电器RY是否正常工作。控制器20还被配置为在确定继电器RY故障的情况下表明状态。
图8描绘了用于说明实施例操作的时序图。如果在时间点t1从充电电路103把表示允许充电的状态信号输入到输入端子PI5中,则控制器20向继电器驱动器25提供闭合控制信号以仅在预定时间T3期间接通继电器RY。控制器20随后向继电器驱动器25提供断开控制信号以关断继电器RY。控制器20随后在自关断(断开)继电器RY时的时间点t2起逝去预定时间T4之后的时间点t3分别通过输入端子PI3和PI4从火线电压检测器23和零线电压检测器24接收检测信号。控制器20随后确定继电器RY是否被熔接了。即,在时间点t3,控制器20比较输入端子PI3和PI4的每个检测信号与相应阈值的高低。如果每个检测信号等于或小于相应阈值,则控制器20确定继电器RY未熔接。控制器20随后在时间点t4向继电器驱动器25提供闭合控制信号以再次接通继电器RY,从而向电动车辆100侧馈送电力以开始通过车辆100中的充电电路103对电池102进行充电。
在电池102的充电期间,控制器20作为故障检测器,以及从自时间点t4起逝去预定时间T5之后的时间点t5起分别通过输入端子PI3和PI4相继接收火线电压检测器23和零线电压检测器24的检测信号。控制器20随后比较检测信号中的每个检测信号与相应阈值的高低。如果检测信号中的每个检测信号超过相应阈值,则控制器20确定继电器RY对于馈电而言工作正常。控制器20比较检测信号中的每个检测信号与相应阈值的高低,以使得在检测信号中的每个检测信号低于相应阈值的情况下控制器20确定继电器RY未接通以及工作不正常。控制器20随后接通差错指示灯LP2以及还通过CPLT输出电路27输出表示出现差错的状态信号(-12V)。
上述时间T5对应于使火线电压检测器23和零线电压检测器24的检测信号稳定所需要的时间,以及被设置为例如2300毫秒。
如以上所讨论的,馈电控制设备1的控制器20在向电动车辆100侧馈送电力以及对电池102进行充电时相继接收火线电压检测器23和零线电压检测器24的检测信号。控制器20随后检测电能是否被正确地馈送到车辆100侧。如果未馈送电力,则控制器20确定继电器RY故障,以及在通过CPLT输出电路27输出表示出现差错的状态信号(-12V)的同时接通差错指示灯LP2。因此,可以把设备1侧故障通知用户,以及还通知车辆100侧在设备1中发生失效。可以把该实施例应用于第一实施例中的馈电控制设备1,以使得在电动车辆100的充电期间,控制器20基于火线电压检测器23和零线电压检测器24的检测信号来确定继电器RY是否正常工作。
第四实施例
参照图9-图11说明本发明的第四实施例。
图9是本实施例的馈电控制设备1的关键部分的电路图。馈电控制设备1除了如同第一至第三实施例中任何馈电控制设备1那样的配置之外还包括光耦继电器30和开关设备Q1。光耦继电器30在其自身的次级侧包括连接在CPLT输出电路27与交通工具侧插头CP之间的MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)。开关设备Q1包括如下晶体管:该晶体管根据控制器20的输出而导通和截止并且随后接通和关断在光耦继电器30的初级侧包括的二极管的电能电流。该实施例除了光耦继电器30和开关设备Q1以外与第一至第三实施例中的任何实施例相同,因此,相似类型的部件被分配了与这些实施例中描绘的相同的附图标记,在本文中不详细描述。
存在如下这种可能性:来自CPLT输出电路27的输出信号的电压电平在紧接馈电控制设备1的电源被接通或关断之后变得不稳定。在本实施例中,控制器20作为继电器控制器工作以及被配置为在紧接馈电控制设备1的电源接通之后的恒定时间以及在紧接设备1的电源被关断之后预定时间接通或关断开关设备Q1以便关断光耦继电器30输出侧的MOSFET。从而,可以防止向电动车辆100侧输出不稳定的CPLT信号。顺带提及,如果继电器30是常闭合类型则通过接通开关设备Q1来关断光耦继电器30,而如果继电器30是常断开类型则通过关断开关设备Q1来关断光耦继电器30。
图10描绘了启动电源时的时序图。如果在时间点t1使馈电控制设备1通电,则向元件20-29中的每个元件馈送电力以及随后启动每个元件。紧接启动电源之后在自CPLT输出电路27的启动时间点t2起某个时段T6(t2-t3)期间,CPLT输出电路27的操作可能不稳定,作为CPLT输出电路27的输出的CPLT信号也可能不稳定。因此,在紧接启动电源之后,控制器20关断光耦继电器30以切断CPLT输出电路27的输出直到电路27的操作变得稳定时的时间点t3为止。从而,可以在输出不稳定的过渡时段期间中断电路27与电动车辆100之间的通信。
图11描绘了关断电源时的时序图。如果在时间点t4切断向馈电控制设备1中馈送的电能,则从电源电路向元件20-29中的每个元件中馈送的电压逐渐减小,这些元件随后相继停止它们的操作。然而,CPLT输出电路27可能在时间点t4切断电源之后输出信号直到时间点t6。具体地,在时间点t4切断电能之后的某个时间(例如,50毫秒)期间,从电源电路向元件20-29中的每个元件提供足够的电压,从而每个元件可以稳定地工作。然而,在过渡时段期间,即,从某个时间逝去之后的时间点t5到CPLT输出电路27的输出停止时的时间点t6的时间段T7,电源电路的电压减小。因此,认为电路27的输出变得不稳定。因此,控制器20自在时间点t4切断电源之后逝去时间t4-t5(在时间t4-t5期间认为元件20-29中的每个元件可以稳定地工作)之后的时间点t5起(在时间段T7期间)关断光耦继电器30。因此,CPLT输出电路27的输出被切断,并由此可以在输出变得不稳定的过渡时段期间停止通过CPLT输出电路27与电动车辆100的通信。
在本实施例中,在来自CPLT输出电路27的状态信号的电压电平变得不稳定的时间段期间关断光耦继电器30。因此,防止把不稳定状态信号传送给电动车辆100侧,因此,可以在馈电控制设备1与车辆100之间传送和接收稳定的信号。
根据电路的瞬态属性把启动电源之后关断光耦继电器30的时间段T6、以及切断电源之后关断继电器30的时间段T7各自预先设置为充分的时间。
第五实施例
参照图12和图13说明本发明的第五实施例。
本实施例的馈电控制设备1被配置为在响应于电动车辆100中电池102的充电完成而在关断继电器RY之后感测继电器RY中熔接触点的存在。该实施例除了在充电完成之后在关断继电器RY时的时间点感测继电器RY中熔接触点的存在之外与第一至第四实施例中的任何实施例相同。因此,相似类型的部件被分配了与那些实施例中描绘的相同的附图标记,在本文中不详细描述。
参照图12说明该实施例的操作。如果从电动车辆100侧向输入端子PI5中输入表示允许充电的状态信号,则馈电控制设备1的控制器20根据该状态信号接通继电器RY以向车辆100侧提供电力,从而通过车辆100的充电电路103对电池102进行充电。如果电池102的充电完成,则在时间点t1从为车辆100的充电电路103提供的控制器104向设备1中输入表示充电完成的状态信号,控制器20根据通过CPLT输入电路26输入的表示充电完成的状态信号来关断继电器RY。在关断继电器RY之后,火线电压检测器23和零线电压检测器24的检测信号的每个电压电平在检测器23和24中电容器C3和C13的放电期间(从时间点t1至时间点t2的时间段)是H电平。因此,在自关断继电器RY时的时间点起逝去预定时间T8之后的时间点t3,控制器20接收火线电压检测器23和零线电压检测器24的检测信号并且随后比较检测信号中的每个检测信号与相应阈值信号的高低。如果检测信号中的每个检测信号都低于相应阈值,则控制器20确定继电器RY未熔接。如果检测信号中的至少一个超过相应阈值,则控制器20确定继电器RY被熔接了,因为无论是否尝试关断继电器RY都在继电器RY的次级侧生成电压。控制器20随后接通差错指示灯LP2以及还通过CPLT输出电路27输出表示出现差错的状态信号(-12V)。把上述时间T8设置为相对于以下时间足够长的时间:从关断继电器RY时的时间点至火线电压检测器23和零线电压检测器24的电容器C3和C13放电以及检测信号中的每个检测信号变为L电平时的时间点。
如果在充电期间取下交通工具侧插头CP,则输入到CPLT输入电路26中的状态信号的电压电平从允许充电期间的电压电平(6V)变为与电动车辆100无连接期间的电压电平(12V)。然而,基于状态信号变化,控制器20感测到与车辆100无连接,并且随后关断继电器RY。因此,在关断继电器RY之后,控制器20确定继电器RY是否被熔接了。
参照图13说明操作。如果从电动车辆100侧向输入端子PI5中输入表示允许充电的状态信号,则馈电控制设备1的控制器20根据该状态信号接通继电器RY以向车辆100侧提供电力,从而通过车辆100中的充电电路103对电池102进行充电。如果在充电期间的时间点t4从车辆100取下交通工具侧插头CP,则状态信号的电压电平从允许充电期间的电压电平(6V)变为未连接车辆100时的电压电平(12V)。因此,控制器20根据来自CPLT输入电路26的、表示未连接车辆100的状态信号来关断继电器RY。在关断继电器RY之后,火线电压检测器23和零线电压检测器24的检测信号的每个电压电平在检测器23和24中电容器C3和C13的放电期间(从时间点t4至时间点t5的时间段)是H电平。因此,在自关断继电器RY时的时间点起逝去预定时间T8之后的时间点t6,控制器20接收火线电压检测器23和零线电压检测器24的检测信号以及随后比较检测信号中的每个检测信号与相应阈值信号的高低。如果检测信号中的每个检测信号低于相应阈值,则控制器20确定继电器RY未熔接。如果检测信号中的至少一个超过相应阈值,则控制器20确定继电器RY被熔接了,因为无论是否尝试关断继电器RY都在继电器RY的次级侧生成电压。控制器20随后接通差错指示灯LP2以及还通过CPLT输出电路27输出表示出现差错的状态信号(-12V)。
如以上所讨论的,如果设备1的控制器20从为充电电路103提供的控制器104接收到表示充电完成的状态信号或者表示与车辆无连接的状态信号,则控制器20根据这些状态信号中的任何状态信号关断继电器RY并随后确定继电器RY是否被熔接了。因此,可以实现在充电完成时或者在从电动车辆100取下交通工具侧插头CP时成功关断继电器RY,从而改进安全性。如果在充电完成之后或者在未连接车辆时感测到继电器RY被熔接了,则控制器20接通差错指示灯LP2以及还通过CPLT输出电路27输出表示出现差错的状态信号(-12V)。因此,可以通知用户馈电控制设备1侧中的工作故障以及还通知车辆100侧在设备1中出现故障。
上述实施例中的每个馈电控制设备1被配置为通过以下方式检查通过继电器RY是否正确地执行了作为漏电断路器的操作:响应于用户对测试按钮B1的操作通过准漏电电路29生成准漏电。然而,不限于此,设备1可以在开始充电时用自检功能以漏电断路器的形式执行用于切断漏电的操作。参照图14说明自检功能。
当电源侧插头PP连接到电源插座以及交通工具侧插头CP连接到电动车辆100的连接器101时,如果在时间点t1从车辆100向馈电控制设备1中输入表示允许充电的状态信号,则控制器20为继电器驱动器25提供用于接通继电器RY的闭合控制信号以通过驱动器25接通继电器RY。如果控制器20随后在时间点t2把输出端子PO3的输出电平变为L电平,则准漏电电路29根据来自控制器20的自漏电输出借助于预定电阻器通过对应于火线的导电路径L1与对应于零线的导电路径L2之间的短路来生成准漏电。在此情况下,如果(在时间点t3)漏电检测器22检测到漏电以向控制器20提供漏电检测信号,则控制器20关断继电器RY。在从准漏电发生起逝去预定时间T9之后的时间点t4,控制器20接收火线电压检测器23和零线电压检测器24的检测信号,以及随后确定是否成功关断了继电器RY。在本文中,时间T9是漏电检测器22的工作所需要的时间,以及被设置为例如100毫秒。如果成功关断了继电器RY,则控制器20通过在逝去预定屏蔽时间T10之后的时间点t5接通继电器来开始充电。因此,可以在检查到漏电检测功能正确工作之后开始充电。在时间点t4,如果确定未关断继电器RY,则控制器20接通差错指示灯LP2以及还通过CPLT输出电路27输出表示出现差错的状态信号(-12V)。因此,可以通知用户作为漏电断路器的功能中的操作故障,以及可以通知车辆100在馈电控制设备1中发生失效。
虽然已参照某些优选实施例描述了本发明,但本领域技术人员可以在不脱离本发明的真实精神和范围,即权利要求,的情况下进行大量修改和变化。