CN102624038B - 一种车载充电控制器静态损耗控制系统 - Google Patents

Abstract

一种车载充电控制器静态损耗控制系统，包括充电控制器，其中，充电控制器包括：开关单元、控制单元和脉冲触发单元，脉冲触发单元分别与车载电源和开关单元电连接，脉冲触发单元用于感应供电设备发出的脉冲信号以控制开关单元导通，开关单元用于控制控制单元与车载电源之间的电路通断。本发明的车载充电控制器静态损耗控制系统，设置了用于响应供电设备发出的脉冲信号而控制开关单元导通的脉冲触发单元，从而可以实现供电设备与待充电电池组连接状态的监控。由于当供电设备连接时，脉冲触发单元才会响应并控制开关单元导通，所以有效降低了车载电源（车载蓄电池）的静态损耗。

Description

一种车载充电控制器静态损耗控制系统

技术领域

本发明涉及一种车载充电控制器静态损耗控制系统。

背景技术

随着美标、欧标和国标关于传导式车载充电器最新法规标准要求的颁布，电动车内部需要设置一个充电控制器负责与供电设备进行状态确认，所以电动车上的充电控制器需要时刻监测是否与供电设备连接上，而充电控制器与车载蓄电池电连接并由蓄电池供电。因此该充电控制器会不断的损耗车载蓄电池（给低压系统供电的电源）的电量。

这种损耗属于静态损耗，即在电源如蓄电池未充电时的损耗。如果静态损耗过大，则可能会导致蓄电池的电量耗尽，从而影响用户的正常使用。

发明内容

本发明为解决蓄电池由于静态损耗过大而影响用户正常使用的技术问题，提供一种静态损耗小的车载充电控制器静态损耗控制系统。

一种车载充电控制器静态损耗控制系统，包括充电控制器，其中，所述充电控制器包括：开关单元、控制单元和脉冲触发单元，所述控制单元通过开关单元与车载电源电连接，所述脉冲触发单元分别与车载电源和开关单元电连接，所述脉冲触发单元用于感应供电设备发出的脉冲信号以控制开关单元导通，所述开关单元用于控制所述控制单元与车载电源之间的电路通断。

进一步地，所述开关单元包括第四功率场效应晶体管，所述第四功率场效应晶体管的源极与车载电源电连接，所述第四功率场效应晶体管的漏极与控制单元电连接，所述第四功率场效应晶体管的栅极与脉冲触发单元电连接。

所述脉冲触发单元包括：第一功率场效应晶体管、第二功率场效应晶体管和第三功率场效应晶体管，第一功率场效应晶体管的栅极用于连接供电设备，第一功率场效应晶体管的漏极分别与车载电源和第二功率场效应晶体管的栅极电连接，第一功率场效应晶体管的源极接地，第二功率场效应晶体管的源极与车载电源电连接，第二功率场效应晶体管的漏极与第三功率场效应晶体管的栅极电连接，第三功率场效应晶体管的漏极与第四功率场效应晶体管的栅极电连接，第三功率场效应晶体管的源极接地，第三功率场效应晶体管的栅极和源极之间连接有电容。

所述第一功率场效应晶体管和第三功率场效应晶体管为N沟道型功率场效应晶体管，第二功率场效应晶体管和第四功率场效应晶体管为P沟道型功率场效应晶体管。

第四功率场效应管源极和栅极之间连接有第九电阻，第四功率场效应晶体管的栅极与脉冲触发单元之间连接有第八电阻，第九电阻、第八电阻和脉冲触发单元依次串联连接。

第二功率场效应管的栅极和源极之间连接有第四电阻，第一功率场效应管的漏极和第二功率场效应管的栅极之间连接有第三电阻，第四电阻、第三电阻和第一功率场效应管依次串联连接。

第三功率场效应管的栅极和源极之间连接有第七电阻，第三功率场效应管的栅极和第二功率场效应管的漏极之间连接有第五电阻，第七电阻、第五电阻和第二功率场效应管依次串联，所述电容连接在第七电阻的两端。

所述充电控制器还包括：第一电阻和第二电阻并联构成的并联电路，并联电路的一端与第一功率场效应管的栅极连接，并联电路的另一端接地。

所述充电控制器还包括开关，所述第二电阻与所述开关串联构成串联电路，该串联电路与第一电阻并联构成所述并联电路。

所述车载电源为蓄电池，所述控制单元为单片机。

本发明的车载充电控制器静态损耗控制系统，设置了用于响应供电设备发出的脉冲信号而控制开关单元导通的脉冲触发单元，从而可以实现供电设备与待充电电池组连接状态的监控。由于当供电设备连接时，脉冲触发单元才会响应并控制开关单元导通，所以有效降低了车载电源（车载蓄电池）的静态损耗。

附图说明

图1是本发明实施例提供的车载充电控制器静态损耗控制系统的示意图，其中实线箭头表示电连接，虚线箭头表示信号传递；

图2是本发明实施例提供的车载充电控制器静态损耗控制系统中的脉冲触发单元和开关单元的示意图；

图3是本发明实施例提供的车载充电控制器静态损耗控制系统的工作流程图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明的一种实施方式，如图1所示，一种车载充电控制器静态损耗控制系统，包括充电控制器，其中，该充电控制器包括：开关单元、控制单元和脉冲触发单元，控制单元通过开关单元与车载电源电连接，脉冲触发单元分别与车载电源和开关单元电连接，脉冲触发单元用于感应供电设备发出的脉冲信号以控制开关单元导通，开关单元用于控制所述控制单元与车载电源之间的电路通断。

按照美标、欧标和国标关于传导式车载充电器最新法规标准要求，当供电设备连接上车辆的充电接口以给待充电电池组充电时，供电设备会发送脉冲信号给充电控制器。

控制单元可以根据需要选择各种合适的数据处理装置如可以为单片机、数字芯片等。

车载电源可以为各种合适的电源，为了充分利用现有资源，车载电源为车载的蓄电池，蓄电池一般为12V。

开关单元可以为各种合适的开关装置，如可以为电磁开关等。

根据本发明的一种实施方式，如图2所示，开关单元包括第四功率场效应晶体管Q4，第四功率场效应晶体管Q4的源极与车载电源电连接，第四功率场效应晶体管Q4的漏极与控制单元电连接，第四功率场效应晶体管Q4的栅极与脉冲触发单元电连接。

当然，在实际使用时，一般情况下，会在第四功率场效应管Q4源极和栅极之间连接有第九电阻R9，在第四功率场效应晶体管Q4的栅极与脉冲触发单元之间连接有第八电阻R8，第九电阻R9、第八电阻R8和脉冲触发单元依次串联连接。

即第四功率场效应晶体管Q4的导通或截止由脉冲触发单元来控制。

脉冲触发单元用来响应供电设备发出的脉冲信号并控制开关单元的导通，本领域技术人员可以合理设置不同类型的电路来实现此功能。

如图2所示，根据本发明的一种实施方式，脉冲触发单元包括：第一功率场效应晶体管Q1、第二功率场效应晶体管Q2和第三功率场效应晶体管Q3，第一功率场效应晶体管Q1的栅极用于连接供电设备，第一功率场效应晶体管Q1的漏极分别与车载电源和第二功率场效应晶体管Q2的栅极电连接，第一功率场效应晶体管Q1的源极接地，第二功率场效应晶体管Q2的源极与车载电源电连接，第二功率场效应晶体管Q2的漏极与第三功率场效应晶体管Q3的栅极电连接，第三功率场效应晶体管Q3的漏极与第四功率场效应晶体管Q4的栅极电连接，第三功率场效应晶体管Q3的源极接地，第三功率场效应晶体管Q3的栅极和源极之间连接有电容C1。

按照美标、欧标和国标关于传导式车载充电器最新法规标准要求，充电控制器中设置有第一电阻R1、第二电阻R2和开关S1，第二电阻R2和开关S1串联并整体与第一电阻R1并联。并联合的电路一端连接在第一功率场效应晶体管Q1的栅极处，另一端接地，图中的GND即表示接地。

在第二功率场效应管Q2的栅极和源极之间连接有第四电阻R4，在第一功率场效应管Q1的漏极和第二功率场效应管Q2的栅极之间连接有第三电阻R3，第四电阻R4、第三电阻R3和第一功率场效应管Q1依次串联。

在第三功率场效应管Q3的栅极和源极之间连接有第七电阻R7，在第三功率场效应管Q3的栅极和第二功率场效应管Q2的漏极之间连接有第五电阻R5，第七电阻R7、第五电阻R5和第二功率场效应管Q2依次串联，在第七电阻R7的两端还连接有电容C1。当然，在第七电阻R7与第五电阻R5之间还可以并联有第六电阻R6，电容C1连接在第六电阻R6和第七电阻R7的两端。

电容C1主要是用于当第二功率场效应管Q2导通时充电滤波以及用于向第三功率场效应管Q3放电从而使得第三功率场效应管Q3持续导通。

功率场效应晶体管按照导电沟道可以分为N沟道型功率场效应晶体管和P沟道型功率场效应晶体管，本领域技术人员可以根据需要合理选择使用功率场效应晶体管的类型。

根据本发明的一种实施方式，第一功率场效应晶体管Q1和第三功率场效应晶体管Q3为N沟道型功率场效应晶体管，第二功率场效应晶体管Q2和第四功率场效应晶体管Q4为P沟道型功率场效应晶体管。

第一功率场效应晶体管Q1的栅极接收到供电设备的脉冲信号而使得第一功率场效应晶体管Q1周期性导通，第二功率场效应晶体管Q2随着第一功率场效应晶体管Q1的周期性导通而周期性导通，电容C1充电，从而使得第三功率场效应晶体管Q3持续导通，第四功率场效应晶体管Q4随着第三功率场效应晶体管Q3的持续导通而持续导通。

其中，第一功率场效应晶体管Q1周期性导通是指随着脉冲信号的高低电平变化而使得第一功率场效应晶体管Q1不断的导通或截止。第二功率场效应晶体管Q2的周期性导通是指随着第一功率场效应晶体管Q1不断的导通或截止而使得第二功率场效应晶体管Q2不断的导通或截止。而第三功率场效应晶体管Q3由于由电容C1放电，从而一直导通，进而使得第四功率场效应晶体管Q4一直导通（即开关单元导通）。

由此可知，该脉冲触发单元的静态损耗主要体现在功率场效应晶体管（Q1~Q4）的管脚漏电流上，由于功率场效应晶体管的管脚漏电流为µA级别，所以可以忽略不计，从而大大降低了静态损耗。

根据本发明的一种实施方式，如图3所示，本发明的一种车载充电控制器静态损耗控制系统的工作过程如下：

开始，当供电设备连接到充电控制器（如通过供电设备的充电插头与车辆充电座连接实现）以控制充电器给待充电电池组充电时，第一功率场效应晶体管Q1根据供电设备发送的脉冲信号开始周期性导通或截止，从而使得第二功率场效应晶体管Q2开始周期性导通或截止，进而不断给电容C1充电，由于电容C1不断充电蓄能，所以通过电容C1的放电，从而使得第三场效应晶体管Q3持续导通，进而使得第四场效应晶体管Q4持续导通（即开关单元导通），从而连通车载电源和控制单元之间的电路，控制单元即可根据设定开始控制充电。

当供电设备没有连接到充电控制器（或断开连接）时，第一功率场效应晶体管Q1无法接收到脉冲信号，整个充电控制器无法工作（或停止工作）。

本发明的车载充电控制器静态损耗控制系统，设置了用于响应供电设备发出的脉冲信号而控制开关单元导通的脉冲触发单元，从而可以实现供电设备与待充电电池组连接状态的监控。由于当供电设备连接时，脉冲触发单元才会响应并控制开关单元导通，即整个控制系统的静态功耗来源于脉冲触发单元，所以有效降低了车载电源（车载蓄电池）的静态损耗。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车载充电控制器静态损耗控制系统，包括充电控制器，其特征在于，所述充电控制器包括：开关单元、控制单元和脉冲触发单元，所述控制单元通过开关单元与车载电源电连接，所述脉冲触发单元分别与车载电源和开关单元电连接，所述脉冲触发单元用于感应供电设备发出的脉冲信号以控制开关单元导通，所述开关单元用于控制所述控制单元与车载电源之间的电路通断，所述车载电源为12V蓄电池。

2.如权利要求1所述的车载充电控制器静态损耗控制系统，其特征在于，所述开关单元包括第四功率场效应晶体管，所述第四功率场效应晶体管的源极与车载电源电连接，所述第四功率场效应晶体管的漏极与控制单元电连接，所述第四功率场效应晶体管的栅极与脉冲触发单元电连接。

3.如权利要求2所述的车载充电控制器静态损耗控制系统，其特征在于，所述脉冲触发单元包括：第一功率场效应晶体管、第二功率场效应晶体管和第三功率场效应晶体管，第一功率场效应晶体管的栅极用于连接供电设备，第一功率场效应晶体管的漏极分别与车载电源和第二功率场效应晶体管的栅极电连接，第一功率场效应晶体管的源极接地，第二功率场效应晶体管的源极与车载电源电连接，第二功率场效应晶体管的漏极与第三功率场效应晶体管的栅极电连接，第三功率场效应晶体管的漏极与第四功率场效应晶体管的栅极电连接，第三功率场效应晶体管的源极接地，第三功率场效应晶体管的栅极和源极之间连接有电容。

4.如权利要求3所述的车载充电控制器静态损耗控制系统，其特征在于，所述第一功率场效应晶体管和第三功率场效应晶体管为N沟道型功率场效应晶体管，第二功率场效应晶体管和第四功率场效应晶体管为P沟道型功率场效应晶体管。

5.如权利要求4所述的车载充电控制器静态损耗控制系统，其特征在于，第四功率场效应管源极和栅极之间连接有第九电阻，第四功率场效应晶体管的栅极与脉冲触发单元之间连接有第八电阻，第九电阻、第八电阻和脉冲触发单元依次串联连接。

6.如权利要求4所述的车载充电控制器静态损耗控制系统，其特征在于，第二功率场效应管的栅极和源极之间连接有第四电阻，第一功率场效应管的漏极和第二功率场效应管的栅极之间连接有第三电阻，第四电阻、第三电阻和第一功率场效应管依次串联连接。

7.如权利要求4所述的车载充电控制器静态损耗控制系统，其特征在于，第三功率场效应管的栅极和源极之间连接有第七电阻，第三功率场效应管的栅极和第二功率场效应管的漏极之间连接有第五电阻，第七电阻、第五电阻和第二功率场效应管依次串联，所述电容连接在第七电阻的两端。

8.如权利要求4所述的车载充电控制器静态损耗控制系统，其特征在于，所述充电控制器还包括：第一电阻和第二电阻并联构成的并联电路，并联电路的一端与第一功率场效应管的栅极连接，并联电路的另一端接地。

9.如权利要求8所述的车载充电控制器静态损耗控制系统，其特征在于，所述充电控制器还包括开关，第二电阻与所述开关串联构成串联电路，该串联电路与第一电阻并联构成所述并联电路。

10.如权利要求1所述的车载充电控制器静态损耗控制系统，其特征在于，所述控制单元为单片机。