CN102820686B - 用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块及其导引方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块，包括正电压参考模块、负电压参考模块、电平转换模块、输出跟随模块、检测模块，还包括充电导引控制器，所述电平转换模块与所述正电压参考模块、负电压参考模块、第一电源电压以及一个PWM调整模块相连，输出跟随模块与所述第一电源电压、第二电源电压以及电平转换模块相连接，所述检测模块与所述第一电源电压和输出跟随模块相连。充电导引控制器与所述检测模块和PWM调整模块相连。本发明还公开了前述应用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引方法。本发明降低了电源精度要求，输出的PWM波形质量较高，稳定度较好，并且可以较容易实现对输出波进行实时同步检测，简单实用。

Description

用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块及其导引方法

技术领域

本发明涉及电动汽车充放电技术，更特定言之，本发明涉及一种用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块及其充电控制导引的方法。

背景技术

随着电动汽车的日渐普及，电动汽车充电系统也逐渐的被更多人所关注，在对汽车进行传导式充电时需要考虑的问题是：在使用充电接口进行充电前，需要先确认和检测充电接口是否已可靠连接，在未完全连接下进行充电容易造成人员触电危险；在充电过程中，供电处需要通过充电接口输出一定占空比的PWM导引波对车载充电机进行控制，根据电网负载可实时调整波形占空比以调节充电电流，同时实时监测输出波形和充电接口的连接状态，一旦发生异常情况应立即切断供电。我国已推出了电动汽车传导式充电连接装置交流充电接口的国家标准，其中对充电控制导引部分有明确要求。

充电导引的推荐参数如表中所示：

参数	符号	单位	标称值	最大值	最小值
						输出高电压	+Vcc	V	12.00	12.60	11.40
输出低电压	-V∞	V	-12.00	-12.60	-11.40
						输出频率	f	Hz	1000.00	1 030.00	970.00
输出占空比	Dc。	-	-	+1％	-1％
						信号设置时间b	Ts	μs	n.a.	3	n.a.
信号上升时间(10％～90％)	Tr	μs	n.a.	2	n.a.
						信号下降时间(90％～10％)	Tf	μs	n.a.	2	n.a.

中国专利CN102487208公开了一种用于电动汽车充电控制导引模块，采用通过“推挽”输出结构驱动输出PWM波。该方案的不足之处在于：1、输出的PWM波形的边沿时间较长（结电容限制），而且推挽输出时因输入波形的正负切换导致输出易产生过冲毛刺；2、输出波形的正负电压为供电电源电压，这对电源电压的精度和稳定度要求较高，导致电源成本增加。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中存在的缺陷，提供一种至少符合国家标准设计要求、简单实用的控制导引模块方案。在本方案中，高精度、低温漂的三端稳压器作为运算放大器的正负供电电源的电压参考模块的基准源，保证了其输出的PWM波的正负电压幅值的精度和温度稳定性，这样可以允许供电电源有更大的精度误差范围，降低了电源精度要求；高压摆率、低功耗的运算放大器作为电平转换的核心器件，输出的PWM波形质量较高，稳定度较好，符合标准设计要求。

为了实现上述设计目的，本发明的设计方案1：设计一种用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块，它由正电压参考模块、负电压参考模块、电平转换模块、输出跟随模块和检测模块组成。这些模块兼容电动车辆充电连接装置国家标准（电动汽车传导式充电连接装置交流充电接口GBT 20234.2-2011）和国家电网公司、南方电网公司相关企业标准中对控制导引模块的设计参数要求，尤其符合对导引PWM波形的频率、幅值、占空比精度和边沿时间等参数的要求。

同时，本控制导引模块可以在工作温度范围内输出稳定、可靠且电压精度和波形质量均较好的±12V的PWM波形，而且可以较容易实现对输出波进行实时同步检测，本模块简单实用，具有较高的性价比。

为了实现上述设计目的，本发明的设计方案2：设计一种用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块，它由正电压参考模块、负电压参考模块、电平转换模块、输出跟随模块、检测模块和一个充电导引控制器组成，它作为充电控制导引模块的控制核心，用于启动、结束控制导引流程，采样和处理检测信号，控制和调节PWM调整模块的输出PWM波占空比，指示并反馈故障信息至后台主站等设备。

本发明的设计方案1：用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块，它包括：

正电压参考模块，用于将一个第一电源电压调整为预先设定值，并作为运算放大器的正极供电电压并调整其输出饱和正电压；

负电压参考模块，用于将一个第二电源电压调整为预先设定值，并作为运算放大器的负极供电电压并调整其输出饱和负电压；

电平转换模块，它与所述正电压参考模块、负电压参考模块、第一电源电压以及一个PWM调整模块相连，用于接收所述PWM调整模块输出的数字脉冲宽度调制PWM信号以及与所述第一电源电压相连的分压电阻输出的参考电压，并将所述数字脉冲宽度调制PWM信号和参考电压进行比较，随后根据所比较的结果将输入的数字脉冲宽度调制PWM信号转换为幅值等于所述运算放大器的饱和输出电压的PWM输出信号；

输出跟随模块，所述输出跟随模块与所述第一电源电压、第二电源电压以及电平转换模块相连接，用于跟随所述电平转换模块所输出的PWM输出信号，并使所述输出PWM输出信号的幅值在进行充电连接过程中保持不变；以及

检测模块，它与所述第一电源电压和输出跟随模块相连，用于先根据与所述第一电源电压相连的电阻的另一端的输出电压判断供电处充电接口的连接状态，再根据检测点I处的输出波的正电压幅值判断电动汽车充电接口的连接状态和充电设备的准备状态，在所述检测模块判断所述供电处或电动汽车处充电接口为未连接时，或者充电接口已连接但充电设备未准备就绪时，切断或禁止供电处的供电。

进一步地，在本发明的优选实施例中，所述正电压参考模块进一步包括：第一电阻、第二电阻、第一三端稳压器和第一可调电阻，其中

所述第一电阻的一端与所述第一电源电压相连，所述第一电阻的另一端与第一三端稳压器及和第二电阻相连；所述第一三端稳压器的第一端与所述第一电阻及所述第二电阻相连，所述第一三端稳压器的第二端接地，所述第一三端稳压器的第三端与所述第二电阻及第一可调电阻第一端相连；所述第二电阻的另一端与所述第一可调电阻第一端相连；所述第一可调电阻的第二端接地，所述第一可调电阻的第三端与所述第一可调电阻的第一端或第二端短接。

进一步地，在本发明的优选实施例中，所述负电压参考模块进一步包括：第三电阻、第四电阻、第二三端稳压器和第二可调电阻，其中

所述第三电阻的一端与所述第二电源电压相连，所述第三电阻的另一端与第二三端稳压器的第二端及第二可调电阻的第二端相连；

所述第二三端稳压器的第一端接地，第二端与第二可调电阻第二端相连，第三端与所述第二可调电阻第一端及第四电阻相连；

所述第二可调电阻的第二端与所述第二三端稳压器的第二端相连，所述第二可调电阻的第三端与所述第二可调电阻的第一端或第二端短接；

所述第四电阻的一端接地，另一端与所述第二可调电阻第一端相连。

进一步地，在本发明的优选实施例中，所述电平转换模块进一步包括：第五电阻、第六电阻和第一运算放大器，其中

所述第五电阻的一端与第一电源电压相连，另一端与第六电阻及第一运算放大器第三输入端相连；

所述第六电阻的一端接地，另一端与运算放大器第三输入端相连；

所述第一运算放大器的第二输入端与PWM调整模块的输出端相连，第四输入端与所述负电压参考模块相连，第七输入端与所述正电压参考模块相连，所述第一运算放大器的第六输出端与所述输出跟随模块相连。

进一步地，在本发明的优选实施例中，所述第一电源电压的电压值设为+15V，第二电源电压的电压值设为-15V。

进一步地，在本发明的优选实施例中：

当所述第一运算放大器的第二输入端的输入电压小于参考电压时，调节所述第一可调电阻的旋钮至所述第一运算放大器的第六输出端输出电压至+12V；或者

当所述第一运算放大器的第二输入端的输入电压大于参考电压时，调节所述第二可调电阻的旋钮至所述第一运算放大器的第六输出端输出电压至-12V。

进一步地，在本发明的优选实施例中：

当所述数字脉冲宽度调制PWM信号的幅值小于所述参考电压时，所述第一运算放大器的第六输出端输出+12V的高电平输出信号；或者

当所述数字PWM波的幅值大于所述参考电压时，所述第一运算放大器的第六输出端输出-12V的低电平输出信号。

进一步地，在本发明的优选实施例中，所述输出跟随模块进一步包括：第七电阻、第八电阻和第二运算放大器，其中

所述第二运算放大器的第二输入端与第八电阻相连，第三输入端与第七电阻相连，第六输出端与第八电阻另一端相连；所述第七电阻一端与所述电平转换模块相连。

进一步地，在本发明的优选实施例中，所述检测模块进一步包括第十一电阻，所述第十一电阻的一端与所述第一电源电压相连，所述第十一电阻的另一端与充电接口中的CC线相连接。

进一步地，在本发明的优选实施例中：

 若所述第十一电阻的输出电压为+15V，则判断所述供电处的充电接口未连接，切断或禁止供电处的供电，同时，所述PWM调整输出模块输出低于所述参考电压的低电平信号，经电平转换模块和输出跟随模块后产生+12V的高电平信号输出至充电接口；

若所述第十一电阻的输出电压为0V，则判断所述供电处的充电接口已连接，同时，所述PWM调整输出模块输出数字PWM信号，经电平转换模块和输出跟随模块后产生幅值为±12V的PWM波信号输出至充电接口；

若所述检测点1处的输出波的正电压幅值为9V，则判断电动汽车的充电接口已连接但电动汽车的充电设备未准备就绪，切断或禁止供电处的供电；

若所述检测点1处的输出波的正电压幅值为6V，则判断电动汽车的充电接口已连接并且电动汽车的充电设备已准备就绪，供电处进行充电供电。

本发明的设计方案2：用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块，它包括：

正电压参考模块，用于将一个第一电源电压调整为预先设定值，并作为运算放大器的正极供电电压并调整其输出饱和正电压；

负电压参考模块，用于将一个第二电源电压调整为预先设定值，并作为运算放大器的负极供电电压并调整其输出饱和负电压；

电平转换模块，它与所述正电压参考模块、负电压参考模块、第一电源电压以及一个PWM调整模块相连，用于接收所述PWM调整模块输出的数字脉冲宽度调制PWM信号以及与所述第一电源电压相连的分压电阻输出的参考电压，并将所述数字脉冲宽度调制PWM信号和参考电压进行比较，随后根据所比较的结果将输入的数字脉冲宽度调制PWM信号转换为幅值等于所述运算放大器的饱和输出电压的PWM输出信号；

输出跟随模块，所述输出跟随模块与所述第一电源电压、第二电源电压以及电平转换模块相连接，用于跟随所述电平转换模块所输出的PWM输出信号，并使所述输出PWM输出信号的幅值在进行充电连接过程中保持不变；

检测模块，它与所述第一电源电压和输出跟随模块相连，用于先根据与所述第一电源电压相连的电阻的另一端的输出电压判断供电处充电接口的连接状态，再根据检测点I处的输出波的正电压幅值判断电动汽车充电接口的连接状态和充电设备的准备状态，在所述检测模块判断所述供电处或电动汽车处充电接口为未连接时，或者充电接口已连接但充电设备未准备就绪时，切断或禁止供电处的供电；以及

充电导引控制器，它与所述检测模块和PWM调整模块相连，用于启动和结束控制导引，采样和处理检测信号，控制和调节PWM调整模块输出的数字脉冲宽度调制PWM信号的占空比，并指示和反馈故障信息至一个后台主站。

进一步地，在本发明的优选实施例中，根据前述的应用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块的导引方法包括以下步骤：

1）充电控制导引模块进行自检：

充电导引控制器控制PWM调整模块输出低电平信号，经电平转换模块和跟随输出模块处理后输出+12V电压至“检测点1”（CP端），在用户输入充电指令后启动充电控制导引；

2）充电控制导引模块检测供电处充电接口的连接状态：

所述充电导引控制器控制PWM调整模块的输出占空比为固定设定值的数字脉冲宽度调制PWM波信号，再通过所述检测模块采样检测“检测点1”（CP端）输出的数字脉冲宽度调制PWM波信号的幅值和占空比；

3）充电控制导引模块检测电动汽车充电接口处的连接状态：

所述充电导引控制器控制PWM调整模块输出低电平信号，经电平转换模块和跟随输出模块处理后输出+12V电压至“检测点1”（CP端），若自检所述数字脉冲宽度调制PWM波信号的幅值为12V且占空比与固定设定值相符，则进一步判断自检通过并进行充电连接，否则，反馈自检失败故障信息至后台主站并禁止进入下一步骤；

4）充电导引控制器检测供电处充电接口连接状态：

检测“检测点4”（CC端）的电压，判断供电处充电接口是否已经连接，若未连接，则等待一个预设时间；若已连接，则进入下一步骤；

5）充电控制导引模块对电动汽车的充电接口处的连接状态进行检测：

所述充电导引控制器控制PWM调整模块输出对应用户或系统设置的充电电流的占空比的数字脉冲宽度调制PWM波信号，通过所述检测模块采样检测“检测点1”（CP端）的输出数字脉冲宽度调制PWM波信号的正电压幅值，并进一步判断充电连接装置是否完全连接以及车载充电控制设备是否准备就绪。

进一步地，在本发明的优选实施例中，在步骤5）中，若“检测点1”（CP端）的数字脉冲宽度调制PWM波信号的正电压幅值为12V，则充电连接装置未完全连接；

若“检测点1”（CP端）的数字脉冲宽度调制PWM波信号的正电压幅值为9V，则充电连接装置已完全连接，但车载充电控制设备未准备就绪；

若“检测点1”（CP端）的数字脉冲宽度调制PWM波信号的正电压幅值为6V，则充电连接装置已完全连接且车载充电控制设备已准备就绪，供电处充电接口进行充电供电。

进一步地，在本发明的优选实施例中，包括步骤：在充电过程中周期性检测“检测点1”（CP端）的数字脉冲宽度调制PWM波信号的正电压幅值和“检测点4”（CC端）的电压，以判断充电接口的连接状态和充电结束状态。

进一步地，在本发明的优选实施例中，若检测到所述充电接口出现连接中断，则切断充电供电并结束控制导引；若“检测点1”（CP端）的数字脉冲宽度调制PWM波信号的正电压幅值由6V跳变为9V，则判定充电已结束，切断供电并结束控制导引。

进一步地，在本发明的优选实施例中，当达到车辆设置的结束条件，或者操作人员进行了停止充电的指令时，则停止控制导引，并断开供电处充电接口的充电供电；或者

当电动汽车交流充电桩检测到充电连接已完全断开并连续保持300ms，停止控制导引并断开供电处充电接口的充电供电。

附图说明

本发明的优选实施方式将在下文以参照附图的方式加以详尽描述，其中

图1为本发明用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块的第一实施例的原理示意图；

图2为本发明用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块的第二实施例的原理示意图；

图3为本发明电动汽车交流充电桩与电动汽车之间的连接关系和控制原理示意图。

具体实施方式

实施例1：

参照图1，本发明用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块的第一实施例，它包括：

正电压参考模块1，它用于将一个第一电源电压调整为预先设定值，并作为运算放大器U1的正极供电电压并调整其输出饱和正电压；

负电压参考模块2，用于将一个第二电源电压调整为预先设定值，并作为运算放大器U1的负极供电电压并调整其输出饱和负电压；

电平转换模块3，它与正电压参考模块1、负电压参考模块2、第一电源电压以及一个PWM调整模块7相连，用于接收所述PWM调整模块7输出的数字脉冲宽度调制PWM信号以及与所述第一电源电压相连的分压电阻输出的参考电压，并将所述数字脉冲宽度调制PWM信号和参考电压进行比较，随后根据所比较的结果将输入的数字脉冲宽度调制PWM信号转换为幅值等于所述运算放大器的饱和输出电压的PWM输出信号；

输出跟随模块4，所述输出跟随模块与所述第一电源电压、第二电源电压以及电平转换模块3相连接，用于跟随所述电平转换模块3所输出的PWM输出信号，并使所述输出PWM输出信号的幅值在进行充电连接过程中保持不变；以及

检测模块5，它与所述第一电源电压和输出跟随模块4相连，用于先根据与所述第一电源电压相连的电阻的另一端的输出电压判断供电处充电接口的连接状态，再根据“检测点I”处的输出波的正电压幅值判断电动汽车充电接口的连接状态和充电设备的准备状态，在所述检测模块判断所述供电处或电动汽车处充电接口为未连接时，或者充电接口已连接但充电设备未准备就绪时，切断或禁止供电处的供电。

进一步地，在本发明的优选实施例中，正电压参考模块1进一步包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第一三端稳压器D1和第一可调电阻RP1，其中

所述第一电阻R1的一端与所述第一电源电压相连，所述第一电阻R1的另一端与第一三端稳压器D1及和第二电阻R2相连；所述第一三端稳压器D1的第一端与所述第一电阻R1及所述第二电阻R2相连，所述第一三端稳压器D1的第二端接地，所述第一三端稳压器D1的第三端与所述第二电阻R2及第一可调电阻RP1第一端相连；所述第二电阻R2的另一端与所述第一可调电阻RP1第一端相连；所述第一可调电阻RP1的第二端接地，所述第一可调电阻RP1的第三端与所述第一可调电阻RP1的第一端或第二端短接。

进一步地，在本发明的优选实施例中，负电压参考模块2进一步包括：第三电阻R3、第四电阻R4、第二三端稳压器D2和第二可调电阻RP2，其中

所述第三电阻R3的一端与所述第二电源电压相连，所述第三电阻R3的另一端与第二三端稳压器D2的第二端及第二可调电阻RP2的第二端相连；

所述第二三端稳压器D2的第一端接地，第二端与第二可调电阻RP2第二端相连，第三端与所述第二可调电阻RP2第一端及第四电阻R4相连；

所述第二可调电阻RP2的第二端与所述第二三端稳压器D2的第二端相连，所述第二可调电阻RP2的第三端与所述第二可调电阻RP2的第一端或第二端短接；

所述第四电阻R4的一端接地，另一端与所述第二可调电阻RP2第一端相连。

进一步地，在本发明的优选实施例中，电平转换模块3进一步包括：第五电阻R5、第六电阻R6和第一运算放大器U1，其中

所述第五电阻R5的一端与第一电源电压相连，另一端与第六电阻R6及第一运算放大器U1第三输入端相连；

所述第六电阻R6的一端接地，另一端与运算放大器U1第三输入端相连；

所述第一运算放大器U1的第二输入端与PWM调整模块7的输出端相连，第四输入端与所述负电压参考模块2相连，第七输入端与所述正电压参考模块1相连，所述第一运算放大器U1的第六输出端与所述输出跟随模块4相连。

进一步地，在本发明的优选实施例中，所述第一电源电压的电压值设为+15V，第二电源电压的电压值设为-15V。

进一步地，在本发明的优选实施例中：

当所述第一运算放大器U1的第二输入端的输入电压小于参考电压时，调节所述第一可调电阻RP1的旋钮至所述第一运算放大器U1的第六输出端输出电压至+12V；或者

当所述第一运算放大器U1的第二输入端的输入电压大于参考电压时，调节所述第二可调电阻RP2的旋钮至所述第一运算放大器的第六输出端输出电压至-12V。

进一步地，在本发明的优选实施例中：

当所述数字脉冲宽度调制PWM信号的幅值小于所述参考电压时，所述第一运算放大器U1的第六输出端输出+12V的高电平输出信号；或者

当所述数字脉冲宽度调制PWM信号的幅值大于所述参考电压时，所述第一运算放大器U1的第六输出端输出-12V的低电平输出信号。

进一步地，在本发明的优选实施例中，输出跟随模块4进一步包括：第七电阻R7、第八电阻R8和第二运算放大器U2，其中

所述第二运算放大器U2的第二输入端与第八电阻R8相连，第三输入端与第七电阻R7相连，第六输出端与第八电阻R8另一端相连；所述第七电阻R7一端与所述电平转换模块3相连。

进一步地，在本发明的优选实施例中，检测模块5进一步包括第十一电阻R11，所述第十一电阻R11的一端与所述第一电源电压相连，所述第十一电阻R11的另一端与供电处的充电接口中的CC线相连接。

进一步地，在本发明的优选实施例中：

若所述第十一电阻R11的输出电压为+15V，则判断所述供电处的充电接口未连接，切断或禁止供电处的供电，同时，所述PWM调整输出模块7输出低于所述参考电压的低电平信号，经电平转换模块3和输出跟随模块4后产生+12V的高电平信号输出至充电接口；

若所述第十一电阻R11的输出电压为0V，则判断所述供电处的充电接口已连接，同时，所述PWM调整输出模块7输出数字PWM信号，经电平转换模块3和输出跟随模块4后产生幅值为±12V的PWM波信号输出至充电接口；

若所述检测点1处的输出波的正电压幅值为9V，则判断电动汽车的充电接口已连接但电动汽车的充电设备未准备就绪，切断或禁止供电处的供电；

若所述检测点1处的输出波的正电压幅值为6V，则判断电动汽车的充电接口已连接并且电动汽车的充电设备已准备就绪，供电处进行充电供电。

实施例2：

用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块，它包括：

正电压参考模块1，用于将一个第一电源电压调整为预先设定值，并作为运算放大器的正极供电电压并调整其输出饱和正电压；

负电压参考模块2，用于将一个第二电源电压调整为预先设定值，并作为运算放大器的负极供电电压并调整其输出饱和负电压；

电平转换模块3，它与所述正电压参考模块、负电压参考模块、第一电源电压以及一个PWM调整模块7相连，用于接收所述PWM调整模块7输出的数字脉冲宽度调制PWM信号以及与所述第一电源电压相连的分压电阻输出的参考电压，并将所述数字脉冲宽度调制PWM信号和参考电压进行比较，随后根据所比较的结果将输入的数字脉冲宽度调制PWM信号转换为幅值等于所述运算放大器的饱和输出电压的PWM输出信号；

输出跟随模块4，所述输出跟随模块与所述第一电源电压、第二电源电压以及电平转换模块相连接，用于跟随所述电平转换模块所输出的PWM输出信号，并使所述输出PWM输出信号的幅值在进行充电连接过程中保持不变；

检测模块5，它与所述第一电源电压和输出跟随模块4相连，用于先根据与所述第一电源电压相连的电阻的另一端的输出电压判断供电处充电接口的连接状态，再根据检测点I处的输出波的正电压幅值判断电动汽车充电接口的连接状态和充电设备的准备状态，在所述检测模块判断所述供电处或电动汽车处充电接口为未连接时，或者充电接口已连接但充电设备未准备就绪时，切断或禁止供电处的供电；以及

充电导引控制器6，它与所述检测模块5和PWM调整模块7相连，用于启动和结束控制导引，采样和处理检测信号，控制和调节PWM调整模块7输出的数字脉冲宽度调制PWM信号的占空比，并指示和反馈故障信息至一个后台主站。

进一步地参照图3，在本发明的另一优选实施例中，根据前述的应用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块的导引方法包括以下步骤：

1）充电控制导引模块进行自检：

供电控制装置110包括了充电控制导引模块，充电导引控制器控制PWM调整模块输出低电平信号，经电平转换模块和跟随输出模块处理后输出+12V电压至“检测点1”（CP端），在用户输入充电指令后启动充电控制导引。

在本发明的优选实施例中，充电导引控制器6将一个可控开关S1调至S0端，此时输出为一个+12V电压信号，这个电压信号经过图示中箭头标示的回路I至“检测点1”（CP端），然后返回至充电控制导引模块110，此时确认模块110自检正常，可以启动模块110。

2）充电控制导引模块检测供电处充电接口的连接状态：

所述充电导引控制器6控制PWM调整模块的输出占空比为固定设定值的数字脉冲宽度调制PWM波信号，再通过所述检测模块采样检测“检测点1”（CP端）输出的数字脉冲宽度调制PWM波信号的幅值和占空比。

在本发明的优选实施例中，充电导引控制器6将可控开关S1调至PWM端，此时进一步检测“检测点1”（CP端）输出的数字脉冲宽度调制PWM波信号的幅值和占空比。

3）充电控制导引模块检测电动汽车充电接口200处的连接状态：

所述充电导引控制器控制PWM调整模块输出低电平信号，经电平转换模块和跟随输出模块处理后输出+12V电压至“检测点1”（CP端），若自检所述数字脉冲宽度调制PWM波信号的幅值为12V且占空比与固定设定值相符，则进一步判断自检通过并进行充电连接，否则，反馈自检失败故障信息至后台主站并禁止进入下一步骤；

4）充电导引控制器6检测供电处充电接口连接状态：

检测“检测点4”（CC端）的电压，判断供电处充电接口是否已经连接，若未连接，则等待一个预设时间；参照图3中的回路II，充电控制导引模块110输出一个检测信号至“检测点4”再至CC端，至PE端，直至接地端AGND安全接地，此时检测“检测点4”（CC端）的电压便可得知是否充电接口回路已正常接通，若已连接，则进入下一步骤；

5）充电控制导引模块对电动汽车400的充电接口300处的连接状态进行检测：

参照回路III，所述充电导引控制器控制PWM调整模块输出对应用户或系统设置的充电电流的占空比的数字脉冲宽度调制PWM波信号，通过所述检测模块采样检测“检测点1”（CP端）的输出数字脉冲宽度调制PWM波信号的正电压幅值，并进一步判断充电连接装置是否完全连接以及车载充电控制设备是否准备就绪。

进一步地，在本发明的又一优选实施例中，还包括检测电动汽车400内的连接状态的步骤。若图示中的电动汽车400的车载充电机正常连接，即以上步骤全部正常实现时，那么“检测点1”（CP端）的检测电压幅值应为6V，此时车载充电机连接至电网电力线L和N，开关K1和K2闭合，进行正常车载充电。

在此步骤中，充电导引控制器6通过PWM调整模块来控制充电电流的大小，保证充电电流的正常变化。

进一步地，在本发明的优选实施例中，在步骤5）中，若“检测点1”（CP端）的数字脉冲宽度调制PWM波信号的正电压幅值为12V，则充电连接装置未完全连接；

若“检测点1”（CP端）的数字脉冲宽度调制PWM波信号的正电压幅值为9V，则充电连接装置已完全连接，但车载充电控制设备未准备就绪；

若“检测点1”（CP端）的数字脉冲宽度调制PWM波信号的正电压幅值为6V，则充电连接装置已完全连接且车载充电控制设备已准备就绪，供电处充电接口进行充电供电。

进一步地，在本发明的优选实施例中，包括步骤：在充电过程中周期性检测“检测点1”（CP端）的数字脉冲宽度调制PWM波信号的正电压幅值和“检测点4”（CC端）的电压，以判断充电接口的连接状态和充电结束状态。

进一步地，在本发明的优选实施例中，若检测到所述充电接口出现连接中断，则切断充电供电并结束控制导引；若“检测点1”（CP端）的数字脉冲宽度调制PWM波信号的正电压幅值由6V跳变为9V，则判定充电已结束，切断供电并结束控制导引。

进一步地，在本发明的优选实施例中，当达到车辆设置的结束条件，或者操作人员进行了停止充电的指令时，则停止控制导引，并断开供电处充电接口的充电供电；或者

当电动汽车交流充电桩检测到充电连接已完全断开并连续保持300ms，停止控制导引并断开供电处充电接口的充电供电。

以上仅为本发明的优选实施方式，旨在体现本发明的突出技术效果和优势，并非是对本发明的技术方案的限制。本领域技术人员应当了解的是，一切基于本发明技术内容所做出的修改、变化或者替代技术特征，皆应涵盖于本发明所附权利要求主张的技术范畴内。

Claims (11)

1.用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块，其特征在于它包括： 正电压参考模块，用于将一个第一电源电压调整为预先设定值，并作为运算放大器的正极供电电压并调整其输出饱和正电压； 负电压参考模块，用于将一个第二电源电压调整为预先设定值，并作为运算放大器的负极供电电压并调整其输出饱和负电压； 电平转换模块，它与所述正电压参考模块、负电压参考模块、第一电源电压以及一个 PWM调整模块相连，用于接收所述 PWM调整模块输出的数字脉冲宽度调制 PWM信号以及与所述第一电源电压相连的分压电阻输出的参考电压，并将所述数字脉冲宽度调制 PWM信号和参考电压进行比较，随后根据所比较的结果将输入的数字脉冲宽度调制 PWM信号转换为幅值等于所述运算放大器的饱和输出电压的 PWM输出信号； 输出跟随模块，所述输出跟随模块与所述第一电源电压、第二电源电压以及电平转换模块相连接，用于跟随所述电平转换模块所输出的 PWM输出信号，并使所述输出 PWM输出信号的幅值在进行充电连接过程中保持不变；以及 检测模块，它与所述第一电源电压和输出跟随模块相连，用于先根据与所述第一电源电压相连的电阻的另一端的输出电压判断供电处充电接口的连接状态，再根据检测点 I处的输出波的正电压幅值判断电动汽车充电接口的连接状态和充电设备的准备状态，在所述检测模块判断所述供电处或电动汽车处充电接口为未连接时，或者充电接口已连接但充电设备未准备就绪时，切断或禁止供电处的供电，其中检测点 I处即充电插头 CP端。

2.根据权利要求 1所述的用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块，其特征在于它进一步包括： 充电导引控制器，它与所述检测模块和 PWM调整模块相连，用于启动和结束控制导引，采样和处理检测信号，控制和调节 PWM调整模块输出的数字脉冲宽度调制 PWM信号的占空比，并指示和反馈故障信息至一个后台主站。

3.根据权利要求 1或 2所述的用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块，其特征在于所述正电压参考模块进一步包括：第一电阻、第二电阻、第一三端稳压器和第一可调电阻，其中 所述第一电阻的一端与所述第一电源电压相连，所述第一电阻的另一端与第一三端稳压器及和第二电阻相连；所述第一三端稳压器的第一端与所述第一电阻及所述第二电阻相连，所述第一三端稳压器的第二端接地，所述第一三端稳压器的第三端与所述第二电阻及第一可调电阻第一端相连；所述第二电阻的另一端与所述第一可调电阻第一端相连；所述第一可调电阻的第二端接地，所述第一可调电阻的第三端与所述第一可调电阻的第一端或第二端短接。

4.根据权利要求3所述的用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块，其特征在于，所述负电压参考模块进一步包括：第三电阻、第四电阻、第二三端稳压器和第二可调电阻，其中 所述第三电阻的一端与所述第二电源电压相连，所述第三电阻的另一端与第二三端稳压器的第二端及第二可调电阻的第二端相连； 所述第二三端稳压器的第一端接地，第二端与第二可调电阻第二端相连，第三端与所述第二可调电阻第一端及第四电阻相连； 所述第二可调电阻的第二端与所述第二三端稳压器的第二端相连，所述第二可调电阻的第三端与所述第二可调电阻的第一端或第二端短接； 所述第四电阻的一端接地，另一端与所述第二可调电阻第一端相连。

5.根据权利要求4所述的用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块，其特征在于，所述电平转换模块进一步包括：第五电阻、第六电阻和第一运算放大器，其中 所述第五电阻的一端与第一电源电压相连，另一端与第六电阻及第一运算放大器第三输入端相连； 所述第六电阻的一端接地，另一端与运算放大器第三输入端相连； 所述第一运算放大器的第二输入端与 PWM调整模块的输出端相连，第四输入端与所述负电压参考模块相连，第七输入端与所述正电压参考模块相连，所述第一运算放大器的第六输出端与所述输出跟随模块相连。

6.根据权利要求 1或 2所述的用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块，其特征在于：所述第一电源电压的电压值设为+15V，第二电源电压的电压值设为-15V。

7.根据权利要求 5所述的用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块，其特征在于： 当所述第一运算放大器的第二输入端的输入电压小于参考电压时，调节所述第一可调电阻的旋钮至所述第一运算放大器的第六输出端输出电压至+12V；或者 当所述第一运算放大器的第二输入端的输入电压大于参考电压时，调节所述第二可调电阻的旋钮至所述第一运算放大器的第六输出端输出电压至-12V。

8.根据权利要求 5所述的用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块，其特征在于： 当所述数字脉冲宽度调制 PWM信号的幅值小于所述参考电压时，所述第一运算放大器的第六输出端输出+12V的高电平输出信号；或者 当所述数字脉冲宽度调制 PWM信号的幅值大于所述参考电压时，所述第一运算放大器的第六输出端输出-12V的低电平输出信号。

9.根据权利要求 1或 2所述的用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块，其特征在于所述输出跟随模块进一步包括：第七电阻、第八电阻和第二运算放大器，其中 所述第二运算放大器的第二输入端与第八电阻相连，第三输入端与第七电阻相连，第六输出端与第八电阻另一端相连；所述第七电阻一端与所述电平转换模块相连。

10.根据权利要求 1所述的用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块，其特征在于：所述检测模块进一步包括第十一电阻，所述第十一电阻的一端与所述第一电源电压相连，所述第十一电阻的另一端与供电处充电接口中的CC端相连接。

11. 根据权利要求10所述的用于电动汽车交流充电桩的充电控制导引模块，其特征在于： 若所述第十一电阻的输出电压为+15V，则判断所述供电处的充电接口未连接，切断或禁止供电处的供电，同时，所述 PWM调整模块输出低于所述参考电压的低电平信号，经电平转换模块和输出跟随模块后产生+12V的高电平信号输出至充电接口； 若所述第十一电阻的输出电压为0V，则判断所述供电处的充电接口已连接，同时，所述 PWM调整模块输出数字 PWM信号，经电平转换模块和输出跟随模块后产生幅值为±12V的 PWM波信号输出至充电接口； 若所述检测点I处的输出波的正电压幅值为 9V，则判断电动汽车的充电接口已连接但电动汽车的充电设备未准备就绪，切断或禁止供电处的供电； 若所述检测点I处的输出波的正电压幅值为 6V，则判断电动汽车的充电接口已连接并且电动汽车的充电设备已准备就绪，供电处进行充电供电。