CN103956794B - 充电桩电路控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种充电桩电路控制装置，其包括多个用于与充电器匹配连接的插座，所述插座通过电源连接电路与第一微处理器连接，第一微处理器与第二微处理器及触摸屏连接，第二微处理器与用于监测充电器充、放电过程的充电监测装置连接，第二处理器将充电监测装置传输的充电监测信号传输至第一微处理器，第一微处理器根据充电监测信号得到充电器的充电状态，并能通过电源连接电路控制插座的外部电源连接状态，且第一微处理器能通过触摸屏显示输出充电状态。本发明结构紧凑，使用操作方便，能实现多路充电的控制，对充电过程进行有效监测，适应范围广，安全可靠。

Description

充电桩电路控制装置

技术领域

本发明涉及一种控制装置，尤其是一种充电桩电路控制装置，属于充电控制的技术领域。

背景技术

随着全球能源危机和大气环境的污染的影响，特别是我国最近提出把大气雾霾治理作为各级政府的考核指标之一，为了能对摩托车和汽车的尾气排放进行有效的控制，先后出台相关的控制措施，为此在国际汽车展上都推出新能源概念的汽车，以减少对环境污染的影响。

在实施控制措施最大障碍的是需要解决充电的问题，需要建立一定间隔的有效的充电装置，以解决新能源汽车和电动自行车充电的难题。目前电动自行车的保有量已经达到2亿多辆，而电动自行车充电不能在车库内完成，不少家庭还是采用乱拉乱接进行充电，会造成火灾和用电事故频发，同时会造成人员伤害和财产损失，如能在车库内建设一种电动自行车充电桩达到安全、可靠、方便、合理收费等达到可持续发展的方式，是未来在建设智能化城市的一种贡献。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种充电桩电路控制装置，其结构紧凑，使用操作方便，能实现多路充电的控制，对充电过程进行有效监测，适应范围广，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述充电桩电路控制电路，包括多个用于与充电器匹配连接的插座，所述插座通过电源连接电路与第一微处理器连接，第一微处理器与第二微处理器及触摸屏连接，第二微处理器与用于监测充电器充、放电过程的充电监测装置连接，第二处理器将充电监测装置传输的充电监测信号传输至第一微处理器，第一微处理器根据充电监测信号得到充电器的充电状态，并能通过电源连接电路控制插座的外部电源连接状态，且第一微处理器能通过触摸屏显示输出充电状态。

所述第一微处理器与用于连接充电卡的刷卡器连接，第一微处理器在接收到刷卡器输入的刷卡充电信号后，通过触摸屏选择对应编号的插座，第一微处理器通过电源连接电路将选择对应编号的插座与外部电源连接。

所述电源连接电路采用继电器。

所述充电监测装置包括用于监测充电器充电电流的高精度电流传感器，所述高精度电流传感器与第二微处理器连接，第二微处理器将高精度电流传感器检测的充电电流信号传输至第一微处理器内，第一微处理器根据充电电流信号得到充电时间、充电电量，并通过触摸屏显示输出充电时间以及充电电量的状态。

所述第一微处理器将充电电流信号与所述第一微处理器内预设的充电保护电流比较，当充电电流信号与充电保护电流不匹配时，第一微处理器通过电源连接电路切断插座与外部电源的连接。

所述第一微处理器根据充电电流信号确定与充电器连接的蓄电池处于充满时，第一微处理器通过电源连接电路切断与充电器连接的插座与外部电源的连接，并通过触摸屏显示输出电量充满信息。

所述充电监测装置包括高精度电流传感器，所述高精度电流传感器与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与运算放大器U1的同相端以及电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端接地，运算放大器U1的反相端与电阻R3的一端、电容C1的一端以及电容C2的一端连接，电容C1的另一端与运算放大器U1的输出端连接，运算放大器U1的输出端通过电阻R4与第二微处理器的输入端连接，电容C2的另一端与第二微处理器的输入端连接。

所述运算放大器U1采用型号为LM3585的芯片，第一微处理器采用型号为LPC1766的芯片，第二微处理器采用DS2485的芯片。

所述第一微处理器通过电源连接电路控制四十二路的插座与外部电源的连接。

所述充电器与插座断开到设定时间后，第一微处理器通过电源连接电路切断插座与外部电源的连接。

本发明的优点：第一微处理器通过电源连接电路与多路的插座连接，第一微处理器与刷卡器、触摸屏及第二微处理器连接，通过刷卡器及触摸屏能实现插座的启动及选择，第二微处理器能将充电过程的信息传输至第一微处理器内，第一微处理器通过电源连接电路能实现插座与外部电源的切换控制，实现对多路充电过程的有效控制，结构紧凑，使用操作方便，适应范围广，安全可靠。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图2为本发明的电路原理图。

附图标记说明：1-用电充电装置、2-蓄电池、3-充电器、4-电源连接电路、5-插座、6-高精度电流传感器、7-第一微处理器、8-第二微处理器、9-充电卡、10-刷卡器及11-触摸屏。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示：为了能实现多路充电的控制，对充电过程进行有效监测，本发明包括多个用于与充电器3匹配连接的插座5，所述插座5通过电源连接电路4与第一微处理器7连接，第一微处理器1与第二微处理器8及触摸屏11连接，第二微处理器8与用于监测充电器3充、放电过程的充电监测装置连接，第二处理器8将充电监测装置传输的充电监测信号传输至第一微处理器1，第一微处理器1根据充电监测信号得到充电器3的充电状态，并能通过电源连接电路4控制插座5的外部电源连接状态，且第一微处理器1能通过触摸屏11显示输出充电状态。

具体地，通过多个插座5能与多个充电器3连接，实现多路充电的连接。本发明实施例中，充电器3是指能对用电充电装置1进行充电的连接介质，在用电充电装置1内具有蓄电池2，在充电时，充电器3的一端与用电充电装置1内的蓄电池2连接，充电器3的另一端与插座5连接，且当插座5与外部电源连接后，能通过充电器3对蓄电池2进行充电。为了有效监控充电器3对蓄电池2的充电装置，需要通过充电监测装置来采集充电器3连接蓄电池2及插座5后的状态，通过第一微处理器7判断对插座5与外部电源连接状态的控制，避免对蓄电池2进行过充、欠充或过温充电。通过电源连接电路4切换插座5与外部电源的连接状态，实现外部电源对蓄电池2的充电或关断对蓄电池2的充电。本发明实施例中，切换插座5与外部电源的连接状态是指插座5与外部电源的连接或插座5未与外部电源连接的状态切换。第一微处理器7通过触摸屏11能对蓄电池2的整个充电过程进行显示输出，便于直接观察。

本发明实施例中，所述第一微处理器7通过电源连接电路4控制四十二路的插座5与外部电源的连接。在第一微处理器7内每一路的插座5均具有对应的编号，当其中的一路的插座5与充电器3连接后，第一微处理器7可以通过电源连接电路4仅使得对应的插座5与外部的电源连接，实现对插座5连接状态的有效保护。在具体实施时，所述电源连接电路4采用继电器，通过继电器的触点来实现插座5与外部电源的连接，插座5的数量可以根据需要进行设置，并不局限于四十二路的插座5，此处不再赘述。

进一步地，所述第一微处理器7与用于连接充电卡9的刷卡器10连接，第一微处理器7在接收到刷卡器10输入的刷卡充电信号后，通过触摸屏11选择对应编号的插座5，第一微处理器7通过电源连接电路4将选择对应编号的插座5与外部电源连接。

本发明实施例中，第一微处理器7与刷卡器10连接，通过刷卡器10能读取充电卡9的信息，将充电卡9在刷卡器10上进行刷卡操作后，第一微处理器7能允许进行一次充电操作，并能扣除一次充电的费用，实现充电操作的有效管理。第一微处理器7能通过触摸屏11显示输出充电卡9的余额信息，且通过触摸屏11能选择对应编号的插座5，通过电源连接电路4中继电器的触点的开关状态实现插座5与外部电源的连接，插座5与外部电源连接后，通过充电器3能对蓄电池2进行充电。

所述充电监测装置包括用于监测充电器3充电电流的高精度电流传感器6，所述高精度电流传感器6与第二微处理器8连接，第二微处理器8将高精度电流传感器6检测的充电电流信号传输至第一微处理器7内，第一微处理器7根据充电电流信号得到充电时间、充电电量，并通过触摸屏11显示输出充电时间以及充电电量的状态。

本发明实施例中，当充电器3插在插座5上且插座5与外部电源连接后，第一微处理器7根据充电电流信号能得到蓄电池2的剩余电量，从而能通过触摸屏11能输出可能需要的充电时间以及在当前状态下蓄电池2充电电量。此外，通过高精度电流传感器6还能得到整个充电过程的充电电流信号，以实现整个充电过程的监控。高精度电流传感器6可以设置在插座5内，通过感应或其他形式获取充电电流，具体实施结构为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。

所述第一微处理器7将充电电流信号与所述第一微处理器7内预设的充电保护电流比较，当充电电流信号与充电保护电流不匹配时，第一微处理器7通过电源连接电路4切断插座5与外部电源的连接。

为了避免充电过程对蓄电池2的损害，在第一微处理器7内设置充电保护电流。充电电流信号与充电保护电流不匹配是指充电电流信号大于充电保护电流，充电保护电流可以根据经验或根据电充电装置常用的充电电流进行设置，具体数值以避免对蓄电池2产生损害为准。

所述第一微处理器7根据充电电流信号确定与充电器3连接的蓄电池2处于充满时，第一微处理器7通过电源连接电路4切断与充电器3连接的插座5与外部电源的连接，并通过触摸屏11显示输出电量充满信息。

当蓄电池2处于充满时，为了避免过充，第一微处理器7通过电源连接电路4切断插座5与外部电源的连接，以使得外部电源不再对处于充满状态的蓄电池2进行持续充电，同时，通过触摸屏11输出电量充满状态，便于了解蓄电池2的充电状态。

所述充电器3与插座5断开到设定时间后，第一微处理器7通过电源连接电路4切断插座5与外部电源的连接。本发明实施例中，所述设定时间一般为5s或其他时间间隔，充电器3在插座5断开后，为了避免通过充电卡9刷卡后的电量被盗用，第一微处理器7通过电源连接电路4切断插座5与外部电源的连接，实现防盗保护。

在具体实施时，充电监测装置还可以获取充电时蓄电池2或充电器3的温度信息，在第一微处理器7内设置温度保护值，当所述监测的温度值高于温度保护值时，第一微处理器7可以通过电源连接电路4切断插座5与外部电源的连接，即切断外部电源对蓄电池2的充电，避免由于温度过高导致的危险事故。充电监测装置可以通过在插座5内设置温度传感器或其他技术手段获取上述温度信息，具体实施结构不再赘述。

如图2所示，所述充电监测装置包括高精度电流传感器6，所述高精度电流传感器6与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与运算放大器U1的同相端以及电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端接地，运算放大器U1的反相端与电阻R3的一端、电容C1的一端以及电容C2的一端连接，电容C1的另一端与运算放大器U1的输出端连接，运算放大器U1的输出端通过电阻R4与第二微处理器6的输入端连接，电容C2的另一端与第二微处理器6的输入端连接。

所述运算放大器U1采用型号为LM3585的芯片，第一微处理器7采用型号为LPC1766的芯片，第二微处理器8采用DS2485的芯片。本发明实施例中，第二微处理器8主要用于充电监测信号的采集并传输至第一位处理器7内，第一微处理器7内用于实现运算以及充电状态的控制。

本发明实施例中，高精度电流传感器6与插座5连接。充电卡9通过刷卡器10刷卡后，在触摸屏11上选择插座5的编号，选定后确认，这时触摸屏11通过通讯线输出信号给第一微处理器7，第一微处理器7接受到输入信号后，进行处置，然后通过指令给电源连接电路4，由于电源连接电路4采用继电器，使得继电器吸合，继电器在吸合使得插座5通电，充电器3带电，形成电路的回路。

当充电卡9刷卡后，选择的插座5没有插入插头，形不成回路这时，插座5上的高精度电流传感器6检测不到回路电流，这时第二微处理器8无法接受信号，第一微处理器7在无法接到输入信号后马上切断继电器，以使得插座5断开电源，因此可防治偷电的功能。充电原理是插座5连接充电器3和蓄电池2后，插座5的电源线穿过高精度电流传感器6，形成电流变比后输出电流信号，并通过电阻R1转换成电压信号，电阻R3和电容C2为滤波电路，输入的电压信号经过运算放大器U1放大信号后检测其蓄电池2的电量，然后在输入到第二微处理器8内。

在输入时为防止冲击电源带来的损坏，采用加装一个电阻R4起到保护作用，第二微处理器8能检测电压、电流、温度和剩余电量，第二微处理器8内集成10位的电压A/D转换器，对芯片管脚上的电压进行数字转换，并将电压测量结果保存在电压寄存器中，所以通过电流转换成电压后输入给第二微处理器8，实时检测蓄电池2的电量，然后计算后输入到第一微处理器7，经过比对然后再通过计算然后确定充电的时间，输入到触摸屏11上。充电开始，当蓄电池2充满后，第二微处理器8通过高精度电流传感器6检测到电路电阻减小，然后第二微处理器8通过通讯传输给第一微处理器7，第一微处理器7接收到信号后，通过输出信号给继电器，通过继电器切断插座5的电源。

本发明第一微处理器7通过电源连接电路4与多路的插座5连接，第一微处理器7与刷卡器10、触摸屏11及第二微处理器8连接，通过刷卡器10及触摸屏11能实现插座5的启动及选择，第二微处理器8能将充电过程的信息传输至第一微处理器7内，第一微处理器7通过电源连接电路4能实现插座5与外部电源的切换控制，实现对多路充电过程的有效控制，结构紧凑，使用操作方便，适应范围广，安全可靠。

Claims (8)

1.一种充电桩电路控制装置，第一微处理器（7）根据充电监测信号得到充电器（3）的充电状态，并能通过电源连接电路（4）控制插座（5）的外部电源连接状态，且第一微处理器（7）能通过触摸屏（11）显示输出充电状态；

其特征是：包括多个用于与充电器（3）匹配连接的插座（5），所述插座（5）通过电源连接电路（4）与第一微处理器（7）连接，还包括第二微处理器（8），第一微处理器（7）与第二微处理器（8）及触摸屏（11）连接，第二微处理器（8）与用于监测充电器（3）充电过程的充电监测装置连接，第二微处理器（8）将充电监测装置传输的充电监测信号传输至第一微处理器（7）；

所述第一微处理器（7）与用于连接充电卡（9）的刷卡器（10）连接，第一微处理器（7）在接收到刷卡器（10）输入的刷卡充电信号后，通过触摸屏（11）选择对应编号的插座（5），第一微处理器（7）通过电源连接电路（4）将选择对应编号的插座（5）与外部电源连接；

所述充电监测装置包括高精度电流传感器（6），所述高精度电流传感器（6）与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端与运算放大器U1的同相端以及电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端接地，运算放大器U1的反相端与电阻R3的一端、电容C1的一端以及电容C2的一端连接，电容C1的另一端与运算放大器U1的输出端连接，运算放大器U1的输出端通过电阻R4与第二微处理器（8）的输入端连接，电容C2的另一端与第二微处理器（8）的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的充电桩电路控制装置，其特征是：所述电源连接电路（4）采用继电器。

3.根据权利要求1所述的充电桩电路控制装置，其特征是：所述充电监测装置包括用于监测充电器（3）充电电流的高精度电流传感器（6），所述高精度电流传感器（6）与第二微处理器（8）连接，第二微处理器（8）将高精度电流传感器（6）检测的充电电流信号传输至第一微处理器（7）内，第一微处理器（7）根据充电电流信号得到充电时间、充电电量，并通过触摸屏（11）显示输出充电时间以及充电电量的状态。

4.根据权利要求1所述的充电桩电路控制装置，其特征是：所述第一微处理器（7）将充电电流信号与所述第一微处理器（7）内预设的充电保护电流比较，当充电电流信号与充电保护电流不匹配时，第一微处理器（7）通过电源连接电路（4）切断插座（5）与外部电源的连接。

5.根据权利要求1所述的充电桩电路控制装置，其特征是：所述第一微处理器（7）根据充电电流信号确定与充电器（3）连接的蓄电池（2）处于充满时，第一微处理器（7）通过电源连接电路（4）切断与充电器（3）连接的插座（5）与外部电源的连接，并通过触摸屏（11）显示输出电量充满信息。

6.根据权利要求1所述的充电桩电路控制装置，其特征是：所述运算放大器U1采用型号为LM3585的芯片，第一微处理器（7）采用型号为LPC1766的芯片，第二微处理器（8）采用DS2485的芯片。

7.根据权利要求1所述的充电桩电路控制装置，其特征是：所述第一微处理器（7）通过电源连接电路（4）控制四十二路的插座（5）与外部电源的连接。

8.根据权利要求1所述的充电桩电路控制装置，其特征是：所述充电器（3）与插座（5）断开到设定时间后，第一微处理器（7）通过电源连接电路（4）切断插座（5）与外部电源的连接。