CN104852436B - 一种应用于新能源车的充电桩 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种应用于新能源车的充电桩，所述充电桩包括变压电路、充电插头、光耦和继电器，充电插头包括第一充电正极端、第一充电负极端和第一控制端，变压电路用于与电网连接，变压电路的正极输出端与继电器的输出公共端和光耦的输出正极连接，继电器的输出常闭端与第一充电正极端连接，继电器的输出常开端与继电器的一输入端和光耦输出负极连接，第一控制端与光耦的正极输入端连接，继电器的另一输入端、变压电路的负极输出端、光耦的负极输入端与第一充电负极端连接。本发明通过继电器，在电池充满后断开变压电路和充电电路的连接，使得充电电路完全断开，避免了充满电后对电池的充电，避免了过充的情况。
Description
技术领域
本发明涉及充电桩领域，尤其涉及一种应用于新能源车的充电桩。
背景技术
新能源车因为环保节能而越来越受到国家的重视，电动车是新能源车中占比非常的一部分，电动车的车体中包含有用于驱动车轮转动的电池组。现有的电动车都有防止过充的电路，但是现有的电路都是在充满时，充电电路不输出，在过了一段时间后，电池电压稍微有点下降，则充电电路会再进行充电，这就出现了浮充的情况，很容易造成电池的寿命减少。还有的使用微控制器进行智能控制，但是微控制器存在可靠性的问题，微控制器可能由于电磁干扰而失效，使用微控制器同样也存在着成本过高的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种应用于新能源车的充电桩，解决电池过充、控制成本高的问题。
本发明是这样实现的：一种应用于新能源车的充电桩，所述充电桩包括变压电路、充电插头、光耦和继电器，充电插头包括第一充电正极端、第一充电负极端和第一控制端，变压电路用于与电网连接，变压电路的正极输出端与继电器的输出公共端和光耦的输出正极连接，继电器的输出常闭端与第一充电正极端连接，继电器的输出常开端与继电器的一输入端和光耦输出负极连接，第一控制端与光耦的正极输入端连接，继电器的另一输入端、变压电路的负极输出端、光耦的负极输入端与第一充电负极端连接；
所述新能源车包括充电插座、充电电路、电池组、电池电压比较芯片和基准电压芯片，充电插座包括第二充电正极端、第二充电负极端和第二控制端，充电电路的正极输出端与电池组的正极、电池电压比较芯片的同相输入端连接，电池电压比较芯片的反相输入端与基准电压芯片的输出端连接，电池电压比较芯片的输出端与第二控制端连接，基准电压芯片的正极输入端与电池电压比较芯片的电源正输入端、充电电路的正极输入端和第二充电正极端连接，电池电压比较芯片的电源负输入端、充电电路的负极输入端、充电电路的负极输出端、电池组的负极和第二充电负极端连接。
进一步地，还包括充电指示发光二极管，所述充电指示发光二极管的正极与第一充电正极端连接，充电指示发光二极管的负极与第一充电负极端连接。
进一步地，还包括充满指示发光二极管，所述充满指示发光二极管的正极与继电器的一输入端连接，充满指示发光二极管的负极与继电器的另一输入端连接。
本发明具有如下优点：通过继电器，在电池充满后断开变压电路和充电电路的连接，使得充电电路完全断开，避免了充满电后对电池的充电，避免了过充的情况。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的另一结构示意图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请参阅图1，本发明提供一种应用于新能源车的充电桩，所述充电桩包括变压电路、充电插头、光耦U1和继电器LS1，充电插头包括第一充电正极端、第一充电负极端和第一控制端，变压电路用于与电网连接，变压电路的正极输出端与继电器的输出公共端和光耦的输出正极连接，继电器的输出常闭端与第一充电正极端连接，继电器的输出常开端与继电器的一输入端和光耦输出负极连接，第一控制端与光耦的正极输入端连接，继电器的另一输入端、变压电路的负极输出端、光耦的负极输入端与第一充电负极端连接；
所述新能源车包括充电插座、充电电路、电池组BT1、电池电压比较芯片U2和基准电压芯片，充电插座包括第二充电正极端、第二充电负极端和第二控制端，充电电路的正极输出端与电池组的正极、电池电压比较芯片的同相输入端连接，电池电压比较芯片的反相输入端与基准电压芯片的输出端连接，电池电压比较芯片的输出端与第二控制端连接，基准电压芯片的正极输入端与电池电压比较芯片的电源正输入端、充电电路的正极输入端和第二充电正极端连接，电池电压比较芯片的电源负输入端、充电电路的负极输入端、充电电路的负极输出端、电池组的负极和第二充电负极端连接。充电插头和充电插座连接时，第一充电正极端、第一充电负极端、第一控制端分别与第二充电正极端、第二充电负极端、第二控制端连接。
其中，继电器为五脚继电器，在输入端不通电状态下，继电器的输出公共端与输出常闭端连接，在输入端通电的状态下，继电器的输出公共端会与输出常开端连接。根据不同输入端的电压，常见的型号有多种多样，如正泰的220V或者380V的CJX2-1210系列等。光耦在输入端通电的情况下，内部的发光二极管会发光，使得输出端的三极管导通。常见的型号有PC817，TLP351等，如果电压比较芯片的工作电压过高，可以采用降压后再与光耦连接。变压电路用于实现电压的转变，从而产生直流电压，如可以从直流高压变到输出电压、直流低压变到输出电压或者交流电压变到直流电压，如图1为将380V三相交流电转成直流电。常见的变压电路形式包括LDO、DC-DC和AC-DC等。如常见的手机充电器即是AC-DC变压电路。充电电路用于将电压电路的电压充到电池组中，充电电路可以实现电压检测、电压电流控制等，可以保证电池组的安全。电压比较芯片用于实现基准电压和电池组电压的比较，在电池组充满时，电池组的电压会高于参考电压，此时电池电压比较芯片输出高电平，如果电池组没有充满，则电池组电压低于参考电压，此时电池电压比较芯片输出低电平。基准电压就是一个稳定的电压，可以采用基准电压芯片实现稳定精准的基准电压。
本发明在使用时，变压电路接上外部电压后输出直流电压，此时继电器的输出公共端与输出常开端相互连接，变压电路与充电电路连接，充电电路给电池组充电。此时电池组还没充满电，电压较低，电池电压比较芯片输出低电平，光耦不工作，继电器也不工作。在电池组充满电后，电池组电压升高，电池组电压大于参考电压，此时光耦发光工作，光耦三极管导通，使得变压电路的正极电压加到继电器的输入端，使得继电器输入端得电并开始吸合，吸合后，继电器的输出公共端与输出常开端连接，使得变压电路的正极输出端直接接到继电器的输入端，保持继电器的通电，使得继电器可以一直保持在输出公共端和输出常开端连接的状态，从而断开了变压电路与充电电路的物理连接，使得电池组不再充电。即使电池组电压有所下降，也不会影响继电器的工作，即继电器还是会保持变压电路与充电电路的连接断开的状态。而在需要对电池组进行再次充电时，只需要断开变压电路与电网的连接，而后在连上变压电路的电源即可进行下一次充电。从而避免了在电源连接时，电池组电压稍微下降就会进行充电的问题。本发明从物理上隔绝了变压电路和充电电路，也避免了变压电路对充电电压的电磁干扰等问题。本发明元器件价格低，易采购，结构简单，可靠性好。
在某些实施例中，如图2所示，为了实现温度控制，还包括有温度电压比较芯片U3、温度电压转换电路、参考电压电路和或门电路U4，温度电压转换电路用于将电池组的温度转换成电压，温度电压转换电路的输出端与温度电压比较芯片的同相输入端连接，温度电压比较芯片的反相输入端与参考电压电路连接，温度电压比较芯片的输出端与或门电路的一输入端连接，或门电路的另一输入端与电池电压比较芯片的输出端连接，或门电路的输出端与第二控制端连接。温度电压转换电路有多种实现方式，如可以采用图2中的热敏电阻RD1和电阻R1分压的形式实现，热敏电阻的阻值随温度上升而变大，热敏电阻设置在电池组上。当然，温度电压转换电路也可以采用专门的传感器实现。参考电压电路可以采用另外一个基准电压芯片实现，在某些实施例中，为了节省元器件个数，可以用电阻R2和电阻R3对基准电压芯片输出端的电压进行分压后实现。即电阻R2的一端与基准电压芯片的输出端连接，电阻R2的另一端与电阻R3的一端和温度电压比较芯片的反相输入端连接，电阻R3的另一端与第二充电负极端连接。温度电压转换电路在电池组电压过高时，会输出高压，此时温度电压转换电路的电压大于参考电压电路的电压，温度电压比较芯片输出高压，或门电路也就输出高压，从而带动继电器工作并断电，避免了继续充电给电池组带来危险。
进一步地，还包括充电指示发光二极管D2，所述充电指示发光二极管的正极与第一充电正极端连接，充电指示发光二极管的负极与第一充电负极端连接。充电时，充电指示发光二极管会点亮，提示用户。
进一步地，还包括充满指示发光二极管D1，所述充满指示发光二极管的正极与继电器的一输入端连接，充满指示发光二极管的负极与继电器的另一输入端连接。充满时，充满发光二极管会点亮，提示用户。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种应用于新能源车的充电桩，其特征在于：所述充电桩包括变压电路、充电插头、光耦和继电器，充电插头包括第一充电正极端、第一充电负极端和第一控制端，变压电路用于与电网连接，变压电路的正极输出端与继电器的输出公共端和光耦的输出正极连接，继电器的输出常闭端与第一充电正极端连接，继电器的输出常开端与继电器的一输入端和光耦输出负极连接，第一控制端与光耦的正极输入端连接，继电器的另一输入端、变压电路的负极输出端、光耦的负极输入端与第一充电负极端连接；
所述新能源车包括充电插座、充电电路、电池组、电池电压比较芯片和基准电压芯片，充电插座包括第二充电正极端、第二充电负极端和第二控制端，充电电路的正极输出端与电池组的正极、电池电压比较芯片的同相输入端连接，电池电压比较芯片的反相输入端与基准电压芯片的输出端连接，基准电压芯片的正极输入端与电池电压比较芯片的电源正输入端、充电电路的正极输入端和第二充电正极端连接，电池电压比较芯片的电源负输入端、充电电路的负极输入端、充电电路的负极输出端、电池组的负极和第二充电负极端连接；
所述新能源车还包括有温度电压比较芯片、温度电压转换电路、参考电压电路和或门电路，温度电压转换电路用于将电池组的温度转换成电压，温度电压转换电路的输出端与温度电压比较芯片的同相输入端连接，温度电压比较芯片的反相输入端与参考电压电路连接，温度电压比较芯片的输出端与或门电路的一输入端连接，温度电压比较芯片的电源正输入端与电池电压比较芯片的电源正输入端连接，温度电压比较芯片的电源负输入端与电池电压比较芯片的电源负输入端连接，或门电路的另一输入端与电池电压比较芯片的输出端连接，或门电路的输出端与第二控制端连接；
温度电压转换电路包括相互连接的热敏电阻和电阻R1，热敏电阻的一端接地，电阻R1的一端接参考电压电路，热敏电阻的阻值随温度上升而变大，热敏电阻设置在电池组上。
2.根据权利要求1所述一种应用于新能源车的充电桩，其特征在于：还包括充电指示发光二极管，所述充电指示发光二极管的正极与第一充电正极端连接，充电指示发光二极管的负极与第一充电负极端连接。
3.根据权利要求1所述一种应用于新能源车的充电桩，其特征在于：还包括充满指示发光二极管，所述充满指示发光二极管的正极与继电器的一输入端连接，充满指示发光二极管的负极与继电器的另一输入端连接。
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