CN105162196A - 一种基于晶体管的电动汽车充电控制导引电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了符合国家标准的一种基于晶体管的电动汽车充电控制导引电路，属于电动汽车领域，包括供电连接检测模块、电平转换模块以及电平检测模块。根据供电连接检测模块的输出电压，判断供电插头与供电插座的连接状态；电平转换模块以晶体管为主要器件，接收供电控制装置输出的PWM信号，根据国家标准将其转换为幅值为±12V的PWM信号；电平检测模块保持电平转换模块输出的电压峰值，以供供电控制装置采集电压峰值并据此判断充电接口的连接状态和车辆控制装置的状态，当满足条件时使供电控制装置给电动汽车供电。本发明的电平检测模块具有保持电压峰值和提高负载驱动能力的作用，且本发明采用的器件价格低廉，节省成本，具有推广价值。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车领域，具体涉及一种基于晶体管的电动汽车充电控制导引电路。
背景技术
随着电动汽车的日益普及，电动汽车充电系统的应用越来越多，其充电过程的安全性和可靠性至关重要。电动汽车在进行充电之前，首先需要确认电动汽车的车辆接口与供电接口是否正常连接。如果车辆接口与供电接口未正常连接却仍进行充电，则容易导致能源的浪费，有时甚至会导致危险。电动汽车在进行充电时还需要实时监控充电过程，发生异常情况时应该立即断电。现有技术中，电动汽车充电控制导引电路较复杂，不利于节省成本。
发明内容
针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提出了一种基于晶体管的电动汽车充电控制导引电路，设计合理，克服了现有技术的不足，节约成本，具有良好的效果。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于晶体管的电动汽车充电控制导引电路，包括供电连接检测模块、电平转换模块以及电平检测模块；其中：
供电连接检测模块，根据供电连接检测模块的输出电压，判断供电插头与供电插座的连接状态，当供电插头与供电插座连接时，供电控制装置发出脉冲宽度调制信号，并输出至电平转换模块；
电平转换模块，以晶体管为主要器件，用于接收供电控制装置输出的脉冲宽度调制信号，根据国家标准将脉冲宽度调制信号转换为幅值为±12V的脉冲宽度调制信号，并输出至车辆控制装置；
电平检测模块，用于检测电平转换模块的输出电压，保持此电压峰值，并将此电压峰值输出至供电控制装置，供电控制装置根据此电压峰值判断电动汽车的充电接口(供电接口与车辆接口)的连接状态和车辆控制装置的状态，当电动汽车的充电接口完全连接并且车辆控制装允许充电时，供电控制装置给电动汽车供电；
所述的供电连接检测模块包括第一电阻，第一电阻的一端与+12V的第一电源电压相连，第一电阻的另一端与供电插座通过CC(充电连接确认)线相连；当供电插头与供电插座相连时，供电连接检测模块输出电压为0V；当供电插头与供电插座不相连时，供电连接检测模块输出电压为+12V；当供电连接检测模块输出电压为0V时，由供电控制装置发出脉冲宽度调制信号至电平转换模块；
所述电平转换模块包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第十电阻共九个电阻，还包括第一晶体三极管、第二晶体三极管、第三晶体三极管以及第四晶体三极管，还包括第一晶体二极管；所述第二电阻和第三电阻分别连接至第一晶体三极管的基极和集电极，第二电阻的另一端连接至供电控制装置发出脉冲宽度调制信号的端口，第三电阻的另一端连接至第二晶体三极管的基极；第四电阻跨接至第二晶体三极管的基极和发射极之间，第四电阻的一端与第二晶体三极管的发射极的公共端与第一电源电压相连；第五电阻的一端连接至第二晶体三极管的集电极，第五电阻的另一端连接至电平检测模块并通过CP(控制确认)线输出至车辆控制装置；
所述第六电阻的一端和第二电阻的一端组成公共端连接至供电控制装置发出脉冲宽度调制信号的端口，第六电阻的另一端和第七电阻的一端组成公共端连接至第三晶体三极管的基极，第七电阻的另一端和第八电阻的一端组成的公共端接地，第八电阻的另一端和第九电阻的一端组成公共端连接至第三晶体三极管的集电极，第九电阻的另一端连接至第四晶体三极管的基极；第十电阻的一端连接至第四晶体三极管的集电极，第十电阻的另一端与第五电阻的另一端组成的公共端连接至电平检测模块并通过CP(控制确认)线连接至车辆控制装置；第一晶体二极管跨接在第三晶体三极管的基极和发射极之间，第一晶体二极管的阴极与第三晶体三极管的发射极组成的公共端接地；第一晶体三极管和第四晶体三极管的发射极接地。
优选地，所述电平检测模块包括第一集成运放、第二晶体二极管、第十一电阻和第一电容；第一集成运放的同向输入端与第五电阻和第十电阻组成的公共端相连，第一集成运放的反向输入端与其输出端相连、并与所述第二晶体二极管的阳极相连，第二晶体二极管的阴极与第十一电阻的一端和第一电容的一端组成的公共端相连并作为输出端；第十一电阻和第一电容相并联，第十一电阻的另一端和第一电容的另一端组成的公共端与地相连；
所述电平检测模块的输入取自所述电平转换模块的输出电压，电平检测模块对此电压进行峰值保持，并将此电压峰值输出至供电控制装置，供电控制装置根据此点的电压峰值判断电动汽车的充电接口(供电接口与车辆接口)的连接状态和车辆控制装置的状态，当电动汽车的充电接口完全连接并且车辆控制装置允许充电时，供电控制装置给电动汽车供电。
本发明所带来的有益技术效果：
本发明提出了一种基于晶体管的电动汽车充电控制导引电路，与现有技术相比，一种基于晶体管的电动汽车充电控制导引电路，包括以下模块：(1)供电连接检测模块，根据供电连接检测模块的输出电压能够判断供电插头与供电插座的连接状态，以决定供电控制装置发出PWM(脉冲宽度调制)信号；(2)电平转换模块，接收供电控制装置输出的PWM信号，根据国家标准将所述的PWM信号转换为幅值为±12V的PWM信号，并输出至车辆控制装置；(3)电平检测模块，电平检测模块的输入取自所述的电平转换模块的输出电压，电平检测模块的作用为保持电压峰值，以供供电控制装置采集电压峰值并根据电压峰值判断充电接口(供电接口与车辆接口)的连接状态和车辆控制装置的状态，在供电接口与车辆接口完全连接并且车辆控制装置允许充电时，接通开关，供电控制装置给电动汽车供电。
本发明的充电控制导引电路能够输出可靠的幅值为±12V的PWM信号，本发明电路符合电动汽车传导充电用连接装置的交流充电接口的国家标准，本发明的电平检测模块具有保持电压峰值和提高负载驱动能力的作用，且本发明采用的器件价格低廉，节省成本，具有良好的推广价值。
附图说明
图1为本发明一种基于晶体管的电动汽车充电控制导引电路的电路原理图。
其中，100-供电连接检测模块；200-电平转换模块；300-电平检测模块；400-供电控制装置；500-车辆控制装置。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1所示，一种基于晶体管的电动汽车充电控制导引电路，包括：供电连接检测模块100、电平转换模块200以及电平检测模块300；其中：
所述的供电连接检测模块100用于输出电压至供电控制装置400，供电连接检测模块100包括第一电阻R1，第一电阻R1的一端与+12V的第一电源电压相连，另一端与供电插座通过CC(充电连接确认)线相连。当供电插头与供电插座相连时，供电连接检测模块100输出电压为0V；当供电插头与供电插座不相连时，供电连接检测模块100输出电压为+12V。当供电连接检测模块100输出电压为0V时，判断供电插头与供电插座已连接，供电控制装置400即可发出脉冲宽度调制信号输出至电平转换模块200。
电平转换模块200包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第十电阻共九个电阻，还包括第一晶体三极管、第二晶体三极管、第三晶体三极管以及第四晶体三极管，还包括第一晶体二极管。所述第二电阻R2和第三电阻R3分别连接至第一晶体三极管T1的基极和集电极，所述第二电阻R2的另一端连接至供电控制装置400发出的脉冲宽度调制信号，第三电阻R3的另一端连接至第二晶体三极管T2的基极。第四电阻R4跨接至第二晶体三极管T2的基极和发射极，第四电阻R4的一端与第二晶体三极管T2的发射极的公共端与第一电源电压相连。所述的第五电阻R5的一端连接至第二晶体三极管T2的集电极，另一端连接至电平检测模块，并通过CP(控制确认)线输出至车辆控制装置500。
所述第六电阻R6的一端和第二电阻R2的一端组成公共端连接至供电控制装置400发出脉冲宽度调制信号的端口，第六电阻R6的另一端和第七电阻R7的一端组成公共端连接至第三晶体三极管T3的基极，所述第七电阻R7的另一端和第八电阻R8的一端组成的公共端接地；所述的第八电阻R8的另一端和第九电阻R9的一端组成公共端连接至第三晶体三极管T3的集电极，所述的第九电阻R9的另一端连接至第四晶体三极管T4的基极；所述的第十电阻R10的一端连接至第四晶体三极管T4的集电极，第十电阻R10的另一端与第五电阻R5的另一端组成的公共端连接至电平检测模块300，并通过CP(控制确认)线连接至车辆控制装置400；所述第一晶体二极管D1跨接在第三晶体三极管T3的基极和发射极之间，第一晶体二极管D1的阴极与第三晶体三极管T3的发射极组成的公共端接地。所述第一晶体三极管和第四晶体三极管T4的发射极接地。
当数字PWM波为高电平时，第一晶体三极管T1和第二晶体三极管T2的发射结承受正向电压饱和导通，输出+12V高电平，此时第三晶体三极管和第四晶体三极管截止。当数字PWM波的为低电平时，第三晶体三极管T3和第四晶体三极管的发射结承受正向电压饱和导通，输出-12V高电平，此时第一晶体三极管和第二晶体三极管T2截止。因此在电平转换模块200的输出CP(控制确认)线上得到可靠的幅值为±12V的PWM波信号，电平转换模块200将幅值为±12V的PWM波信号输出至车辆控制装置。
所述电平检测模块300包括第一集成运放A1、第二晶体二极管D2、第十一电阻R11和第一电容C1。所述第一集成运放A1的同向输入端(+)与第五电阻R5和第十电阻R10组成的公共端相连，第一集成运放A1的反向输入端(-)与其输出端(OUT)相连、并与所述的第二晶体二极管D2的阳极相连，第二晶体二极管D2的阴极与第十一电阻R11的一端和第一电容C1的一端组成的公共端相连并作为输出端；第十一电阻R11和第一电容C1相并联，第十一电阻R11的另一端和第一电容C1的另一端组成的公共端与地相连。
所述电平检测模块300用于检测所述电平转换模块200的输出电压，电平检测模块300对此电压进行峰值保持，并将此电压峰值输出至供电控制装置400，供电控制装置400根据此点的电压峰值可以判断电动汽车的充电接口(供电接口与车辆接口)的连接状态和车辆控制装置500的状态，在供电接口与车辆接口完全连接并且车辆控制装置500允许充电时，接通开关使供电控制装置400给电动汽车供电。电平检测模块300的主要功能是电压峰值保持，以达到维持电压峰值和使供电控制装置400成功采集电压峰值的目的。电平检测模块300的另一个作用是提高负载驱动能力。
所述第一集成运放A1的反向输入端与其输出端相连，构成同向跟随器；第一集成运放A1的输出信号与同向输入端的输入信号相同，第一集成运放的作用是信号隔离和提高负载驱动能力。所述第一集成运放A1与单向导通的第二晶体二极管D2和阻容并联电路(第十一电阻R11和第一电容C1相并联组成的电路)连接构成电压峰值保持电路。当第十一电阻R11阻值为10k，第一电容C1为1μF时，放电时间常数为10ms，能够保证采样时间为1ms以内的数字设备采集到峰值电压，因此满足电压峰值保持要求。
本实施例中第一电阻R1取10k、第二电阻R2取47k、第三电阻R3取10k、第四电阻R4取47k、第五电阻R5取1k、第六电阻R6取100k、第七电阻R7取100k、第八电阻R8取100k、第九电阻R9取47k、第十电阻R10取1k、第十一电阻R11取10K。第一电容C1取1μF。第一集成运放A1采用LM258。第一晶体二极管和第二晶体二极管D2都采用1N4148。
发明的充电控制导引电路能够输出可靠的幅值为±12V的PWM信号，本发明电路符合电动汽车传导充电用连接装置的交流充电接口的国家标准，本发明的电平检测模块具有保持电压峰值和提高负载驱动能力的作用，且本发明采用的器件价格低廉，节省成本，具有良好的推广价值。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种基于晶体管的电动汽车充电控制导引电路，其特征在于：包括供电连接检测模块、电平转换模块以及电平检测模块；其中：
供电连接检测模块，根据供电连接检测模块的输出电压，判断供电插头与供电插座的连接状态，当供电插头与供电插座连接时，供电控制装置发出脉冲宽度调制信号，并输出至电平转换模块；
电平转换模块，以晶体管为主要器件，用于接收供电控制装置输出的脉冲宽度调制信号，根据国家标准将脉冲宽度调制信号转换为幅值为±12V的脉冲宽度调制信号，并通过控制确认线输出至车辆控制装置；
电平检测模块，用于检测电平转换模块的输出电压，保持此电压峰值，并将此电压峰值输出至供电控制装置，供电控制装置根据此电压峰值判断电动汽车的充电接口的连接状态和车辆控制装置的状态，当电动汽车的充电接口完全连接并且车辆控制装允许充电时，供电控制装置给电动汽车供电；
所述的供电连接检测模块包括第一电阻，第一电阻的一端与+12V的第一电源电压相连，第一电阻的另一端与供电插座通过充电连接确认线相连；当供电插头与供电插座相连时，供电连接检测模块输出电压为0V；当供电插头与供电插座不相连时，供电连接检测模块输出电压为+12V；当供电连接检测模块输出电压为0V时，由供电控制装置发出脉冲宽度调制信号至电平转换模块；
所述电平转换模块包括第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻和第十电阻共九个电阻，还包括第一晶体三极管、第二晶体三极管、第三晶体三极管以及第四晶体三极管，还包括第一晶体二极管；所述第二电阻和第三电阻分别连接至第一晶体三极管的基极和集电极，第二电阻的另一端连接至供电控制装置发出脉冲宽度调制信号的端口，第三电阻的另一端连接至第二晶体三极管的基极；第四电阻跨接至第二晶体三极管的基极和发射极之间，第四电阻的一端与第二晶体三极管的发射极的公共端与第一电源电压相连；第五电阻的一端连接至第二晶体三极管的集电极，第五电阻的另一端连接至电平检测模块并通过控制确认线输出至车辆控制装置；
所述第六电阻的一端和第二电阻的一端组成公共端连接至供电控制装置发出脉冲宽度调制信号的端口，第六电阻的另一端和第七电阻的一端组成公共端连接至第三晶体三极管的基极，第七电阻的另一端和第八电阻的一端组成的公共端接地，第八电阻的另一端和第九电阻的一端组成公共端连接至第三晶体三极管的集电极，第九电阻的另一端连接至第四晶体三极管的基极；第十电阻的一端连接至第四晶体三极管的集电极，第十电阻的另一端与第五电阻的另一端组成的公共端连接至电平检测模块并通过控制确认线连接至车辆控制装置；第一晶体二极管跨接在第三晶体三极管的基极和发射极之间，第一晶体二极管的阴极与第三晶体三极管的发射极组成的公共端接地；第一晶体三极管和第四晶体三极管的发射极接地。
2.根据权利要求1所述的基于晶体管的电动汽车充电控制导引电路，其特征在于：
所述电平检测模块包括第一集成运放、第二晶体二极管、第十一电阻和第一电容；第一集成运放的同向输入端与第五电阻和第十电阻组成的公共端相连，第一集成运放的反向输入端与其输出端相连、并与所述第二晶体二极管的阳极相连，第二晶体二极管的阴极与第十一电阻的一端和第一电容的一端组成的公共端相连并作为输出端；第十一电阻和第一电容相并联，第十一电阻的另一端和第一电容的另一端组成的公共端与地相连；
所述电平检测模块的输入取自所述电平转换模块的输出电压，电平检测模块对此电压进行峰值保持，并将此电压峰值输出至供电控制装置，供电控制装置根据此点的电压峰值判断电动汽车的充电接口的连接状态和车辆控制装置的状态，当电动汽车的充电接口完全连接并且车辆控制装置允许充电时，供电控制装置给电动汽车供电。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20180703 Termination date: 20210910 |