发明内容
本发明的目的在于将电动汽车交流充电桩控制引导功能模块化,让充电桩开发者做好程序应用,而不用过多关心充电桩与汽车控制引导的繁琐事情;
为实现上述目的,本发明采取的技术方案是:
一种电动汽车交流充电桩的控制引导模块,包括CPU处理系统、辅助电源电路、串口电路、CP产生电路、回采电路及指示灯电路;所述CPU处理系统分别与所述的辅助电源电路、串口电路、CP产生电路、回采电路及指示灯电路相连接;所述指示灯电路还与所述的辅助电源电路相连接;所述回采电路与所述CP产生电路相连接;其中,所述CPU处理系统用于控制所有电路正常工作,并接受反馈信息,传输给充电桩的控制主板;所述辅助电源用于将24V电压转换成3.3V电压,给CPU处理系统、指示灯电路提供相应的电源;所述串口电路用于实现控制引导模块与充电桩的连接;所述CP产生电路用于产生CP信号;所述回采电路用于采集CC、CP信号,并反馈给CPU处理系统;所述指示灯电路用于显示控制引导模块的工作状态;
进一步改进,CPU处理系统包括CPU处理器、电阻R7;所述CPU处理器的20脚与所述电阻R7的一脚相连接;所述电阻R7的另一脚接地;所述CPU处理器的27脚与辅助电源相连接;所述CPU处理器的19脚与所述CP产生电路相连接;所述CPU处理器的18脚与所述回采电路相连接;所述CPU处理器的30~31脚、12~13脚与所述的串口电路相连接;所述CPU处理器的2脚与所述指示灯电路相连接;
进一步改进,所述辅助电源电路包括电源模块、稳压滤波模块;所述电源模块与所述稳压滤波模块相连接;电源模块向24V电压输入稳压滤波模块,通过稳压滤波模块的作用将24V电压变换成3.3V电压;
进一步改进,所述电源模块包括电源U7,电容C11、C12;所述电源U7的11脚与所述电容C12的一脚相连接;所述电容C12的另一脚与所述电容C11的一脚并联后接地;所述电容C11的另一脚与所述电源U7的9脚相连接;所述电源U7的14脚输出24V电压;所述电源U7的1脚接地;
进一步改进,所述稳压滤波模块包括稳压器U8,电阻R18、R19、R20,电容C14、C13、C15、C16,电感L1、L2,二极管D3;所述稳压器U8的6脚与所述电源U7的14脚相连接;所述稳压器U8的6脚还分别与所述电阻R18的一脚,电容C14的正极相连接;所述电阻R18的另一脚分别与所述稳压器U8的7脚、8脚、1脚连接;所述电容C14的负极与所述电阻R20的一脚并联后接地;所述电阻R20的另一脚与电阻R19的一脚并联后接入稳压器U8的5脚;所述电阻R19的另一脚分别与所述电感L1的一脚、电感L2的一脚、电容C15的正极相连接;所述电感L1的另一脚与所述二极管D3的正极并联后接入稳压器U8的2脚;所述二极管D3的负极的接地;所述电感L2的另一脚与所述电容C16的正极并联后接入所述CPU处理器的27脚;所述电容C16的负极接地;所述电容C15的负极与电容C13的一脚并联后接地;所述电容C13的另一脚与所述稳压器U8的3脚相连接;所述稳压器U8的4脚接地;
进一步改进,所述串口电路包括串口驱动电路、RS232接线端;所述串口电路,将本发明和充电桩主板连接起来;
进一步改进,所述串口驱动电路包括驱动器U6,电容C42、C43、C44、C45、C46、C47,电阻R37、R38,所述驱动器U6的1脚与所述电容C43的一脚相连接;所述电容C43的另一脚与所述驱动器U6的3脚相连接;所述驱动器U6的4脚与所述电容C45的一脚相连接;所述电容C45的另一脚与所述驱动器U6的5脚相连接;所述驱动器U6的11脚与所述CPU处理器的12脚相连接;所述驱动器U6的12脚与所述CPU处理器的13脚相连接;所述驱动器U6的11脚还与所述电阻R37的一脚相连接;所述电阻R37的另一脚与所述驱动器U6的14脚相连接;所述驱动器U6的14脚输出ETHERNET_TXD信号;所述驱动器U6的12脚还与所述电阻R38的一脚相连接;所述电阻R38的另一脚与所述驱动器U6的13脚相连接;所述驱动器U6的13脚输出ETHERNET_RXD信号;所述驱动器U6的16脚分别与所述电容C46的一脚、电容C47的一脚相连接;所述电容C46的另一脚与所述电容C47的另一脚并联后接地;所述驱动器U6的2脚与所述电容C42的一脚相连接;所述电容C42的另一脚与电容C44的一脚并联后接地;所述电容C44的另一脚与所述驱动器U6的6脚相连接;所述驱动器U6的15脚接地;
进一步改进,所述RS232接线端包括接线端子J2;所述接线端子J2的1脚与所述CPU处理器的30相连接;所述接线端子J2的2脚与所述CPU处理器的31相连接;所述接线端子J2的3脚接地;
进一步改进,所述指示灯电路包括发光二极管D4、电阻R21;所述发光二极管D4的负极与所述电源U7的14脚相连接;所述发光二极管D4的正极与所述电阻R21的一脚串联;所述电阻R21的另一脚接地;
进一步改进,所述CP产生电路包括放大器U5A,电阻R14、R8、R10、R11、R12;电容C7,晶闸管Q1、Q2,所述放大器U5A的3脚与所述CPU处理器的19脚相连接;所述放大器U5A的3脚分别与所述电阻R8的一脚、电阻R14的一脚、电容C7的一脚相连接;所述电阻R8的另一脚接入3.3V电压;所述电阻R14的另一脚与所述电容C7的另一脚接地;所述放大器U5A的4脚接入-12V电压;所述放大器U5A的8脚接入+12V电压;所述放大器U5A的1脚分别与所述电阻R10的一脚、晶闸管Q1的栅极G、晶闸管Q2的栅极G相连接;所述电阻R10的另一脚接入+3.3V电压;所述晶闸管Q1的漏极D与所述放大器U5A的8脚相连接;所述晶闸管Q1的源极S与所述电阻R11的一脚相连接;所述电阻R11的另一脚与所述电阻R12的一脚相连接;所述电阻R12的另一脚与所述晶闸管Q12的源极S相连接;所述漏极D与所述放大器U5A的4脚相连接;所述电阻R11的另一脚与所述电阻R12的一脚的连接点输出CP1信号;
进一步改进,所述回采电路包括放大器U6A,二极管D1、D2,电阻R15、R17、R16,所述二极管D1的负极与所述电阻R12的一脚相连接,接收CP产生电路中产生的CP1信号;所述二极管D1的正极与所述电阻R15的一脚相连接;所述电阻R15与所述电阻R17的一脚并联后接入放大器U6A的3脚;所述电阻R17的另一脚接地;所述放大器U6A的8脚接入+12V电压;所述放大器U6A的4脚接地;所述放大器U6A的2脚与所述放大器U6A的1脚相连接;所述放大器U6A的1脚与所述CPU处理器的18脚相连接,通过该18脚将采集的CP信号发送给CPU处理器;所述电容C10的一脚与所述电阻R16的一脚并联后也接入所述放大器U6A的1脚;;所述电容C10的另一脚与所述电阻R16的另一脚并联后接地;
与现有技术相比,采用上述方案,本发明的有益效果是:本发明将电动汽车交流充电桩控制引导功能模块化;通过RS232串口或者TTL232串口与充电桩交互,实现相应功能。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示,一种电动汽车交流充电桩的控制引导模块,包括CPU处理系统、辅助电源电路、串口电路、CP产生电路、回采电路及指示灯电路;所述CPU处理系统分别与所述的辅助电源电路、串口电路、CP产生电路、回采电路及指示灯电路相连接;所述指示灯电路还与所述的辅助电源电路相连接;所述回采电路与所述CP产生电路相连接;其中,所述CPU处理系统用于控制所有电路正常工作,并接受反馈信息,传输给充电桩的控制主板;所述辅助电源用于将24V电压转换成3.3V电压,给CPU处理系统、指示灯电路提供相应的电源;所述串口电路用于实现控制引导模块与充电桩的连接;所述CP产生电路用于产生CP信号;所述回采电路用于采集CC、CP信号,并反馈给CPU处理系统;所述指示灯电路用于显示控制引导模块的工作状态;
如图2所示,CPU处理系统包括CPU处理器、电阻R7;所述CPU处理器的20脚与所述电阻R7的一脚相连接;所述电阻R7的另一脚接地;所述CPU处理器的27脚与辅助电源相连接;所述CPU处理器的19脚与所述CP产生电路相连接;所述CPU处理器的18脚与所述回采电路相连接;所述CPU处理器的30~31脚、12~13脚与所述的串口电路相连接;所述CPU处理器的2脚与所述指示灯电路相连接;
优选的,所述CPU处理器采用型号为STM32F101C8T6的核心处理器,其19脚产生PWM波形信号,该处理器是一款集成了汽车控制引导所需要的PWM波形发生器,能够与产生车辆需要的PWM波形,包括特定频率、占空比、幅度的波形;它能够产生GB20234.2中桩端的CC,CP功能,同时跟充电桩主板进行串口通信,接收充电桩主板指令并执行动作,同时将回采到的CC,CP信息反馈给充电桩主板;
优选的,所述电阻R7的阻值为10KΩ;
如图3所示,所述辅助电源电路包括电源模块、稳压滤波模块;所述电源模块与所述稳压滤波模块相连接;
所述电源模块包括电源U7,电容C11、C12;所述电源U7的11脚与所述电容C12的一脚相连接;所述电容C12的另一脚与所述电容C11的一脚并联后接地;所述电容C11的另一脚与所述电源U7的9脚相连接;所述电源U7的14脚输出24V电压;所述电源U7的1脚接地;
优选的,所述电源U7采用型号为A24I20-2WR2的电源;
优选的,所述电容C11的容值为1uF,电压为16V;所述电容C12的容值为1uF,电压为16V;
所述稳压滤波模块包括稳压器U8,电阻R18、R19、R20,电容C14、C13、C15、C16,电感L1、L2,二极管D3;所述稳压器U8的6脚与所述电源U7的14脚相连接;所述稳压器U8的6脚还分别与所述电阻R18的一脚,电容C14的正极相连接;所述电阻R18的另一脚分别与所述稳压器U8的7脚、8脚、1脚连接;所述电容C14的负极与所述电阻R20的一脚并联后接地;所述电阻R20的另一脚与电阻R19的一脚并联后接入稳压器U8的5脚;所述电阻R19的另一脚分别与所述电感L1的一脚、电感L2的一脚、电容C15的正极相连接;所述电感L1的另一脚与所述二极管D3的正极并联后接入稳压器U8的2脚;所述二极管D3的负极的接地;所述电感L2的另一脚与所述电容C16的正极并联后接入所述CPU处理器的27脚;所述电容C16的负极接地;所述电容C15的负极与电容C13的一脚并联后接地;所述电容C13的另一脚与所述稳压器U8的3脚相连接;所述稳压器U8的4脚接地;
优选的,所述稳压器U8采用型号为MC33063AD的稳压器;
优选的,所述二极管D3采用型号为SS14的二极管;
优选的,所述电容C13的容值为470pF;所述电容C14的容值为100uF,电压为35V;所述电容C15的容值为470uF,电压为16V;所述电容C16的容值为220uF,电压为16V;
优选的,所述电感L1的电感为220uH;所述电感L2的电感为1uH;
优选的,所述电阻R18的阻值为0.33Ω;所述电阻R19的阻值为2KΩ;所述电阻R20的阻值为1.2KΩ;
进一步的,所述串口电路包括串口驱动电路(如图4所示)、RS232接线端(如图5所示);所述串口电路,将本发明和充电桩主板连接起来;
如图4所示,所述串口驱动电路包括驱动器U6,电容C42、C43、C44、C45、C46、C47,电阻R37、R38,所述驱动器U6的1脚与所述电容C43的一脚相连接;所述电容C43的另一脚与所述驱动器U6的3脚相连接;所述驱动器U6的4脚与所述电容C45的一脚相连接;所述电容C45的另一脚与所述驱动器U6的5脚相连接;所述驱动器U6的11脚与所述CPU处理器的12脚相连接;所述驱动器U6的12脚与所述CPU处理器的13脚相连接;所述驱动器U6的11脚还与所述电阻R37的一脚相连接;所述电阻R37的另一脚与所述驱动器U6的14脚相连接;所述驱动器U6的14脚输出ETHERNET_TXD信号;所述驱动器U6的12脚还与所述电阻R38的一脚相连接;所述电阻R38的另一脚与所述驱动器U6的13脚相连接;所述驱动器U6的13脚输出ETHERNET_RXD信号;所述驱动器U6的16脚分别与所述电容C46的一脚、电容C47的一脚相连接;所述电容C46的另一脚与所述电容C47的另一脚并联后接地;所述驱动器U6的2脚与所述电容C42的一脚相连接;所述电容C42的另一脚与电容C44的一脚并联后接地;所述电容C44的另一脚与所述驱动器U6的6脚相连接;所述驱动器U6的15脚接地;
优选的,所述驱动器U6采用型号为ADM3202ARU-REEL的驱动器;
优选的,所述电容C42、C43、C44、C45、C46的容值均为100nF;所述电容C47的容值为1uF,电压为16V;
如图5所示,所述RS232接线端包括接线端子J2;所述接线端子J2的1脚与所述CPU处理器的30相连接;所述接线端子J2的2脚与所述CPU处理器的31相连接;所述接线端子J2的3脚接地;
如图6所示,所述指示灯电路包括发光二极管D4、电阻R21;所述发光二极管D4的负极与所述电源U7的14脚相连接;所述发光二极管D4的正极与所述电阻R21的一脚串联;所述电阻R21的另一脚接地;
优选的,所述电阻R18的阻值为10KΩ;
如图7所示,所述CP产生电路包括放大器U5A,电阻R14、R8、R10、R11、R12;电容C7,晶闸管Q1、Q2,所述放大器U5A的3脚与所述CPU处理器的19脚相连接;所述放大器U5A的3脚分别与所述电阻R8的一脚、电阻R14的一脚、电容C7的一脚相连接;所述电阻R8的另一脚接入3.3V电压;所述电阻R14的另一脚与所述电容C7的另一脚接地;所述放大器U5A的4脚接入-12V电压;所述放大器U5A的8脚接入+12V电压;所述放大器U5A的1脚分别与所述电阻R10的一脚、晶闸管Q1的栅极G、晶闸管Q2的栅极G相连接;所述电阻R10的另一脚接入+3.3V电压;所述晶闸管Q1的漏极D与所述放大器U5A的8脚相连接;所述晶闸管Q1的源极S与所述电阻R11的一脚相连接;所述电阻R11的另一脚与所述电阻R12的一脚相连接;所述电阻R12的另一脚与所述晶闸管Q12的源极S相连接;所述漏极D与所述放大器U5A的4脚相连接;所述电阻R11的另一脚与所述电阻R12的一脚的连接点输出CP1信号;
优选的,所述放大器U5A采用型号为LM2903D的放大器;
优选的,所述晶闸管Q1、Q2均采用型号为AP2306AG的晶闸管;
优选的,所述电容C7的容值为100nF;
优选的,所述电阻R8、R14的阻值为100KΩ;所述电阻R10的阻值为5.1KΩ;所述电阻R11、R12的阻值为1KΩ;
如图7所示,所述回采电路包括放大器U6A,二极管D1、D2、电阻R15、R17、R16,所述二极管D1的负极与所述电阻R12的一脚相连接,接收CP产生电路中产生的CP1信号;所述二极管D1的正极与所述电阻R15的一脚相连接;所述电阻R15与所述电阻R17的一脚并联后接入放大器U6A的3脚;所述电阻R17的另一脚接地;所述放大器U6A的8脚接入+12V电压;所述放大器U6A的4脚接地;所述放大器U6A的2脚与所述放大器U6A的1脚相连接;所述放大器U6A的1脚与所述CPU处理器的18脚相连接,通过该18脚将采集的CP信号发送给CPU处理器;所述电容C10的一脚与所述电阻R16的一脚并联后也接入所述放大器U6A的1脚;;所述电容C10的另一脚与所述电阻R16的另一脚并联后接地;
优选的,所述放大器U6A采用型号为LM258的放大器;
优选的,所述二极管D1、D2均采用型号为BAT42W的二极管;
优选的,所述电容C10的容值为1uF,电压为16V;
优选的,所述电阻R5的阻值为300KΩ;所述电阻R17的阻值为100KΩ;所述电阻R16的阻值为1MΩ;
如图9所示,本发明根据接收到充电桩主板的命令产生成一定频率、占空比、幅度的PWM波形即CP信号,或者是+12V,-12V,0V的电平信号输出,同时将回采到的CC及CP状态回送给充电桩,以供充电桩进行逻辑判断;
本发明将电动汽车交流充电桩控制引导功能模块化;通过RS232串口或者TTL232串口与充电桩交互,实现相应功能;
本发明不局限于上述具体的实施方式,本领域的普通技术人员从上述构思出发,不经过创造性的劳动,所作出的种种变换,均落在本发明的保护范围之内。