CN106936183B - 供电控制电路、电动车充电导引电路以及充电桩 - Google Patents

供电控制电路、电动车充电导引电路以及充电桩 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种供电控制电路，应用于电动车充电导引电路，包括PWM信号生成模块、供电控制电路输出端、设置于PWM信号生成模块和供电控制电路输出端之间的切换开关，所述供电控制电路输出端设置有抗干扰电路、死负载电路。本发明还提出了一种电动车充电导引电路、一种充电桩。本发明在供电控制电路输出端增加死负载增强抗干扰性；增加磁珠、双向瞬态抑制二极管卸放干扰电压，增强了供电控制电路的EFT抗扰能力，ESD保护能力。

Description

供电控制电路、电动车充电导引电路以及充电桩
技术领域
本发明属于电动汽车充电领域，具体涉及一种供电控制电路、电动车充电导引电路以及充电桩。
背景技术
电动汽车快速发展的同时，作为电动汽车发展产业链上的重要组成部分---电动汽车充电设备也应运而生，不断地发展。电动汽车充电设备是给电动汽车充电的配套设施，包括充电站、充电桩、电池调度、计费监控及电池设备维护等系统，是推动电动汽车发展的基础设施。
充电桩按电源类型可分为直流充电桩和交流充电桩。直流充电桩主要是通过电力电子相关技术对交流电进行变压、整流、逆变、滤波等处理，最终得到直流输出，从而直接对电动汽车电池进行充电；交流充电桩是利用标准的充电接口，通过传导式充电方式为车载式充电机提供电源的装置，交流充电桩一般具有电能计量、计费、通信、控制、具有一定的安全防护等级，提供人际接口界面等功能。
在现有的交流充电桩的电动车充电导引电路中，其供电控制电路经常会受到瞬变脉冲、毛刺脉冲的冲击，造成电路故障或控制紊乱。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决充电桩中供电控制电路的瞬变脉冲、毛刺脉冲的抑制问题，本发明提出了一种供电控制电路，应用于电动车充电导引电路，包括PWM信号生成模块、供电控制电路输出端、设置于PWM信号生成模块和供电控制电路输出端之间的切换开关，所述供电控制电路输出端设置有抗干扰电路。
优选地，所述供电控制电路输出端还设置有死负载电路。
优选地，所述切换开关为继电器。
优选地，所述PWM信号生成模块的光耦隔离和推挽驱动电路采用门驱动光电耦合芯片设计。
优选地，所述门驱动光电耦合芯片的型号为ACPL-P302。
优选地，所述抗干扰电路包括用于抑制电快速瞬变脉冲的磁珠、用于静电释放的双向瞬态抑制二极管；所述磁珠设置于所述供电控制电路输出端与所述切换开关之间；所述双向瞬态抑制二极管一端连接于所述磁珠连接所述切换开关的一端，另一端接地。
优选地，所述死负载电路包括用于抑制毛刺脉冲干扰的等效负载，所述等效负载一端连接于电感连接切换开关的一端，另一端接地。
优选地，所述继电器的控制端通过继电器控制端电路与控制单片机相连接，在电动汽车充电线路完全连接后，由单片机控制继电器控制端电路驱动继电器连通所述PWM信号生成模块与所述供电控制电路输出端。
本发明的第二方面，提出了一种电动车充电导引电路，包括上面所述的电动车充电导引电路供电控制电路。
本发明的第三方面，提出了一种充电桩，包括供电控制电路，所述供电控制电路如上所述。
本发明在供电控制电路输出端增加死负载增强抗干扰性；增加磁珠、双向瞬态抑制二极管卸放干扰电压，增强了供电控制电路的EFT(Electrical Fast Transient)抗扰能力，ESD(Electro-Static discharge)保护能力。
附图说明
图1是典型控制导引电路原理图；
图2是本发明供电控制电路原理框图；
图3是本发明供电控制电路示意图；
图4是本发明所采用的门驱动光电耦合芯片结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
交流充电桩的设计必须依据GB/T 20234.2-2011《电动汽车传导充电用连接装置：交流充电接口》中相关规定的要求，采用控制导引电路的方式作为充电连接装置的连接状态及额定电流参数的判断装置。其典型的控制导引电路如图1所示。
如图1所示，控制导引电路供电设备的供电控制电路、供电接口的检测电路、车辆接口的检测电路、电动汽车的车辆控制电路构成，供电线路为交流电源，通过开关K控制供电线路的通断，L、N为交流电源的两条线路，PE为接地线，供电控制电路中的供电控制装置通过检测点B4的电压值判断供电插头与供电插座是否已完全连接，同时车辆控制装置通过检测点B3的电压值判断车辆车头与车辆插座是否已完全连接，其中充电线路对应的插头、插座包括五个连接线路，接触点如图中的①②③④⑤所示，CC为充电连接确认信号线路，CP为控制确认信号线路；在完成插头与插座连接状态检测后，启动充电，开关S1从连接+12V状态切换至PWM连接状态，供电控制装置发出PWM信号。再次通过检测点B1、检测点B2的电压信号判断车辆是否准备就绪，如就绪则通过闭合K使交流供电回路导通。供电设备中还设置有漏电流保护器。图1中的电路的构成及电子元件的设置(如R1、R2、R3、RC、S2、S3)均为现有技术，此处不再进一步展开详细说明。
本发明提出的一种供电控制电路，应用于电动车充电导引电路，如图2所示包括PWM信号生成模块10、供电控制电路输出端50、设置于PWM信号生成模块10和供电控制电路输出端50的切换开关20，以及切换开关20与供电控制电路输出端50之间的抗干扰电路30、死负载电路40。
本发明中的抗干扰电路30包括用于抑制电快速瞬变脉冲的磁珠、用于静电释放的双向瞬态抑制二极管；所述磁珠设置于所述供电控制电路输出端50与所述切换开关20之间；所述双向瞬态抑制二极管一端连接于所述磁珠连接所述切换开关20的一端，另一端接地。
本发明中的死负载电路40用于防止在接入充电枪时的毛刺干扰到检测。死负载电路40包括用于抑制毛刺脉冲干扰的等效负载，所述等效负载一端连接于电感连接切换开关20的一端，另一端接地。
为了提高供电控制电路的可靠性，本发明的PWM信号生成模块10中的光耦隔离和推挽驱动电路采用门驱动光电耦合芯片设计，门驱动光电耦合芯片可以实现光电隔离，同时也具有功率放大的作用，本实施例中可以采用型号为ACPL-P302驱动光电耦合芯片。
本发明中的切换开关20采用继电器，所述继电器的控制端通过继电器控制端电路与控制单片机相连接，在电动汽车充电线路完全连接后，由单片机控制继电器控制端电路驱动继电器连通所述PWM信号生成模块10与所述供电控制电路输出端50。
如图3所示为供电控制电路的一个实施例，该实施例的电路结构描述如下：
PWM信号生成模块10的PWM信号输出由一个三极管电路控制，外部控制信号Pilot_PWM通过控制三极管电路的控制端对型号为ACPL-P302驱动光电耦合芯片U进行PWM信号输出控制。该实施例电路中的PWM信号生成模块10包括ACPL-P302驱动光电耦合芯片、负载R45、电阻R37、三极管Q4，其连接关系如图3所示。本实施例中R45为1KR。
驱动光电耦合芯片由光耦隔离、推挽驱动共同组成，占用PCB小，集成度高，物料少，同时因集成度高，减少了在PCB上的走线，提高了电路的可靠性。
切换开关20为一个单刀双置继电器J，该继电器的开关部分常闭端KA1连接+12v，常开端KA2与ACPL-P302驱动光电耦合芯片的PWM信号输出端口相连接，公共端KA3经由抗干扰电路30、死负载电路40与供电控制电路输出端CP1相连接。外部控制信号Pilot_CTR1通过一个继电器控制电路对继电器进行控制，该继电器控制电路如图3所示由负载R49、三极管Q5、电容C42、二极管D18、D19构成。本实施例中采用的单刀双置继电器的型号为HF41F-5-ZT。本实施例中R49为1KR，C42为1000PF。
抗干扰电路30包括用于抑制电快速瞬变脉冲的磁珠L8、用于静电释放的双向瞬态抑制二极管D15，磁珠L8设置于单刀双置继电器J的公共端KA3与供电控制电路输出端CP1之间，二极管D15一端连接于磁珠L8连接公共端KA3的一端，另一端接地。
通过增加D15、L8增强端口的EFT抗扰能力，ESD保护能力；在未增设D15、L8时，静电会直接通过电路达到驱动光电耦合芯片，从而打坏芯片，增加后通过D15的泄放，保护了芯片，L8上串入瞬态电流会被抑制，也不会直接到芯片。
死负载电路40包括负载R47，负载R47一端连接于磁珠L8连接公共端KA3的一端，另一端接地。负载R47的阻抗要足够大，本实施例中为1M。
单刀双置继电器J的公共端KA3与磁珠L8之间还设置有并联的两个电阻R41、R46。本实施例中R41、R42均为2KR。
图3中DGND、CCGND均表示接地。
如图4所示为本实施例采用的型号为ACPL-P302的驱动光电耦合芯片的内部结构及引脚示意图，仅用于辅助理解如图3所示电路的结构及功能。其中引脚1、2、3、4、5、6分别对应ANODE(图3电路中用A表示)、NC、CATHODE(图3电路中用C表示)、VEE、VO、VCC。
本发明的一种电动车充电导引电路，包括上面所述的电动车充电导引电路供电控制电路。
本发明的一种充电桩，包括上面所述的供电控制电路。
所属技术领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述电动车充电导引电路、充电桩的供电控制电路部分可以参考前述实施例中的连接关系及描述，在此不再赘述。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种供电控制电路，应用于电动车充电导引电路，包括PWM信号生成模块、供电控制电路输出端、设置于PWM信号生成模块和供电控制电路输出端之间的切换开关，其特征在于，所述供电控制电路输出端设置有抗干扰电路；
所述抗干扰电路包括用于抑制电快速瞬变脉冲的磁珠、用于静电释放的双向瞬态抑制二极管；所述磁珠设置于所述供电控制电路输出端与所述切换开关之间；所述双向瞬态抑制二极管一端连接于所述磁珠连接所述切换开关的一端，另一端接地。
2.根据权利要求1所述的供电控制电路，其特征在于，所述供电控制电路输出端还设置有死负载电路。
3.根据权利要求2所述的供电控制电路，其特征在于，所述切换开关为继电器。
4.根据权利要求3所述的供电控制电路，其特征在于，所述PWM信号生成模块的光耦隔离和推挽驱动电路采用门驱动光电耦合芯片设计。
5.根据权利要求4所述的供电控制电路，其特征在于，所述门驱动光电耦合芯片的型号为ACPL-P302。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的供电控制电路，其特征在于，所述死负载电路包括用于抑制毛刺脉冲干扰的等效负载，所述等效负载一端连接于电感连接切换开关的一端，另一端接地。
7.根据权利要求3～5中任一项所述的供电控制电路，其特征在于，所述继电器的控制端通过继电器控制端电路与控制单片机相连接，在电动汽车充电线路完全连接后，由单片机控制继电器控制端电路驱动继电器连通所述PWM信号生成模块与所述供电控制电路输出端。
8.一种电动车充电导引电路，其特征在于，包括如权利要求1～7任一项所述的供电控制电路。
9.一种充电桩，包括供电控制电路，其特征在于，所述供电控制电路如权利要求1～7任一项所述。
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