CN107234978B - 自适应充电枪锁控制电路及其枪锁控制模式判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自适应充电枪锁控制电路及其枪锁控制模式判断方法，包括一控制电路及连接该控制电路的充电控制板，所述控制电路与所述充电控制板均安装于充电枪内；所述控制电路包括第一控制模块、第二控制模块、及分别连接所述第一控制模块与所述第二控制模块的枪锁机构；所述枪锁机构电连接所述充电控制板；所述控制电路还设有一电源输入端VCC、第一输入端X1及第二输入端X2；所述电源输入端VCC连接充电桩，以获取驱动能源。上述自适应充电枪锁控制电路及其枪锁控制模式判断方法，通过一个统一的控制电路，可分别对电平型枪锁控制与脉冲型枪锁控制进行判断识别，再进而输出对应的控制模式，增强了控制机构的兼容性，使用更加方便智能。

Description

自适应充电枪锁控制电路及其枪锁控制模式判断方法

技术领域

本发明涉及充电枪技术领域，特别是涉及一种自适应充电枪锁控制电路及其枪锁控制模式判断方法。

背景技术

近年来随着新能源技术的兴起，电动汽车产业获得了前所未有的飞速发展。目前，一些国内外汽车品牌已有量产电动汽车面世，因此充电枪也需要更广泛地应用。电动汽车和充电桩的充电安全性及可靠性日益受到电动汽车产业及其他各界人士的重视，而充电枪锁控制电路为电动汽车和充电桩的充电安全性提供了有力的保障。

目前的直流充电枪枪锁有两种控制方式，一种是电平控制即高电平时枪锁锁止，另一种控制方式是通过脉冲控制即给正向脉冲时枪锁锁止，充电枪的更换，都需要购买规格配对的，显得效率低下。

发明内容

基于此，本发明提供一种自适应充电枪锁控制电路及其枪锁控制模式判断方法，由一种电路控制且可以自动识别枪锁类型，增强控制机构的兼容性，使用更加方便智能。

为了实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种自适应充电枪锁控制电路，包括一控制电路及连接该控制电路的充电控制板，所述控制电路与所述充电控制板均安装于充电枪内；所述控制电路包括第一控制模块、第二控制模块、及分别连接所述第一控制模块与所述第二控制模块的枪锁机构；所述枪锁机构电连接所述充电控制板；所述控制电路还设有一电源输入端VCC、第一输入端X1及第二输入端X2；所述电源输入端VCC连接充电桩，以获取驱动能源。

上述自适应充电枪锁控制电路，通过一个统一的控制电路，可分别对电平型枪锁控制与脉冲型枪锁控制进行判断识别，再进而输出对应的控制模式，增强了控制机构的兼容性，使用更加方便智能。

在其中一个实施例中，所述枪锁机构包括连接所述第一控制模块的第一端、连接所述第二控制模块的第二端、及安装于所述枪锁机构的控制线圈；所述枪锁机构还连接一滑块。

在其中一个实施例中，所述充电控制板包括第一输出端、第二输出端及一状态开关K1，所述第一输出端连接所述第一输入端，所述第二输出端连接所述第二输入端，所述状态开关K1抵接所述滑块。

在其中一个实施例中，所述第一输出端输出一个脉冲控制信号，所述第二输出端输出一个持续的低电平控制信号。

在其中一个实施例中，所述第一控制模块包括电阻R1、R2及晶体管Q1、Q2、Q3；所述电阻R1的一端连接所述电源输入端VCC，所述电阻R1的另一端连接所述晶体管Q1的基极；所述晶体管Q1的集电极连接所述电源输入端VCC，所述晶体管Q1的发射极连接所述枪锁机构的第一端；所述晶体管Q2的基极连接所述晶体管Q1的基极，所述晶体管Q2的发射极连接所述晶体管Q1的发射极，所述晶体管Q2的集电极接地。

在其中一个实施例中，所述电阻R2的一端连接所述第一输入端X1，所述电阻R2的另一端连接所述晶体管Q3的基极，所述晶体管Q3的集电极连接所述晶体管Q1的基极，所述晶体管Q3的发射极接地。

在其中一个实施例中，所述第二控制模块包括电阻R3、R4及晶体管Q4、Q5、Q6；所述电阻R3的一端连接所述电源输入端VCC，所述电阻R3的另一端连接所述晶体管Q4的基极；所述晶体管Q4的集电极连接所述电源输入端VCC，所述晶体管Q4的发射极连接所述枪锁机构的第二端；所述晶体管Q5的基极连接所述晶体管Q4的基极，所述晶体管Q5的发射极连接所述晶体管Q4的发射极，所述晶体管Q5的集电极接地。

在其中一个实施例中，所述电阻R4的一端连接所述第二输入端X2，所述电阻R4的另一端连接所述晶体管Q6的基极，所述晶体管Q6的集电极连接所述晶体管Q4的基极，所述晶体管Q6的发射极接地。

在其中一个实施例中，所述控制电路还包括二极管D1、D2、D3及D4，所述二极管D1的阴极连接所述电源输入端VCC，所述二极管D1的阳极连接所述二极管D2的阴极，所述二极管D2的阳极接地；所述二极管D3的阴极连接所述电源输入端VCC，所述二极管D3的阳极连接所述二极管D4的阴极，所述二极管D4的阳极接地。

一种自适应充电枪锁控制电路的枪锁控制模式判断方法，所述自适应充电枪锁控制电路包括一控制电路及连接该控制电路的充电控制板，所述控制电路与所述充电控制板均安装于充电枪内；所述控制电路包括第一控制模块、第二控制模块、及分别连接所述第一控制模块与所述第二控制模块的枪锁机构；所述枪锁机构电连接所述充电控制板；所述枪锁机构还连接一滑块；所述控制电路还设有一电源输入端VCC、第一输入端X1及第二输入端X2；所述电源输入端VCC连接充电桩，以获取驱动能源；所述充电控制板包括第一输出端、第二输出端及一状态开关K1，所述第一输出端连接所述第一输入端，所述第二输出端连接所述第二输入端，所述状态开关K1抵接所述滑块；

所述自适应充电枪锁控制电路的枪锁控制模式判断方法包括如下步骤：

步骤S1：所述充电桩系统上电时，进行系统自检，进入步骤S2；

步骤S2：所述充电控制板的所述第一输出端输出一个脉冲控制信号进入所述第一输入端X1，所述第二输出端输出一个持续的低电平控制信号进入所述第二输入端X2，进入步骤S3；

步骤S3：所述枪锁机构响应控制信号，控制所述滑块运动，进入步骤S4；

步骤S4：判断所述状态开关K1在控制信号下的开合状态，若在所述第一输入端X1接收高电平时，所述状态开关K1闭合，在所述第一输入端X1接收低电平时，所述状态开关K1断开，判定所述枪锁机构为电平型枪锁，进入步骤S5；若所述状态开关K1持续保持闭合状态，判定所述枪锁机构为脉冲型枪锁，进入步骤S6；

步骤S5：所述充电桩系统采用电平型枪锁控制模式；

步骤S6：所述充电桩系统采用脉冲型枪锁控制模式。

附图说明

图1为本发明一较佳实施方式的自适应充电枪锁控制电路的电路原理图；

图2为图1所述自适应充电枪锁控制电路的充电控制板的示意图；

图3为图1所述自适应充电枪锁控制电路的枪锁控制模式的判断流程图；

附图标注说明：

10-控制电路，11-第一控制模块，12-第二控制模块，13-枪锁机构，131-第一端，132-第二端，20-充电控制板，21-第一输出端，22-第二输出端。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

请参阅图1至图3，为本发明一较佳实施方式的自适应充电枪锁控制电路，安装于充电枪中，所述充电枪电连接充电桩。所述自适应充电枪锁控制电路包括一控制电路10及连接该控制电路10的充电控制板20，所述控制电路10与所述充电控制板20均安装于充电枪内。

所述控制电路10设有一电源输入端VCC、第一输入端X1及第二输入端X2，所述电源输入端VCC连接充电桩，以获取驱动能源。所述控制电路10包括第一控制模块11、第二控制模块12、及分别连接所述第一控制模块11与所述第二控制模块12的枪锁机构13，所述枪锁机构13电连接所述充电控制板20，受所述充电控制板20调控。

所述枪锁机构13包括连接所述第一控制模块11的第一端131、连接所述第二控制模块12的第二端132、及安装于所述枪锁机构13内部的控制线圈(图未示)。所述枪锁机构13还连接一滑块(图未示)，并控制该滑块运动。

所述第一控制模块11包括电阻R1、R2及晶体管Q1、Q2、Q3。所述电阻R1的一端连接所述电源输入端VCC，其另一端连接所述晶体管Q1的基极。所述晶体管Q1的集电极连接所述电源输入端VCC，其发射极连接所述枪锁机构13的第一端131。所述晶体管Q2的基极连接所述晶体管Q1的基极，所述晶体管Q2的发射极连接所述晶体管Q1的发射极，所述晶体管Q2的集电极接地。

所述电阻R2的一端连接所述第一输入端X1，其另一端连接所述晶体管Q3的基极，所述晶体管Q3的集电极连接所述晶体管Q1的基极，所述晶体管Q3的发射极接地。

所述第二控制模块12包括电阻R3、R4及晶体管Q4、Q5、Q6。所述电阻R3的一端连接所述电源输入端VCC，其另一端连接所述晶体管Q4的基极。所述晶体管Q4的集电极连接所述电源输入端VCC，所述晶体管Q4的发射极连接所述枪锁机构13的第二端132。所述晶体管Q5的基极连接所述晶体管Q4的基极，所述晶体管Q5的发射极连接所述晶体管Q4的发射极，所述晶体管Q5的集电极接地。

所述电阻R4的一端连接所述第二输入端X2，其另一端连接所述晶体管Q6的基极，所述晶体管Q6的集电极连接所述晶体管Q4的基极，所述晶体管Q6的发射极接地。

在本实施例中，所述电阻R1、R2、R3及R4起限流作用。

为了防止所述枪锁机构13的控制线圈产生过高的自感应电压从而损坏电源，所述控制电路10还连接二极管D1、D2、D3及D4，具体地，所述二极管D1的阴极连接所述电源输入端VCC，其阳极连接所述二极管D2的阴极，所述二极管D2的阳极接地；所述二极管D3的阴极连接所述电源输入端VCC，其阳极连接所述二极管D4的阴极，所述二极管D4的阳极接地。所述枪锁机构13的第一端131连接所述二极管D1的阳极，第二端132连接所述二极管D3的阳极。

充电控制板20包括第一输出端21、第二输出端22、及状态开关K1，所述第一输出端21连接所述第一输入端X1，所述第二输出端22连接所述第二输入端X2，所述状态开关K1与所述滑块相对设置。充电枪系统在上电时会进行系统自检，此时所述充电控制板20的第一输出端21输出一个脉冲控制信号进入所述第一输入端X1，所述第二输出端22输出一个持续的低电平控制信号进入所述第二输入端X2，所述枪锁机构13的两端接收到第一输入端X1与第二输入端X2的控制信号后，控制所述滑块运动，当所述滑块抵接所述状态开关K1时，所述状态开关K1闭合，当所述滑块远离所述状态开关K1时，所述状态开关K1断开。

所述自适应充电枪锁控制电路的枪锁控制模式判断方法如下：

当所述第一输入端X1接收高电平信号，所述第二输入端X2保持低电平时，记为状态1，所述晶体管Q3获得偏置电压导通，所述晶体管Q1无偏置电压截止，所述晶体管Q2获得偏置电压导通；所述晶体管Q6无偏置电压截止，所述晶体管Q4获得偏置电压导通，所述晶体管Q5无偏置电压截止。此时，所述枪锁机构13两端的状态相当于第一端131连接GND，第二端132连接VCC，第一端131与第二端132具有电势差；所述充电控制板20同步检测所述枪锁机构13的开合状态。

当所述第一输入端X1接收低电平信号，所述第二输入端X2保持低电平时，记为状态2，所述晶体管Q3无偏置电压截止，所述晶体管Q1获得偏置电压导通，所述晶体管Q2无偏置电压截止；所述晶体管Q6获得偏置电压导通，所述晶体管Q4无偏置电压截止，所述晶体管Q5获得偏置电压导通。此时，所述枪锁机构13两端的状态相当于第一端131连接VCC，第二端132连接VCC，第一端131与第二端132等电势状态；所述充电控制板20同步检测所述枪锁机构13的卡合状态。

通过所述状态开关K1分别判断状态1与状态2下，所述枪锁机构13的锁止情况：如果所述状态开关K1在状态1下闭合，在状态2下断开，则所述枪锁机构13的控制模式为电平型枪锁控制模式；如果所述状态开关K1在状态1与状态2下均保持闭合，则所述枪锁机构13的控制模式为脉冲型枪锁控制模式；其中，所述状态开关K1闭合表示所述枪锁机构13做出锁止动作，所述状态开关K1断开表示所述枪锁机构13做出释放动作。

电平型枪锁控制模式：当充电桩收到锁止指令时，所述控制电路10的第一输入端X1接收持续的高电平信号，第二输入端X2接收持续的低电平信号时，所述枪锁机构13响应控制信号做出锁止动作，将充电枪锁止在充电桩上；直到充电桩收到解锁指令，所述第一输入端X1、第二输入端X2均接收持续的低电平信号时，所述枪锁机构13响应控制信号做出解锁动作，将充电枪从充电桩上释放，此时由Q1和D4续流。

脉冲型枪锁控制模式：当充电桩收到锁止指令时，所述控制电路10的第一输入端X1接收一个脉冲控制信号，第二输入端X2接收一个持续的低电平信号，所述枪锁机构13响应控制信号做出锁止动作，将充电枪锁止在充电桩上，此状态持续时间为ΔT1；ΔT1时间过后第一输入端X1、第二输入端X2均接收低电平信号，所述枪锁机构13不动作，此时所述控制线圈由所述晶体管Q1和所述二极管D3续流，以防止线圈自感应电压过高损坏电源；直到充电桩收到解锁指令，所述控制电路10的第一输入端X1接收一个持续的低电平信号，所述第二输入端X2接收一个脉冲控制信号，所述枪锁机构13响应控制信号做出解锁动作，将充电枪从充电桩上释放，此状态持续时间为ΔT2，ΔT2时间过后第一输入端X1、第二输入端X2均接收低电平信号，所述枪锁机构13不动作，此时所述控制线圈由所述晶体管Q3和所述二极管D1续流。

上述自适应充电枪锁控制电路及其枪锁控制模式判断方法，通过一个统一的控制电路，可分别对电平型枪锁控制与脉冲型枪锁控制进行判断识别，再进而输出对应的控制模式，增强了控制机构的兼容性，使用更加方便智能。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自适应充电枪锁控制电路，其特征在于，包括一控制电路及连接该控制电路的充电控制板，所述控制电路与所述充电控制板均安装于充电枪内；所述控制电路包括第一控制模块、第二控制模块及分别连接所述第一控制模块与所述第二控制模块的枪锁机构；所述枪锁机构电连接所述充电控制板；所述控制电路还设有一电源输入端VCC、第一输入端X1及第二输入端X2；所述电源输入端VCC连接充电桩，以获取驱动能源；

所述枪锁机构连接有一滑块；所述枪锁机构接收到所述第一输入端X1与所述第二输入端X2的控制信号后，控制所述滑块运动；

当所述第一输入端X1接收高电平信号，所述第二输入端X2保持低电平时，记为状态1；当所述第一输入端X1接收低电平信号，所述第二输入端X2保持低电平时，记为状态2；

所述充电控制板包括第一输出端、第二输出端及一状态开关K1，所述第一输出端连接所述第一输入端，所述第二输出端连接所述第二输入端，所述滑块能够抵接或远离所述状态开关K1；所述充电控制板通过检测所述状态开关K1在状态1及状态2下的工作情况而识别所述枪锁机构的控制模式。

2.根据权利要求1所述的自适应充电枪锁控制电路，其特征在于，所述枪锁机构包括连接所述第一控制模块的第一端、连接所述第二控制模块的第二端及安装于所述枪锁机构的控制线圈。

3.根据权利要求1所述的自适应充电枪锁控制电路，其特征在于，所述状态开关K1与所述滑块相对设置。

4.根据权利要求3所述的自适应充电枪锁控制电路，其特征在于，所述第一输出端输出一个脉冲控制信号，所述第二输出端输出一个持续的低电平控制信号。

5.根据权利要求2所述的自适应充电枪锁控制电路，其特征在于，所述第一控制模块包括电阻R1、R2及晶体管Q1、Q2、Q3；所述电阻R1的一端连接所述电源输入端VCC，所述电阻R1的另一端连接所述晶体管Q1的基极；所述晶体管Q1的集电极连接所述电源输入端VCC，所述晶体管Q1的发射极连接所述枪锁机构的第一端；所述晶体管Q2的基极连接所述晶体管Q1的基极，所述晶体管Q2的发射极连接所述晶体管Q1的发射极，所述晶体管Q2的集电极接地；所述电阻R2的一端连接所述第一输入端X1，所述电阻R2的另一端连接所述晶体管Q3的基极，所述晶体管Q3的集电极连接所述晶体管Q1的基极，所述晶体管Q3的发射极接地。

6.根据权利要求5所述的自适应充电枪锁控制电路，其特征在于，所述电阻R1及所述电阻R2用于限流。

7.根据权利要求6所述的自适应充电枪锁控制电路，其特征在于，所述第二控制模块包括电阻R3、R4及晶体管Q4、Q5、Q6；所述电阻R3的一端连接所述电源输入端VCC，所述电阻R3的另一端连接所述晶体管Q4的基极；所述晶体管Q4的集电极连接所述电源输入端VCC，所述晶体管Q4的发射极连接所述枪锁机构的第二端；所述晶体管Q5的基极连接所述晶体管Q4的基极，所述晶体管Q5的发射极连接所述晶体管Q4的发射极，所述晶体管Q5的集电极接地；所述电阻R4的一端连接所述第二输入端X2，所述电阻R4的另一端连接所述晶体管Q6的基极，所述晶体管Q6的集电极连接所述晶体管Q4的基极，所述晶体管Q6的发射极接地。

8.根据权利要求7所述的自适应充电枪锁控制电路，其特征在于，所述电阻R3及所述电阻R4用于限流。

9.根据权利要求1所述的自适应充电枪锁控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括二极管D1、D2、D3及D4，所述二极管D1的阴极连接所述电源输入端VCC，所述二极管D1的阳极连接所述二极管D2的阴极，所述二极管D2的阳极接地；所述二极管D3的阴极连接所述电源输入端VCC，所述二极管D3的阳极连接所述二极管D4的阴极，所述二极管D4的阳极接地；所述枪锁机构的第一端连接二极管D1的阳极，所述枪锁机构的第二端连接二极管D3的阳极。

10.一种自适应充电枪锁控制电路的枪锁控制模式判断方法，其特征在于，所述自适应充电枪锁控制电路包括一控制电路及连接该控制电路的充电控制板，所述控制电路与所述充电控制板均安装于充电枪内；所述控制电路包括第一控制模块、第二控制模块及分别连接所述第一控制模块与所述第二控制模块的枪锁机构；所述枪锁机构电连接所述充电控制板；所述枪锁机构还连接一滑块；所述控制电路还设有一电源输入端VCC、第一输入端X1及第二输入端X2；所述电源输入端VCC连接充电桩，以获取驱动能源；所述充电控制板包括第一输出端、第二输出端及一状态开关K1，所述第一输出端连接所述第一输入端，所述第二输出端连接所述第二输入端，所述状态开关K1抵接所述滑块；

所述自适应充电枪锁控制电路的枪锁控制模式判断方法包括如下步骤：

步骤S1：充电桩系统上电时，进行系统自检，进入步骤S2；

步骤S2：所述充电控制板的所述第一输出端输出一个脉冲控制信号进入所述第一输入端X1，所述第二输出端输出一个持续的低电平控制信号进入所述第二输入端X2，进入步骤S3；

步骤S3：所述枪锁机构响应控制信号，控制所述滑块运动，进入步骤S4；

步骤S4：判断所述状态开关K1在控制信号下的开合状态，若在所述第一输入端X1接收高电平时，所述状态开关K1闭合，在所述第一输入端X1接收低电平时，所述状态开关K1断开，判定所述枪锁机构为电平型枪锁，进入步骤S5；若所述状态开关K1持续保持闭合状态，判定所述枪锁机构为脉冲型枪锁，进入步骤S6；

步骤S5：所述充电桩系统采用电平型枪锁控制模式；

步骤S6：所述充电桩系统采用脉冲型枪锁控制模式。

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