CN109462209A - 一种直流充电桩的充电枪头保护电路 - Google Patents

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Abstract

本发明所设计的直流充电桩的充电枪头保护电路，主要通过H桥电路控制枪头锁动作，同时将枪头锁的动作状态通过反馈电路反馈给充电桩，形成一个闭环控制电路；枪头温度检测电路主要通过充电桩与车接口处的温度检测来保证此充电过程防止接触不良或者枪线的承载过流能力进一步保护整个充电的安全。同时根据不同的厂家的反馈信号设计了拨码开关及相关的外围电路组成了电压反转电路，从而提高了电路的适应性。综上所述，这种保护电路具有模块化设计，安全可靠，工作稳定的特点。

Description

一种直流充电桩的充电枪头保护电路
技术领域
本发明专利涉及一种直流充电桩的充电枪头保护电路，具体涉及枪锁保护闭环电路、过温检测报警停止电路，属于直流充电桩技术领域。
背景技术
伴随着电动汽车产业的快速发展，电动汽车的不断普及，使其配套设施的电动汽车直流充电桩数量不断增加，在实际使用过程出现不了不少问题，尤其对于充电桩的安全问题日益突出，需要做好安全措施。在电动汽车进行充电时，防止其他其他用户随意插拔正在充电的枪线，即影响在充电用户的时间，又可能存在的安全隐患，故此设计了枪锁保护电路。其中在充电过程中，由于枪与车端接口有大电流流过，若接触不完全，可能会导致发生车与充电桩损坏，甚至发生火灾，因此对于枪头的温度检测电路的必须存在的。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了提出了一种形成一个完整的闭环系统，工作稳定，安全可靠的一种直流充电桩的充电枪头保护电路。
为了达到上述目的，本发明所设计的一种直流充电桩的充电枪头保护电路，包括枪锁保护电路、反馈选择电路和温度检测电路，其特征是所述的枪锁保护电路主要可包括芯片L298P，芯片L298P输出2组H桥电路控制枪头锁，并通过电阻和LED显示枪头锁状态；所述的反馈选择电路由光耦合器、三极管及拨码开关组成；所述的温度检测电路通电源模块REF3140提供稳定电压，并由两个电阻组成电桥的两臂与热电阻PT1000连接并通过运算放大器OPA207输出信号。
进一步的方案是，所述的枪锁保护电路中芯片L298P的4路输出分别定义为LOCK1-、LOCK1+、LOCK2-、LOCK2+，4路输出分别通过正向的型号为1N4007-M7的二极管与12V电压连接，4路输出分别通过反向型号为1N4007-M7二极管与GND连接，LOCK1-依次通过的LED、10K电阻和反向的型号为SS14的二极管与LOCK1+连接，LOCK1-还依次通过反向的LED、10K电阻和正向的型号为SS14的二极管与LOCK1+连接；LOCK2-依次通过LED、10K电阻和反向的型号为SS14的二极管与LOCK2+连接，LOCK2-还依次通过反向的LED、10K电阻和正向的型号为SS14的二极管与LOCK2+连接。
进一步的方案是，所述的反馈选择电路的光耦合器型号为EL817-S，光耦合器的脚1连接枪头锁的反馈信号S2，光耦合器的脚2、脚3接GND，光耦合器的脚4连接输出信号LOCKA，且光耦合器的脚4上还通过1K电阻连接到3V电源上，所述的三极管型号为SS8050，三极管的脚1为输出信号Status_A且脚1还通过1K电阻连接3V电源，三极管的脚2连接LOCKA信号，三极管的脚3接GND；所述的拨码开关具有三个连接口，其输出的COM口输出信号，其余两个口分别连接信号LOCKA和信号Status_A。
进一步的方案是，所述的温度检测电路包括含电源模块REF3140输出4.096V的电压，三个型号均为OPA207的运放和热电阻PT1000，其中热电阻PT1000的脚1通过7.5K电阻连接4.096V的电源，热电阻PT1000的脚2通过820R的电阻连接第一运放的脚3，热电阻PT1000的脚3连接GND，第一运放的脚2通过8K的电阻与第一运放的脚6连接，第一运放的脚6连接10K电阻后与第三运放的脚3连接同时再通过10K的电阻连接第三运放的脚6，第一运放的脚3通过7.5K的电阻与4.096V的电源连接；第二运放的脚3与PT1000的脚1连接，第二运放的脚2通过8K的电阻与第二运放的脚6连接，第二运放的脚6连接10K电阻后与第三运放的脚2连接同时再通过10K的电阻连接GND，三个运放的脚4均连接-5V电源，三个运放的脚7均连接+5V电源，第三运放的脚6为输出信号ADC_PT100。
与现有技术相比，本发明所得到的一种直流充电桩的充电枪头保护电路，主要通过H桥电路控制枪头锁动作，同时将枪头锁的动作状态通过反馈电路反馈给充电桩，形成一个闭环控制电路；枪头温度检测电路主要通过充电桩与车接口处的温度检测来保证此充电过程防止接触不良或者枪线的承载过流能力进一步保护整个充电的安全。同时根据不同的厂家的反馈信号设计了拨码开关及相关的外围电路组成了电压反转电路，从而提高了电路的适应性。综上所述，这种保护电路具有模块化设计，安全可靠，工作稳定的特点。
附图说明
图1是实施例1枪锁保护电路图。
图2是实施例1反馈选择电路图。
图3是实施例1温度检测电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1。
本实施例描述的一种直流充电桩的充电枪头保护电路，包括枪锁保护电路、反馈选择电路和温度检测电路，其特征是所述的枪锁保护电路主要可包括芯片L298P，芯片L298P输出2组H桥电路控制枪头锁，并通过电阻和LED显示枪头锁状态；所述的反馈选择电路由光耦合器、三极管及拨码开关组成；所述的温度检测电路通电源模块REF3140提供稳定电压，并由两个电阻组成电桥的两臂与热电阻PT1000连接并通过运算放大器OPA207输出信号。
如图1所示，所述的枪锁保护电路中芯片L298P的4路输出分别定义为LOCK1-、LOCK1+、LOCK2-、LOCK2+，4路输出分别通过正向的型号为1N4007-M7的二极管与12V电压连接，4路输出分别通过反向型号为1N4007-M7二极管与GND连接，LOCK1-依次通过的LED、10K电阻和反向的型号为SS14的二极管与LOCK1+连接，LOCK1-还依次通过反向的LED、10K电阻和正向的型号为SS14的二极管与LOCK1+连接；LOCK2-依次通过LED、10K电阻和反向的型号为SS14的二极管与LOCK2+连接，LOCK2-还依次通过反向的LED、10K电阻和正向的型号为SS14的二极管与LOCK2+连接。
如图2所示，所述的反馈选择电路的光耦合器型号为EL817-S，光耦合器的脚1连接枪头锁的反馈信号S2，光耦合器的脚2、脚3接GND，光耦合器的脚4连接输出信号LOCKA，且光耦合器的脚4上还通过1K电阻连接到3V电源上，所述的三极管型号为SS8050，三极管的脚1为输出信号Status_A且脚1还通过1K电阻连接3V电源，三极管的脚2连接LOCKA信号，三极管的脚3接GND；所述的拨码开关具有三个连接口，其输出的COM口输出信号，其余两个口分别连接信号LOCKA和信号Status_A。
如图3所示，所述的温度检测电路包括含电源模块REF3140输出4.096V的电压，三个型号均为OPA207的运放和热电阻PT1000，其中热电阻PT1000的脚1通过7.5K电阻连接4.096V的电源，热电阻PT1000的脚2通过820R的电阻连接第一运放的脚3，热电阻PT1000的脚3连接GND，第一运放的脚2通过8K的电阻与第一运放的脚6连接，第一运放的脚6连接10K电阻后与第三运放的脚3连接同时再通过10K的电阻连接第三运放的脚6，第一运放的脚3通过7.5K的电阻与4.096V的电源连接；第二运放的脚3与PT1000的脚1连接，第二运放的脚2通过8K的电阻与第二运放的脚6连接，第二运放的脚6连接10K电阻后与第三运放的脚2连接同时再通过10K的电阻连接GND，三个运放的脚4均连接-5V电源，三个运放的脚7均连接+5V电源，第三运放的脚6为输出信号ADC_PT100。
工作时，所述的枪锁保护电路主要是由L298P、光耦合器及其外围电路构成。L298P有四路输入信号，输出2组H桥电路来控制枪头锁。枪头锁动作时相对的反馈信号连接到光耦合器的输入端，通过光耦传输隔离输入到MCU实时监控，由于枪头锁的控制和反馈不同厂家反馈信号不一样，故增加了拨码开关电压反转电路。
枪头温度检测电路由电源模块与差动放大电路组成。电源模块是有REF3140通过输入5V电压，产生一个稳定的4.096V作为电桥的输入电压。其两个7.5K的电阻作为电桥的两臂，主要是考虑到流过PT1000的电流不超过0.5mA。电桥信号输入送到由OPA207组成差动放大电路中。经过放大17倍后的电压输出送到MCU的AD采样端口。通过电桥平衡的计算公式可算出选取的电阻值为820欧；差动放大电路放大倍数为17倍。根据选取的参数可以算出：在-40摄氏度时：输出电压为170.936mV；在0摄氏度时：输出电压为1.329V；40摄氏度时，输出电压为2.432V；70摄氏度时，输出电压为3.221V。

Claims (4)

1.一种直流充电桩的充电枪头保护电路，包括枪锁保护电路、反馈选择电路和温度检测电路，其特征是所述的枪锁保护电路主要可包括芯片L298P，芯片L298P输出2组H桥电路控制枪头锁，并通过电阻和LED显示枪头锁状态；所述的反馈选择电路由光耦合器、三极管及拨码开关组成；所述的温度检测电路通电源模块REF3140提供稳定电压，并由两个电阻组成电桥的两臂与热电阻PT1000连接并通过运算放大器OPA207输出信号。
2.根据权利要求1所述的一种直流充电桩的充电枪头保护电路，其特征是所述的枪锁保护电路中芯片L298P的4路输出分别定义为LOCK1-、LOCK1+、LOCK2-、LOCK2+，4路输出分别通过正向的型号为1N4007-M7的二极管与12V电压连接，4路输出分别通过反向型号为1N4007-M7二极管与GND连接，LOCK1-依次通过的LED、10K电阻和反向的型号为SS14的二极管与LOCK1+连接，LOCK1-还依次通过反向的LED、10K电阻和正向的型号为SS14的二极管与LOCK1+连接；LOCK2-依次通过LED、10K电阻和反向的型号为SS14的二极管与LOCK2+连接，LOCK2-还依次通过反向的LED、10K电阻和正向的型号为SS14的二极管与LOCK2+连接。
3.根据权利要求1所述的一种直流充电桩的充电枪头保护电路，其特征是所述的反馈选择电路的光耦合器型号为EL817-S，光耦合器的脚1连接枪头锁的反馈信号S2，光耦合器的脚2、脚3接GND，光耦合器的脚4连接输出信号LOCKA，且光耦合器的脚4上还通过1K电阻连接到3V电源上，所述的三极管型号为SS8050，三极管的脚1为输出信号Status_A且脚1还通过1K电阻连接3V电源，三极管的脚2连接LOCKA信号，三极管的脚3接GND；所述的拨码开关具有三个连接口，其输出的COM口输出信号，其余两个口分别连接信号LOCKA和信号Status_A。
4.根据权利要求1所述的一种直流充电桩的充电枪头保护电路，其特征是所述的温度检测电路包括含电源模块REF3140输出4.096V的电压，三个型号均为OPA207的运放和热电阻PT1000，其中热电阻PT1000的脚1通过7.5K电阻连接4.096V的电源，热电阻PT1000的脚2通过820R的电阻连接第一运放的脚3，热电阻PT1000的脚3连接GND，第一运放的脚2通过8K的电阻与第一运放的脚6连接，第一运放的脚6连接10K电阻后与第三运放的脚3连接同时再通过10K的电阻连接第三运放的脚6，第一运放的脚3通过7.5K的电阻与4.096V的电源连接；第二运放的脚3与PT1000的脚1连接，第二运放的脚2通过8K的电阻与第二运放的脚6连接，第二运放的脚6连接10K电阻后与第三运放的脚2连接同时再通过10K的电阻连接GND，三个运放的脚4均连接-5V电源，三个运放的脚7均连接+5V电源，第三运放的脚6为输出信号ADC_PT100。
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