CN109866647A - 一种基于hcs08单片机的太阳能交流充电桩控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于HCS08单片机的太阳能交流充电桩控制系统，该控制系统使用飞思卡尔HCS08单片机作为控制器，主要由电源模块、驱动模块、控制导引模块、通信模块、电压与电流检测模块组成。控制系统能够根据电动汽车充电过程中所出现的各种状况作出相应的保护和报警动作。低压系统采用双路供电方式，既可以使用电网供电，也可以使用太阳能板与蓄电池为控制系统供电，并且能够根据蓄电池电压实现低压系统供电方式的自动切换。待机状态下的交流充电桩通过指示灯代替LCD屏显示待机状态，进一步降低交流充电桩待机能耗。控制系统优化了PWM输出和检测电路，有效降低了交流充电桩与车载充电机之间的通信误差。

Description

一种基于HCS08单片机的太阳能交流充电桩控制系统

技术领域

本发明涉及电力设备领域，具体涉及一种太阳能交流充电桩控制系统。

背景技术

温室气体的大量排放所造成的环境问题越来越引起社会的关注。与此同时，化石能源的短缺导致油价的不断攀升，传统内燃机汽车的使用成本不断提高，各国政府和汽车企业正在积极研究可以替代传统内燃机汽车的新能源汽车。受限于电动汽车蓄电池技术的发展，电动汽车的续航里程成为制约电动汽车进一步发展和推广的关键难题。就目前来看，在蓄电池容量无法有效扩大的情况下，对电动汽车进行安全可靠快速的充电成为目前解决电动车续航问题的有效手段。与电动汽车相匹配的能源供给系统的建立以及对电动车充电设备的研究决定着电动汽车的进一步发展。

交流充电作为小型电动汽车主要的充电方式，采用较小的电流恒流或者恒压充电，能提高电池的使用寿命。此外，交流充电桩较低的建设成本以及灵活的分布等优势对电动汽车的普及产生积极的推动作用。现有交流充电桩控制系统大多采用220V交流电转化为12V直流电为控制系统供电，交流充电桩在待机过程中长时间保持高压连接，容易导致系统发热，长时间待机状态下显示屏消耗电量高，造成电量的浪费。部分太阳能充电桩支持蓄电池充电，受限于蓄电池容量和天气状况，长时间充电效果不佳。

发明内容

为解决上述背景技术中所述问题，本发明提供一种太阳能交流充电桩控制系统，该交流充电桩控制系统通过以下技术方案实现：

控制系统PCB板由HCS08单片机、电源模块、驱动模块、通信模块、电压与电流检测模块、控制导引模块组成。其中：

所述HCS08单片机：选择飞思卡尔HCS08系列中的MC9S08DZ60单片机，PTA1、PTA2、PTA3、PTB1四路ADC接口分别作为所述电压与电流检测模块中充电电压、充电电流、PWM信号峰值、蓄电池输出电压检测接口；PTD5、PTD4、PTD0、PTG3、PTB6作为所述驱动模块中继电器K1～K5的控制引脚；PTD3、PTD1分别作为连接确认信号和急停开关信号的输入引脚；PTF3、PTG4、PTG5分别作为所述驱动模块中红色、黄色、绿色指示灯的驱动引脚；PTD2作为所述控制导引模块中PWM信号输出引脚；PTE0、PTE1引脚作为所述通信模块中人机交互通信接口；PTF0、PTF1、PTF2引脚作为所述通信模块中智能电表通信接口；PTE6、PTE7引脚作为所述通信模块中后台监控CAN通信接口；所述HCS08单片机预留PTA6、PTB5、PTA5三个I/O口，可用于其他功能的拓展。

所述电源模块：采用双路供电方式，既可以使用LS05-15B12SS AC/DC转换器将电网220V交流电转换为12V直流电为低压系统供电，也可以使用太阳能板与蓄电池为低压控制系统供电；

所述驱动模块：使用8路达林顿管ULN2803A驱动12V继电器和充电指示灯；

所述控制导引模块：包含PWM功率放大电路和PWM峰值检测电路，使用模拟比较器LM339D与三极管推挽功率放大电路组成PWM功率放大电路，将单片机输出的TTL电平转化为±12V PWM信号，用于交流充电桩控制系统与车载充电机的通信；PWM峰值检测电路用于识别充电桩与车辆的连接状态。

所述通信模块：用于实现HCS08单片机与人机交互系统的通信，读取用户指令，显示交流充电桩充电状态；用于HCS08单片机与智能电表的通信，读取充电电量等信息；用于HCS08单片机与后台监控系统的通信，监控多个交流充电桩的使用状态；

所述电压与电流检测模块：用于检测充电过程中的电压、电流，输入所述HCS08单片机之后显示到人机交互系统中的LCD触摸屏上。

进一步，所述电源模块采用双路供电方式，并能够根据蓄电池剩余电量的多少自动切换低压系统的供电方式。太阳能板将太阳能转化为电能存储到蓄电池，所述控制系统通过ADC接口ADP9对蓄电池的输出电压进行检测，根据输出电压估算蓄电池剩余电量。当蓄电池电量充足时，选择蓄电池作为待机状态下的所述交流充电桩低压系统供电；当连续阴雨天气导致蓄电池电量低于30％时，所述电源模块切换到220V交流电供电方式；当蓄电池电量上升到50％时，所述电源模块重新切换到蓄电池供电。切换供电回路的过程中，所述控制系统在极短的时间内由两路供电回路共同供电。

进一步，使用可安装在所述PCB板上的所述驱动模块中的小型大功率继电器控制交流接触器驱动电路的通断，间接实现高压回路的通断。

进一步，交流充电桩待机状态时能够通过所述驱动模块完全切断高压回路，仅通过红色、黄色、绿色三个指示灯显示所述交流充电桩工作状态，绿色指示灯表示所述交流充电桩处于可充电状态；黄色指示灯亮表示所述交流充电桩正处于充电状态；红色指示灯亮表示所述交流充电桩处于故障状态，不可正常工作。当所述交流充电桩处于待机状态时LCD屏处于黑屏状态，用户可通过刷卡动作唤醒LCD屏，使用指示灯代替LCD屏显示待机状态。

进一步，所述PCB板尺寸为160mm×120mm，四角为圆角，每个角均有直径3.5mm安装孔。

本发明的有益效果包括如下：

1.交流充电桩低压系统采用双路供电方式，高压充电回路采用电网供电方式，并能够根据蓄电池剩余电量的多少自动切换低压系统的供电方式。太阳能板将太阳能转化为电能存储到蓄电池，控制系统通过ADC接口ADP9对蓄电池的输出电压进行检测，当蓄电池电量充足时，选择蓄电池作为待机状态下的交流充电桩低压系统供电；当连续阴雨天气导致蓄电池电量低于30％时，控制系统切换到220V交流电供电方式；当蓄电池电量上升到50％时，供电系统重新切换到蓄电池供电。切换供电回路的过程中，控制系统在极短的时间内由两路供电回路共同供电。

其有益效果是：解决了控制系统仅由220V交流电持续供电而造成电路板发热的问题。同时，在充电桩待机状态下能够避免高压连接，提高交流充电桩的安全可靠性能，正常情况下，使用太阳能板为低压系统供电能够节约能耗，降低商家投入成本。能够在蓄电池电量不足的情况下切换到电网供电，消除了太阳能充电桩受限于天气因素的局限性。充电回路使用单一的电网供电回路，保证了充电过程的流畅、可靠。

2.利用驱动模块中的ULN2803A芯片驱动使用可安装在PCB板上的小型大功率12V继电器HF165FD-G-12-HY1控制交流接触器驱动回路的通断。

其有益效果是：提高了控制系统的驱动能力，单片机驱动继电器，继电器驱动交流接触器的二级控制电路提高了充电回路通断控制的可靠性。

3.交流充电桩待机状态时能够完全切断高压回路，仅通过红色、黄色、绿色三个指示灯显示交流充电桩工作状态，绿色指示灯表示交流充电桩处于可充电状态；黄色指示灯亮表示交流充电桩正处于充电状态；红色指示灯亮表示交流充电桩处于故障状态，不可正常工作。当交流充电桩处于待机状态时LCD屏处于黑屏状态，用户可通过刷卡动作唤醒LCD屏。

其有益效果是：使用指示灯代替LCD屏显示待机状态能够有效降低能耗，降低商家投入成本。

4.使用比较器LM339D与三极管推挽功率放大电路组合成PWM放大电路，将单片机输出的TTL电平转化为±12V PWM信号，用于交流充电桩控制系统与车载充电机的通信。并且通过PWM峰值检测电路，准确识别充电桩与电动汽车的连接状态。

其有益效果是：降低了单片机输出PWM信号的准确度要求，提高了PWM信号的抗干扰性能和输出功率，有效降低了PWM峰值检测结果误差。

5.电压、电流采集模块分别使用电压互感器和电流互感器将检测信号均转换成电压信号。充电电压、电流信号经过高通滤波器和低通滤波器滤波、放大之后使用峰值保持电路将电压、电流信号转换为单片机ADC接口能够识别的0～5V的直流信号。

其有益效果是：输入单片机的电压信号更加稳定，简化了电压、电流有效值的算法，同时，能够滤除模拟信号中的直流分量和高频噪声增强了模拟信号的抗干扰能力。

附图说明

图1为本发明的220V电源模块原理图；

图2为本发明的蓄电池电源模块原理图；

图3为本发明的驱动模块原理图；

图4为本发明的控制导引模块原理图；

(a)表示PWM功率放大电路；(b)表示PWM峰值检测电路；

图5为本发明的电压、电流检测模块原理图；

(a)表示充电电压检测电路；(b)表示充电电流检测电路。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施作进一步说明。

1.本发明公开了一种基于HCS08单片机的智能太阳能交流充电桩控制系统，其电源模块采用双路供电方式，既可以使用220V交流电转换为12V直流电为控制系统供电，也可以使用太阳能板与蓄电池为控制系统供电，并能够根据蓄电池剩余电量的多少自动切换低压系统的供电方式。具体实施如下：

太阳能板将电能存储到蓄电池中，控制系统默认使用蓄电池供电，如图1所示，电源指示灯DS与限流电阻R1串联在电源与地之间，用于上电指示。继电器K5用于控制蓄电池输出端的通断，继电器1脚通过线对板连接器与蓄电池输出端正极相连，继电器2脚与控制系统电源端相连。继电器1脚和2脚常闭，3脚悬空，控制系统由蓄电池供电。继电器脚4接电源，脚5接三极管脚3。二极管反接在继电器脚4和脚5之间。继电器K5的驱动电压为5V，选择三极管2N3904组成放大电路，三极管脚3与继电器线圈端脚5相连，脚2通过限流电阻R1与单片机引脚PTB6相连，脚1接地。电阻R2作为下拉电阻连接在三极管脚2与地之间。由单片机通用I/O引脚PTB6控制继电器的动作，当PTB6输出低电平，三极管截止，继电器保持脚1、脚2导通；当PTB6输出高电平，三极管导通，继电器动作，脚1、脚2断开，切断蓄电池供电。线对板连接器脚1用于检测蓄电池输出电压，由此计算蓄电池剩余电量。

如图2所示，接线端子AC2中的脚1连接电网中的相线，脚2连接中线，保险丝串联在相线中。继电器K4脚1与保险丝一端相连，脚2与相线相连，脚4连接12V电源。压敏电阻MOV和安规电容CX1并联在相线与中线之间。电阻R1串联在保险丝和LS05-15B12SS的脚3之间，LS05-15B12SS中脚1接中线，脚5和脚7之间通过电容C1连接，脚7与地之间通过安规电容CY1连接，脚12接地，脚14接12V电源正极，脚12和地之间并联电容C2、C3和TVS管。

当连续阴雨天气导致蓄电池电量低于30％，继电器K4闭合，AC/DC转换器LS05-15B12SS将220V交流电转换为12V直流电为控制系统供电，随后继电器K5断开。继电器K4的驱动电压为12V，需通过ULN2803A芯片驱动，单片机通过通用I/O引脚PTG3控制继电器K4的通断，当PTG3输出高电平时，ULN2803A输出+12V，继电器保持断开；当PTG3输出低电平时，ULN2803A芯片输出低电平，继电器闭合。当蓄电池电压高于50％时，继电器K5闭合，恢复蓄电池供电，之后继电器K4断开，切断高压回路，以此实现双路供电的自动切换。

2.控制系统利用驱动模块中的ULN2803A芯片驱动使用可安装在PCB板上的小型大功率12V继电器HF165FD-G-12-HY1控制交流接触器驱动回路的通断。提高了控制系统的驱动能力，单片机驱动继电器，继电器驱动交流接触器的二级控制电路提高了充电回路通断控制的可靠性。具体实施如下：

如图3所示，接线端子AC3中脚1接地，脚2与继电器K1中的脚2相连，脚3与继电器K2中的脚2相连。接线端子AC4中1脚与继电器K1中的脚1相连，脚2与继电器K2中的脚1相连，脚3接地。驱动芯片ULN2803A中输入端引脚1～7分别连接单片机I/O口PTD5、PTD4、PTD0、PTG5、PTG4、PTF3、PTG3，脚9接地，脚10连接DC﹢12V电源端，脚12连接图2中继电器K4脚3，脚13、脚14、脚15分别连接线对板连接器LED/SW中的脚3、脚2、脚1，脚16连接继电器K3中的脚4，脚17连接继电器K2中的脚4，脚18连接继电器K1中的脚4。继电器K3中的脚1通过电阻R1和电容C1连接到地，脚2连接到电源DC﹢12V。线对板连接器中脚4与继电器K1中的脚3相连，脚5连接到电源DC﹢12V，脚6通过上拉电阻R2连接到电源VCC，脚7接地。

继电器K1、K2用于控制交流接触器驱动回路的通断，继电器K1中脚1和脚2分别与相线输入输出端相连，控制相线的通断，3脚与外接的急停开关相连，当急停开关没有按下时，3脚与+12V电源短接，急停开关按下时，继电器K1失电断开。4脚作为驱动脚连接到ULN2803A芯片的18脚。继电器K2中脚1和脚2分别与中线输入输出端相连，控制中线的通断，3脚连到+12V电源，4脚作为驱动脚连接到ULN2803A芯片的17脚。单片机端采用低电平驱动方式，当PTD5和PTD4输出低电平时，ULN2803A芯片18脚、17脚输出低电平，继电器K1、K2闭合。继电器K3用于实现PWM输出与+12V输出的切换，通过ULN2803A芯片的16脚驱动，依然采用低电平驱动方式，当单片机PTD0脚输出低电平时，ULN2803A芯片的16脚输出低电平，K3从+12V切换到PWM输出。ULN2803A芯片13脚、14脚、15脚用于驱动三种颜色的指示灯，单片机引脚PTF3控制红色指示灯的亮灭，PTG4控制黄色指示灯的亮灭，PTG5控制绿色指示灯的亮灭，且皆采用低电平驱动方式。绿色指示灯表示交流充电桩处于可充电状态；黄色指示灯亮表示交流充电桩正处于充电状态；红色指示灯亮表示交流充电桩处于故障状态，不可正常工作。

3.控制导引模块包含PWM功率放大电路和PWM峰值检测电路，使用模拟比较器LM339D与三极管推挽功率放大电路组成PWM放大电路，将单片机PTD2输出的PWM信号转化为±12V PWM信号，用于交流充电桩控制系统与车载充电机的通信。降低了单片机输出PWM信号的准确度要求，提高了PWM信号的抗干扰性能和输出功率。PWM峰值检测电路将PWM峰值电压转化为直流信号输入单片机PTA3口，能够准确识别充电桩与电动汽车的连接状态。具体实施如下：

如图4(a)所示，电源VCC串联两个分压电阻R1、R2接地，模拟比较器LM339D中脚7与单片机PWM输出引脚PTD2相连，脚6连接在电阻R1、R2之间，脚3和脚12分别连接电源DC﹢12V和DC-12V，脚1通过上拉电阻R3与电源DC﹢12V相连，脚1与三极管Q1、Q2的脚2相连。电容C2连接在比较器脚1与地之间。电容C3连接正DC﹢12V和DC-12V之间。三极管Q1、Q2的脚1相连，Q1、Q2的脚3分别连接到DC﹢12V和DC-12V。电容C1连接在三极管Q1的脚1和地之间。

如图4(b)所示，PWM峰值信号通过分压电阻R1和R2分压后输入运算放大器LM324D的脚10。滤波电容C2连接在运算放大器脚10与地之间。运算放大器脚4和脚8分别连接电源DC﹢12V和DC-12V，脚8和脚9相连。二极管D1正极与放大器脚8相连，负极与单片机ADC接口PTA3相连。电阻R3和电容C1并联在二极管D1负极和地之间。

利用两个阻值相同的电阻将5V电源电压分压为2.5V作为参考电压，由于上拉电阻的存在，当单片机输出电压大于2.5V则比较器LM339D输出+12V电压，三极管Q1导通，Q2截止，发射极输出+12V电压；当单片机输出电压小于2.5V，则比较器LM339D输出-12V电压，三极管Q2导通，Q1截止，发射极输出-12V电压。将单片机输出的TTL电平转化为±12V PWM信号。LM339D输出端与三极管发射极均采用电容滤除干扰信号。PWM信号在无需检测占空比的情况下，只检测其正向峰值，PWM信号峰值最大为12V，PWM峰值检测电路使用100k和50k两个电阻分压，将缩小为1/3的峰值电压通过运算放大器组成的电压跟随器后，使用由二极管RB521S-30与电阻、电容组成的峰值保持电路，取PWM信号正向峰值，输入单片机ADC接口PTA3中。

4.电压与电流检测模块检测充电过程中的充电电压、充电电流、交流信号均缩小后取峰值输入HCS08单片机之后显示到人机交互系统中的LCD触摸屏上。本发明中的充电电压、充电电流、检测电路简化了电压、电流有效值的算法，同时，能够滤除模拟信号中的直流分量和高频噪声增强了模拟信号的抗干扰能力。具体实施如下：

电压与电流检测模块中，选择单片机PTA1、PTA2两路ADC接口分别作为充电电压、充电电流、检测接口。充电电压、电流均为50Hz工频信号。

如图5(a)所示，电压互感器脚1连接中线，脚2通过限流电阻R1连接相线，脚3和脚4之间通过采样电阻R2相连，脚3接地，脚4作为信号输入端通过电阻R7和电容C1连接到运算放大器LM324D中的脚3。电阻R7和电容C1之间通过电容C2连接地。放大器脚3通过电阻R3连接地，脚2通过电阻R4连接地，脚1与脚2之间串联电阻R5，脚4和脚11分别连接DC﹢12V和DC-12V。二极管D1正极与放大器脚1相连，负极与单片机ADC接口PTA1相连。电阻R6和电容C3并联在二极管D1负极和地之间。

如图5(b)所示，电流互感器脚1作为信号输入端通过电阻R6和电容C1连接到运算放大器LM324D中的脚12，脚2接地，脚3、脚4悬空。电阻R1作为采样电阻连接在电流互感器脚1和地之间。电阻R6和电容C1之间通过电容C2连接地。放大器脚12通过电阻R2连接地，脚13通过电阻R4连接地，脚1与脚2之间串联电阻R4，脚4和脚11分别连接DC﹢12V和DC-12V。二极管D1正极与放大器脚14相连，负极与单片机ADC接口PTA2相连。电阻R5和电容C3并联在二极管D1负极和地之间。

分别使用电压互感器ZMPT107和电流互感器ZMCT116A将检测信号均转换成电压信号，经过高通滤波器和低通滤波器滤波、放大之后，使用由二极管RB521S-30与电阻、电容组成的峰值保持电路将电压、电流信号转换为单片机ADC接口能够识别的0～5V的直流信号。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于HCS08单片机的太阳能交流充电桩控制系统，其特征在于，包括HCS08单片机、电源模块、驱动模块、通信模块、电压与电流检测模块、控制导引模块；所述HCS08单片机分别与驱动模块、通信模块、电压与电流检测模块、控制导引模块相连；

所述电源模块用于为控制系统供电；

所述驱动模块用于驱动12V继电器和充电指示灯；

所述通信模块用于实现HCS08单片机与人机交互系统的通信，读取用户指令，显示交流充电桩充电状态；用于HCS08单片机与智能电表的通信，读取充电电量等信息；用于HCS08单片机与后台监控系统的通信，监控多个交流充电桩的使用状态；

所述电压与电流检测模块用于检测充电过程中的电压、电流，输入所述HCS08单片机之后显示到人机交互的LCD触摸屏上；

所述控制导引模块：包含PWM功率放大电路和PWM峰值检测电路，使用模拟比较器与三极管推挽功率放大电路组成PWM功率放大电路，将单片机输出的TTL电平转化为±12V PWM信号，用于交流充电桩控制系统与车载充电机的通信；PWM峰值检测电路用于识别充电桩与车辆的连接状态。

2.根据权利要求1所述的一种基于HCS08单片机的太阳能交流充电桩控制系统，其特征在于，所述HCS08单片机采用飞思卡尔HCS08系列中的MC9S08DZ60单片机，其PTA1、PTA2、PTA3、PTB1四路ADC接口分别作为所述电压与电流检测模块中充电电压、充电电流、PWM信号峰值、蓄电池输出电压检测接口；PTD5、PTD4、PTD0、PTG3、PTB6作为所述驱动模块中继电器K1～K5的控制引脚；PTD3、PTD1分别作为连接确认信号和急停开关信号的输入引脚；PTF3、PTG4、PTG5分别作为所述驱动模块中红色、黄色、绿色指示灯的驱动引脚；PTD2作为所述控制导引模块中PWM信号输出引脚；PTE0、PTE1引脚作为所述通信模块中人机交互通信接口；PTF0、PTF1、PTF2引脚作为所述通信模块中智能电表通信接口；PTE6、PTE7引脚作为所述通信模块中后台监控CAN通信接口。

3.根据权利要求2所述的一种基于HCS08单片机的太阳能交流充电桩控制系统，其特征在于，所述HCS08单片机预留PTA6、PTB5、PTA5三个I/O口，用于其他功能的拓展。

4.根据权利要求1所述的一种基于HCS08单片机的太阳能交流充电桩控制系统，其特征在于，所述电源模块采用双路供电方式，蓄电池供电和交流供电，默认采用蓄电池供电，并能够根据蓄电池剩余电量的多少自动切换低压系统的供电方式；太阳能板将太阳能转化为电能存储到蓄电池，所述单片机通过ADC接口ADP9对蓄电池的输出电压进行检测，根据输出电压估算蓄电池剩余电量，当蓄电池电量充足时，选择蓄电池作为待机状态下的所述交流充电桩低压系统供电，当蓄电池电量低于30％时，所述电源模块切换到220V交流电供电方式；当蓄电池电量上升到50％时，所述电源模块重新切换到蓄电池供电；切换供电回路过程中，所述控制系统在极短的时间内由两路供电回路共同供电。

5.根据权利要求4所述的一种基于HCS08单片机的太阳能交流充电桩控制系统，其特征在于，所述电源模块电路设计：

将电源指示灯DS与限流电阻R1串联在电源与地之间，用于上电指示；继电器K5用于控制蓄电池输出端的通断，继电器1脚通过线对板连接器与蓄电池输出端正极相连，继电器2脚与电源端相连，继电器1脚和2脚常闭，3脚悬空，控制系统由蓄电池供电，继电器脚4接电源，脚5接三极管脚3；二极管反接在继电器脚4和脚5之间，继电器K5的驱动电压为5V，选择三极管2N3904组成放大电路；三极管脚3与继电器线圈端脚5相连，脚2通过限流电阻R1与单片机引脚PTB6相连，脚1接地，电阻R2作为下拉电阻连接在三极管脚2与地之间，由单片机通用I/O引脚PTB6控制继电器的动作，当PTB6输出低电平，三极管截止，继电器保持脚1、脚2导通，当PTB6输出高电平，三极管导通，继电器动作，脚1、脚2断开，切断蓄电池供电；线对板连接器脚1用于检测蓄电池输出电压，由此计算蓄电池剩余电量。

6.根据权利要求5所述的一种基于HCS08单片机的太阳能交流充电桩控制系统，其特征在于，所述电源模块中蓄电池控制电路的设计：

将接线端子AC2中的脚1连接电网中的相线，脚2连接中线，保险丝串联在相线中；继电器K4脚1与保险丝一端相连，脚2与相线相连，脚4连接12V电源；压敏电阻MOV和安规电容CX1并联在相线与中线之间；电阻R1串联在保险丝和LS05-15B12SS的脚3之间，LS05-15B12SS中脚1接中线，脚5和脚7之间通过电容C1连接，脚7与地之间通过安规电容CY1连接，脚12接地，脚14接12V电源正极，脚12和地之间并联电容C2、C3和TVS管；

当蓄电池电量低于30％时，继电器K4闭合，AC/DC转换器LS05-15B12SS将220V交流电转换为12V直流电为控制系统供电，随后继电器K5断开；继电器K4的驱动电压为12V，需通过ULN2803A芯片驱动，单片机通过通用I/O引脚PTG3控制继电器K4的通断，当PTG3输出高电平时，ULN2803A输出+12V，继电器保持断开；当PTG3输出低电平时，ULN2803A芯片输出低电平，继电器闭合。当蓄电池电压高于50％时，继电器K5闭合，恢复蓄电池供电，之后继电器K4断开，切断高压回路，以此实现双路供电的自动切换。

7.根据权利要求1所述的一种基于HCS08单片机的太阳能交流充电桩控制系统，其特征在于，所述驱动模块电路设计：

将接线端子AC3中脚1接地，脚2与继电器K1中的脚2相连，脚3与继电器K2中的脚2相连；接线端子AC4中1脚与继电器K1中的脚1相连，脚2与继电器K2中的脚1相连，脚3接地；驱动芯片ULN2803A中输入端引脚1～7分别连接单片机I/O口PTD5、PTD4、PTD0、PTG5、PTG4、PTF3、PTG3，脚9接地，脚10连接DC﹢12V电源端，脚12连接继电器K4脚3，脚13、脚14、脚15分别连接线对板连接器LED/SW中的脚3、脚2、脚1，脚16连接继电器K3中的脚4，脚17连接继电器K2中的脚4，脚18连接继电器K1中的脚4，继电器K3中的脚1通过电阻R1和电容C1连接到地，脚2连接到电源DC﹢12V，线对板连接器中脚4与继电器K1中的脚3相连，脚5连接到电源DC﹢12V，脚6通过上拉电阻R2连接到电源VCC，脚7接地；

继电器K1、K2用于控制交流接触器驱动回路的通断，继电器K1中脚1和脚2分别与相线输入输出端相连，控制相线的通断，3脚与外接的急停开关相连，当急停开关没有按下时，3脚与+12V电源短接，急停开关按下时，继电器K1失电断开，4脚作为驱动脚连接到ULN2803A芯片的18脚；继电器K2中脚1和脚2分别与中线输入输出端相连，控制中线的通断，3脚连到+12V电源，4脚作为驱动脚连接到ULN2803A芯片的17脚；单片机端采用低电平驱动方式，当PTD5和PTD4输出低电平时，ULN2803A芯片18脚、17脚输出低电平，继电器K1、K2闭合，继电器K3用于实现PWM输出与+12V输出的切换，通过ULN2803A芯片的16脚驱动，采用低电平驱动方式，当单片机PTD0脚输出低电平时，ULN2803A芯片的16脚输出低电平，K3从+12V切换到PWM输出；ULN2803A芯片13脚、14脚、15脚用于驱动三种颜色的指示灯，单片机引脚PTF3控制红色指示灯的亮灭，PTG4控制黄色指示灯的亮灭，PTG5控制绿色指示灯的亮灭，且皆采用低电平驱动方式。

8.根据权利要求1所述的一种基于HCS08单片机的太阳能交流充电桩控制系统，其特征在于，所述控制导引模块电路设计：

PWM功率放大电路设计：电源VCC串联两个分压电阻R1、R2接地，模拟比较器LM339D中脚7与单片机PWM输出引脚PTD2相连，脚6连接在电阻R1、R2之间，脚3和脚12分别连接电源DC﹢12V和DC-12V，脚1通过上拉电阻R3与电源DC﹢12V相连，脚1与三极管Q1、Q2的脚2相连；电容C2连接在比较器脚1与地之间；电容C3连接正DC﹢12V和DC-12V之间；三极管Q1、Q2的脚1相连，Q1、Q2的脚3分别连接到DC﹢12V和DC-12V；电容C1连接在三极管Q1的脚1和地之间；

PWM峰值检测电路设计：PWM峰值信号通过分压电阻R1和R2分压后输入运算放大器LM324D的脚10；滤波电容C2连接在运算放大器脚10与地之间；运算放大器脚4和脚8分别连接电源DC﹢12V和DC-12V，脚8和脚9相连；二极管D1正极与放大器脚8相连，负极与单片机ADC接口PTA3相连；电阻R3和电容C1并联在二极管D1负极和地之间；利用两个阻值相同的电阻将5V电源电压分压为2.5V作为参考电压，当单片机输出电压大于2.5V则比较器LM339D输出+12V电压，三极管Q1导通，Q2截止，发射极输出+12V电压；当单片机输出电压小于2.5V，则比较器LM339D输出-12V电压，三极管Q2导通，Q1截止，发射极输出-12V电压；将单片机输出的TTL电平转化为±12V PWM信号；LM339D输出端与三极管发射极均采用电容滤除干扰信号；PWM信号在无需检测占空比的情况下，只检测其正向峰值，PWM信号峰值最大为12V，PWM峰值检测电路使用100k和50k两个电阻分压，将缩小为1/3的峰值电压通过运算放大器组成的电压跟随器后，使用由二极管RB521S-30与电阻、电容组成的峰值保持电路，取PWM信号正向峰值，输入单片机ADC接口PTA3中。

9.根据权利要求2所述的一种基于HCS08单片机的太阳能交流充电桩控制系统，其特征在于，所述电压与电流检测模块电路设计：

将单片机PTA1、PTA2两路ADC接口分别作为充电电压、充电电流、检测接口；充电电压、电流均为50Hz工频信号；

电压检测电路设计：将电压互感器ZMPT107脚1连接中线，脚2通过限流电阻R1连接相线，脚3和脚4之间通过采样电阻R2相连，脚3接地，脚4作为信号输入端通过电阻R7和电容C1连接到运算放大器LM324D中的脚3；电阻R7和电容C1之间通过电容C2连接地；放大器脚3通过电阻R3连接地，脚2通过电阻R4连接地，脚1与脚2之间串联电阻R5，脚4和脚11分别连接DC﹢12V和DC-12V；二极管D1正极与放大器脚1相连，负极与单片机ADC接口PTA1相连；电阻R6和电容C3并联在二极管D1负极和地之间；

电流检测电路设计：将电流互感器ZMCT116A脚1作为信号输入端通过电阻R6和电容C1连接到运算放大器LM324D中的脚12，脚2接地，脚3、脚4悬空；电阻R1作为采样电阻连接在电流互感器脚1和地之间；电阻R6和电容C1之间通过电容C2连接地；放大器脚12通过电阻R2连接地，脚13通过电阻R4连接地，脚1与脚2之间串联电阻R4，脚4和脚11分别连接DC﹢12V和DC-12V；二极管D1正极与放大器脚14相连，负极与单片机ADC接口PTA2相连；电阻R5和电容C3并联在二极管D1负极和地之间；

所述电压互感器ZMPT107和电流互感器ZMCT116A将检测信号均转换成电压信号，经过高通滤波器和低通滤波器滤波、放大之后，由二极管RB521S-30与电阻、电容组成的峰值保持电路将电压、电流信号转换为单片机ADC接口能够识别的0～5V的直流信号。