CN109921489A - 一种接触式低压直流自动充电系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于充电技术领域，具体涉及一种接触式低压直流自动充电系统及方法，包括充电桩和移动设备，所述充电桩包括依次相连的电源模块、充电板以及第一电极；所述移动设备包括依次连接的第二电极、控制板和电池；所述充电板包括第一MCU、保护电路、电压检测模块和光耦传感器，所述保护电路、电压检测模块和光耦传感器均与第一MCU连接；所述控制板包括第二MCU、5V检测电路和电压比较电路，所述第二MCU与5V检测电路连接；控制板在未充电时第二电极无电压输出，当5V检测电路检测到第二电极有5V电压信号时，第二MCU打开第二电极与电池的通路，电池电压会输出到第二电极，输出电压激活充电桩。
Description
技术领域
本发明属于充电技术领域，具体涉及一种接触式低压直流自动充电系统及方法。
背景技术
现有技术中有两种技术方案，1、充电桩电极持续有充电电压输出，移动设备充电电极直接接触充电桩，接触充电；2、充电桩配置有控制芯片，通过光学传感器或压力传感器等传感器来获取接触状态，来打开充电桩电极输出。方案1的缺点大电流直接接触会导致接触打火现象，充电电极输出电流较大，过流保护门限值高，如过有金属丝等导电材质短路充电桩电极时容易造成明火；同时接触瞬间电压浪涌较大容易烧毁电路的元器件。方案2的接触状态检测容易出现误判导致充电桩电极打开，安全可靠性低，移动端无法获取充电状态，不利于移动端做决策。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术缺陷，本发明提出了一种接触式低压直流自动充电系统及方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种接触式低压直流自动充电系统，包括充电桩和移动设备，所述充电桩包括依次相连的电源模块、充电板以及第一电极；所述移动设备包括依次连接的第二电极、控制板和电池；所述充电板包括第一MCU、保护电路、电压检测模块和光耦传感器，所述保护电路、电压检测模块和光耦传感器均与第一MCU连接；所述控制板包括第二MCU、5V检测电路和电压比较电路，所述第二MCU与5V检测电路连接；控制板在未充电时第二电极无电压输出，当5V检测电路检测到第二电极有5V电压信号时，第二MCU打开第二电极与电池的通路，电池电压会输出到第二电极，输出电压激活充电桩。
优选的，所述充电板还包括继电器，连接在电源输入端与第一电极之间。
优选的，所述控制板还包括继电器，连接在第二电极与电压比较电路之间，用于控制第二电极与电池的电路通断。
优选的，所述控制板具备电压检测、过流保护和接触信号检测功能。
优选的，所述充电板具备反向电压检测和过流保护功能。
优选的，所述光耦传感器用于检测电极接触信号。
优选的，所述电源模块用于将220V交流电转换为24V直流电。
一种安全接触式低压直流自动充电方法，包括步骤：
1)检测到移动设备接触到充电桩；
2)通过控制板MCU检测电极电压；
3)判断是否有5V电压信号；若是，打开控制板继电器，电池电压倒灌输出至电极；否则不打开；
4)充电板MCU检测倒灌的电压，同时通过光耦传感器获取电极接触状态；
5)判断是否同时检测到倒灌的电压和光耦信号，若是，打开充电板继电器开始充电，给移动设备充电；否则不打开充电板继电器。
进一步包括，当移动设备主动和充电桩断开时，充电板和控制板检测不到相应信号，充电板MCU控制充电板继电器关闭输出。
还涉及一种非易失性存储介质，包括一条或多条计算机指令，所述一条或多条计算机指令在执行时实现上述充电方法。
与现有技术相比，本发明至少具有下述的有益效果或优点：
1)先接触再通导，减小电压浪涌，较少器件烧毁，提供产品质量，节约成本；避免充电桩误判导致充电电极打开，出现短路的安全隐患；
2)在不充电的情况下移动设备电极无电压输出，充电桩电极只有5V的小电压输出，避免大功率输出导致明火现象，安全性更高；
3)提供接触状态检测，有利于移动端设备上层做决策。
附图说明
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明；
图1为本发明的接触式低压直流自动充电系统结构图；
图2为本发明的充电板的反向电压检测和过流保护电路结构图；
图3为本发明的控制板的电压检测、过流保护和接触信号检测电路结构图；
图4为本发明的接触式低压直流自动充电方法流程图。
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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种接触式低压直流自动充电系统，如图1所示，包括充电桩和移动设备，所述充电桩包括依次相连的电源模块、充电板以及第一电极；所述移动设备包括依次连接的第二电极、控制板和电池；所述充电板包括第一MCU、保护电路、电压检测模块和光耦传感器，所述保护电路、电压检测模块和光耦传感器均与第一MCU连接；所述控制板包括第二MCU、5V检测电路和电压比较电路，所述第二MCU与5V检测电路连接；控制板在未充电时第二电极无电压输出，当5V检测电路检测到第二电极有5V电压信号时，第二MCU打开第二电极与电池的通路，电池电压会输出到第二电极，输出电压激活充电桩。
充电板还包括继电器，连接在电源输入端与第一电极之间；
控制板还包括继电器，连接在第二电极与电压比较电路之间，用于控制第二电极与电池的电路通断；
所述电源模块用于将220V交流电转换为24V直流电。
充电板具备反向电压检测和过流保护功能，同时具备压合光耦传感器检测电极接触功能；未充电状态下充电板关闭充电桩电极充电电压，打开5V的检测信号电压，这时候如果电极短路只需要一个很小的电流就个使检测信号短路不会出现烧毁或明火，起到安全作用；原理如图2所示。
控制板具备电压检测、过流保护和接触信号检测功能。控制板在未充电时电极无电压输出，当电极检测到5V信号电压时，主控会打开设备电极与电池的通路，电池电压会输出到电极，输出电压激活充电桩；原理如图3所示。
充电流程如图4所示，在移动设备未接触前充电桩只有5V检测电压输出，移动设备无电压输出，当移动设备接触到充电桩时，移动端检测到5V电压，MCU打开继电器电池输出到电极电池当前电压，充电桩MCU检测到电池电压，同时光耦传感器获取接触状态，充电桩MCU打开继电器输出电压，完成给移动设备的充电，当移动设备主动和充电桩断开时，充电板和控制板上的检测不到相应信号，MCU控制继电器关闭输出，起到安全保护作用。具体步骤如下：
1)检测到移动设备接触到充电桩；
2)通过控制板MCU检测电极电压；
3)判断是否有5V电压信号；若是，打开控制板继电器，电池电压倒灌输出至电极；否则不打开；
4)充电板MCU检测倒灌的电压，同时通过光耦传感器获取电极接触状态；
5)判断是否同时检测到倒灌的电压和光耦信号，若是，打开充电板继电器开始充电，完成给移动设备的充电；否则不打开充电板继电器。
本发明还提供了一种非易失性存储介质，其包括一条或多条计算机指令，所述一条或多条计算机指令在执行时实现上述充电方法。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，同样属于本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种接触式低压直流自动充电系统，包括充电桩和移动设备，所述充电桩包括依次相连的电源模块、充电板以及第一电极；所述移动设备包括依次连接的第二电极、控制板和电池；其特征在于，所述充电板包括第一MCU、保护电路、电压检测模块和光耦传感器，所述保护电路、电压检测模块和光耦传感器均与第一MCU连接；所述控制板包括第二MCU、5V检测电路和电压比较电路，所述第二MCU与5V检测电路连接；控制板在未充电时第二电极无电压输出，当5V检测电路检测到第二电极有5V电压信号时，第二MCU打开第二电极与电池的通路，电池电压会输出到第二电极，输出电压激活充电桩。
2.根据权利要求1所述的接触式低压直流自动充电系统，其特征在于，所述充电板还包括继电器，连接在电源输入端与第一电极之间。
3.根据权利要求1所述的接触式低压直流自动充电系统，其特征在于，所述控制板还包括继电器，连接在第二电极与电压比较电路之间，用于控制第二电极与电池的电路通断。
4.根据权利要求1所述的接触式低压直流自动充电系统，其特征在于，所述控制板具备电压检测、过流保护和接触信号检测功能。
5.根据权利要求1所述的接触式低压直流自动充电系统，其特征在于，所述充电板具备反向电压检测和过流保护功能。
6.根据权利要求1所述的接触式低压直流自动充电系统，其特征在于，所述光耦传感器用于检测电极接触信号。
7.根据权利要求1所述的接触式低压直流自动充电系统，其特征在于，所述电源模块用于将220V交流电转换为24V直流电。
8.一种接触式低压直流自动充电方法，其特征在于，包括步骤：
1)检测到移动设备接触到充电桩；
2)通过控制板MCU检测电极电压；
3)判断是否有5V电压信号；若是，打开控制板继电器，电池电压倒灌输出至电极；否则不打开；
4)充电板MCU检测倒灌的电压，同时通过光耦传感器获取电极接触状态；
5)判断是否同时检测到倒灌的电压和光耦信号，若是，打开充电板继电器开始充电，给移动设备充电；否则不打开充电板继电器。
9.根据权利要求8所述的接触式低压直流自动充电方法，其特征在于，进一步包括，当移动设备主动和充电桩断开时，充电板和控制板检测不到相应信号，充电板MCU控制充电板继电器关闭输出。
10.一种非易失性存储介质，其特征在于，包括一条或多条计算机指令，所述一条或多条计算机指令在执行时实现权利要求8-9任一所述的充电方法。
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