CN112009278A - 开关电路、枪锁驱动电路、方法和充电系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于驱动电路技术领域，提供了开关电路、枪锁驱动电路、方法和充电系统。开关电路包括：第一全控开关互补电路和第二全控开关互补电路；第一全控开关互补电路主要包括：第一输入端、第二输入端、正输出端、负输出端、第一电源端、第二电源端、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一P沟道场效应管和第一N沟道场效应管；第二全控开关互补电路主要包括：第一输入端、第二输入端、正输出端、负输出端、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第二P沟道场效应管和第二N沟道场效应管。本发明的电路结构简单，降低了整体成本；开关电路代替继电器，增加电路的可靠性，避免了驱动信号受到干扰。

Description

开关电路、枪锁驱动电路、方法和充电系统

技术领域

本发明属于驱动电路技术领域，尤其涉及开关电路、枪锁驱动电路、方法和充电系统。

背景技术

为了保证充电安全，在直流充电枪中通常设置枪锁装置。该枪锁装置可以确保在充电过程中充电枪一直被锁定在电动汽车上，从而避免在充电过程中由于枪头脱离导致的放电和拉弧危险。枪锁工作原理类似继电器，当供给+12V电压时，枪锁上锁；当供给-12V电压时，枪锁解锁；当没有电压供给时枪锁保持上一状态，其中，上锁信号和解锁信号的时长必须在200ms～300ms之间，过短则枪锁无法正常工作，过长则枪锁会因发热烧毁。

现阶段，多数充电桩厂家在设计枪锁驱动电路时采用信号级继电器，然而继电器组成的电路一般体积较大，占用PCB板面积大，使得成本增高，而且继电器触点有寿命限制，在带电切换过程中容易受损，增加接触电阻，最终造成无法正常工作。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了开关电路、枪锁驱动电路、方法和充电系统，以解决现有技术中驱动电路面积大，成本高，且采用的信号继电器触点寿命限制，带电切换过程中容易受损，影响驱动电路工作的问题。

本发明实施例的第一方面提供了开关电路，包括：第一全控开关互补电路和第二全控开关互补电路：

所述第一全控开关互补电路包括：第一输入端、第二输入端、正输出端、负输出端、第一电源端、第二电源端、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一P沟道场效应管和第一N沟道场效应管；外部解锁模块的输入端与所述第一全控开关互补电路的第一输入端和第二输入端连接；

所述第一P沟道场效应管的栅极通过所述第八电阻与所述第一全控开关互补电路的第一输入端连接，所述第一P沟道场效应管的源极通过所述第七电阻与所述第一全控开关互补电路的第一输入端连接，所述第一P沟道场效应管的源极还与所述第一全控开关互补电路的第一电源端连接，所述第一P沟道场效应管的漏极与所述第一全控开关互补电路的正输出端连接；

所述第一N沟道场效应管的栅极通过所述第十电阻与所述第一全控开关互补电路的第二输入端连接，所述第一N沟道场效应管的源极通过所述第九电阻与所述第一全控开关互补电路的第二输入端连接，所述第一N沟道场效应管的源极还与所述第一全控开关互补电路的第二电源端连接，所述第一N沟道场效应管的漏极与所述第一全控开关互补电路的负输出端连接；

所述第二全控开关互补电路包括：第一输入端、第二输入端、正输出端、负输出端、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第二P沟道场效应管和第二N沟道场效应管；外部上锁模块的输入端与所述第二全控开关互补电路的第一输入端和第二输入端连接；

所述第二P沟道场效应管的栅极通过所述第十二电阻与所述第二全控开关互补电路的第一输入端连接，所述第二P沟道场效应管的源极通过所述第十一电阻与所述第二全控开关互补电路的第一输入端连接，所述第二P沟道场效应管的源极还与所述第一P沟道场效应管的源极连接，所述第二P沟道场效应管的漏极与所述第二全控开关互补电路的正输出端连接；

所述第二N沟道场效应管的栅极通过所述第十四电阻与所述第二全控开关互补电路的第二输入端连接，所述第二N沟道场效应管的源极通过所述第十三电阻与所述第二全控开关互补电路的第二输入端连接，所述第二N沟道场效应管的源极还与所述第一N沟道场效应管的源极连接，所述第二N沟道场效应管的漏极与所述第二全控开关互补电路的负输出端连接。

本发明实施例的第二方面提供了枪锁驱动电路，包括互锁驱动模块、解锁模块和上锁模块；

所述互锁驱动模块，分别与所述上锁模块和所述解锁模块连接，用于接收外部驱动信号，并根据所述外部驱动信号向所述上锁模块发送上锁信号或向所述解锁模块发送解锁信号；

所述解锁模块，适于与枪锁连接，用于根据所述解锁信号驱动所述枪锁解锁；其中，所述解锁模块包括如实施例的第一方面提供的开关电路中的第一全控开关互补电路，所述第一全控开关互补电路根据所述解锁信号驱动所述枪锁解锁；

所述上锁模块，适于与枪锁连接，用于根据所述上锁信号驱动所述枪锁上锁；其中，所述上锁模块包括如实施例的第一方面提供的开关电路中的第二全控开关互补电路，所述第二全控开关互补电路根据所述上锁信号驱动所述枪锁上锁。

可选的，所述解锁模块还包括：输入端和第一开关元件；

所述解锁模块的输入端通过所述第一开关元件与所述第一全控开关互补电路的第一输入端和第二输入端连接；

所述上锁模块还包括：输入端和第二开关元件；

所述上锁模块的输入端通过所述第二开关元件与所述第二全控开关互补电路的第一输入端和第二输入端连接。

可选的，所述解锁模块还包括：电阻R15、电阻R17和电容C3；

电阻R17的第一端与所述解锁模块的输入端连接，电阻R17的第二端分别与电阻R15的第一端、电容C3的第一端和所述第一开关元件的原边输出端连接；电阻R15的第二端分别与电容C3的第二端、所述第一开关元件的原边输入端和外部电源连接；

所述上锁模块还包括：电阻R18、电阻R16和电容C4；

电阻R18的第一端与所述上锁模块的输入端连接，电阻R18的第二端分别与电阻R16的第一端、电容C4的第一端和所述第二开关元件的原边输出端连接；电阻R16的第二端分别与电容C4的第二端、所述第二开关元件的原边输入端和外部电源连接。

可选的，所述枪锁包括第一控制端和第二控制端；

所述第一全控开关互补电路块的正输出端与所述枪锁的第二控制端连接，所述第一全控开关互补电路的负输出端与所述枪锁的第一控制端连接；在所述第一全控开关互补电路的正输出端给所述枪锁的第二控制端输出正电压，所述第一全控开关互补电路的负输出端给所述枪锁的第一控制端输出零电压或负电压时，所述枪锁解锁；

所述第二全控开关互补电路的正输出端与所述枪锁的第一控制端连接，所述第二全控开关互补电路的负输出端与所述枪锁的第二控制端连接；在所述第二全控开关互补电路的正输出端给所述枪锁的第一控制端输出正电压，所述第二全控开关互补电路的负输出端给所述枪锁的第二控制端输出零电压或负电压时，所述枪锁上锁。

可选的，所述枪锁驱动电路还包括：信号整形模块；

所述互锁驱动模块通过所述信号整形模块分别与所述解锁模块和所述上锁模块连接；

所述信号整形模块用于对所述互锁驱动模块输出的解锁信号或上锁信号的波形进行整形，将整形后的所述解锁信号输出给所述解锁模块，或将整形后的所述上锁信号输出给所述上锁模块。

本发明实施例的第三方面提供了枪锁驱动方法，适用于包括互锁驱动模块、上锁模块和解锁模块的枪锁驱动电路，，所述方法包括：

所述互锁驱动模块接收外部驱动信号，并根据所述外部驱动信号向所述解锁模块发送解锁信号或向所述上锁模块发送上锁信号；

所述解锁模块根据所述解锁信号驱动所述枪锁解锁；其中，所述解锁模块包括如实施例的第一方面提供的开关电路中的第一全控开关互补电路，所述第一全控开关互补电路根据所述解锁信号驱动所述枪锁解锁；或

所述上锁模块根据所述上锁信号驱动所述枪锁上锁；其中，所述上锁模块包括如实施例的第一方面提供的开关电路中的第二全控开关互补电路，所述第二全控开关互补电路根据所述上锁信号驱动所述枪锁上锁。

可选的，所述枪锁驱动方法还包括：

对所述互锁驱动模块输出的解锁信号或上锁信号的波形进行整形，将整形后的所述解锁信号输出给所述解锁模块，或将整形后的所述上锁信号输出给所述上锁模块。

本发明实施例的第四方面提供了充电系统，包括枪锁，还包括与所述枪锁连接的如实施例的第二方面提供的任一项所述的枪锁驱动电路。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

第一全控开关互补电路主要包括：第一输入端、第二输入端、正输出端、负输出端、第一电源端、第二电源端、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一P沟道场效应管和第一N沟道场效应管；第二全控开关互补电路主要包括：第一输入端、第二输入端、正输出端、负输出端、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第二P沟道场效应管和第二N沟道场效应管，结构简单，成本低；第一全控开关互补电路可以驱动枪锁解锁，第二全控开关互补电路可以驱动枪锁上锁，利用全控开关互补电路替代继电器和钳位二极管，有效降低枪锁驱动电路的成本和体积，且场效应管的开关次数无寿命限制，接触电阻基本不变，增加了枪锁驱动电路的可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的枪锁驱动电路的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的互锁驱动模块的电路示意图；

图3是本发明实施例提供的解锁模块和上锁模块的电路示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种枪锁驱动电路的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的信号整形模块的电路示意图；

图6是本发明实施例提供的另一种信号整形模块的电路示意图；

图7是本发明实施例提供的信号整形模块对信号进行整形的效果示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

参见图1，本实施例提供的一种枪锁驱动电路，包括互锁驱动模块100、解锁模块200和上锁模块300。

其中，互锁驱动模块100的输出端分别与上锁模块300的输入端和解锁模块200的输入端连接，互锁驱动模块100的输入端适于与外部控制连接；解锁模块200的输出端适于与枪锁连接；上锁模块300的输出端适于与枪锁连接。

互锁驱动模块100用于接收外部驱动信号，并根据所述外部驱动信号向上锁模块300发送上锁信号或向解锁模块200发送解锁信号；解锁模块200用于根据所述解锁信号驱动所述枪锁解锁。其中，解锁模块200包括第一全控开关互补电路，所述第一全控开关互补电路根据所述解锁信号驱动所述枪锁解锁；上锁模块300用于根据所述上锁信号驱动所述枪锁上锁。其中，上锁模块300包括第二全控开关互补电路，所述第二全控开关互补电路根据所述上锁信号驱动所述枪锁上锁。

具体应用中，为了保证充电安全，在直流充电枪中通常设置枪锁装置。该枪锁装置可以确保在充电过程中充电枪一直被锁定在电动汽车上，从而避免在充电过程中由于枪头脱离导致的放电和拉弧危险。本实施例的枪锁驱动电路应用于充电系统中。

例如，当外部控制器向互锁驱动模块100发送所述外部驱动信号后，互锁驱动模块100根据所述外部驱动信号向上锁模块300发送上锁信号，上锁模块300中的第二全控开关互补电路根据所述上锁信号驱动枪锁上锁；当互锁驱动模块100根据所述外部驱动信号向解锁模块200发送解锁信号，解锁模块200中的第一全控开关互补电路根据所述解锁信号驱动所述枪锁解锁；当互锁驱动模块100没有接收所述外部驱动信号时，枪锁保持上一状态。

上述枪锁驱动电路中，通过互锁驱动模块100接收外部驱动信号，同时根据所述外部驱动信号向上锁模块300发送上锁信号或向解锁模块200发送解锁信号，减少驱动信号的干扰，避免误驱动现象；解锁模块200中的第一全控开关互补电路根据所述解锁信号驱动所述枪锁解锁，上锁模块300中的第二全控开关互补电路根据所述上锁信号驱动所述枪锁上锁，省掉了专用驱动芯片，降低成本和设计复杂性，利用全控开关互补电路替代继电器和钳位二极管，有效降低枪锁驱动电路的成本和体积，且场效应管的开关次数无寿命限制，接触电阻基本不变，增加了枪锁驱动电路的可靠。

一个实施例中，所述外部驱动信号可以包括外部解锁驱动信号和外部上锁驱动信号。

互锁驱动模块100具体用于：根据外部解锁驱动信号和外部上锁驱动信号，向解锁模块200发送解锁信号；或

根据所述外部解锁驱动信号向解锁模块200发送解锁信号；或

根据所述外部上锁驱动信号向上锁模块300发送上锁信号。

具体应用中，由于外部控制器发出信号易受到干扰，向互锁驱动模块100发出的所述外部驱动信号很有可能会同时包括外部解锁驱动信号和外部上锁驱动信号，本实施例设置了解锁优先级高于上锁，保证了充电出现问题时可以及时拔枪，充电汽车可以及时脱离。上锁信号和解锁信号的具体逻辑如表1。

表1：上锁信号和解锁信号的逻辑关系

解锁信号	上锁信号	有效信号
			1	1	解锁
1	0	解锁
			0	1	上锁
0	0	保持

其中，1代表信号有效，0代表信号无效。

具体的，由表1可知，本实施例设置解锁优先级高于上锁。例如，互锁驱动模块100同时接收到外部解锁驱动信号和外部上锁驱动信号，则输出解锁信号；或互锁驱动模块100根据外部解锁驱动信号输出解锁信号；或互锁驱动模块100根据所述外部上锁驱动信号输出上锁信号；同时，互锁驱动模块100如果没有接收到外部驱动信号，则控制解锁模块200或上锁模块300保持上一次驱动信号的状态。

一个实施例中，参见图2，互锁驱动模块100包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第二输出端、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第一电容C1、第二电容C2、第一三极管Q1、第二三极管Q2和第一场效应管Q3。

具体的，第一三极管Q1的基极通过第一电阻R1与互锁驱动模块100的第一输入端连接，第一三极管Q1的基极还通过第二电阻R2与第一三极管Q1的发射极连接，第一三极管Q1的发射极接地(0V)，第一三极管Q1的集电极与互锁驱动模块100的第一输出端连接；第一电容C1与第二电阻R2并联。

第一场效应管Q3的栅极通过第三电阻R3与互锁驱动模块100的第二输入端连接，第一场效应管Q3的栅极还通过第四电阻R4与第一场效应管Q3的源极连接，第一场效应管Q3的源极接地(0V)；第一场效应管Q3的漏极与互锁驱动模块100的第二输出端连接；第二电容C2与第四电阻R4并联。本实施例中，第一场效应管Q3可以是N沟道场效应管。

第二三极管Q2的基极通过第五电阻R5与互锁驱动模块100的第一输入端连接，第二三极管Q2的基极还通过第六电阻R6与第二三极管Q2的发射极连接，第二三极管Q2的发射极接地(0V)，第二三极管Q2的集电极与第一场效应管Q3的栅极连接。本实施例中，第一三极管Q1和第二三极管Q2可以为NPN型三极管。

互锁驱动模块100的第一输出端与解锁模块200连接，互锁驱动模块100的第二输出端与上锁模块300连接。互锁驱动模块100通过第一输出端向解锁模块200发送解锁信号；互锁驱动模块100通过第二输出端向上锁模块300发送上锁信号。

具体的，结合图2，互锁驱动模块100接收外部驱动信号，当外部驱动信号同时为外部解锁驱动信号和外部上锁驱动信号时，或当外部驱动信号为外部解锁驱动信号时，即外部解锁驱动信号为高电平时，第二三极管Q2首先导通，第一场效应管Q3截止，输出驱动信号为低电平，使得外部上锁驱动信号无效，即互锁驱动模块100的第二输出端输出无效信号，同时第一三极管Q1导通，互锁驱动模块100的第一输出端向解锁模块200输出解锁信号。

当外部驱动信号为外部上锁驱动信号时，即外部上锁驱动信号为高电平时，第二三极管Q2首先导通，第一三极管Q1截止，第一场效应管Q3导通并向上锁模块300输出上锁信号。

上述互锁驱动模块100，采用两个三极管和一个场效应管组成控制电路，相比同类电路采用晶体管个数少；通过第一电容C1和第二电容C2保障了驱动信号的时序，有效保障互锁信号先于驱动信号动作，即保证第二三极管Q2优先开通，第一三极管Q1和第一场效应管Q3延后开通，可以有效避免竞争冒险；同时解锁优先级高于上锁，保证充电出现问题时可以及时拔枪，电动汽车可以迅速撤离，可以有效避免由于电平相近导致的误导通，与采用专用芯片控制相比，大大节省了成本，简化了电路设计。

一个实施例中，参见如3，所述第一全控开关互补电路包括：第一输入端、第二输入端、正输出端、负输出端、第一电源端、第二电源端、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第一P沟道场效应管Qp1和第一N沟道场效应管Qn1。

第一P沟道场效应管Qp1的栅极通过第八电阻R8与第一全控开关互补电路的第一输入端连接，第一P沟道场效应管Qp1的源极通过第七电阻R7与第一全控开关互补电路的第一输入端连接，第一P沟道场效应管Qp1的源极还与第一全控开关互补电路的第一电源端连接，第一P沟道场效应管Qp1的漏极与第一全控开关互补电路的正输出端连接。

第一N沟道场效应管Qn1的栅极通过第十电阻R10与第一全控开关互补电路的第二输入端连接，第一N沟道场效应管Qn1的源极通过第九电阻R9与第一全控开关互补电路的第二输入端连接，第一N沟道场效应管Qn1的源极还与第一全控开关互补电路的第二电源端连接，第一N沟道场效应管Qn1的漏极与第一全控开关互补电路的负输出端连接。

第一全控开关互补电路的第一电源端和第二电源端，一端接外部电源VCC，一端接地，具体哪一端接地或哪一段接外部电源VCC，本实施例不做限定。例如如3，第一电源端接外部电源VCC，第二电源端接地，也可以第二电源端接外部电源VCC，第一电源端接地。

所述第二全控开关互补电路包括：第一输入端、第二输入端、正输出端、负输出端、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第二P沟道场效应管Qp2和第二N沟道场效应管Qn2。

第二P沟道场效应管Qp2的栅极通过第十二电阻R12与第二全控开关互补电路的第一输入端连接，第二P沟道场效应管Qp2的源极通过第十一电阻R11与第二全控开关互补电路的第一输入端连接，第二P沟道场效应管Qp2的源极还与第一P沟道场效应管Qp1的源极连接，第二P沟道场效应管Qp2的漏极与第二全控开关互补电路的正输出端连接。

第二N沟道场效应管Qn2的栅极通过第十四电阻R14与第二全控开关互补电路的第二输入端连接，第二N沟道场效应管Qn2的源极通过第十三电阻R13与第二全控开关互补电路的第二输入端连接，第二N沟道场效应管Qn2的源极还与第一N沟道场效应管Qn1的源极连接，第二N沟道场效应管Qn2的漏极与第二全控开关互补电路的负输出端连接。

一个实施例中，解锁模块200还包括：输入端和第一开关元件IC1。解锁模块200的输入端通过第一开关元件IC1与第一全控开关互补电路的第一输入端和第二输入端连接。第一开关元件IC1用于控制第一全控开关互补电路导通。

上锁模块300还包括：输入端和第二开关元件IC2。上锁模块300的输入端通过第二开关元件IC2与第二全控开关互补电路的第一输入端和第二输入端连接。第二开关元件IC2用于控制第二全控开关互补电路导通。

其中，第一开关元件IC1和第二开关元件IC2可以为隔离开关。第一开关元件IC1和第二开关元件IC2可以对接收的驱动信号进行隔离，减少信号干扰，以满足安规要求，使整个电路具有隔离特性，可以应用于需要电气隔离的系统。

本实施例中，第一开关元件IC1和第二开关元件IC2可以为光耦开关。

具体的，参见图3，解锁模块200中，第一开关元件IC1的原边输入端和原边输出端均与解锁模块200的输入端连接，第一开关元件IC1的副边输入端与第七电阻R7的第一端连接，第一开关元件IC1的副边输出端与第九电阻R9的第一端连接。上锁模块300中，第二开关元件IC2的原边输入端和原边输出端均与上锁模块300的输入端连接，第二开关元件IC2的副边输入端与第十一电阻R11的第一端连接，第二开关元件IC2的副边输出端与第十三电阻R13的第一端连接。

一个实施例中，参见图1和图3，枪锁CN1包括第一控制端(1引脚)和第二控制端(2引脚)。

第二全控开关互补电路的正输出端与枪锁CN1的1引脚连接，所述第二全控开关互补电路的负输出端与枪锁CN1的2引脚连接；在所述第二全控开关互补电路的正输出端给枪锁CN1的1引脚输出正电压，所述第二全控开关互补电路的负输出端给枪锁CN1的2引脚输出零电压或负电压时，枪锁CN1上锁。

第一全控开关互补电路的正输出端与枪锁CN1的2引脚连接，第一全控开关互补电路的负输出端与枪锁CN1的1引脚连接；在第一全控开关互补电路的正输出端给枪锁CN1的2引脚输出正电压，第一全控开关互补电路的负输出端给枪锁CN1的1引脚输出零电压或负电压时，枪锁CN1解锁。

示例性的，如图3，第一P沟道场效应管Qp1的漏极与枪锁CN1的2引脚连接，第一N沟道场效应管Qn1的漏极与枪锁CN1的1引脚连接；第二P沟道场效应管Qp2的漏极与枪锁CN1的1引脚连接，第二N沟道场效应管Qn2的漏极与枪锁CN1的2引脚连接。

一个实施例中，解锁模块200还包括：电阻R15、电阻R17、电容C3。

具体的，电阻R17的第一端与解锁模块200的输入端连接，电阻R17的第二端分别与电阻R15的第一端、电容C3的第一端和开关元件IC1的原边输出端连接；电阻R15的第二端分别与电容C3的第二端、开关元件IC1的原边输入端和外部电源VCC2连接。电阻R17可以避免解锁模块200的电路过流，电阻R15和电容C3并联，可以防止第一开关元件IC1原边两端有干扰信号引入。

上锁模块300还可以包括：电阻R18、电阻R16、电容C4。

具体的，电阻R18的第一端与上锁模块300的输入端连接，电阻R18的第二端分别与电阻R16的第一端、电容C4的第一端和第二开关元件IC2的原边输出端连接；电阻R16的第二端分别与电容C4的第二端、第二开关元件IC2的原边输入端和外部电源VCC2连接。电阻R18可以避免上锁模块300的电路过流，电阻R16和电容C1并联，可以防止第二开关元件IC2原边两端有干扰信号引入。

上述解锁模块200和上锁模块300，利用全控开关互补电路替代继电器和钳位二极管，有效降低成本和体积，与专用控制芯片相比，大大节省了成本，简化了电路设计，而且开关元件IC1和IC2使得外部驱动信号和实际的枪锁驱动信号构成隔离，有效避免干扰和安规问题；另外，与采用继电器驱动的枪锁相比，本实施例的全控开关互补电路更加可靠，开关次数没有限制，整体体积和布板面积减小。

一个实施例中，参见图4，所述枪锁驱动电路还包括：信号整形模块400。

互锁驱动模块100通过信号整形模块400分别与解锁模块200和上锁模块300连接。具体的，互锁驱动模块100的第一输出端通过信号整形模块400与解锁模块200的输入端连接，互锁驱动模块100的第二输出端通过信号整形模块400与上锁模块300的输入端连接。

信号整形模块400用于对互锁驱动模块100输出的解锁信号或上锁信号的波形进行整形，将整形后的所述解锁信号输出给解锁模块200，或将整形后的所述上锁信号输出给上锁模块300，如图7，为信号整形模块对信号进行整形的效果示意图。

一个实施例中，如图5，信号整形模块400可以包括：电阻R19、电容C5、与非门ICA和与非门ICB。

电阻R19的第一端与电容C5的第一端和与非门ICB的第二输入引脚连接，电阻R19的第二端与与非门ICA的第一输入引脚和第二输入引脚、信号整形模块400的输入端连接；电容C5的第二端接地(0V)；与非门ICA的输出引脚与与非门ICB的第一输入引脚连接，与非门ICB的输出引脚与信号整形模块400的输出端连接。

信号整形模块400可以将互锁驱动信号输出的任一种波形整形为：如图7，波形在下降沿时刻输出一个宽度为200ms～300ms的低电平；这样的波形不会使枪锁长时间处于+12V电压下，保护枪锁安全。另外的实施例中，可以采用波形在上升沿时刻输出一个宽度一定的高电平，同样可以实现对互锁驱动信号进行波形整形。

另一个实施例中，如图6，信号整形模块400可以包括：电阻R20、电阻R21、电阻R22、三极管Q4、电容C6、与非门ICA和与非门ICB。

三极管Q4的基极与信号整形模块400的输入端连接，三极管Q4的基极通过电阻R20与三极管Q4的集电极连接，三极管Q4的集电极接地(0V)，三极管Q4的发射极通过电阻R21与外部电源VCC连接，三极管Q4的发射极还通过电阻R22与与非门ICB的第二输入引脚和电容C6的第一端连接；电容C6的第二端与三极管Q4的集电极连接；与非门ICA的第一输入引脚和第二输入引脚均与信号整形模块400的输入端连接，与非门ICA的输出引脚与与非门ICB的第一输入引脚连接；与非门ICB的输出引脚与信号整形模块400的的输出端连接。

本实施例中，与非门ICA和与非门ICB均可以为CD4011BM96芯片。应理解，本实施例的信号整形模块400不仅限于上述实施例的电路结构，还以为其他可实现信号整形的芯片等。

下面根据本发明实施例对枪锁驱动电路工作过程进行具体描述：

互锁驱动模块100接收外部驱动信号，当外部驱动信号同时为外部解锁驱动信号和外部上锁驱动信号时，或当外部驱动信号为外部解锁驱动信号时，即外部解锁驱动信号为高电平时，第二三极管Q2首先导通，第一场效应管Q3截止，使互锁驱动模块100的第二输出端输出无效信号，第一三极管Q1导通，向与互锁驱动模块100的第一输出端连接的信号整形模块400发送解锁信号，然后信号整形模块400将整形后的解锁信号发送给解锁模块200，第一开关元件IC1导通，第一P沟道场效应管Qp1导通向枪锁CN1的2引脚(第二控制端)输出正电压，第一N沟道场效应管Qn1导通向枪锁CN1的1引脚(第一控制端)输出零电压，枪锁CN1解锁。

当外部驱动信号为外部上锁驱动信号时，即外部上锁驱动信号为高电平时，第一三极管Q1截止，第一场效应管Q3导通，向与互锁驱动模块100的第二输出端连接的信号整形模块400发送上锁信号，然后信号整形模块400将整形后的上锁信号发送给上锁模块300，第二开关元件IC2导通，第二P沟道场效应管Qp2导通向枪锁CN1的1引脚(第一控制端)输出正电压，第二N沟道场效应管Qn2导通向枪锁CN1的2引脚(第二控制端)输出零电压，枪锁CN1上锁。

当外部上锁驱动信号和外部解锁驱动信号皆为低电平时，枪锁CN1处于保持状态。

上述实施例中，通过互锁驱动模块100接收外部驱动信号，同时根据所述外部驱动信号向上锁模块300发送上锁信号或向解锁模块200发送解锁信号，减少驱动信号的干扰，避免误驱动现象；解锁模块200中的第一全控开关互补电路根据所述解锁信号驱动所述枪锁解锁，上锁模块300中的第二全控开关互补电路根据所述上锁信号驱动所述枪锁上锁，省掉了专用驱动芯片，降低成本和设计复杂性，利用全控开关互补电路替代继电器和钳位二极管，有效降低枪锁驱动电路的成本和体积，且场效应管的开关次数无寿命限制，接触电阻基本不变，增加了枪锁驱动电路的可靠，第一开关元件IC1和第二开关元件IC2对驱动信号进行隔离，减少信号干扰，以满足安规要求，使整个电路具有隔离特性，可以应用于需要电气隔离的系统；另外信号整形模块400对驱动信号进行整形，防止枪锁一直处于工作状态下，保护枪锁，提高电路稳定性。

实施例二

对应于实施例一中的枪锁驱动电路，本实施例提供了枪锁驱动方法，详述如下：

互锁驱动模块接收外部驱动信号，并根据所述外部驱动信号向所述解锁模块发送解锁信号或向所述上锁模块发送上锁信号。

所述解锁模块根据所述解锁信号驱动所述枪锁解锁，其中，所述解锁模块包括第一全控开关互补电路，所述第一全控开关互补电路根据所述解锁信号驱动所述枪锁解锁；或

所述上锁模块根据所述上锁信号驱动所述枪锁上锁，其中，所述上锁模块包括第二全控开关互补电路，所述第二全控开关互补电路根据所述上锁信号驱动所述枪锁上锁。

一个实施例中，所述枪锁驱动方法还包括：

对所述互锁驱动模块输出的解锁信号或上锁信号的波形进行整形，将整形后的所述解锁信号输出给所述解锁模块，或将整形后的所述上锁信号输出给所述上锁模块。

一个实施例中，所述外部驱动信号包括外部解锁驱动信号和外部上锁驱动信号。

所述根据所述外部驱动信号向所述上锁模块发送上锁信号或向所述解锁模块发送解锁信号包括：

根据外部解锁驱动信号和外部上锁驱动信号，向所述解锁模块发送解锁信号；或

根据所述外部解锁驱动信号向所述解锁模块发送解锁信号；或

根据所述外部上锁驱动信号向所述上锁模块发送上锁信号。

上述枪锁驱动方法中，通过互锁驱动模块接收外部驱动信号，同时根据所述外部驱动信号向上锁模块发送上锁信号或向解锁模块发送解锁信号，减少驱动信号的干扰，避免误驱动现象；解锁模块中的第一全控开关互补电路根据所述解锁信号驱动所述枪锁解锁，上锁模块中的第二全控开关互补电路根据所述上锁信号驱动所述枪锁上锁，省掉了专用驱动芯片，降低成本和设计复杂性，利用全控开关互补电路替代继电器和钳位二极管，有效降低枪锁驱动电路的成本和体积，且场效应管的开关次数无寿命限制，接触电阻基本不变，增加了枪锁驱动电路的可靠；对驱动信号进行整形，防止枪锁一直处于工作状态下，保护枪锁，提高电路稳定性。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

实施例三

本实施例提供了充电系统，包括枪锁，还包括上述实施例一中提供的任一种枪锁驱动电路，也具有上述任一种所述的枪锁驱动电路的有益效果。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.开关电路，其特征在于，包括：第一全控开关互补电路和第二全控开关互补电路：

所述第一全控开关互补电路包括：第一输入端、第二输入端、正输出端、负输出端、第一电源端、第二电源端、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一P沟道场效应管和第一N沟道场效应管；外部解锁模块的输入端与所述第一全控开关互补电路的第一输入端和第二输入端连接；

所述第一P沟道场效应管的栅极通过所述第八电阻与所述第一全控开关互补电路的第一输入端连接，所述第一P沟道场效应管的源极通过所述第七电阻与所述第一全控开关互补电路的第一输入端连接，所述第一P沟道场效应管的源极还与所述第一全控开关互补电路的第一电源端连接，所述第一P沟道场效应管的漏极与所述第一全控开关互补电路的正输出端连接；

所述第一N沟道场效应管的栅极通过所述第十电阻与所述第一全控开关互补电路的第二输入端连接，所述第一N沟道场效应管的源极通过所述第九电阻与所述第一全控开关互补电路的第二输入端连接，所述第一N沟道场效应管的源极还与所述第一全控开关互补电路的第二电源端连接，所述第一N沟道场效应管的漏极与所述第一全控开关互补电路的负输出端连接；

所述第二全控开关互补电路包括：第一输入端、第二输入端、正输出端、负输出端、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第二P沟道场效应管和第二N沟道场效应管；外部上锁模块的输入端与所述第二全控开关互补电路的第一输入端和第二输入端连接；

所述第二P沟道场效应管的栅极通过所述第十二电阻与所述第二全控开关互补电路的第一输入端连接，所述第二P沟道场效应管的源极通过所述第十一电阻与所述第二全控开关互补电路的第一输入端连接，所述第二P沟道场效应管的源极还与所述第一P沟道场效应管的源极连接，所述第二P沟道场效应管的漏极与所述第二全控开关互补电路的正输出端连接；

所述第二N沟道场效应管的栅极通过所述第十四电阻与所述第二全控开关互补电路的第二输入端连接，所述第二N沟道场效应管的源极通过所述第十三电阻与所述第二全控开关互补电路的第二输入端连接，所述第二N沟道场效应管的源极还与所述第一N沟道场效应管的源极连接，所述第二N沟道场效应管的漏极与所述第二全控开关互补电路的负输出端连接。

2.枪锁驱动电路，其特征在于，包括互锁驱动模块、解锁模块和上锁模块；

所述互锁驱动模块，分别与所述上锁模块和所述解锁模块连接，用于接收外部驱动信号，并根据所述外部驱动信号向所述上锁模块发送上锁信号或向所述解锁模块发送解锁信号；

所述解锁模块，适于与枪锁连接，用于根据所述解锁信号驱动所述枪锁解锁；其中，所述解锁模块包括如权利要求1所述的开关电路中的第一全控开关互补电路，所述第一全控开关互补电路根据所述解锁信号驱动所述枪锁解锁；

所述上锁模块，适于与枪锁连接，用于根据所述上锁信号驱动所述枪锁上锁；其中，所述上锁模块包括如权利要求1所述的开关电路中的第二全控开关互补电路，所述第二全控开关互补电路根据所述上锁信号驱动所述枪锁上锁。

3.如权利要求2所述的枪锁驱动电路，其特征在于，所述解锁模块还包括：输入端和第一开关元件；

所述解锁模块的输入端通过所述第一开关元件与所述第一全控开关互补电路的第一输入端和第二输入端连接；

所述上锁模块还包括：输入端和第二开关元件；

所述上锁模块的输入端通过所述第二开关元件与所述第二全控开关互补电路的第一输入端和第二输入端连接。

4.如权利要求3所述的枪锁驱动电路，其特征在于，所述解锁模块还包括：电阻R15、电阻R17和电容C3；

电阻R17的第一端与所述解锁模块的输入端连接，电阻R17的第二端分别与电阻R15的第一端、电容C3的第一端和所述第一开关元件的原边输出端连接；电阻R15的第二端分别与电容C3的第二端、所述第一开关元件的原边输入端和外部电源连接；

所述上锁模块还包括：电阻R18、电阻R16和电容C4；

电阻R18的第一端与所述上锁模块的输入端连接，电阻R18的第二端分别与电阻R16的第一端、电容C4的第一端和所述第二开关元件的原边输出端连接；电阻R16的第二端分别与电容C4的第二端、所述第二开关元件的原边输入端和外部电源连接。

5.如权利要求2所述的枪锁驱动电路，其特征在于，所述枪锁包括第一控制端和第二控制端；

所述第一全控开关互补电路块的正输出端与所述枪锁的第二控制端连接，所述第一全控开关互补电路的负输出端与所述枪锁的第一控制端连接；在所述第一全控开关互补电路的正输出端给所述枪锁的第二控制端输出正电压，所述第一全控开关互补电路的负输出端给所述枪锁的第一控制端输出零电压或负电压时，所述枪锁解锁；

所述第二全控开关互补电路的正输出端与所述枪锁的第一控制端连接，所述第二全控开关互补电路的负输出端与所述枪锁的第二控制端连接；在所述第二全控开关互补电路的正输出端给所述枪锁的第一控制端输出正电压，所述第二全控开关互补电路的负输出端给所述枪锁的第二控制端输出零电压或负电压时，所述枪锁上锁。

6.如权利要求2至5任一项所述的枪锁驱动电路，其特征在于，所述枪锁驱动电路还包括：信号整形模块；

所述互锁驱动模块通过所述信号整形模块分别与所述解锁模块和所述上锁模块连接；

所述信号整形模块用于对所述互锁驱动模块输出的解锁信号或上锁信号的波形进行整形，将整形后的所述解锁信号输出给所述解锁模块，或将整形后的所述上锁信号输出给所述上锁模块。

7.枪锁驱动方法，适用于包括互锁驱动模块、上锁模块和解锁模块的枪锁驱动电路，其特征在于，所述方法包括：

所述互锁驱动模块接收外部驱动信号，并根据所述外部驱动信号向所述解锁模块发送解锁信号或向所述上锁模块发送上锁信号；

所述解锁模块根据所述解锁信号驱动所述枪锁解锁；其中，所述解锁模块包括如权利要求1所述的开关电路中的第一全控开关互补电路，所述第一全控开关互补电路根据所述解锁信号驱动所述枪锁解锁；或

所述上锁模块根据所述上锁信号驱动所述枪锁上锁；其中，所述上锁模块包括如权利要求1所述的开关电路中的第二全控开关互补电路，所述第二全控开关互补电路根据所述上锁信号驱动所述枪锁上锁。

8.如权利要求7所述的枪锁驱动方法，其特征在于，所述枪锁驱动方法还包括：

对所述互锁驱动模块输出的解锁信号或上锁信号的波形进行整形，将整形后的所述解锁信号输出给所述解锁模块，或将整形后的所述上锁信号输出给所述上锁模块。

9.充电系统，包括枪锁，其特征在于，还包括与所述枪锁连接的如权利要求2至6的任一项所述的枪锁驱动电路。

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