CN112087040A - 一种便携式电动汽车交流充电控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种便携式电动汽车交流充电控制装置，包括内置单片机的主控模块、功率调节模块；所述的功率调节模块包括将特定交流插座上的一个Signal信号(可接插座内的火线或悬空)进行转换，转换成50Hz50％占空比的脉冲信号或0V无脉冲的转换装置，所述的转换装置输出的50Hz50％占空比的脉冲信号输入到主控模块中的单片机中，在单片机中单片机通过外部中断检测所述的脉冲信号，若是持续有脉冲信号被检测到，则控制输出控制信号的PWM的占空比为对应于第一输出功率的第一占空比，若是脉冲信号检测不到，则控制出输出控制信号的PWM的占空比为对应于第二输出功率的第二占空比。本发明提供一种具有能够自动调节输出功率的自动功率调节模块，满足市场的需要。

Description

一种便携式电动汽车交流充电控制装置
技术领域
本发明涉及便携式电动汽车交流充电控制装置。
背景技术
随着新能源汽车市场进入高速增长期，电动汽车的充电设施也越来越多，国家发改委将其列入新基建范围，也被写进政府工作报告，上升到国家战略高度。电动汽车交流充电控制装置为满足电动车主随车携带、即插即用、可随时随地从身边可用交流电网为电动汽车充电提供了方便。其充电效率、成本和安全直接影响了电动车的推广。
中国发明专利授权公告号CN 106329687 B公开了一种便携式交流充电桩控制电路，该便携式交流充电桩控制电路设有：控制模块、电压电流转换及漏电侦测模块、功率开关电路模块、充电控制引导电路模块、辅助电源模块和市电插座；还设有控制盒电流切换按键；所述市电插座接入市电从市电输出端输出；所述辅助电源模块连接市电输出端，将获得的市电转换为稳定的直流电从辅助电压输出接口输出，所述辅助电源模块通过所述辅助电压输出接口连接所述电压电流转换及漏电侦测模块、控制模块和充电控制引导电路模块；所述市电输出端连接所述电压电流转换及漏电侦测模块的电压转换信号输入接口、电流转换信号输入接口和漏电侦测信号输入接口；所述电压电流转换及漏电侦测模块通过电压采样接口、电流采样接口和漏电流检测接口连接所述控制模块；所述功率开关电路模块设有继电器或接触器；所述控制模块通过功率控制接口连接所述继电器或接触器，并通过PWM控制接口连接所述充电控制引导电路模块，所述充电控制引导电路模块的PWM输出接口和功率开关电路模块的交流电源输出接口连接充电枪；所述控制盒电流切换按键通过切换控制接口连接所述控制模块；所述充电枪插入充电枪引导口后，所述控制模块的PWM生成接口默认发送占空比D为21.67％的PWM，限制充电桩最大输出电流为13A；若用户通过所述市电插座接入16A转10A转换插座并按下所述控制盒电流切换按键，则所述PWM生成接口默认发送占空比D为13.3％的PWM，限制充电桩最大输出电流为8A。
该便携式交流充电桩控制电路，通过控制盒电流切换按键触发主控芯片以输出不同占空比PWM来实现16A转10A转接插座连接充电桩16A插座或10A插座，从而限制充电桩输出电流不超过13A或8A，为电动汽车用户提供安全可靠的充电电流。同时通过转接插座的使用，在同一充电桩上实现任意切换13A、8A输出电流，既方便快捷又节省资源。
但是这样通过人为按键来切换电流的控制方式不可靠，有可能导致10A的插座却人为误按到16A的充电电流，普通交流插座的电缆并不一定能满足16A电流，这样会使连接插座的电线发热量过大，易引起火灾等安全隐患。因此这种非全自动的控制方式，不能很好的满足市场的需要。
发明内容
本发明针对目前电动汽车交流充电控制装置不能满足市场的需要的不足，提供一种便携式电动汽车交流充电控制装置，该便携式电动汽车交流充电控制装置中具有能够自动调节输出功率的自动功率调节模块。
本发明实现其技术目的技术方案是：一种便携式电动汽车交流充电控制装置，包括内置单片机的主控模块、功率调节模块；所述的功率调节模块包括将特定插座上的一个Signal信号(可接火线或悬空)进行转换，转换成50Hz50％占空比的脉冲信号或0V无脉冲的转换装置，所述的转换装置输出的50Hz50％占空比的脉冲信号输入到主控模块中的单片机中，在单片机中单片机通过外部中断检测所述的脉冲信号，若是持续有脉冲信号检测到，则控制输出控制信号的PWM的占空比为对应于第一输出功率的第一占空比，若是脉冲信号检测不到，则控制出输出控制信号的PWM的占空比为对应于第二输出功率的第二占空比。
进一步的，上述的便携式电动汽车交流充电控制装置中：所述的转换装置包括二极管D14、D17、电阻R49、R51、R58、R60、R52、R53、光耦U15、电容C27；
在交流电插座的信号线与地线之间依次连接电阻R49、电阻R51、光耦U15原边两引脚、电阻R58、电阻R60；在光耦U15的原边两引脚之间接二极管D17，二极管D17的P极接光耦U15源端输出端与电阻R58相连的公共端；
在光耦U15副边，工作电源经电阻R52、光耦U15副边两引脚接地，在电阻R52与光耦U15副边集电极相连的公共端接电阻R53形成输出信号接单片机；
电容C27设置在光耦U15副边两引脚之间。
进一步的，上述的便携式电动汽车交流充电控制装置中：所述的第一占空比为53.3％，对应的第一输出功率为7000W的功率；第二占空比为21.6％的占空比，对应的第二输出功率为3000W的功率。
进一步的，上述的便携式电动汽车交流充电控制装置中：还包括交流检测模块，所述的交流检测模块包括交流检测模块包括漏电流检测电路、电压检测电路、电流检测电路；
所述的漏电检测电路包括漏电流互感器L4、计量IC U14；输出的L/N线穿过漏电流互感器L4的圆环，漏电流互感器L4输出接入到计量IC U14，计量IC U14对信号进行放大再通过串口传输到所述主控模块的单片机检测漏电流的相应输入端，单片机判断是否漏电；
所述的电压检测电路包括串连在交流火线IN-L和交流零线GND_1之间的分压电阻R27、R17、R25、R26、R43、R48；电阻R43和电阻R48相连的公共端引出采样信号DB_VP由计量ICU14采样，把采样的数据通过串口由主控模块的单片机查询，对数据分析，超过交流的过压、欠压保护阈值就会切断继电器对充电进行保护；
电流检测电路包括串连在零线上的检流电阻R55，计量IC U14对检测电阻两端的差分电压进行采样，采样数据通过串口由主控模块的单片机查询，再由所述单片机对此电压数值进行分析，可以得到电流的数值，当超过电流保护的阈值，所述的单片机就会切断继电器对充电进行保护。
进一步的，上述的便携式电动汽车交流充电控制装置中：还包括检测交流的火线零线接错故障与地线未接故障的火线零线错相检测与未接地线检测模块；
所述的火线零线错相检测与未接地线检测模块包括光耦U12、二极管D13、三极管Q3、电容C54和电阻R86、R88、R96、R95、R90、R91、R92、R93、R87；
在光耦U12原边，交流电的火线IN-L经二极管D13、电阻R86、R88、光耦U12原边两引脚、电阻R96、电阻R95接交流电的地线；二极管D13的P极接火线IN-L；
在光耦U12副边，集电极接工作电源(V3.3D)，发射极通过电阻R92接地(DGND)、电阻R91接三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极通过电阻R87接工作电源(V3.3D)，通过电阻R90输出检测信号接(AC-E_Detect)接主控模块的单片机相应端口；发射极接地，电阻R93和电容C54连接在三极管Q3的基极与地之间。
进一步的，上述的便携式电动汽车交流充电控制装置中：还包括继电器吸合或者断开的控制在交流相位为0的时候的控制电路，该控制电路包括过零检测电路；所述的过零检测电路包括光耦U13、二极管D16、D19电容C59、电阻R98、R100、R106、R105、R101、R102；
在光耦U13原边：交流电火线IN-L与交流零线N之间依次串连二极管D16、电阻R98、电阻R100、二极管D19、电阻R106、电阻R105，二极管D16的P极接交流火线IN-L，二极管D19的P极接电阻R106；光耦U13原边发光二极管的两端与二极管D19的两端相连，发光二极管的N极接接电阻R106；
在光耦U13副边：光耦U13的集电极通过电阻R101接工作电源(V3.3D)、通过电阻R102输出过零检测信号AC_PLUS接主控模块的单片机；光耦U13的发射极接地，电容C59连接在光耦U13副边两引脚之间。
进一步的，上述的便携式电动汽车交流充电控制装置中：还包括继电器控制模块；包括结构相同的火线IN-L继电器控制电路和零线N继电器控制电路；
所述的继电器控制电路包括三极管Q1、电阻R89、R94和电容C53、二极管D15；
控制电源(VCC_R)接继电器线圈的一端，继电器线圈的另一端接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地，三极管的基极通过限流电阻R94接由主控模块的单片机产生的控制信号(RELAY)；电阻R89和电容C53均设置在三极管Q1的基极与发射极之间；
二极管D15设置在继电器线圈的两端，二极管D15的N极接控制电源(VCC_R)。
进一步的，上述的便携式电动汽车交流充电控制装置中：还包括脉冲输出电路；所述的脉冲输出电路包括运算放大器U1A、运算放大器U1B、电阻R2、R5、R7、R4、R3、电感L1和稳压管D1；
主控模块的单片机产生的脉冲信号PWM1经电阻R2接运算放大器U1A的同相输入端，+12V电压信号通过电阻R5和电阻R7分压以后接运算放大器U1A的异相输入端，在运算放大器U1A的输出端形成与脉冲信号PWM1同频的电压为-12V～+12V的脉冲信号接由运算放大器U1B和电阻R1组成的跟随器的输入端，跟随器的输出端经限流电阻R3以后接电感L1的一端，电感L1的另一端通过稳压管D1接地，电感L1的另一端和稳压管D1的N极相连的公共端形成输出脉冲信号(CP)接充电的电动汽车的接口。
进一步的，上述的便携式电动汽车交流充电控制装置中：还包括脉冲取样模块；所述的脉冲取样模块包括二极管D3、运算放大器U2A，电阻R9、R14、R11、R12、R13、R8、R10和电容C5、C6、C4；
CP_IN经依次二极管D3、电阻R9、电阻R14接地，电阻R9和电阻R14相连的公共端经电阻R11、电阻R12、电阻R13后接由运算放大器U2A和电阻R8组成的跟随器，跟随器的输出经电阻R10以后形成输出信号CP_AD_IN接主控模块的单片机的相应输入端口，电容C5连接在电阻R11和电阻R12相连的公共端与地之间，电容C6连接在电阻R12和电阻R13相连的公共端与地之间，电容C4连接在输出信号CP_AD_IN与地之间。
进一步的，上述的便携式电动汽车交流充电控制装置中：还包括对充电装置的温度进行采样的采样模块，所述的温度采样模块输出接主控模块的单片机相应的接口，所述的单片机对温度采样模块输出的温度情况进行判断，若其高于阈值则控制继电器断开中止充电。
本发明提供一种具有能够自动调节输出功率的自动功率调节模块，满足市场的需要。
以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。
附图说明
附图1为本发明原理图。
附图2是本发明实施例1中功率调节模块电路原理图。
附图3是本发明实施例1交流检测模块电路原理图。
附图4是本发明实施例1火线零线错相检测与未接地线检测模块电路原理图。
附图5是本发明实施例1过零检测电路原理图。
附图6是本发明实施例1继电器控制模块电路原理图。
附图7是本发明实施例1脉冲输出电路原理图。
附图8是本发明实施例1脉冲取样电路图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例的目地旨在解决现有充电盒中技术单一、功率不可调、成本太高、充电不安全问题，提供了一种符合国家标准要求，根据车辆需求、电网限制、设置的充电策略等进行智能地功率分配的成本低、安全可靠的功率可调节的充电控制盒方案。这样既保证了充电控制盒的充分利用以及充电安全，又满足了客户充电效率的提升需求。
本实施例是一种的便携式电动汽车交流充电控制装置中，如图1所示，包含单片机主控模块、功率调节模块、输入检测模块、火零线错相与未接地检测模块、继电器控制模块、CP信号脉冲输出与采样模块、温度采样模块。
功率调节模块如图2所示，包括将插座signal信号转换成50Hz50％占空比的脉冲信号的转换装置，signal信号在接插座内的可接火线或悬空，转换装置输出的50Hz50％占空比的脉冲信号输入到主控模块中的单片机中，在单片机中单片机通过外部中断检测所述的脉冲信号，若是持续有脉冲信号被检测到，则控制输出控制信号CP的PWM的占空比为对应于第一输出功率的第一占空比，若是脉冲信号检测不到，则控制出输出控制信号CP的PWM的占空比为对应于第二输出功率的第二占空比。
转换装置如图2所示，包括二极管D14、D17、电阻R49、R51、R58、R60、R52、R53、光耦U15、电容C27。
在交流电插座的信号线Signal与地线N之间依次连接电阻R49、电阻R51、光耦U15原边两引脚、电阻R58、电阻R60；在光耦U15的原边两引脚之间接二极管D17，二极管D17的P极接光耦U15源端输出端与电阻R58相连的公共端；在光耦U15副边，工作电源V3.3D经电阻R52、光耦U15副边两引脚接地，在电阻R52与光耦U15副边集电极相连的公共端接电阻R53形成输出信号sig接单片机；电容C27设置在光耦U15副边两引脚之间。
如图2所示：Signal标号连到插座的信号线，N接到零线，sig接到单片机检测脚。若是大功率插座，SIGNAL端子上会有一个与火线一样的220V/50Hz的信号，经过二极管D14，滤掉了负半周，经过光耦后，正半周会使U15光耦的发光二极管导通，在U15光耦的另一端R53电阻的sig标号处，能形成一个50Hz约50％占空比的脉冲。单片机通过外部中断检测sig脚，若是持续有脉冲信号被检测到，则控制CP的PWM出53.3％占空比，相当于32A电流或7000W的功率，若是脉冲信号检测不到，则控制出CP的PWM出21.6％的占空比，相当于13A的电流或3000W的功率。以此来达到调节输出功率的目的。
交流检测模块如图3所示，包括交流检测模块包括漏电流检测电路、电压检测电路、电流检测电路；
其中：漏电检测电路包括漏电流互感器L4、计量IC U14；输出的L/N线穿过漏电流互感器L4的圆环，漏电流互感器L4输出接入到计量IC U14，计量IC U14对信号进行放大再通过串口传输到所述主控模块的单片机检测漏电流的相应输入端，单片机判断是否漏电.漏电流采用漏电流互感器L4来检测，其中输出的L/N线穿过漏电流互感器的圆环，不漏电的时候L/N线的电流大小相等方向相反，漏电流互感器不会有感应电压；当漏电时，环中的L/N线的电流不再相等，因此在互感器中能根据电磁感应，产生一个电压信号，再将其接入到U14这颗芯片，改芯片对信号进行放大再通过串口传输到单片机。一旦接收到漏电流超过阈值，单片机就切断继电器进行保护。
电压检测电路包括串连在交流火线IN-L和交流零线GND_1之间的分压电阻R27、R17、R25、R26、R43、R48；电阻R43和电阻R48相连的公共端引出采样信号DB_VP由计量IC U14采样，把采样的数据通过串口由主控模块的单片机查询，对数据分析，超过交流的过压、欠压保护阈值就会切断继电器对充电进行保护；电流检测电路包括串连在零线上的检流电阻R55，计量IC U14 BL0939对检测电阻两端的差分电压进行采样，采样数据通过串口由主控模块的单片机查询，再由所述单片机对此电压数值进行分析，可以得到电流的数值，当超过电流保护的阈值，所述的单片机就会切断继电器对充电进行保护。电压检测是通过R27、R17、R25、R26、R43、R48电阻对交流电进行分压，IN-L接交流的火线，GND_1接交流的零线，DB_VP点的电压等于交流输入电压乘以R48/(R27+R17+R25+R26+R43+R48)的值，使得DB_VP点的电压是一个比较小的，利于U14芯片检测的电压，最后由U14芯片7脚接的DB_VP点的电压进行采样，把采样的数据通过串口由单片机查询，对数据分析，超过交流的过压、欠压保护阈值，单片机就会切断继电器对充电进行保护。
检测交流的火线零线接错故障与地线未接故障的火线零线错相检测与未接地线检测模块；如图4所示：火线零线错相检测与未接地线检测模块包括光耦U12、二极管D13、三极管Q3、电容C54和电阻R86、R88、R96、R95、R90、R91、R92、R93、R87；在光耦U12原边，交流电的火线IN-L经二极管D13、电阻R86、R88、光耦U12原边两引脚、电阻R96、电阻R95接交流电的地线；二极管D13的P极接火线IN-L；在光耦U12副边，集电极接工作电源V3.3D，发射极通过电阻R92接地DGND、电阻R91接三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极通过电阻R87接工作电源V3.3D，通过电阻R90输出检测信号接AC-E_Detect接主控模块的单片机相应端口；发射极接地，电阻R93和电容C54连接在三极管Q3的基极与地之间。如图4所示：电流检测是在零线上，串进去一个检流电阻R55，由欧姆定律I＝U/R得知，流过R55的电流等于R55两端的电压除以R55的阻值，本电路就是把R55两端电阻的通过电阻R50与R57，接到U14芯片上去，计量ICU14芯片采样R55两端的差分电压，将其数据通过串口由单片机查询，再由单片机对此电压数值进行分析，可以得到电流的数值，当超过电流保护的阈值，单片机就会切断继电器对充电进行保护。此电路可以检测交流的火线零线接错故障与地线未接故障。如图4所示电路图中IN-L接交流的火线，R95右端接交流的地线。AC-E_Detcte接单片机检测脚。
当输入端子正确的接入火线、零线与地时，光耦U12的发光二极管只有在在正半周的时候导通，负半周的时候不导通，所以在U12光耦的3脚接R91处形成一个约50％占空比50Hz频率的方波，R91接Q3三极管，可在AC-E-Detect处得到波形更好的方波，从而方便单片机检测。当单片机检测AC-E_Dectet引脚，检测到约50Hz的方波信号，则判断接法是正确的。
当火线与零线接反或者未接地线的时候，IN-L是零线，与大地之间电势差几乎为0，U12光耦一直不导通，单片机检测到AC-E_Detcte脚的电压持续为低电平，则判断为火线零线接错，或者未接地线。
本实施例中，只需一个计量IC U14、一个漏电流互感器以及部分电阻、电容即可实现此检测，成本非常低。这里使用的计量IC U14的型号为BL0939，BL0939是一颗内置时钟免校准电能计量芯片，适用于单相多功能电能表、智能插座、智能家电、电动自行车充电桩等应用，具有较高的性价比。BL0939集成了3路高精度Sigma-Delta ADC，可同时测量2路电流、1路电压。该芯片常用于测量输出功率的，本实施例中，测量漏电互感器的电流，是否漏电，通过BL0939能够测量电流、电压有效值、有功功率、有功电能量等参数，可输出快速电流有效值(用于漏电监控或过流保护)，以及温度传感器，波形输出等功能，通过UART/SPI接口输出数据，能够充分满足智能插座、智能家电、单相多功能电能表、电动自行车充电桩及用电信息大数据采集等领域的需要。BL0939具有专利防潜动设计，配合合理的外部硬件设计，可确保在无电流时噪声功率不被计入电能脉冲。
本实施例中，继电器吸合或者断开的控制在交流相位为0的时候的控制电路，该控制电路包括过零检测电路；过零检测电路如图5所示，包括光耦U13、二极管D16、D19电容C59、电阻R98、R100、R106、R105、R101、R102；在光耦U13原边：交流电火线IN-L与交流零线N之间依次串连二极管D16、电阻R98、电阻R100、二极管D19、电阻R106、电阻R105，二极管D16的P极接交流火线IN-L，二极管D19的P极接电阻R106；光耦U13原边发光二极管的两端与二极管D19的两端相连，发光二极管的N极接接电阻R106；在光耦U13副边：光耦U13的集电极通过电阻R101接工作电源V3.3D、通过电阻R102输出过零检测信号AC_PLUS接主控模块的单片机；光耦U13的发射极接地，电容C59连接在光耦U13副边两引脚之间。过零电路如下所示，IN-L接交流火线，N接交流零线。AC_PLUS接单片机检测脚。
当端子接法无误时，IN-L与N线之间的光耦U13，会在每半个交流周期导通一次光耦的发光二极管，从而在光耦的另一端的AC_PLUS位置产生一个大概50％占空比50Hz的方波信号。单片机配置检测AC-PLUS的脚为外部中断检测脚，上升沿与下降沿触发中断，用于检测AC_PLUS的上升沿和下降沿，中断发生的瞬间，就是交流过零的瞬间。
过零检测电路的用途是，继电器需要吸合或者断开的控制在交流相位为0的时候，这样就可以有效减小继电器吸点的瞬间电流，提高继电器的寿命。
继电器控制模块如图6所示；包括结构相同的火线IN-L继电器控制电路和零线N继电器控制电路；继电器控制电路包括三极管Q1、电阻R89、R94和电容C53、二极管D15；控制电源VCC_R接继电器线圈的一端，继电器线圈的另一端接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地，三极管的基极通过限流电阻R94接由主控模块的单片机产生的控制信号RELAY；电阻R89和电容C53均设置在三极管Q1的基极与发射极之间；二极管D15设置在继电器线圈的两端，二极管D15的N极接控制电源VCC_R。
继电器控制模块如图6所示，它是由两个结构一致的电路组成，分别控制火线继电器和零线继电器，信号RELAY接单片机引脚，IN-L接输入的交流火线，OUT-L接输出火线，N接输入交流零线，OUT-N接输出零线，VCC接12V电源，DGND接VCC的地。
继电器K1、K2是常开型继电器，当单片机引脚给RELAY端高电平时，三极管Q1/Q2的CE极导通，则继电器K1/K2吸合；当单片机引脚给RELAY低电平时，Q1/Q2不导通，继电器K1/K2断开。
本实施例中，还设置一个急停开关，如图6中的CON1，它是一个设置在继电器线圈供电回路中的急停开关，当需要急停时，急停开关按下，则会断开CON1的两端，从而切断继电器VCC供电，继电器弹开，达到应急保护的目的。
本实施例中，还包括脉冲输出电路和脉冲检测电路，脉冲输出电路如图7所示；所述的脉冲输出电路包括运算放大器U1A、运算放大器U1B、电阻R2、R5、R7、R4、R3、电感L1和稳压管D1；主控模块的单片机产生的脉冲信号PWM1经电阻R2接运算放大器U1A的同相输入端，+12V电压信号通过电阻R5和电阻R7分压以后接运算放大器U1A的异相输入端，在运算放大器U1A的输出端形成与脉冲信号PWM1同频的电压为-12V～+12V的脉冲信号接由运算放大器U1B和电阻R1组成的跟随器的输入端，跟随器的输出端经限流电阻R3以后接电感L1的一端，电感L1的另一端通过稳压管D1接地，电感L1的另一端和稳压管D1的N极相连的公共端形成输出脉冲信号CP接充电的电动汽车的接口。
脉冲取样模块如图8所示：包括二极管D3、运算放大器U2A，电阻R9、R14、R11、R12、R13、R8、R10和电容C5、C6、C4；CP_IN经依次二极管D3、电阻R9、电阻R14接地，电阻R9和电阻R14相连的公共端经电阻R11、电阻R12、电阻R13后接由运算放大器U2A和电阻R8组成的跟随器，跟随器的输出经电阻R10以后形成输出信号CP_AD_IN接主控模块的单片机的相应输入端口，电容C5连接在电阻R11和电阻R12相连的公共端与地之间，电容C6连接在电阻R12和电阻R13相连的公共端与地之间，电容C4连接在输出信号CP_AD_IN与地之间。
如图7和图8所示，PWM1脚接单片机引脚，用于单片机输出PWM，12V+接+12V的供电，12V-接-12V供电，DGND接地，图7的CP_IN与图8的D3相连用于采样，CP接到CP端子外接到车辆接口。CP_AD_IN把CP信号经过一个电感L1接到单片机采样管脚。
单片机输出PWM脉冲到PWM1标号出，由于开环回路运放的输出电压等于两输入脚差值乘以开环回路差动增益Aog,在Aog趋近无穷大时,很小的电压差值都会输出电压趋近于饱和,所以PWM1在经过U1A后会变成同频率的、电压为-12V～+12V的脉冲。再经过一个跟随器,提高输入阻抗,降低输出阻抗,形成CP脉冲信号。这样的脉冲形成方式使得输出CP脉冲波形幅值精度高，输出频率和占空比分辨率高。
CP_IN脚经过D3二极管滤掉负电压，再经过电阻R9、电阻R14的分压，使得电压不超过单片机承受的最大电压，PWM再经过两级的RC跟随器U2A，成为一个平稳的电压信号，再经过R10进入单片机引脚，单片机引脚检测CP_AD_IN来判断是属于充电的哪一个阶段来控制继电器的吸合。
另外，还包括对充电装置的温度进行采样的采样模块，温度采样模块输出接主控模块的单片机相应的接口，单片机对温度采样模块输出的温度情况进行判断，若其高于阈值则控制继电器断开中止充电。

Claims (10)

1.一种便携式电动汽车交流充电控制装置，包括内置单片机的主控模块、功率调节模块；其特征在于：所述的功率调节模块包括将交流插座上的一个Signal信号进行转换，转换成50Hz50％占空比的脉冲信号或0V无脉冲的转换装置，所述的转换装置输出的50Hz50％占空比的脉冲信号输入到主控模块中的单片机中，在单片机中单片机通过外部中断检测所述的脉冲信号，若是持续有脉冲信号被检测到，则控制输出控制信号(CP)的PWM的占空比为对应于第一输出功率的第一占空比，若是脉冲信号检测不到，则控制出输出控制信号(CP)的PWM的占空比为对应于第二输出功率的第二占空比。
2.根据权利要求1所述的便携式电动汽车交流充电控制装置，其特征在于：所述的转换装置包括二极管D14、D17、电阻R49、R51、R58、R60、R52、R53、光耦U15、电容C27；
在交流电插座的信号线(Signal)与地线(N)之间依次连接电阻R49、电阻R51、光耦U15原边两引脚、电阻R58、电阻R60；在光耦U15的原边两引脚之间接二极管D17，二极管D17的P极接光耦U15源端输出端与电阻R58相连的公共端；
在光耦U15副边，工作电源(V3.3D)经电阻R52、光耦U15副边两引脚接地，在电阻R52与光耦U15副边集电极相连的公共端接电阻R53形成输出信号(sig)接单片机；
电容C27设置在光耦U15副边两引脚之间。
3.根据权利要求2所述的便携式电动汽车交流充电控制装置，其特征在于：所述的第一占空比为53.3％，对应的第一输出功率为7000W的功率；第二占空比为21.6％的占空比，对应的第二输出功率为3000W的功率。
4.根据权利要求1或2或3所述的便携式电动汽车交流充电控制装置，其特征在于：还包括交流检测模块，所述的交流检测模块包括交流检测模块包括漏电流检测电路、电压检测电路、电流检测电路；
所述的漏电检测电路包括漏电流互感器L4、计量IC U14；输出的L/N线穿过漏电流互感器L4的圆环，漏电流互感器L4输出接入到计量IC U14，计量IC U14对信号进行放大再通过串口传输到所述主控模块的单片机检测漏电流的相应输入端，单片机判断是否漏电；
所述的电压检测电路包括串连在交流火线IN-L和交流零线GND_1之间的分压电阻R27、R17、R25、R26、R43、R48；电阻R43和电阻R48相连的公共端引出采样信号DB_VP由计量IC U14采样，把采样的数据通过串口由主控模块的单片机查询，对数据分析，超过交流的过压、欠压保护阈值就会切断继电器对充电进行保护；
电流检测电路包括串连在零线上的检流电阻R55，计量IC U14对检测电阻两端的差分电压进行采样，采样数据通过串口由主控模块的单片机查询，再由所述单片机对此电压数值进行分析，可以得到电流的数值，当超过电流保护的阈值，所述的单片机就会切断继电器对充电进行保护。
5.根据权利要求1或2或3所述的便携式电动汽车交流充电控制装置，其特征在于：还包括检测交流的火线零线接错故障与地线未接故障的火线零线错相检测与未接地线检测模块；
所述的火线零线错相检测与未接地线检测模块包括光耦U12、二极管D13、三极管Q3、电容C54和电阻R86、R88、R96、R95、R90、R91、R92、R93、R87；
在光耦U12原边，交流电的火线IN-L经二极管D13、电阻R86、R88、光耦U12原边两引脚、电阻R96、电阻R95接交流电的地线；二极管D13的P极接火线IN-L；
在光耦U12副边，集电极接工作电源(V3.3D)，发射极通过电阻R92接地(DGND)、电阻R91接三极管Q3的基极，三极管Q3的集电极通过电阻R87接工作电源(V3.3D)，通过电阻R90输出检测信号接(AC-E_Detect)接主控模块的单片机相应端口；发射极接地，电阻R93和电容C54连接在三极管Q3的基极与地之间。
6.根据权利要求1或2或3所述的便携式电动汽车交流充电控制装置，其特征在于：还包括继电器吸合或者断开的控制在交流相位为0的时候的控制电路，该控制电路包括过零检测电路；所述的过零检测电路包括光耦U13、二极管D16、D19电容C59、电阻R98、R100、R106、R105、R101、R102；
在光耦U13原边：交流电火线IN-L与交流零线N之间依次串连二极管D16、电阻R98、电阻R100、二极管D19、电阻R106、电阻R105，二极管D16的P极接交流火线IN-L，二极管D19的P极接电阻R106；光耦U13原边发光二极管的两端与二极管D19的两端相连，发光二极管的N极接接电阻R106；
在光耦U13副边：光耦U13的集电极通过电阻R101接工作电源(V3.3D)、通过电阻R102输出过零检测信号AC_PLUS接主控模块的单片机；光耦U13的发射极接地，电容C59连接在光耦U13副边两引脚之间。
7.根据权利要求1或2或3所述的便携式电动汽车交流充电控制装置，其特征在于：还包括继电器控制模块；包括结构相同的火线IN-L继电器控制电路和零线N继电器控制电路；
所述的继电器控制电路包括三极管Q1、电阻R89、R94和电容C53、二极管D15；
控制电源(VCC_R)接继电器线圈的一端，继电器线圈的另一端接三极管Q1的集电极，三极管Q1的发射极接地，三极管的基极通过限流电阻R94接由主控模块的单片机产生的控制信号(RELAY)；电阻R89和电容C53均设置在三极管Q1的基极与发射极之间；
二极管D15设置在继电器线圈的两端，二极管D15的N极接控制电源(VCC_R)。
8.根据权利要求1或2或3所述的便携式电动汽车交流充电控制装置，其特征在于：还包括脉冲输出电路；所述的脉冲输出电路包括运算放大器U1A、运算放大器U1B、电阻R2、R5、R7、R4、R3、电感L1和稳压管D1；
主控模块的单片机产生的脉冲信号PWM1经电阻R2接运算放大器U1A的同相输入端，+12V电压信号通过电阻R5和电阻R7分压以后接运算放大器U1A的异相输入端，在运算放大器U1A的输出端形成与脉冲信号PWM1同频的电压为-12V～+12V的脉冲信号接由运算放大器U1B和电阻R1组成的跟随器的输入端，跟随器的输出端经限流电阻R3以后接电感L1的一端，电感L1的另一端通过稳压管D1接地，电感L1的另一端和稳压管D1的N极相连的公共端形成输出脉冲信号(CP)接充电的电动汽车的接口。
9.根据权利要求8所述的便携式电动汽车交流充电控制装置，其特征在于：还包括脉冲取样模块；所述的脉冲取样模块包括二极管D3、运算放大器U2A，电阻R9、R14、R11、R12、R13、R8、R10和电容C5、C6、C4；
CP_IN经依次二极管D3、电阻R9、电阻R14接地，电阻R9和电阻R14相连的公共端经电阻R11、电阻R12、电阻R13后接由运算放大器U2A和电阻R8组成的跟随器，跟随器的输出经电阻R10以后形成输出信号CP_AD_IN接主控模块的单片机的相应输入端口，电容C5连接在电阻R11和电阻R12相连的公共端与地之间，电容C6连接在电阻R12和电阻R13相连的公共端与地之间，电容C4连接在输出信号CP_AD_IN与地之间。
10.根据权利要求1或2或3所述的便携式电动汽车交流充电控制装置，其特征在于：还包括对充电装置的温度进行采样的采样模块，所述的温度采样模块输出接主控模块的单片机相应的接口，所述的单片机对温度采样模块输出的温度情况进行判断，若其高于阈值则控制继电器断开中止充电。
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