CN112706628B - 充电电路的唤醒系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种充电电路的唤醒系统，包括触发模块、驱动模块、电源模块和控制模块，其中，所述触发模块用于实时接收唤醒信号，并在接收到所述唤醒信号后唤醒所述驱动模块，所述驱动模块被唤醒后驱动所述电源模块使能以对所述控制模块上电，所述控制模块在被上电唤醒后检测所述充电电路是否存在充电事务，若所述充电电路不存在所述充电事务，则控制所述触发模块复位，若所述充电电路存在所述充电事务，则启动充电程序，其中，所述唤醒信号包括pp信号和/或cp信号。本发明能够具有较广泛的适用性，可适应不同的场景要求。
Description
技术领域
本发明涉及电路唤醒技术领域，具体涉及一种充电电路的唤醒系统。
背景技术
在电动汽车充电系统中，不管是车载设备还是充电机，其仅在充电时正常工作，为提高系统效率，电动汽车充电系统在非充电时间需要尽可能降低能耗，为提升用户体验，电动汽车充电系统在非充电时间休眠时，能根据外部充电请求信号快速唤醒。
目前充电系统的唤醒主要依靠CP信号进行唤醒，采用此种唤醒方式的充电设备，在一般的充电应用场景能较好的完成休眠唤醒任务，但在一些复杂的应用场合，此种简单的休眠唤醒方案无法满足系统的高性能节能要求。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种充电电路的唤醒系统，能够具有较广泛的适用性，可适应不同的场景要求。
为达到上述目的，本发明实施例提出了一种充电电路的唤醒系统，包括触发模块、驱动模块、电源模块和控制模块，其中，所述触发模块用于实时接收唤醒信号，并在接收到所述唤醒信号后唤醒所述驱动模块，所述驱动模块被唤醒后驱动所述电源模块使能以对所述控制模块上电，所述控制模块在被上电唤醒后检测所述充电电路是否存在充电事务，若所述充电电路不存在所述充电事务，则控制所述触发模块复位，若所述充电电路存在所述充电事务，则启动充电程序，其中，所述唤醒信号包括pp信号和/或cp信号。
根据本发明实施例提出的充电电路的唤醒系统，通过触发模块实时接收唤醒信号并发送至驱动模块，驱动模块在接收到唤醒信号后被唤醒并生成使能信号以控制电源模块使能来对控制模块进行上电唤醒，控制模块在被上电唤醒后检测充电电路是否存在所述充电事务，若充电电路不存在所述充电事务，则控制触发模块复位，以控制驱动模块重新接收唤醒信号，若充电电路存在所述充电事务，则启动充电程序，由此，能够具有较广泛的适用性，可适应不同的场景要求。
另外，根据本发明上述实施例提出的充电电路的唤醒系统还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，所述驱动模块和所述控制模块分别连接到所述充电电路的充电网络管理装置，其中，所述充电网络管理装置用于向所述驱动模块发送唤醒指令，并向所述控制模块发送休眠指令，所述驱动模块在接收到所述唤醒指令后被唤醒并生成所述使能信号，所述控制模块在接收到所述休眠指令后控制所述驱动模块和所述电源模块进入休眠状态，以对所述充电电路进行断电。
根据本发明的一个实施例，所述控制模块具体用于，在被上电唤醒后检测所述充电电路是否存在所述充电事务，并查询是否接收到所述充电网络管理装置的休眠指令，其中，若所述充电电路存在所述充电事务，且接收到所述休眠指令，则优先启动充电程序，直至完成所述充电事务后在执行所述休眠指令。
根据本发明的一个实施例，所述pp信号为电平可调整的IO信号。
根据本发明的一个实施例，所述触发模块包括第一触发器、第二触发器和逻辑电路，其中，所述第一触发器用于接收所述pp信号，所述第二触发器用于接收所述cp信号。
根据本发明的一个实施例，所述第一触发器通过第一输入处理电路接收所述pp信号，其中，所述第一输入处理电路包括：运算放大器，所述运算放大器的反相输入端用于接收所述pp信号；第一电阻，所述第一电阻的一端与所述运算放大器的同相输入端相连，所述第一电阻的另一端连接到外部电源；第二电阻，所述第二电阻的一端与所述运算放大器的同相输入端相连，所述第二电阻的另一端接地；第三电阻，所述第三电阻的一端与所述运算放大器的同相输入端相连，所述第三电阻的另一端与所述运算放大器的输出端相连。
根据本发明的一个实施例，所述驱动模块通过CAN总线和SPI总线与所述控制模块相连。
根据本发明的一个实施例，所述驱动模块和所述控制模块分别通过CAN总线连接到所述充电电路的充电网络管理装置。
附图说明
图1为本发明实施例的充电电路的唤醒系统的方框示意图；
图2为本发明一个实施例的充电电路的唤醒系统的方框示意图；
图3为本发明一个实施例的充电电路的唤醒系统的拓扑图；
图4为本发明一个具体实施例的车载充电模块EVCC与充电桩的连接示意图；
图5为本发明一个具体实施例第一输入处理电路的输出特性示意图；
图6为本发明一个具体实施例第一输入处理电路的器件特性示意图。
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，所描述的实施例仅仅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。
图1为本发明实施例的充电电路的唤醒系统的方框示意图。
如图1所示，本发明实施例的充电电路的唤醒系统，包括触发模块10、驱动模块20、电源模块30和控制模块40。其中，触发模块10用于实时接收唤醒信号，并在接收到唤醒信号后唤醒驱动模块20，驱动模块20被唤醒后驱动电源模块30使能以对控制模块40上电，控制模块40在被上电唤醒后检测充电电路是否存在充电事务，若充电电路不存在充电事务，则控制触发模块复位，若充电电路存在充电事务，则启动充电程序，其中，唤醒信号包括pp信号和/或cp信号。
进一步地，如图2所示，驱动模块20和控制模块40分别连接到充电电路的充电网络管理装置100，其中，充电网络管理装置100用于向驱动模块20发送唤醒指令，并向控制模块40发送休眠指令，驱动模块20在接收到唤醒指令后被唤醒并生成使能信号，控制模块40在接收到休眠指令后控制驱动模块20和电源模块30进入休眠状态，以对充电电路进行断电。通过接收充电网络管理装置的控制指令，能够在充电电路完成充电事务后及时进入休眠状态，以避免能量损耗。
综上而言，在电源模块30接收到使能信号并对充电电路进行上电唤醒，即对充电电路上电后，控制模块40可进入空闲状态，可对充电电路进行检测，以判断充电电路是否存在充电事务，若不存在充电事务，则向触发模块10发送清零指令，以控制触发模块10复位，此外，控制模块40还可连接充电网络管理装置100，以接收充电网络管理装置100的控制指令，例如，可查询是否接收到充电网络管理装置100发送的休眠指令，若接收到该休眠指令，则可控制驱动模块20进入休眠状态，从而可使电源模块30也进入休眠状态，以停止对充电电路进行电源输出，即实现对充电电路的断电。
此外，需要说明的是，若充电电路存在充电事务，控制模块40则进入工作状态并启动充电程序，此时即使接收到充电网络管理装置100发送的休眠指令，也需要优先启动充电程序以进行充电事务，直至完成充电事务后在执行该休眠指令。
在本发明的一个实施例中，触发模块10可包括第一触发器101、第二触发器102和逻辑电路103，并且第一触发器101可用于接收pp信号，即电平可调整的IO信号，第二触发器102可用于接收cp信号。其中，第一触发器101和第二触发器102均可为D触发器。
具体地，如图3所示，第一触发器101，即D1可通过第一输入处理电路200接收pp信号，具体可通过使能输入端CLK与第一输入处理电路200相连以接收pp信号。
其中，第一输入处理电路200可包括：运算放大器Q1，运算放大器Q1的反相输入端用于接收pp信号；第一电阻R1，第一电阻R1的一端与运算放大器Q1的同相输入端相连，第一电阻R1的另一端连接到外部电源VDD；第二电阻R2，第二电阻R2的一端与运算放大器Q1的同相输入端相连，第二电阻R2的另一端接地；第三电阻R3，第三电阻R3的一端与运算放大器Q1的同相输入端相连，第三电阻R3的另一端与运算放大器Q1的输出端相连。
进一步地，如图3所示，运算放大器Q1的输出端还可连接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端可与第一触发器101相连，并且第一触发器101还可连接到第一电容C1的一端，第一电容C1的另一端接地。此外，如图3所示，第一触发器101，即D1还可通过输入端D与第五电阻R5的一端相连，该第五电阻R5的另一端可连接外部电源VDD。
进一步地，如图3所示，第二触发器102，即D2可通过第六电阻R6接收cp信号，并可通过第二电容C2接地，具体地可通过使能输入端CLK分别与第六电阻R6和第二电容C2的一端相连，其中，第六电阻R6的另一端可用于接收cp信号，第二电容C2的另一端可接地。此外，如图3所示，第二触发器102，即D2还可通过输入端D与第七电阻R7的一端相连，该第七电阻R7的另一端可连接外部电源VDD。
在本发明的一个实施例中，逻辑电路103可为逻辑门电路。进一步地，如图3所示，该逻辑门电路可通过逻辑输入端A与第一触发器101，即D1的输出端Q相连，此外，还可通过逻辑输入端B与第二触发器102，即D2的输出端Q相连。
在本发明的一个实施例中，驱动模块20可为CAN驱动芯片。进一步地，如图3所示，该CAN驱动芯片可通过WAKE引脚与逻辑门电路的输出端相连，并可通过CAN总线连接充电网络管理装置100。
在本发明的一个实施例中，电源模块30可为电源芯片。进一步地，如图3所示，该电源芯片可通过EN引脚与CAN驱动芯片的INH引脚相连。
在本发明的一个实施例中，控制模块40可为主控芯片。进一步地，如图3所示，该主控芯片可通过POWER+/-引脚与电源芯片的POWER+/-引脚相连，并可通过CLK/MISO/MOSI/CS引脚与CAN驱动芯片的SLK/SDO/SDI/SCSN引脚相连，具体可通过SPI总线连接，此外，该主控芯片还可通过TX引脚和RX引脚分别对应与CAN驱动芯片的RXD引脚和TXD引脚相连，具体可通过CAN总线连接。
进一步地，如图3所示，控制模块40，即主控芯片还可通过CLR引脚分别与第一触发器101，即D1和第二触发器102，即D2的/CLR引脚相连，此外，控制模块40，即主控芯片还可通过CLR引脚分别与第三电容C3和第八电阻R8的一端相连，其中，第三电容C3的另一端接地，第八电阻R8的另一端连接到外部电源VDD。
综上可知，本发明通过设置两路D触发器，即第一触发器101，即D1和第二触发器102，即D2可分别实现PP信号和CP信号的上升沿唤醒，通过设置逻辑电路103可实现CP信号和PP信号与或运算，能够具有较广泛的适用性，可适应不同的场景要求，此外，还通过设置带有CAN唤醒功能的驱动模块20，即CAN驱动芯片接收充电网络管理装置100，例如车载CAN网络管理模块的唤醒指令，可在检测到唤醒事件发生时，控制电源模块30，即电源芯片使能以对休眠的充电电路上电，实现充电电路的唤醒，并且，还可根据充电网络管理装置100，例如车载CAN网络管理模块的休眠指令对充电电路进行断电，以实现充电电路的休眠。
基于上述结构可构成本发明实施例的充电电路的唤醒系统，下面将结合图3具体阐述本发明实施例的充电电路的唤醒系统的工作过程。
参照图3，在电源模块30，即电源芯片使能上电后，控制模块40，即主控芯片可进入空闲状态，可检测唤醒系统的cp信号和pp信号的唤醒功能是否有效(CAN驱动芯片的WAKE引脚为低电平时可接收cp信号和pp信号)，若失效，则向第一触发器101，即D1和第二触发器102，即D2发送清零指令，以对第一触发器101，即D1和第二触发器102，即D2的输出端Q进行复位。此外，还可检测充电电路是否存在充电事务。
其中，若充电电路不存在充电事务，且接收到充电网络管理装置100发送的休眠指令，控制模块40，即主控芯片可通过SPI总线向驱动模块20，即CAN驱动芯片发送休眠控制指令，控制驱动模块20，即CAN驱动芯片进入休眠状态，此时驱动模块20，即CAN驱动芯片的INH引脚可为高阻态，从而可使电源模块30，即电源芯片使能无效，以停止对充电电路进行电源输出，即实现对充电电路的断电。
其中，若充电电路存在充电事务，控制模块40，即主控芯片则进入工作状态并启动充电程序，此时控制模块40，即主控芯片无法向驱动模块20，即CAN驱动芯片发送休眠控制指令，以及无法向第一触发器101，即D1和第二触发器102，即D2发送清零指令，直至完成充电事务，然后控制模块40，即主控芯片可进入空闲状态。
需要进一步说明的是，在休眠状态下，第一触发器101，即D1和第二触发器102，即D2，以及逻辑电路103，即逻辑门电路仍处于正常工作状态，驱动模块20，即CAN驱动芯片和电源模块30，即电源芯片处于节能模式，控制模块40，即主控芯片和其他具有唤醒功能的电路处于断电状态。
下面将以欧标充电系统中的车载充电模块EVCC为例，对本发明实施例的充电电路的唤醒系统的工作过程做进一步阐述。
首先，需要说明的是，图3中的R8*C3必须远大于R4*C1，例如可设定R8*C3/R4*C1＞10，由此，能够保证车载充电模块EVCC在上电后，第一触发器101，即D1和第二触发器102，即D2的输出为低电平，从而能够保证cp信号和pp信号的唤醒有效。
进一步地，以pp信号唤醒车载充电模块EVCC为例，如图4所示，在充电桩未与车载充电模块EVCC，即⑤③端未连接时，pp信号电压可为4.5V，在充电桩未与车载充电模块EVCC，即⑤③端连接后，若机械锁未闭合，即未连接稳定时，pp信号电压可为2.7V，若机械锁闭合，即连接稳定时，pp信号电压可为1.5V，因此，可通过识别pp信号电压来判断充电桩未与车载充电模块EVCC的连接状态。
进一步地，结合图3和图4，在充电桩未与车载充电模块EVCC的连接稳定后，pp信号可通过第一输入处理电路200输入第一触发器101，即D1，，并且为保证输入的pp信号有效，需要对第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3进行设置，具体可通过图5所示的第一输入处理电路200的输出特性和图6所示的第一输入处理电路200的器件特性对第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值进行设置。
其中，图5中的VTLH，VTHL可通过下列公式确定：
此外，需要保证VTLH<VTHL，因此，在充电桩与车载充电模块EVCC连接稳定，即pp信号电压为1.5V时，可得到VTLH>1.5V，在充电桩未与车载充电模块EVCC连接，即pp信号电压为4.5V时，可得到VTHL<4.5V。其中，满足VTLH>1.5V、VTHL<4.5V取值有无数对，此处可选取VTLH＝2V、VTHL＝4V，进一步结合图6可知VOH≈4.9V，VOL≈0.1V。
进一步地，将VOH、VOL、VTLH、VTHL数值代入上述公式(1)和(2)中，可得：
进一步可根据公式(3)的约束条件确定第一电阻R1、第二电阻R2和第三电阻R3的阻值，即可确定第一电阻R1为300K，第二电阻R2为600K，第三电阻R3为300K。
由此，能够保证车载充电模块EVCC在上电后，即充电桩未与车载充电模块EVCC的连接稳定后，pp信号的唤醒有效。
根据本发明实施例提出的充电电路的唤醒系统，通过触发模块实时接收唤醒信号并发送至驱动模块，驱动模块在接收到唤醒信号后被唤醒并生成使能信号以控制电源模块使能来对控制模块进行上电唤醒，控制模块在被上电唤醒后检测充电电路是否存在充电事务，若充电电路不存在充电事务，则控制触发模块复位，若充电电路存在充电事务，则启动充电程序，由此，能够具有较广泛的适用性，可适应不同的场景要求。
在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
Claims (7)
1.一种充电电路的唤醒系统，其特征在于，包括触发模块、驱动模块、电源模块和控制模块，其中，所述触发模块用于实时接收唤醒信号，并在接收到所述唤醒信号后唤醒所述驱动模块，所述驱动模块被唤醒后驱动所述电源模块使能以对所述控制模块上电，所述控制模块在被上电唤醒后检测所述充电电路是否存在充电事务，若所述充电电路不存在所述充电事务，则控制所述触发模块复位，若所述充电电路存在所述充电事务，则启动充电程序，其中，所述唤醒信号包括pp信号和/或cp信号；
此外，所述驱动模块和所述控制模块分别连接到所述充电电路的充电网络管理装置，其中，所述充电网络管理装置用于向所述驱动模块发送唤醒指令，并向所述控制模块发送休眠指令，所述驱动模块在接收到所述唤醒指令后被唤醒并生成使能信号，所述控制模块在接收到所述休眠指令后控制所述驱动模块和所述电源模块进入休眠状态，以对所述充电电路进行断电。
2.根据权利要求1所述的充电电路的唤醒系统，其特征在于，所述控制模块具体用于，在被上电唤醒后检测所述充电电路是否存在所述充电事务，并查询是否接收到所述充电网络管理装置的休眠指令，其中，若所述充电电路存在所述充电事务，且接收到所述休眠指令，则优先启动充电程序，直至完成所述充电事务后在执行所述休眠指令。
3.根据权利要求2所述的充电电路的唤醒系统，其特征在于，所述pp信号为电平可调整的IO信号。
4.根据权利要求3所述的充电电路的唤醒系统，其特征在于，所述触发模块包括第一触发器、第二触发器和逻辑电路，其中，所述第一触发器用于接收所述pp信号，所述第二触发器用于接收所述cp信号。
5.根据权利要求4所述的充电电路的唤醒系统，其特征在于，所述第一触发器通过第一输入处理电路接收所述pp信号，其中，所述第一输入处理电路包括：
运算放大器，所述运算放大器的反相输入端用于接收所述pp信号；
第一电阻，所述第一电阻的一端与所述运算放大器的同相输入端相连，所述第一电阻的另一端连接到外部电源；
第二电阻，所述第二电阻的一端与所述运算放大器的同相输入端相连，所述第二电阻的另一端接地；
第三电阻，所述第三电阻的一端与所述运算放大器的同相输入端相连，所述第三电阻的另一端与所述运算放大器的输出端相连。
6.根据权利要求5所述的充电电路的唤醒系统，其特征在于，所述驱动模块通过CAN总线和SPI总线与所述控制模块相连。
7.根据权利要求6所述的充电电路的唤醒系统，其特征在于，所述驱动模块和所述控制模块分别通过CAN总线连接到所述充电电路的充电网络管理装置。
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