CN112727256A - 一种应用在充电桩上充电枪电子锁异常掉电自解锁电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种应用在充电桩上充电枪电子锁异常掉电自解锁电路，属于电动汽车技术领域，包括AC/DC电路、DC/DC电路、MCU、充电枪和电子锁驱动电路，解决了异常断电后，电机式电子锁自动恢复到初始状态的技术问题，本发明用方便，无需通过MCU监测电压变化过程即可实现对电子锁的自动解锁，本发明采用大容量电容，充电快，工作温度范围宽，本发明整体系统设计简洁，无需额外增加解锁装置，集掉电自解锁与电子锁控制于一体，生产成本低，本发明的电子锁掉电自恢复安全性高，电容充电时间短，相应速度高，电路结构简单，易于生产。

Description

一种应用在充电桩上充电枪电子锁异常掉电自解锁电路
技术领域
本发明属于电动汽车技术领域，涉及一种应用在充电桩上充电枪电子锁异常掉电自解锁电路。
背景技术
随着新能源汽车的普及，对充电桩的需求日益增加，而国标充电枪内部具有电子锁，大多数国标充电枪电子锁分为电磁式电子锁和电机式电子锁，电磁式电子锁是通过电磁铁的方式进行吸附式锁止，电机式电子锁则是通过内部电机来带动锁片的运动，从而卡在锁舌上，从而实现锁止。
电磁式电子锁在异常掉电后可以恢复初始状态；
但是电机式的电子锁在异常断电后，由于电机不能及时的将锁片恢复到初始位置，从而导致电子锁保持当前锁止状态，不能自主恢复到初始状态，用户无法拔出充电枪头，会造成用户的不良体验。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用在充电桩上充电枪电子锁异常掉电自解锁电路，解决了异常断电后，电机式电子锁自动恢复到初始状态的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种应用在充电桩上充电枪电子锁异常掉电自解锁电路，包括AC/DC电路、DC/DC电路、MCU、充电枪和电子锁驱动电路，AC/DC电路的输入端连接外部交流电源、输出端为DC/DC电路的输入端供电，DC/DC电路的输出端为MCU、电子锁驱动模块供电；
DC/DC电路的输出端连接充电枪的输入端，充电枪的输出端为电动汽车充电；
MCU控制DC/DC电路与充电枪之间的连接回路的通断；
用于控制充电枪的内部电机自动解锁的电子锁驱动电路的电压输入端连接充电枪的输入端12VIN，正输出端OUT+和负输出端OUT-均与充电枪的内部电机连接。
优选的，所述DC/DC电路与所述充电枪之间通过继电器或可控硅连接，所述MCU通过一个IO口控制继电器或可控硅的通断。
优选的，所述AC/DC电路为AC转DC模块，DC/DC电路为DC转DC模块。
优选的，所述电子锁驱动电路包括继电器K1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、电容C1和电容C2，继电器K1的公共端设有一个输出端，即公共端输出端，继电器K1的常闭端连接地线、常开端连接二极管D1的负极，二极管D1的正极连接二极管D2的负极，二极管D2的正极连接供电电压，二极管D2的正极为所述输入端12VI N，供电电压由所述DC/DC电路的输出端提供；
继电器K1的线圈的一端连接二极管D2的负极、另一端连接地线，二极管D3作为继电器K1的线圈上的续流二极管并联在继电器K1的线圈上；
公共端输出端分别与电容C1的正极和电容C2的正极连接，电容C1的负极和电容C2的负极连接在一起，构成了所述正输出端OUT+；
继电器K1的常闭端构成了所述负输出端OUT-。
优选的，所述供电电压为12V电压、5V电压或24V电压。
优选的，所述电容C1和所述电容C2的容值均为10000uf，耐压值为16V。
优选的，所述外部交流电源为220VAC的市电电源。
本发明所述的一种应用在充电桩上充电枪电子锁异常掉电自解锁电路，解决了异常断电后，电机式电子锁自动恢复到初始状态的技术问题，本发明用方便，无需通过MCU监测电压变化过程即可实现对电子锁的自动解锁，本发明采用大容量电容，充电快，工作温度范围宽，本发明整体系统设计简洁，无需额外增加解锁装置，集掉电自解锁与电子锁控制于一体，生产成本低，本发明的电子锁掉电自恢复安全性高，电容充电时间短，相应速度高，电路结构简单，易于生产。
附图说明
图1为本发明的原理图方框图；
图2为本发明的电子锁驱动电路的电路图；
图3为本发明的电子锁驱动电路时序图。
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。
如图1到图3所示的一种应用在充电桩上充电枪电子锁异常掉电自解锁电路，包括AC/DC电路、DC/DC电路、MCU、充电枪和电子锁驱动电路，AC/DC电路的输入端连接外部交流电源、输出端为DC/DC电路的输入端供电，DC/DC电路的输出端为MCU、电子锁驱动模块供电；
DC/DC电路的输出端连接充电枪的输入端，充电枪的输出端为电动汽车充电；
MCU控制DC/DC电路与充电枪之间的连接回路的通断；
用于控制充电枪的内部电机自动解锁的电子锁驱动电路的电压输入端连接充电枪的输入端12VIN，正输出端OUT+和负输出端OUT-均与充电枪的内部电机连接。
优选的，所述DC/DC电路与所述充电枪之间通过继电器或可控硅连接，所述MCU通过一个IO口控制继电器或可控硅的通断。
优选的，所述AC/DC电路为AC转DC模块，DC/DC电路为DC转DC模块。
优选的，所述电子锁驱动电路包括继电器K1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、电容C1和电容C2，继电器K1的公共端设有一个输出端，即公共端输出端，继电器K1的常闭端连接地线、常开端连接二极管D1的负极，二极管D1的正极连接二极管D2的负极，二极管D2的正极连接供电电压，二极管D2的正极为所述输入端12VI N，供电电压由所述DC/DC电路的输出端提供；
继电器K1的线圈的一端连接二极管D2的负极、另一端连接地线，二极管D3作为继电器K1的线圈上的续流二极管并联在继电器K1的线圈上；
公共端输出端分别与电容C1的正极和电容C2的正极连接，电容C1的负极和电容C2的负极连接在一起，构成了所述正输出端OUT+；
继电器K1的常闭端构成了所述负输出端OUT-。
如图2所示，继电器K1设有1脚、2脚、3脚、4脚、5脚和6脚，其中，1脚为常开端，与二极管D1的负极连接，2脚为线圈的一端，与二极管D2的负极连接，3脚和4脚连接在一起，并与继电器K1的公共端连接，3脚和4脚分别连接电容C1的正极和电容C2的正极，5脚为线圈的另一端，与地线连接，6脚为常闭端，与地线连接，续流二极管D3的正极连接5脚、负极连接2脚；
本实施例中，二极管D1和二极管D2的压降之和为0.7V，输入到输入端12VI N的电压为12V，经过二极管D1和二极管D2的降压后，到达继电器上的电压为12V-0.7V＝11.3V。
本实施例中，电容C1和电容C2的充电电流通过电容电流计算公式进行计算：I＝C×du/dt，其中C为容值，I为电流，du为加载在电容上的电压值的微分值，dt为时间的微分值，电容电流计算公式为现有技术，故不详细叙述。
本实施例中，在计算电容C1和电容C2的放电电流时，需要根据充电枪的内部电机的阻抗来计算电流和时间，在计算时需要考虑肖特基二极管和继电器的最大电流。本实施例中，二极管D1和二极管D2均为肖特基二极管。
使用时分为上电和断电两种状态，当充电枪连接电动车并对电动车进行充电时，即为上电状态，此时，MCU控制DC/DC电路对充电枪进行供电，充电枪对电动车充电，此时，本发明的电子锁驱动电路对充电枪的输入端进行检测，即，由DC/DC电路提供的12V电源也会加载在输入端12VIN上，此时12V电源通过二极管D2为继电器K1的线圈供电，使继电器动作，其常开端闭合，使12V电源可以通过二极管D1和二极管D2加载在继电器K1的3脚和4脚上，从而对电容C1和电容C2充电，此时正输出端OUT+输出正11.3V电压，负输出端OUT-输出0V电压，正输出端OUT+和负输出端OUT-输出的电压加载在充电枪的内部电机上，从而使电机动作，实现充电枪的自动锁止。
当充电枪连接电动车但是对电动车断开充电时，即为下电状态，此时无论是MCU控制DC/DC电路断开对充电枪的供电，还是由于突发事件(如停电)使充电枪的供电断开，本发明的电子锁驱动电路均会检测到充电枪的输入端的12V电压变为0V，此时，输入端12VIN上的电压为0V，继电器K1的线圈得不到驱动电压，从而恢复到原始状态，即常开端断开，此时电容C1和电容C2不会进行电压突变，还保持一定时间的电压并施加到继电器K1的公共端，此时继电器K1的常闭端会被加载此电压，从而使此时正输出端OUT+输出负11.3V电压，负输出端OUT-输出0V电压，该电压会充电枪的内部电机恢复到原始位置，实现断电后的自动解锁。
如图3为电子锁驱动电路时序图。MCU用于控制电路中的12V电压的通断；当电压输入为12V时，对电容充电，同时输出电压；当12V断开时，继电器切换，使得电容C1和电容C2放电。
优选的，所述供电电压为12V电压、5V电压或24V电压。
优选的，所述电容C1和所述电容C2的容值均为10000uf，耐压值为16V。
优选的，所述外部交流电源为220VAC的市电电源。
本发明所述的一种应用在充电桩上充电枪电子锁异常掉电自解锁电路，解决了异常断电后，电机式电子锁自动恢复到初始状态的技术问题，本发明用方便，无需通过MCU监测电压变化过程即可实现对电子锁的自动解锁，本发明采用大容量电容，充电快，工作温度范围宽，本发明整体系统设计简洁，无需额外增加解锁装置，集掉电自解锁与电子锁控制于一体，生产成本低，本发明的电子锁掉电自恢复安全性高，电容充电时间短，相应速度高，电路结构简单，易于生产。
在本发明中，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，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模块中，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模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种应用在充电桩上充电枪电子锁异常掉电自解锁电路，其特征在于：包括AC/DC电路、DC/DC电路、MCU、充电枪和电子锁驱动电路，AC/DC电路的输入端连接外部交流电源、输出端为DC/DC电路的输入端供电，DC/DC电路的输出端为MCU、电子锁驱动模块供电；
DC/DC电路的输出端连接充电枪的输入端，充电枪的输出端为电动汽车充电；
MCU控制DC/DC电路与充电枪之间的连接回路的通断；
用于控制充电枪的内部电机自动解锁的电子锁驱动电路的电压输入端连接充电枪的输入端12VIN，正输出端OUT+和负输出端OUT-均与充电枪的内部电机连接。
2.如权利要求1所述的一种应用在充电桩上充电枪电子锁异常掉电自解锁电路，其特征在于：所述DC/DC电路与所述充电枪之间通过继电器或可控硅连接，所述MCU通过一个IO口控制继电器或可控硅的通断。
3.如权利要求1所述的一种应用在充电桩上充电枪电子锁异常掉电自解锁电路，其特征在于：所述AC/DC电路为AC转DC模块，DC/DC电路为DC转DC模块。
4.如权利要求1所述的一种应用在充电桩上充电枪电子锁异常掉电自解锁电路，其特征在于：所述电子锁驱动电路包括继电器K1、二极管D1、二极管D2、二极管D3、电容C1和电容C2，继电器K1的公共端设有一个输出端，即公共端输出端，继电器K1的常闭端连接地线、常开端连接二极管D1的负极，二极管D1的正极连接二极管D2的负极，二极管D2的正极连接供电电压，二极管D2的正极为所述输入端12VIN，供电电压由所述DC/DC电路的输出端提供；
继电器K1的线圈的一端连接二极管D2的负极、另一端连接地线，二极管D3作为继电器K1的线圈上的续流二极管并联在继电器K1的线圈上；
公共端输出端分别与电容C1的正极和电容C2的正极连接，电容C1的负极和电容C2的负极连接在一起，构成了所述正输出端OUT+；
继电器K1的常闭端构成了所述负输出端OUT-。
5.如权利要求4所述的一种应用在充电桩上充电枪电子锁异常掉电自解锁电路，其特征在于：所述供电电压为12V电压、5V电压或24V电压。
6.如权利要求4所述的一种应用在充电桩上充电枪电子锁异常掉电自解锁电路，其特征在于：所述电容C1和所述电容C2的容值均为10000uf，耐压值为16V。
7.如权利要求1所述的一种应用在充电桩上充电枪电子锁异常掉电自解锁电路，其特征在于：所述外部交流电源为220VAC的市电电源。
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