CN112737068A - 充电桩及其保护控制系统、方法、存储介质及终端 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种充电桩及其保护控制系统、方法、存储介质及终端，属于充电桩安全控制技术领域，控制系统包括主控单元、PWM控制器、通信单元和反馈单元；主控单元经通信单元与PWM控制器通信连接；反馈单元一端与充电模块输出端连接，另一端与主控单元连接；PWM控制器为PFC转换器中的PWM控制器和/或DC/AC转换电路中的PWM控制器和/或AC/DC转换电路中的PWM控制器。本发明在充电模块处于故障状态时，通过关闭对PFC转换器和/或DC/AC转换电路和/或AC/DC转换电路的PWM控制，以使充电模块的电压、电流在短时间内急速下降，避免了高压、大电流冲击，延长了充电模块寿命，减少传导和辐射干扰，防止充电控制板死机，避免出现无法充电和充电不正常的情况。
Description
技术领域
本发明涉及充电桩安全控制技术领域，尤其涉及一种直流充电桩及其增强型保护控制系统、方法、存储介质及终端。
背景技术
充电桩包括顺次连接PFC转换器、DC/AC转换电路、AC/DC转换电路及充电枪。目前直流充电桩异常保护功能，只是强制断开充电模块(包括PFC转换器、DC/AC转换电路、AC/DC转换电路)的电源。但是在充电模块输出直流大电流情况下，如输出电压范围为300-750V、电流范围为100-200A，在此情况下强制断开充电模块的三相交流输入，会对充电模块的内部PFC转换器(功率因数校正器)、DC/AC转换电路、AC/DC转换电路、DC/DC转换电路元器件形成高压冲击，缩短充电模块寿命。冲击波脉冲干扰幅度较大时，会干扰充电控制板，导致死机，无法充电，严重时会导致充电控制板输出不正常，恢复充电模块的供电，导致火灾和人员触电。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中充电模块输出直流大电流情况下直接断电造成的高压冲击进而缩短充电模块使用寿命、干扰充电控制板输出的问题，提供了一种充电桩及其保护控制系统、方法、存储介质及终端。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：充电桩保护控制方法，系统具体包括主控单元、PWM控制器、通信单元和反馈单元；所述主控单元经通信单元与PWM控制器通信连接；反馈单元一端与充电模块输出端连接，另一端与主控单元连接；所述PWM控制器为PFC转换器中的PWM控制器和/或DC/AC转换电路中的PWM控制器和/或AC/DC转换电路中的PWM控制器。
作为一选项，所述通信单元为CAN通信隔离单元或RS485通信隔离单元或RS232通信隔离单元。
作为一选项，所述系统还包括开关器件，开关器件串联于PFC转换器和/或DC/AC转换电路和/或AC/DC转换电路或充电枪的电源回路中，且开关器件的控制级与PWM控制器输出端连接。
作为一选项，所述主控单元为单片机或PLC或FPGA或ARM。
需要进一步说明的是，上述控制系统各选项对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。
本发明还包括一种充电桩，所述充电桩包括如上所述的充电桩保护控制系统。
本发明还包括一种充电桩保护控制方法，所述方法包括：获取充电模块输出端的电路参数信息；判断电路参数信息是否异常，若异常，关闭PFC转换器和/或DC/AC转换电路和/或AC/DC转换电路的PWM控制。
作为一选项，所述关闭PFC转换器和/或DC/AC转换电路和/或AC/DC转换电路的PWM控制后还包括：控制设于PFC转换器和/或DC/AC转换电路和/或AC/DC转换电路或充电桩的电源回路的MOS管处于截止状态。
需要进一步说明的是，上述控制方法各选项对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。
本发明还包括一种充电桩，所述充电桩采用如上所述的充电桩保护控制方法进行断电保护。
本发明还包括一种存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行如上所述的充电桩保护控制方法的步骤。
本发明还包括一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，其特征在于：所述处理器运行所述计算机指令时执行如上所述的充电桩保护控制方法的步骤。
与现有技术相比，本发明有益效果是：
本发明通过反馈单元采集充电模块输出端的电路参数信息并传输至主控单元，主控单元以此确定充电模块是否处于故障状态，若处于故障状态，主控单元立即关闭对PFC转换器和/或DC/AC转换电路和/或AC/DC转换电路的PWM控制，以使充电模块的电压、电流在短时间内急速下降，避免了高压、大电流冲击，延长了充电模块寿命，减少传导和辐射干扰，防止充电控制板死机，避免出现无法充电和充电不正常的情况。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明实施例1的系统框图；
图2为本发明实施例1的系统框图；
图3为本发明实施例2的充电桩正常/故障工作状态下的对比示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明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。
在本发明的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系为基于附图所述的方向或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，属于“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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，属于“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
如图1-图2所示，本实施例提供了一种充电桩保护控制系统，控制系统具体包括主控单元、PWM控制器、通信单元和反馈单元；主控单元经通信单元与PWM控制器通信连接；反馈单元一端与充电模块输出端连接，另一端与主控单元连接。PWM控制器为PFC转换器中的PWM控制器和/或DC/AC转换电路中的PWM控制器和/或AC/DC转换电路中的PWM控制器。具体地，反馈单元用于采集充电模块输出端的电压、电流参数信息，可通过在充电模块输出端串联电阻实现电压、电流参数的采集。。更为具体地，PFC转换器与三相交流电电源连接，AC/DC转换电路输出端与充电枪连接。在本实施例中，优选为主控单元经通信单元与PFC转换器中的PWM控制器、DC/AC转换电路中的PWM控制器、AC/DC转换电路中的PWM控制器连接，即主控单元可在判断充电模块处于故障状态时，同时控制PFC转换器、DC/AC转换电路以及AC/DC转换电路的PWM关闭，即上述三个PWM控制器停止输出PWM波调节对应电路中开关器件的通断。
本发明通过反馈单元采集充电模块输出端的电路参数信息并传输至主控单元，主控单元以此确定充电模块是否处于故障状态，若处于故障状态，主控单元通过通信单元发送控制指令至PWM控制器，PWM控制接收到该控制指令后立即关闭对PFC转换器和/或DC/AC转换电路和/或AC/DC转换电路的PWM控制，以使充电模块的电压、电流在短时间内急速下降，避免了高压、大电流冲击，延长了充电模块寿命，减少传导和辐射干扰，防止充电控制板死机，避免出现无法充电和充电不正常的情况。
进一步地，通信单元为CAN通信隔离单元或RS485通信隔离单元或RS232通信隔离单元。作为一具体实施例，优选为CAN通信隔离单元。
进一步地，系统还包括开关器件，开关器件串联于PFC转换器和/或DC/AC转换电路和/或AC/DC转换电路或充电枪的电源回路中，且开关器件的控制级与PWM控制器输出端连接。具体地，开关器件为MOS管，作为一优选实施例，采用N型MOS管，MOS管的栅极与PWM控制器连接，MOS管的漏极、源极连接至充电模块输出端的电源回路正负极。
进一步地，主控单元为单片机或PLC或FPGA或ARM。作为一具体实施例，主控单元为单片机，数据处理强，且成本低。更进一步地，PWM控制器为单片机或PLC或FPGA或ARM。
本实施例还包括一种充电桩，该充电桩包括如本实施例所述的充电桩保护控制系统。更为具体地，充电桩还包括顺次连接的PFC转换器、DC/AC转换电路、AC升压/降低电路、AC/DC转换电路以及充电枪。
实施例2
本实施例与实施例1具有相同的发明构思，提供了一种充电桩保护控制方法，具体包括以下步骤：
S01：获取充电模块输出端的电路参数信息；具体地，通过反馈单元获取充电模块输出端的电路参数信息，即电压、电路信息；反馈单元一端与充电模块输出端连接，另一端与主控单元连接，反馈单元可通过在充电模块输出端串联电阻实现电压、电流参数的采集。
S02:判断电路参数信息是否异常，若异常，关闭PFC转换器和/或DC/AC转换电路和/或AC/DC转换电路的PWM控制。具体地，主控单元比较反馈单元采集的电路参数信息与预设电路信息进行比较，进而判断充电模块是否处于故障状态，具体地，预设电路信息通过人机交互单元进行输入或者更改，以调节充电枪的输出功率，若反馈单元采集的电路参数信息大于预设电路信息，则表示充电模块处于故障状态。
进一步地，步骤S02中关闭PFC转换器和/或DCIAC转换电路和/或AC/DC转换电路的PWM控制后还包括:
S03:控制设于PFC转换器和/或DC/AC转换电路和/或AC/DC转换电路或充电桩的电源回路的MOS管处于截止状态。作为一优选，MOS管设于充电枪的电源回路中，主控单元经通信单元向充电模块中的所有PWM控制器发明控制指令，PWM控制器接收到该控制指令后，立即停止输出PWM波，关闭充电模块内部的3个关键电路部分的PWM控制，以使充电模块的电压、电流在短时间内急速下降，缩短关闭时间，避免了高压、大电流冲击，延长了充电模块寿命，减少传导和辐射干扰，防止充电控制板死机，避免出现无法充电和充电不正常的情况，在此基础上，主控单元再控制串于充电枪电源回路中的MOS管处于截止状态，至此完成整个充电桩的保护控制。更为具体地，充电桩处于正常工作状态或者故障状态时，各器件的工作状态对比如图3所示，系统状态a部分表示充电桩处于正常工作状态，系统状态b部分表示充电桩处于故障工作状态；CAN总线(CAN通信隔离单元)a部分表示其处于正常工作状态，b部分表示主控单元控制关闭充电模块中所有PWM控制器关闭PWM控制时CAN总线随时间的状态变化；MOS管a部分表示其处于导通状态，b部分对应PWM控制器关闭PWM控制过程中所处的导通状态，c部分表示其处于截止状态；输出电压a部分对应的是充电桩(系统)处于正常工作时后的高压状态，b部分表示PWM控制关闭后电压迅速下降的状态，c部分对应MOS管处于截止状态后的输出电压为0V的状态。
本发明还包一种充电桩，该充电桩采用实施例2中充电桩保护控制方法进行断电保护，以避免了高压、大电流冲击，延长了充电模块寿命，并能够减少传导和辐射干扰，防止充电控制板死机，避免出现无法充电和充电不正常的情况。
实施例3
本实施例提供了一种存储介质，与实施例2具有相同的发明构思，其上存储有计算机指令，计算机指令运行时执行实施例2中充电桩保护控制方法的步骤。
基于这样的理解，本实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
实施例4
本实施例还提供一种终端，与实施例2具有相同的发明构思，包括存储器和处理器，存储器上存储有可在处理器上运行的计算机指令，处理器运行计算机指令时执行实施例2中充电桩保护控制方法的步骤。处理器可以是单核或者多核中央处理单元或者特定的集成电路，或者配置成实施本发明的一个或者多个集成电路。
在本发明提供的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。
以上具体实施方式是对本发明的详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替代，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种充电桩保护控制系统，其特征在于：所述控制系统包括主控单元、PWM控制器、通信单元和反馈单元；所述主控单元经通信单元与PWM控制器通信连接；反馈单元一端与充电模块输出端连接，另一端与主控单元连接；
所述PWM控制器为PFC转换器中的PWM控制器和/或DC/AC转换电路中的PWM控制器和/或AC/DC转换电路中的PWM控制器。
2.根据权利要求1所述的充电桩保护控制系统，其特征在于：所述通信单元为CAN通信隔离单元或RS485通信隔离单元或RS232通信隔离单元。
3.根据权利要求1所述的充电桩保护控制系统，其特征在于：所述系统还包括开关器件，开关器件串联于PFC转换器和/或DC/AC转换电路和/或AC/DC转换电路或充电枪的电源回路中，且开关器件的控制级与PWM控制器输出端连接。
4.根据权利要求1所述的充电桩保护控制系统，其特征在于：所述主控单元为单片机或PLC或FPGA或ARM。
5.一种充电桩，其特征在于：所述充电桩包括如权利要求1-4任意一项所述的充电桩保护控制系统。
6.一种充电桩保护控制方法，其特征在于：所述方法包括：
获取充电模块输出端的电路参数信息；
判断电路参数信息是否异常，若异常，关闭PFC转换器和/或DC/AC转换电路和/或AC/DC转换电路的PWM控制。
7.根据权利要求6所述的充电桩保护控制方法，其特征在于：所述关闭PFC转换器和/或DC/AC转换电路和/或AC/DC转换电路的PWM控制后还包括：
控制设于PFC转换器和/或DC/AC转换电路和/或AC/DC转换电路或充电桩的电源回路的MOS管处于截止状态。
8.一种充电桩，其特征在于：所述充电桩采用如权利要求6-7任意一项所述的充电桩保护控制方法进行断电保护。
9.一种存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于：所述计算机指令运行时执行权利要求6-7任意一项所述的充电桩保护控制方法的步骤。
10.一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，其特征在于：所述处理器运行所述计算机指令时执行权利要求6-7任意一项所述的充电桩保护控制方法的步骤。
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