CN114290917A - 一种车载充电机测控电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车载充电机测控电路及方法，包括信号采集模块，采集充电机的充电信号；通过车载电源获取第一电压信号；第一控制模块，根据充电信号得到并输出唤醒指令，唤醒指令包括第二电压信号和第三电压信号；开关模块，通过比较第一电压信号和第二电压信号，获取第一电压信号和第二电压信号的电压差，当电压差与预设的阈值电压匹配时，开关模块的输出端处于通电状态；第二控制模块，根据开关模块的通电状态对第二控制模块供电，当第二控制模块处于通电状态时，获取第三电压信号，根据第三电压信号触发第二控制模块对充电机的充电连接控制，以使充电机与车载电源电性连接；两个控制模块相互协调，满足充电机唤醒功能的同时减少功耗。

Description

一种车载充电机测控电路及方法

技术领域

本申请涉及车载充电机的技术领域，尤其是涉及一种车载充电机测控电路及方法。

背景技术

当前我国正在大力发展新能源汽车，新能源汽车主要是以可充电的锂电池作为驱动能源设计的，其中，电动汽车的充电方式包括快充和慢充，分别以不同的充电机为载体对车载电池充电，同时，在设计电动汽车的时候由于每个汽车的架构不同，所以对于充电机的充电确认信号、充电控制信号硬件电路设计又各不相同，不利于充电机的平台化，因此，电动汽车的充电机一般设置在电动汽车的充电电路上。

对于车载充电机需要有充电确认信号、充电控制信号的唤醒功能，同时在预约充电的时候，需要在充电确认信号、充电控制信号存在的时候充电机处于休眠状态，这两个要求是矛盾的,所以需要一个具有存储功能的控制器来存储唤醒指令，但是一般具备存储功能的控制器功耗都比较大，从而导致能源的浪费。

发明内容

本发明提供一种车载充电机测控电路,在满足充电机唤醒功能的同时减少车载充电机的功耗。

为实现上述目的，本发明一种车载充电机测控电路的具体技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种车载充电机测控电路，采用如下的技术方案，包括：

信号采集模块，用于采集充电机的充电信号；

第一控制模块，所述第一控制模块的供电接口与车载电源电性连接，通过所述车载电源获取第一电压信号，所述第一控制模块与所述信号采集模块电性连接，根据所述充电信号得到并输出唤醒指令，所述唤醒指令包括第二电压信号和第三电压信号；

开关模块，所述开关模块包括两个输入端和一个输出端，所述开关模块的一个输入端与所述第一控制模块的供电接口电性连接，所述开关模块的另一输入端与所述第一控制模块的输出端电性连接，通过比较所述第一电压信号和所述第二电压信号，获取所述第一电压信号和所述第二电压信号的电压差，当所述电压差与预设的阈值电压匹配时，所述开关模块的输出端处于通电状态；

第二控制模块，所述第二控制模块的供电接口与所述开关模块的输出端电性连接，根据所述开关模块的通电状态对所述第二控制模块供电，所述第二控制模块与所述第一控制模块信号连接，当所述第二控制模块处于通电状态时，获取所述第三电压信号，根据所述第三电压信号触发所述第二控制模块对充电机的充电连接控制，以使所述充电机与所述车载电源电性连接。

可选的，所述开关模块包括第一场效应管，所述第一场效应管的栅极获取第一电压信号，所述第一场效应管的源极与所述车载电源电性连接，所述第一场效应管的漏极与所述第二控制模块电性连接，根据第一电压信号控制所述第一场效应管的导通或截止，通过第一场效应管的导通状态对所述第二控制模块进行上电。

可选的，所述开关模块还包括第二场效应管，所述第二场效应管的栅极与所述第一控制模块电性连接，所述第二场效应管的漏极接地，所述第二场效应管的源极与所述第一场效应管的栅极电性连接，根据所述第一控制模块对所述第二场效应管栅极的电压控制，控制所述第二场效应管的导通或截止，通过第二场效应管的导通状态获取第二电压信号。

可选的，所述第一控制模块的单元连接端电性连接有第一稳压器，所述第一稳压器的输入端与所述车载电源电性连接，所述第一稳压器的输出端与所述第一控制模块的供电接口电性连接第一控制模块。

可选的，所述第二控制模块的电源连接端电性连接有第二稳压器，所述第二稳压器的输入端与所述第一场效应管的源极电性连接，所述第二稳压器的输出端与所述第二控制模块的供电接口电性连接第二控制模块。

可选的，所述信号采集模块包括确认电路，所述确认电路包括第一电阻，所述第一电阻的两端分别为第一输入端和第一输出端，所述第一输出端与所述第一控制模块电性连接；

所述信号采集模块还包括控制电路，所述控制电路包括第二电阻，所述第二电阻的两端分别为第二输入端和第二输出端，所述第二输出端与所述第一控制模块电性连接。

可选的，所述第一输入端设置有用于提高所述第一控制模块驱动能力的第三电阻，所述第三电阻与所述第一输入端并联，所述第三电阻远离所述第一电阻的一端与所述第一控制模块的输入端电性连接。

可选的，所述第二输入端设置有用于过滤干扰信号的第四电阻，所述第四电阻与所述第二输入端并联，所述第四电阻的一端接地。

可选的，所述第二电阻远离所述第一控制模块的一端设置有用于减少反向干扰电流的二极管，所述二极管的阴极与所述第二电阻电性连接。

第二方面，本申请提供一种车载充电机测控方法，采用如下的技术方案，包括以下步骤：

采集充电机的充电信号；

通过所述车载电源获取第一电压信号，根据所述充电信号得到并输出唤醒指令，所述唤醒指令包括第二电压信号和第三电压信号；

通过比较所述第一电压信号和所述第二电压信号，获取所述第一电压信号和所述第二电压信号的电压差，当所述电压差与预设的阈值电压匹配时，开关模块的输出端处于通电状态；

根据所述开关模块的通电状态对第二控制模块供电，当所述第二控制模块处于通电状态时，获取所述第三电压信号，根据所述第三电压信号触发所述第二控制模块对充电机的充电连接控制，以使所述充电机与所述车载电源电性连接。

本发明的一种车载充电机测控电路及方法至少具有以下优点，该测控电路在使用时，通过第一控制模块获取信号采集模块检测到的充电信号，通过充电信号以使第一控制模块对第二控制模块的供电进行控制，同时通过第一控制模块触发第二控制模块对充电机的充电连接进行控制；通过两个控制模块配合使用，减少用于充电机的充电连接控制端的功耗浪费，可实现在充电机的充电连接控制端不使用时对第二控制模块进行下电。

附图说明

图1是本申请实施例各个模块间的连接结构示意图；

图2是本申请实施例信号采集模块与第一控制模块的电路连接结构示意图；

图3是本申请实施例信号采集模块电路连接结构的整体示意图；

图4是本申请实施例开关模块电路连接结构的整体示意图；

图5是本申请实施例各个模块间电路连接结构的整体示意图；

图6是本申请实施例车载充电机控制方法的流程图。

附图标记说明：KL30、车载电源；R1、第一电阻；R2、第二电阻；R3、第三电阻；R4、第四电阻；D1、二极管；CC、确认电路；CP、控制电路；Q1、第一场效应管；Q2、第二场效应管。

具体实施方式

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，本文所描述的示范性实施例应当仅被认为是描述性的，而不是为了限制的目的。对每个示范性实施例中的特征或方面的描述应当通常被认为可用于其他示范性实施例中类似的特征或方面。

参考附图提供上述描述，以助于对权利要求所限定的本发明的各种实施例的全面理解。其包含各种特定的细节以助于该理解，但这些细节应当被视为仅是示范性的。相应地，本领域普通技术人员将认识到，在不背离由随附的权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对本文所描述的各种实施例做出变化和改进。此外，为了清楚和简洁起见，可能省略对熟知的功能和构造的描述。

下文的描述和权利要求中所使用的术语和词语不限于书面的含义，而是仅由发明人使用以允许对本发明的清楚和一致的理解。相应地，对本领域技术人员显而易见的是，提供对本发明的各种实施例的下列描述，仅是为了解释的目的，而不是为了限制由随附的权利要求所限定的本发明。

贯通本申请文件的说明书和权利要求，词语“包括”和“含有”以及词语的变型，例如“包括有”和“包括”意味着“包含但不限于”，而不意在(且不会)排除其他部件、整体或步骤。

结合本发明的特定的方面、实施例或示例所描述的特征、整体或特性将被理解为可应用于本文所描述的任意其他方面、实施例或示例，除非与其不兼容。

应当理解的是，单数形式“一”、“一个”和“该”包含复数的指代，除非上下文明确地另有其他规定。在本发明中，表述“或”包含一起列举的词语的任意或所有的组合。例如，“A或B”可以包含A或者B，或可以包含A和B两者。

本发明中所使用的术语集仅是为了描述特定实施例的目的，而并非意在限制本发明。除非另有限定，本文中所使用的全部术语(包含技术术语与科学术语)具有与本申请所属的技术领域的普通技术人员所通常理解的相同含义。还应理解的是，术语(比如常用词典中限定的那些术语)，应解释为具有与相关领域和本说明书的上下文中一致的含义，并且不应以理想化或过于形式化的意义来解释，除非在本文中明确地这样限定。

现有的主流车载充电机技术中，车载充电机需要有充电确认信号、充电控制信号的唤醒功能，同时需要在充电确认信号、充电控制信号存在的时候充电机是处于休眠状态，这本身就是矛盾的，因此需要设置一个具有储存功能的控制器来实现充电机的充电连接控制，但是此类充电机的控制器的功耗相对较大，从而导致一些不必要的能源浪费。

为了减少车载充电机的功耗，本发明提供一种车载充电机测控电路，如图1所示，包括信号采集模块，用于检测充电机是否需要充电连接的充电信号，第一控制模块，通过车载电源KL30供电，并根据信号采集模块采集到的充电信号的得到并输出唤醒指令，第二控制模块，实现对充电机的充电连接控制，在第一控制模块和第二控制模块之间设置有开关模块，开关模块与车载电源KL30电性连接，通过第一控制模块实现对开关模块的开启控制，从而对第二控制模块进行上电，同时，第一控制模块与第二控制模块信号连接，通过唤醒指令触发第二控制模块对充电机的充电连接控制。

通过本发明可实现在充电机需要充电连接时，对第二控制模块进行上电，在充电机不需要充电连接时，第二控制模块不用上电，从而减小了充电机的功耗。

具体的说，信号采集模块包括确认电路CC和控制电路CP，如图2所示，确认电路CC上设置有第一电阻R1，第一电阻R1的两端分别为第一输入端和第一输出端，第一输入端作为确认信号的采集端，第一输出端作为确认信号的输出端，其中，第一输出端与第一控制模块电性连接；控制电路CP上设置有第二电阻R2，第二电阻R2的两端分别为第二输入端和第二输出端，第二输入端作为控制信号的采集端，第二输出端作为控制信号的输出端，其中，第二输出端与第一控制模块电性连接；使用时，第一电阻R1和第二电阻R2分别对确认电路CC和控制电路CP起到保护作用，从而减小第一控制模块发生损坏的几率。

为了提高充电信号的可靠性和准确性，如图3所示，示例性地说明，确认电路CC上设置有上拉电路，上拉电路包括第三电阻R3，第三电阻R3的一端与确认电路CC的第一输入端电性连接，第三电阻R3的另一端与第一控制的电源供电接口电性连接，以增大确认电路CC的电流，从而提高确认信号的可靠性。

在控制电路CP上设置有下拉电路，下拉电路包括第四电阻R4，第四电阻R4的一端与控制电路CP的第二输入端电性连接，第四电阻R4的另一端接地，通过第四电阻R4可以对控制电路CP中的干扰电流起到一定的过滤作用，从而提高充电信号的可靠性；为了进一步提高控制信号的准确性，在控制电路CP的第二输入端设置有二极管D1，二极管D1与第二电阻R2串联设置，二极管D1的阴极与第二电阻R2电性连接，二极管D1的阳极作为控制电路CP的输入端，由于二极管D1单向导通的特性，减小了电流发生回流的几率，从而减小电流回流对信号造成影响的几率。

在一些实施例中，如图4所示，开关模块包括第一场效应管Q1和第二场效应管Q2，其中，第一场效应管Q1用于获取第二控制模块的供电控制，第一场效应管Q1的源极与车载电源KL30电性连接，通过车载电源KL30获取第一电压信号，第一场效应管Q1的栅极与第一控制模块电性连接，用于获取第二电压信号，第一场效应管Q1的漏极与第二控制模块的供电接口电性连接，通过比较第一电压信号和第二电压信号，获取第一电压信号和第二电压信号的电压差，电压差达到第一场效应管Q1的导通电压时，第一场效应管Q1导通，以使车载电源KL30为第二控制模块上电，否则第二控制模块保持下电状态。

通过该控制方法，在充电机不需要充电连接时，直接将第二控制模块断电，不需要第二控制模块待机休眠等待唤醒指令，同时，第二控制模块只需要配置一个低功耗的控制模块，仅保留第二控制模块获取信号采集模块的充电信号即可，从而减少充电机在不需要连接充电时的功耗。

在第一场效应管Q1的栅极与第一控制模块之间设置有第二场效应管Q2，第二场效应管Q2的栅极与第一控制模块电性连接，第二场效应管Q2的源极与第一场效应管Q1的栅极电性连接，第二场效应管Q2的漏极接地；在使用过程中，第二场效应管Q2提高了第二电压信号的输出稳定性。

为了提高第一控制模块的供电电压稳定性，在车载电源KL30与第一模块之间设置有第一稳压器，第一稳压器的输入端与车载电源KL30电性连接，第一稳压器的输出端与第二控制模块电性连接，为了降低功耗，第一稳压器可以采用低静态稳压器；同时，为了提高信号采集模块的使用效果，将确认电路CC中第三电阻R3与第一控制模块的连接端位于第一控制模块与第一稳压器之间，使得上拉电路的高电平接入相对稳定的电压，从而提高上拉电路的使用效果。

为了提高第二控制模块的供电电压稳定性，在第一场效应管Q1与第二控制模块之间设置有第二稳压器，第二稳压器的输入端与第一场效应管Q1的漏极电性连接，第二稳压器的输出端与第二控制模块的供电结构电性连接。

为更清楚的展示本发明的具体内容，本发明一种车载充电机测控电路的主要发明内容包括信号采集模块、第一控制模块和第二控制模块，信号采集模块采集充电机的充电信号，充电信号包括确认信号和控制信号，第一控制模块通过获取充电信号的得到并输出唤醒指令，唤醒指令包括第二电压信号和第三电压信号，在第二控制模块的电源连接接头设置有开关模块，通过唤醒指令的第二电压信号控制开关模块的开启，从而控制第二控制模块的上电；在第一控制模块没有获取充电信号时，第二控制模块处于下电状态，第一控制模块保持对信号采集模块的信号获取；从而实现在保证实时获取充电信号的同时，车载充电机大功率控制模块仅在使用时上电，以减少车载充电机在待机状态时不必要的能源消耗。

需要说明的是，第一控制模块和第二控制模块可以采用各种可以实现可调节数字信号的单元，例如各种单片机、微控制器、DSP(数字信号处理器)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，即现场可编程门阵列)、上位机或者中央处理器(CPU，CentralProcessing Unit)，在本实施例中，控制器可采用单片机，通过对单片机进行编程可以实现各种控制功能，比如在本实施例中，实现载波信号及电平信号的采集、处理和解调功能，单片机具有方便接口调用、便于控制的优点。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种车载充电机测控电路，其特征在于，包括：

信号采集模块，用于采集充电机的充电信号；

第一控制模块，所述第一控制模块的供电接口与车载电源电性连接，通过所述车载电源获取第一电压信号，所述第一控制模块与所述信号采集模块电性连接，根据所述充电信号得到并输出唤醒指令，所述唤醒指令包括第二电压信号和第三电压信号；

开关模块，所述开关模块包括两个输入端和一个输出端，所述开关模块的一个输入端与所述第一控制模块的供电接口电性连接，所述开关模块的另一输入端与所述第一控制模块的输出端电性连接，通过比较所述第一电压信号和所述第二电压信号，获取所述第一电压信号和所述第二电压信号的电压差，当所述电压差与预设的阈值电压匹配时，所述开关模块的输出端处于通电状态；

第二控制模块，所述第二控制模块的供电接口与所述开关模块的输出端电性连接，根据所述开关模块的通电状态对所述第二控制模块供电，所述第二控制模块与所述第一控制模块信号连接，当所述第二控制模块处于通电状态时，获取所述第三电压信号，根据所述第三电压信号触发所述第二控制模块对充电机的充电连接控制，以使所述充电机与所述车载电源电性连接。

2.根据权利要求1所述的车载充电机测控电路，其特征在于，所述开关模块包括第一场效应管，所述第一场效应管的栅极获取第一电压信号，所述第一场效应管的源极与所述车载电源电性连接，所述第一场效应管的漏极与所述第二控制模块电性连接，根据第一电压信号控制所述第一场效应管的导通或截止，通过第一场效应管的导通状态对所述第二控制模块进行上电。

3.根据权利要求2所述的车载充电机测控电路，其特征在于，所述开关模块还包括第二场效应管，所述第二场效应管的栅极与所述第一控制模块电性连接，所述第二场效应管的漏极接地，所述第二场效应管的源极与所述第一场效应管的栅极电性连接，根据所述第一控制模块对所述第二场效应管栅极的电压控制，控制所述第二场效应管的导通或截止，通过第二场效应管的导通状态获取第二电压信号。

4.根据权利要求1所述的车载充电机测控电路，其特征在于，所述第一控制模块的单元连接端电性连接有第一稳压器，所述第一稳压器的输入端与所述车载电源电性连接，所述第一稳压器的输出端与所述第一控制模块的供电接口电性连接第一控制模块。

5.根据权利要求2所述的车载充电机测控电路，其特征在于，所述第二控制模块的电源连接端电性连接有第二稳压器，所述第二稳压器的输入端与所述第一场效应管的源极电性连接，所述第二稳压器的输出端与所述第二控制模块的供电接口电性连接第二控制模块。

6.根据权利要求1所述的车载充电机测控电路，其特征在于，所述信号采集模块包括确认电路，所述确认电路包括第一电阻，所述第一电阻的两端分别为第一输入端和第一输出端，所述第一输出端与所述第一控制模块电性连接；

所述信号采集模块还包括控制电路，所述控制电路包括第二电阻，所述第二电阻的两端分别为第二输入端和第二输出端，所述第二输出端与所述第一控制模块电性连接。

7.根据权利要求6所述的车载充电机测控电路，其特征在于，所述第一输入端设置有用于提高所述第一控制模块驱动能力的第三电阻，所述第三电阻与所述第一输入端并联，所述第三电阻远离所述第一电阻的一端与所述第一控制模块的输入端电性连接。

8.根据权利要求6所述的车载充电机测控电路，其特征在于，所述第二输入端设置有用于过滤干扰信号的第四电阻，所述第四电阻与所述第二输入端并联，所述第四电阻的一端接地。

9.根据权利要求8所述的车载充电机测控电路，其特征在于，所述第二电阻远离所述第一控制模块的一端设置有用于减少反向干扰电流的二极管，所述二极管的阴极与所述第二电阻电性连接。

10.一种车载充电机测控方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集充电机的充电信号；

通过所述车载电源获取第一电压信号，根据所述充电信号得到并输出唤醒指令，所述唤醒指令包括第二电压信号和第三电压信号；

通过比较所述第一电压信号和所述第二电压信号，获取所述第一电压信号和所述第二电压信号的电压差，当所述电压差与预设的阈值电压匹配时，开关模块的输出端处于通电状态；

根据所述开关模块的通电状态对第二控制模块供电，当所述第二控制模块处于通电状态时，获取所述第三电压信号，根据所述第三电压信号触发所述第二控制模块对充电机的充电连接控制，以使所述充电机与所述车载电源电性连接。

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