CN116846372A - 一种交流充电桩控制导引pwm产生及检测电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交流充电桩控制导引PWM产生及检测电路，包括PWM方波产生模块、三极管电平转换控制模块、非门转换控制模块、推挽模块、EMI滤波模块、反向放大模块和PWM检测与信号保护模块。PWM方波产生模块与单片机输出电平稳定、不同振幅占空比的PWM方波连接；三极管电平转换控制模块与PWM方波产生模块连接；非门转换控制模块与三极管电平转换控制模块连接；推挽模块与非门转换控制模块连接；EMI滤波模块与推挽模块连接；反向放大模块与推挽模块连接；PWM检测与信号保护模块与反向放大模块连接。

Description

一种交流充电桩控制导引PWM产生及检测电路

技术领域

本发明属于交流充电桩设备技术领域，具体涉及一种交流充电桩控制导引PWM产生及检测电路。

背景技术

随着国家对新能源电动汽车推广和实现城区里每公里覆盖电动汽车充电站点，电动汽车充电设备迎来巨大的市场需求，同时交流充电桩存在成本低，安全性能高等优点。

为了解决上述的市场需求，本发明根据国家标准GB/T 18487.1-2015要求提供了一种交流充电控制器，所述交流充电控制器应用在交流充电桩内检测和控制硬件设备。实际上，由于不同的电动汽车充电时要求的功率不同，因此交流充电桩需要满足多种功率输出。此时，需要对输出过程中的功率进行检测。现有技术中一般是采用硬件电路的方式进行检测。

申请人在其过程中发现，现有技术中存在的问题有：不能检测-12V电平，不符合国家车辆相关标准。

发明内容

本发明的目的是要解决上述的技术问题，提供一种交流充电桩控制导引PWM产生及检测电路。

为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：

一种交流充电桩控制导引PWM产生及检测电路，包括PWM方波产生模块、三极管电平转换控制模块、非门转换控制模块、推挽模块、EMI滤波模块、反向放大模块和PWM检测与信号保护模块；

所述PWM方波产生模块与单片机输出电平稳定、不同振幅占空比的PWM方波连接；

所述三极管电平转换控制模块与所述PWM方波产生模块连接，所述三极管电平转换控制模块用于对电平信号进行控制转换；

所述非门转换控制模块与所述三极管电平转换控制模块连接，所述非门转换控制模块用于对电平信号进行翻转；

所述推挽模块与所述非门转换控制模块连接，所述推挽模块用于对输入的电平信号进行放大，并输出符合要求的完整的电平信号；

所述EMI滤波模块与所述推挽模块连接，所述EMI滤波模块用于对完整的电平信号进行滤波调理，输出不同的占空比告知电动汽车允许最大可用电流值；

所述反向放大模块与所述推挽模块连接，所述反向放大模块用于对完整的电平信号进行反向放大调理；

所述PWM检测与信号保护模块与所述反向放大模块连接。

所述PWM方波产生模块包括第七电阻器；

所述第七电阻器的一端连接单片机PWM方波产生IO，另一端连接所述三极管电平转换控制模块。

所述三极管电平转换控制模块包括第一三极管、第四三极管、第一电阻器、第十三电阻器、第八电阻器、第九电阻器和第四电容；

所述第一三极管的发射极与所述第四三极管的发射极连接所述第七电阻器；

所述第一电阻器的一端连接所述第一三极管的集电极，另一端连接P12V_VIN；

所述第十三电阻器的一端连接所述第四三极管的集电极，另一端连接N12V_VIN；

所述第一三极管的基极与所述第四三极管的基极串联所述第四电容、所述第九电阻器和所述第八电阻器；

所述第八电阻器连接P12V_VIN。

所述非门转换控制模块包括正电平转换控制电路和负电平转换控制电路；

所述正电平转换控制电路包括第一双路施密特触发反相器、第二双路施密特触发反相器、第一开关二极管、第二开关二极管、第二电容、第四电阻器、第三电容、第一稳压二极管和第五电阻器；

所述第二双路施密特触发反相器的第三引脚连接所述第一三极管的集电极，所述第二双路施密特触发反相器的第四引脚与所述第一开关二极管的负极均接入所述第四电阻器的一端，所述第四电阻器的另一端连接所述第一开关二极管的正极和所述第一双路施密特触发反相器的第一引脚，所述第一开关二极管的正极连接所述第三电容，所述第一稳压二极管的负极连接P12V_VIN，所述第一稳压二极管的正极连接所述第五电阻器的一端，所述第五电阻器的另一端连接GND，所述第二开关二极管的负极连接所述第一电阻器，所述第二开关二极管的正极连接所述第一稳压二极管的正极，所述第一双路施密特触发反相器的第六引脚连接所述推挽模块；

所述负电平转换控制电路包括第三双路施密特触发反相器、第四双路施密特触发反相器、第三开关二极管、第四开关二极管、第五电容、第十二电阻器、第六电容、第二稳压二极管和第十电阻器；

所述第四双路施密特触发反相器的第三引脚接入所述第四三极管的集电极，所述第四双路施密特触发反相器的第四引脚与所述第四开关二极管的正极均接入所述第十二电阻器的一端，所述第十二电阻器的另一端连接所述第四开关二极管的负极和所述第三双路施密特触发反相器的第一引脚，所述第四开关二极管的负极连接所述第六电容，所述第二稳压二极管的负极和所述第十电阻器的一端均接入第三双路施密特触发反相器的电源供电端N_VZP，所述第十电阻器的另一端连接GND，所述第三双路施密特触发反相器的第六引脚连接所述推挽模块。

所述推挽模块包括第二场效应管控制电路、第三场效应管控制电路和第六电阻器；

所述第二场效应管控制电路包括第二场效应管、第一电容、第二电阻器和第三电阻器；

所述第二场效应管的栅极连接所述第三电阻器的一端和所述第二电阻器的一端，所述第三电阻器的另一端连接所述第一双路施密特触发反相器的第六引脚，所述第二电阻器的另一端连接所述第一电容和所述第二场效应管的源极；

所述第三场效应管控制电路包括第三场效应管、第七电容、第十一电阻器和第十四电阻器；

所述第三场效应管的栅极连接所述第十一电阻器的一端和所述第十四电阻器的一端，所述第十一电阻器的另一端连接所述第三双路施密特触发反相器的第六引脚，所述第十四电阻器的另一端连接所述第七电容和所述第三场效应管的源极；

所述第二场效应管的漏极与所述第三场效应管的漏极均接入所述第六电阻器。

所述EMI滤波模块包括第一共模电感器、第一磁珠和第一静电管；

所述第一共模电感器的第一引脚连接所述第六电阻器，所述第一共模电感器的第二引脚接地，所述第一共模电感器的第三引脚接地，所述第一共模电感器的第四引脚连接所述磁珠的一端，所述磁珠的另一端连接所述第一静电管的一端，所述第一静电管的另一端接地。

所述反向放大模块包括运算放大器、第十五电阻器、第十六电阻器、第十七电阻器、第十八电阻器、第十电容、第十一电容、第八电容和第九电容；

所述运算放大器的第三引脚连接所述第十五电阻器的一端、第十六电阻器的一端和第十电容的一端，所述第十五电阻器的另一端连接MCU_3V3，所述第十六电阻器的另一端接地，所述第十电容的另一端接地，所述第十七电阻器的一端连接所述推挽模块输出的方波信号和所述第十一电容，所述第十七电阻器的另一端连接所述运算放大器的第二引脚和第十八电阻器的一端，所述第十八电阻器的另一端连接所述运算放大器的第一引脚；

所述运算放大器的第八引脚连接所述第八电容、第九电容和MCU_3V3。

所述PWM检测与信号保护模块包括钳压二极管和第二静电管；

所述反向放大模块输出的电平信号经过所述钳压二极管和所述第二静电管保护后接入单片机进行PWM检测。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：PWM方波产生模块、三极管电平转换控制模块、非门转换控制模块、推挽模块和EMI滤波模块为PWM产生电路，反向放大模块和PWM检测与信号保护模块为PWM检测电路。PWM产生电路，充分考虑到交流充电桩苛刻的使用环境，防护的严密程度，隔绝车辆与外部系统，避免外部干扰影响系统运行，即使车或桩有任何一方出现故障，都不影响另外一方的使用；充分考虑信号的上升沿时间,信号检测的精度与速度，信号传输的质量,抗干扰能力以及防静电能力；压降少，速度快，考虑信号的上升时间，提高了信号的检测精准度。PWM检测电路，对PWM信号进行严格的保护，防止内部或者外界干扰影响系统的运行；通过反向放大电路对PWM方波信号进行反向放大调理，经过单片机ADC检测电压值,计算出对应PWM方波输入的电平信号值，克服传统不能检测-12V电平的缺陷；增加对-12V电平的检测，符合国家车辆标准。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

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，其中：

图1是本发明实施例的一种交流充电桩控制导引PWM产生及检测电路的原理框图；

图2是本发明实施例的PWM产生电路的电路原理图；

图3是本发明实施例的PWM检测电路的电路原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例的一种交流充电桩控制导引PWM产生及检测电路，包括PWM方波产生模块、三极管电平转换控制模块、非门转换控制模块、推挽模块、EMI滤波模块、反向放大模块和PWM检测与信号保护模块。

如图1所示，单片机PWM方波产生即PWM方波产生模块，三极管电平转换控制电路即三极管电平转换控制模块，非门转换控制电路即非门转换控制模块，推挽电路即推挽模块，EMI滤波电路即EMI滤波模块，反向放大电路即反向放大模块，单片机PWM检测与信号保护电路即单片机PWM检测与信号保护电路。其中，单片机PWM方波产生、三极管电平转换控制电路、非门转换控制电路、推挽电路和EMI滤波电路共同构成了PWM产生电路，反向放大电路和单片机PWM检测与信号保护电路共同构成了PWM检测电路。PWM产生电路与PWM检测电路结合即为本发明实施例中的一种交流充电桩控制导引PWM产生及检测电路。

具体的，PWM产生电路中各模块的连接如下：PWM方波产生模块与单片机输出电平稳定、不同振幅占空比的PWM方波连接。三极管电平转换控制模块与PWM方波产生模块连接，三极管电平转换控制模块用于对电平信号进行控制转换。非门转换控制模块与三极管电平转换控制模块连接，非门转换控制模块用于对电平信号进行翻转。推挽模块与非门转换控制模块连接，推挽模块用于对输入的电平信号进行放大，并输出符合要求的完整的电平信号。EMI滤波模块与推挽模块连接，EMI滤波模块用于对完整的电平信号进行滤波调理，输出不同的占空比告知电动汽车允许最大可用电流值。

PWM产生电路的工作过程为：单片机提供电平稳定、不同振幅占空比的1KHz 3.3VPWM方波，1KHz 3.3V PWM方波经过三极管电平转换控制电路进行电平控制转换，输送至由双路施密特触发反向器组成的非门转换控制电路进行电平翻转，翻转后的电平进入推挽电路，推挽电路对输入的电平信号进行放大，并输出符合要求的完整电平信号。完整的电平信号接入EMI滤波电路进行滤波调理后，接入充电枪端，输出不同的占空比告知电动汽车允许最大可用电流值。

具体的，PWM检测电路中各模块的连接如下：反向放大模块与推挽模块连接，反向放大模块用于对完整的电平信号进行反向放大调理。PWM检测与信号保护模块与反向放大模块连接。

PWM检测电路的工作过程为：推挽电路将完整的电平信号发送至反向放大电路进行反向放大调理，经过对信号进行保护后接入单片机PWM检测。

PWM方波产生模块包括第七电阻器。第七电阻器的一端连接单片机PWM方波产生IO，另一端连接三极管电平转换控制模块。

单片机PWM方波产生的电路连接如图2所示，单片机输出电平稳定、不同振幅占空比的1KHz 3.3V PWM方波，第一电阻器R7为PWM口串接电阻。与现有技术相比，PWM输出接口增加了上拉电阻。通过单片机输出不同振幅的占空比告知电动汽车允许的电流值或者状态，同时在保证驱动能力的同时也可以保证端口电平稳定及抗干扰的能力增强。

三极管电平转换控制模块包括第一三极管、第四三极管、第一电阻器、第十三电阻器、第八电阻器、第九电阻器和第四电容。

第一三极管的发射极与第四三极管的发射极连接第七电阻器。

第一电阻器的一端连接第一三极管的集电极，另一端连接P12V_VIN。

第十三电阻器的一端连接第四三极管的集电极，另一端连接N12V_VIN。

第一三极管的基极与第四三极管的基极串联第四电容、第九电阻器和第八电阻器。

第八电阻器连接P12V_VIN。

三极管电平转换控制电路入图2所示，三极管电平转换控制电路包括NPN三极管Q1、PNP三极管Q4、上拉电阻R1、下拉电阻R13、R8与R9为分压电阻和滤波电容C4。其中，Q1为第一三极管，Q4为第四三极管，R1为第一电阻器，R13为第十三电阻器，R8为第八电阻器，R9为第九电阻器，C4为第四电容。

具体的，NPN三极管Q1与PNP三极管Q4的发射极均接入电阻R7一端，电阻R7的另一端接入单片机PWM方波产生IO。上拉电阻R1的一端接入NPN三极管Q1的集电极，上拉电阻R1的另一端接入电源端P12V_VIN,增加驱动能力。其中，P12V_VIN为电源端+12V。下拉电阻R13的一端接入PNP三极管Q4的集电极，另一端接入N12V_VIN，下拉电阻R13为PNP三极管Q4的负载电阻。其中，N12V_VIN为电源端-12V。P12V_VIN串联R8，下拉电阻R9分压后经过电容C4滤波接入NPN三极管Q1与PNP三极管Q4的基极。

NPN三极管Q1与PNP三极管Q4实现控制电平转换。

非门转换控制模块包括正电平转换控制电路和负电平转换控制电路。

本发明实施例中，非门转换控制电路包括+12V电平转换控制电路和-12V电平转换控制电路。其中，+12V电平转换控制电路为正电平转换控制电路，-12V电平转换控制电路为负电平转换控制电路。

正电平转换控制电路包括第一双路施密特触发反相器、第二双路施密特触发反相器、第一开关二极管、第二开关二极管、第二电容、第四电阻器、第三电容、第一稳压二极管和第五电阻器。

第二双路施密特触发反相器的第三引脚连接第一三极管的集电极，第二双路施密特触发反相器的第四引脚与第一开关二极管的负极均接入第四电阻器的一端，第四电阻器的另一端连接第一开关二极管的正极和第一双路施密特触发反相器的第一引脚，第一开关二极管的正极连接第三电容，第一稳压二极管的负极连接P12V_VIN，第一稳压二极管的正极连接第五电阻器的一端，第五电阻器的另一端连接GND，第二开关二极管的负极连接第一电阻器，第二开关二极管的正极连接第一稳压二极管的正极，第一双路施密特触发反相器的第六引脚连接推挽模块。

具体的，如图2所示，+12V电平转换控制电路包括双路施密特触发反向器的U1B和U1A、防止电压倒灌的开关二极管D1和D2、电源供电滤波电容C2、组成RC延时电路的R4和C3、稳压二极管ZD1以及下拉电阻R5。

其中，U1A为第一双路施密特触发反相器，U1B为第二双路施密特触发反相器，D1为第一开关二极管，D2为第二开关二极管，C2为第二电容，R4为第四电阻器，C3为第三电容，ZD1为第一稳压二极管，R5为第五电阻器。

NPN三极管Q1的集电极接入双路施密特触发反相器U1B的“3”引脚。双路施密特触发反相器U1B的“4”引脚和开关二极管D1的负极均接入R4电阻的一端，R4电阻的另一端接入开关二极管D1的正极以及双路施密特触发反相器U1A的“1”引脚，同时在开关二极管D1的正极下拉电容C3到双路施密特触发反相器U1的参考地P_VZN，共同组成RC延时电路，为推挽电路中的P沟道场效应管Q2与N沟道场效应管Q3工作提供延时时间，让P沟道场效应管Q2和N沟道场效应管Q3的导通、关闭时间不一致。稳压二极管ZD1的负极接入供电电源P12V_VIN,正极和电阻R5接入双路施密特触发反相器U1的参考地P_VZN，电阻R5的另一端接入GND，稳压二极管ZD1和电阻R5起分压作用。双路施密特触发反相器U1A的“6”引脚接入推挽电路中的电阻R3，进入P沟道场效应管Q2的G极。

负电平转换控制电路包括第三双路施密特触发反相器、第四双路施密特触发反相器、第三开关二极管、第四开关二极管、第五电容、第十二电阻器、第六电容、第二稳压二极管和第十电阻器。

第四双路施密特触发反相器的第三引脚接入第四三极管的集电极，第四双路施密特触发反相器的第四引脚与第四开关二极管的正极均接入第十二电阻器的一端，第十二电阻器的另一端连接第四开关二极管的负极和第三双路施密特触发反相器的第一引脚，第四开关二极管的负极连接第六电容，第二稳压二极管的负极和第十电阻器的一端均接入第三双路施密特触发反相器的电源供电端N_VZP，第十电阻器的另一端连接GND，第三双路施密特触发反相器的第六引脚连接推挽模块。

具体的，如图2所示，-12V电平转换控制电路包括双路施密特触发反相器的U2B和U2A、防止电压倒灌的开关二极管D4和D3、电源供电滤波电容C5、组成RC延时电路的R12和C6、稳压二极管ZD2以及下拉电阻R10。

其中，U2A为第三双路施密特触发反相器，U2B为第四双路施密特触发反相器，D4为第四开关二极管，D3为第三开关二极管，C5为第五电容，R12为第十二电阻器，C6为第六电容，ZD2为第二稳压二极管，R10为第十电阻器。

PNP三极管Q4的集电极接入双路施密特触发反相器U2B的“3”引脚。双路施密特触发反相器U2B的“4”引脚和开关二极管D4的正极均接入R12电阻的一端，R12电阻的另一端接入开关二极管D4的负极以及双路施密特触发反向器U2A的“1”引脚，同时在开关二极管D4的负极下拉电容C6到N12V_VIN，共同组成RC延时电路，为推挽电路中的P沟道场效应管Q2与N沟道场效应管Q3工作提供延时时间，让P沟道场效应管Q2和N沟道场效应管Q3的导通、关闭时间不一致。稳压二极管ZD2的负极和电阻R10的一端均接入双路施密特触发反相器U2A的电源供电端N_VZP，电阻R10的另一端接入GND，稳压二极管ZD2和电阻R10起分压作用。双路施密特触发反相器U2A的“6”引脚接入推挽电路中电阻R11，进入N沟道场效应管Q3的G极。

本发明实施例中，采用双路施密特触发反相器设计的非门转换控制电路，给推挽电路中的P沟道场效应管Q2与N沟道场效应管Q3工作提供延时时间，实现P沟道场效应管Q2和N沟道场效应管Q3的导通、关闭时间不一致，错开死区时间。

非门转换控制电路与多级三极管电平转换控制电路相比，非门转换控制电路不仅压降小，而且充分考虑了输入控制信号的速度与上升时间，实现输入控制信号的速度和边沿速度更快，为后级推挽电路提供更快的速度。

推挽模块包括第二场效应管控制电路、第三场效应管控制电路和第六电阻器。

参阅图2，推挽电路由P沟道场效应管Q2控制电路与N沟道场效应管Q3控制电路组成，输出+12V/-12V方波。其中，P沟道场效应管Q2控制电路为第二场效应管控制电路，N沟道场效应管Q3控制电路为第三场效应管控制电路，R6为第六电阻器。

第二场效应管控制电路包括第二场效应管、第一电容、第二电阻器和第三电阻器。

第二场效应管的栅极连接第三电阻器的一端和第二电阻器的一端，第三电阻器的另一端连接第一双路施密特触发反相器的第六引脚，第二电阻器的另一端连接第一电容和第二场效应管的源极。

第三场效应管控制电路包括第三场效应管、第七电容、第十一电阻器和第十四电阻器。

第三场效应管的栅极连接第十一电阻器的一端和第十四电阻器的一端，第十一电阻器的另一端连接第三双路施密特触发反相器的第六引脚，第十四电阻器的另一端连接第七电容和第三场效应管的源极。

第二场效应管的漏极与第三场效应管的漏极均接入第六电阻器。

具体的，如图2所示，P沟道场效应管Q2的D极(漏极)和N沟道场效应管Q3的D极均接入电阻R6,电阻R6用于限流。双路施密特触发反相器U1A的“6”引脚经过串联电阻R3进入P沟道场效应管Q2的G极(栅极)，上拉R2电阻接入P沟道场效应管Q2的G极，用于泄放没上电时P沟道场效应管Q2上多余的电荷，电容C1为滤波电容。双路施密特触发反相器U2A的“6”引脚经过串联电阻R11进入N沟道场效应管Q3的G极,下拉R14电阻接入N沟道场效应管Q3的G极，用于泄放没上电时N沟道场效应管Q3上多余的电荷,电容C7为滤波电容。

其中，Q2为第二场效应管，C1为第一电容，R2为第二电阻器，R3为第三电阻器，Q3为第三场效应管，C7为第七电容，R11为第十一电阻器，R14为第十四电阻器。

本发明实施例中，推挽电路用于控制1K Hz和+12V/-12V方波输出。采用P沟道场效应管Q2与N沟道场效应管Q3组成的推挽电路的目的是提供一个稳定的压降值，防止压降波动引起的输出电压不稳定、波动大。

推挽电路后连接EMI滤波电路经过滤波接入充电枪端，输出不同的占空比告知电动汽车允许最大可用电流值。同时，推挽电路后也接入反向放大电路。

EMI滤波模块包括第一共模电感器、第一磁珠和第一静电管。

第一共模电感器的第一引脚连接第六电阻器，第一共模电感器的第二引脚接地，第一共模电感器的第三引脚接地，第一共模电感器的第四引脚连接磁珠的一端，磁珠的另一端连接第一静电管的一端，第一静电管的另一端接地。

具体的，如图2所示，推挽电路后连接有EMI滤波电路，用于防止EMI和ESD静电干扰。共模电感L1和磁珠FB1组成EMI滤波电路。ESD1为静电管，防止静电干扰。

其中，L1为第一共模电感器，FB1为第一磁珠，ESD1为第一静电管。

反向放大模块包括运算放大器、第十五电阻器、第十六电阻器、第十七电阻器、第十八电阻器、第十电容、第十一电容、第八电容和第九电容。

运算放大器的第三引脚连接第十五电阻器的一端、第十六电阻器的一端和第十电容的一端，第十五电阻器的另一端连接MCU_3V3，第十六电阻器的另一端接地，第十电容的另一端接地，第十七电阻器的一端连接推挽模块输出的方波信号和第十一电容，第十七电阻器的另一端连接运算放大器的第二引脚和第十八电阻器的一端，第十八电阻器的另一端连接运算放大器的第一引脚。

运算放大器的第八引脚连接第八电容、第九电容和MCU_3V3。

反向放大电路是应用差分比例运算原理设计的反向放大电路，将1K Hz和不同振幅占空比的方波信号反向放大调理成符合单片机PWM检测的完整电平信号。

具体的，如图2所示，反向放大电路包括运算放大器U3A，分压电阻R15和R16，反向输入端串联电阻R17，反馈电阻R18,电容C10和C11为输入端滤波电容，运算放大器U3A的电源供电的滤波电容C8和C9。

其中，U3A为运算放大器，R15为第十五电阻器，R16为第十六电阻器，R17为第十七电阻器，R18为第十八电阻器，C10为第十电容，C11为第十一电容，C8为第八电容，C9为第九电容。

电阻R15和R16经过分压接入运算放大器U3A的“+”端，为运算放大器U3A提供参考基准电压。推挽电路输出的1K Hz、不同振幅占空比的方波信号经过电阻R17接入运算放大器U3A的“﹣”端，经过反向放大调理成符合单片机PWM检测的完整电平信号。

本发明实施例中，推挽电路输出的方波信号接入反向放大电路后，反向放大电路将1K Hz、不同振幅占空比的方波信号反向放大调理成符合单片机PWM检测的完整电平信号。反向放大电路可以检测+/-12V电平，克服传统不能检测-12V电平的缺陷。

PWM检测与信号保护模块包括钳压二极管和第二静电管。

反向放大模块输出的电平信号经过钳压二极管和第二静电管保护后接入单片机进行PWM检测。

入图2所示，反向放大电路输出的完整电平信号经过钳压二极管D5和静电管ESD2保护后接入单片机进行PWM检测。

其中，D5为钳压二极管，ESD2为第二静电管。

钳压二极管是限制过高的电平振幅进入单片机，防止过高的电平信号损坏单片机。静电管ESD2防止静电干扰。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种交流充电桩控制导引PWM产生及检测电路，其特征在于，包括PWM方波产生模块、三极管电平转换控制模块、非门转换控制模块、推挽模块、EMI滤波模块、反向放大模块和PWM检测与信号保护模块；

所述PWM方波产生模块与单片机输出电平稳定、不同振幅占空比的PWM方波连接；

所述三极管电平转换控制模块与所述PWM方波产生模块连接，所述三极管电平转换控制模块用于对电平信号进行控制转换；

所述非门转换控制模块与所述三极管电平转换控制模块连接，所述非门转换控制模块用于对电平信号进行翻转；

所述推挽模块与所述非门转换控制模块连接，所述推挽模块用于对输入的电平信号进行放大，并输出符合要求的完整的电平信号；

所述EMI滤波模块与所述推挽模块连接，所述EMI滤波模块用于对完整的电平信号进行滤波调理，输出不同的占空比告知电动汽车允许最大可用电流值；

所述反向放大模块与所述推挽模块连接，所述反向放大模块用于对完整的电平信号进行反向放大调理；

所述PWM检测与信号保护模块与所述反向放大模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种交流充电桩控制导引PWM产生及检测电路，其特征在于：

所述PWM方波产生模块包括第七电阻器；

所述第七电阻器的一端连接单片机PWM方波产生IO，另一端连接所述三极管电平转换控制模块。

3.根据权利要求1所述的一种交流充电桩控制导引PWM产生及检测电路，其特征在于：

所述三极管电平转换控制模块包括第一三极管、第四三极管、第一电阻器、第十三电阻器、第八电阻器、第九电阻器和第四电容；

所述第一三极管的发射极与所述第四三极管的发射极连接所述第七电阻器；

所述第一电阻器的一端连接所述第一三极管的集电极，另一端连接P12V_VIN；

所述第十三电阻器的一端连接所述第四三极管的集电极，另一端连接N12V_VIN；

所述第一三极管的基极与所述第四三极管的基极串联所述第四电容、所述第九电阻器和所述第八电阻器；

所述第八电阻器连接P12V_VIN。

4.根据权利要求1所述的一种交流充电桩控制导引PWM产生及检测电路，其特征在于：

所述非门转换控制模块包括正电平转换控制电路和负电平转换控制电路；

所述正电平转换控制电路包括第一双路施密特触发反相器、第二双路施密特触发反相器、第一开关二极管、第二开关二极管、第二电容、第四电阻器、第三电容、第一稳压二极管和第五电阻器；

所述第二双路施密特触发反相器的第三引脚连接所述第一三极管的集电极，所述第二双路施密特触发反相器的第四引脚与所述第一开关二极管的负极均接入所述第四电阻器的一端，所述第四电阻器的另一端连接所述第一开关二极管的正极和所述第一双路施密特触发反相器的第一引脚，所述第一开关二极管的正极连接所述第三电容，所述第一稳压二极管的负极连接P12V_VIN，所述第一稳压二极管的正极连接所述第五电阻器的一端，所述第五电阻器的另一端连接GND，所述第二开关二极管的负极连接所述第一电阻器，所述第二开关二极管的正极连接所述第一稳压二极管的正极，所述第一双路施密特触发反相器的第六引脚连接所述推挽模块；

所述负电平转换控制电路包括第三双路施密特触发反相器、第四双路施密特触发反相器、第三开关二极管、第四开关二极管、第五电容、第十二电阻器、第六电容、第二稳压二极管和第十电阻器；

所述第四双路施密特触发反相器的第三引脚接入所述第四三极管的集电极，所述第四双路施密特触发反相器的第四引脚与所述第四开关二极管的正极均接入所述第十二电阻器的一端，所述第十二电阻器的另一端连接所述第四开关二极管的负极和所述第三双路施密特触发反相器的第一引脚，所述第四开关二极管的负极连接所述第六电容，所述第二稳压二极管的负极和所述第十电阻器的一端均接入第三双路施密特触发反相器的电源供电端N_VZP，所述第十电阻器的另一端连接GND，所述第三双路施密特触发反相器的第六引脚连接所述推挽模块。

5.根据权利要求1所述的一种交流充电桩控制导引PWM产生及检测电路，其特征在于：

所述推挽模块包括第二场效应管控制电路、第三场效应管控制电路和第六电阻器；

所述第二场效应管控制电路包括第二场效应管、第一电容、第二电阻器和第三电阻器；

所述第二场效应管的栅极连接所述第三电阻器的一端和所述第二电阻器的一端，所述第三电阻器的另一端连接所述第一双路施密特触发反相器的第六引脚，所述第二电阻器的另一端连接所述第一电容和所述第二场效应管的源极；

所述第三场效应管控制电路包括第三场效应管、第七电容、第十一电阻器和第十四电阻器；

所述第三场效应管的栅极连接所述第十一电阻器的一端和所述第十四电阻器的一端，所述第十一电阻器的另一端连接所述第三双路施密特触发反相器的第六引脚，所述第十四电阻器的另一端连接所述第七电容和所述第三场效应管的源极；

所述第二场效应管的漏极与所述第三场效应管的漏极均接入所述第六电阻器。

6.根据权利要求1所述的一种交流充电桩控制导引PWM产生及检测电路，其特征在于：

所述EMI滤波模块包括第一共模电感器、第一磁珠和第一静电管；

所述第一共模电感器的第一引脚连接所述第六电阻器，所述第一共模电感器的第二引脚接地，所述第一共模电感器的第三引脚接地，所述第一共模电感器的第四引脚连接所述磁珠的一端，所述磁珠的另一端连接所述第一静电管的一端，所述第一静电管的另一端接地。

7.根据权利要求1所述的一种交流充电桩控制导引PWM产生及检测电路，其特征在于：

所述反向放大模块包括运算放大器、第十五电阻器、第十六电阻器、第十七电阻器、第十八电阻器、第十电容、第十一电容、第八电容和第九电容；

所述运算放大器的第三引脚连接所述第十五电阻器的一端、第十六电阻器的一端和第十电容的一端，所述第十五电阻器的另一端连接MCU_3V3，所述第十六电阻器的另一端接地，所述第十电容的另一端接地，所述第十七电阻器的一端连接所述推挽模块输出的方波信号和所述第十一电容，所述第十七电阻器的另一端连接所述运算放大器的第二引脚和第十八电阻器的一端，所述第十八电阻器的另一端连接所述运算放大器的第一引脚；

所述运算放大器的第八引脚连接所述第八电容、第九电容和MCU_3V3。

8.根据权利要求1所述的一种交流充电桩控制导引PWM产生及检测电路，其特征在于：

所述PWM检测与信号保护模块包括钳压二极管和第二静电管；

所述反向放大模块输出的电平信号经过所述钳压二极管和所述第二静电管保护后接入单片机进行PWM检测。