CN203344867U

CN203344867U - 电动汽车缆上控制盒

Info

Publication number: CN203344867U
Application number: CN 201320344911
Authority: CN
Inventors: 赵常兴
Original assignee: HEFEI CHENGTEK ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HEFEI CHENGTEK ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-06-17
Filing date: 2013-06-17
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2023-06-17

Abstract

电动汽车缆上控制盒，它包括MCU、电源端插头、继电器、汽车充电端插头、电源电路、过压欠压及接地错误检测电路、漏电过流检测电路、继电器控制驱动电路、CP信号产生电路、CP信号检测电路、LED指示电路，所述的MCU分别接过压欠压及接地错误检测电路、漏电过流检测电路、继电器控制驱动电路、CP信号产生电路、CP信号检测电路、LED指示电路，电源端插头分别接电源电路、继电器、汽车充电端插头、过压欠压及接地错误检测电路、漏电过流检测电路，继电器与汽车充电端插头连接，CP信号产生电路与汽车充电端插头、CP信号检测电路连接。本实用新型可以在家庭电源下给电动汽车充电，同时可对电路过压欠压及接地错误、漏电过流等情况进行检测。

Description

电动汽车缆上控制盒

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电动汽车控制盒。

背景技术

电动汽车是以车载电源为动力，用电机驱动行驶的车辆，由于其对环境影响相对传统汽车较小，行驶成本低等优点其前景被广泛看好，但是当前技术尚不够成熟，如汽车充电，现有技术都是采用高压充电器和高压电缆在高压充电桩上充电，而高压充电桩一般都集中安装在公共场所，这样势必造成汽车充电的不便，同时造成公共场所的安全隐患，而且公共场所的充电桩数量有限，不能满足大量电动汽车的同时充电，从而影响了电动汽车的推广应用。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种电动汽车缆上控制盒，它使得电动汽车用户可以在家庭电源下给电动汽车充电，而且能够避免雷击、过流、漏电、接地错误等安全问题，大大的方便了电动汽车的充电。

为了解决背景技术中所存在的问题，本实用新型采用以下技术方案：它包括MCU、电源端插头、继电器、汽车充电端插头、电源电路、过压欠压及接地错误检测电路、漏电过流检测电路、继电器控制驱动电路、CP信号产生电路、CP信号检测电路、LED指示电路，所述的MCU分别接过压欠压及接地错误检测电路、漏电过流检测电路、继电器控制驱动电路、CP信号产生电路、CP信号检测电路、LED指示电路，电源端插头分别接电源电路、继电器、汽车充电端插头、过压欠压及接地错误检测电路、漏电过流检测电路，继电器与汽车充电端插头连接，CP信号产生电路与汽车充电端插头、CP信号检测电路连接。

所述中央控制单元主要完成对外围电路模拟及数字信号高速采样、运算，用于控制引导电路的实现、故障保护、外围电路的管理、各部件状态的监测以及控制指令的发出。

过压欠压及接地错误检测电路，可将火线通过半波整流后再进行电阻分压，将电压值缩小到中央控制单元中单片机或芯片能读取的合适大小，并输出信号到单片机或芯片，并且由中央控制单元判断当前系统是否存在过压、欠压及接地错误等异常状况。

所述继电器控制驱动电路可以通过I/0信号控制继电器吸合、断开，而且可以直接接收漏电、过流检测电路的输出信号，在漏电、过流发生的第一时间断开继电器，进而切断电源，起到保护作用。

所述漏电过流检测电路中，漏电检测电路部分，可在发生漏电时，将一部分电流通过漏电的形式直接流向大地，造成火线和零线上的电流矢量和不为零，使得零序电流互感器的二次侧输出感应电压，再通过所述运算放大器和电压比较器的处理形成漏电识别信号；过流检测电路部分，可将运算放大器的输出电压与预设电压进行比较，将比较结果同时传送给继电器控制驱动电路和中央控制单元中的单片机或芯片的一个外部中断，流过火线的电流在所述电流互感器的二次侧感应出感应电压，再通过所述运算放大器和电压比较器的处理形成过流识别信号。

所述CP信号产生电路中，将所述中央控制单元中单片机或芯片的一个I/O端口通过一个电阻连接到一个由运算放大器构成的电压比较器的输入端；将所述电压比较器的输出端连接一个瞬态抑制二极管再连接到所述电动汽车便携式充电控制器的CP输出端子。

所述CP信号检测电路中，正脉冲检测部分，通过一个二极管去除CP信号中的负脉冲，将剩下的正脉冲部分输入到电阻分压器中，将电压值缩小到中央控制单元中单片机或芯片能读取的合适大小，将所述电阻分压后的输出信号连接到一个电压跟随器，所述电压跟随器的输出端连接到所述单片机或芯片的ADC采样端，当汽车充电机与所述充电控制器通讯时，所述CP信号的高电平脉冲将由+12V转变成+9V或+6V，所述CP信号检测电路正脉冲检测部分将在正脉冲的中心位置采样脉冲电压值，以完成于汽车充电机的通讯；负脉冲检测部分，将CP信号直接连接到一个电压比较器，将所述负脉冲电压与预设电压进行比较；将比较结果传送给中央控制单元中的单片机或芯片的I/O端口。

所述LED指示电路中，将三个双色LED的阳极连接到+5V，将所述三个双色LED的阴极分别通过一个限流电阻连接到中央控制单元中的单片机或芯片的I/O端口，这样中央控制单元可以通过I/O口设置LED灯的显示模式，以指示当前系统所处状态。

本实用新型可以在家庭电源下给电动汽车充电，同时中央控制单元中的单片机或芯片可对电路过压欠压及接地错误、漏电过流等情况进行检测，从而使得电动汽车在便捷充电的同时又可避免公共安全隐患的产生。

附图说明

图1是本实用新型的电路结构框架图。

具体实施方式

本实用新型的具体实施方式如下：

如图1所示，它包括MCU、电源端插头、继电器、汽车充电端插头、电源电路、过压欠压及接地错误检测电路、漏电过流检测电路、继电器控制驱动电路、CP信号产生电路、CP信号检测电路、LED指示电路，所述的MCU分别接过压欠压及接地错误检测电路、漏电过流检测电路、继电器控制驱动电路、CP信号产生电路、CP信号检测电路、LED指示电路，电源端插头分别接电源电路、继电器、汽车充电端插头、过压欠压及接地错误检测电路、漏电过流检测电路，继电器与汽车充电端插头连接，CP信号产生电路与汽车充电端插头、CP信号检测电路连接。

其中电源端插头用于连接充电控制器与标准家庭电源接口，插头额定电流16A，单相三线制接入。电缆用于连接电源端插头与充电控制器，以及充电控制器与汽车端充电插头。汽车端充电插头用于连接充电控制器与电动汽车充电插座。

电源电路中，电源插头端输入220V交流电中的火线和零线分别串联保险丝F1、F2。从保险丝引出之后，在火线和零线之间、火线和地线之间、零线和地线之间分别并联滤波电容C1、C4、C5。然后将压敏电阻M2并联到火线和零线之间。压敏电阻M1和M3串联后并联到火线和零线之间。再把压敏电阻M1、M3串联的公共端连接到空气放电管G1的一端。空气放电管G1的另外一端连接到地线上，构成防雷击电路。在防雷击电路之后，火线通过一个可恢复保险丝与零线连接到变压器T1的一次侧，T1的二次侧连接到桥堆BR1，BR1将整流好的电能传输给稳压器U1和U2得到稳定的-12V和+12V电压，将+12V输出连接稳压器U3得到稳定的+5V电压。

过压欠压及接地错误检测电路中，从保险丝引出后的火线通过二极管D2进行半波整流后再采用R8和R10组成的电阻分压网络进行分压，将电压值缩小到中央控制单元中单片机或芯片能读取的合适大小；经过分压后的输出信号连接到由运算放大器U4A接成的电压跟随器的输入端；U4A的输出端连接到中央控制单元的ADC采样端。这样中央控制单元可以实时监控当前电网电压，并且判断当前系统是否存在过压、欠压及接地错误等异常状况。

漏电过流检测电路中，漏电检测电路部分，从电源端插头引出的火线和零线共同穿过零序电流互感器CT1；CT1的二次侧输出端连接到由运算放大器U7D构成的反相比例放大电路；U7D的输出端连接到由运算放大器U7C和三极管Q4构成的电压比较器，将U7D的输出电压与预设电压进行比较；比较结果将同时传送给继电器控制驱动电路和中央控制单元中的单片机或芯片的一个外部中断。系统正常工作时，火线和零线电流矢量和为零，此时CT1二次侧无电压。当漏电发生时，由于一部分电流通过漏电的形式直接流向大地，造成火线和零线上的电流矢量和不为零。该非零电流使得CT1二次侧输出一感应电压，再通过放大、比较形成漏电识别信号。

过流检测电路部分，从电源端插头引出的火线穿过电流互感器CT2；CT2的二次侧输出端连接到由运算放大器U8A构成的反相比例放大电路；U8A的输出端连接到由运算放大器U8B和三极管Q5构成的电压比较器，将U8A的输出电压与预设电压进行比较；比较结果将同时传送给继电器控制驱动电路和中央控制单元中的单片机或芯片的一个外部中断。流过火线的电流在所述电流互感器的二次侧感应出感应电压，再通过放大、比较形成过流识别信号。

继电器控制驱动电路中，双D触发器U5的SET和RESET输入端分别连接到中央控制单元中单片机或芯片的四个I/O口，两个CLK端分别连接到漏电、过流检测电路的输出端；U5的输出端Q1连接到一个由NPN三极管Q3构成的反相器；U5的输出端Q2和Q3集电极一起连接到由二极管D3、D4、D5、三级管Q6和电阻R2、R5、R7构成的与非门中；所述与非门的输出从Q6的集电极引出，通过电阻R6连接到一个PMOS管Q2的栅极；Q2的源极连接到+12V，漏极连接到继电器RELAY1吸合线圈的一端；RELAY1吸合线圈的另一端连接到地，这样不但可以通过中央控制单元的I/0信号控制继电器吸合、断开，而且可以直接接收漏电、电流检测电路的输出信号，在漏电、过流发生的第一时间断开继电器，进而切断电源，起到保护作用。

CP信号产生电路中，将所述中央控制单元中单片机或芯片的一个I/O端口通过电阻R84连接到一个由运算放大器U7B构成的电压比较器的反相输入端；U7B的正相输入端接由R86和R85构成的电阻分压网络，给U7B提供适当的比较电压；将所述电压比较器的输出端通过电阻R81连接静态抑制二极管TVS2，从TVS2输出CP信号。所述CP信号产生电路可以将由中央控制单元发出的正负电压为+5V和0V的ＰＷＭ信号变换为满足标准的正负电压为+12V和-12V的ＣＰ信号。

CP信号检测电路中，正脉冲检测部分，通过二极管D10去除CP信号中的负脉冲，将剩下的正脉冲部分输入到由R83和R87构成的电阻分压器中，将电压值缩小到中央控制单元中单片机或芯片能读取的合适大小；将从R83和R87公共端取出的信号连接到由运算放大器U4C构成的电压跟随器中；U4C的输出端连接到中央控制单元的ADC采样端，当汽车充电机与充电控制器通讯时，CP信号的高电平脉冲将由+12V转变成+9V或+6V，CP信号检测电路正脉冲检测部分将在正脉冲的中心位置采样脉冲电压值，以完成与汽车充电机的通讯。

负脉冲检测部分，将CP信号连接到一个由运算放大器U4D构成的电压比较器中，将负脉冲电压与预设电压进行比较；比较结果将传送给中央控制单元中的单片机或芯片的I/O端口。

LED指示电路中，将三个双色LED LED1、LED2、LED3的阳极连接到+5V，阴极分别通过限流电阻R18、R19、R20、R21、R22、R23连接到中央控制单元中的单片机或芯片的I/O端口。这样可以中央控制单元可以通过I/O口设置LED灯的显示模式，以指示当前系统所处状态。

中央控制单元中，分别在单片机U6的第4脚和第18脚加上+5V电源电压，U6的第29脚通过电阻R17接到电源上构成复位；TVS1用于防止过压而烧毁U6；U6的第2脚用于产生PWM信号驱动CP信号产生电路生成标准CP信号；U6的第3脚用于生成自检信号；U6的第14、15、16、17、22脚用于控制LED灯的状态显示；U6的第19脚用于接收CP信号检测电路的负脉冲（-12V）检测结果；U6的第23脚用于接收漏电、过流检测电路的过流检测结果；U6的第24脚用于接收CP信号检测电路的检测结果；U6的第25脚用于接收过压、欠压和接地错误检测电路的检测结果；U6的第26、27、28、31脚用于设置D触发器，控制继电器的导通和断开；U6的第32脚用于接收漏电、过流检测电路的漏电检测结果。

Claims

1.电动汽车缆上控制盒，其特征在于，它包括MCU、电源端插头、继电器、汽车充电端插头、电源电路、过压欠压及接地错误检测电路、漏电过流检测电路、继电器控制驱动电路、CP信号产生电路、CP信号检测电路、LED指示电路，所述的MCU分别接过压欠压及接地错误检测电路、漏电过流检测电路、继电器控制驱动电路、CP信号产生电路、CP信号检测电路、LED指示电路，电源端插头分别接电源电路、继电器、汽车充电端插头、过压欠压及接地错误检测电路、漏电过流检测电路，继电器与汽车充电端插头连接，CP信号产生电路与汽车充电端插头、CP信号检测电路连接。