CN205826737U - 一种霍尔式电动汽车充电桩信号采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种霍尔式电动汽车充电桩信号采集装置，包括相互独立的电压信号采集通道和电流信号采集通道，电压信号采集通道包括霍尔电压传感器，其采集充电桩输出的电压信号并传送至第一滤波电路中进行滤波处理，滤波后的电压信号传送至第一运算放大电路进行调整电压信号大小，最后调整电压信号大小后的电压信号经第一A/D转换电路传送至DSP模块中进行处理；电流信号采集通道包括霍尔电流传感器，其采集充电桩输出的电流信号并传送至第二滤波电路中进行滤波处理，滤波后的电流信号传送至第二运算放大电路进行调整电流信号大小，最后调整电流信号大小后的电流信号经第二A/D转换电路传送至DSP模块中进行处理，DSP模块与通信模块相连。
Description
技术领域
本实用新型属于电动汽车领域，尤其涉及一种霍尔式电动汽车充电桩信号采集装置。
背景技术
为了减少温室气体排放和降低对石油进口的依赖，大力推动清洁能源发展，国家电网公司在全国累计建成智能变电站2300座、充换电站1537座、充电桩2.96万个。随着电动汽车大规模接入电网，无序充电将对电网安全稳定运行带来冲击。电网原有装机和输变电容量是否能够满足用电需求，如何提高原有电网利用率，如何实现电动汽车有序充电，如何进行需求侧管理，都成为目前国内外研究的重要课题。
电动汽车智能充电模式分为两种：智能单向有序充电模式(vehicles plug-inwith logic/control regulated charge，V1G)和智能双向有序充放电模式(vehiclesplug-in with logic/control regulated charge/discharge，V2G)。为了实现对电动汽车充电过程的智能干预，就需要充电桩对充电电流和充电电压等参数实现实时采集。而现有的电桩信号采集装置均是采集单一的电压信号或电流信号，并未将电压信号和电流信号两者同时进行采样。
实用新型内容
为了解决现有技术的缺点，本实用新型提供一种霍尔式电动汽车充电桩信号采集装置。该装置能够相互独立进行电压信号和电流信号的采样，提高充电桩采集信号的效率，减小充电桩体积，同时提高系统运行的可靠性。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种霍尔式电动汽车充电桩信号采集装置，包括：
相互独立的电压信号采集通道和电流信号采集通道，所述电压信号采集通道包括霍尔电压传感器，所述霍尔电压传感器采集充电桩输出的电压信号并传送至第一滤波电路中进行滤波处理，滤波后的电压信号传送至第一运算放大电路进行调整电压信号大小，最后调整电压信号大小后的电压信号经第一A/D转换电路传送至DSP模块中进行处理；
所述电流信号采集通道包括霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器采集充电桩输出的电流信号并传送至第二滤波电路中进行滤波处理，滤波后的电流信号传送至第二运算放大电路进行调整电流信号大小，最后调整电流信号大小后的电流信号经第二A/D转换电路传送至DSP模块中进行处理；所述DSP模块还与通信模块相连。
所述第一滤波电路和第二滤波电路均为低通滤波器。
所述低通滤波器为一阶低通滤波器。
所述霍尔电压传感器的输出端串接有第一指示灯。
所述霍尔电流传感器的输出端串接有第二指示灯。
所述第一指示灯为发光二极管。
所述第二指示灯为发光二极管。
所述通信模块为无线通信模块。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型采用相互独立的电压信号采集通道和电流信号采集通道，实现了电压信号和电流信号独立互不干扰地采样，提高充电桩采集信号的效率，减小充电桩体积，同时提高系统运行的可靠性；本实用新型还将采集电流电压信号，通过后续电路的设计提高信号转换效率和系统运行的可靠性，由此，在保证安全稳定充电的同时可进一步减小充电桩体积。
附图说明
图1是本实用新型的霍尔式电动汽车充电桩信号采集装置的结构示意图；
图2是本实用新型的霍尔式电动汽车充电桩信号采集装置电路实施例。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明：
如图1所示，本实用新型的霍尔式电动汽车充电桩信号采集装置，包括：
相互独立的电压信号采集通道和电流信号采集通道，所述电压信号采集通道包括霍尔电压传感器，所述霍尔电压传感器采集充电桩输出的电压信号并传送至第一滤波电路中进行滤波处理，滤波后的电压信号传送至第一运算放大电路进行调整电压信号大小，最后调整电压信号大小后的电压信号经第一A/D转换电路传送至DSP模块中进行处理；
电流信号采集通道包括霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器采集充电桩输出的电流信号并传送至第二滤波电路中进行滤波处理，滤波后的电流信号传送至第二运算放大电路进行调整电流信号大小，最后调整电流信号大小后的电流信号经第二A/D转换电路传送至DSP模块中进行处理；所述DSP模块还与通信模块相连。
选择霍尔电压传感器(型号：VSM025A)和霍尔电流传感器(型号：CSM025A)对充电电压、电流参量进行隔离采样；再经过一阶低通滤波器，实现高频分量地有效过滤；接着信号进入双运放，选择电压范围较宽的LM358型号，被控量按比例缩小至DSP匹配范围，即AD模块3.3V的电压；此外，为防止意外情况发生，损坏核心部件DSP，还对输入值加以限幅。
如图2所示，在本实用新型的实施例中，霍尔电压传感器采用的型号为VSM025A，其工作原理为：
应用霍尔效应闭环原理，能在电隔离条件下，霍尔电压传感器VSM025A能够实现交、直流和复合波形电压信号的采集。基于磁平衡霍尔原理，通过原副边匹配电阻，将电流限制在25mA，再经过多匝绕组后，霍尔电压传感器探测到电流的磁场，并感应出相应的电动势。将其调整后，反馈给补偿线圈。补偿线圈磁通与25mA产生的磁通，相互抵消，保持零磁通。
霍尔电压传感器VSM025A的原边线圈内阻RP＝190Ω，副边线圈内阻RS＝55Ω，考虑到初级线圈的内阻值和隔离要求，该传感器的电压测量范围为10V～500V。电源电压VCC＝±12V～±15V(±5％)。
其中，霍尔电流传感器采用的型号为CSM025A，霍尔电流传感器的工作原理同霍尔电压传感器。
霍尔电流传感器能在电隔离条件下，实现交、直流和复合波形电流信号的采集，还具有重复定位精度高，抗干扰能力高的特点。其电源电压VCC＝±15V(±5％)，副边线圈内阻RS＝110Ω，原边电流输入测量范围为±50A，副边输出电流为25mA，匝数比KN＝1-2-3-4-5：1000，响应时间＜1μs。
在本实施例中，第一运算放大电路和第二运算放大电路均采用放大器LM358，其中，放大器LM358具有两个独立、高增益运放，可实现内部频率补偿，共模输入电压范围宽，包括接地；差模输入电压范围宽，等于电源电压范围。输入电源电压范围：3-30V。
在图2中，第一滤波电路和第二滤波电路均为低通滤波器。
低通滤波器为一阶低通滤波器。在图2中，为RC低通滤波电路。
为了分别显示霍尔电压传感器和霍尔电流传感器的工作状态，本实用新型的霍尔电压传感器的输出端和霍尔电流传感器的输出端分别串接有第一指示灯和第二指示灯。
其中，第一指示灯为发光二极管。
第二指示灯为发光二极管。
此外，在本实用新型的霍尔式电动汽车充电桩信号采集装置中，通信模块为无线通信模块。无线通信模块的电路结构均是现有结构，此处将不再累述。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (8)
1.一种霍尔式电动汽车充电桩信号采集装置，其特征在于，包括：
相互独立的电压信号采集通道和电流信号采集通道，所述电压信号采集通道包括霍尔电压传感器，所述霍尔电压传感器采集充电桩输出的电压信号并传送至第一滤波电路中进行滤波处理，滤波后的电压信号传送至第一运算放大电路进行调整电压信号大小，最后调整电压信号大小后的电压信号经第一A/D转换电路传送至DSP模块中进行处理；
所述电流信号采集通道包括霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器采集充电桩输出的电流信号并传送至第二滤波电路中进行滤波处理，滤波后的电流信号传送至第二运算放大电路进行调整电流信号大小，最后调整电流信号大小后的电流信号经第二A/D转换电路传送至DSP模块中进行处理；所述DSP模块还与通信模块相连。
2.如权利要求1所述的一种霍尔式电动汽车充电桩信号采集装置，其特征在于，所述第一滤波电路和第二滤波电路均为低通滤波器。
3.如权利要求2所述的一种霍尔式电动汽车充电桩信号采集装置，其特征在于，所述低通滤波器为一阶低通滤波器。
4.如权利要求1所述的一种霍尔式电动汽车充电桩信号采集装置，其特征在于，所述霍尔电压传感器的输出端串接有第一指示灯。
5.如权利要求1所述的一种霍尔式电动汽车充电桩信号采集装置，其特征在于，所述霍尔电流传感器的输出端串接有第二指示灯。
6.如权利要求4所述的一种霍尔式电动汽车充电桩信号采集装置，其特征在于，所述第一指示灯为发光二极管。
7.如权利要求5所述的一种霍尔式电动汽车充电桩信号采集装置，其特征在于，所述第二指示灯为发光二极管。
8.如权利要求1所述的一种霍尔式电动汽车充电桩信号采集装置，其特征在于，所述通信模块为无线通信模块。
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|---|---|---|---|---|
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| CN115792333A (zh) * | 2022-11-16 | 2023-03-14 | 国网湖北省电力有限公司营销服务中心(计量中心) | 一种充电设备充电电流检测方法及装置 |
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