CN206124786U - 多端交互型充电桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多端交互型充电桩，包括控制中心，与控制中心通过无线网络相连接的充电桩，该充电桩中设置有充电桩控制器，该充电桩控制器通过无线信号收发器与控制中心相连接，设置在充电桩的外表面且与该充电桩控制器相连接的NFC传输模块，所述无线信号收发器与充电桩控制器之间还设置有远程交互增强电路；所述NFC传输模块由高效率NFC传输电路和NFC信号增强板组成。本实用新型提供了一种多端交互型充电桩，降低了信号的读取难度，提高了信号的读取效果，进一步提升了充电桩的使用效果，更好的保证了产品的正常运行与通信。

Description

多端交互型充电桩

技术领域

本实用新型属于电动汽车充电桩领域，具体是指一种多端交互型充电桩。

背景技术

电动汽车(BEV)是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆，由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，也越来越被人们所接纳。随着电动汽车的出现，用于对电动汽车进行充电的充电桩也逐渐出现在了人们的视野之中。

充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩一般提供常规充电和快速充电两种充电方式，人们可以使用特定的充电卡在充电桩提供的人机交互操作界面上刷卡使用，进行相应的充电方式、充电时间、费用数据打印等操作，充电桩显示屏能显示充电量、费用、充电时间等数据。

为了收集各个充电桩的信息，一般会将充电桩通过无线网络与控制中心相连接。但是，在较为偏远的地区设置的充电桩，由于与控制中心的距离较远，无线信号在传输的途中很容易受到外界信号的干扰，从而使得充电桩的控制器读取信号的难度提升，大大影响了信号的读取效率，降低了充电桩的反应效率，甚至还会导致充电桩在接收到控制中心的信号后在读取的过程中出现错误，无法正确的执行控制中心的请求或者命令，进而影响了整体设备的正常运行与使用。

在充电桩中设置有NFC模块，用于与外界设备进行交互，并使得外接设备能够通过充电桩与控制中心相连并进行交互，但如今设置在充电桩中的NFC模块的抗干扰能力较低，在使用时很容易受到周边信号变化的干扰，导致充电桩在与外界信号进行交互时的效率过低，还会经常因为交互信号被干扰而导致误操作。如此，不仅降低了控制中心与充电桩和外界设备的交互效率与效果，还可能导致充电桩与电动汽车损坏，大大影响了产品的正常使用，提高了充电桩的使用风险。

综上所述，如今需要一个能够将控制中心、充电桩和外界的交互设备相连接的结构，以提高产品的使用效果与使用安全性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述问题，提供了一种多端交互型充电桩，降低了信号的读取难度，提高了信号的读取效果，进一步提升了充电桩的使用效果，更好的保证了产品的正常运行与通信。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

多端交互型充电桩，包括控制中心，与控制中心通过无线网络相连接的充电桩，该充电桩中设置有充电桩控制器，该充电桩控制器通过无线信号收发器与控制中心相连接，设置在充电桩的外表面且与该充电桩控制器相连接的NFC传输模块，所述无线信号收发器与充电桩控制器之间还设置有远程交互增强电路，该远程交互增强电路的信号输入端与无线信号收发器的信号输出端相连接，远程交互增强电路的信号输出端与充电桩控制器的信号输入端相连接；所述NFC传输模块由高效率NFC传输电路和NFC信号增强板组成；该高效率NFC传输电路由无线收发芯片U1，分别与该无线收发芯片U1相连接的电源驱动电路、晶振电路以及射频电路组成，所述无线收发芯片U1的型号为NRF24L01。

进一步的，所述远程交互增强电路主要由依次相连的输入放大电路、滤波处理电路和输出放大电路组成。

作为优选，所述输入放大电路由运算放大器P1，运算放大器P2，串接在运算放大器P1的负输入端与输出端之间的电阻R1，一端与运算放大器P1的负输入端相连接、另一端经电阻R3后与运算放大器P2的负输入端相连接的电阻R2，串接在运算放大器P2的输出端与负输入端之间的电阻R4，以及正极与运算放大器P2的正输入端相连接、负极经电阻R5后与运算放大器P2的输出端相连接的电容C1组成；其中，运算放大器P1的输出端与运算放大器P2的正输入端相连接，电阻R2和电阻R3的连接点接地，运算放大器P2的正电源端接+8V电源，运算放大器P2的负电源端接-8V电源，运算放大器P1的正输入端作为该输入的放大电路的输入端且作为远程交互增强电路的信号输入端。

作为优选，所述滤波处理电路由运算放大器P3，正极与运算放大器P3的负输入端相连接、负极经电阻R9后与运算放大器P3的输出端相连接的电容C2，负极接地、正极经电阻R6后与电容C2的正极相连接的电容C3，一端与电容C2的负极相连接、另一端电容C3的正极相连接的电阻R7，负极接地、正极与运算放大器P3的正电源端相连接的电容C4，负极接地、正极与运算放大器P3的负电源端相连接的电容C5，以及一端与运算放大器P3的输出端相连接、另一端与电阻R2和电阻R3的连接点相连接的电阻R8组成；其中，运算放大器P3的正输入端接地，电容C4的正极接+8V电源，电容C5的正极接-8V电源。

作为优选，所述输出放大电路由运算放大器P4，负极与运算放大器P4的负输入端相连接、正极经电阻R10后与运算放大器P4的正输入端相连接的电容C6，正极与运算放大器P4的正输入端相连接、负极与电阻R2和电阻R3的连接点相连接的电容C7，以及串接在运算放大器P4的负输入端与输出端之间的电阻R11组成；其中，电容C6的正极与电容C2的负极相连接，运算放大器P4的输出端作为该输出放大带电路的输出端且作为远程交互增强电路的信号输出端。

作为优选，所述NFC信号增强板为与高效率NFC传输电路相连接的NFC天线。

再进一步的，所述电源驱动电路由负极接地、正极与无线收发芯片U1的VDD1管脚相连接的电容C8，负极接地、正极与电容C8的正极相连接的电容C9，一端与电容C9的正极相连接、另一端与无线收发芯片U1的VDD2管脚相连接的电阻R10，一端与电容C9的正极相连接、另一端与无线收发芯片U1的VDD3管脚相连接的电阻R11，负极接地、正极与无线收发芯片U1的DVDD管脚相连接的电容C10，以及一端同时与无线收发芯片U1的VSS1管脚和CSS2管脚相连接、另一端与无线收发芯片U1的IREF管脚相连接的电阻R12组成；其中，无线收发芯片U1的VSS1管脚接地，无线收发芯片U1的VSS3管脚和无线收发芯片U1的VSS4管脚相连接，电容C8的正极作为该电源驱动电路的电源输入端。

作为优选，所述电源驱动电路的电源输入端接5V、8V或者12V电源。

更进一步的，所述晶振电路由一端与无线收发芯片U1的XC1管脚相连接、另一端与无线收发芯片U1的XC2管脚相连接的晶体振荡器X1，与该晶体振荡器X1并联设置的电阻R15，正极与无线收发芯片U1的XC2管脚相连接、负极接地的电容C11，以及正极与无线收发芯片U1的XC1管脚相连接、负极接地的电容C12组成。

另外，所述射频电路由负极接地、正极与无线收发芯片U1的VDD PA管脚相连接的电容C18，负极接地、正极与电容C18的正极相连接的电容C17，正极与电容C17的正极相连接、负极接地的电容C16，正极与电容C17的负极相连接、负极与电容C16的负极相连接的电容C19，一端与电容C16的正极相连接、另一端与无线收发芯片U1的ANT1管脚相连接的电感L3，正极与无线收发芯片U1的ANT1管脚相连接、负极经电阻R16后与电容C16的负极相连接的电容C15，一端与电容C15的正极相连接、另一端与无线收发芯片U1的ANT2管脚相连接的电感L2，以及正极经电感L1后与无线收发芯片U1的ANT2管脚相连接、负极经电容C14后与电容C15的负极相连接的电容C13组成；其中，电容C14的正极与电容C13的负极相连接，电容C13的负极作为该射频电路的信号输出端且与NFC增强板相连接。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型通过设置远程交互增强电路，能够很好的对无线信号收发器接收到的信号进行放大与滤波处理，能够降低信号干扰对信号正常读取的影响，大大提高了充电桩控制器对信号的读取效果，进一步提升了充电桩的使用效果，更好的保证了产品的正常运行与通信，很好的避免了充电桩在执行远程命令时发生错误，进而提高了充电桩对控制中心的命令的执行效果。

(2)本实用新型的高效率NFC传输电路通过电阻R12和电阻R13的分流作用，优化了无线收发芯片U1的电源驱动效果，提高了该无线收发芯片U1对外界信号的接收与处理效果；并通过射频电路，提高了输出和输入信号的传输效果与识别效果；很好的克服了现有技术抗干扰能力较差的缺陷，能够很好的降低外界干扰信号对信号传输的影响，很好的避免了信号受到干扰导致信号读取错误，进一步提高了产品的使用效果。

(3)本实用新型很好的将充电桩作为桥梁，使得外界的NFC设备能够通过该充电桩与控制中心相连接，提高了各个产品的交互效果与互动性，让多个不同的终端有机的连接在一起，进一步提高了充电桩的使用效果。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为本实用新型的远程交互增强电路的电路结构图。

图3为本实用新型的高效率NFC传输电路的电路结构图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1、3所示，多端交互型充电桩，包括控制中心，与控制中心通过无线网络相连接的充电桩，该充电桩中设置有充电桩控制器，该充电桩控制器通过无线信号收发器与控制中心相连接，设置在充电桩的外表面且与该充电桩控制器相连接的NFC传输模块，所述无线信号收发器与充电桩控制器之间还设置有远程交互增强电路，该远程交互增强电路的信号输入端与无线信号收发器的信号输出端相连接，远程交互增强电路的信号输出端与充电桩控制器的信号输入端相连接；所述NFC传输模块由高效率NFC传输电路和NFC信号增强板组成；该高效率NFC传输电路由无线收发芯片U1，分别与该无线收发芯片U1相连接的电源驱动电路、晶振电路以及射频电路组成，所述无线收发芯片U1的型号为NRF24L01。

在网络信号的覆盖较差的位置或者周边信号干扰较强的位置设置该充电桩，使得充电桩在接收到控制中心的相关控制信号或者命令时能够最大程度的通过该远程交互增强电路将信号中的杂波或者干扰信号去除，大大提高了产品的使用效果，降低了充电桩控制器读取信号的难度，提高了充电桩控制器读取信号的准确性和执行信号的反应效率，大大提高了产品的使用效果。

如图2所示，远程交互增强电路主要由依次相连的输入放大电路、滤波处理电路和输出放大电路组成。

输入放大电路由运算放大器P1，运算放大器P2，电阻R1，电阻R2，电阻R3，电阻R4，电阻R5，以及电容C1组成。

连接时，电阻R1串接在运算放大器P1的负输入端与输出端之间，电阻R2的一端与运算放大器P1的负输入端相连接、另一端经电阻R3后与运算放大器P2的负输入端相连接，电阻R4串接在运算放大器P2的输出端与负输入端之间，电容C1的正极与运算放大器P2的正输入端相连接、负极经电阻R5后与运算放大器P2的输出端相连接。

其中，运算放大器P1的输出端与运算放大器P2的正输入端相连接，电阻R2和电阻R3的连接点接地，运算放大器P2的正电源端接+8V电源，运算放大器P2的负电源端接-8V电源，运算放大器P1的正输入端作为该输入的放大电路的输入端且作为远程交互增强电路的信号输入端。

滤波处理电路由运算放大器P3，电阻R6，电阻R7，电阻R8，电阻R9，电容C2，电容C3，电容C4，以及电容C5组成。

连接时，电容C2的正极与运算放大器P3的负输入端相连接、负极经电阻R9后与运算放大器P3的输出端相连接，电容C3的负极接地、正极经电阻R6后与电容C2的正极相连接，电阻R7的一端与电容C2的负极相连接、另一端电容C3的正极相连接，电容C4的负极接地、正极与运算放大器P3的正电源端相连接，电容C5的负极接地、正极与运算放大器P3的负电源端相连接，电阻R8的一端与运算放大器P3的输出端相连接、另一端与电阻R2和电阻R3的连接点相连接。

其中，运算放大器P3的正输入端接地，电容C4的正极接+8V电源，电容C5的正极接-8V电源。

输出放大电路由运算放大器P4，电容C6，电容C7，电阻R10，以及电阻R11组成。

连接时，电容C6的负极与运算放大器P4的负输入端相连接、正极经电阻R10后与运算放大器P4的正输入端相连接，电容C7的正极与运算放大器P4的正输入端相连接、负极与电阻R2和电阻R3的连接点相连接，电阻R11串接在运算放大器P4的负输入端与输出端之间。

其中，电容C6的正极与电容C2的负极相连接，运算放大器P4的输出端作为该输出放大带电路的输出端且作为远程交互增强电路的信号输出端。

使用时，无线信号收发器接收到的控制中心的信号首先进入该远程交互增强电路中进行处理，处理后的信号再进入充电桩控制器中进行识别与转化处理。信号在进入远程交互增强电路后，首先通过输入放大电路对该信号进行初始的放大，以增强信号的强度，从而避免信号强度太低而使得充电桩控制器无法正常的对其进行读取；在完成对信号的初始放大后，滤波处理电路便可以对放大后的信号进行滤波处理，从而将信号中的杂波和干扰信号滤除，从而使得充电桩控制器在读取信号时的难度降低，大大提高了充电桩控制器读取信号的效果和效率；在滤波处理电路后再次设置一个输出放大电路，使得经过滤波处理后的信号能够再次的被放大，很好的将滤波后信号中的强度较弱的控制信号再次加强，进一步提高了充电桩控制器对信号的读取效果。

所述NFC信号增强板为与高效率NFC传输电路相连接的NFC天线。采用NFC天线能够更好的对产品使用时的射频信号进行发射与接收，能够进一步提高产品的使用效果。

在使用时，充电桩控制器通过该NFC传输模块与外界的专用NFC设备或者带有NFC功能的智能手机进行交互，并根据外界的操作做出相应的信号反馈或者控制动作反馈，从而达到了使充电桩与外界设备进行交互的目的，降低了充电桩的使用难度。

如图3所示，电源驱动电路由电容C8，电容C9，电容C10，电阻R12，电阻R13，以及电阻R14组成。

连接时，电容C8的负极接地、正极与无线收发芯片U1的VDD1管脚相连接，电容C9的负极接地、正极与电容C8的正极相连接，电阻R10的一端与电容C9的正极相连接、另一端与无线收发芯片U1的VDD2管脚相连接，电阻R11的一端与电容C9的正极相连接、另一端与无线收发芯片U1的VDD3管脚相连接，电容C10的负极接地、正极与无线收发芯片U1的DVDD管脚相连接，电阻R12的一端同时与无线收发芯片U1的VSS1管脚和CSS2管脚相连接、另一端与无线收发芯片U1的IREF管脚相连接。

其中，无线收发芯片U1的VSS1管脚接地，无线收发芯片U1的VSS3管脚和无线收发芯片U1的VSS4管脚相连接，电容C8的正极作为该电源驱动电路的电源输入端。电源驱动电路的电源输入端接5V、8V或者12V电源。

晶振电路由晶体振荡器X1，电阻R15，电容C11，以及电容C12组成。

连接时，晶体振荡器X1的一端与无线收发芯片U1的XC1管脚相连接、另一端与无线收发芯片U1的XC2管脚相连接，电阻R15与该晶体振荡器X1并联设置，电容C11的正极与无线收发芯片U1的XC2管脚相连接、负极接地，电容C12的正极与无线收发芯片U1的XC1管脚相连接、负极接地。

射频电路由电感L1，电感L2，电感L3，电阻R16，电容C13，电容C14，电容C15，电容C16，电容C17，电容C18，以及电容C19组成。

连接时，电容C18的负极接地、正极与无线收发芯片U1的VDD PA管脚相连接，电容C17的负极接地、正极与电容C18的正极相连接，电容C16的正极与电容C17的正极相连接、负极接地，电容C19的正极与电容C17的负极相连接、负极与电容C16的负极相连接，电感L3的一端与电容C16的正极相连接、另一端与无线收发芯片U1的ANT1管脚相连接，电容C15的正极与无线收发芯片U1的ANT1管脚相连接、负极经电阻R16后与电容C16的负极相连接，电感L2的一端与电容C15的正极相连接、另一端与无线收发芯片U1的ANT2管脚相连接，电容C13的正极经电感L1后与无线收发芯片U1的ANT2管脚相连接、负极经电容C14后与电容C15的负极相连接。

其中，电容C14的正极与电容C13的负极相连接，电容C13的负极作为该射频电路的信号输出端且与NFC增强板相连接。

工作时，电阻R12和电阻R13起到了分流的作用，优化了无线收发芯片U1的电源驱动效果，提高了该无线收发芯片U1对外界信号的接收与处理效果。其中，晶振电路则是用于确定NFC传输模块的频率，在需要调整该NFC传输模块的频率时仅需更换相应频率的晶体振荡器或者调整晶体振荡器的频率即可。而射频电路的信号输出端与NFC信号增强板相连接，在控制器向外传输信号时，信号经过射频电路的处理后再通过NFC信号增强板进行增强，大大提高了信号的传输速度与强度，进而使得与充电桩交互的设备得到更加优质的信号，提高了信号的传输与识别效果；在外部交互的设备向充电桩传输信号时，信号依次通过该NFC信号增强板与射频电路的处理后再进入无线收发芯片U1中，在过程中便完成了信号传输速度与强度的提升，提高了无线收发芯片U1接收信号的速度与效果，同时还能大大的提高控制器对信号的识别率，进一步提高产品的使用效果。另外，本申请中的射频电路对现有的电路进行了改进，克服了现有电路抗干扰能力较差的缺陷，能够很好的降低外界干扰信号对信号传输的影响，很好的避免了信号受到干扰导致信号读取错误，进一步提高了产品的使用效果。

综上所述，该充电桩能够很好的将外界的NFC设备通过充电桩控制器很好的与控制中心连接起来，使得外界的NFC设备可以同时与充电桩以及控制中心进行交互，大大提高了充电桩的使用效果。

如上所述，便可很好的实现本实用新型。

Claims (9)

1.多端交互型充电桩，包括控制中心，与控制中心通过无线网络相连接的充电桩，该充电桩中设置有充电桩控制器，该充电桩控制器通过无线信号收发器与控制中心相连接，设置在充电桩的外表面且与该充电桩控制器相连接的NFC传输模块，其特征在于：所述无线信号收发器与充电桩控制器之间还设置有远程交互增强电路，该远程交互增强电路的信号输入端与无线信号收发器的信号输出端相连接，远程交互增强电路的信号输出端与充电桩控制器的信号输入端相连接；所述NFC传输模块由高效率NFC传输电路和NFC信号增强板组成；该高效率NFC传输电路由无线收发芯片U1，分别与该无线收发芯片U1相连接的电源驱动电路、晶振电路以及射频电路组成，所述无线收发芯片U1的型号为NRF24L01；所述射频电路由负极接地、正极与无线收发芯片U1的VDD PA管脚相连接的电容C18，负极接地、正极与电容C18的正极相连接的电容C17，正极与电容C17的正极相连接、负极接地的电容C16，正极与电容C17的负极相连接、负极与电容C16的负极相连接的电容C19，一端与电容C16的正极相连接、另一端与无线收发芯片U1的ANT1管脚相连接的电感L3，正极与无线收发芯片U1的ANT1管脚相连接、负极经电阻R16后与电容C16的负极相连接的电容C15，一端与电容C15的正极相连接、另一端与无线收发芯片U1的ANT2管脚相连接的电感L2，以及正极经电感L1后与无线收发芯片U1的ANT2管脚相连接、负极经电容C14后与电容C15的负极相连接的电容C13组成；其中，电容C14的正极与电容C13的负极相连接，电容C13的负极作为该射频电路的信号输出端且与NFC增强板相连接。

2.根据权利要求1所述的多端交互型充电桩，其特征在于：所述远程交互增强电路主要由依次相连的输入放大电路、滤波处理电路和输出放大电路组成。

3.根据权利要求2所述的多端交互型充电桩，其特征在于：所述输入放大电路由运算放大器P1，运算放大器P2，串接在运算放大器P1的负输入端与输出端之间的电阻R1，一端与运算放大器P1的负输入端相连接、另一端经电阻R3后与运算放大器P2的负输入端相连接的电阻R2，串接在运算放大器P2的输出端与负输入端之间的电阻R4，以及正极与运算放大器P2的正输入端相连 接、负极经电阻R5后与运算放大器P2的输出端相连接的电容C1组成；其中，运算放大器P1的输出端与运算放大器P2的正输入端相连接，电阻R2和电阻R3的连接点接地，运算放大器P2的正电源端接+8V电源，运算放大器P2的负电源端接-8V电源，运算放大器P1的正输入端作为该输入的放大电路的输入端且作为远程交互增强电路的信号输入端。

4.根据权利要求3所述的多端交互型充电桩，其特征在于：所述滤波处理电路由运算放大器P3，正极与运算放大器P3的负输入端相连接、负极经电阻R9后与运算放大器P3的输出端相连接的电容C2，负极接地、正极经电阻R6后与电容C2的正极相连接的电容C3，一端与电容C2的负极相连接、另一端电容C3的正极相连接的电阻R7，负极接地、正极与运算放大器P3的正电源端相连接的电容C4，负极接地、正极与运算放大器P3的负电源端相连接的电容C5，以及一端与运算放大器P3的输出端相连接、另一端与电阻R2和电阻R3的连接点相连接的电阻R8组成；其中，运算放大器P3的正输入端接地，电容C4的正极接+8V电源，电容C5的正极接-8V电源。

5.根据权利要求4所述的多端交互型充电桩，其特征在于：所述输出放大电路由运算放大器P4，负极与运算放大器P4的负输入端相连接、正极经电阻R10后与运算放大器P4的正输入端相连接的电容C6，正极与运算放大器P4的正输入端相连接、负极与电阻R2和电阻R3的连接点相连接的电容C7，以及串接在运算放大器P4的负输入端与输出端之间的电阻R11组成；其中，电容C6的正极与电容C2的负极相连接，运算放大器P4的输出端作为该输出放大带电路的输出端且作为远程交互增强电路的信号输出端。

6.根据权利要求5所述的基于充电桩的高效率NFC传输电路，其特征在于：所述NFC信号增强板为与高效率NFC传输电路相连接的NFC天线。

7.根据权利要求6所述的基于充电桩的高效率NFC传输电路，其特征在于：所述电源驱动电路由负极接地、正极与无线收发芯片U1的VDD1管脚相连接的电容C8，负极接地、正极与电容C8的正极相连接的电容C9，一端与电容C9的正极相连接、另一端与无线收发芯片U1的VDD2管脚相连接的电阻R10， 一端与电容C9的正极相连接、另一端与无线收发芯片U1的VDD3管脚相连接的电阻R11，负极接地、正极与无线收发芯片U1的DVDD管脚相连接的电容C10，以及一端同时与无线收发芯片U1的VSS1管脚和CSS2管脚相连接、另一端与无线收发芯片U1的IREF管脚相连接的电阻R12组成；其中，无线收发芯片U1的VSS1管脚接地，无线收发芯片U1的VSS3管脚和无线收发芯片U1的VSS4管脚相连接，电容C8的正极作为该电源驱动电路的电源输入端。

8.根据权利要求7所述的基于充电桩的高效率NFC传输电路，其特征在于：所述电源驱动电路的电源输入端接5V、8V或者12V电源。

9.根据权利要求8所述的基于充电桩的高效率NFC传输电路，其特征在于：所述晶振电路由一端与无线收发芯片U1的XC1管脚相连接、另一端与无线收发芯片U1的XC2管脚相连接的晶体振荡器X1，与该晶体振荡器X1并联设置的电阻R15，正极与无线收发芯片U1的XC2管脚相连接、负极接地的电容C11，以及正极与无线收发芯片U1的XC1管脚相连接、负极接地的电容C12组成。