CN206327170U - 一种交流充电桩专用检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种交流充电桩专用检测电路，包括依次连接的CP信号输入单元、运放取样电路单元、二极管电路单元、运放跟随电路单元、第一运放比较电路单元和第二运放比较电路单元、隔离光耦电路单元以及控制处理单元；运放取样电路单元包括第一运算放大器；二极管电路单元包括第一二极管单元；运放跟随电路单元包括第二运算放大器；第一运放比较电路单元包括第三运算放大器；第二运放比较电路单元包括第四运算放大器；隔离光耦电路单元包括光敏三极管及发光二极管，通过该电路设计可以有效进行交流充电桩的充电引导，判断充电连接装置是否完全连接以及车载充电控制设备是否准备就绪，稳定性高，检测性能好。
Description
[技术领域]
本实用新型涉及充电桩检测电路技术领域，尤其涉及一种交流充电桩专用检测电路。
[背景技术]
随着人类环境的变化和节能减排的呼声越来越高，绿色能源的开发成了当今社会的发展主题，而作为减少温室气体排放和减轻对原油进口依赖的解决方案之一，新能源汽车将成为各国汽车工业发展的大势所趋，其中尤以电动汽车受到世界各国的极大关注。
电动汽车是一种清洁、低碳型绿色车辆，主要采用动力蓄电池作为主要电源。现有的动力蓄电池容量有限，市场上使用的电动汽车一次充电后的续驶里程一般为100km至300km，然后需要更换新充满电池进行补给。随着人们对快速充电的迫切要求，大功率交流充电桩的使用越来越普遍。
目前广泛使用的交流充电桩存在的问题最为突出的是无法准确且及时了解充电连接装置是否完全连接以及车载充电控制设备是否准备就绪，若无法获取准确信息，则会对实际使用带来很大的不便。
基于上述问题，怎么才能找到有针对性的具体方案和电路设计，本领域的技术人员进行了大量的研发和实验，也取得了较好的成绩。
[实用新型内容]
为克服现有技术所存在的问题，本实用新型提供一种交流充电桩专用检测电路。
本实用新型解决技术问题的方案是提供一种交流充电桩专用检测电路，包括依次连接的CP信号输入单元、运放取样电路单元、二极管电路单元、运放跟随电路单元、第一运放比较电路单元和第二运放比较电路单元、隔离光耦电路单元以及控制处理单元；所述运放取样电路单元包括第一运算放大器；所述二极管电路单元包括第一二极管单元；所述运放跟随电路单元包括第二运算放大器；所述第一运放比较电路单元包括第三运算放大器；所述第二运放比较电路单元包括第四运算放大器；所述隔离光耦电路单元包括第一光敏三极管、与第一光敏三极管对应设置的第一发光二极管以及第二光敏三极管、与第二光敏三极管对应设置的第二发光二极管；
所述CP信号输入单元的信号输入线与运放取样电路单元中第一运算放大器的正向输入端相连，所述第一运算放大器的反向输入端接公共地；
所述第一运算放大器的输出端与二极管电路单元中第一二极管单元的输入端相连；
所述二极管电路单元中第一二极管单元的输出端与运放跟随电路单元中第二运算放大器的正向输入端相连；
所述第二运算放大器的反向输入端与第一运放比较电路单元中第三运算放大器的反向输入端相连；所述第二运算放大器的输出端与第二运放比较电路单元中第四运算放大器的正向输入端相连；所述第四运算放大器的反向输入端接12V电压输入端；所述第三运算放大器的正向输入端接12V电压输入端；
所述第三运算放大器的输出端与隔离光耦电路单元中第一发光二极管的输入端相连，所述第一发光二极管的输出端接公共地；所述第四运算放大器的输出端与隔离光耦电路单元中第二发光二极管的输入端相连，所述第二发光二极管的输出端接公共地；
所述第一光敏三极管的集电极与控制处理单元的第一信号输入端连接；所述第二光敏三极管的集电极与控制处理单元的第二信号输入端连接；所述第一光敏三极管和第二光敏三极管的发射极接公共地。
优选地，所述运放取样电路单元中第一运算放大器的反向输入端分成两条支路，一条支路连接一第一电容后接公共地；另一条支路连接第一电阻后接公共地；所述第一二极管单元的输出端与第一运算放大器的反向输入端相连接。
优选地，所述第一二极管单元的输出端与运放跟随电路单元中第二运算放大器的正向输入端电路连接线之间通过连接线接两条支路；一条支路连接一第二电容后接公共地；另一条支路连接第二电阻后接公共地。
优选地，所述第三运算放大器的正向输入端连接一第三电阻后与12V电压输入端相连；在12V电压输入端与第三电阻连接线之间并联连接有包括第四电阻的第四电阻电路以及包括第三电容的第三电容电路；所述第四电阻电路与第三电容电路的另一端接公共地；
所述第四运算放大器的反向输入端连接一第五电阻后与12V电压输入端相连；在12V电压输入端与第五电阻连接线之间并联连接有包括第六电阻的第六电阻电路以及包括第四电容的第四电容电路；所述第六电阻电路与第四电容电路的另一端接公共地。
优选地，所述第一运放比较电路单元中第三运算放大器的输出端与隔离光耦电路单元中第一发光二极管的输入端连接线之间串联连接至少一个发光二极管及至少一个电阻；第二运放比较电路单元中第四运算放大器的输出端与隔离光耦电路单元中第二发光二极管的输入端连接线之间串联连接至少一个发光二极管及至少一个电阻。
优选地，所述第一光敏三极管的集电极与控制处理单元的第一信号输入端连接线之间以及第二光敏三极管的集电极与控制处理单元的第二信号输入端连接线之间都并联连接瞬态抑制二极管电路；所述瞬态抑制二极管电路包括反向串联连接的两个瞬态抑制二极管。
优选地，所述第一光敏三极管的集电极与控制处理单元的第一信号输入端以及第二光敏三极管的集电极与控制处理单元的第二信号输入端之间串联连接有至少一个电阻。
优选地，所述第一光敏三极管和第二光敏三极管为NPN型光敏三极管。
与现有技术相比，本实用新型一种交流充电桩专用检测电路通过同时设置CP信号输入单元、运放取样电路单元、二极管电路单元、运放跟随电路单元、第一运放比较电路单元和第二运放比较电路单元、隔离光耦电路单元以及控制处理单元，通过CP信号输入单元输出数字脉冲宽度调制PWM波信号，利用运放取样电路单元实现电压取样，二极管电路单元实现取样正电压，运放跟随电路单元实现增强电压驱动，通过第一运放比较电路单元和第二运放比较电路单元实现6V、9V、12V电压的区分检测，通过该电路设计可以有效进行交流充电桩的充电引导，判断充电连接装置是否完全连接以及车载充电控制设备是否准备就绪，稳定性高，检测性能好。
[附图说明]
图1是本实用新型一种交流充电桩专用检测电路的工作原理示意图。
图2是本实用新型一种交流充电桩专用检测电路的电路连接示意图。
图3是本实用新型一种交流充电桩专用检测电路中另一部分的电路连接示意图。
[具体实施方式]
为使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定此实用新型。
请参阅图1至图3，本实用新型一种交流充电桩专用检测电路1包括依次连接的CP信号输入单元、运放取样电路单元、二极管电路单元、运放跟随电路单元、第一运放比较电路单元和第二运放比较电路单元、隔离光耦电路单元以及控制处理单元；所述运放取样电路单元包括第一运算放大器U3B；所述二极管电路单元包括第一二极管单元SD5；所述运放跟随电路单元包括第二运算放大器U3D；所述第一运放比较电路单元包括第三运算放大器U3A；所述第二运放比较电路单元包括第四运算放大器U3C；所述隔离光耦电路单元包括第一光敏三极管ISO2、与第一光敏三极管ISO2对应设置的第一发光二极管D6以及第二光敏三极管ISO3、与第二光敏三极管ISO3对应设置的第二发光二极管D7；
所述CP信号输入单元的信号输入线与运放取样电路单元中第一运算放大器U3B的正向输入端5相连，所述第一运算放大器U3B的反向输入端6接公共地；
所述第一运算放大器U3B的输出端17与二极管电路单元中第一二极管单元SD5的输入端相连；
所述二极管电路单元中第一二极管单元SD5的输出端与运放跟随电路单元中第二运算放大器U3D的正向输入端12相连；
所述第二运算放大器U3D的反向输入端13与第一运放比较电路单元中第三运算放大器U3A的反向输入端2相连；所述第二运算放大器U3D的输出端14与第二运放比较电路单元中第四运算放大器U3C的正向输入端10相连；所述第四运算放大器U3C的反向输入端9接12V电压输入端；所述第三运算放大器U3A的正向输入端3接12V电压输入端；
所述第三运算放大器U3A的输出端1与隔离光耦电路单元中第一发光二极管D6的输入端相连，所述第一发光二极管D6的输出端接公共地；所述第四运算放大器U3C的输出端8与隔离光耦电路单元中第二发光二极管D7的输入端相连，所述第二发光二极管D7的输出端接公共地；
所述第一光敏三极管ISO2的集电极与控制处理单元的第一信号输入端CHK1连接；所述第二光敏三极管ISO3的集电极与控制处理单元的第二信号输入端CHK2连接；所述第一光敏三极管ISO2和第二光敏三极管ISO3的发射极接公共地。
通过同时设置CP信号输入单元、运放取样电路单元、二极管电路单元、运放跟随电路单元、第一运放比较电路单元和第二运放比较电路单元、隔离光耦电路单元以及控制处理单元，通过CP信号输入单元输出数字脉冲宽度调制PWM波信号，利用运放取样电路单元实现电压取样，二极管电路单元实现取样正电压，运放跟随电路单元实现增强电压驱动，通过第一运放比较电路单元和第二运放比较电路单元实现6V、9V、12V电压的区分检测，通过该电路设计可以有效进行交流充电桩的充电引导，判断充电连接装置是否完全连接以及车载充电控制设备是否准备就绪，稳定性高，检测性能好。
优选地，所述运放取样电路单元中第一运算放大器U3B的反向输入端6分成两条支路，一条支路连接一第一电容C14后接公共地；另一条支路连接第一电阻R30后接公共地；所述第一二极管单元SD5的输出端与第一运算放大器的反向输入端6相连接。
优选地，所述第一二极管单元SD5的输出端与运放跟随电路单元中第二运算放大器U3D的正向输入端12电路连接线之间通过连接线接两条支路；一条支路连接一第二电容C13后接公共地；另一条支路连接第二电阻R14后接公共地。
优选地，所述第三运算放大器U3A的正向输入端3连接一第三电阻R32后与12V电压输入端相连；在12V电压输入端与第三电阻R32连接线之间并联连接有包括第四电阻R34的第四电阻电路以及包括第三电容C17的第三电容电路；所述第四电阻电路与第三电容电路的另一端接公共地；
所述第四运算放大器U3C的反向输入端9连接一第五电阻R19后与12V电压输入端相连；在12V电压输入端与第五电阻R19连接线之间并联连接有包括第六电阻R20的第六电阻电路以及包括第四电容C16的第四电容电路；所述第六电阻电路与第四电容电路的另一端接公共地。
优选地，所述第一运放比较电路单元中第三运算放大器U3A的输出端1与隔离光耦电路单元中第一发光二极管D6的输入端连接线之间串联连接至少一个发光二极管及至少一个电阻；第二运放比较电路单元中第四运算放大器U3C的输出端与隔离光耦电路单元中第二发光二极管D7的输入端连接线之间串联连接至少一个发光二极管及至少一个电阻。
优选地，所述第一光敏三极管ISO2的集电极与控制处理单元的第一信号输入端CHK1连接线之间以及第二光敏三极管ISO3的集电极与控制处理单元的第二信号输入端CHK2连接线之间都并联连接瞬态抑制二极管电路；所述瞬态抑制二极管电路包括反向串联连接的两个瞬态抑制二极管(TVS6,TVS7)。
优选地，所述第一光敏三极管ISO2的集电极与控制处理单元的第一信号输入端CHK1以及第二光敏三极管ISO3的集电极与控制处理单元的第二信号输入端CHK2之间串联连接有至少一个电阻。
优选地，所述第一光敏三极管ISO2和第二光敏三极管ISO3为NPN型光敏三极管。
实际使用过程中，通过第一运放比较电路单元和第二运放比较电路单元实现6V、9V、12V电压的区分检测，当检测电压为12V时，则代表充电桩与车载端未连接，当检测电压为9V时，则代表充电桩与车载端已连接，车载端还未准备好，当检测电压为6V时，则代表充电桩与车载端已连接，车载端已经准备好，可以开始充电，其他电压为非法状态。
与现有技术相比，本实用新型一种交流充电桩专用检测电路1通过同时设置CP信号输入单元、运放取样电路单元、二极管电路单元、运放跟随电路单元、第一运放比较电路单元和第二运放比较电路单元、隔离光耦电路单元以及控制处理单元，通过CP信号输入单元输出数字脉冲宽度调制PWM波信号，利用运放取样电路单元实现电压取样，二极管电路单元实现取样正电压，运放跟随电路单元实现增强电压驱动，通过第一运放比较电路单元和第二运放比较电路单元实现6V、9V、12V电压的区分检测，通过该电路设计可以有效进行交流充电桩的充电引导，判断充电连接装置是否完全连接以及车载充电控制设备是否准备就绪，稳定性高，检测性能好。
以上所述的本实用新型实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种交流充电桩专用检测电路，其特征在于：包括依次连接的CP信号输入单元、运放取样电路单元、二极管电路单元、运放跟随电路单元、第一运放比较电路单元和第二运放比较电路单元、隔离光耦电路单元以及控制处理单元；所述运放取样电路单元包括第一运算放大器；所述二极管电路单元包括第一二极管单元；所述运放跟随电路单元包括第二运算放大器；所述第一运放比较电路单元包括第三运算放大器；所述第二运放比较电路单元包括第四运算放大器；所述隔离光耦电路单元包括第一光敏三极管、与第一光敏三极管对应设置的第一发光二极管以及第二光敏三极管、与第二光敏三极管对应设置的第二发光二极管；
所述CP信号输入单元的信号输入线与运放取样电路单元中第一运算放大器的正向输入端相连，所述第一运算放大器的反向输入端接公共地；
所述第一运算放大器的输出端与二极管电路单元中第一二极管单元的输入端相连；
所述二极管电路单元中第一二极管单元的输出端与运放跟随电路单元中第二运算放大器的正向输入端相连；
所述第二运算放大器的反向输入端与第一运放比较电路单元中第三运算放大器的反向输入端相连；所述第二运算放大器的输出端与第二运放比较电路单元中第四运算放大器的正向输入端相连；所述第四运算放大器的反向输入端接12V电压输入端；所述第三运算放大器的正向输入端接12V电压输入端；
所述第三运算放大器的输出端与隔离光耦电路单元中第一发光二极管的输入端相连，所述第一发光二极管的输出端接公共地；所述第四运算放大器的输出端与隔离光耦电路单元中第二发光二极管的输入端相连，所述第二发光二极管的输出端接公共地；
所述第一光敏三极管的集电极与控制处理单元的第一信号输入端连接；所述第二光敏三极管的集电极与控制处理单元的第二信号输入端连接；所述第一光敏三极管和第二光敏三极管的发射极接公共地。
2.如权利要求1所述的一种交流充电桩专用检测电路，其特征在于：所述运放取样电路单元中第一运算放大器的反向输入端分成两条支路，一条支路连接一第一电容后接公共地；另一条支路连接第一电阻后接公共地；所述第一二极管单元的输出端与第一运算放大器的反向输入端相连接。
3.如权利要求1所述的一种交流充电桩专用检测电路，其特征在于：所述第一二极管单元的输出端与运放跟随电路单元中第二运算放大器的正向输入端电路连接线之间通过连接线接两条支路；一条支路连接一第二电容后接公共地；另一条支路连接第二电阻后接公共地。
4.如权利要求1所述的一种交流充电桩专用检测电路，其特征在于：所述第三运算放大器的正向输入端连接一第三电阻后与12V电压输入端相连；在12V电压输入端与第三电阻连接线之间并联连接有包括第四电阻的第四电阻电路以及包括第三电容的第三电容电路；所述第四电阻电路与第三电容电路的另一端接公共地；
所述第四运算放大器的反向输入端连接一第五电阻后与12V电压输入端相连；在12V电压输入端与第五电阻连接线之间并联连接有包括第六电阻的第六电阻电路以及包括第四电容的第四电容电路；所述第六电阻电路与第四电容电路的另一端接公共地。
5.如权利要求1所述的一种交流充电桩专用检测电路，其特征在于：所述第一运放比较电路单元中第三运算放大器的输出端与隔离光耦电路单元中第一发光二极管的输入端连接线之间串联连接至少一个发光二极管及至少一个电阻；第二运放比较电路单元中第四运算放大器的输出端与隔离光耦电路单元中第二发光二极管的输入端连接线之间串联连接至少一个发光二极管及至少一个电阻。
6.如权利要求1所述的一种交流充电桩专用检测电路，其特征在于：所述第一光敏三极管的集电极与控制处理单元的第一信号输入端连接线之间以及第二光敏三极管的集电极与控制处理单元的第二信号输入端连接线之间都并联连接瞬态抑制二极管电路；所述瞬态抑制二极管电路包括反向串联连接的两个瞬态抑制二极管。
7.如权利要求1所述的一种交流充电桩专用检测电路，其特征在于：所述第一光敏三极管的集电极与控制处理单元的第一信号输入端以及第二光敏三极管的集电极与控制处理单元的第二信号输入端之间串联连接有至少一个电阻。
8.如权利要求1所述的一种交流充电桩专用检测电路，其特征在于：所述第一光敏三极管和第二光敏三极管为NPN型光敏三极管。
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