CN208053127U - 一种充电枪枪头断电自解锁系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充电枪枪头断电自解锁系统，包括用于在进行充电时对枪头进行锁止的电子锁和用于在断电时对电子锁进行解锁的电子锁驱动模块；电子锁驱动模块包括用于对断电进行检测的断电检测模块、能够进行充/放电的保持电路模块和用于统筹管理的主控芯片；保持电路模块在断电时分别为电子锁和电子锁驱动模块提供工作电源；断电检测模块在断电时向主控芯片发送中断请求，从而使得主控芯片驱动电子锁进行解锁。当充电桩异常断电时，枪头能够进行自解锁的操作，从而能够有效解决充电桩在异常断电或遭遇停电时，枪头无法直接拔出的问题。

Description

一种充电枪枪头断电自解锁系统

技术领域

本实用新型涉及充电枪领域，尤其是一种充电枪枪头断电自解锁系统。

背景技术

现有的用于对电动汽车进行充电的直流充电桩，其充电功率一般都比较大，为了保证其使用安全性，目前的直流充电桩枪头都是具有机械锁止功能的，因此，在充电的时候能够有效防止枪头被拔出来，从而保证了用电的安全。但是，对于现有的直流充电桩，都并没有考虑停电的问题，因此一般都并不具有断电解锁的功能。因此，当发生突然停电时，若电子锁的螺杆不能及时的退回电子锁中，则会导致异常停电后枪头拔不出来的问题。如果停电时间过长，而车主又急需用车的情况下，此时可能需要人工用机械的方法让螺杆复位，才能把枪头拔出来，但这样的操作既不方便，也影响了车主对车辆的使用，不能满足用户的使用要求。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种充电枪枪头断电自解锁系统，当充电桩异常断电时，枪头能够进行自解锁的操作，从而能够有效解决充电桩在异常断电或遭遇停电时，枪头无法直接拔出的问题。

本实用新型解决其问题所采用的技术方案是：

一种充电枪枪头断电自解锁系统，包括用于在进行充电时对枪头进行锁止的电子锁和用于在断电时对电子锁进行解锁的电子锁驱动模块；电子锁驱动模块包括用于对断电进行检测的断电检测模块、能够进行充/放电的保持电路模块和用于统筹管理的主控芯片；保持电路模块在断电时分别为电子锁和电子锁驱动模块提供工作电源；断电检测模块在断电时向主控芯片发送中断请求，从而使得主控芯片驱动电子锁进行解锁。

进一步，保持电路模块包括用于为主控芯片提供断电时供电的第一保持电路，第一保持电路包括第一防反充二极管和第一储能电容，第一防反充二极管的输入端和输出端分别连接于工作电源与主控芯片的电源输入引脚，第一储能电容的正极连接于第一防反充二极管的输出端，第一储能电容的负极连接于参考地。

进一步，第一防反充二极管的输入端和工作电源之间串接有限流电阻。

进一步，断电检测模块包括开关三极管、用于对开关三极管的基极端进行电压分压的第一分压网络和用于对开关三极管的发射极端进行电压分压的第二分压网络，第一分压网络包括第一分压电阻和第二分压电阻，第二分压网络包括第三分压电阻和第四分压电阻；第一分压电阻串联于主控芯片的电源输入引脚与开关三极管的基极端之间，第二分压电阻串联于开关三极管的基极端与参考地之间；第三分压电阻串联于开关三极管的发射极端与参考地之间，第四分压电阻串联于开关三极管的发射极端与工作电源之间；开关三极管的集电极端连接于主控芯片的断电检测引脚。

进一步，电子锁驱动模块还包括分别用于驱动电子锁进行解锁操作和锁止操作的解锁驱动模块和锁止驱动模块；保持电路模块还包括用于为解锁驱动模块和锁止驱动模块提供断电时供电的第二保持电路，解锁驱动模块包括解锁继电器，解锁继电器的输入端和输出端分别连接于主控芯片的解锁信号输出端和参考地，解锁继电器的定触点和动触点分别与第二保持电路的输出端和电子锁的反转控制端相连接。

进一步，锁止驱动模块包括锁止继电器，锁止继电器的输入端和输出端分别连接于主控芯片的锁止信号输出端和参考地，锁止继电器的定触点和动触点分别与第二保持电路的输出端和电子锁的正转控制端相连接。

进一步，第二保持电路包括第二防反充二极管和第二储能电容，第二防反充二极管的输入端连接于工作电源，第二防反充二极管的输出端分别连接于锁止继电器的定触点和解锁继电器的定触点，第二储能电容的正极连接于第二防反充二极管的输出端，第一储能电容的负极连接于参考地。

进一步，解锁继电器的定触点和第二保持电路之间串接有第二热敏电阻。

进一步，锁止继电器的定触点和第二保持电路之间串接有第一热敏电阻。

进一步，主控芯片的电源输入引脚与参考地之间并接有第一滤波电容和第二滤波电容。

本实用新型的有益效果是：一种充电枪枪头断电自解锁系统，当正常工作时，主控芯片会通过电子锁驱动模块使得电子锁对正在进行充电的充电桩枪头进行锁止，并且在正常工作时，保持电路模块会进行充电，直到保持电路模块充满电能为止；当出现断电时，保持电路模块会分别为电子锁和电子锁驱动模块提供工作电源，从而使得电子锁和电子锁驱动模块能够完成解锁操作，此时，断电检测模块会对断电的情况进行检测，当检测到断电时，断电检测模块会向主控芯片发送中断请求，从而使得主控芯片能够优先驱动电子锁进行解锁。因此，本实用新型的充电枪枪头断电自解锁系统，当充电桩异常断电时，枪头能够进行自解锁的操作，从而能够有效解决充电桩在异常断电或遭遇停电时，枪头无法直接拔出的问题。

附图说明

下面结合附图和实例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的充电枪枪头断电自解锁系统的原理图；

图2是第一保持电路及断电检测模块的电路原理图；

图3是解锁驱动模块、锁止驱动模块及电子锁的电路原理图。

具体实施方式

参照图1－图3，本实用新型的一种充电枪枪头断电自解锁系统，包括用于在进行充电时对枪头进行锁止的电子锁1和用于在断电时对电子锁1进行解锁的电子锁驱动模块2；电子锁驱动模块2包括用于对断电进行检测的断电检测模块3、能够进行充/放电的保持电路模块4和用于统筹管理的主控芯片5；保持电路模块4在断电时分别为电子锁1和电子锁驱动模块2提供工作电源；断电检测模块3在断电时向主控芯片5发送中断请求，从而使得主控芯片5驱动电子锁1进行解锁。具体地，当正常工作时，主控芯片5会通过电子锁驱动模块2使得电子锁1对正在进行充电的充电桩枪头进行锁止，并且在正常工作时，保持电路模块4会进行充电，直到保持电路模块4充满电能为止；当出现断电时，保持电路模块4会分别为电子锁1和电子锁驱动模块2提供工作电源，从而使得电子锁1和电子锁驱动模块2能够完成解锁操作，此时，断电检测模块3会对断电的情况进行检测，当检测到断电时，断电检测模块3会向主控芯片5发送中断请求，从而使得主控芯片5能够优先驱动电子锁1进行解锁。因此，本实用新型的充电枪枪头断电自解锁系统，当充电桩异常断电时，枪头能够进行自解锁的操作，从而能够有效解决充电桩在异常断电或遭遇停电时，枪头无法直接拔出的问题。

其中，参照图1－图3，保持电路模块4包括用于为主控芯片5提供断电时供电的第一保持电路41，第一保持电路41包括第一防反充二极管D1和第一储能电容C3，第一防反充二极管D1的输入端和输出端分别连接于工作电源VCC与主控芯片5的电源输入引脚VDD，第一储能电容C3的正极连接于第一防反充二极管D1的输出端，第一储能电容C3的负极连接于参考地。具体地，第一储能电容C3的容量可根据主控芯片5正常工作时所需的电量而选定，并留有一定的余量，以保证主控芯片5能够顺利驱动电子锁1进行解锁。当充电桩正常工作时，工作电源VCC通过第一防反充二极管D1对第一储能电容C3进行充电，充满后第一储能电容C3两端的电压约等于工作电源VCC的电压。在系统正常工作时，第一储能电容C3不放电，主控芯片5输出驱动信号使得电子锁1进行锁止；当出现异常断电的情况时，第一储能电容C3进行放电，为主控芯片5提供断电时的供电，以实现主控芯片5驱动电子锁1进行解锁。此时，第一防反充二极管D1能够防止第一储能电容C3反向对工作电源VCC进行充电，从而能够对系统进行有效的保护。

其中，参照图1－图3，第一防反充二极管D1的输入端和工作电源VCC之间串接有限流电阻R1。具体地，限流电阻R1能够实现初上电时为第一储能电容C3的充电操作进行电流削峰，并且能够在充电完成时对主控芯片5进行供电限流，从而起到对第一储能电容C3及主控芯片5的保护作用。

其中，参照图1－图3，断电检测模块3包括开关三极管Q1、用于对开关三极管Q1的基极端进行电压分压的第一分压网络和用于对开关三极管Q1的发射极端进行电压分压的第二分压网络，第一分压网络包括第一分压电阻R2和第二分压电阻R3，第二分压网络包括第三分压电阻R4和第四分压电阻R5；第一分压电阻R2串联于主控芯片5的电源输入引脚VDD与开关三极管Q1的基极端之间，第二分压电阻R3串联于开关三极管Q1的基极端与参考地之间；第三分压电阻R4串联于开关三极管Q1的发射极端与参考地之间，第四分压电阻R5串联于开关三极管Q1的发射极端与工作电源VCC之间；开关三极管Q1的集电极端连接于主控芯片5的断电检测引脚DET。具体地，当系统正常工作时，工作电源VCC的电压正常，因此开关三极管Q1的基极电压和发射极电压均为0.7V，所以开关三极管Q1不导通且无电流流过；而当系统突然断电时，工作电源VCC的电压降为0V，从而导致开关三极管Q1的发射极电压也降为0V，但由于第一储能电容C3的放电作用，开关三极管Q1的基极电压仍然保持在0.7V，因此开关三极管Q1导通，从而产生一个最高优先级的中断信号给到主控芯片5；而当主控芯片5接收到该中断信号后，主控芯片5会立刻发出脉冲信号，通过控制电子锁1进行反转，从而使电子锁1实现解锁操作。

其中，参照图1－图3，电子锁驱动模块2还包括分别用于驱动电子锁1进行解锁操作和锁止操作的解锁驱动模块6和锁止驱动模块7；保持电路模块4还包括用于为解锁驱动模块6和锁止驱动模块7提供断电时供电的第二保持电路42，解锁驱动模块6包括解锁继电器K2，解锁继电器K2的输入端和输出端分别连接于主控芯片5的解锁信号输出端OUT1和参考地，解锁继电器K2的定触点和动触点分别与第二保持电路42的输出端和电子锁1的反转控制端IN2相连接。具体地，当系统突然断电时，主控芯片5会向解锁驱动模块6发出脉冲信号，此时，该脉冲信号会输入到解锁继电器K2的输入端并传导到参考地，因此，解锁继电器K2的动触点会闭合，从而使得解锁继电器K2的定触点和动触点相导通，所以，储存有电能的第二保持电路42会通过解锁继电器K2而向电子锁1的反转控制端IN2传输电源，从而驱动电子锁1进行反转，从而使电子锁1实现解锁操作。

其中，参照图1－图3，锁止驱动模块7包括锁止继电器K1，锁止继电器K1的输入端和输出端分别连接于主控芯片5的锁止信号输出端OUT2和参考地，锁止继电器K1的定触点和动触点分别与第二保持电路42的输出端和电子锁1的正转控制端IN1相连接。具体地，当系统正常工作时，主控芯片5会向锁止驱动模块7发出脉冲信号，此时，该脉冲信号会输入到锁止继电器K1的输入端并传导到参考地，因此，锁止继电器K1的动触点会闭合，从而使得锁止继电器K1的定触点和动触点相导通，所以，在主控芯片5的驱动作用下，工作电源VCC会通过锁止继电器K1而向电子锁1的正转控制端IN1传输电源，从而驱动电子锁1进行正转，从而使电子锁1实现锁止操作。

其中，参照图1－图3，第二保持电路42包括第二防反充二极管D2和第二储能电容C4，第二防反充二极管D2的输入端连接于工作电源VCC，第二防反充二极管D2的输出端分别连接于锁止继电器K1的定触点和解锁继电器K2的定触点，第二储能电容C4的正极连接于第二防反充二极管D2的输出端，第一储能电容C3的负极连接于参考地。具体地，第二储能电容C4的容量可由电子锁1解锁时所需的电量而选定，并留有一定的余量，以保证解锁的顺利进行。当充电桩正常工作时，工作电源VCC通过第二防反充二极管D2对第二储能电容C4进行充电，充满后第二储能电容C4两端的电压约等于工作电源VCC的电压。在系统正常工作时，第二储能电容C4不放电，工作电源VCC通过锁止继电器K1传输到电子锁1之中，从而使电子锁1进行锁止；当出现异常断电的情况时，第二储能电容C4进行放电，由第二储能电容C4放出的电源通过解锁继电器K2传输到电子锁1的反转控制端IN2，从而驱动电子锁1进行解锁。此时，第二防反充二极管D2能够防止第二储能电容C4反向对工作电源VCC进行充电，从而能够对系统进行有效的保护。

其中，参照图1－图3，锁止继电器K1的定触点和第二保持电路42之间串接有第一热敏电阻PTC1；解锁继电器K2的定触点和第二保持电路42之间串接有第二热敏电阻PTC2。具体地，第一热敏电阻PTC1和第二热敏电阻PTC2能够分别对锁止继电器K1和解锁继电器K2进行保护，第一热敏电阻PTC1和第二热敏电阻PTC2的阻值均与温度成正比关系，也即电阻阻值随温度升高而增大。因此，当锁止继电器K1和解锁继电器K2发热时，第一热敏电阻PTC1和第二热敏电阻PTC2的阻值会随之增大，从而限制流过锁止继电器K1和解锁继电器K2的电流，减少锁止继电器K1和解锁继电器K2的发热量，从而防止锁止继电器K1和解锁继电器K2出现过热的现象，从而既起到限流的作用，也起到保护的作用。

其中，参照图1－图3，主控芯片5的电源输入引脚VDD与参考地之间并接有第一滤波电容C1和第二滤波电容C2。具体地，为了保证输入到主控芯片5的工作电源VCC的稳定，第一滤波电容C1的容值可取为47uF，第二滤波电容C2的容值可取为100nF。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种充电枪枪头断电自解锁系统，其特征在于：包括用于在进行充电时对枪头进行锁止的电子锁(1)和用于在断电时对所述电子锁(1)进行解锁的电子锁驱动模块(2)；所述电子锁驱动模块(2)包括用于对断电进行检测的断电检测模块(3)、能够进行充/放电的保持电路模块(4)和用于统筹管理的主控芯片(5)；所述保持电路模块(4)在断电时分别为所述电子锁(1)和电子锁驱动模块(2)提供工作电源；所述断电检测模块(3)在断电时向所述主控芯片(5)发送中断请求，从而使得所述主控芯片(5)驱动所述电子锁(1)进行解锁。

2.根据权利要求1所述的一种充电枪枪头断电自解锁系统，其特征在于：所述保持电路模块(4)包括用于为所述主控芯片(5)提供断电时供电的第一保持电路(41)，所述第一保持电路(41)包括第一防反充二极管(D1)和第一储能电容(C3)，所述第一防反充二极管(D1)的输入端和输出端分别连接于工作电源(VCC)与所述主控芯片(5)的电源输入引脚(VDD)，所述第一储能电容(C3)的正极连接于所述第一防反充二极管(D1)的输出端，所述第一储能电容(C3)的负极连接于参考地。

3.根据权利要求2所述的一种充电枪枪头断电自解锁系统，其特征在于：所述第一防反充二极管(D1)的输入端和工作电源(VCC)之间串接有限流电阻(R1)。

4.根据权利要求1所述的一种充电枪枪头断电自解锁系统，其特征在于：所述断电检测模块(3)包括开关三极管(Q1)、用于对所述开关三极管(Q1)的基极端进行电压分压的第一分压网络和用于对所述开关三极管(Q1)的发射极端进行电压分压的第二分压网络，所述第一分压网络包括第一分压电阻(R2)和第二分压电阻(R3)，所述第二分压网络包括第三分压电阻(R4)和第四分压电阻(R5)；所述第一分压电阻(R2)串联于所述主控芯片(5)的电源输入引脚(VDD)与所述开关三极管(Q1)的基极端之间，所述第二分压电阻(R3)串联于所述开关三极管(Q1)的基极端与参考地之间；所述第三分压电阻(R4)串联于所述开关三极管(Q1)的发射极端与参考地之间，所述第四分压电阻(R5)串联于所述开关三极管(Q1)的发射极端与工作电源(VCC)之间；所述开关三极管(Q1)的集电极端连接于所述主控芯片(5)的断电检测引脚(DET)。

5.根据权利要求2所述的一种充电枪枪头断电自解锁系统，其特征在于：所述电子锁驱动模块(2)还包括分别用于驱动所述电子锁(1)进行解锁操作和锁止操作的解锁驱动模块(6)和锁止驱动模块(7)；所述保持电路模块(4)还包括用于为所述解锁驱动模块(6)和锁止驱动模块(7)提供断电时供电的第二保持电路(42)，所述解锁驱动模块(6)包括解锁继电器(K2)，所述解锁继电器(K2)的输入端和输出端分别连接于所述主控芯片(5)的解锁信号输出端(OUT1)和参考地，所述解锁继电器(K2)的定触点和动触点分别与所述第二保持电路(42)的输出端和所述电子锁(1)的反转控制端(IN2)相连接。

6.根据权利要求5所述的一种充电枪枪头断电自解锁系统，其特征在于：所述锁止驱动模块(7)包括锁止继电器(K1)，所述锁止继电器(K1)的输入端和输出端分别连接于所述主控芯片(5)的锁止信号输出端(OUT2)和参考地，所述锁止继电器(K1)的定触点和动触点分别与所述第二保持电路(42)的输出端和所述电子锁(1)的正转控制端(IN1)相连接。

7.根据权利要求6所述的一种充电枪枪头断电自解锁系统，其特征在于：所述第二保持电路(42)包括第二防反充二极管(D2)和第二储能电容(C4)，所述第二防反充二极管(D2)的输入端连接于工作电源(VCC)，所述第二防反充二极管(D2)的输出端分别连接于所述锁止继电器(K1)的定触点和所述解锁继电器(K2)的定触点，所述第二储能电容(C4)的正极连接于所述第二防反充二极管(D2)的输出端，所述第一储能电容(C3)的负极连接于参考地。

8.根据权利要求5所述的一种充电枪枪头断电自解锁系统，其特征在于：所述解锁继电器(K2)的定触点和所述第二保持电路(42)之间串接有第二热敏电阻(PTC2)。

9.根据权利要求6所述的一种充电枪枪头断电自解锁系统，其特征在于：所述锁止继电器(K1)的定触点和所述第二保持电路(42)之间串接有第一热敏电阻(PTC1)。

10.根据权利要求2所述的一种充电枪枪头断电自解锁系统，其特征在于：所述主控芯片(5)的电源输入引脚(VDD)与参考地之间并接有第一滤波电容(C1)和第二滤波电容(C2)。