CN209505503U - 一种带温控功能的电动汽车充电枪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带温控功能的电动汽车充电枪，包括依次连接的充电枪头、温度控制器和三相插头，温度控制器内设有充电监控电路，充电监控电路包括单片机处理电路、温度检测电路、接地检测电路、电源模块电路、降压电路、电压检测电路、电流检测电路、驱动控制电路和充电控制电路。本实用新型可实现对三相插头温度的实时检测，当温度过高时断开充电电路，保护充电枪，避免在充电过程中因操作不当或器件损坏造成的危害。

Description

一种带温控功能的电动汽车充电枪

技术领域

本实用新型涉及电动汽车充电枪技术领域，具体涉及一种带温控功能的电动汽车充电枪。

背景技术

在目前电动汽车的充电模式下，充电枪在使用过程中常出现用户使用插板不合规，充电监控电路板对充电枪三爪位置的温度没有一个程序管控，在用户使用插板线缆不合规的情况下会导致三插头和插板一起烧坏的情况。老式的充电枪采用普通家用三插头，对三插头温度没有一个实时检测。或者采用带温控的三插头，但是不会采用断开电路的方式。当温度超过50℃时候，会降低输出电流，如果是三爪位置电路时而短路，温度升高，但是整过电路不会断开，会对整个电路及元器件有个冲击损坏。充电过程占空比会减小，比如夏天，使用室外环境温度高于50℃，那么充电枪不能按照正常产品规定的占空比输出，导致充电时间延长。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种带温控功能的电动汽车充电枪解决了电动汽车充电枪的插头容易被烧坏的问题。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：一种带温控功能的电动汽车充电枪，包括依次连接的充电枪头、温度控制器和三相插头，所述温度控制器内设有充电监控模块，所述充电监控模块包括单片机处理电路、温度检测电路、接地检测电路、电源模块电路、降压电路、电压检测电路、电流检测电路、PWM反馈检测电路、驱动控制电路和充电控制电路，所述温度检测电路、接地检测电路、电源模块电路、降压电路、电流检测电路、PWM反馈检测电路、驱动控制电路和充电控制电路均与单片机处理电路连接，所述三相插头内设有NTC温度探头，所述NTC温度探头分别与温度检测电路、电压检测电路和接地检测电路连接，所述PWM反馈检测电路、驱动控制电路和充电控制电路均与充电枪头连接。

进一步地：单片机处理电路的主控芯片为型号为PIC16F1829-I/SS的芯片IC3。

采用上述进一步方案的有益效果为：运用单片机进行数据运算、比较、判断。这款单片机供电范围宽，编程较方便、内存大。可以实现ADC转换、pwm输出等功能，满足温度检测要求。

进一步地：所述温度检测电路包括热敏电阻RT、电阻R49和连接器CZ3，所述热敏电阻RT的一端、电阻R49的一端和连接器CZ3的2端均与主控芯片IC3的第16引脚连接，所述热敏电阻RT的另一端和连接器CZ3的1端均连接到地，所述电阻R49的另一端连接+5V电压，所述连接器CZ3的1端和2端均与NTC温度探头连接。

采用上述进一步方案的有益效果为：充电枪PCB板内温度检测。

进一步地：所述接地检测电路包括电阻R55、电阻R56、电阻R15、电阻R17、电容C46、电容C34、电容C47和整流二极管D12，所述电阻R55的一端连接电源VDD，所述电阻R55的另一端与电阻R56的一端连接，所述电阻R56的另一端分别与电阻R15的一端、电容C46的一端、电阻R17的一端和整流二极管D12的2端连接，所述电阻R17的另一端、电容C34的一端和电容C47的一端均与主控芯片IC3的第9引脚连接，所述整流二极管D12的3端、电阻R15的另一端、电容C46的另一端、电容C34的另一端和电容C47的另一端均连接到地，所述整流二极管D12的1端连接+5V电源。

采用上述进一步方案的有益效果为：充电枪地线接地电阻检测。

进一步地：所述电流检测电路包括电感L6、电容C18、电阻R19、电容C19、放大器IC1B、电阻R20和电容C20，所述电感L6的一端与电容C18的一端和电阻R19的一端连接，所述电感L6的另一端与电容C18的另一端均连接+2.5V电源，所述电阻R19的另一端和电容C19的一端均与放大器IC1B的同相输入端连接，所述电容C19的另一端连接到地，所述放大器IC1B的反相输入端分别与放大器IC1B的输出端和电阻R20的一端连接，所述电阻R20的另一端和电容C20的一端均与主控芯片IC3的第13引脚连接，所述电容C20的另一端连接到地。

采用上述进一步方案的有益效果为：充电枪过流保护的检测，保证充电枪在额定功率下工作。

进一步地：所述电压检测电路包括二极管D15、二极管D16、电阻R22、电阻R23、二极管D18、电阻R24、电容C22、电阻R26、电容C27、放大器IC1D、电阻R27和电容C23，所述二极管D15的正极与NTC温度探头的零线连接，所述二极管D16的正极与NTC温度探头的火线连接，所述二极管D15的负极和二极管D16的负极均与电阻R22的一端连接，所述电阻R22的另一端与电阻R23的一端连接，所述电阻R23的另一端分别与二极管D18的负极、电阻R24的一端、电容C22的一端和电阻R26的一端连接，所述二极管D18的正极、电阻R24的另一端和电容C22的另一端均连接到地，所述电阻R26的另一端分别与电容C27的一端和放大器IC1D的同相输入端连接，所述电容C27的另一端连接到地，所述放大器IC1D的反相输入端分别与放大器IC1D的输出端和电阻R27的一端连接，所述电阻R27的另一端和电容C23的一端均与主控芯片IC3的第15引脚连接，所述电容C23的另一端连接到地。

采用上述进一步方案的有益效果为：充电枪输入电压过压、欠压的检测，保证充电枪在正常电压下工作。

进一步地：所述驱动控制电路包括电阻R38、电容C37、放大器IC1F、电容C52、电容C54、电阻R37、三极管Q3、三极管Q4、电阻R43和电阻R44，所述电阻R38的一端与主控芯片IC3的第7引脚连接，所述电阻R38的另一端与放大器IC1F的同相输入端连接，所述放大器IC1F的反相输入端和电容C37的一端连接+2.5V电源，所述电容C37的另一端连接到地，所述放大器IC1F的正电源端、电容C54的一端、电阻R37的一端和三极管Q3的漏极均连接+12V电源，所述放大器IC1F的负电源端、电容C52的一端、三极管Q3的漏极均连接-12V电源，所述电容C54的另一端和电容C52的另一端均连接到地，所述电阻R37的另一端分别与放大器IC1F的输出端、三极管Q3的栅极和三极管Q4的栅极连接，所述三极管Q3的源极与电阻R44的一端连接，所述三极管Q3的源极与电阻R43的一端连接，所述电阻R43的另一端与电阻R44的另一端为CP端且均与充电枪头连接。

采用上述进一步方案的有益效果为：增加pwm波形的驱动电流。增加驱动能力。

进一步地：所述充电控制电路包括电阻R45、电阻R46、电阻R50、电阻R51、电阻R52、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q6、二极管D14、二极管D11、二极管D10、继电器K1和继电器K2，所述主控芯片IC3的第11引脚通过电阻R50与三极管Q5的栅极连接，所述三极管Q5的源极接地，所述三极管Q5的漏极与电阻R52的一端连接，所述电阻R52的另一端分别与电阻R51的一端和三极管Q6的栅极连接，所述电阻R51的另一端和三极管Q6的源极均连接+12V电源，所述三极管Q6的漏极分别与二极管D14的负极、二极管D11的负极和继电器K2的1端连接，所述二极管D14的正极连接6V电源，所述二极管D11的正极分别与继电器K2的4端和三极管Q2的漏极连接，所述三极管Q2的源极接地，所述三极管Q2的栅极通过电阻R46连接主控芯片IC3的第8引脚，所述主控芯片IC3的第8引脚还通过电阻R45与三极管Q1的栅极连接，所述三极管Q1的源极接地，所述三极管Q1的漏极分别与二极管D10的正极和继电器K1的4端连接，所述二极管D10的负极分别与二极管D14的负极和继电器K1的1端连接，所述继电器K1的3端为零线输出，所述继电器K2的3端为火线输出。

采用上述进一步方案的有益效果为：控制继电器的闭合与断开，打开或关断充电枪的输出。

进一步地：所述PWM反馈检测电路包括电容C38、电阻R53、放大器IC1C、电容C39、二极管D9、电阻R41、电阻R42和电容C41，所述电容C38的一端和电阻R53的一端均与主控芯片IC3的第14引脚连接，所述电容C38的另一端接地，所述电阻R53的另一端分别与放大器IC1C的输出端和放大器IC1C的同相输入端连接，所述放大器IC1C的反相输入端分别与电容C39的一端、二极管D9的负极、电阻R41的一端和电阻R42的一端连接，所述电容C39的另一端、二极管D9的正极和电阻R41的另一端均连接到地，所述电阻R42的另一端和电容C41的一端为CP端且均与充电枪头连接，所述电容C41的另一端连接到地。

采用上述进一步方案的有益效果为：实时反馈pwm波输出的占空比，以调整占空比在范围内。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过NTC温控探头对三相插头的温度进行实时采集，并通过温度检测电路对NTC温度探头检测到的温度进行判定，当三相插头的温度大于85℃时，单片机处理电路通过充电控制电路停止充电过程，当三相插头的温度小于60℃时，单片机处理电路通过充电控制电路继续充电，本实用新型可实现对三相插头温度的实时检测，当温度过高时断开充电电路，保护充电枪，避免在充电过程中因操作不当或器件损坏造成的危害。

附图说明

图1为本实用新型结构图；

图2为本实用新型中的电路模块框图；

图3为本实用新型中单片机处理电路的电路图；

图4为本实用新型中温度检测电路的电路图；

图5为本实用新型中接地检测电路的电路图；

图6为本实用新型中电流检测电路的电路图；

图7为本实用新型中电压检测电路的电路图；

图8为本实用新型中驱动控制电路的电路图；

图9为本实用新型中充电控制电路的电路图；

图10为本实用新型中PWM反馈检测电路的电路图。

其中：1、充电枪头；2、温度控制器；3、三相插头。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。

如图1和图2共同所示，一种带温控功能的电动汽车充电枪，包括依次连接的充电枪头1、温度控制器2和三相插头3，温度控制器2内设有充电监控模块，所述充电监控模块包括单片机处理电路、温度检测电路、接地检测电路、电源模块电路、降压电路、电压检测电路、电流检测电路、PWM反馈检测电路、驱动控制电路和充电控制电路，温度检测电路、接地检测电路、电源模块电路、降压电路、电流检测电路、PWM反馈检测电路、驱动控制电路和充电控制电路均与单片机处理电路连接，三相插头内设有NTC温度探头，NTC温度探头分别与温度检测电路、电压检测电路和接地检测电路连接，PWM反馈检测电路、驱动控制电路和充电控制电路均与充电枪头1连接。

如图3所示，单片机处理电路的主控芯片为型号为PIC16F1829-I/SS的芯片IC3。

如图4所示，温度检测电路包括热敏电阻RT、电阻R49和连接器CZ3，热敏电阻RT的一端、电阻R49的一端和连接器CZ3的2端均与主控芯片IC3的第16引脚连接，热敏电阻RT的另一端和连接器CZ3的1端均连接到地，电阻R49的另一端连接+5V电压，连接器CZ3的1端和2端均与NTC温度探头连接。

如图5所示，接地检测电路包括电阻R55、电阻R56、电阻R15、电阻R17、电容C46、电容C34、电容C47和整流二极管D12，电阻R55的一端连接电源VDD，电阻R55的另一端与电阻R56的一端连接，电阻R56的另一端分别与电阻R15的一端、电容C46的一端、电阻R17的一端和整流二极管D12的2端连接，电阻R17的另一端、电容C34的一端和电容C47的一端均与主控芯片IC3的第9引脚连接，整流二极管D12的3端、电阻R15的另一端、电容C46的另一端、电容C34的另一端和电容C47的另一端均连接到地，整流二极管D12的1端连接+5V电源。

如图6所示，电流检测电路包括电感L6、电容C18、电阻R19、电容C19、放大器IC1B、电阻R20和电容C20，电感L6的一端与电容C18的一端和电阻R19的一端连接，电感L6的另一端与电容C18的另一端均连接+2.5V电源，电阻R19的另一端和电容C19的一端均与放大器IC1B的同相输入端连接，电容C19的另一端连接到地，放大器IC1B的反相输入端分别与放大器IC1B的输出端和电阻R20的一端连接，电阻R20的另一端和电容C20的一端均与主控芯片IC3的第13引脚连接，电容C20的另一端连接到地。

如图7所示，电压检测电路包括二极管D15、二极管D16、电阻R22、电阻R23、二极管D18、电阻R24、电容C22、电阻R26、电容C27、放大器IC1D、电阻R27和电容C23，二极管D15的正极与NTC温度探头的零线连接，二极管D16的正极与NTC温度探头的火线连接，二极管D15的负极和二极管D16的负极均与电阻R22的一端连接，电阻R22的另一端与电阻R23的一端连接，电阻R23的另一端分别与二极管D18的负极、电阻R24的一端、电容C22的一端和电阻R26的一端连接，二极管D18的正极、电阻R24的另一端和电容C22的另一端均连接到地，电阻R26的另一端分别与电容C27的一端和放大器IC1D的同相输入端连接，电容C27的另一端连接到地，放大器IC1D的反相输入端分别与放大器IC1D的输出端和电阻R27的一端连接，电阻R27的另一端和电容C23的一端均与主控芯片IC3的第15引脚连接，电容C23的另一端连接到地。

如图8所示，驱动控制电路包括电阻R38、电容C37、放大器IC1F、电容C52、电容C54、电阻R37、三极管Q3、三极管Q4、电阻R43和电阻R44，电阻R38的一端与主控芯片IC3的第7引脚连接，电阻R38的另一端与放大器IC1F的同相输入端连接，放大器IC1F的反相输入端和电容C37的一端连接+2.5V电源，电容C37的另一端连接到地，放大器IC1F的正电源端、电容C54的一端、电阻R37的一端和三极管Q3的漏极均连接+12V电源，放大器IC1F的负电源端、电容C52的一端、三极管Q3的漏极均连接-12V电源，电容C54的另一端和电容C52的另一端均连接到地，电阻R37的另一端分别与放大器IC1F的输出端、三极管Q3的栅极和三极管Q4的栅极连接，三极管Q3的源极与电阻R44的一端连接，三极管Q3的源极与电阻R43的一端连接，电阻R43的另一端与电阻R44的另一端为CP端且均与充电枪头连接。

如图9所示，充电控制电路包括电阻R45、电阻R46、电阻R50、电阻R51、电阻R52、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q6、二极管D14、二极管D11、二极管D10、继电器K1和继电器K2，主控芯片IC3的第11引脚通过电阻R50与三极管Q5的栅极连接，三极管Q5的源极接地，三极管Q5的漏极与电阻R52的一端连接，电阻R52的另一端分别与电阻R51的一端和三极管Q6的栅极连接电阻R51的另一端和三极管Q6的源极均连接+12V电源，三极管Q6的漏极分别与二极管D14的负极、二极管D11的负极和继电器K2的1端连接，二极管D14的正极连接6V电源，二极管D11的正极分别与继电器K2的4端和三极管Q2的漏极连接，三极管Q2的源极接地，三极管Q2的栅极通过电阻R46连接主控芯片IC3的第8引脚，主控芯片IC3的第8引脚还通过电阻R45与三极管Q1的栅极连接，三极管Q1的源极接地，三极管Q1的漏极分别与二极管D10的正极和继电器K1的4端连接，二极管D10的负极分别与二极管D14的负极和继电器K1的1端连接，继电器K1的3端为零线输出，继电器K2的3端为火线输出。

如图10所示，PWM反馈检测电路包括电容C38、电阻R53、放大器IC1C、电容C39、二极管D9、电阻R41、电阻R42和电容C41，电容C38的一端和电阻R53的一端均与主控芯片IC3的第14引脚连接，电容C38的另一端接地，电阻R53的另一端分别与放大器IC1C的输出端和放大器IC1C的同相输入端连接，放大器IC1C的反相输入端分别与电容C39的一端、二极管D9的负极、电阻R41的一端和电阻R42的一端连接，电容C39的另一端、二极管D9的正极和电阻R41的另一端均连接到地，电阻R42的另一端和电容C41的一端为CP端且均与充电枪头连接，电容C41的另一端连接到地。

本实用新型通过NTC温控探头对三相插头的温度进行实时采集，并通过温度检测电路对NTC温度探头检测到的温度进行判定，当三相插头的温度大于85℃时，单片机处理电路通过控制充电控制电路中继电器开启停止充电过程，当三相插头的温度小于60℃时，单片机处理电路通过控制充电控制电路中继电器关闭继续进行充电。

Claims (9)

1.一种带温控功能的电动汽车充电枪，其特征在于，包括依次连接的充电枪头(1)、温度控制器(2)和三相插头(3)，所述温度控制器(2)内设有充电监控模块，所述充电监控模块包括单片机处理电路、温度检测电路、接地检测电路、电源模块电路、降压电路、电压检测电路、电流检测电路、PWM反馈检测电路、驱动控制电路和充电控制电路，所述温度检测电路、接地检测电路、电源模块电路、降压电路、电流检测电路、PWM反馈检测电路、驱动控制电路和充电控制电路均与单片机处理电路连接，所述三相插头内(3)设有NTC温度探头，所述NTC温度探头分别与温度检测电路、电压检测电路和接地检测电路连接，所述PWM反馈检测电路、驱动控制电路和充电控制电路均与充电枪头(1)连接。

2.根据权利要求1所述的带温控功能的电动汽车充电枪，其特征在于，所述单片机处理电路的主控芯片为型号为PIC16F1829-I/SS的芯片IC3。

3.根据权利要求2所述的带温控功能的电动汽车充电枪，其特征在于，所述温度检测电路包括热敏电阻RT、电阻R49和连接器CZ3，所述热敏电阻RT的一端、电阻R49的一端和连接器CZ3的2端均与主控芯片IC3的第16引脚连接，所述热敏电阻RT的另一端和连接器CZ3的1端均连接到地，所述电阻R49的另一端连接+5V电压，所述连接器CZ3的1端和2端均与NTC温度探头连接。

4.根据权利要求2所述的带温控功能的电动汽车充电枪，其特征在于，所述接地检测电路包括电阻R55、电阻R56、电阻R15、电阻R17、电容C46、电容C34、电容C47和整流二极管D12，所述电阻R55的一端连接电源VDD，所述电阻R55的另一端与电阻R56的一端连接，所述电阻R56的另一端分别与电阻R15的一端、电容C46的一端、电阻R17的一端和整流二极管D12的2端连接，所述电阻R17的另一端、电容C34的一端和电容C47的一端均与主控芯片IC3的第9引脚连接，所述整流二极管D12的3端、电阻R15的另一端、电容C46的另一端、电容C34的另一端和电容C47的另一端均连接到地，所述整流二极管D12的1端连接+5V电源。

5.根据权利要求2所述的带温控功能的电动汽车充电枪，其特征在于，所述电流检测电路包括电感L6、电容C18、电阻R19、电容C19、放大器IC1B、电阻R20和电容C20，所述电感L6的一端与电容C18的一端和电阻R19的一端连接，所述电感L6的另一端与电容C18的另一端均连接+2.5V电源，所述电阻R19的另一端和电容C19的一端均与放大器IC1B的同相输入端连接，所述电容C19的另一端连接到地，所述放大器IC1B的反相输入端分别与放大器IC1B的输出端和电阻R20的一端连接，所述电阻R20的另一端和电容C20的一端均与主控芯片IC3的第13引脚连接，所述电容C20的另一端连接到地。

6.根据权利要求2所述的带温控功能的电动汽车充电枪，其特征在于，所述电压检测电路包括二极管D15、二极管D16、电阻R22、电阻R23、二极管D18、电阻R24、电容C22、电阻R26、电容C27、放大器IC1D、电阻R27和电容C23，所述二极管D15的正极与NTC温度探头的零线连接，所述二极管D16的正极与NTC温度探头的火线连接，所述二极管D15的负极和二极管D16的负极均与电阻R22的一端连接，所述电阻R22的另一端与电阻R23的一端连接，所述电阻R23的另一端分别与二极管D18的负极、电阻R24的一端、电容C22的一端和电阻R26的一端连接，所述二极管D18的正极、电阻R24的另一端和电容C22的另一端均连接到地，所述电阻R26的另一端分别与电容C27的一端和放大器IC1D的同相输入端连接，所述电容C27的另一端连接到地，所述放大器IC1D的反相输入端分别与放大器IC1D的输出端和电阻R27的一端连接，所述电阻R27的另一端和电容C23的一端均与主控芯片IC3的第15引脚连接，所述电容C23的另一端连接到地。

7.根据权利要求2所述的带温控功能的电动汽车充电枪，其特征在于，所述驱动控制电路包括电阻R38、电容C37、放大器IC1F、电容C52、电容C54、电阻R37、三极管Q3、三极管Q4、电阻R43和电阻R44，所述电阻R38的一端与主控芯片IC3的第7引脚连接，所述电阻R38的另一端与放大器IC1F的同相输入端连接，所述放大器IC1F的反相输入端和电容C37的一端连接+2.5V电源，所述电容C37的另一端连接到地，所述放大器IC1F的正电源端、电容C54的一端、电阻R37的一端和三极管Q3的漏极均连接+12V电源，所述放大器IC1F的负电源端、电容C52的一端、三极管Q3的漏极均连接-12V电源，所述电容C54的另一端和电容C52的另一端均连接到地，所述电阻R37的另一端分别与放大器IC1F的输出端、三极管Q3的栅极和三极管Q4的栅极连接，所述三极管Q3的源极与电阻R44的一端连接，所述三极管Q3的源极与电阻R43的一端连接，所述电阻R43的另一端与电阻R44的另一端为CP端且均与充电枪头(1)连接。

8.根据权利要求2所述的带温控功能的电动汽车充电枪，其特征在于，所述充电控制电路包括电阻R45、电阻R46、电阻R50、电阻R51、电阻R52、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q6、二极管D14、二极管D11、二极管D10、继电器K1和继电器K2，所述主控芯片IC3的第11引脚通过电阻R50与三极管Q5的栅极连接，所述三极管Q5的源极接地，所述三极管Q5的漏极与电阻R52的一端连接，所述电阻R52的另一端分别与电阻R51的一端和三极管Q6的栅极连接，所述电阻R51的另一端和三极管Q6的源极均连接+12V电源，所述三极管Q6的漏极分别与二极管D14的负极、二极管D11的负极和继电器K2的1端连接，所述二极管D14的正极连接6V电源，所述二极管D11的正极分别与继电器K2的4端和三极管Q2的漏极连接，所述三极管Q2的源极接地，所述三极管Q2的栅极通过电阻R46连接主控芯片IC3的第8引脚，所述主控芯片IC3的第8引脚还通过电阻R45与三极管Q1的栅极连接，所述三极管Q1的源极接地，所述三极管Q1的漏极分别与二极管D10的正极和继电器K1的4端连接，所述二极管D10的负极分别与二极管D14的负极和继电器K1的1端连接，所述继电器K1的3端为零线输出，所述继电器K2的3端为火线输出。

9.根据权利要求2所述的带温控功能的电动汽车充电枪，其特征在于，所述PWM反馈检测电路包括电容C38、电阻R53、放大器IC1C、电容C39、二极管D9、电阻R41、电阻R42和电容C41，所述电容C38的一端和电阻R53的一端均与主控芯片IC3的第14引脚连接，所述电容C38的另一端接地，所述电阻R53的另一端分别与放大器IC1C的输出端和放大器IC1C的同相输入端连接，所述放大器IC1C的反相输入端分别与电容C39的一端、二极管D9的负极、电阻R41的一端和电阻R42的一端连接，所述电容C39的另一端、二极管D9的正极和电阻R41的另一端均连接到地，所述电阻R42的另一端和电容C41的一端为CP端且均与充电枪头(1)连接，所述电容C41的另一端连接到地。