CN210776858U - 一种脉冲电子锁控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例实公开了一种脉冲电子锁控制系统，包括单片机、控制电路、驱动电路、驱动电源以及时间限制电路，所述单片机，用于向控制电路输出控制脉冲电子锁上锁或解锁的控制信号；所述控制电路基于所述控制信号控制所述驱动电路向所述脉冲电子锁输出上锁脉冲信号或者解锁脉冲信号；所述时间限制电路，用于当上锁脉冲信号或者解锁脉冲信号的脉宽大于预设时长时，切断所述驱动电源与所述驱动电路之间的通路，使所述驱动电路无法输出脉冲信号。本实用新型实施例能够在单片机非正常工作，导致输出电平信号或脉冲信号的脉宽大于预设时长时，及时切断驱动电源，使无法输出电流，从而保护脉冲电子锁不被长时间的大电流烧坏。

Description

一种脉冲电子锁控制系统

技术领域

本实用新型实施例涉及脉冲电子锁的技术领域，尤其涉及一种脉冲电子锁控制系统。

背景技术

充电桩作为新能源车辆的能量补给装置，在给车辆充电过程中所输出的电压电流非常高。充电枪为充电桩的外引出线，连接车辆的储电设备为车辆充电。为防止因在充电的过程中被人为拔枪导致高压触电危险，充电枪内部安装有脉冲电子锁，充电时与充完电，控制系统会给脉冲电子锁发出大电流的脉冲信号，控制脉冲电子锁与车辆上锁和解锁。

控制系统在控制脉冲电子锁时，难免会出现意外情况，例如，控制系统输出的并不是脉冲信号，而是持续的高电平信号，而这种大电流的高电平信号持续3秒时间，就会把脉冲电子锁烧坏，从而导致整个充电系统无法工作。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种脉冲电子锁控制系统，以解决传统脉冲电子锁控制系统容易烧坏脉冲电子锁的问题。

本实用新型实施例提供的一种脉冲电子锁控制系统，包括单片机、控制电路、驱动电路、驱动电源以及时间限制电路，其中，所述单片机连接控制电路，所述控制电路连接所述驱动电路，所述驱动电路连接脉冲电子锁，所述驱动电源连接所述时间限制电路，所述时间限制电路连接所述驱动电路；

所述单片机，用于向控制电路输出控制脉冲电子锁上锁或解锁的控制信号；

所述控制电路基于所述控制信号控制所述驱动电路向所述脉冲电子锁输出上锁脉冲信号或者解锁脉冲信号；

所述时间限制电路，用于当上锁脉冲信号或者解锁脉冲信号的脉宽大于预设时长时，切断所述驱动电源与所述驱动电路之间的通路，使所述驱动电路无法输出脉冲信号。

可选的，所述控制电路包括光耦合器和发光二极管，所述单片机的输出端连接所述光耦合器的阴极和所述发光二极管的阴极，所述发光二极管的阳极通过电阻连接控制电源，所述光耦合器的阳极通过电阻连接所述控制电源，所述光耦合器的集电极连接所述驱动电源，所述光耦合器的发射极通过电阻连接所述驱动电路。

可选的，所述驱动电路包括三极管和继电器，所述光耦合器的发射极通过电阻连接所述三极管的基极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极连接二极管的阳极和所述继电器的线圈的一端，所述二极管的阴极连接所述驱动电源和所述继电器的线圈的另一端，所述继电器的活动触点连接所述时间限制电路，所述继电器的常开触点连接所述脉冲电子锁。

可选的，所述时间限制电路包括保险丝，所述保险丝的一端连接驱动电源，所述保险丝的另一端连接所述驱动电路和电容的一端，所述电容的另一端接地。

可选的，所述保险丝为自恢复保险丝。

可选的，所述控制电路包括上锁控制电路以及解锁控制电路，所述驱动电路包括上锁驱动电路和解锁控制电路，所述上锁控制电路连接所述上锁驱动电路，所述解锁控制电路连接所述解锁驱动电路；

所述上锁控制电路基于所述控制信号控制所述上锁驱动电路向所述脉冲电子锁输出上锁脉冲信号；

所述解锁控制电路基于所述控制信号控制所述解锁驱动电路向所述脉冲电子锁输出解锁脉冲信号。

可选的，所述上锁驱动电路中的继电器与所述解锁驱动电路中的继电器采用互锁接法，构成互锁继电器，如果所述单片机同时输出控制脉冲电子锁上锁和解锁的控制信号，所述互锁继电器只输出解锁脉冲信号。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种脉冲电子锁控制系统的功能框图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种脉冲电子锁控制系统的功能框图；

图3为本实用新型实施例提供的一种脉冲电子锁控制系统的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参见图1，为本实用新型实施例提供的一种脉冲电子锁控制系统的功能框图，该脉冲电子锁控制系统包括单片机(Microcontroller Unit，MCU)、控制电路、驱动电路、驱动电源以及时间限制电路，其中，所述单片机连接控制电路，所述控制电路连接所述驱动电路，所述驱动电路连接脉冲电子锁，所述驱动电源连接所述时间限制电路，所述时间限制电路连接所述驱动电路；

所述单片机，用于向控制电路输出控制脉冲电子锁上锁或解锁的控制信号；

所述控制电路基于所述控制信号控制所述驱动电路向所述脉冲电子锁输出上锁脉冲信号或者解锁脉冲信号；

所述时间限制电路，用于当上锁脉冲信号或者解锁脉冲信号的脉宽大于预设时长时，切断所述驱动电源与所述驱动电路之间的通路，使所述驱动电路无法输出脉冲信号。

参见图2，单片机连接的控制驱动电路分为两路，分别是上锁控制驱动电路以及解锁控制驱动电路，上锁控制驱动电路由上锁控制电路和上锁驱动电路组成，解锁控制驱动电路由解锁控制电路和解锁驱动电路组成。也就是说，控制电路包括上锁控制电路以及解锁控制电路，驱动电路也包括上锁驱动电路和解锁控制电路。相应的，单片机有两个输出端分别用于输出控制脉冲电子锁上锁和解锁的控制信号。单片机的两个输出端分别连接上锁控制电路和解锁控制电路，上锁控制电路连接上锁驱动电路，解锁控制电路连接解锁驱动电路。上锁驱动电路和解锁控制电路连接脉冲电子锁，并且可以连接同一时间限制电路。上锁控制电路基于控制信号控制上锁驱动电路向脉冲电子锁输出上锁脉冲信号；解锁控制电路基于控制信号控制解锁驱动电路向脉冲电子锁输出解锁脉冲信号。

控制电路，即上锁控制电路和解锁控制电路包括光耦合器和发光二极管，单片机的输出端连接光耦合器的阴极和发光二极管的阴极，发光二极管的阳极通过电阻连接控制电源，光耦合器的阳极通过电阻连接控制电源，光耦合器的集电极连接驱动电源，光耦合器的发射极通过电阻连接驱动电路。

驱动电路，即上锁驱动电路和解锁驱动电路包括三极管和继电器，光耦合器的发射极通过电阻连接三极管的基极，三极管的发射极接地，三极管的集电极连接二极管的阳极和继电器的线圈的一端，二极管的阴极连接驱动电源和继电器的线圈的另一端，继电器的活动触点连接时间限制电路，继电器的常开触点连接脉冲电子锁。

时间限制电路包括保险丝，保险丝的一端连接驱动电源，保险丝的另一端连接驱动电路和电容的一端，电容的另一端接地。

具体的，如图3所示，解锁控制电路包括光耦合器OC1和发光二极管D1，单片机的输出端P1连接光耦合器OC1的阴极和发光二极管D1的阴极，发光二极管D1的阳极通过电阻R1连接控制电源U2，光耦合器OC1的阳极通过电阻R2连接控制电源U2，光耦合器OC1的集电极连接驱动电源U1，光耦合器OC1的发射极通过电阻R3连接解锁驱动电路。其中，控制电源U2和驱动电源U1均为普通电源，控制电源U2可以为3.3V，驱动电源U1可以为12V。

进一步的，光耦合器OC1的发射极通过电阻R3连接三极管Q1的基极，三极管Q1 的发射极接地，三极管Q1的集电极连接二极管D2的阳极和继电器K1的线圈的一端，二极管D1的阴极连接驱动电源U1和继电器K1的线圈的另一端，继电器K1的活动触点连接时间限制电路，继电器K1的常开触点连接脉冲电子锁。时间限制电路包括保险丝 F，保险丝F的一端连接驱动电源U1，保险丝F的另一端连接继电器K1的活动触点和电容C的一端，电容C的另一端接地。继电器K1包括两组触点，一组中的活动触点通过保险丝F连接驱动电源U1，另一组中的活动触点接地。继电器K1的两个常开触点分别连接脉冲电子锁的两个端口。

为常闭开关。电容C为储能电容，可以采用极性电容，能够控制驱动电路的第一时间，确保驱动电路马上工作。

以下针对产生上锁脉冲信号的电路进行说明。

上锁控制电路包括光耦合器OC2和发光二极管D3，单片机的输出端P2连接光耦合器OC2的阴极和发光二极管D3的阴极，发光二极管D3的阳极通过电阻R4连接控制电源U2，光耦合器OC2的阳极通过电阻R5连接控制电源U2，光耦合器OC2的集电极连接驱动电源U1，光耦合器OC2的发射极通过电阻R6连接上锁驱动电路。

进一步的，光耦合器OC2的发射极通过电阻R6连接三极管Q2的基极，三极管Q2 的发射极接地，三极管Q2的集电极连接二极管D4的阳极和继电器K2的线圈的一端，二极管D4的阴极连接驱动电源U1和继电器K2的线圈的另一端。继电器K2的活动触点连接时间限制电路，继电器K2的常开触点连接脉冲电子锁。继电器K2同样包括两组触点，一组中的活动触点连接时间限制电路，另一组中的活动触点接地。继电器K2的两个常开触点分别连接脉冲电子锁的两个端口。

在实施中，上锁驱动电路中的继电器K1与上锁驱动电路中的继电器K2采用互锁接法，构成互锁继电器，如果单片机同时输出控制脉冲电子锁上锁和上锁的控制信号，互锁继电器只输出上锁脉冲信号，以防止上锁控制信号与上锁控制信号同时触发时，造成输出短路。具体的，继电器K1与继电器K2的互锁接法为：继电器K1的两个常闭触点与继电器K2的两个活动触点相互连接，继电器K1的两个常开触点与继电器K2的两个常开触点相互连接。在继电器K1断开的状态下，继电器K2的一个活动触点通过保险丝 F连接时间驱动电源U1，另一个活动触点接地。在继电器K1接通的状态下，切断了继电器K2的电源，所以，如果继电器K1和继电器K2的活动触点同时连接常开触点，系统只会输出解锁脉冲信号。

各元器件在电路中的主要功能如下：

电阻R1和发光二极管D1为上锁指示灯电路，电阻R4和发光二极管D3为上锁指示灯电路；

电阻R2和电阻R5起到限流作用，以防止控制信号为低电平时，光耦合器过流烧坏电路；

光耦合器OC1和光耦合器OC2，起到控制信号与次级驱动电路的隔离作用；

电阻R3和三极管Q1用于驱动继电器K1吸合，电阻R6和三极管Q2用于驱动继电器K2吸合；

二极管D2和二极管D4，分别用于保护继电器K1和继电器K2，防止线圈电压振荡。

继电器K1和继电器K2，用于控制脉冲电子锁通断；

保险丝F为自恢复保险丝，当通过大电流一定时间，保险丝F会发热自动断开，切断驱动电源U1，使输出无电流，从而保护脉冲电子锁不会被长时间的大电流烧坏；

电容C为储能电容，控制驱动电路的第一时间，确保驱动电路马上工作。

本实用新型提供的脉冲电子锁控制系统的工作原理为：当单片机的输出端P1输出的控制信号为低电平时，可以认为光耦合器OC1的阴极和发光二极管D1的阴极接地，上锁控制电路内产生电流，作为指示灯的发光二极管D1发光，光耦合器OC1接通，光耦合器OC1次级电压，即驱动电源U1通过电阻R3控制三极管Q1导通，从而接通继电器 K1，驱动电源U1产生的大电流依次通过保险丝F和继电器K1流入脉冲电子锁；当单片机的输出端P1输出的控制信号为高电平时，可以认为光耦合器OC1的阴极和发光二极管D1的阴极连接控制电源U2，上锁控制电路以及上锁驱动电路无法接通，继电器K1 为常闭开关，也就无法向脉冲电子锁输出电流。当单片机的P1输出的控制信号为脉冲控制信号时，指示灯D1会亮-灭一次，光耦合器OC1次级电压通过电阻R2控制三极管Q1 通-断一次，继电器K1通-断一次，从而向脉冲电子锁输出一个脉冲信号(上锁脉冲信号)，控制脉冲电子锁上锁。

同理，当单片机的P2输出脉冲控制信号时，指示灯D3会亮-灭一次，光耦合器OC2次级电压通过电阻R6控制三极管Q2通-断一次，继电器K2通-断一次，从而向脉冲电子锁输出一个脉冲信号(上锁脉冲信号)，控制脉冲电子锁上锁。

而当单片机非正常工作，例如输出的控制信号为电平信号(非脉冲信号)，或者输出的脉冲信号的脉宽大于预设时长，例如3秒时，通过保险丝F输出的大电流也超过预设时长，保险丝F发热自动断开，从而切断驱动电源与继电器之间的通路，无法输出电流，从而保护脉冲电子锁不被长时间的大电流烧坏。保险丝F可以采用自恢复保险丝，当自恢复保险丝由于过流发热后，电阻变大，从而向脉冲电子锁输出很小的电流，保护脉冲电子锁不被烧坏。由此可见，自恢复保险丝在过流时并不会真正的烧断，而其起到的限流作用相当于烧断。

在实施中，上述脉冲电子锁控制系统可以集成在充电桩内的电路板上，输出控制引线通过桩板上的接线端子连接至充电枪内脉冲电子锁的控制引脚上，当充电枪插入新能源车辆上时，脉冲电子锁控制系统输出上锁脉冲信号或解锁脉冲信号，来实现脉冲电子上锁与上锁功能。

本实用新型实施例通过单片机控制控制驱动电路向脉冲电子锁输出上锁脉冲信号与上锁脉冲信号，来实现脉冲电子上锁与上锁功能，并且能够在单片机非正常工作，导致输出电平信号或脉冲信号的脉宽大于预设时长时，及时切断驱动电源，使系统无法输出电流，从而保护脉冲电子锁不被长时间的大电流烧坏。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种脉冲电子锁控制系统，其特征在于，所述系统包括单片机、控制电路、驱动电路、驱动电源以及时间限制电路，其中，所述单片机连接控制电路，所述控制电路连接所述驱动电路，所述驱动电路连接脉冲电子锁，所述驱动电源连接所述时间限制电路，所述时间限制电路连接所述驱动电路；

所述单片机，用于向控制电路输出控制脉冲电子锁上锁或解锁的控制信号；

所述控制电路基于所述控制信号控制所述驱动电路向所述脉冲电子锁输出上锁脉冲信号或者解锁脉冲信号；

所述时间限制电路，用于当上锁脉冲信号或者解锁脉冲信号的脉宽大于预设时长时，切断所述驱动电源与所述驱动电路之间的通路，使所述驱动电路无法输出脉冲信号。

2.如权利要求1所述的脉冲电子锁控制系统，其特征在于，所述控制电路包括光耦合器和发光二极管，所述单片机的输出端连接所述光耦合器的阴极和所述发光二极管的阴极，所述发光二极管的阳极通过电阻连接控制电源，所述光耦合器的阳极通过电阻连接所述控制电源，所述光耦合器的集电极连接所述驱动电源，所述光耦合器的发射极通过电阻连接所述驱动电路。

3.如权利要求2所述的脉冲电子锁控制系统，其特征在于，所述驱动电路包括三极管和继电器，所述光耦合器的发射极通过电阻连接所述三极管的基极，所述三极管的发射极接地，所述三极管的集电极连接二极管的阳极和所述继电器的线圈的一端，所述二极管的阴极连接所述驱动电源和所述继电器的线圈的另一端，所述继电器的活动触点连接所述时间限制电路，所述继电器的常开触点连接所述脉冲电子锁。

4.如权利要求1所述的脉冲电子锁控制系统，其特征在于，所述时间限制电路包括保险丝，所述保险丝的一端连接驱动电源，所述保险丝的另一端连接所述驱动电路和电容的一端，所述电容的另一端接地。

5.如权利要求4所述的脉冲电子锁控制系统，其特征在于，所述保险丝为自恢复保险丝。

6.如权利要求1所述的脉冲电子锁控制系统，其特征在于，所述控制电路包括上锁控制电路以及解锁控制电路，所述驱动电路包括上锁驱动电路和解锁控制电路，所述上锁控制电路连接所述上锁驱动电路，所述解锁控制电路连接所述解锁驱动电路；

所述上锁控制电路基于所述控制信号控制所述上锁驱动电路向所述脉冲电子锁输出上锁脉冲信号；

所述解锁控制电路基于所述控制信号控制所述解锁驱动电路向所述脉冲电子锁输出解锁脉冲信号。

7.如权利要求6所述的脉冲电子锁控制系统，其特征在于，所述上锁驱动电路中的继电器与所述解锁驱动电路中的继电器采用互锁接法，构成互锁继电器，如果所述单片机同时输出控制脉冲电子锁上锁和解锁的控制信号，所述互锁继电器只输出解锁脉冲信号。

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