CN211086437U - 一种信号检测电路、装置以及充电桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种信号检测电路，包括高电平信号生成单元，用于对输入信号脉冲宽度调制波进行处理，输出所述脉冲宽度调制波的高电平信号；比较单元，用于将所述高电平信号分别与设定的四个电压阈值进行比较，输出对应的比较结果；隔离光耦电路单元，用于将所述比较结果转换为对应的电压信号，所述电压信号用于判断所述输入信号的电压值。本实用新型能够解决CP充电干扰引起充电桩与电动汽车之间通讯异常而无法正常充电的问题。此外，本实用新型还提供了一种信号检测装置和充电桩。

Description

一种信号检测电路、装置以及充电桩

技术领域

本实用新型涉及信号检测技术领域，具体而言，主要涉及一种信号检测电路、装置以及充电桩。

背景技术

国家对新能源汽车的支持，促进了新能源汽车的快速发展，相应配套的充电桩也越来越多的建立起来，其中交流充电桩是比较常见的一种，多建在居民小区停车位上，或者其他公共停车场。交流充电桩通过控制导引电路的PWM(pulse width modulation，脉冲宽度调制)信号和CP(control pilot function，控制导引功能)信号线与汽车通信，实现了连接确定、充电电流确定以及启动停止充电等通信功能。

但实际充电过程中，由于各个车厂产品参差不齐，部分车型CP信号并不是完美的PWM波形，充电时PWM波形上叠加了较大的干扰，原本充电时是6V的PWM波，干扰点可能达到12V，低点达到0V。按照标准的充电协议，这类情况是没办法给汽车充电的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种信号检测电路，能够解决CP充电干扰引起充电桩与电动汽车之间通讯异常而无法正常充电的问题；本实用新型还提供了一种信号检测装置以及充电桩。

为了实现上述目的，采用如下的技术方案：

第一方面，一种信号检测电路，包括：

高电平信号生成单元，用于对输入信号脉冲宽度调制波进行处理，输出所述脉冲宽度调制波的高电平信号；

比较单元，用于将所述高电平信号分别与设定的四个电压阈值进行比较，输出对应的比较结果；

隔离光耦电路单元，用于将所述比较结果转换为对应的电压信号，所

述电压信号用于判断所述输入信号的电压值。

第二方面，提供一种信号检测装置，包括：处理单元和根据第一方面所述的信号检测电路，其中，

所述处理单元用于接收所述信号检测电路输出的电压信号，并将所述电压信号转换为对应的数字信号，还用于根据所述数字信号与设定电压的对应关系确定所述输入信号的电压值。

第三方面，提供一种充电桩，包括：第一方面所述的信号检测电路。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供的信号检测电路，通过提取CP信号的高电平信号，将高电平信号与9.8V、8.2V、6.8V和5.2V电压进行比较，并将比较结果转换为对应的电压信号，通过将电压信号转换为数字信号，根据数字信号与设定电压的对应关系获得CP信号的电压值。本实用新型的信号检测电路满足国标，使得CP信号的检测更加细致，能解决CP充电干扰引起充电桩与电动汽车之间通讯异常而无法正常充电的问题，大大提高了充电桩使用的稳定性、兼容性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施方式，因此不应被看作是对本实用新型范围的限定。

图1为本实用新型实施例提供的信号检测电路的框架结构示意图；

图2为图1中高电平信号单元的框架结构示意图；

图3为图2中整流单元和滤波单元的输出信号的示意图；

图4为图1中信号检测电路的电路示意图；

图5是本实用新型实施例提供的信号检测装置的结构示意图；

具体实施方式

在下文中，将更全面地描述本实用新型的各种实施方式。本实用新型可具有各种实施方式，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本实用新型的各种实施方式限于在此公开的特定实施方式的意图，而是应将本实用新型理解为涵盖落入本实用新型的各种实施方式的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。

在下文中，可在本实用新型的各种实施方式中使用的术语“包括”或“可包括”指示所公开的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在本实用新型的各种实施方式中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。

在本实用新型的各种实施方式中，表述“A或/和B”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合，例如，可包括A、可包括B或可包括A和B二者。

在本实用新型的各种实施方式中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施方式中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本实用新型的各种实施方式的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。

应注意到：在本实用新型中，除非另有明确的规定和定义，“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接、也可以是可拆卸连接、或者一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也是可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，本领域的普通技术人员需要理解的是，文中指示方位或者位置关系的术语为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的各种实施方式中使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的并且并非意在限制本实用新型的各种实施方式。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型的各种实施方式所述领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本实用新型的各种实施方式中被清楚地限定。

本实用新型实施例提供一种信号检测电路，如图1所示，所述信号检测电路100包括：

高电平信号生成单元10，用于对输入信号PWM波进行处理，输出所述PWM波的高电平信号；

比较单元20，用于将所述高电平信号分别与设定的四个电压阈值进行比较，获得对应的比较结果；

隔离光耦电路单元30，用于将所述比较结果转换为对应的电压信号，所述电压信号用于确定所述输入信号的电压。

进一步地，如图2所示，所述高电平信号生成单元10包括整流单元101和滤波单元102，整流单元101用于对输入信号PWM波进行整流，输出整流后的PWM波，所述滤波单元用于对所述整流后的PWM波进行滤波处理，输出所述PWM波的高电平信号。

在一具体实施方式中，如图4所示，所述整流单元101包括二极管D1，所述二极管D1的正极与所述输入信号CP_PWM波的输出端连接，所述二极管D1的负极与所述滤波单元102的输入端连接。通过所述二极管D1的整流作用，只保留所述CP_PWM波的幅值为正的部分。如图3示，所述输入信号为CP_PWM信号，则整流后的滤波信号为图3的PWM信号。

在一具体实施方式中，如图4所示，所述滤波单元102包括第一电阻R1、第一电容C1和第二电阻R2，其中，所述第一电阻R1的一端与所述整流单元101的输出端连接，具体地，所述第一电阻R1的一端与所述二极管D1的负极连接，所述第一电阻R1的另一端一方面通过所述第一电容C1与地连接，另外一方面通过所述第二电阻R2与地连接。所述第一电阻R1的另一端为所述高电平信号输出端，与所述比较单元20的输入端连接。当PWM波处于正电压时，PWM波信号通过第一电阻R1和第一电容C1充电后输入给比较单元20，PWM波处于零电压时，第一电容C1储存的电能通过第二电阻R2放电。为了使得CP电压信号稳定在PWM的高电平处，使得第一电阻R1远小于第二电阻R2，具体地，应使得所述第二电阻的阻值与所述第一电阻的阻值的比值大于22000，例如，第一电阻的阻值为22欧姆，第二电阻的阻值为499K欧，充电时间R1*C1远小于放电时间R2*C1，从而实现快速充电，缓慢放电，滤波单元30输出的CP信号如图3所示。

进一步地，所述比较单元20包括四路比较电路，其中第一比较电路用于将所述高电平信号与9.8V电压进行比较，获得第一比较结果OUT1，第二比较电路用于将所述高电平信号的幅值与8.2V电压进行比较，获得第二比较结果OUT2，所述第三比较电路用于将所述高电平信号的幅值与5.2V电压进行比较获得第三比较结果OUT3，所述第四比较电路用于将所述高电平信号的幅值与6.8V电压进行比较，获得第四比较结果OUT4。所述比较单元20的电源端与12V电压端连接，所述比较单元20的电源端还通过所述电容C5和电容C6形成的并联支路与地连接。

在一具体实施方式中，如图4所示，每一所述比较电路还包括上拉电路，所述上拉电路包括第三电阻R3，比较结果输出端通过第三电阻R3与12V电压端连接。

其中，9.8V电压输出电路包括第七电阻R7、第八电阻R8和第七电容C7，将所述第七电阻R7的一端与12V电压端连接，将所述第七电阻R7的另一端通过所述第八电阻R8和第七电容C7形成的并联支路与地连接，其中所述第七电阻R7的另一端为所述9.8V电压输出端。

其中，8.2V电压输出电路包括第九电阻R9、第十电阻R10和第八电容C8，所述第九电阻R9的一端与12V电压端连接，所述第九电阻R9的另一端通过所述第十电阻R10和所述第八电容C8的并联支路与地连接，其中，所述第九电阻R9的另一端为8.2V电压输出端。

其中，5.2V电压输出端包括第十一电阻R11、第十二电阻R12和第九电容C9，所述第十一电阻R11的第一端与12V电压端连接，所述第十一电阻R11的另一端通过所述第十二电阻R12和第九电容C9的并联支路与地连接，所述第十一电阻R11的另一端为5.2V电压输出端。

其中，6.8V电压输出端包括第十三电阻R13、第十四电阻R14和第十电容C10。所述第十三电阻R13的一端与12V电压端连接，所述第十三电阻R13的另一端通过第十四电阻R14和第十电容C10的并联支路与地连接，所述第十三电阻的另一端为6.8V电压输出端。

进一步地，如图4所示，所述隔离光耦电路单元30包括四路光耦隔离电路，每一光耦隔离电路包括三极管Q1，光耦合器D2，第四电阻R4，所述三极管Q1的基极与所述比较单元20的一输出端连接，所述三极管Q1的射极与地连接，所述三极管Q1的集电极与所述光耦合器的发光二极管的负极连接，所述发光二极管的正极通过所述第四电阻与12V电压端连接，所述光耦合器的接收器的光敏晶体管的射极与地连接，所述光敏晶体管的集电极为电压信号输出端，所述12V电压端还通过所述第二电容C2与地连接，其中，电压信号包括第一电压信号PT2、第二电压信号PT1、第三电压信号PT0、第四电压信号PT4。

进一步地，如图4所示，每一所述光耦隔离电路还包括第五电阻R5和第三电容C3，所述三极管Q1的基极通过所述第五电阻R5与比较单元20的一输出端连接，所述三极管Q1的基极还通过所述第三电容C3与地连接。

进一步地，如图4所示，每一所述光耦隔离电路还包括第六电阻R6，所述光敏晶体管的集电极还通过所述第六电阻与3.3V电压端连接，所述3.3V电压端还通过第四电容C4与地连接。

本实用新型实施例的信号检测电路，通过提取输入信号的高电平信号，并将高电平信号分别与设定的4个电压阈值进行比较，获得比较结果，通过隔离光耦转换为对应的电压信号用于检测CP信号的实时电压。本实用新型实施例的信号检测电路符合国标GB-T34657.1-2017，并且对CP的检测更加细致，能解决CP充电干扰引起充电桩与电动汽车之间通讯异常而无法充电问题，大大提高充电桩使用的稳定性、兼容性。

基于本实用新型实施例一，本实用新型实施例二提供一种信号检测装置，如图5所示，该信号检测装置300包括处理单元200以及前述的信号检测电路100，所述处理单元200用于接收所述信号检测电路输出的电压信号，并将所述电压信号转换为对应的数字信号，还用于根据所述数字信号与设定电压的对应关系确定所述输入信号的电压值。其中，电压信号包括第一电压信号PT2、第二电压信号PT1、第三电压信号PT0、第四电压信号PT4，数字信号与设定电压的对应关系如表1所示：

表1、数字信号与设定电压的对应关系表

状态	CP电压	PT4	PT2	PT1	PT0
						12V	CP>9.8V	L	L	H	L
9V	8.2V<CP<9.8V	L	H	H	L
						超限值	6.8V<CP<8.2V	L	H	L	L
6V	5.2V<CP<6.8V	H	H	L	L
						0V	CP<5.2V	H	H	L	H

在上表1中，H表示高电平量化成的数字信号，L表示低电平量化后的数字信号。通过将检测电路输出的电压信号量化成，并将量化后的数字信号与真值表中的电压信号(PT4，PT2，PT1，PT0)对应的数字信号进行对比，从而确定CP信号的电压，即CP信号的状态。

基于本实用新型实施例一，本实用新型实施例三提供一种充电桩，所述充电桩包括前述的信号检测电路。

以上所述实施方式仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种信号检测电路，其特征在于，包括：

高电平信号生成单元，用于对输入信号脉冲宽度调制波进行处理，输出所述脉冲宽度调制波的高电平信号；

比较单元，用于将所述高电平信号分别与设定的四个电压阈值进行比较，输出对应的比较结果；

隔离光耦电路单元，用于将所述比较结果转换为对应的电压信号，所述电压信号用于确定所述输入信号的电压值。

2.根据权利要求1所述的信号检测电路，其特征在于，所述高电平信号生成单元包括整流单元和滤波单元，其中，

所述整流单元，用于对输入信号脉冲宽度调制波进行整流处理，输出整流处理后的脉冲宽度调制波；

所述滤波单元，用于对所述整流处理后的脉冲宽度调制波进行滤波处理，输出所述脉冲宽度调制波的高电平信号。

3.根据权利要求2所述的信号检测电路，其特征在于，所述整流单元包括二极管，所述二极管的正极与所述输入信号脉冲宽度调制波的输出端连接，所述二极管的负极与所述滤波单元的输入端连接。

4.根据权利要求2所述的信号检测电路，其特征在于，所述滤波单元包括第一电阻、第一电容和第二电阻，所述第一电阻的一端与所述整流单元的输出端连接，所述第一电阻的另一端分别通过所述第二电阻和所述第一电容与地连接，所述第一电阻的另一端还与所述比较单元的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的信号检测电路，其特征在于，所述第一电阻的阻值小于所述第二电阻的阻值。

6.根据权利要求5所述的信号检测电路，其特征在于，所述第二电阻的阻值与所述第一电阻的阻值的比值大于22000。

7.根据权利要求1所述的信号检测电路，其特征在于，所述比较单元包括第一比较电路、第二比较电路、第三比较电路和第四比较电路，其中，

所述第一比较电路，用于将所述高电平信号与9.8V电压进行比较，输出第一比较结果；

所述第二比较电路，用于将所述高电平信号与8.2V电压进行比较，输出第二比较结果；

所述第三比较电路，用于将所述高电平信号与5.2V电压进行比较，输出第三比较结果；

所述第四比较电路，用于将所述高电平信号与6.8V电压进行比较，输出第四比较结果。

8.根据权利要求7所述的信号检测电路，其特征在于：

若所述高电平信号的幅值大于9.8V，则所述第一比较结果为高电平，若所述高电平信号的幅值小于9.8V，则所述第一比较结果为低电平；

若所述高电平信号的幅值大于8.2V，则所述第二比较结果为高电平，若所述高电平信号的幅值小于8.2V，则所述第二比较结果为低电平；

若所述高电平信号的幅值大于5.2V，则所述第三比较结果为高电平，若所述高电平信号的幅值小于5.2V，则所述第三比较结果为低电平；

若所述高电平信号的幅值大于6.8V，则所述第四比较结果为高电平，若所述高电平信号的幅值小于6.8V，则所述第四比较结果为低电平。

9.根据权利要求8所述的信号检测电路，其特征在于：

所述高电平为3.3V，所述低电平为0V。

10.根据权利要求7所述的信号检测电路，其特征在于，所述第一比较电路、第二比较电路、第三比较电路、和第四比较电路的比较结果输出端还通过第三电阻与12V电压端连接。

11.根据权利要求7所述的信号检测电路，其特征在于，所述隔离光耦电路单元包括四路光耦隔离电路，每一路光耦隔离电路包括三极管、光耦合器、和第四电阻，在所述每一路光耦隔离电路中，

所述三极管的基极与所述比较单元的比较结果输出端连接，所述比较单元的比较结果输出端包括第一比较电路、第二比较电路、第三比较电路或第四比较电路的比较结果输出端，所述三极管的射极与地连接，所述三极管的集电极与所述光耦合器的发光二极管的负极连接，所述发光二极管的正极通过所述第四电阻与12V电压端连接，所述光耦合器的接收器的光敏晶体管的射极与地连接，所述光敏晶体管的集电极为所述电压信号输出端，所述12V电压端还通过第二电容与地连接。

12.根据权利要求11所述的信号检测电路，其特征在于，每一路所述光耦隔离电路还包括第五电阻和第三电容，其中，

所述三极管的基极通过所述第五电阻与所述比较单元的所述比较结果输出端连接，所述三极管的基极还通过所述第三电容与地连接。

13.根据权利要求11所述的信号检测电路，其特征在于：

所述电压信号输出端通过第六电阻与3.3V电压端连接，所述3.3V电压端还通过第四电容与地连接。

14.一种信号检测装置，其特征在于，包括处理单元和如权利要求1-13任一项所述的信号检测电路，其中，

所述处理单元用于接收所述信号检测电路输出的电压信号，并将所述电压信号量化为对应的数字信号，并根据所述数字信号与设定电压的对应关系确定所述输入信号的电压值。

15.一种充电桩，其特征在于，包括如权利要求1-13任一项所述的信号检测电路。

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