CN211684742U - 一种支持离线刷卡的充电控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种支持离线刷卡的充电控制系统，包括：通断单元、负载移出检测单元、容错单元、控制单元、继电控制单元和主控单元，所述通断单元的输入端与所述继电控制单元的输出端连接，所述通断单元的输出端与所述充电负载连接，所述负载移出检测单元的输入端设置与所述通断单元和充电负载之间，所述负载移出检测单元的输出端与控制单元的输入端连接，所述控制单元的输出端与所述通断单元的控制端连接；本系统能在主控单元与充电设备通信不畅或通信故障的情况下，可自动记录用户充电结束时刻，并能在用户移出充电负载后自动关断充电设备对外的电源输出，即自动断电，避免电能在无法计费的情况下输出，保护充电设备运行商的利益。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动车充电控制领域，尤其涉及一种支持离线刷卡的充电控制系统。
背景技术
目前全国有超过4亿辆电动自行车保有量，并且每年以10％的速度增长，每天有超过2亿辆电动自行车在充电，为了解决私拉电缆线，私接插线板的方式自行充电，带安全隐患大，电能浪费严重的问题，目前的小区很多停车棚配备无人值守、可以自助充电并付费的充电服务系统。现有的一个小区或者一个片区的充电设备都由一个主控单元控制，由主控单元控制各个充电桩的电源端与电源的通断，即当用户刷卡后，充电设备的电源端与电源连通，用户开始充电，当充电完成后，主控单元控制充电设备的电源端与电源断开，但如果因为通信单元的通信不畅导致用户充电完成后，无法控制充电设备电源端与电源断开，使用户无法结算充电时间，同时不利于充电桩的使用效益。
因此，亟需一种支持离线刷卡的充电控制系统。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种支持离线刷卡的充电控制系统，能在主控单元与充电设备通信不畅或通信故障的情况下，自动记录用户的充电结束时刻，并能在负载移出后，自动断电，避免电能在无法计费的情况下输出，保护充电设备运行商的利益。
本实用新型提供一种支持离线刷卡的充电控制系统，其特征在于：包括：通断单元、负载移出检测单元、容错单元、控制单元、继电控制单元和主控单元，所述通断单元的输入端与所述继电控制单元的输出端连接，所述通断单元的输出端与所述充电负载连接，所述负载移出检测单元的输入端设置与所述通断单元和充电负载之间，所述负载移出检测单元的输出端与控制单元的输入端连接，所述控制单元的输出端与所述通断单元的控制端连接，所述控制单元与所述主控单元通信连接，所述主控单元的输出端与所述继电控制单元连接。
进一步，所述系统还包括容错单元，所述容错单元输入端与所述负载移出单元的输出端连接，所述容错单元的输出端与所述控制单元的输入端连接。
进一步，所述通断单元包括MOS管Q1和电阻R1，所述MOS管Q1的漏极与所述继电控制单元的输出端连接，所述电阻R1的一端与所述继电控制单元的输出端连接，所述电阻R1的另一端与所述MOS管Q1的栅极连接，所述MOS管Q1的源极与充电负载连接；
其中，所述MOS管Q1为N道沟增强型MOS管。
进一步，所述负载移出检测单元包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和三极管Q4；
电阻R2的一端与MOS管Q1的源极连接，电阻R2的另一端与充电负载连接，电阻R3的一端与MOS管Q1的源极和电阻R2的公共连接点连接，电阻R3的另一端与三极管Q4的发射极连接，电阻R4的一端与电阻R2和充电负载的公共连接点连接，电阻R4的另一端与三极管Q4的基极连接，三极管Q4的集电极与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端为所述负载移出检测单元的输出端；
其中，三极管Q4为PNP型三极管。
进一步，所述控制单元包括电阻R7、三极管Q2、三极管Q3、电容C2和晶闸管SCR1；
三极管Q2的一端与电阻R1和MOS管Q1的栅极的公共连接点连接，三极管Q2的集电极与电阻R1和MOS管Q1的栅极的公共连接点连接，电阻R7的一端与所述继电控制单元的输出端连接，电阻R7的另一端经电容C2接地，晶闸管SCR1的阳极与电阻R7和电容C2的公共连接点连接，晶闸管SCR1的阴极与三极管Q2的基极连接，三极管Q3的发射极与电阻R7和电容C2的公共连接点连接，三极管Q3的集电极与晶闸管SCR1的门极连接，三极管Q3的基极与所述负载移出检测单元的输出端连接；
其中，三极管Q2和三极管Q3均为PNP型三极管。
进一步，述控制单元还包括计时单元，所述计时单元与所述三极管Q3的集电极连接，当三极管Q3导通后，所述计时单元将三极管Q3导通的时刻记录。
进一步，所述容错单元包括电阻R6和电容C1，所述电容C1的一端与电阻R5和三极管Q3的基极的公共连接点连接，电容C1的另一端接地，电阻R6与电容C1并联。
本实用新型的有益技术效果：本系统能在主控单元与充电设备通信不畅或通信故障的情况下，可自动记录用户充电结束时刻，并能在用户移出充电负载后自动关断充电设备对外的电源输出，即自动断电，避免电能在无法计费的情况下输出，保护充电设备运行商的利益。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型结构示意图。
图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型做出进一步的说明：
本实用新型提供一种支持离线刷卡的充电控制系统，其特征在于：包括：通断单元、负载移出检测单元、容错单元、控制单元、继电控制单元和主控单元，所述通断单元的输入端与所述继电控制单元的输出端连接，所述通断单元的输出端与所述充电负载连接，所述负载移出检测单元的输入端设置与所述通断单元和充电负载之间，所述负载移出检测单元的输出端与控制单元的输入端连接，所述控制单元的输出端与所述通断单元的控制端连接，所述控制单元与所述主控单元通信连接，所述主控单元的输出端与所述继电控制单元连接。所述主控单元采用现有的单片机或芯片，如STM32F103；所述继电控制单元采用现有的继电控制单元，在此不再赘述；通过上述方案，能在主控单元与充电设备通信不畅或通信故障的情况下，可自动记录用户充电结束时刻，并能在用户移出充电负载后自动关断充电设备对外的电源输出，即自动断电，避免电能在无法计费的情况下输出，保护充电设备运行商的利益。
所述系统还包括容错单元，所述容错单元输入端与所述负载移出单元的输出端连接，所述容错单元的输出端与所述控制单元的输入端连接。所述容错单元包括电阻R6和电容C1，所述电容C1的一端与电阻R5和三极管Q3的基极的公共连接点连接，电容C1的另一端接地，电阻R6与电容C1并联。通过电容C1的充电时间来容错，避免出现勿动，保障充电桩的可靠性。
所述通断单元包括MOS管Q1和电阻R1，所述MOS管Q1的漏极与所述继电控制单元的输出端连接，所述电阻R1的一端与所述继电控制单元的输出端连接，所述电阻R1的另一端与所述MOS管Q1的栅极连接，所述MOS管Q1的源极与充电负载连接；
其中，所述MOS管Q1为N道沟增强型MOS管。
所述负载移出检测单元包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和三极管Q4；
电阻R2的一端与MOS管Q1的源极连接，电阻R2的另一端与充电负载连接，电阻R3的一端与MOS管Q1的源极和电阻R2的公共连接点连接，电阻R3的另一端与三极管Q4的发射极连接，电阻R4的一端与电阻R2和充电负载的公共连接点连接，电阻R4的另一端与三极管Q4的基极连接，三极管Q4的集电极与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端为所述负载移出检测单元的输出端；
其中，三极管Q4为PNP型三极管。
所述控制单元包括电阻R7、三极管Q2、三极管Q3、电容C2和晶闸管SCR1；
三极管Q2的一端与电阻R1和MOS管Q1的栅极的公共连接点连接，三极管Q2的集电极与电阻R1和MOS管Q1的栅极的公共连接点连接，电阻R7的一端与所述继电控制单元的输出端连接，电阻R7的另一端经电容C2接地，晶闸管SCR1的阳极与电阻R7和电容C2的公共连接点连接，晶闸管SCR1的阴极与三极管Q2的基极连接，三极管Q3的发射极与电阻R7和电容C2的公共连接点连接，三极管Q3的集电极与晶闸管SCR1的门极连接，三极管Q3的基极与所述负载移出检测单元的输出端连接；
其中，三极管Q2和三极管Q3均为PNP型三极管。
所述控制单元还包括计时单元，所述计时单元与所述三极管Q3的集电极连接，当三极管Q3导通后，所述计时单元将三极管Q3导通的时刻记录。在本实施例中，电阻R5和电容C1的充电时间小于电容C2和电阻R7的充电时间，确保上电初始，三极管Q3的发射极电压不大于基极电压，即上电初始三极管Q3不导通；
电路工作原理如下：
当充电负载接入电路后，电流经电阻R2流入充电负载，此时电阻R2两端形成电压降，三极管Q4的发射极电压大于三极管Q4的基极的电压，三极管Q4导通，三极管的集电极经电阻R5为电容C1充电，当电容C1充电完成后，负载移出检测单元输出高电压，此时三极管Q3的基极电压打与发射极电压三极管截止，晶闸管SCR1的门极电路不触发脉冲，三极管Q2的基极无电压，三极管Q2导通，充电单元向外输出电压；
当充电负载移出后，若主控单元与充电设备的通信顺畅，则主控单元控制继电控制单元断开充电设备的电源端与电源的连接看，若主控单元与充电设备通信不畅或通信故障，出现继电器在充电完成后未控制继电控制单元断开充电设备的电源端与电源的连接，则在充电负载移出后，本申请可在检测到充电负载移出后，控制充电设备停止向外输出电压，避免电能的损耗，保障充电设备运营设备商的利益；
当充电负载移出后，电阻R2两端无电流流过，电阻R2两端无电压将，此时，三极管Q4的发射极和基极电压相等，三极管Q4截止，因无电压为电容C1充电，此时电容C1经电阻R6放电，当电容C1放电到电容C1两端的电压低于电容C2两端的电压后，三级管Q3导通，晶体管SCR1的门极电路受三极管Q3的集电极高电平触发，晶体管SCR1打通，此时三极管Q2的基极电压高于三极管Q2的发射极电压，三极管Q2截止，MOS管Q1的栅极电压为零，此时MOS管Q1截止，从而停止向外输出电压；
同时当三极管Q3导通后，三极管Q3的集电极与计时单元连接，所述计时单元记录三极管Q3的集电极导通时间，并将所述导通时间经通信单元，待通信恢复后与所述主控单元连接，并经所述信息传输给主控单元，从而确定用户移出充电负载的时间，确保准确计费。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种支持离线刷卡的充电控制系统，其特征在于：包括：通断单元、负载移出检测单元、容错单元、控制单元、继电控制单元和主控单元，所述通断单元的输入端与所述继电控制单元的输出端连接，所述通断单元的输出端与充电负载连接，所述负载移出检测单元的输入端设置与所述通断单元和充电负载之间，所述负载移出检测单元的输出端与控制单元的输入端连接，所述控制单元的输出端与所述通断单元的控制端连接，所述控制单元与所述主控单元通信连接，所述主控单元的输出端与所述继电控制单元连接。
2.根据权利要求1所述支持离线刷卡的充电控制系统，其特征在于：所述系统还包括容错单元，所述容错单元输入端与所述负载移出单元的输出端连接，所述容错单元的输出端与所述控制单元的输入端连接。
3.根据权利要求1所述支持离线刷卡的充电控制系统，其特征在于：所述通断单元包括MOS管Q1和电阻R1，所述MOS管Q1的漏极与所述继电控制单元的输出端连接，所述电阻R1的一端与所述继电控制单元的输出端连接，所述电阻R1的另一端与所述MOS管Q1的栅极连接，所述MOS管Q1的源极与充电负载连接；
其中，所述MOS管Q1为N道沟增强型MOS管。
4.根据权利要求1所述支持离线刷卡的充电控制系统，其特征在于：所述负载移出检测单元包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和三极管Q4；
电阻R2的一端与MOS管Q1的源极连接，电阻R2的另一端与充电负载连接，电阻R3的一端与MOS管Q1的源极和电阻R2的公共连接点连接，电阻R3的另一端与三极管Q4的发射极连接，电阻R4的一端与电阻R2和充电负载的公共连接点连接，电阻R4的另一端与三极管Q4的基极连接，三极管Q4的集电极与电阻R5的一端连接，电阻R5的另一端为所述负载移出检测单元的输出端；
其中，三极管Q4为PNP型三极管。
5.根据权利要求1所述支持离线刷卡的充电控制系统，其特征在于：所述控制单元包括电阻R7、三极管Q2、三极管Q3、电容C2和晶闸管SCR1；
三极管Q2的一端与电阻R1和MOS管Q1的栅极的公共连接点连接，三极管Q2的集电极与电阻R1和MOS管Q1的栅极的公共连接点连接，电阻R7的一端与所述继电控制单元的输出端连接，电阻R7的另一端经电容C2接地，晶闸管SCR1的阳极与电阻R7和电容C2的公共连接点连接，晶闸管SCR1的阴极与三极管Q2的基极连接，三极管Q3的发射极与电阻R7和电容C2的公共连接点连接，三极管Q3的集电极与晶闸管SCR1的门极连接，三极管Q3的基极与所述负载移出检测单元的输出端连接；
其中，三极管Q2和三极管Q3均为PNP型三极管。
6.根据权利要求5所述支持离线刷卡的充电控制系统，其特征在于：所述控制单元还包括计时单元，所述计时单元与所述三极管Q3的集电极连接，当三极管Q3导通后，所述计时单元将三极管Q3导通的时刻记录。
7.根据权利要求1所述支持离线刷卡的充电控制系统，其特征在于：所述容错单元包括电阻R6和电容C1，所述电容C1的一端与电阻R5和三极管Q3的基极的公共连接点连接，电容C1的另一端接地，电阻R6与电容C1并联。
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