CN212889948U - 一种用于充电桩的安全保护装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种用于充电桩的安全保护装置，包括进线断路器和交流充电控制器，其特征是：进线断路器带有分励脱扣器和辅助触点，交流充电控制器包括单片机，还包括与单片机连接的交流接触器反馈电路、进线断路器反馈电路、交流接触器控制电路和进线断路器控制电路，进线断路器控制电路与分励脱扣器的线圈连接；进线断路器反馈电路与进线断路器的触点连接；交流接触器控制电路与交流接触器的线圈连接；交流接触器反馈电路与交流接触器的触点连接。该安全保护装置，当交流接触器发生黏连时交流充电控制器控制分励脱扣器产生脱扣动作，使进线断路器断开，从而切断交流充电桩的外部电源，保障人员和设备的安全。

Description

一种用于充电桩的安全保护装置
技术领域
本实用新型涉及一种汽车充电装置，更具体地说，它涉及一种用于充电桩的安全保护装置。
背景技术
发展电动汽车是一项庞大的系统工程，包括动力电池组生产、电动汽车生产、配套充电网络建设、整车及配件维护等方面。其中，配套充电网络就是一项必不可少的支撑系统，类似于传统燃油汽车的加油站一样，是电动汽车推广的先决条件。
参照图1，目前市面上的充电桩一般包括顺次连接的进线断路器、计量电表、交流接触器和充电枪，还包括交流充电控制器。其中进线断路器连接并受控于交流充电控制器，交流接触器同样连接并受控于交流充电控制器。通过交流充电控制器可以控制进线断路器的通断，从而接通或切断充电桩的外部电源；或是控制交流接触器的通断，来控制充电枪是否通电。
但是现有的充电桩针对交流接触器黏连未做双重保护装置，导致一旦交流接触器黏连，充电枪是有强电输出，安全隐患很大，下雨天危及人身生命安全，为了解决这个问题，设计发明了如下安全系统保护装置。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于充电桩的安全保护装置，其能够提高充电桩的安全性。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：
一种用于充电桩的安全保护装置，包括进线断路器和交流充电控制器，所述进线断路器带有分励脱扣器和辅助触点，分励脱扣器的线圈和辅助触点均与交流充电控制器连接，所述交流充电控制器包括单片机，还包括与单片机连接的交流接触器反馈电路、进线断路器反馈电路、交流接触器控制电路和进线断路器控制电路，所述进线断路器控制电路与分励脱扣器的线圈连接，用于控制分励脱扣器动作；所述进线断路器反馈电路与进线断路器的触点连接，用于检测进线断路器的通断状态；所述交流接触器控制电路与交流接触器的线圈连接，用于控制交流接触器的动作；所述交流接触器反馈电路与交流接触器的触点连接，用于检测交流接触器的通断。
作为优选方案：所述交流接触器反馈电路包括隔离光耦G1,G1的6号引脚通过电阻R1连接单片机的I/O端口且G1的6号引脚通过电阻R2连接A3V3电源，G1的4号引脚接地，G1的1号引脚通过电阻R3连接VDD12V电源，G1的3号引脚连接交流接触器的触点。
作为优选方案：G1的3号引脚还通过静电二极管E1接地。
作为优选方案：所述进线断路器反馈电路包括隔离光耦G2,G2的6号引脚通过电阻R4连接单片机的I/O端口且G2的6号引脚通过电阻R5连接A3V3电源，G2的4号引脚接地，G2的1号引脚通过电阻R6连接VDD12V电源，G2的3号引脚连接交流接触器的触点。
作为优选方案：G2的3号引脚还通过静电二极管E2接地。
作为优选方案：所述进线断路器控制电路包括PNP型的三极管Q1、NPN型的三极管Q2和二极管D1，电阻R7和R8串联构成分压电路，电阻R7的另一端连接电源A3V3，电阻R8的另一端连接Q1的基极，电阻R7的低电位端与单片机的I/O端口连接，Q1的发射极连接电源A3V3，Q1的集电极通过电阻R9接地，Q2的基极通过电阻R10连接Q1的集电极，Q2的发射极接地，D1的正极连接Q2的集电极，D1的负极连接电源VDD12V，电容C1与D1并联，进线断路器的分励脱扣器线圈的一端与电源VDD12V连接，且分励脱扣器线圈的另一端与Q2的集电极连接。
作为优选方案：所述交流接触器控制电路包括PNP型的三极管Q3、NPN型的三极管Q4和二极管D2，电阻R11和R12串联构成分压电路，电阻R11的另一端连接电源A3V3，电阻R12的另一端连接Q3的基极，电阻R11的低电位端与单片机的I/O端口连接，Q3的发射极连接电源A3V3，Q3的集电极通过电阻R13接地，Q4的基极通过电阻R14连接Q3的集电极，Q4的发射极接地，D2的正极连接Q4的集电极，D2的负极连接电源VDD12V，电容C2与D2并联，交流接触器线圈的一端与电源VDD12V连接，交流接触器线圈的另一端与Q4的集电极连接。
与现有技术相比，本实用新型的优点是：该安全保护装置，通过给进线断路器加装分励脱扣器和辅助触点，并通过交流充电控制器对交流接触器和进线断路器进线检测和控制，当交流接触器发生黏连，即其线圈断电后，其常开触头任然保持在导通状态，无法切断充电枪的电源，此时交流充电控制器控制分励脱扣器产生脱扣动作，使进线断路器断开，从而切断交流充电桩的外部电源，避免因交流接触器黏连而导致出现触点事故，该安全保护装置能够提高充电桩的安全性，保障人员和设备的安全。
附图说明
图1为安全保护装置的接线示意图；
图2为本实施例中的进线断路器的电气图；
图3为安全保护装置的电路原理图；
图4为交流接触器反馈电路图；
图5为进线断路器反馈电路图；
图6为进线断路器控制电路图；
图7为交流接触器控制电路图。
具体实施方式
参照图1和图2，一种用于充电桩的安全保护装置，包括进线断路器和交流充电控制器，其中进线断路器带有分励脱扣器和辅助触点，分励脱扣器的线圈和辅助触点均与交流充电控制器连接。
参照图3，其中交流充电控制器包括单片机，还包括与单片机连接的交流接触器反馈电路、进线断路器反馈电路、交流接触器控制电路和进线断路器控制电路。其中进线断路器控制电路与分励脱扣器的线圈连接，用于控制分励脱扣器动作；进线断路器反馈电路与进线断路器的触点连接，用于检测进线断路器的通断状态；交流接触器控制电路与交流接触器的线圈连接，用于控制交流接触器的动作；交流接触器反馈电路与交流接触器的触点连接，用于检测交流接触器的通断。
参照图4，本实施例中的交流接触器反馈电路包括型号为TLP181的隔离光耦G1,G1的6号引脚通过电阻R1连接单片机的I/O端口且G1的6号引脚通过电阻R2连接A3V3电源(即3.3V直流电)，G1的4号引脚接地，G1的1号引脚通过电阻R3连接VDD12V电源，G1的3号引脚连接交流接触器的触点。
当交流接触器产生开关动作时，隔离光耦G1向单片机输出相应的高低电平信号。
G1的3号引脚还通过静电二极管E1接地。E1可以防止出现过压的情况，还能防静电，保护电路。
参照图5，进线断路器反馈电路包括TLP181的隔离光耦G2,G2的6号引脚通过电阻R4连接单片机的I/O端口且G2的6号引脚通过电阻R5连接A3V3电源(即3.3V直流电)，G2的4号引脚接地，G2的1号引脚通过电阻R6连接VDD12V电源，G2的3号引脚连接交流接触器的触点。
当进线断路器产生开关动作时，隔离光耦G2向单片机输出相应的高低电平信号。
G2的3号引脚还通过静电二极管E2接地。E2可以防止出现过压的情况，还能防静电，保护电路。
本实施例中的静电二极管E1和E2的型号均为TESC3R0V12B1X。
参照图6，进线断路器控制电路包括PNP型的三极管Q1、NPN型的三极管Q2和二极管D1，电阻R7和R8串联构成分压电路，电阻R7的另一端连接电源A3V3，电阻R8的另一端连接Q1的基极，电阻R7的低电位端与单片机的I/O端口连接，Q1的发射极连接电源A3V3，Q1的集电极通过电阻R9接地，Q2的基极通过电阻R10连接Q1的集电极，Q2的发射极接地，D1的正极连接Q2的集电极，D1的负极连接电源VDD12V，电容C1与D1并联，进线断路器的分励脱扣器线圈的一端与电源VDD12V连接，且分励脱扣器线圈的另一端与Q2的集电极连接。
单片机向进线断路器控制电路发出高电平信号，此时三极管Q1导通，Q2的基极输入一电流信号，该电流信号经过Q2的放大后产生一放大的电流，该放大的电流流入分励脱扣器的线圈，从而能驱动分励脱扣器产生脱扣动作，此时进行断路器断开。当单片机向进线断路器控制电路发出低电平信号时，分励脱扣器的线圈失电，通过按压复位的方式可以使进线断路器重新导通。
参照图7，交流接触器控制电路包括PNP型的三极管Q3、NPN型的三极管Q4和二极管D2，电阻R11和R12串联构成分压电路，电阻R11的另一端连接电源A3V3，电阻R12的另一端连接Q3的基极，电阻R11的低电位端与单片机的I/O端口连接，Q3的发射极连接电源A3V3，Q3的集电极通过电阻R13接地，Q4的基极通过电阻R14连接Q3的集电极，Q4的发射极接地，D2的正极连接Q4的集电极，D2的负极连接电源VDD12V，电容C2与D2并联，交流接触器线圈的一端与电源VDD12V连接，交流接触器线圈的另一端与Q4的集电极连接。
单片机向交流接触器控制电路发出高电平信号，此时三极管Q3导通，Q4的基极输入一电流信号，该电流信号经过Q4的放大后产生一放大的电流，该放大的电流流入交流接触器的线圈，从而能驱动交流接触器导通(即常开触头导通)。当单片机向交流接触器控制电路发出低电平信号时，交流接触器的线圈失电，交流接触器断开(常开触头断开)。
该安全保护装置的工作原理为：当交流充电控制器切断交流接触器的线圈电流后，正常情况下交流接触器是会断开的，此时充电桩断电，充电停止；若交流接触器发生黏连(即无法正常断开)时，其线圈断电后，其常开触头任然保持在导通状态，无法切断充电枪的电源。当交流充电控制器向交流接触器控制电路发出低电平信号，且接收到交流接触器反馈电路反馈回来的“交流接触器未断开”信号时，此时交流充电控制器向进线断路器控制电路发出高电平信号，进线断路器断开，从而切断交流充电桩的外部电源，避免因交流接触器黏连而导致出现触点事故，该安全保护装置能够提高充电桩的安全性，保障人员和设备的安全。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于充电桩的安全保护装置，包括进线断路器和交流充电控制器，其特征是：所述进线断路器带有分励脱扣器和辅助触点，分励脱扣器的线圈和辅助触点均与交流充电控制器连接，所述交流充电控制器包括单片机，还包括与单片机连接的交流接触器反馈电路、进线断路器反馈电路、交流接触器控制电路和进线断路器控制电路，所述进线断路器控制电路与分励脱扣器的线圈连接，用于控制分励脱扣器动作；所述进线断路器反馈电路与进线断路器的触点连接，用于检测进线断路器的通断状态；所述交流接触器控制电路与交流接触器的线圈连接，用于控制交流接触器的动作；所述交流接触器反馈电路与交流接触器的触点连接，用于检测交流接触器的通断。
2.根据权利要求1所述的用于充电桩的安全保护装置，其特征是：所述交流接触器反馈电路包括隔离光耦G1,G1的6号引脚通过电阻R1连接单片机的I/O端口且G1的6号引脚通过电阻R2连接A3V3电源，G1的4号引脚接地，G1的1号引脚通过电阻R3连接VDD12V电源，G1的3号引脚连接交流接触器的触点。
3.根据权利要求2所述的用于充电桩的安全保护装置，其特征是：G1的3号引脚还通过静电二极管E1接地。
4.根据权利要求1所述的用于充电桩的安全保护装置，其特征是：所述进线断路器反馈电路包括隔离光耦G2,G2的6号引脚通过电阻R4连接单片机的I/O端口且G2的6号引脚通过电阻R5连接A3V3电源，G2的4号引脚接地，G2的1号引脚通过电阻R6连接VDD12V电源，G2的3号引脚连接交流接触器的触点。
5.根据权利要求4所述的用于充电桩的安全保护装置，其特征是：G2的3号引脚还通过静电二极管E2接地。
6.根据权利要求1所述的用于充电桩的安全保护装置，其特征是：所述进线断路器控制电路包括PNP型的三极管Q1、NPN型的三极管Q2和二极管D1，电阻R7和R8串联构成分压电路，电阻R7的另一端连接电源A3V3，电阻R8的另一端连接Q1的基极，电阻R7的低电位端与单片机的I/O端口连接，Q1的发射极连接电源A3V3，Q1的集电极通过电阻R9接地，Q2的基极通过电阻R10连接Q1的集电极，Q2的发射极接地，D1的正极连接Q2的集电极，D1的负极连接电源VDD12V，电容C1与D1并联，进线断路器的分励脱扣器线圈的一端与电源VDD12V连接，且分励脱扣器线圈的另一端与Q2的集电极连接。
7.根据权利要求1所述的用于充电桩的安全保护装置，其特征是：所述交流接触器控制电路包括PNP型的三极管Q3、NPN型的三极管Q4和二极管D2，电阻R11和R12串联构成分压电路，电阻R11的另一端连接电源A3V3，电阻R12的另一端连接Q3的基极，电阻R11的低电位端与单片机的I/O端口连接，Q3的发射极连接电源A3V3，Q3的集电极通过电阻R13接地，Q4的基极通过电阻R14连接Q3的集电极，Q4的发射极接地，D2的正极连接Q4的集电极，D2的负极连接电源VDD12V，电容C2与D2并联，交流接触器线圈的一端与电源VDD12V连接，交流接触器线圈的另一端与Q4的集电极连接。
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