CN214138295U - 一种充电枪cp信号发生及检测电路 - Google Patents

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张学功
颜善茂
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Abstract

本实用新型公开了一种充电枪CP信号发生及检测电路，包括升压电路、稳压电路、集成运算放大器、负压产生电路、直流滤波器，分压电阻及单片机，集成运算放大器包括：VCC+输入脚，其与升压电路连接；VCC‑输入脚，其与负压产生电路连接；第一正输入脚与AC‑DC供电模块连接；稳压电路连接在第一正输入脚前端；第二正输入脚与单片机连接；第二输出脚串联分压电阻后连接至充电枪CP端口；第三正输入脚与充电枪CP端口连接；第三负输入脚及第三输出脚与直流滤波器连接；第四正输入脚与直流滤波器连接，第四负输入脚及第四输出脚连接至单片机。本实用新型通过集成运算放大器的四个放大器分别实现产生+12V,‑12V的PWM，在做EMC抗干扰情况下也能保持稳定可靠。

Description

一种充电枪CP信号发生及检测电路
技术领域
本实用新型涉及充电技术领域，具体为一种充电枪系统控制电路。
背景技术
电动车充电桩作为电动车运行的能量补给站，是发展电动车商业化所必备的重要配套基础设施。充电枪为电动车充电桩上与市电连接并供电给电动车的设备。
现有的电动车在充电时，将充电枪插入车载充电口中与车载充电机连接，CP为充电枪与车载充电机的控制连接线，充电枪与车载充电机连接正常时电压为12V，充电枪内的充电控制电路确认信号正常后，CP产生的PWM矩形波电压正电压由12V下降到6V，负电压为-12V，充电枪接收到此信号后对电动汽车进行正常的充电。
现有的充电枪控制电路需要设置有CP信号发生及检测电路，通过产生12V，-12V的电压，来实现对电动汽车的充电。现有的电路通过变压器来产生12V及-12V的电压的PWM，在做EMC抗干扰的情况下稳定性差。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种充电枪CP信号发生及检测电路，以使CP信号所需的 PWM矩形波电压产生更加稳定可靠。为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型公开了一种充电枪CP信号发生及检测电路，包括升压电路、稳压电路、集成运算放大器、负压产生电路、直流滤波器，若干分压电阻及单片机。
所述的集成运算放大器由至少四个放大器组成，包括：VCC+输入脚，其与升压电路连接，升压电路的另一端连接至AC-DC供电模块。VCC-输入脚，其与负压产生电路连接，负压产生电路的另一端连接至升压电路的开关部位。第一正输入脚，及电压跟随第一正输入脚的第一负输入脚及第一输出脚；第一正输入脚与AC-DC供电模块连接；稳压电路连接在第一正输入脚前端。第二正输入脚，及电压跟随第二正输入脚的第二负输入脚及第二输出脚；第二正输入脚与单片机连接；第一输出脚与第二输出脚之间串联有若干分压电阻；第二输出脚串联分压电阻后连接至充电枪CP端口。第三正输入脚，及电压跟随第三正输入脚的第三负输入脚及第三输出脚；第三正输入脚与充电枪CP端口连接；第三负输入脚及第三输出脚与直流滤波器连接。第四正输入脚，及电压跟随第四正输入脚的第四负输入脚及第四输出脚；第四正输入脚与直流滤波器连接，第四负输入脚及第四输出脚连接至单片机。
进一步地，还包括降压电路及滤波电路，第四负输入脚及第四输出脚依次与降压电路及滤波电路连接后连接至单片机。
其中，所述的稳压电路为TL431稳压电路。
其中，所述的直流滤波器包括二极管D5，电阻R16，电容C8和电阻R17，二极管D5 和电阻R16串联后与并联连接的电容C8和电阻R17连接，电容C8和电阻R17的另一端接地。
其中，所述的负压产生电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、二极管D1和二极管D2，所述的二极管D1的负极与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极接地，所述的电容C1、电容C2、电容C3、电容C4并联在二极管D1的正极与接地端，所述的二极管D1的负极端连接至升压电路的开关部位。
采用上述技术方案后，本实用新型具有如下效果：
本实用新型通过集成运算放大器的四个放大器分别实现产生+12V,-12V的PWM，以及采集CP电压值回馈给单片机实现整车CP状态，使充电枪进入不同状态及报警，在做EMC抗干扰情况下也能保持稳定可靠。
附图说明
图1为本实用新型电路的连接框图。
图2为本实用新型的电路图。
图3为表明已连接待充电的PWM矩形波电压信号图。
图4为指示充电的PWM矩形波电压信号图。
图5为单片机引脚U3-8提供的PWM矩形波电压信号图。
主要符号说明：
100：升压电路，200：稳压电路，300：负压产生电路。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
如图1、图2所示，本实用新型公开了CP信号发生及检测电路，包括升压电路100、稳压电路200、集成运算放大器U8、负压产生电路300、直流滤波器及若干分压电阻。
集成运算放大器U8由四个放大器组成，含14个引脚，包括：VCC+输入脚、VCC-输入脚、第一正输入脚、第一负输入脚、第一输出脚、第二正输入脚、第二负输入脚、第二输出脚、第三正输入脚、第三负输入脚、第三输出脚、第四正输入脚、第四负输入脚、第四输出脚，四个放大器中其中两个用于产生CP信号，另两个用于将CP整流为稳定的直流电平并输出至单片机。
VCC+输入脚与升压电路100连接，升压电路100的另一端连接至提供+5V电压的AC-DC供电模块。图中U8为升压芯片。AC-DC供电模块给升压电路100提供5V电压，经升压电路后，电压升至15V，如图中A点位置的电压。
VCC-输入脚与负压产生电路连接，负压产生电路300的另一端连接至升压电路100的开关部位。负压产生电路300在VCC-输入脚端(图1中F点位置)产生-15V电压。
负压产生电路300包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、二极管D1和二极管D2，二极管D1的负极与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极接地，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4并联在二极管D1的正极与接地端，二极管D1的负极端连接至升压电路的开关部位(图2中K点位置)。
第一负输入脚(1-)及第一输出脚(1OUT)电压跟随第一正输入脚(1+)。第一正输入脚与 AC-DC供电模块连接。稳压电路700连接在第一正输入脚前端。稳压电路200可以为431稳压电路。稳压电路200由二极管U17，电阻R11，电阻R12组成。
第二负输入脚(2-)及第二输出脚(2OUT)的电压跟随第二正输入脚(2+)。第二正输入脚与单片机引脚U3-8连接，由单片机输入电压。第一输出脚(1OUT)与第二输出脚(2OUT)之间串联有二个分压电阻：电阻R13、电阻R14。第二输出脚(2OUT)串联分压电阻R15后连接至充电枪CP端口。
第三负输入脚(3-)及第三输出脚(3OUT)的电压跟随第三正输入脚(3+)。第三正输入脚与充电枪CP端口连接。第三负输入脚及第三输出脚与直流滤波器连接。直流滤波器包括二极管D5，电阻R16，电容C8和电阻R17。二极管D5和电阻R16串联后与并联连接的电容 C8和电阻R17连接，电容C8和电阻R17的另一端接地。
第四负输入脚(4-)及第四输出脚(4OUT)的电压跟随第四正输入脚(4+)。第四正输入脚与直流滤波器连接，第四负输入脚及第四输出脚依次与降压电路及滤波电路连接后连接至单片机引脚U3-15。降压电路由电阻R18、电阻R19组成。滤波电路由电感L3和电容C9组成。第四正输入脚将采集到的直流电平给第四负输入脚，进而输出至单片机。
CP信号发生及检测电路的控制原理详述如下：
在电动汽车进行充电时，需要产生12V电压，表明待机状态。充电枪与充电汽车连接，需要在车载充电机上产生如图3中的PWM矩形波电压信号，表明已连接待充电。在车载充电机上产生如图4中的PWM矩形波电压信号，以指示充电枪进行充电。因此需要通过 CP信号发生及检测电路产生+12V和-12V的电压。
由于AC-DC供电模块产生的电压为5V，因此，需要由升压电路100将电压提高至大于+12V的电压，需要由负压产生电路300产生负压小于-12V的电压。单片机引脚U3-8提供如图5的PWM矩形波电压。
本实施例中，图1中A点的电压为+15V，B点的电压为+3.3V，C点电压跟随B点电压，也为+3.3V，D点电压跟随第二正输入脚，即为图5的锯形波电压。负压产生电路在F 点处产生-15V的电压。当D点的电压为5V时，E点电压为12V。当D点的电压为0V时， E点的电压为-12V。即通过CP信号发生及检测电路产生12V和-12V的电压，汽车的车载充电机与CP端口连接，通过车载充电机降压，使12V电压降至9V或6V，以实现充电。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种充电枪CP信号发生及检测电路，其特征在于：包括升压电路、稳压电路、集成运算放大器、负压产生电路、直流滤波器，若干分压电阻及单片机，
所述的集成运算放大器由至少四个放大器组成，包括：
VCC+输入脚，其与升压电路连接，升压电路的另一端连接至AC-DC供电模块；
VCC-输入脚，其与负压产生电路连接，负压产生电路的另一端连接至升压电路的开关部位；
第一正输入脚，及电压跟随第一正输入脚的第一负输入脚及第一输出脚；第一正输入脚与AC-DC供电模块连接；稳压电路连接在第一正输入脚前端；
第二正输入脚，及电压跟随第二正输入脚的第二负输入脚及第二输出脚；第二正输入脚与单片机连接；第一输出脚与第二输出脚之间串联有若干分压电阻；第二输出脚串联分压电阻后连接至充电枪CP端口；
第三正输入脚，及电压跟随第三正输入脚的第三负输入脚及第三输出脚；第三正输入脚与充电枪CP端口连接；第三负输入脚及第三输出脚与直流滤波器连接；
第四正输入脚，及电压跟随第四正输入脚的第四负输入脚及第四输出脚；第四正输入脚与直流滤波器连接，第四负输入脚及第四输出脚连接至单片机。
2.如权利要求1所述的充电枪CP信号发生及检测电路，其特征在于：还包括降压电路及滤波电路，第四负输入脚及第四输出脚依次与降压电路及滤波电路连接后连接至单片机。
3.如权利要求1所述的充电枪CP信号发生及检测电路，其特征在于：所述的稳压电路为TL431稳压电路。
4.如权利要求1所述的充电枪CP信号发生及检测电路，其特征在于：所述的直流滤波器包括二极管D5，电阻R16，电容C8和电阻R17，二极管D5和电阻R16串联后与并联连接的电容C8和电阻R17连接，电容C8和电阻R17的另一端接地。
5.如权利要求1所述的充电枪CP信号发生及检测电路，其特征在于：所述的负压产生电路包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、二极管D1和二极管D2，所述的二极管D1的负极与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极接地，所述的电容C1、电容C2、电容C3、电容C4并联在二极管D1的正极与接地端，所述的二极管D1的负极端连接至升压电路的开关部位。
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