CN214622954U - 一种交流充电桩用pcb板继电器的触点粘连的检测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于充电技术改进领域，提供了一种交流充电桩用PCB板继电器的触点粘连的检测系统，所述交流充电桩用PCB板继电器的触点粘连的检测系统包括调理模块及控制器MCU，所述调理模块的连接所述控制器MCU的检测通道口。通过调理电路取代带辅助触头的继电器或接触器，使得充电桩的成本较低，减小的体积；利用光耦实现信号的传输和电器隔离，电路结构简单，使用方便。
Description
技术领域
本实用新型属于充电技术改进领域，尤其涉及一种交流充电桩用PCB板继电器的触点粘连的检测系统。
背景技术
目前交流充电桩均要求有输出继电器触点粘连检测功能。即交流充电桩给汽车充电前，需要实时确认输出继电器是否发生故障触点粘连，如是，则发出告警禁止充电，来确保用户充电的使用安全。当前应用较广的方案是直接采用带辅助触点的继电器，交流充电桩可以直接检测辅助触点的通断状态来判定继电器主触头是否发生粘连。但该类继电器体积很大，成本很高。
由上可知，这个功能的实现，需要昂贵的带辅助触头的继电器或者接触器，本身成本很高，占用的体积也很大。对于目前高功率密度的充电桩很不经济。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种交流充电桩用PCB板继电器的触点粘连的检测系统，旨在解决利用带辅助出头的继电器或接触器带来的成本高、体检大的技术问题。
本实用新型是这样实现的，一种交流充电桩用PCB板继电器的触点粘连的检测系统，所述交流充电桩用PCB板继电器的触点粘连的检测系统包括调理模块及控制器MCU，所述调理模块的连接所述控制器MCU的检测通道口。
本实用新型的进一步技术方案是：所述交流充电桩用PCB板继电器的触点粘连的检测系统还包括继电器板及控制器MCU板，所述调理模块设于所述继电器板上，所述控制器MCU设于所述控制器MCU板上，所述继电器板的输出端连接所述控制器MCU板的输入端。
本实用新型的进一步技术方案是：所述调理模块包括电容C1、电阻R1、电阻R2、二极管D1、光电耦合器U1、二极管D3、电阻R5、电容C2、电阻R3、电阻R4、二极管D2及光电耦合器U2，所述电容C1的一端通过所述电阻R1连接所述电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端分别连接所述二极管D1的阴极及光电耦合器U1的第1脚，所述光电耦合器U1的第4脚连接所述二极管D3的阴极另一端，所述二极管D3的阳极连接所述电阻R5的一端，所述二极管D3的阴极另一端连接所述光电耦合器U2的第4脚，所述光电耦合器U2的第1脚分别连接所述二极管D2的阴极及电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端通过所述电阻R3连接所述电容C2的一端。
本实用新型的进一步技术方案是：所述继电器板上还设有输入接线端子、输出接线端子、交流桩N线端继电器S2及交流桩L线端继电器S1，市电L线输入端AC_L_IN分别连接电容C2的另一端及交流桩L端继电器S1的一端，市电N线输入端AC_N_IN分别连接所述电容C1的另一端及交流桩N端继电器S2的一端；交流桩输出L线端AC_L_OUT分别连接所述交流桩L线端继电器S1的输出端、二极管D1的阳极及光电耦合器U1的第2脚，所述交流桩输出N端AC_N_OUT分别接所述交流桩N线端继电器S1的输出端、二极管D2的阳极及光电耦合器U2的第2脚。
本实用新型的有益效果是：通过调理电路取代带辅助出头的继电器或接触器，使得充电桩的成本较低，减小设计体积；利用光耦实现信号的传输和电器隔离，电路结构较为简单，，能保证可靠的安全隔离。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的交流充电桩用PCB板继电器的触点粘连的检测系统的原理框图。
图2是本实用新型实施例提供的调理电路的电气原理图。
具体实施方式
如图1-2所示，本实用新型提供的交流充电桩用PCB板继电器的触点粘连的检测系统，所述交流充电桩用PCB板继电器的触点粘连的检测系统包括用于在充电前进行交流充电桩进行继电器主触头进行粘连检测的调理模块及控制器MCU，所述调理模块的连接所述控制器MCU的检测通道口。
所述交流充电桩用PCB板继电器的触点粘连的检测系统还包括继电器板及控制器MCU板，所述调理模块设于所述继电器板上，所述控制器MCU设于所述控制器MCU板上，所述继电器板的输出端连接所述控制器MCU板的输入端。结构紧密，降低故障率，保证了安全性。
所述调理模块包括电容C1、电阻R1、电阻R2、二极管D1、光电耦合器U1、二极管D3、电阻R5、电容C2、电阻R3、电阻R4、二极管D2及光电耦合器U2，所述电容C1的一端通过所述电阻R1连接所述电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端分别连接所述二极管D1的阴极及光电耦合器U1的第1脚，所述光电耦合器U1的第4脚连接所述二极管D3的阴极另一端，所述二极管D3的阳极连接所述电阻R5的一端，所述二极管D3的阴极另一端连接所述光电耦合器U2的第4脚，所述光电耦合器U2的第1脚分别连接所述二极管D2的阴极及电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端通过所述电阻R3连接所述电容C2的一端。
所述继电器板上还设有输入接线端子、输出接线端子、交流桩N线端继电器S2及交流桩L线端继电器S1，市电L线输入端AC_L_IN分别连接电容C2的另一端及交流桩L端继电器S1的一端，市电N线输入端AC_N_IN分别连接所述电容C1的另一端及交流桩N端继电器S2的一端；交流桩输出L线端AC_L_OUT分别连接所述交流桩L线端继电器S1的输出端、二极管D1的阳极及光电耦合器U1的第2脚，所述交流桩输出N端AC_N_OUT分别接所述交流桩N线端继电器S1的输出端、二极管D2的阳极及光电耦合器U2的第2脚。
光电耦合器U1\U2为普通隔离光耦，只要是隔离光耦基本都能实现其在电路中的作用，例如，型号为LTV-816S-TA1就满足要求需要。
交流继电器S1\S2为普通的单触头12V驱动继电器，例如，型号为HATF905ASDC12-1满足客户需求使用。
AC_L_IN和AC_N_IN为交流充电桩的交流输入，AC_L_OUT和AC_N_OUT为交流充电桩的交流输出。S1,S2分别为交流充电桩的输出L线和N线继电器，也即继电器S1,S2的主触头需要进行粘连检测，来满足充电安全要求。如图1所示。
交流充电桩的粘连检测必须是在充电开始前进行，充电前控制器MCU就需要通过调理电路，来实时检测继电器S1,S2的主触头是否粘连，来判定是否产生告警并禁止充电功能，来保证汽车用户安全。在充电前，交流充电桩没有接入汽车，继电器S1,S2不工作，均处于断开状态。在状态下，如果继电器S1,S2未粘连，则原理框图中LOAD侧为悬空状态。如图1所示。
由于LOAD侧悬空，AC_L_IN和AC_N_OUT，AC_N_IN和AC_L_OUT这两组信号之间的电压差为零，调理电路不工作，即没有信号通过隔离光耦U1和U2，U1和U2的副边晶体管是阻断状态, D3二极管均不导通，TO_MCU是恒定的高电平信号，MCU控制器则判定继电器S1或者S2未粘连，汽车用户可以正常进行充电操作。调理电路具体电路结构，如图2所示。
如果在上一次充电过程中，继电器S1或者S2发生损坏粘连，在下一个用户充电之前，粘连检测电路就会工作。此状态下，由于继电器S1或者S2发生损坏粘连，AC_L_IN和AC_N_OUT，AC_N_IN和AC_L_OUT这两组信号中必然至少有一组的电压差为输入交流电压，比如220V电压。
假设继电器S2粘连，AC_N_IN和AC_L_OUT这组信号电压为交流电压220V，其交流正半波经过C1，R1，R2，光耦的输入二极管形成流通回路，将光耦U1的副边晶体管导通，从而D3二极管导通，使得TO_MCU信号为低电平。由于光耦的原边输入二极管反向截止，其交流负半波经过C1，R1，R2，D1二极管形成流通回路，不经过光耦回路，使得TO_MCU信号为高电平。由此，在继电器发生粘连故障时，TO_MCU信号为输入交流频率的方波信号，比如50Hz的方波信号。此状态下，为了可靠检测粘连故障，排除系统扰动，确保充电可靠性，控制器MCU采用计数器算法，即在一定循环周期内以一定时间的间隔检测低电平的数量，比如1s循环内以5ms间隔的周期检测TO_MCU信号的低电平数量，大于等于50个数（即一个工频周期至少能被检测一次低电平），则可以可靠判定继电器发生粘连故障，此时交流充电桩将发出告警并禁止充电功能的任何操作，可靠保护了用户使用安全。
其中，在调理电路中的电阻R1-R4，是为了限制交流电源系统中的高频分量，以低阻抗通过电容C1，C2，来损害光耦器件，因此R1-R4可以可靠的保护光耦器件U1,U2和D1,D2器件。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种交流充电桩用PCB板继电器的触点粘连的检测系统，其特征在于：所述交流充电桩用PCB板继电器的触点粘连的检测系统包括调理模块及控制器MCU，所述调理模块的连接所述控制器MCU的检测通道口。
2.根据权利要求1所述的交流充电桩用PCB板继电器的触点粘连的检测系统，其特征在于， 所述交流充电桩用PCB板继电器的触点粘连的检测系统还包括继电器板及控制器MCU板，所述调理模块设于所述继电器板上，所述控制器MCU设于所述控制器MCU板上，所述继电器板的输出端连接所述控制器MCU板的输入端。
3.根据权利要求1所述的交流充电桩用PCB板继电器的触点粘连的检测系统，其特征在于，所述调理模块包括电容C1、电阻R1、电阻R2、二极管D1、光电耦合器U1、二极管D3、电阻R5、电容C2、电阻R3、电阻R4、二极管D2及光电耦合器U2，所述电容C1的一端通过所述电阻R1连接所述电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端分别连接所述二极管D1的阴极及光电耦合器U1的第1脚，所述光电耦合器U1的第4脚连接所述二极管D3的阴极另一端，所述二极管D3的阳极连接所述电阻R5的一端，所述二极管D3的阴极另一端连接所述光电耦合器U2的第4脚，所述光电耦合器U2的第1脚分别连接所述二极管D2的阴极及电阻R4的一端，所述电阻R4的另一端通过所述电阻R3连接所述电容C2的一端。
4.根据权利要求3所述的交流充电桩用PCB板继电器的触点粘连的检测系统，其特征在于，所述继电器板上还设有输入接线端子、输出接线端子、交流桩N线端继电器S2及交流桩L线端继电器S1，市电L线输入端AC_L_IN分别连接电容C2的另一端及交流桩L端继电器S1的一端，市电N线输入端AC_N_IN分别连接所述电容C1的另一端及交流桩N端继电器S2的一端；交流桩输出L线端AC_L_OUT分别连接所述交流桩L线端继电器S1的输出端、二极管D1的阳极及光电耦合器U1的第2脚，所述交流桩输出N端AC_N_OUT分别接所述交流桩N线端继电器S1的输出端、二极管D2的阳极及光电耦合器U2的第2脚。
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