CN215579232U - 一种双路智能充电插座及其控制电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种双路智能充电插座及其控制电路，属于充电插座的技术领域。它包括内壳体和外壳体，内壳体上设置面贴，在内壳体上对应的开孔中设置防尘塞，内壳体上还设置方孔，并在方孔内设置匹配的插座；内壳体背端设置第二线路板；第二线路板正面端设置第一线路板，背面端设置第三线路板，第二线路板通过排线连接天线，天线另一侧安装在壳体上，第二线路板通过导线连接插座和喇叭；第三线路板上设置有SIM卡座，SIM卡座为翻盖式结构；内壳体和外壳体连接安装，并在外壳体上设置盖板，第二线路板对应的端子中还设置外接插头。本实用新型采用集成化结构，并配合控制电路，实现充电插座的充电安全控制、电度计量、异常显示等智能化功能。

Description

一种双路智能充电插座及其控制电路
技术领域
本实用新型涉及一种双路智能充电插座及其控制电路，属于充电插座的技术领域。
背景技术
现有技术下，大多数智能充电插座存在以下缺陷：1.大多数智能插座采用合金电阻对充电输出回路的电流进行采样，与计量芯片不隔离，电器充电瞬间产生的冲击电流容易对计量芯片造成损坏；2.传统智能插座不支持免拆卸外壳更换流量卡，不利于运营商后期更换流量卡；3.大多数智能插无法通过按键设置常用参数，现场调试人员需要借助额外设备进行设置；4.大多数智能插座安装开孔与86盒开孔并不兼容，施工人员需重新进行开孔。
例如专利公开号为CN112874333A的中国专利公开了一种智能充电插座控制电路，包括控制模块、电源模块、电量计量模块、电路故障检测模块、传感器检测模块、IC卡刷卡模块、通讯模块、语音播报模块和故障警报模块，所述控制模块包括控制芯片和电源输出控制继电器，所述电源模块包括电动自行车充电电源电路和控制电路工作电源电路，所述电源输出控制继电器的常开触点串联在电动自行车充电电源电路的电源输出端上，所述传感器检测模块包括烟感检测传感器、温湿度检测传感器和温度检测传感器，所述通讯模块包括无线遥控模块、红外遥控模块、WiFi通讯模块和有线通讯模块。
上述专利的智能充电插座能够实现智能化充电控制和危险检测警报，且公开了对应的如故障检测、刷卡模块等电路原理图，但是并未公开相关具体结构。
因此，为解决上述背景问题，研发一种双路智能充电插座是迫在眉睫的。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述背景问题中提出的问题，提供一种双路智能充电插座及其控制电路，它集成化结构，并配合其控制电路，能实现充电插座的充电安全控制、电度计量、异常显示等智能化功能。
本实用新型的目的是这样实现的：一种双路智能充电插座，包括内壳体和外壳体，所述内壳体上设置有面贴，并在内壳体上对应的开孔中设置防尘塞，所述内壳体上还设置有方孔，并在方孔内设置匹配的插座；
所述内壳体的背端设置有第二线路板；
所述第二线路板的正面端设置有第一线路板，背面端设置有第三线路板，所述第二线路板通过排线连接天线，所述天线另一侧安装在内壳体上，所述天线的接线端与线路板上的母座连接，所述第二线路板还通过导线连接插座和喇叭；
所述第三线路板上还设置有SIM卡座，所述SIM卡座为翻盖式结构；
所述内壳体和外壳体连接安装，并在外壳体上设置盖板，所述第二线路板对应的端子中还设置有外接插头；
所述第二线路板上还装有第一数码管和第二数码管，并在数码管的下方分别匹配设置第一按键和第二按键。
所述第一线路板通过插针焊接方式安装在第二线路板上，所述第三线路板与第二线路板之间通过插针插拔方式进行电气连接。
一种双路智能充电插座的控制电路，包括控制模块，所述控制模块设置有控制芯片电路；
所述控制芯片电路采用微控制器芯片，微控制器芯片的I/O端与刷卡模块、无线通讯模块、显示模块、测温模块、485通讯模块、按键模块、电源模块、语音模块以及计量和输出模块相连。
所述刷卡模块设置有刷卡电路；
所述刷卡电路包括射频芯片，射频芯片的信号端与控制芯片的I/O端连接，射频芯片用于对用户IC卡进行数据读写操作。
所述无线通讯模块包括4G无线模块电路；
所述4G无线模块电路包括4G通信芯片、电源芯片和数据流量单元；
所述数据流量单元设置有SIM卡座或贴片ESIM卡；
所述4G通信芯片的I/O端与微控制器芯片的I/O端连接；
所述4G通信芯片通过插入SIM卡座的外部SIM卡或数据流量单元内的贴片ESIM卡提供的数据流量包与云平台无线通讯。
所述显示模块包括数码管和数码管驱动芯片；
所述数码管驱动芯片与微控制器芯片的I/O端相连；
所述微控制器芯片通过数码管驱动芯片控制并驱动数码管。
所述计量和输出模块包括计量电路和输出控制电路；
所述计量电路包括电流互感器和电压互感器；
所述电流互感器的一次侧一端连接在火线上，另一端连接在电源输出控制继电器的常开触点一端；所述电流互感器的二次侧通过保护元件和采样电阻将电流采样信号输入至计量芯片的电流检测通道中；
所述电压互感器的一次侧一端连接在火线上，另一端依次通过降压电阻与零线连接；所述电压互感器的二次侧通过保护元件和采样电阻将采样信号输入至计量芯片的电压检测通道；
所述计量芯片与微控制器芯片的I/O端相连，将计量数据实时传输至微控制器芯片；
所述输出控制电路的电源输出控制继电器的常开触点一端与电流互感器的一次侧一端连接，另一端与插座连接；
电源输出控制继电器的线圈一端连接低压工作电源5V，另一端连接三极管的集电极；所述三极管的发射极接地，基极连接至微控制器芯片的输出端；
续流二极管并联在所述电源输出控制继电器的线圈的两端。
所述测温模块设置有测温电路，所述测温电路采用高精度的低温漂电阻一端与NTC电阻相连，另一端与+3.3V电源相连；
所述NTC电阻的一端接GND，另一端的分压信号直接接入微控制器芯片的输入端；
所述485通讯模块设置有485通讯电路，所述485通讯电路通过光耦将485通讯芯片的信号端与微控制器芯片IC5的I/O端隔离，通过485通讯协议实现组网通讯，把多个双路智能插座串联，数据上传至服务器；
所述按键模块设置有按键电路，所述按键电路包括按键和去抖电路，所述按键与微控制器芯片的输入端相连。
所述电源电路中设置有包括热敏电阻，压敏电阻，工字电感和共模电感的保护电路；
市电经过保护电路连接桥堆，桥堆将市电进行整流，整流后的电源经过电源芯片、变压器和光耦构成的转换电路进行降压。
所述语音模块设置有语音模块电路；
所述语音模块电路包括语音驱动芯片和喇叭；
所述语音驱动芯片的输入端连接微控制器芯片的输出端，语音驱动芯片的输出端通过防静电管保护接入喇叭的输入端，并通过喇叭语音播报。
相比于现有技术，本实用新型具有以下优点：
本实用新型的一种双路智能充电插座，它采用集成化的结构设置，通过外壳体与内壳体的结构配合，并设置有盖板，盖板结构能够方便进行SIM卡的更换，以及后期进行内部的检视；
本实用新型的一种双路智能充电插座，它设置有控制模块并匹配对应的计量和输出模块，通过特定的控制电路使计量芯片与微控制器芯片端相连，将计量数据实时传输至微控制器芯片；同时，控制模块还匹配设置有显示模块，控制模块的微控制器芯片通过显示模块中的数码管驱动芯片控制并驱动数码管，使计量电路上检测到的异常数据，通过数码管的形式显示，可以显示多种不同的充电问题，具有针对性，方便维修人员及时快速的检修。
附图说明
图1为本实用新型的一种双路智能充电插座的内壳体示意图。
图2为本实用新型的一种双路智能充电插座的整体结构示意图。
图3为本实用新型的一种双路智能充电插座线路板主视示意图。
图4为本实用新型的一种双路智能充电插座线路板侧视示意图。
图5为本实用新型的一种双路智能充电插座的SIM卡座的侧视图。
图6为本实用新型的一种双路智能充电插座的SIM卡座的俯视图。
图7为本实用新型的一种双路智能充电插座的原理框图。
图8为本实用新型一种双路智能充电插座的控制模块电路原理图。
图9为本实用新型一种双路智能充电插座的显示模块电路原理图。
图10为本实用新型一种双路智能充电插座的计量和输出模块电路原理图。
图11为本实用新型一种双路智能充电插座的测温模块电路原理图。
图12为本实用新型一种双路智能充电插座的485通讯模块电路原理图。
图13为本实用新型一种双路智能充电插座的无线模块电路原理图。
图14为本实用新型一种双路智能充电插座的按键模块电路原理图。
图15为本实用新型一种双路智能充电插座的电源模块电路原理图。
图16为本实用新型一种双路智能充电插座的语音模块电路原理图。
图17为本实用新型一种双路智能充电插座的刷卡电路原理图。
其中：1、面贴；2、防尘塞；3、插座；4、内壳体；5、第一线路板；6、第二线路板；7、天线；8、第三线路板；9、喇叭；10、外壳体；11、盖板；12、外接插头；13、SIM卡座；14、第一数码管；15、第二数码管；16、第一按键；17、第二按键。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型加以说明：
如图1~17所示，一种双路智能充电插座，包括内壳体4和外壳体10，所述内壳体4上设置有面贴1，并在内壳体4上对应的开孔中设置防尘塞2，所述内壳体4上还设置有方孔，并在方孔内设置匹配的插座3；
所述内壳体4的背端设置有第二线路板6；
所述第二线路板6的正面端设置有第一线路板5，背面端设置有第三线路板8，所述第二线路板6通过排线连接天线7，所述天线7另一侧安装在内壳体4上，所述第二线路板6还通过导线连接插座3和喇叭9；
所述第三线路板8上还设置有SIM卡座13，所述SIM卡座13为翻盖式结构。
所述内壳体4和外壳体10连接安装，并在外壳体10上设置盖板11，所述第二线路板6对应的端子中还设置有外接插头12。
在本实施例中，插座3可以是五孔插座，也可以是其他插座，以适应不同地区的插座标准。
在本实施例中，将SIM卡座13设置为翻盖式结构，运营人员可通过打开盖板11，方便更换SIM卡。
在本实施例中，所述第二线路板6设置在壳体4的背端并与其通过螺丝配合安装固定。
在本实施例中，所述第一线路板5通过插针焊接方式安装在第二线路板6上，所述第三线路板8与第二线路板6之间通过插针插拔方式进行电气连接；
在本实施例中，所述第二线路板6上还装有第一数码管14和第二数码管15，并在数码管的下方匹配设置第一按键16和第二按键17。
如图7所示，在本实施例中，所述第二线路板6形成主MCU模块，所述第一线路板5形成射频模块，所述第三线路板8形成无线模块。
如图8所示，在本实施例中，本实用新型的一种双路智能充电插座其控制电路，包括控制模块，所述控制模块设置有控制芯片电路；
所述控制芯片电路采用微控制器芯片IC5，微控制器芯片IC5的I/O端与刷卡模块、无线通讯模块、显示模块、测温模块、485通讯模块、按键模块、电源模块、语音模块以及计量和输出模块相连。
如图9所示，在本实施例中，本实用新型的显示模块设置显示模块电路，所述显示模块电路显示模块包括数码管LED1、数码管LED2和数码管驱动芯片IC4；
所述数码管驱动芯片IC4与微控制器芯片IC5的I/O端相连；
所述微控制器芯片IC5通过控制数码管驱动芯片IC4驱动数码管LED1和数码管LED2，从而进行显示。
如图10所示，在本实施例中，本实用新型的计量和输出模块包括计量电路和输出控制电路；
所述计量电路包括电流互感器CT1和电流互感器CT2；
所述电流互感器CT1和电流互感器CT2的一次侧一端连接在火线上，另一端分别连接在电源输出控制继电器K1和电源输出控制继电器K2的常开触点一端；
所述电流互感器CT1和电流互感器CT2的二次侧通过保护元件Q2、保护元件Q3、采样电阻R8、采样电阻R9、采样电阻R15和采样电阻R16将电流采样信号输入至计量芯片IC1的电流检测通道；
所述电压互感器PT1的一次侧一端连接在火线上，另一端通过降压电阻RV1、降压电阻RV2、降压电阻RV3、降压电阻RV4、降压电阻RV5和降压电阻RV6后与零线连接；
所述电压互感器PT1的二次侧通过保护元件Q1、采样电阻R3和采样电阻R5将采样信号输入至计量芯片IC1的电压检测通道；
计量芯片IC1与微控制器芯片IC5的I/O端相连，将计量数据实时传输至微控制器芯片IC5。
所述输出控制电路的电源输出控制继电器K1和电源输出控制继电器K2的常开触点一端分别与电流互感器CT1和电流互感器CT2的一次侧一端连接，另一端连接到插座；
所述电源输出控制继电器K1和电源输出控制继电器K2的线圈一端连接低压工作电源5V，另一端分别连接三极管VT1和三极管VT2的集电极；
所述三极管VT1和三极管VT2的发射极接地，基极连接至微控制器芯片IC5的输出端；
续流二极管VD1，VD2并联在继电器K1、K2的线圈的两端。
如图11所示，在本实施例中，本实用新型的测温模块包括测温电路，所述测温电路采用高精度的低温漂电阻R40一端与NTC电阻R41相连，另一端与+3.3V电源相连；
所述NTC电阻R41的一端接GND，另一端的分压信号直接接入微控制器芯片IC5的输入端。
如图12所示，在本实施例中，本实用新型的485通讯模块设置485通讯电路；
所述485通讯电路通过光耦U4和光耦U5将485通讯芯片的信号端IC13与微控制器芯片IC5的I/O端隔离，并通过485通讯协议实现组网通讯，可以把多个双路智能插座串联起来，把数据上传至服务器。
如图13所示，在本实施例中，本实用新型的无线通讯模块包括4G无线模块电路；
所述4G无线模块电路包括4G通信芯片IC6、电源芯片U9和数据流量单元；
所述数据流量单元设置有SIM卡座U8或贴片ESIM卡U6；
所述4G通信芯片IC6的I/O端与微控制器芯片IC5的I/O端；
所述4G通信芯片IC6通过插入SIM卡座U8的外部SIM卡或数据流量单元内的贴片ESIM卡U6提供的数据流量包与云平台无线通讯，通过4G通信芯片的设置，实现数据信息的上报和云付款充电操作时无线控制。
如图14所示，在本实施例中，本实用新型的按键模块设置有按键电路；
所述按键电路包括按键KEY1、按键KEY2和去抖电路；
所述按键KEY1和按键KEY2与微控制器芯片IC5的输入端相连，通过按键电路可以进行充电以及插座的参数修改。
如图15所示，在本实施例中，本实用新型的电源模块设置有电源电路；
所述电源电路中设置有包括热敏电阻PT2，压敏电阻RV7，工字电感L3和共模电感L1的保护电路；
市电经过保护电路连接桥堆DB1，所述桥堆DB1将市电进行整流，整流后的电源经过电源芯片IC2，变压器T1，光耦U2，光耦IC3构成的转换电路进行降压。
其中，变压器T1的引脚10，接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极依次通过电解电容C20，陶瓷电容C21后接稳压芯片U1的输入端，稳压芯片U1的输出端输出5V工作电源给485通信芯片IC13供电；
其中，变压器T1的引脚5，接二极管VD3的阳极，通过电解电容C26，功率电感L2，电解电容C27，陶瓷电容C25，TVS管D3，输出5V工作电源接入稳压芯片IC10的输入端，稳压芯片IC10的输出端输出3.3V工作电源给微控制器芯片IC5等其他元器件供电。
如图16所示，在本实施例中，本实用新型的语音模块设置有语音模块电路；
所述语音模块电路包括语音驱动芯片IC7和喇叭J5；
所述语音驱动芯片IC7的输入端连接微控制器芯片IC5的输出端，语音驱动芯片IC7的输出端通过防静电管D5保护接入喇叭J5的输入端，并通过喇叭语音播报形式，提高使用服务效果。
如图17所示，在本实施例中，本实用新型的刷卡模块设置有刷卡电路；
所述刷卡电路包括射频芯片IC11，射频芯片IC11的信号端与控制芯片IC5的I/O端连接，射频芯片IC11用于对用户IC卡进行数据读写操作。
在本实施例中，本实用新型的一种双路智能充电插座具备异常显示的功能，它可以通过控制模块匹配对应的计量和输出模块，通过控制电路使计量芯片与微控制器芯片端相连，将计量数据实时传输至微控制器芯片；同时，控制模块还匹配设置有显示模块，控制模块的微控制器芯片通过显示模块中的数码管驱动芯片控制并驱动数码管，使计量电路上检测到的异常数据，通过数码管的形式显示不同的错误代码，从而显示出不同的充电问题。
在本实施例中，所述第二线路板6上设置有第一按键16和第二按键17，所述第一按键16和第二按键17与之相对的插座3匹配，用户可通过按键来进行充电，而维护人员可通过第一按键16和第二按键17进入参数修改界面，设置插座参数。
以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双路智能充电插座的控制电路，其特征在于：包括控制模块，所述控制模块设置有控制芯片电路；
所述控制芯片电路采用微控制器芯片，微控制器芯片的I/O端与刷卡模块、无线通讯模块、显示模块、测温模块、485通讯模块、按键模块、电源模块、语音模块以及计量和输出模块相连。
2.根据权利要求1所述的一种双路智能充电插座的控制电路，其特征在于：所述刷卡模块设置有刷卡电路；
所述刷卡电路包括射频芯片，射频芯片的信号端与控制芯片的I/O端连接，射频芯片用于对用户IC卡进行数据读写操作。
3.根据权利要求1所述的一种双路智能充电插座的控制电路，其特征在于：所述无线通讯模块包括4G无线模块电路；
所述4G无线模块电路包括4G通信芯片、电源芯片、SIM卡座和ESIM卡；
所述4G通信芯片的I/O端与微控制器芯片的I/O端连接；
所述4G通信芯片通过插入SIM卡座的外部SIM卡或ESIM卡提供的数据流量包与云平台无线通讯。
4.根据权利要求1所述的一种双路智能充电插座的控制电路，其特征在于：所述显示模块包括数码管和数码管驱动芯片；
所述数码管驱动芯片与微控制器芯片的I/O端相连；
所述微控制器芯片通过数码管驱动芯片控制并驱动数码管。
5.根据权利要求1所述的一种双路智能充电插座的控制电路，其特征在于：所述计量和输出模块包括计量电路和输出控制电路；
所述计量电路包括电流互感器和电压互感器；
所述电流互感器的一次侧一端连接在火线上，另一端连接在电源输出控制继电器的常开触点一端；所述电流互感器的二次侧通过保护元件和采样电阻将电流采样信号输入至计量芯片的电流检测通道中；
所述电压互感器的一次侧一端连接在火线上，另一端依次通过降压电阻与零线连接；所述电压互感器的二次侧通过保护元件和采样电阻将采样信号输入至计量芯片的电压检测通道；
所述计量芯片与微控制器芯片的I/O端相连，将计量数据实时传输至微控制器芯片；
所述输出控制电路的电源输出控制继电器的常开触点一端与电流互感器的一次侧一端连接，另一端与插座连接；
电源输出控制继电器的线圈一端连接低压工作电源5V，另一端连接三极管的集电极；所述三极管的发射极接地，基极连接至微控制器芯片的输出端；
续流二极管并联在所述电源输出控制继电器的线圈的两端。
6.根据权利要求1所述的一种双路智能充电插座的控制电路，其特征在于：所述测温模块设置有测温电路，所述测温电路采用低温漂电阻一端与NTC电阻相连，另一端与+3.3V电源相连；
所述NTC电阻的一端接GND，另一端的分压信号直接接入微控制器芯片的输入端；
所述485通讯模块设置有485通讯电路，所述485通讯电路通过光耦将485通讯芯片的信号端与微控制器芯片IC5的I/O端隔离，通过485通讯协议实现组网通讯，把多个双路智能插座串联，数据上传至服务器；
所述按键模块设置有按键电路，所述按键电路包括按键和去抖电路，所述按键与微控制器芯片的输入端相连。
7.根据权利要求1所述的一种双路智能充电插座的控制电路，其特征在于：所述电源模块设置有电源电路，所述电源电路中设置有包括热敏电阻，压敏电阻，工字电感和共模电感的保护电路；
市电经过保护电路连接桥堆，桥堆将市电进行整流，整流后的电源经过电源芯片、变压器和光耦构成的转换电路进行降压。
8.根据权利要求1所述的一种双路智能充电插座的控制电路，其特征在于：所述语音模块设置有语音模块电路；
所述语音模块电路包括语音驱动芯片和喇叭；
所述语音驱动芯片的输入端连接微控制器芯片的输出端，语音驱动芯片的输出端通过防静电管保护接入喇叭的输入端，并通过喇叭语音播报。
9.一种双路智能充电插座，其特征在于：包括权利要求1~8任意一项所述的双路智能充电插座的控制电路；
包括内壳体（4）和外壳体（10），所述内壳体（4）上设置有面贴（1），并在内壳体（4）上对应的开孔中设置防尘塞（2），所述内壳体（4）上还设置有方孔，并在方孔内设置匹配的插座（3）；
所述内壳体（4）的背端设置有第二线路板（6）；
所述第二线路板（6）的正面端设置有第一线路板（5），背面端设置有第三线路板（8），所述第二线路板（6）通过排线连接天线（7），所述天线（7）另一侧安装在内壳体（4）上，所述天线（7）的接线端与第三线路板（8）上的母座连接，所述第二线路板（6）还通过导线连接插座（3）和喇叭（9）；
所述第三线路板（8）上还设置有SIM卡座（13），所述SIM卡座（13）为翻盖式结构；
所述内壳体（4）和外壳体（10）连接安装，并在外壳体（10）上设置盖板（11），所述第二线路板（6）对应的端子中还设置有外接插头（12）；
所述第二线路板（6）上还装有第一数码管（14）和第二数码管（15），并在数码管的下方分别匹配设置第一按键（16）和第二按键（17）。
10.根据权利要求9所述的一种双路智能充电插座，其特征在于：所述第一线路板（5）通过插针焊接方式安装在第二线路板（6）上，所述第三线路板（8）与第二线路板（6）之间通过插针插拔方式进行电气连接。
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