CN215751965U - 一种智能充电插座控制电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及电动自行车充电技术领域，尤其是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，本实用新型能够实现智能化充电控制和危险检测警报。

Description

一种智能充电插座控制电路
技术领域
本实用新型涉及电动自行车充电技术领域，具体领域为一种智能充电插座控制电路。
背景技术
电动自行车是指以蓄电池作为辅助能源在普通自行车的基础上，安装了电机、控制器、蓄电池、转把闸把等操纵部件和显示仪表系统的机电一体化的个人交通工具。近年来，在我国得到了非常广泛的普及。电动自行车是世界上能达到零排放的机动车。由于环保的要求，加之新材料和新技术的发展，电动自行车进入了快速发展期。中国的石油资源比较贫乏，燃油与尾气的排放污染又是未来大中城市大气污染的主要污染源。为此，中国发展电动自行车辆无疑是未来发展的必然趋势，也是符合绿色环保革命的需求，更是一种社会可持续发展的工具；但是，目前电动自行车充电主要通过私拉电线、投币充电、刷卡充电实现，一方面投币刷卡方式不智能，另一方面普通插座也存在安全隐患。
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智能充电插座控制电路。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：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，且电源输出控制继电器的线圈控制端与控制芯片的输出端连接，所述电动自行车充电电源电路和控制电路工作电源电路的电源输入端均连接外部市电，所述控制电路工作电源电路的电源输出端输出低压工作电源用于对控制模块、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的工作供电，所述电量计量模块的检测端连接在电动自行车充电电源电路的电源输出端上，电量计量模块的数据输出端与控制芯片的输入端连接，所述IC卡刷卡模块与控制芯片的I/O端通信连接，所述电路故障检测模块的检测端连接在电动自行车充电电源电路的电源输出端上，电路故障检测模块的信号输出端连接与控制芯片的输入端连接，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，烟感检测传感器、温湿度检测传感器和温度检测传感器的信号输出端均与控制芯片的输入端连接，所述IC卡刷卡模块的数据端与控制芯片的I/O端通信连接，所述语音播报模块和故障警报模块的控制端均与控制芯片的输出端连接，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，无线遥控模块、红外遥控模块、WiFi通讯模块和有线通讯模块的数据通讯端均分别与控制芯片的I/O端通信连接。
优选的，所述电动自行车充电电源电路包括充电插座、三极管和稳压管，
电源输出控制继电器的常开触点一端连接外部市电，另一端连接充电插座；
电源输出控制继电器的线圈一端连接低压工作电源，另一端连接三极管的集电极；
三极管的发射极接地，三极管的基极连接控制芯片的输出端，稳压管并联在线圈的两端上。
优选的，所述电动自行车充电电源电路设置有至少一路。
优选的，所述控制电路工作电源电路包括降压芯片和稳压芯片，所述降压芯片的输入端连接外部市电，降压芯片的输出端输出5V工作电源，所述稳压芯片的输入端连接降压芯片的输出端，稳压芯片的输出端输出3.3V工作电源。
优选的，所述电量计量模块为电量计量芯片电路，电量计量芯片电路的检测端连接在电动自行车充电电源电路的电源输出端上，电量计量芯片电路的电量数据信号输出端与控制芯片的输入端连接。
优选的，所述电路故障检测模块包括降压电阻组和光电耦合器，降压电阻组由多个电阻串联构成，降压电阻组的一端连接电动自行车充电电源电路的电源输出端，另一端连接光电耦合器输入端侧的正极端，光电耦合器的输入端侧的负极端连接零线，光电耦合器输出端侧的正极端连接低压工作电源，且该端连接控制芯片的输入端，光电耦合器输出端侧的负极端接地。
优选的，所述IC卡刷卡模块为非接触式射频读写器，非接触式射频读写器的信号端与控制芯片的I/O端连接，非接触式射频读写器用于对用户IC卡进行数据读写操作。
优选的，所述WiFi通讯模块为WiFi通讯芯片，WiFi通讯芯片的I/O端与控制芯片的I/O端连接，WiFi通讯芯片通过外部无线路由器与云服务器无线通讯，
所述有线通讯模块为485通信电路，485通信电路的接口端连接外部数据插头，485通信电路的信号端与控制芯片的I/O端连接。
优选的，所述语音播报模块包括语音驱动芯片和喇叭，语音驱动芯片的输入端连接控制芯片的输出端，语音驱动芯片的输出端连接喇叭的输入端。
优选的，所述故障警报模块包括喇叭驱动芯片和高音喇叭，喇叭驱动芯片的输入端连接控制芯片的输出端，喇叭驱动芯片的输出端连接高音喇叭的输入端。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：智能充电插座具有交流输出电源远程通断控制、充电安全控制、电度计量、按时计费功能于一体的交流供电装置，通过本申请的控制电路自带的WIFI与云平台连接，利用电动自行车的车配充电器为电动自行车充电。设备内部可引出2路出线至专用插座，通过电动自行车的车配充电器完成充电。电路连接云平台给用户提供安全可靠及智能化的充电服务。
附图说明
图1为本实用新型的系统原理框图；
图2为本实用新型的电路原理图；
图3为本实用新型的控制芯片电路原理图；
图4为本实用新型的电源模块电路原理图；
图5为本实用新型的电路故障检测模块电路原理图；
图6为本实用新型的传感器检测模块电路原理图；
图7为本实用新型的IC卡刷卡模块电路原理图；
图8为本实用新型的通讯模块电路原理图；
图9为本实用新型的语音播报模块电路原理图；
图10为本实用新型的故障警报模块电路原理图；
图11为本实用新型的电量计量模块电路原理图；
图12为本实用新型的指示灯电路原理图。
图中：1、控制芯片；2、电量计量模块；3、电动自行车充电电源电路；4、控制电路工作电源电路；5、电源输出控制继电器；6、电路故障检测模块；7、烟感检测传感器；8、温湿度检测传感器；9、温度检测传感器；10、IC卡刷卡模块；11、无线遥控模块；12、红外遥控模块；13、WiFi通讯模块；14、有线通讯模块；15、语音播报模块；16、故障警报模块。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1至2，本实用新型提供一种技术方案：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，且电源输出控制继电器的线圈控制端与控制芯片的输出端连接，所述电动自行车充电电源电路和控制电路工作电源电路的电源输入端均连接外部市电，所述控制电路工作电源电路的电源输出端输出低压工作电源用于对控制模块、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的工作供电，所述电量计量模块的检测端连接在电动自行车充电电源电路的电源输出端上，电量计量模块的数据输出端与控制芯片的输入端连接，所述IC卡刷卡模块与控制芯片的I/O端通信连接，所述电路故障检测模块的检测端连接在电动自行车充电电源电路的电源输出端上，电路故障检测模块的信号输出端连接与控制芯片的输入端连接，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，烟感检测传感器、温湿度检测传感器和温度检测传感器的信号输出端均与控制芯片的输入端连接，所述IC卡刷卡模块的数据端与控制芯片的I/O端通信连接，所述语音播报模块和故障警报模块的控制端均与控制芯片的输出端连接，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，无线遥控模块、红外遥控模块、WiFi通讯模块和有线通讯模块的数据通讯端均分别与控制芯片的I/O端通信连接。
如图3所示，控制芯片采用单片机集成电路芯片，并设置FLASH外部储存器，单片机集成电路芯片的操作数据能够输入到FLASH外部储存器进行存储，形成设备操作日志。
如图4所示，所述电动自行车充电电源电路包括充电插座J8、三极管Q1和稳压管D9，电源输出控制继电器的常开触点一端连接外部市电，另一端连接充电插座；电源输出控制继电器的线圈一端连接低压工作电源，另一端连接三极管的集电极；三极管的发射极接地，三极管的基极连接控制芯片的输出端，稳压管并联在线圈的两端上，所述电动自行车充电电源电路设置有至少一路。智能充电插座最大可外接2路插座，每个插座只支持一台电瓶车通过车配充电器充电，智能充电插座可以按时间或电量充电，针对单个用户或者单次动态的进行充电时长，涓流，零点检测时长配置，有效适配部分特有电瓶充电特性，彻底解决电瓶充不满的情况。
所述控制电路工作电源电路包括降压芯片U1和稳压芯片U2，所述降压芯片的输入端连接外部市电，降压芯片的输出端输出5V工作电源，所述稳压芯片的输入端连接降压芯片的输出端，稳压芯片的输出端输出3.3V工作电源。
如图11所示，所述电量计量模块为电量计量芯片电路，电量计量芯片电路的检测端连接在电动自行车充电电源电路的电源输出端上，电量计量芯片电路的电量数据信号输出端与控制芯片的输入端连接。
如图5所示，所述电路故障检测模块包括降压电阻组和光电耦合器，降压电阻组由多个电阻串联构成，降压电阻组的一端连接电动自行车充电电源电路的电源输出端，另一端连接光电耦合器输入端侧的正极端，光电耦合器的输入端侧的负极端连接零线，光电耦合器输出端侧的正极端连接低压工作电源，且该端连接控制芯片的输入端，光电耦合器输出端侧的负极端接地。智能充电插座具备检测大功率负载功能，可以设定功率报警值，达到报警值时会断开对应充电回路，并把信息发到云平台；另外，用户拔掉充电器或充电器插头未插紧，若还有剩余时间或电量，则会发出报警，同时在已设定的一定时间内关闭该回路供电，信息上传云平台；电瓶车充满电量后，若还有剩余时间或电量，则会发出报警，同时关闭该回路供电，信息上传云平台。
如图6所示，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，烟感检测传感器、温湿度检测传感器和温度检测传感器的信号输出端均与控制芯片的输入端连接，插座外接温湿度传感器和烟感检测传感器，使得可以检测环境温湿度并且上传云平台，同时烟感传感器可以用于消防监测，温度检测传感器用于监测出线回路导线温度。当温度超平台设置的温度或者超过默认值的温度度，自动断电，信息上传云平台。
如图7所示，所述IC卡刷卡模块为非接触式射频读写器，非接触式射频读写器的信号端与控制芯片的I/O端连接，非接触式射频读写器用于对用户IC卡进行数据读写操作，用户可以通过刷卡形式实现充电时长，涓流，零点检测时长配置，有效适配部分特有电瓶充电特性，彻底解决电瓶充不满的情况。
如图8所示，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，无线遥控模块、红外遥控模块、WiFi通讯模块和有线通讯模块的数据通讯端均分别与控制芯片的I/O端通信连接，
通过无线遥控模块和红外遥控模块，能够实现近距离无线控制，使得设备能够进行数据调整和设置。
所述WiFi通讯模块为WiFi通讯芯片，WiFi通讯芯片的I/O端与控制芯片的I/O端连接，WiFi通讯芯片通过外部无线路由器与云服务器无线通讯，通过WiFi模块的设置，能够实现数据信息的上报和云付款充电操作时的无线充电控制。
所述有线通讯模块为485通信电路，485通信电路的接口端连接外部数据插头，485通信电路的信号端与控制芯片的I/O端连接，通过485通讯协议能够实现串口通讯，可以把N个串口通讯设备串联起来，把信息采集到服务器。
如图9所示，所述语音播报模块包括语音驱动芯片和喇叭，语音驱动芯片的输入端连接控制芯片的输出端，语音驱动芯片的输出端连接喇叭的输入端，通过语音播报形式，能够提高使用服务效果。
如图10所示，所述故障警报模块包括喇叭驱动芯片和高音喇叭，喇叭驱动芯片的输入端连接控制芯片的输出端，喇叭驱动芯片的输出端连接高音喇叭的输入端，当出现故障或火灾时，能够通过高音喇叭进行警报，提高警报效率。
如图12所示，在实际使用过程中设置有指示灯电路，指示灯电路设置有多种指示模式，通过设定不同的指示模式，实现充电指示、故障指示等直观的指示提示识别。
通过本技术方案，智能充电插座是新一代电动自行车智能充电设备，具有交流输出电源远程通断控制、充电安全控制、电度计量、按时计费功能于一体的交流供电装置，通过该装置自带的WIFI与云平台连接，利用电动自行车的车配充电器为电动自行车充电。设备内部可引出2路出线至专用插座，通过电动自行车的车配充电器完成充电。可连接云平台给用户提供安全可靠及智能化的充电服务。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种智能充电插座控制电路，其特征在于：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，且电源输出控制继电器的线圈控制端与控制芯片的输出端连接，所述电动自行车充电电源电路和控制电路工作电源电路的电源输入端均连接外部市电，所述控制电路工作电源电路的电源输出端输出低压工作电源用于对控制模块、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的工作供电，所述电量计量模块的检测端连接在电动自行车充电电源电路的电源输出端上，电量计量模块的数据输出端与控制芯片的输入端连接，所述IC卡刷卡模块与控制芯片的I/O端通信连接，所述电路故障检测模块的检测端连接在电动自行车充电电源电路的电源输出端上，电路故障检测模块的信号输出端连接与控制芯片的输入端连接，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，烟感检测传感器、温湿度检测传感器和温度检测传感器的信号输出端均与控制芯片的输入端连接，所述IC卡刷卡模块的数据端与控制芯片的I/O端通信连接，所述语音播报模块和故障警报模块的控制端均与控制芯片的输出端连接，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，无线遥控模块、红外遥控模块、WiFi通讯模块和有线通讯模块的数据通讯端均分别与控制芯片的I/O端通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能充电插座控制电路，其特征在于：所述电动自行车充电电源电路包括充电插座、三极管和稳压管，
电源输出控制继电器的常开触点一端连接外部市电，另一端连接充电插座；
电源输出控制继电器的线圈一端连接低压工作电源，另一端连接三极管的集电极；
三极管的发射极接地，三极管的基极连接控制芯片的输出端，稳压管并联在线圈的两端上。
3.根据权利要求2所述的一种智能充电插座控制电路，其特征在于：所述电动自行车充电电源电路设置有至少一路。
4.根据权利要求1所述的一种智能充电插座控制电路，其特征在于：所述控制电路工作电源电路包括降压芯片和稳压芯片，所述降压芯片的输入端连接外部市电，降压芯片的输出端输出5V工作电源，所述稳压芯片的输入端连接降压芯片的输出端，稳压芯片的输出端输出3.3V工作电源。
5.根据权利要求1所述的一种智能充电插座控制电路，其特征在于：所述电量计量模块为电量计量芯片电路，电量计量芯片电路的检测端连接在电动自行车充电电源电路的电源输出端上，电量计量芯片电路的电量数据信号输出端与控制芯片的输入端连接。
6.根据权利要求1所述的一种智能充电插座控制电路，其特征在于：所述电路故障检测模块包括降压电阻组和光电耦合器，降压电阻组由多个电阻串联构成，降压电阻组的一端连接电动自行车充电电源电路的电源输出端，另一端连接光电耦合器输入端侧的正极端，光电耦合器的输入端侧的负极端连接零线，光电耦合器输出端侧的正极端连接低压工作电源，且该端连接控制芯片的输入端，光电耦合器输出端侧的负极端接地。
7.根据权利要求1所述的一种智能充电插座控制电路，其特征在于：所述IC卡刷卡模块为非接触式射频读写器，非接触式射频读写器的信号端与控制芯片的I/O端连接，非接触式射频读写器用于对用户IC卡进行数据读写操作。
8.根据权利要求1所述的一种智能充电插座控制电路，其特征在于：所述WiFi通讯模块为WiFi通讯芯片，WiFi通讯芯片的I/O端与控制芯片的I/O端连接，WiFi通讯芯片通过外部无线路由器与云服务器无线通讯，
所述有线通讯模块为485通信电路，485通信电路的接口端连接外部数据插头，485通信电路的信号端与控制芯片的I/O端连接。
9.根据权利要求1所述的一种智能充电插座控制电路，其特征在于：所述语音播报模块包括语音驱动芯片和喇叭，语音驱动芯片的输入端连接控制芯片的输出端，语音驱动芯片的输出端连接喇叭的输入端。
10.根据权利要求1所述的一种智能充电插座控制电路，其特征在于：所述故障警报模块包括喇叭驱动芯片和高音喇叭，喇叭驱动芯片的输入端连接控制芯片的输出端，喇叭驱动芯片的输出端连接高音喇叭的输入端。
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