CN215833522U - 一种掉电检测电路和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种掉电检测电路和装置，电路包括：限流分压模块与充电桩连接，用于对充电桩的输出电压进行分压处理；第一光电耦合器隔离模块的原边的阳极、第二光电耦合器隔离模块的原边的阴极与限流分压模块连接，第一光电耦合器隔离模块的原边的阴极、第二光电耦合器隔离模块的原边的阳极与充电桩的零线连接；第一光电耦合器隔离模块的副边、第二光电耦合器隔离模块的副边的发射极与有源开关模块连接，第二光电耦合器隔离模块的副边的集电极与电源VCC1连接；控制模块与有源开关模块连接，用于获取有源开关模块的输出电平，并根据输出电平判断充电桩是否掉电，改善了现有掉电检测电路由于需要对交流电进行整流处理导致延迟的技术问题。
Description
技术领域
本申请涉及掉电检测技术领域，尤其涉及一种掉电检测电路和装置。
背景技术
随着电动汽车的推广和技术进步，电动汽车销量呈快速增长态势。充电桩的安全可靠性，成为用户首要考虑的问题，同时向小型化、智能化、美观化方面发展，充电桩需提供充电过程中的一系列保护措施，以保障用户、设备和车辆的安全。在紧急情况下，充电桩应能自动切断输出，并有及时准确的报警提示，全方位保护用户的充电安全。充电桩运行过程中，在有故障发生时发送切断输出命令后，需要回采实际输出的交流电压是否真实有效的断开，因此需要对充电桩输出的交流电压进行掉电检测。现有的掉电检测方案需要对交流电进行整流处理，存在延迟报警的问题，不能满足充电桩掉电时的快速报警响应要求，影响了充电桩的安全可靠性。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种掉电检测电路和装置，用于改善现有的掉电检测电路由于需要对交流电进行整流处理导致延迟的技术问题。
有鉴于此，本申请提供了一种掉电检测电路，包括：限流分压模块、第一光电耦合器隔离模块、第二光电耦合器隔离模块、有源开关模块和控制模块；
所述限流分压模块，与充电桩连接，用于对所述充电桩的输出电压进行分压处理；
所述第一光电耦合器隔离模块的原边的阳极、所述第二光电耦合器隔离模块的原边的阴极分别与所述限流分压模块连接，所述第一光电耦合器隔离模块的原边的阴极、所述第二光电耦合器隔离模块的原边的阳极分别与所述充电桩的零线连接；
所述第一光电耦合器隔离模块的副边、所述第二光电耦合器隔离模块的副边的发射极分别与所述有源开关模块连接，所述第二光电耦合器隔离模块的副边的集电极与电源VCC1连接；
所述控制模块，与所述有源开关模块连接，用于获取所述有源开关模块的输出电平，并根据所述输出电平判断所述充电桩是否掉电。
可选的，所述限流分压模块由依次串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻构成；
所述第一电阻的一端与所述充电桩的相线连接，所述第四电阻的一端与所述充电桩的零线连接。
可选的，所述有源开关模块包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、三极管和MOS场效应管；
所述第五电阻的一端分别与所述第一光电耦合器隔离模块的副边的发射极、所述第二光电耦合器隔离模块的副边的发射极连接，另一端与所述三极管的基极连接；
所述第六电阻的一端通过所述第一电容与所述第一光电耦合器隔离模块的副边的集电极连接，并与所述第一光电耦合器隔离模块的副边的发射极、所述第二光电耦合器隔离模块的副边的发射极连接，另一端接地；
所述三极管的集电极分别与所述第七电阻的一端、所述第八电阻的一端，所述第二电容的一端连接，所述第八电阻的另一端与所述MOS场效应管的栅极连接，所述第七电阻的另一端接地，所述第二电容的另一端接地；
所述三极管的发射极与电源VCC2连接，所述MOS场效应管的漏极与所述控制模块连接，并通过所述第九电阻与所述电源VCC2连接，所述MOS场效应管的源极接地。
可选的，所述三极管为PNP三极管。
本申请第二方面提供了一种掉电检测装置，包括第一方面任一种所述的掉电检测电路。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请中提供的一种掉电检测电路，包括：限流分压模块、第一光电耦合器隔离模块、第二光电耦合器隔离模块、有源开关模块和控制模块；限流分压模块，与充电桩连接，用于对充电桩的输出电压进行分压处理；第一光电耦合器隔离模块的原边的阳极、第二光电耦合器隔离模块的原边的阴极分别与限流分压模块连接，第一光电耦合器隔离模块的原边的阴极、第二光电耦合器隔离模块的原边的阳极分别与充电桩的零线连接；第一光电耦合器隔离模块的副边、第二光电耦合器隔离模块的副边的发射极分别与有源开关模块连接，第二光电耦合器隔离模块的副边的集电极与电源VCC1连接；控制模块，与有源开关模块连接，用于获取有源开关模块的输出电平，并根据输出电平判断充电桩是否掉电。
本申请中的掉电检测电路，通过限流分压模块、第一光电耦合器隔离模块、第二光电耦合器隔离模块、有源开关模块对充电桩的输出电压的波形进行转换、处理，最终通过控制模块根据输出电平判断是否掉电，不需要对交流电进行整流处理，可以快速检测出充电桩是否发生掉电，改善了现有的掉电检测电路由于需要对交流电进行整流处理导致延迟的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种掉电检测电路的一个结构示意图；
图2为本申请实施例提供的限流分压模块、第一光电耦合器隔离模块、第二光电耦合器隔离模块和有源开关模块的一个结构示意图。
具体实施方式
本申请的目的在于提供一种掉电检测电路和装置，用于改善现有的掉电检测电路由于需要对交流电进行整流处理导致延迟的技术问题。
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
为了便于理解，请参阅图1，本申请中提供了一种掉电检测电路的一个实施例，包括：限流分压模块、第一光电耦合器隔离模块、第二光电耦合器隔离模块、有源开关模块和控制模块；
限流分压模块，与充电桩连接，用于对充电桩的输出电压进行分压处理；
第一光电耦合器隔离模块的原边的阳极、第二光电耦合器隔离模块的原边的阴极分别与限流分压模块连接，第一光电耦合器隔离模块的原边的阴极、第二光电耦合器隔离模块的原边的阳极分别与充电桩的零线连接；
第一光电耦合器隔离模块的副边、第二光电耦合器隔离模块的副边的发射极分别与有源开关模块连接，第二光电耦合器隔离模块的副边的集电极与电源VCC1连接；
控制模块，与有源开关模块连接，用于获取有源开关模块的输出电平，并根据输出电平判断充电桩是否掉电。
本申请实施例中的限流分压模块、第一光电耦合器隔离模块、第二光电耦合器隔离模块和有源开关模块的具体电路结构如图2所示，限流分压模块，与充电桩连接，用于获取充电桩的输出电压，并对该输出电压进行分压处理。具体的，限流分压模块由依次串联的第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4构成，第一电阻R1的一端与充电桩的相线L连接，第四电阻R4的一端与充电桩的零线N连接。
第一光电耦合器隔离模块U1为光电耦合器，其原边的阳极(端口1)与用于分压的第四电阻R4的一端连接，原边的阴极(端口2)与充电桩的零线N连接。
第二光电耦合器隔离模块U2为光电耦合器，其原边的阳极与充电桩的相线L连接，原边的阴极与第四电阻R4的一端连接。
本申请实施例中采用一级双极型三极管驱动电路来驱动MOS场效应管组成有源开关模块。具体的，有源开关模块包括：第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一电容C1、第二电容C2、三极管Q1和MOS场效应管Q2；
第五电阻R5的一端分别与第一光电耦合器隔离模块U1的副边的发射极(端口3)、第二光电耦合器隔离模块U2的副边的发射极连接，另一端与三极管Q1的基极连接；
第六电阻R6的一端通过第一电容C1与第一光电耦合器隔离模块U1的副边的集电极(端口4)连接，并与第一光电耦合器隔离模块U1的副边的发射极、第二光电耦合器隔离模块U2的副边的发射极连接，另一端接地；
三极管Q1的集电极分别与第七电阻R7的一端、第八电阻R8的一端，第二电容C2的一端连接，第八电阻R8的另一端与MOS场效应管Q2的栅极连接，第七电阻R7的另一端接地，第二电容C2的另一端接地；
三极管Q1的发射极与电源VCC2连接，MOS场效应管Q2的漏极与控制模块连接，并通过第九电阻R9与电源VCC2连接，MOS场效应管Q2的源极接地。其中，三极管Q1可以为PNP三极管。
当充电桩正常运行时，充电桩的输出电压的绝对值大于或等于预设电压阈值，该输出电压经过限流分压模块进行分压处理，然后经过第一光电耦合器隔离模块U1、第二光电耦合器隔离模块U2处理，本申请使用了两个方向的光电耦合器U1和U2，在充电桩正常运行时，输出正常的交流电压；交流电源的正半波，第一光电耦合器隔离模块U1导通，输出电平为高电平；在交流电源的负半波，第二光电耦合器隔离模块U2导通，输出电平为高电平。此时，有源开关模块的输入信号为高电平，有源开关模块通过三极管Q1进行波形转换将光电耦合器隔离模块输出的直流电压信号进行放大，此时有源开关模块的漏检的输出电平(即掉电输出信号)为高电平，此时控制模块获取到掉电输出信息为高电平，判定此时的充电桩未掉电。
当充电桩输出掉电时，其输出电压的绝对值小于预设电压阈值，该输出电压经过限流分压模块分压处理，然后经过第一光电耦合器隔离模块U1、第二光电耦合器隔离模块U2处理，此时，第一光电耦合器隔离模块U1的发射极的输出电平为低电平，第二光电耦合器隔离模块U2的发射极的输出电平为低电平，有源开关模块的输入信号为低电平，在经过有源开关模块处理后，有源开关模块的集电极的输出电平(即掉电输出信号)为低电平，此时控制模块获取到掉电输出信息为低电平，判定此时的充电桩掉电。其中，控制模块可以是微控制单元(MicrocontrollerUnit，MCU)，控制模块在判断到充电桩发生掉电时，可以发出告警信号至充电桩，使得充电桩发出掉电警告，以提醒用户和工作人员。由于本申请实施例中的掉电检测电路不需要对交流电进行整流处理，可以快速检测出是否发生掉电，进而可以提高充电桩在发生掉电时的告警响应速度，提高充电桩的安全性。
本申请实施例中的掉电检测电路，通过限流分压模块、第一光电耦合器隔离模块、第二光电耦合器隔离模块、有源开关模块对充电桩的输出电压的波形进行转换、处理，最终通过控制模块根据输出电平判断是否掉电，不需要对交流电进行整流处理，可以快速检测出充电桩是否发生掉电，改善了现有的掉电检测电路由于需要对交流电进行整流处理导致延迟的技术问题。
本申请实施例还提供了一种掉电检测装置，包括前述实施例中的掉电检测电路。
以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种掉电检测电路，其特征在于，包括：限流分压模块、第一光电耦合器隔离模块、第二光电耦合器隔离模块、有源开关模块和控制模块；
所述限流分压模块，与充电桩连接，用于对所述充电桩的输出电压进行分压处理；
所述第一光电耦合器隔离模块的原边的阳极、所述第二光电耦合器隔离模块的原边的阴极分别与所述限流分压模块连接，所述第一光电耦合器隔离模块的原边的阴极、所述第二光电耦合器隔离模块的原边的阳极分别与所述充电桩的零线连接；
所述第一光电耦合器隔离模块的副边、所述第二光电耦合器隔离模块的副边的发射极分别与所述有源开关模块连接，所述第二光电耦合器隔离模块的副边的集电极与电源VCC1连接；
所述控制模块，与所述有源开关模块连接，用于获取所述有源开关模块的输出电平，并根据所述输出电平判断所述充电桩是否掉电。
2.根据权利要求1所述的掉电检测电路，其特征在于，所述限流分压模块由依次串联的第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻构成；
所述第一电阻的一端与所述充电桩的相线连接，所述第四电阻的一端与所述充电桩的零线连接。
3.根据权利要求1所述的掉电检测电路，其特征在于，所述有源开关模块包括：第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、三极管和MOS场效应管；
所述第五电阻的一端分别与所述第一光电耦合器隔离模块的副边的发射极、所述第二光电耦合器隔离模块的副边的发射极连接，另一端与所述三极管的基极连接；
所述第六电阻的一端通过所述第一电容与所述第一光电耦合器隔离模块的副边的集电极连接，并与所述第一光电耦合器隔离模块的副边的发射极、所述第二光电耦合器隔离模块的副边的发射极连接，另一端接地；
所述三极管的集电极分别与所述第七电阻的一端、所述第八电阻的一端，所述第二电容的一端连接，所述第八电阻的另一端与所述MOS场效应管的栅极连接，所述第七电阻的另一端接地，所述第二电容的另一端接地；
所述三极管的发射极与电源VCC2连接，所述MOS场效应管的漏极与所述控制模块连接，并通过所述第九电阻与所述电源VCC2连接，所述MOS场效应管的源极接地。
4.根据权利要求3所述的掉电检测电路，其特征在于，所述三极管为PNP三极管。
5.一种掉电检测装置，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的掉电检测电路。
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