CN215894889U - 一种可检测led短断路的控制电路、充电座和电动车辆 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及电动汽车充电技术领域,尤其涉及一种可检测LED短断路的控制电路、充电座和电动车辆,控制电路包括LED、主控单元和信号处理单元,主控单元用于设置对LED的脉冲宽度调制信号来控制LED是否发光,信号处理单元与所述主控单元连接,用于根据主控单元的输出生成状态反馈信号并将状态反馈信号反馈给主控单元;主控单元根据状态反馈信号判定LED的状态。本实用新型的控制电路,无需设置额外的检测单元,通过主控单元即可实现对LED亮灭的控制以及LED短路、断路、过流、过温的全面检测。
Description
技术领域
本公开涉及电动汽车充电技术领域,尤其涉及一种可检测LED短断路的控制电路、充电座和电动车辆。
背景技术
随着科学技术的发展以及能源问题的日益严峻,新能源将逐渐成长为资源提供的中坚力量,就汽车领域来说,电动汽车技术在国家对新能源技术的支持和倡导下飞速发展。
目前,随着电动汽车保有量的不断增加,电动汽车电池的寿命和充电安全成为了人们广泛关注的问题,现有技术中,通常通过将充电桩与充电座连接,将电力传输至电动汽车的动力电池组,在充放电过程中,通常由LED灯显示充放电状态。若充放电电路中出现过温、过流等现象,则会导致LED短路或断路,则无法指示充放电过程,进而可能导致出现故障后系统误报或没有进行保护。现有的检测电路需要设计较复杂的电路走线,且应用的电路元器件较多,功耗大。
因而,针对电动汽车的充电座充电领域,提出一种简便的、低功耗的、能够全面检测LED状态的电路十分必要。
实用新型内容
本公开实施例提供一种可检测LED短断路的控制电路、充电座和电动车辆,用于解决需要额外设置检测电路且功耗大的问题。
本公开实施例提供的具体技术方案如下:
第一方面,提出一种电可检测LED短断路的控制电路,应用于充电座,包括:
LED,
主控单元,用于设置对LED的脉冲宽度调制信号来控制LED是否发光;
信号处理单元,所述信号处理单元与所述主控单元连接,用于根据所述主控单元的输出生成状态反馈信号并将所述状态反馈信号反馈给所述主控单元;
所述主控单元根据所述状态反馈信号判定LED的状态。
优选地,所述信号处理单元包括恒流源驱动模块,所述恒流源驱动模块的输入端与所述主控单元的信号输出端连接,所述恒流源驱动模块的输出端与LED连接,用于获取表示LED状态的状态输入信号。
优选地,所述信号处理单元包括比较器、第三电阻、第四电阻和分压模块,所述比较器的同相输入端经由所述第三电阻连接所述恒流源驱动模块的输出端,用于将所述状态输入信号转化成所述状态反馈信号,所述比较器的反向输入端经由所述第四电阻连接基准电压,所述比较器的输出端经由所述分压模块连接所述主控单元的信号输入端。
优选地,还包括并联的第二电阻和第八电阻,所述第二电阻和所述第八电阻的公共端连接所述第四电阻,所述第二电阻的另一端接地,所述第八电阻的另一端连接在供电电源的正极与LED之间。
优选地,所述第二电阻的阻值大于2MΩ。
优选地,所述第八电阻的阻值为100kΩ~200kΩ。
优选地,所述第四电阻的阻值大于10MΩ;所述第三电阻的阻值大于10MΩ。
优选地,所述恒流源驱动模块包括第一晶体管、第三晶体管、第一电阻和第九电阻,所述第三晶体管的集电极连接所述主控单元的信号输出端,所述第三晶体管的发射极经由所述第一电阻接地,所述第三晶体管的基极连接所述第一晶体管的基极,所述第一晶体管的发射极经由所述第九电阻接地,所述第一晶体管的集电极连接所述第三电阻,所述第一晶体管的基极和所述第三晶体管的基极的公共端连接所述第三晶体管的集电极。
优选地,LED一端连接供电电源的正极,另一端连接所述第一晶体管的集电极。
优选地,还包括第五电阻,所述主控单元的信号输出端经由所述第五电阻连接所述第三晶体管的集电极。
优选地,所述分压模块包括第六电阻和第七电阻,所述第六电阻一端连接所述主控单元的信号输入端,另一端接地,所述第七电阻一端连接所述主控单元的信号输入端,另一端连接所述比较器的输出端。
优选地,还包括上拉电阻,所述上拉电阻一端连接所述比较器的输出端,另一端连接供电电源的正极。
第二方面,提出一种充电座,包括如上述任一实施例所述的可检测LED短断路的控制电路。
第三方面,提出一种电动车辆,包括上述的充电座。
本公开有益效果如下:
本公开实施例中的可检测LED短断路的控制电路,包括LED、主控单元和信号处理单元,主控单元用于设置对LED的脉冲宽度调制信号来控制LED是否发光;信号处理单元与主控单元连接,用于至少根据主控单元的输出生成状态反馈信号并将状态反馈信号反馈给主控单元;主控单元根据状态反馈信号判定LED的状态;
本实施例的可检测LED短断路的控制电路无需设置额外的检测电路,通过主控单元即可实现对LED亮灭的控制以及LED短路、断路、过流、过温的全面检测;
通过设置信号处理单元,能够在脉冲宽度调制信号占空比较小时仍可以检测出短路;并且能够将脉冲宽度调制信号直接转换成MCU可识别的逻辑,进行LED状态的检测,因此,检测响应迅速,能够在LED工作出现故障后,通过提示装置或后级保护电路进行及时的报警以及保护。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域的普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例的可检测LED短断路的控制电路的电路原理图。
具体实施方式
为了简便地、低功耗地、全面地检测LED状态,本公开实施例中提供了一种可检测LED短断路的控制电路、充电座和电动车辆。
以下结合说明书附图对本公开的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本公开,并不用于限定本公开,并且在不发生冲突的情况下,本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
第一实施例
参阅附图1,其为本公开实施例中可检测LED短断路的控制电路的电路原理图,下面结合附图1,对本公开实施例中的可检测LED短断路的控制电路进行详细说明。
如图1所示,本实施例的可检测LED短断路的控制电路,包括:LED、主控单元和信号处理单元。其中,主控单元可以是MCU(Micro-controllerUnit)。
具体地,主控单元用于设置对LED的脉冲宽度调制(PWM)信号来控制LED是否发光;信号处理单元与主控单元连接,用于至少根据主控单元的输出生成状态反馈信号并将状态反馈信号反馈给主控单元;主控单元根据状态反馈信号判定LED的状态。其中,可以理解,通过调整PWM信号的频率和占空比,可以调节LED的发光时长和熄灭时长。
根据本实用新型的可检测LED短断路的控制电路无需设置额外的检测电路,通过主控单元即可实现对LED亮灭的控制以及LED短路、断路、过流、过温的全面检测。
具体地,如图1所示,本实施例的可检测LED短断路的控制电路的信号处理单元包括恒流源驱动模块,恒流源驱动模块的输入端与主控单元的信号输出端连接,恒流源驱动模块的输出端与LED连接,用于获取表示LED状态的状态输入信号。优选地,恒流源驱动模块为比例恒流源电路。
更具体地,如图1所示,信号处理单元还包括比较器P(例如,运算放大器)、第三电阻R3、第四电阻R4和分压模块,比较器P的同相输入端经由第三电阻R3连接恒流源驱动模块的输出端,用于将状态输入信号转化成状态反馈信号,比较器P的反向输入端经由第四电阻R4连接基准电压,比较器P的输出端连接主控单元的信号输入端,用于将状态反馈信号反馈给主控单元(的I/0引脚)。由此,信号处理单元至少根据主控单元的输出,获取表示LED的状态输入信号,再经过比较器P,生成状态反馈信号,并将该状态反馈信号经由分压模块反馈给主控单元。也就是说,信号处理单元将状态输入信号经过比较器P进行比较、放大,转换成了MCU直接可识别的逻辑信号(例如,高低电平信号),因此,由于该比较器P的设置,能够在PWM信号占空比较小时,仍可以检测出LED的短路状态。
信号处理单元中,比较器P的反向输入端所连接的基准电压,可以通过对供电电源(例如,12V的供电电压)进行分压来获得。因此,进一步地,本实施例的可检测LED短断路的控制电路还可以包括并联的第二电阻R2和第八电阻R8,第二电阻R2和第八电阻R8的公共端连接第四电阻R4,第二电阻R2的另一端接地,第八电阻R8的另一端连接在供电电源的正极与LED之间。
在本实施方式中,以12V供电电压为例,LED的导通电压一般为2V~3V,因此要选择合适的第二电阻R2和第八电阻R8,以确保分压到比较器P的反相输入端的第四电阻R4的电压要小于比较器P的同相输入端的第三电阻R3的电压。具体地,以12V供电电压为例,第二电阻R2的阻值需设置为大于2MΩ,第八电阻R8的阻值需在100kΩ~200kΩ的范围内(包括端点值)选取。
优选地,第四电阻R4的阻值可以设置为大于10MΩ。第三电阻R3的阻值也可以设置为大于10MΩ。由此,可以减少整个系统的功耗。
接下来,继续参考图1,详细说明恒流源驱动模块的电路结构。
具体地,恒流源驱动模块包括第一晶体管Q1、第三晶体管Q3、第一电阻R1和第九电阻R9。第三晶体管Q3的集电极连接主控单元的信号输出端,第三晶体管Q3的发射极经由第一电阻R1接地,第三晶体管Q3的基极连接第一晶体管Q1的基极,第一晶体管Q1的发射极经由第九电阻R9接地,第一晶体管Q1的集电极连接第三电阻R3,第一晶体管Q1的基极和第三晶体管Q3的基极的公共端连接第三晶体管Q3的集电极。优选地,第一晶体管Q1和第三晶体管Q3可以选择特性相同的NPN三极管。
两支特性相同的NPN三极管构成比例恒流源电路,第一晶体管Q1的发射极串联第九电阻R9,第三晶体管Q3的发射极串联第一电阻R1。比例恒流电路源改变了IC1≈IR的关系,使IC1与IR呈比例关系,从而克服了镜像恒流源电路的缺点。其与典型的静态工作点稳定电路一样,第一电阻R1和第九电阻R9是电流负反馈电阻,因此与镜像恒流源电路相比,比例恒流源电路的输出电流IC1具有更高的稳定性。
由于第一电阻R1和第九电阻R9为比例恒流源电路的调节电阻,还需要搭配输入电阻,使比例恒流源电路稳定输出电流值I,因此,本实施例的可检测LED短断路的控制电路还包括第五电阻R5,主控单元的信号输出端经由第五电阻R5连接第三晶体管Q3的集电极。
在本实施例中,对应已选定的LED,需要输出20mA的电流值I。输出电流值的取值公式为:
I=(VCC-UBE)/(R5+R1)*R9/R1,其中,VCC为供电电压,UBE为第三晶体管Q3的基极-发射极电压。
接下来,为了使信号处理单元生成的状态反馈信号适合MCU的电气特性,可以设置用于分压的第六电阻R6和第七电阻R7。可以理解为第六电阻R6和第七电阻R7构成分压模块,第六电阻R6一端连接主控单元的信号输入端,另一端接地,第七电阻R7一端连接主控单元的信号输入端,另一端连接比较器P的输出端。当然,还包括上拉电阻R10,上拉电阻R10一端连接比较器P的输出端,另一端连接供电电源的正极,以使比较器P可以输出稳定的高电平信号。
接下来,参照上述的可检测LED短断路的控制电路,详细说明应用于该控制电路的检测LED短路或断路的工作流程。
首先,比较器P的同相输入端由于LED的亮灭,会得到不同的电压。在LED熄灭时,比较器P的同相输入端的电压高于反相输入端的电压,比较器P输出高电平;在LED亮时,比较器P的同相输入端电压低于比较器P的反相输入端电压,比较器P输出低电平。
因此,可通过以下方式进行检测,具体地:
1.上电之后,在不给激励信号(5V或者PWM信号)的情况下,检测MCU接收的电平信号,若是低电平,说明LED断路;若是高电平,说明该控制电路可以正常工作,可进行下一步;
2.给激励信号后,MCU输出5V电平或者PWM信号,经过恒流源驱动模块后,控制LED支路的电流达到正常工作电流,此时检测MCU接收的电平信号,若恒为低电平,则LED短路;若随着激励信号变化,说明LED正常工作,若恒为高电平,则LED断路。
需要说明的是,LED状态的检测是MCU以100ms为周期循环检测(例如周期性获取MCU的I/O口的电平信号)。在控制电路正常工作状态下,若LED发生过温或者过流等异常情况,表现现象就会使LED短路或者断路,因此,此控制电路也可以实时检测不限于过温、过流的各种故障状态。
当然也可以理解,在其他实施方式中,也可以通过设置第一晶体管Q1、第三晶体管Q3以及比较器P的类型,令MCU接收到高电平信号表示LED短路,而接收到低电平信号表示LED断路。
根据本实施例的可检测LED短断路的控制电路无需设置额外的检测电路,通过主控单元即可实现对LED亮灭的控制以及LED短路、断路、过流、过温的全面检测。
第二实施例
本实施例提供了一种充电座,包括如上任一实施例所述的可检测LED短断路的控制电路。为行文简洁,不再赘述。根据本实用新型的充电座,通过主控单元即可实现对LED亮灭的控制以及LED短路、断路、过流、过温的全面检测。
第三实施例
本实施例提供了一种电动车辆,包括如上所述的充电座。为行文简洁,不再赘述。根据本实用新型的电动车辆,通过充电座的主控单元即可实现对LED亮灭的控制以及LED短路、断路、过流、过温的全面检测。
尽管已描述了本公开的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本公开范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本公开实施例进行各种改动和变型而不脱离本公开实施例的精神和范围。这样,倘若本公开实施例的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内,则本公开也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (14)
1.一种可检测LED短断路的控制电路,其特征在于,包括:
LED,
主控单元,用于设置对LED的脉冲宽度调制信号来控制LED是否发光;
信号处理单元,所述信号处理单元与所述主控单元连接,用于根据所述主控单元的输出生成状态反馈信号并将所述状态反馈信号反馈给所述主控单元;
所述主控单元根据所述状态反馈信号判定LED的状态。
2.如权利要求1所述的可检测LED短断路的控制电路,其特征在于,所述信号处理单元包括恒流源驱动模块,所述恒流源驱动模块的输入端与所述主控单元的信号输出端连接,所述恒流源驱动模块的输出端与LED连接,用于获取表示LED状态的状态输入信号。
3.如权利要求2所述的可检测LED短断路的控制电路,其特征在于,所述信号处理单元包括比较器、第三电阻、第四电阻和分压模块,所述比较器的同相输入端经由所述第三电阻连接所述恒流源驱动模块的输出端,用于将所述状态输入信号转化成所述状态反馈信号,所述比较器的反向输入端经由所述第四电阻连接基准电压,所述比较器的输出端经由所述分压模块连接所述主控单元的信号输入端。
4.如权利要求3所述的可检测LED短断路的控制电路,其特征在于,还包括并联的第二电阻和第八电阻,所述第二电阻和所述第八电阻的公共端连接所述第四电阻,所述第二电阻的另一端接地,所述第八电阻的另一端连接在供电电源的正极与LED之间。
5.如权利要求4所述的可检测LED短断路的控制电路,其特征在于,所述第二电阻的阻值大于2MΩ。
6.如权利要求4所述的可检测LED短断路的控制电路,其特征在于,所述第八电阻的阻值为100kΩ~200kΩ。
7.如权利要求3所述的可检测LED短断路的控制电路,其特征在于,所述第四电阻的阻值大于10MΩ;所述第三电阻的阻值大于10MΩ。
8.如权利要求2所述的可检测LED短断路的控制电路,其特征在于,所述恒流源驱动模块包括第一晶体管、第三晶体管、第一电阻和第九电阻,所述第三晶体管的集电极连接所述主控单元的信号输出端,所述第三晶体管的发射极经由所述第一电阻接地,所述第三晶体管的基极连接所述第一晶体管的基极,所述第一晶体管的发射极经由所述第九电阻接地,所述第一晶体管的集电极连接所述第三电阻,所述第一晶体管的基极和所述第三晶体管的基极的公共端连接所述第三晶体管的集电极。
9.如权利要求8所述的可检测LED短断路的控制电路,其特征在于,LED一端连接供电电源的正极,另一端连接所述第一晶体管的集电极。
10.如权利要求9所述的可检测LED短断路的控制电路,其特征在于,还包括第五电阻,所述主控单元的信号输出端经由所述第五电阻连接所述第三晶体管的集电极。
11.如权利要求3所述的可检测LED短断路的控制电路,其特征在于,所述分压模块包括第六电阻和第七电阻,所述第六电阻一端连接所述主控单元的信号输入端,另一端接地,所述第七电阻一端连接所述主控单元的信号输入端,另一端连接所述比较器的输出端。
12.如权利要求3所述的可检测LED短断路的控制电路,其特征在于,还包括上拉电阻,所述上拉电阻一端连接所述比较器的输出端,另一端连接供电电源的正极。
13.一种充电座,其特征在于,包括如权利要求1至12任一项所述的可检测LED短断路的控制电路。
14.一种电动车辆,其特征在于,包括如权利要求13所述的充电座。
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WO2023036298A1 (zh) | 2023-03-16 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 957, Shunda Road, Gaoxin District, Changchun City, Jilin Province, 130000 Patentee after: Changchun Jieyi Automobile Technology Co.,Ltd. Address before: 130000 957 Shunda Road, Changchun hi tech Development Zone, Jilin Patentee before: CHANGCHUN JIEYI AUTO PARTS CO.,LTD. |
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CP03 | Change of name, title or address |