CN216209416U - 无电压互感器和电流互感器的充电枪保护电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了无电压互感器和电流互感器的充电枪保护电路，包括控制电路和检测电路；检测电路包括电流检测电路、电压检测电路、集成芯片、光耦组件及供电模块，电流检测电路包括与串联在电路中的采样电阻，电压检测电路包括上拉电阻及下拉电阻，供电模块通过集成芯片的VDD端给集成芯片供电；电流检测电路及电压检测电路将检测到的电流和电压通过集成芯片的串口通讯端输出，输出的信号经过光耦组件隔离后输出给控制电路；控制电路根据检测电路发送的检测数据，控制充电枪N极输出端和充电枪L极输出端的通断。本实用新型可降低功耗，节省空间，利于实现电路的小型化设计，同时降低了成本。

Description

无电压互感器和电流互感器的充电枪保护电路

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，具体为一种无电压互感器的充电枪保护电路。

背景技术

电动车充电桩作为电动车运行的能量补给站，是发展电动车商业化所必备的重要配套基础设施。充电枪为电动车充电桩上与市电连接并供电给电动车的设备。

现有的充电枪检测电压和电流都是采用电压互感器和电流互感器进行电压和电流检测，同时采用两种互感器，占用的体积大，不利于小型化设计。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种充电枪保护电路，采用无电压互感器和无电流互感器的电路设计，可实现电压和电流的检测，为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型公开了无电压互感器和电流互感器的充电枪保护电路，包括控制电路和检测电路；所述的检测电路包括电流检测电路、电压检测电路、集成芯片、光耦组件及供电模块。

所述的电流检测电路包括与串联在电路中的采样电阻，所述的采样电阻一端连接至集成芯片的IP端，另一端连接至集成芯片的IN端；所述的电压检测电路包括上拉电阻及下拉电阻，上拉电阻一端与火线连接，另一端连接至集成芯片的VP端，下拉电阻一端与集成芯片的VP端连接，另一端连接至集成芯片的GND端；供电模块通过集成芯片的VDD端给集成芯片供电；电流检测电路及电压检测电路将检测到的电流和电压通过集成芯片的串口通讯端输出，输出的信号经过光耦组件隔离后输出给控制电路；所述的控制电路与充电枪N极输出端和充电枪L极输出端连接，所述的控制电路根据检测电路发送的检测数据，控制充电枪N极输出端和充电枪L极输出端的通断。

进一步的，所述的检测电路还包括漏电检测电路，所述的漏电检测电路包括漏电互感器及漏电检测芯片，所述的漏电互感器穿设在零线和火线上；所述的漏电检测芯片通过输入口与漏电互感器连接，并将检测数据通过输出口传输至控制电路上。

优选的，所述的控制电路包括单片机、控制器及继电器控制电路；所述的单片机上设置有继电器控制脚，所述的控制器输入引脚与继电器控制脚连接，控制器输出引脚驱动继电器控制电路。

其中，所述的继电器控制电路包括继电器K1，继电器K2，二极管D1和二极管D2，所述的继电器K1及继电器K2的初极线圈正极均由供电模块供电，初极线圈负极均与控制器输出引脚连接；所述的继电器K1的次极线圈一端与电源火线L连接，另一端与充电枪L极输出端连接；所述的继电器K2的次极线圈一端与电源零线N连接，另一端与充电枪N极输出端连接；所述的二极管D1并联在继电器K1初极线圈上，二极管D2并联在继电器K2的初极线圈上。

其中，所述的光耦组件包括第一光耦和第二光耦，所述的集成芯片的串口通讯端包括TX端和RX端，所述的单片机上设置有TX引脚和RX引脚，所述的TX端将信号通过第一光耦耦合连接至RX引脚，单片机的TX引脚将信号通过第二光耦耦合连接至RX端。

其中，所述的供电模块包括整流电路、降压芯片及滤波电路，火线与所述的整流电路连接，整流电路与降压芯片连接，电势地由零线提供，所述的降压芯片将220V电压降低为标准电压并经过滤波电路后供给集成芯片。

采用上述技术方案后，本实用新型具有如下效果：

1、本实用新型采用集成芯片实现电压检测和电流检测，可降低功耗，且由于电压互感器和电流互感器占用的插件面的空间大，不再采用电压互感器和电流互感器后，能节省空间，利于实现电路的小型化设计，同时降低了成本。

2、本实用新型通过光耦组件实现隔离电路作用，起到和采用电压互感器和电流互感器同样的隔离效果。

附图说明

图1为本实用新型电路连接框图。

图2为本实用新型单片机和控制器的连接示意图。

图3为继电器控制电路的连接示意图。

图4为检测电路与继电器控制电路的连接示意图。

图5为漏电互感器与漏电检测芯片的连接示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型公开了无电压互感器和电流互感器的充电枪保护电路，包括控制电路和检测电路。

控制电路包括单片机U3、控制器U18及继电器控制电路100。

如图2所示，单片机U3上设置有继电器控制脚(15脚），控制器U18的输入引脚（7脚和2脚）与继电器控制脚（15脚）连接，控制器输出引脚U18-10驱动继电器K2控制电路，控制器输出引脚U18-11驱动继电器K1控制电路。图1中单片机U3与市电电源之间可以设置EMC滤波电路，接地检测电路，温度检测电路等常规电路。图中J1为显示屏，J2为指示灯，单片机U3将检测得到的结果通过显示屏J2或者指示灯J3显示。

结合图3所示，继电器控制电路100包括继电器K1，继电器K2，二极管D1和二极管D2，继电器K1及继电器K2的初极线圈正极均由供电模块供电，初极线圈负极均与控制器输出引脚连接；继电器K1的次极线圈一端与电源火线L连接，另一端与充电枪L极输出端（L-out端）连接。继电器K2的次极线圈一端与电源零线N连接，另一端与充电枪N极输出端（N-out端）连接。二极管D1并联在继电器K1初极线圈上，二极管D2并联在继电器K2的初极线圈上。二极管D1和二极管D2可防止单反机反向尖峰电压损坏继电器，起保护继电器的作用。

本实用新型将单片机U3与控制器U18连接，通过控制器U18实现低电压控制继电器大电流的功能，在极低的温度时（-40℃）时依然能驱动开关继电器K1、K2，适应性好，采用两路继电器分别控制充电枪N极输出端和充电枪L极输出端，控制更加方便和精准。

如图4所示，检测电路包括漏电检测电路200、电流检测电路、电压检测电路、集成芯片、光耦组件及供电模块300。

如图5所示，漏电检测电路200包括漏电互感器HT1及漏电检测芯片U2，漏电互感器HT1穿设在零线和火线上。漏电检测芯片U2通过输入口(LD1、LD2)与漏电互感器HT1连接，并将检测数据通过输出口(U2的5脚）传输至单片机LD-10引脚上。

如图4所示，电流检测电路包括串联在电路中的采样电阻R1，采样电阻R1一端连接至集成芯片U1的IP端，另一端连接至集成芯片U1的IN端。

电压检测电路包括上拉电阻(R2、R3)及下拉电阻R4，上拉电阻(R2、R3)一端与火线L1连接，另一端连接至集成芯片U6的VP端，下拉电阻R4一端与集成芯片U6的VP端连接，另一端连接至集成芯片U6的GND端。

光耦组件包括第一光耦U4和第二光耦U5。集成芯片U1的串口通讯端包括TX端(发射端）和RX端（接收端）。单片机上设置有TX引脚（发射引脚，TX-8脚）和RX引脚（接收引脚RX-9脚）。TX端将信号通过第一光耦U4耦合连接至RX引脚(RX-9)，即集成芯片的信号通过第一光耦U4隔离后耦合传输至单片机。单片机的TX引脚将信号(TX-8)通过第二光耦U5耦合连接至RX端，即单片机的信号通过第二光耦U5隔离后耦合传输至集成芯片U1，以实现单片机对集成芯片的初始化。以此来实现集成芯片和单片机的相互间的通讯连接。

供电模块300通过集成芯片U1的VDD端给集成芯片U1供电。供电模块1包括整流电路、降压芯片UA及滤波电路400，火线L1与整流电路连接，整流电路与降压芯片UA连接，电势地由零线N提供，降压芯片UA将220V电压降低为标准电压并经过滤波电路400后供给集成芯片U1。

本实用新型通过漏电检测电路、电流检测电路及电压检测电路将检测到的漏电情况、电流和电压数据通过集成芯片的串口通讯端输出，输出的信号经过光耦组件隔离后输出给控制电路。控制电路与充电枪N极输出端和充电枪L极输出端连接，控制电路根据检测电路发送的检测数据，控制充电枪N极输出端和充电枪L极输出端的通断。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.无电压互感器和电流互感器的充电枪保护电路，其特征在于：包括控制电路和检测电路；

所述的检测电路包括电流检测电路、电压检测电路、集成芯片、光耦组件及供电模块，

所述的电流检测电路包括与串联在电路中的采样电阻，所述的采样电阻一端连接至集成芯片的IP端，另一端连接至集成芯片的IN端；

所述的电压检测电路包括上拉电阻及下拉电阻，上拉电阻一端与火线连接，另一端连接至集成芯片的VP端，下拉电阻一端与集成芯片的VP端连接，另一端连接至集成芯片的GND端；

供电模块通过集成芯片的VDD端给集成芯片供电；电流检测电路及电压检测电路将检测到的电流和电压通过集成芯片的串口通讯端输出，输出的信号经过光耦组件隔离后输出给控制电路；所述的控制电路与充电枪N极输出端和充电枪L极输出端连接，所述的控制电路根据检测电路发送的检测数据，控制充电枪N极输出端和充电枪L极输出端的通断。

2.如权利要求1所述的无电压互感器和电流互感器的充电枪保护电路，其特征在于：所述的检测电路还包括漏电检测电路，所述的漏电检测电路包括漏电互感器及漏电检测芯片，所述的漏电互感器穿设在零线和火线上；所述的漏电检测芯片通过输入口与漏电互感器连接，并将检测数据通过输出口传输至控制电路上。

3.如权利要求1所述的无电压互感器和电流互感器的充电枪保护电路，其特征在于：所述的控制电路包括单片机、控制器及继电器控制电路；所述的单片机上设置有继电器控制脚，所述的控制器输入引脚与继电器控制脚连接，控制器输出引脚驱动继电器控制电路。

4.如权利要求3所述的无电压互感器和电流互感器的充电枪保护电路，其特征在于：所述的继电器控制电路包括继电器K1，继电器K2，二极管D1和二极管D2，所述的继电器K1及继电器K2的初极线圈正极均由供电模块供电，初极线圈负极均与控制器输出引脚连接；所述的继电器K1的次极线圈一端与电源火线L连接，另一端与充电枪L极输出端连接；所述的继电器K2的次极线圈一端与电源零线N连接，另一端与充电枪N极输出端连接；所述的二极管D1并联在继电器K1初极线圈上，二极管D2并联在继电器K2的初极线圈上。

5.如权利要求3所述的无电压互感器和电流互感器的充电枪保护电路，其特征在于：所述的光耦组件包括第一光耦和第二光耦，所述的集成芯片的串口通讯端包括TX端和RX端，所述的单片机上设置有TX引脚和RX引脚，所述的TX端将信号通过第一光耦耦合连接至RX引脚，单片机的TX引脚将信号通过第二光耦耦合连接至RX端。

6.如权利要求1所述的无电压互感器和电流互感器的充电枪保护电路，其特征在于：所述的供电模块包括整流电路、降压芯片及滤波电路，火线与所述的整流电路连接，整流电路与降压芯片连接，电势地由零线提供，所述的降压芯片将220V电压降低为标准电压并经过滤波电路后供给集成芯片。

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