CN216598956U - 短路保护电路和交流充电桩 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种短路保护电路和交流充电桩，属于电路技术领域。全桥整流器的交流输入端与交流充电桩的火线和零线连接，全桥整流器的直流输出端与光电耦合器的输入端连接；光电耦合器的第一输出端与第一继电器的线圈的第一端连接，第一继电器的线圈的第二端与第一电压端连接，第一继电器的常开触点连接在火线和零线上；光电耦合器的第二输出端与开关的第一端连接，开关的第二端与地线连接，开关的控制端与控制器连接；第一电阻的第一端与第一继电器的线圈的第一端连接，第一电阻的第二端与控制器和第二电阻的第一端连接，第二电阻的第二端与地线连接。本申请通过简单的器件组成，可以在充电过程中检测是否短路，在短路时进行电路保护。

Description

短路保护电路和交流充电桩

技术领域

本申请涉及电路技术领域，特别涉及一种短路保护电路和交流充电桩。

背景技术

随着新能源汽车行业的发展，交流充电桩发展迅速。交流充电桩具有体积小、便于安装、使用方便等特点，因此使用场合非常广泛。但也正是由于使用场合的广泛性，很容易导致交流充电桩的充电电路出现问题，尤其是短路问题，这会造成很大的安全隐患，因此需要对交流充电桩进行短路检测。

相关技术中，对交流充电桩进行短路检测时，将交流充电桩的零线与火线与两个直流电压源一一连接，且与两个运算放大器的输入端一一连接，这两个运算放大器的输出端均与主控模块连接。主控模块通过对这两个运算放大器的输出电压进行比较，来判断零线与火线是否存在短路故障。

然而，上述短路检测中需要用到两个直流电压源和两个运算放大器，增加了电路的复杂性。并且，主控模块是通过比较两个运算放大器的输出电压来判断是否短路，因而主控模块需要执行的操作比较复杂。

实用新型内容

本申请提供了一种短路保护电路和交流充电桩，可以实现短路检测以及在电路时的电路保护。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种短路保护电路，所述短路保护电路包括：全桥整流器、光电耦合器、第一继电器、开关、第一电阻、第二电阻和控制器；

所述全桥整流器的第一交流输入端与交流充电桩的火线连接，所述全桥整流器的第二交流输入端与所述交流充电桩的零线连接，所述全桥整流器的第一直流输出端与所述光电耦合器的第一输入端连接，所述全桥整流器的第二直流输出端与所述光电耦合器的第二输入端连接；

所述光电耦合器的第一输出端与所述第一继电器的线圈的第一端连接，所述第一继电器的线圈的第二端与第一电压端连接，所述第一继电器的第一常开触点连接在所述火线上，所述第一继电器的第二常开触点连接在所述零线上；所述光电耦合器的第二输出端与所述开关的第一端连接，所述开关的第二端与地线连接，所述开关的控制端与所述控制器的第一控制端连接；

所述第一电阻的第一端与所述第一继电器的线圈的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述控制器的第一检测端和所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述地线连接；

所述控制器用于在所述控制器的第一检测端检测到高电平信号时，确定所述火线与所述零线短路，控制所述开关关断；在所述控制器的第一检测端检测到低电平信号时，确定所述火线与所述零线未短路，控制所述开关导通。

在本申请中，在通过交流充电桩的火线和零线向外输出电能时，控制器控制开关导通。如此，在火线和零线向外输出电能的过程中，若火线和零线发生短路，则全桥整流器的两个交流输入端没有交流电进入，全桥整流器的两个直流输出端没有直流电输出，则光电耦合器中的发光二极管关断，不产生光信号，光电耦合器中的光敏三极管关断，即光电耦合器的两个输出端关断。在光电耦合器的两个输出端关断的情况下，第一电压端的电流经第一继电器的线圈后不会经过光电耦合器的输出端，而是通过第一电阻和第二电阻流向地线。由于第一电阻和第二电阻的分压，第一继电器的线圈电压不足，从而导致第一继电器的两个常开触点断开，使零线与火线关断，使其停止向外输出电能，从而可以消除短路造成的安全隐患。同时，第二电阻的第一端产生高电平信号，此时控制器的第一检测端检测到高电平信号，确定火线与零线发生短路，然后控制器控制开关关断。如此，当火线和零线发生短路时，第一继电器的第一常开触点和第二常开触点断开，使火线和零线断开，停止向外输出电能，保证了电路的安全。并且，控制器在火线与零线发生短路时，通过控制开关的关断可以达到双重开关保护的效果，即在火线和零线瞬间恢复正常的情况下，也能防止火线和零线向外输出电能，从而可以进一步保护电路安全，消除安全隐患。本申请的短路保护电路结构简单，且控制器需要执行的操作也比较简单，减少了检测复杂度和电路保护复杂度。

可选地，所述短路保护电路还包括第三电阻；

所述第三电阻连接在所述全桥整流器的第一直流输出端与所述光电耦合器的第一输入端之间。

可选地，所述短路保护电路还包括第四电阻；

所述第四电阻连接在所述全桥整流器的第二直流输出端与所述光电耦合器的第二输入端之间。

可选地，所述短路保护电路还包括第五电阻；

所述第五电阻连接在所述开关的控制端与所述控制器的第一控制端之间。

可选地，所述开关为三极管。

可选地，所述短路保护电路还包括电容；

所述电容连接在所述第二电阻的第一端与第二端之间。

可选地，所述短路保护电路还包括二极管、第六电阻、运算放大器和第七电阻；

所述二极管的正极与第二电压端连接，所述第六电阻连接在所述二极管的负极与所述运算放大器的反相输入端之间；

所述运算放大器的反相输入端与所述火线连接，所述零线与所述地线连接，所述运算放大器的同相输入端与第三电压端连接，所述第三电压端的电压小于所述第二电压端的电压；

所述运算放大器的正电源端与第四电压端连接，所述运算放大器的负电源端与所述地线连接，所述第七电阻连接在所述运算放大器的正电源端与输出端之间，所述运算放大器的输出端与所述控制器的第二检测端连接；

所述控制器用于在所述控制器的第二检测端检测到高电平信号时确定所述火线与所述零线短路，在所述控制器的第二检测端检测到低电平信号时确定所述火线与所述零线未短路。

可选地，所述短路保护电路还包括第二继电器；

所述第二继电器的第一常开触点连接在所述火线与所述运算放大器的反相输入端之间，所述第二继电器的第二常开触点连接在所述零线与所述地线之间，所述第二继电器的线圈的第一端与第五电压端连接，所述第二继电器的线圈的第二端与所述控制器的第二控制端连接。

可选地，所述短路保护电路还包括第八电阻；

所述第八电阻连接在所述运算放大器的输出端与所述控制器的第二检测端之间。

第二方面，提供了一种交流充电桩，所述交流充电桩包括第一方面所述的短路保护电路。

可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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是本申请实施例提供的第一种短路保护电路的电路结构图；

图2是本申请实施例提供的第二种短路保护电路的电路结构图；

图3是本申请实施例提供的第三种短路保护电路的电路结构图；

图4是本申请实施例提供的第四种短路保护电路的电路结构图；

图5是本申请实施例提供的第五种短路保护电路的电路结构图；

图6是本申请实施例提供的第六种短路保护电路的电路结构图；

图7是本申请实施例提供的第七种短路保护电路的电路结构图；

图8是本申请实施例提供的第八种短路保护电路的电路结构图。

附图标记：

L：火线，N：零线，K1：第一继电器，K2：第二继电器，V1：第一电压端，V2：第二电压端，V3：第三电压端，V4：第四电压端，V5：第五电压端，R1：第一电阻，R2：第二电阻，R3：第三电阻，R4：第四电阻，R5：第五电阻，R6：第六电阻，R7：第七电阻，R8：第八电阻，VD：二极管，D：全桥整流器，OP：光电耦合器，C：电容，U：运算放大器，S：开关，T：三极管，GND：地线，101：控制器。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

应当理解的是，本申请提及的“多个”是指两个或两个以上。在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，比如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，比如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，为了便于清楚描述本申请的技术方案，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

在对本申请实施例进行详细地解释说明之前，先对本申请实施例的应用场景予以说明。

交流充电桩是一种采用传导方式为具有车载发动机的新能源汽车提供交流电源的专用供电装置。交流充电桩具有操作简单、安装方便、环境要求低等优点，但这也很容易导致交流充电桩的充电电路出现问题，尤其是短路问题，这对交流充电桩及其使用者有很大的安全隐患，因此需要对交流充电桩中的充电电路进行保护来排除安全隐患。

为此，本申请实施例提供了一种短路保护电路，通过简单的器件组成，可以实现在充电前进行短路检测，并且，也可以在充电过程中实时检测是否短路，在短路时自动切断传输母线(即火线和零线)，来消除短路造成的安全隐患。本申请实施例提供的短路保护电路可应用于交流充电桩中。

下面对本申请实施例提供的短路保护电路进行详细地解释说明。

图1是本申请实施例提供的一种短路保护电路的结构示意图。参见图1，该短路保护电路包括：全桥整流器D、光电耦合器OP、第一继电器K1、开关S、第一电阻R1、第二电阻R2和控制器101。

全桥整流器D的第一交流输入端与交流充电桩的火线L连接，全桥整流器D的第二交流输入端与交流充电桩的零线N连接，全桥整流器D的第一直流输出端与光电耦合器OP的第一输入端连接，全桥整流器D的第二直流输出端与光电耦合器OP的第二输入端连接。光电耦合器OP的第一输出端与第一继电器K1的线圈的第一端连接，第一继电器K1的线圈的第二端与第一电压端V1连接，第一继电器K1的第一常开触点连接在火线L上，第一继电器K1的第二常开触点连接在零线N上；光电耦合器OP的第二输出端与开关S的第一端连接，开关S的第二端与地线GND连接，开关S的控制端与控制器101的第一控制端连接。第一电阻R1的第一端与第一继电器K1的线圈的第一端连接，第一电阻R1的第二端与控制器101的第一检测端和第二电阻R2的第一端连接，第二电阻R2的第二端与地线GND连接。

控制器101用于在控制器101的第一检测端检测到高电平信号时，确定火线L与零线N短路，控制开关S关断；在控制器101的第一检测端检测到低电平信号时，确定火线L与零线N未短路，控制开关S导通。

全桥整流器D是一种利用二极管的单向导通性进行整流的电路，用来将交流电转变为直流电，以将第一交流输入端和第二交流输入端输入的交流电转变为直流电，通过第一直流输出端和第二直流输出端分别输出正极和负极电流。本申请实施例中，全桥整流器D的第一直流输出端输出正极电流，全桥整流器D的第二直流输出端输出负极电流。

光电耦合器OP是一种以光为媒介传输电信号的电-光-电转换器件。例如：由发光二极管和光敏三极管构成的光电耦合器，发光二极管的正极用于连接正极电流，发光二极管的负极用连接负极电流，发光二极管接通后，光敏三极管的基极接收光信号，光敏三极管的集电极与发射极会导通。本申请实施例中，光电耦合器OP的第一输入端可以是发光二极管的正极，光电耦合器OP的第二输入端可以是发光二极管的负极，光电耦合器OP的第一输出端可以是光敏三极管的集电极，光电耦合器OP的第二输出端可以是光敏三极管的发射极。

第一继电器K1是一种电控制器件，是用小电流去控制大电流运作的一种自动开关，在线圈通电时常开触点闭合，在线圈未通电时常开触点断开。具体为小电流通过第一继电器K1的线圈来控制第一继电器K1的第一常开触点和第二常开触点均闭合，从而导通零线N与火线L，而在第一继电器K1的线圈未通电时第一继电器K1的第一常开触点和第二常开触点均断开，从而断开零线N与火线L。

第一电压端V1用于输出电压，第一电压端VI用于为第一继电器K1的线圈提供工作电压，例如，第一电压端V1的电压值可以是12伏特等。

开关S是一种通过控制端控制开关S的第一端和第二端导通与关断的器件，开关S可以是三极管、场效应晶体管等。例如：参见图4，开关S可以是三极管T，控制端为三极管T的基极，基极可以控制三极管T的集电极与发射极的导通与关断。这种情况下，三极管T的基极与控制器101的第一控制端连接，三极管T的集电极与光电耦合器OP的第二输出端连接，三极管T的发射极与地线GND连接。

第一电阻R1和第二电阻R2是进行分压的电阻，第一电阻R1和第二电阻R2的阻值可以较大，用以在控制器101的第一检测端产生电平信号。

在交流充电桩的火线L和零线N向外输出电能时，控制器101控制开关S导通。

这种情况下，若交流充电桩的火线L和零线N未短路，则交流电经过全桥整流器D中的二极管，由于二极管的单向导通性，交流电整流为直流电，全桥整流器D的第一直流输出端和第二直流输出端分别输出正极电流和负极电流，从而使光电耦合器OP中的发光二极管导通，如此，光电耦合器OP中的光敏三极管的基极接收到光信号，使光敏三极管的集电极与发射极导通，即光电耦合器OP的两个输出端导通。在光电耦合器OP的两个输出端导通以及开关S导通的情况下，第一电压端V1的电流经第一继电器K1的线圈、光电耦合器OP的两个输出端和开关S流向地线GND，因此第一继电器K1的线圈通电，使第一继电器K1的两个常开触点保持闭合，使得零线N和火线L导通，可以正常向外输出电能。因为第一电阻R1和第二电阻R2的阻值较大，因此电流此时不经过第一电阻R1和第二电阻R2，因而第二电阻R2的第一端产生低电平信号，此时控制器101的第一检测端检测到低电平信号，则可以确定零线N和火线L未发生短路，继续持续控制开关S导通，以保持火线L和零线N持续向外输出电能。

若交流充电桩的火线L和零线N发生短路，则全桥整流器D的两个交流输入端没有交流电进入，全桥整流器D的两个直流输出端没有直流电输出，则光电耦合器OP中的发光二极管关断，不再产生光信号，光电耦合器OP中的光敏三极管因此关断，即光电耦合器OP的两个输出端关断。在光电耦合器OP的两个输出端关断的情况下，第一电压端V1的电流经第一继电器K1的线圈后不会经过光电耦合器OP的输出端，而是通过第一电阻R1和第二电阻R2流向地线GND。由于第一电阻R1和第二电阻R2的分压，第一继电器K1的线圈电压不足，从而导致第一继电器K1的两个常开触点断开，使零线N与火线L关断，使其停止向外输出电能，从而可以消除短路造成的安全隐患。同时，第二电阻R2的第一端产生高电平信号，此时控制器101的第一检测端检测到高电平信号，确定交流充电桩的火线L与零线N发生短路，然后控制器101控制开关S关断。如此，当交流充电桩的火线L和零线N发生短路时，第一继电器K1的第一常开触点和第二常开触点断开，使火线L和零线N断开，停止向外输出电能，保证了电路的安全。并且，控制器101在火线L与零线N发生短路时，通过控制开关S的关断可以达到双重开关保护的效果，即在火线L和零线N瞬间恢复正常的情况下，也能防止火线L和零线N向外输出电能，从而可以进一步保护电路安全，消除安全隐患。

可选地，参见图2，该短路保护电路还包括第三电阻R3。

第三电阻R3连接在全桥整流器D的第一直流输出端与光电耦合器OP的第一输入端之间。

由于全桥整流器D的第一交流输入端和第二交流输入端输入的是火线L和零线N的交流电，所以全桥整流器D的第一直流输出端输出的电流较大，因而在全桥整流器D的第一直流输出端与光电耦合器OP的第一输入端之间连接第三电阻R3起到限流保护的作用。

可选地，参见图3，该短路保护电路还包括第四电阻R4。

第四电阻R4连接在全桥整流器D的第二直流输出端与光电耦合器OP的第二输入端之间。

由于全桥整流器D的第一交流输入端和第二交流输入端输入的是火线L和零线N的交流电，所以全桥整流器D的第二直流输出端输出的电流较大，因而在全桥整流器D的第二直流输出端与光电耦合器OP的第二输入端之间连接第四电阻R4起到限流保护的作用。

可选地，参见图4，该短路保护电路还包括第五电阻R5。

第五电阻R5连接在开关S的控制端与控制器101的第一控制端之间。

第五电阻R5可以对控制器101输出到开关S的控制端的控制信号进行钳位，从而使开关S处于稳定的导通状态或关断状态。

可选地，参见图5，该短路保护电路还包括电容C。

电容C连接在第二电阻R2的第一端与第二端之间。

当火线L和零线N短路时，第二电阻R2分压后在其第一端产生高电平信号，电容C与第二电阻R2并联，对产生的高电平信号起到滤波作用，保证信号的稳定，使控制器101不会发生误判。

可选地，参见图6，该短路保护电路还包括二极管VD、第六电阻R6、运算放大器U、第七电阻R7。

二极管VD的正极与第二电压端V2连接，第六电阻R6连接在二极管VD的负极与运算放大器U的反相输入端之间。运算放大器U的反相输入端与火线L连接，零线N与地线GND连接，运算放大器U的同相输入端与第三电压端V3连接，第三电压端V3的电压小于第二电压端V2的电压。运算放大器U的正电源端与第四电压端V4连接，运算放大器U的负电源端与地线GND连接，第七电阻R7连接在运算放大器U的正电源端与输出端之间，运算放大器U的输出端与控制器101的第二检测端连接。

第二电压端V2用于输出电压，具体用于通过第六电阻R6为运算放大器U的反相输入端提供电压。

第三电压端V3用于输出电压，具体用于为运算放大器U的同相输入端提供电压。

第四电压端V4用于输出电压，具体用于为运算放大器U提供工作电压，例如，第四电压端V4的电压值可以是3.3伏特。

控制器101用于在控制器101的第二检测端检测到高电平信号时确定火线L与零线N短路，在控制器101的第二检测端检测到低电平信号时确定火线L与零线N未短路。

二极管VD连接在第六电阻R6和第二电压端V2之间，第六电阻R6与火线L连接。二极管VD用于防止交流电倒流，对电路进行保护。

第六电阻R6用于进行分压，一般用欧姆级阻值的小电阻。

运算放大器U是一种可以通过同相输入端和反相输入端的两个输入而产生一个输出信号的器件。当运算放大器U的同相输入端的电压小于反相输入端的电压时，运算放大器U输出低电平信号；当运算放大器U的同相输入端的电压大于反相输入端的电压时，运算放大器U输出高电平信号。

运算放大器U的正电源端与第四电压端V4连接，运算放大器U的负电源端与地线GND连接，使运算放大器U接通电源后工作。第七电阻R7是运算放大器U的上拉电阻，第七电阻R7连接在运算放大器U的正电源端与输出端之间，当运算放大器U的同相输入端的电压大于反相输入端的电压时，通过第七电阻R7可以将运算放大器U的输出端的输出电平钳制到运算放大器U的工作电压，从而使运算放大器U的输出电平可以被拉高达到控制器101所能检测到的高电平。

在需要通过交流充电桩的火线L和零线N向外输出电能时，控制器101可以先检测火线L和零线N是否发生短路。在火线L和零线N发生短路时，需要先解决短路问题，消除安全隐患，再通过火线L和零线N向外输出电能。在火线L和零线N未发生短路时，可以直接控制火线L和零线N向外输出电能，在火线L和零线N向外输出电能时，导通开关S，以在火线L和零线N向外输出电能的过程中检测火线L和零线N是否短路，并在短路时实现电路保护。

在需要通过火线L和零线N向外输出电能时，检测火线L和零线N是否发生短路的过程为：当火线L和零线N未发生短路时，运算放大器U的反相输入端连接的火线L与零线N回路的等效电阻趋于无穷大，使运算放大器U的反相输入端的电压接近第二电压端V2的电压，由于第二电压端V2的电压大于第三电压端V3的电压，因此运算放大器U的输出端产生低电平信号，控制器101的第二检测端检测到低电平信号时确定火线L与零线N未短路。当火线L和零线N发生短路时，运算放大器U的反相输入端连接的火线L与零线N回路中的等效电阻趋于0，运算放大器U的反相输入端的电压为0，小于运算放大器U同相输入端的电压，此时由于第七电阻R7的上拉作用，运算放大器U的输出端产生高电平信号，控制器101的第二检测端检测到高电平信号时，确定火线L与零线N短路。

可选地，参见图7，该短路保护电路还包括第二继电器K2。

第二继电器K2的第一常开触点连接在火线L与运算放大器U的反相输入端之间，第二继电器K2的第二常开触点连接在零线N与地线之间，第二继电器K2的线圈的第一端与第五电压端V5连接，第二继电器K2的线圈的第二端与控制器101的第二控制端连接。

第五电压端V5用于输出电压，具体用于为第二继电器K2的线圈提供工作电压，比如，第五电压端V5的电压可以是3.3伏特。

第二继电器K2是一种电控制器件，是用小电流去控制大电流运作的一种自动开关，具体为小电流通过第二继电器K2的线圈来控制第二继电器K2的第一常开触点和第二常开触点均闭合，从而连通零线N与地线GND，以及连通火线L与运算放大器U的反相输入端；而在第二继电器K2的线圈未通电时第二继电器K2的第一常开触点和第二常开触点均断开，从而断开零线N与地线GND，以及断开火线L与运算放大器U的反相输入端。

第二继电器K2的线圈的第一端与第五电压端V5连接，控制器101的第二控制端发送低电平信号到第二继电器K2的线圈的第二端，使第二继电器K2的线圈带电，从而第二继电器K2的第一常开触点和第二常开触点闭合，使零线N连接地线GND，以及使火线L与运算放大器U的反相输入端连接。

在不需要通过交流充电桩的火线L和零线N向外输出电能时，控制器101发送高电平信号到第二继电器K2的线圈的第二端，使第二继电器K2的线圈不带电，从而第二继电器K2的第一常开触点和第二常开触点断开，使零线N与地线GND断开，以及使火线L与运算放大器U的反相输入端断开。这种情况下，进行充电前短路检测的电路部分不工作，从而可以节省功耗。

在需要通过交流充电桩的火线L和零线N向外输出电能时，控制器101发送低电平信号到第二继电器K2的线圈的第二端，使第二继电器K2的线圈带电，从而第二继电器K2的第一常开触点和第二常开触点闭合，使零线N连接地线GND，以及使火线L与运算放大器U的反相输入端连接。这种情况下，控制器101就可以通过自己的第二检测端检测火线L和零线N是否发生短路。

可选地，参见图8，该短路保护电路还包括第八电阻R8。

第八电阻R8连接在运算放大器U的输出端与控制器101的第二检测端之间。第八电阻R8可以起到限流保护的作用。

在本申请实施例中，在需要通过交流充电桩的火线L和零线N向外输出电能时，控制器101可以先检测火线L和零线N是否发生短路。具体地，当火线L和零线N未发生短路时，运算放大器U的反相输入端连接的火线L与零线N回路的等效电阻趋于无穷大，使运算放大器U的反相输入端的电压接近第二电压端V2的电压，由于第二电压端V2的电压大于第三电压端V3的电压，因此运算放大器U的输出端产生低电平信号，控制器101的第二检测端检测到低电平信号时确定火线L与零线N未短路。当火线L和零线N发生短路时，运算放大器U的反相输入端连接的火线L与零线N回路中的等效电阻趋于0，运算放大器U的反相输入端的电压为0，小于运算放大器U同相输入端的电压，此时由于第七电阻R7的上拉作用，运算放大器U的输出端产生高电平信号，控制器101的第二检测端检测到高电平信号时，确定火线L与零线N短路。

当上述充电前检测结果为火线L与零线N未发生短路时，可以通过火线L和零线N向外输出电能，这种情况下，控制器101控制开关S导通。如此，在火线L和零线N向外输出电能的过程中，若火线L和零线N发生短路，则全桥整流器D的两个交流输入端没有交流电进入，全桥整流器D的两个直流输出端没有直流电输出，则光电耦合器OP中的发光二极管关断，不产生光信号，光电耦合器OP中的光敏三极管关断，即光电耦合器OP的两个输出端关断。在光电耦合器OP的两个输出端关断的情况下，第一电压端V1的电流经第一继电器K1的线圈后不会经过光电耦合器OP的输出端，而是通过第一电阻R1和第二电阻R2流向地线GND。由于第一电阻R1和第二电阻R2的分压，第一继电器K1的线圈电压不足，从而导致第一继电器K1的两个常开触点断开，使零线N与火线L关断，使其停止向外输出电能，从而可以消除短路造成的安全隐患。同时，第二电阻R2的第一端产生高电平信号，此时控制器101的第一检测端检测到高电平信号，确定火线L与零线N发生短路，然后控制器101控制开关S关断。如此，当火线L和零线N发生短路时，第一继电器K1的第一常开触点和第二常开触点断开，使火线L和零线N断开，停止向外输出电能，保证了电路的安全。并且，控制器101在火线L与零线N发生短路时，通过控制开关S的关断可以达到双重开关保护的效果，即在火线L和零线N瞬间恢复正常的情况下，也能防止火线L和零线N向外输出电能，从而可以进一步保护电路安全，消除安全隐患。本申请实施例中的短路保护电路结构简单，且控制器101需要执行的操作也比较简单，从而减少了检测复杂度和电路保护复杂度。

本申请实施例中还提供了一种交流充电桩，该交流充电桩包括上述图1-图8任一所述的短路保护电路。该交流充电桩可以通过该短路保护电路实现在充电前的短路检测，以及在充电过程中实现短路检测和短路时的电路保护，从而可以大大消除安全隐患。该短路保护电路结构简单，且其中的控制器需要执行的操作也比较简单，从而减少了检测复杂度和电路保护复杂度。

以上所述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精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种短路保护电路，其特征在于，所述短路保护电路包括：全桥整流器、光电耦合器、第一继电器、开关、第一电阻、第二电阻和控制器；

所述全桥整流器的第一交流输入端与交流充电桩的火线连接，所述全桥整流器的第二交流输入端与所述交流充电桩的零线连接，所述全桥整流器的第一直流输出端与所述光电耦合器的第一输入端连接，所述全桥整流器的第二直流输出端与所述光电耦合器的第二输入端连接；

所述光电耦合器的第一输出端与所述第一继电器的线圈的第一端连接，所述第一继电器的线圈的第二端与第一电压端连接，所述第一继电器的第一常开触点连接在所述火线上，所述第一继电器的第二常开触点连接在所述零线上；所述光电耦合器的第二输出端与所述开关的第一端连接，所述开关的第二端与地线连接，所述开关的控制端与所述控制器的第一控制端连接；

所述第一电阻的第一端与所述第一继电器的线圈的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述控制器的第一检测端和所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述地线连接；

所述控制器用于在所述控制器的第一检测端检测到高电平信号时，确定所述火线与所述零线短路，控制所述开关关断；在所述控制器的第一检测端检测到低电平信号时，确定所述火线与所述零线未短路，控制所述开关导通。

2.如权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述短路保护电路还包括第三电阻；

所述第三电阻连接在所述全桥整流器的第一直流输出端与所述光电耦合器的第一输入端之间。

3.如权利要求1或2所述的短路保护电路，其特征在于，所述短路保护电路还包括第四电阻；

所述第四电阻连接在所述全桥整流器的第二直流输出端与所述光电耦合器的第二输入端之间。

4.如权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述短路保护电路还包括第五电阻；

所述第五电阻连接在所述开关的控制端与所述控制器的第一控制端之间。

5.如权利要求1或4所述的短路保护电路，其特征在于，所述开关为三极管。

6.如权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述短路保护电路还包括电容；

所述电容连接在所述第二电阻的第一端与第二端之间。

7.如权利要求1所述的短路保护电路，其特征在于，所述短路保护电路还包括二极管、第六电阻、运算放大器和第七电阻；

所述二极管的正极与第二电压端连接，所述第六电阻连接在所述二极管的负极与所述运算放大器的反相输入端之间；

所述运算放大器的反相输入端与所述火线连接，所述零线与所述地线连接，所述运算放大器的同相输入端与第三电压端连接，所述第三电压端的电压小于所述第二电压端的电压；

所述运算放大器的正电源端与第四电压端连接，所述运算放大器的负电源端与所述地线连接，所述第七电阻连接在所述运算放大器的正电源端与输出端之间，所述运算放大器的输出端与所述控制器的第二检测端连接；

所述控制器用于在所述控制器的第二检测端检测到高电平信号时确定所述火线与所述零线短路，在所述控制器的第二检测端检测到低电平信号时确定所述火线与所述零线未短路。

8.如权利要求7所述的短路保护电路，其特征在于，所述短路保护电路还包括第二继电器；

所述第二继电器的第一常开触点连接在所述火线与所述运算放大器的反相输入端之间，所述第二继电器的第二常开触点连接在所述零线与所述地线之间，所述第二继电器的线圈的第一端与第五电压端连接，所述第二继电器的线圈的第二端与所述控制器的第二控制端连接。

9.如权利要求7或8所述的短路保护电路，其特征在于，所述短路保护电路还包括第八电阻；

所述第八电阻连接在所述运算放大器的输出端与所述控制器的第二检测端之间。

10.一种交流充电桩，其特征在于，所述交流充电桩包括权利要求1-9任一所述的短路保护电路。

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