CN216816805U - 一种唤醒电路、检测电路、控制引导电路、芯片及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电子电路技术领域，尤其涉及一种唤醒电路、检测电路、控制引导电路、芯片及车辆；通过引入使能结构，为唤醒电路加入了时序控制功能，可有效克服机械抖动带来的误动作唤醒；同时，通过引入储能部件，在不同的工作状态下，储能部件具备不同的工作状态，从而可以实现电路结构的动态切换，进而实现了防下电误唤醒功能和CC采样隔离功能，可有效提高系统的灵活性、可靠性和安全性。

Description

一种唤醒电路、检测电路、控制引导电路、芯片及车辆

技术领域

本实用新型属于电子电路技术领域，尤其涉及一种唤醒电路、检测电路、控制引导电路、芯片及车辆。

背景技术

电动、混合车辆外接充电设备进行充电时，充电设备和车载充电机需要通过连接确认信号CC(Connection Confirm)监控电动汽车与充电设备之间的连接状态，识别插枪的半连接状态和不同的充电容量。

通过CC信号唤醒相关系统时，要求车载充电机能有效识别CC端口连接状态，但在拔充电枪的过程中，CC信号可能会因为机械抖动产生的瞬态接触，导致连接状态跳变，如果此时车载充电机错误识别CC连接状态，将导致车载充电机异常唤醒或无法正常下电。

发明内容

本申请公开了一种唤醒电路，通过检测指定位置的对地电阻，判断电路的连接状态或者负载的工作进程。

相关唤醒电路包括5端口，其中第一端为输入端，第二端为输出端，第三端为电源端，第四端为地，第五端为使能端；其中，第一端用于采样获取对地阻抗。

该电路还包括单向导通部件，用于满足电路的驱动特性；包括第一单向导通部件、第一开关部件和第二开关部件。

其中，第一单向导通部件的阴极与第一端电连接，第一单向导通部件的阳极经过串联的第一电阻和第二电阻与第三端电连接；第一单向导通部件的阳极还通过第二开关部件与第四端电连接。

进一步地，第三端通过串联第一电阻和第一开关与第二端电连接；第二端经第四电阻与第四端电连接。

具体地，第一单向导通部件的阳极通过第三电阻与第一开关的控制端电连接；唤醒源信号通过第一端，在第一单向导通部件和第一电阻和第四电阻的分压作用下，在第三端输出唤醒信号。

第一开关部件经第一电阻后，接向第三端的端口，为电路获取电源激励；第一开关部件与第四端之间还包括第一电容，该电容为本实施例指定节点提供电压转换，使得电路在不同的工作电具备不同的定位，从而用该电位控制相关开关部件的动作。

具体地，第二开关部件的控制端经第六电阻与第五端电连接，第二开关部件的控制端经第五电阻与第四端电连接。

进一步地，第一端悬空或者经采样电阻上拉至采样电源，而将第三端与采样电源电连接。

在实施例中，第五端与控制电源或其它电源电连接；此处的控制电源至少可以是5V直流电源。

进一步地，在需要限制电压的端口处设有稳压部件，所述稳压部件包括稳压管。

进一步地，第一开关部件和第二开关部件为三极管，用于进行相关电路的切换和控制。

若一检测电路，包括上述唤醒电路；则可将该检测电路与外部电路电连接，用于为外部电路接入连接确认信号CC。

进一步地，若在充电引导电路中引入唤醒电路，则可以和控制引导信号CP(Control Pilot)共同保证设备运行状态的切换。其中，所述唤醒电路用于检测设备的连接状态，用于和其它CP等信号配合以实现相关电路的唤醒和复位。

进一步地，与之配合的CP电路可共用一激励电源和参考地。

进一步地，在充电引导电路设置控制电路、电阻检测电路、电压检测电路；其中，控制电路用于协调相关信号的动作逻辑；电阻检测电路用于获取监测点的对地电阻；电压检测电路用于确认机械连接部件的连接状态，至此可将本实施例用于充电设备的同步和监控。

进一步地，在计算机存储介质中固化了上述唤醒电路或充电引导电路，则可实现相关功能模块的快速移植和应用，同样对于相关车辆，若带有本实施例的唤醒电路，和/或充电引导电路和/或芯片，则同样是以本实施例的关键构思作为集成的依据。

由于CC信号属于电阻信号，车载充电机通过测量检测点与地之间的电阻判断充电电路的连接状态，当检测到规定的阻值时即认为连接完成。

当车载充电机和充电设备未连接时，车载充电机的CC接口对地是高阻状态；当车载充电机和充电设备连接后，则根据连接状态不同和充电容量不同，通常CC电阻在100～3.5kΩ之间各有不同。

与常规的CC唤醒电路相比较，唤醒电路不仅可以实现唤醒功能，而且可借助使能端及整流部件的时序控制和单向导通作用，增加防抖动、防下电误唤醒和采样隔离功能。

同时，相关技术方案中的触发信号为脉冲电平，因而可以和其他唤醒信号共用同一个唤醒端口，具备很高的灵活性、可靠性和安全性。

需要说明的是，在本申请中采用的“第一”、“第二”等类似的语汇，仅仅是为了描述技术方案中的各组成要素，并不构成对技术方案的限定，也不能理解为对相应要素重要性的指示或暗示；带有“第一”、“第二”等类似语汇的要素，表示在对应技术方案中，该要素至少包含一个。

附图说明

为了更加清晰地说明本申请的技术方案，利于对本申请的技术效果、技术特征和目的进一步理解，下面结合附图对本申请进行详细的描述，附图构成说明书的必要组成部分，与本申请的实施例一并用于说明本申请的技术方案，但并不构成对本申请的限制。

附图中的同一标号代表相同的部件，具体地：

图1为本实用新型实施例的结构框图。

图2为本实用新型实施例的电路原理图；

其中：

6-第一端，8-第二端，9-第三端，5-第四端，10-第四端；

33-第一单向导通部件；88-第二开关部件；99-第一开关部件；

222-实施例CC唤醒电路，600-输入单元，700-隔离转换单元；

800-缓冲复位单元，900-输出单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请作进一步的详细说明。当然，下列描述的具体实施例只是为了解释本申请的技术方案，而不是对本申请的限定。此外，实施例或附图中表述的部分，也仅仅是本申请相关部分的举例说明，而不是本申请的全部。

如图1所示，本实用新型实施例的电路包括输入单元600、隔离转换单元700、缓冲复位单元800和输出单元900。

对外，本实施例电路包含5个端口，即第一端6、第二端8、第三端9、第四端5和第五端10。

其中：第一端6为输入端，第二端8为输出端，第三端9为电源端，第四端5为地；第五端10为使能端；第一端6用于采样获取对地阻抗。

如图1和图2，本实施例的唤醒电路222还包括第一单向导通部件33、第一开关部件99和第二开关部件88，其中：第一单向导通部件33的阴极与第一端6电连接，第一单向导通部件33的阳极经过串联的第一电阻R1和第二电阻R2与第三端9电连接；第一单向导通部件33的阳极还通过第二开关部件88与第四端5电连接。

进一步地，第三端9通过串联第一电阻R1和第一开关部件99与第二端8电连接；第二端8经第四电阻R4与第四端5电连接。

进一步地，第一单向导通部件88的阳极通过第三电阻R3与第一开关99的控制端电连接。

唤醒源信号通过第一端6，在第一单向导通部件33和第一电阻R1和第四电阻R4的分压作用下，在第二端8输出唤醒信号。

进一步地，第一开关部件99经第一电阻R1后，接向第三端9；第一开关部件99与第四端5之间还包括第一电容C1；其中：第二开关部件88的控制端经第六电阻R6与第五端10电连接，第二开关部件88的控制端经第五电阻R5与第四端5电连接。

通常，第一端6悬空或者经采样电阻上拉至采样电源，采用电源与第三端电连接；第五端10与控制电源或其它电源电连接；此处，控制电源至少可以是5V的直流电源。

进一步地，在需要限制电压的端口处可设置稳压部件(图中未标出)，该稳压部件包括稳压管、保险管和类似的保护器件。

进一步地，此处的第一开关部件99和第二开关部件88可采用三极管作为控制器件。

对于具备该唤醒电路的检测设备、充电引导电路及车辆，其核心是具备本实用新型公开的唤醒电路。

具体地，在设备连接前，CC端口为高阻状态，CC_control为低电平状态，电容C1被充电到KL30电压，三极管T1和T2均不导通，相关充电设备处于休眠状态中。

当第一端通过CC端口的充电线缆连接到充电设备时，CC端口的对地阻抗若在3.5kΩ以内，则三极管T1导通，而第五端的CC_control控制信号仍为低电平状态，三极管T2不导通；其中，CCWake约等于C1电压，即KL30电压。

CC端口连接后，电容C1通过R1、D1、CC电阻以及三极管T1、R3、D1放电，同时KL30通过R1为电容C1充电，通过选取合适的电路参数保证充电时间常数远大于放电时间常数，电容C1的电压不断减小，CCWake电压也不断下降。

当C1电压降到足够低时，三极管T1关断，CCWake电压降为零；也就是说：当CC连接后，会在在地二端CCWake产生一个高电平脉冲信号，该脉冲信号可用于唤醒车载充电机或其它电路或系统。

CC唤醒后，通过在第五端引入CCcontrol高电平信号，在达到导通阈值的情况下，输出单元的开关器件被迫关断。具体地，当第五端CCcontrol的5V电源建立后，三极管T2导通，二极管D1的阳极被下拉到低，二极管D1截止，三极管T1关断，电容C1电压通过R2、T2进一步被放电到足够低。

此外，除了唤醒功能，该CC电路还具备防抖动、防下电误唤醒和采样隔离功能，具体地：

如图2所示，在CC唤醒后电容C1电压被放电到很低，当CC断开连接后车载充电机重新进入休眠状态，KL30通过电阻R1对电容C1进行充电，C1充电的时间常数R1*C1较大。

此时，如果CC断开后由于拔枪抖动导致CC误接触，电容C1仍在充电过程中，由于电容C1的电压很低，即使三极管T1导通，在第二端8的CCWake信号的脉冲幅值仍然很小，达不到高电平识别阈值，也无法唤醒充电机或其它设备，从而保证了充电机设备在拔充电枪过程中不会因抖动而重新唤醒，也就是实现了防抖动功能。

另外，通过电阻R5、R6和三极管T2，第一端6的CC端口通常需要通过采样电路判断CC电阻值，用于识别连接状态和充电桩充电容量等信息；因而在车载充电机正常工作时，第一端口6的CC端口通常有上拉采样电阻和采样电源与之相连。

具体地，在车载充电机下电过程中，CC采样电源的电压下降，CC端口的电压也随之下降；此时，CC端口电压下降可能会被车载充电机识别为CC电阻连接，导致CC误唤醒，充电机无法正常下电。

但是，本实施例电路在下电过程中通过第五端10的CCcontrol端口5V电源来控制三极管T2，使其一直处于导通状态，而电容C1通过R2、T2放电，C1电压始终很低，三极管T1一直处于有效关断状态，不会发生误唤醒。

通过选择合适的电路参数，保证只有当第五端的CCcontrol端口电平足够低时三极管T2才能关断，此时电容C1电压很低，且充电很慢，不足以在CCWake产生有效高电平脉冲，从而保证车载充电机下电时CC不会被误唤醒。

更进一步地，通过电阻R5、R6、三极管T2与二极管D1配合，可防止CC采样电路受CC唤醒电路KL30影响。

具体地，当车载充电机唤醒后，二极管D1的阳极通过三极管T2下拉到地，CC端口通过采样电阻上拉到采样电源，所以二极管D1处于关断状态，CC唤醒电路的KL30不会影响CC采样电路。

此外，为了使得系统更紧凑，可靠性更高，可以通过共用端口降低系统的复杂度；例如，可用本实用新型的唤醒电路检测设备的连接状态，并配合控制引导信号CP实现相关电路的唤醒和复位；其中，充电引导电路与唤醒电路共用一激励电源和参考地。

进一步地，可实现一充电引导电路，还包括充电控制电路、电阻检测电路和电压检测电路；其中，充电控制电路用于协调相关信号的动作逻辑；电阻检测电路用于获取监测点的对地电阻；电压检测电路用于确认机械连接部件的连接状态。

通过与外电路的配合，本实施例可实现带时序控制和防抖功能车载充电唤醒和控制；相比常规的CC唤醒电路，本实施例CC唤醒电路不仅可以实现唤醒功能，而且通过时序控制端可以引入防抖动功能、防下电误唤醒功能和CC采样隔离功能。

同时，由于本实施例的CC唤醒信号为脉冲电平信号，可以和其他脉冲式唤醒信号共用一个唤醒端口，因而具备更好的灵活性、可靠性和安全性。

本实施例在适当选择部件参数时，使能端10，即CCcontrol端信号可由5V控制电源或者其他电源替代，只要能够满足相关开关部件的可靠通断控制即可。

同时，电路中的三极管可以替换成其他能起到相同开关作用的器件，三极管也可以选择内部集成电阻的，可取消电路中一些单独的分立电阻；若考虑到一些电路端口的保护，还可添加一些保护器件，如稳压管、保险管等部件。

需要说明的是，上述实施例仅是为了更清楚地说明本申请的技术方案，本领域技术人员可以理解，本申请的实施方式不限于以上内容，基于上述内容所进行的明显变化、替换或替代，均不超出本申请技术方案涵盖的范围；在不脱离本申请发明构思的情况下，其它实施方式也将落入本申请的范围。

Claims (11)

1.一种唤醒电路（222），包括第一端（6）、第二端（8）、第三端（9）、第四端（5）和第五端（10）；

其中：所述第一端（6）为输入端，所述第二端（8）为输出端，所述第三端（9）为电源端，所述第四端（5）为地；所述第五端（10）为使能端；所述第一端（6）用于采样获取对地阻抗；

所述唤醒电路（222）还包括第一单向导通部件（33）、第一开关部件（99）和第二开关部件（88），其中：

所述第一单向导通部件（33）的阴极与所述第一端（6）电连接，所述第一单向导通部件（33）的阳极经过串联的第一电阻和第二电阻与所述第三端（9）电连接；所述第一单向导通部件（33）的阳极还通过第二开关部件（88）与所述第四端（5）电连接；

所述第三端（9）通过串联第一电阻和第一开关部件（99）与所述第二端（8）电连接；所述第二端（8）经第四电阻与所述第四端（5）电连接；

所述第一单向导通部件（33）的阳极通过第三电阻与所述第一开关部件（99）的控制端电连接；

唤醒源信号通过第一端（6），在第一单向导通部件（33）和所述第一电阻和第四电阻的分压作用下，在第二端（8）输出唤醒信号。

2.如权利要求1所述的唤醒电路，其中：

所述第一开关部件（99）经所述第一电阻后，接向所述第三端的端口；所述第一开关部件（99）与所述第四端之间还包括第一电容。

3.如权利要求1或2所述的唤醒电路，其中：

所述第二开关部件（88）的控制端经第六电阻与所述第五端电连接，所述第二开关部件（88）的控制端经第五电阻与所述第四端（5）电连接。

4.如权利要求3所述的唤醒电路，其中：

所述第一端（6）悬空或者经采样电阻上拉至电源，所述电源与所述第三端（9）电连接。

5.如权利要求4所述的唤醒电路，其中：

所述第五端与控制电源或其它电源电连接；所述控制电源至少可以是5V直流电源。

6.如权利要求4或5所述的唤醒电路，其中：

在需要限制电压的端口处设有稳压部件，所述稳压部件包括稳压管；

所述第一开关部件（99）和所述第二开关部件（88）为三极管。

7.一种检测电路，包括：

如权利要求1-6所述的唤醒电路；所述检测电路与外部电路电连接，用于为外部电路接入连接确认信号。

8.一种充电引导电路，包括：

如权利要求1-6所述的唤醒电路，所述唤醒电路用于检测设备的连接状态，用于和其它引导控制信号配合以实现相关电路的唤醒和复位；

所述充电引导电路与所述唤醒电路共用一激励电源；

所述充电引导电路与所述唤醒电路共用一参考地。

9.如权利要求8所述的充电引导电路，还包括：

充电控制电路、电阻检测电路、电压检测电路；

其中，所述充电控制电路用于协调相关信号的动作逻辑；所述电阻检测电路用于获取监测点的对地电阻；所述电压检测电路用于确认机械连接部件的连接状态。

10.一种芯片，包括：

如权利要求1-6所述的唤醒电路或如权利要求8所述的充电引导电路。

11.一种车辆，包括：

如权利要求1-6所述的唤醒电路，和/或如权利要求8或9所述的充电引导电路，和/或如权利要求10所述的芯片。

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