CN216979210U - 输出短路与继电器粘连同时检测电路及应用的交流充电桩 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种输出短路与继电器粘连同时检测电路及应用的交流充电桩，可同时检测输出短路检测与继电器粘连检测，且电路简单可靠，并实现在交流充电桩启动充电前，防止在输出短路和继电器粘连的情况下输出功率，进而保护了交流充电桩和电动汽车。

Description

输出短路与继电器粘连同时检测电路及应用的交流充电桩

技术领域

本实用新型涉及电路故障检测技术领域，特别是涉及一种输出短路与继电器粘连同时检测电路及应用的交流充电桩。

背景技术

现如今新能源汽车市场日渐成熟，随着电动汽车越来越多，电动汽车车主对方便的交流充电需求越来越大。通常，这些车主为了方便使用，多将交流桩安装在小区内部。

通常来说，小区内部的供电环境较差，因此需要更进一步提高交流充电桩的安全性。例如，一些标准提出了交流充电桩的输出短路检测(启动充电前)和粘连检测。现有的实现方法一般是两个功能电路分别实现短路检测与粘连检测。但是并没有可同时实现检测输出短路检测与继电器粘连检测的电路。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种输出短路与继电器粘连同时检测电路及应用的交流充电桩，解决了现有技术中一般采用两个功能电路分别实现短路检测与粘连检测，缺少可同时实现检测输出短路检测与继电器粘连检测的电路的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种输出短路与继电器粘连同时检测电路，第一继电器K1、继电器模块、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4以及电阻R5、保险丝F1以及保险丝F2、第一继电器K1驱动电路、继电器模块驱动电路、ADC 采样端、供电电源、输入火线、输入零线、输出火线、输出零线以及保护地；其中，所述输入火线通过所述继电器模块与输出火线连接，所述输入零线通过所述继电器模块与输出零线连接，所述第一继电器通过输出零线与所述继电器模块相连；所述保险丝F1的一端连接所述供电电源、另一端连接所述二极管D1的正极；所述二极管D1的负极连接所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端连接所述第一继电器远离所述输出火线的一端以及电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接所述第一继电器远离所述输出火线的一端以及所述保险丝F2的一端，所述保险丝F2的另一端连接所述电阻R3以及所述电阻R4的一端；所述电阻R4另一端连接所述ADC采样端；所述电阻R3的另一端连接所述电阻R5的一端并接地，所述电阻 R5的另一端连接所述保护地；所述第一继电器驱动电路连接所述第一继电器K1，以供控制所述第一继电器K1的通断；所述继电器模块驱动电路连接所述继电器模块，以供控制所述继电器模块的通断。

于本实用新型的一实施例中，所述第一继电器K1包括：第一支路以及第二支路；其中，所述第一支路一端连接所述电阻R1远离所述二极管D1的一端以及电阻R2一端，另一端连接输出火线；所述第二支路一端连接所述电阻R2的另一端以及所述保险丝F2的一端，另一端连接输出零线。

于本实用新型的一实施例中，所述继电器模块包括：第二继电器K2以及第三继电器K3；其中，所述第二继电器K2的两端连接输入火线以及输出火线，且与所述继电器模块驱动电路中的第二驱动电路连接；所述第三继电器K3的两端连接输入零线以及输出零线，且与所述所述继电器模块驱动电路中的第三驱动电路连接。

于本实用新型的一实施例中，所述继电器模块包括：一双路继电器K，包括：第一继电支路以及第二继电支路；其中，所述第一继电支路的两端连接输入火线以及输出火线；所述第二继电支路的两端连接输入零线以及输出零线。

于本实用新型的一实施例中，所述电路还包括：控制装置，连接所述第一继电器驱动电路、继电器模块驱动电路以及ADC采样端，用于控制所述电路进行输出短路及继电器粘连检测。

于本实用新型的一实施例中，所述控制装置包括：故障检测模块，与所述ADC采样端连接，用于采集所述ADC采样接口端的电压值，以确定是否出现短路状态和/或继电器粘连状态；驱动控制模块，与所述故障检测模块、所述继电器驱动电路以及所述继电器模块驱动电路连接，用于在没有出现短路状态或继电器模粘连状态时，控制所述继电器驱动电路和/或继电器模块驱动电路，以控制第一继电器K1和/或所述继电器模块的通断。

于本实用新型的一实施例中，所述电路还包括：故障报警装置，连接所述故障检测模块，用于在出现短路状态和/或继电器粘连状态时进行报警。

于本实用新型的一实施例中，所述故障检测模块包括：启动前故障检测单元，用于在启动充电前采集所述ADC采样接口端的电压值，以生成对应出现继电器粘连状态的故障信号或对应未出现继电器粘连状态的正常信号；启动后故障检测单元，用于在启动后采集所述ADC 采样接口端的电压值，以生成对应出现继电器粘连状态的故障信号、对应出现短路状态的故障信号以及对应未出现出现短路状态和继电器粘连状态的正常信号。

于本实用新型的一实施例中，所述驱动控制模块包括：启动控制模块，用于在接收到在启动前对应未出现继电器粘连状态的正常信号时，控制所述继电器驱动电路将所述第一继电器K1闭合；充电控制模块，用于在接收到对应未出现出现短路状态和继电器粘连状态的正常信号时，控制所述继电器驱动电路将所述第一继电器K1断开以及控制所述继电器模块驱动电路将所述继电器模块闭合。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种交流充电桩，包括：所述的输出短路与继电器粘连同时检测电路。

如上所述，本实用新型的一种输出短路与继电器粘连同时检测电路及应用的交流充电桩，具有以下有益效果：本实用新型提供一种硬件电路，可同时检测输出短路检测与继电器粘连检测，且电路简单可靠，并实现在交流充电桩启动充电前，防止在输出短路和继电器粘连的情况下输出功率，进而保护了交流充电桩和电动汽车。

附图说明

图1显示为本实用新型一实施案例中的输出短路与继电器粘连同时检测电路的电路结构示意图。

图2显示为本实用新型一实施案例中的输出短路与继电器粘连同时检测电路的电路结构示意图。

图3显示为本实用新型一实施案例中的控制装置的结构示意图。

图4显示为本实用新型一实施案例中的交流充电桩的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本实用新型的若干实施案例。应当理解，还可使用其他实施案例，并且可以在不背离本实用新型的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本实用新型的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本实用新型。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、““下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

在通篇说明书中，当说某部分与另一部分“连接”时，这不仅包括“直接连接”的情形，也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接连接”的情形。另外，当说某种部分“包括”某种构成要素时，只要没有特别相反的记载，则并非将其它构成要素，排除在外，而是意味着可以还包括其它构成要素。

其中提到的第一、第二及第三等术语是为了说明多样的部分、成分、区域、层及/或段而使用的，但并非限定于此。这些术语只用于把某部分、成分、区域、层或段区别于其它部分、成分、区域、层或段。因此，以下叙述的第一部分、成分、区域、层或段在不超出本实用新型范围的范围内，可以言及到第二部分、成分、区域、层或段。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

本实用新型实施例中提供一种输出短路与继电器粘连同时检测电路，可同时检测输出短路检测与继电器粘连检测，且电路简单可靠，并实现在交流充电桩启动充电前，防止在输出短路和继电器粘连的情况下输出功率，进而保护了交流充电桩和电动汽车。

下面以附图为参考，针对本实用新型的实施例进行详细说明，以便本实用新型所述技术领域的技术人员能够容易地实施。本实用新型可以以多种不同形态体现，并不限于此处说明的实施例。

如图1所示，展示本实用新型实施例中的输出短路与继电器粘连同时检测电路的结构示意图。

所述电路包括：

第一继电器K1、继电器模块、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4以及电阻R5、保险丝F1以及保险丝F2、第一继电器驱动电路、继电器模块驱动电路、ADC采样端、供电电源VCC、输入火线L_IN、输入零线N_IN、输出火线L_OUT、输出零线N_OUT 以及保护地PE；

其中，所述输入火线L_IN通过所述继电器模块与输出火线L_OUT连接，所述输入零线 N_IN通过所述继电器模块与输出零线N_OUT连接，所述第一继电器K1通过输出零线N_OUT与所述继电器模块相连；所述保险丝F1的一端连接所述供电电源VCC、另一端连接所述二极管D1的正极；所述二极管D1的负极连接所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1 的另一端连接所述第一继电器K1远离所述输出火线L_OUT的一端以及电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接所述第一继电器K1远离所述输出火线L_OUT的一端以及所述保险丝F2 的一端，所述保险丝F2的另一端连接所述电阻R3以及所述电阻R4的一端；所述电阻R4 另一端连接所述ADC采样端；所述电阻R3的另一端连接所述电阻R5的一端并接地，所述电阻R5的另一端连接所述保护地PE；所述第一继电器驱动电路连接所述第一继电器K1，以供控制所述第一继电器K1的通断；所述继电器模块驱动电路连接所述继电器模块，以供控制所述继电器模块的通断。

需要说明的是，所述第一继电器K1可以为单路继电器也可以为双路继电器。并且图1 中的供电电源VCC为12V电源，仅是一实施例，可以根据需求而选择，本申请对此不作限定。

在一实施例中，所述第一继电器K1包括：第一支路以及第二支路；其中，所述第一支路一端连接所述电阻R1远离所述二极管D1的一端以及电阻R2一端，另一端连接输出火线L_OUT；所述第二支路一端连接所述电阻R2的另一端以及所述保险丝F2的一端，另一端连接输出零线N_OUT；且所述所述第一继电器K1的第一支路以及第二支路由所述第一继电器驱动电路控制其通断。

在一实施例中，如图1所示，所述继电器模块包括：第二继电器K2以及第三继电器K3；其中，所述第二继电器K2的两端连接输入火线L_IN以及输出火线L_OUT，所述第三继电器的两端连接输入零线N_IN以及输出零线N_OUT。且所述继电器模块驱动电路对应的设置有第二驱动电路以及第三驱动电路；所述第二继电器K3与所述继电器模块驱动电路中的第二驱动电路连接；所述第三继电器与所述所述继电器模块驱动电路中的第三驱动电路连接。

其中，当所述第一继电器K1为双路的情况下，则第一支路通过输出火线L_OUT与所述第二继电器K2相连，所述第二支路通过输出零线N_OUT与所述第三继电器K2相连。

在一实施例中，如图2所示，所述继电器模块包括：一双路继电器K，包括：第一继电支路以及第二继电支路；其中，所述第一继电支路的两端连接输入火线L_IN以及输出火线L_OUT；所述第二继电支路的两端连接输入零线N_IN以及输出零线N_OUT。且所述继电器模块驱动电路包括一驱动电路，用于控制所述第一继电支路以及第二继电支路的通断。

其中，当所述第一继电器K1为双路的情况下，则第一支路通过输出火线L_OUT与所述第一继电支路相连，所述第二支路通过输出零线N_OUT与所述第二继电支路相连。

在一实施例中，所述电路还包括：控制装置，连接所述第一继电器驱动电路、继电器模块驱动电路以及ADC采样端，用于控制所述电路进行输出短路及继电器粘连检测。举例来说，所述控制装置为MCU，例如交流充电桩微型控制器芯片。

在一实施例中，如图3所示，所述控制装置包括：故障检测模块31，与所述ADC采样端连接，用于采集所述ADC采样接口端的电压值，以确定是否出现短路状态和/或继电器粘连状态；若出现继电器粘连状态时，即相当于输入火线(零线)与输出火线(零线)直接连接。若出现输出短路状态时，即相当于输出火线L_OUT与输出零线N_OUT直接连接。

驱动控制模块32，与所述故障检测模块31、所述继电器驱动电路以及所述继电器模块驱动电路连接，用于在没有出现短路状态或继电器模粘连状态时，控制所述继电器驱动电路和/ 或继电器模块驱动电路，以控制第一继电器K1和/或所述继电器模块的通断。

在一实施例中，所述电路还包括：故障报警装置，连接所述故障检测模块，用于在出现短路状态和/或继电器粘连状态时进行报警。

在一实施例中，所述故障检测模块31包括：

启动前故障检测单元311，用于在启动充电前采集所述ADC采样接口端的电压值，以生成对应出现继电器粘连状态的故障信号或对应未出现继电器粘连状态的正常信号；具体的，在启动充电前，检测ADC处的电压值，记为V1；如果V1＝0V，则说明充电桩当前存在继电器粘连故障，需要报警并停止充电过程，则生成对应出现继电器粘连状态的故障信号；如果如果V1＝(VCC-VF)*(R3/(R1+R2+R3))，其中，VF为二极管D1的正向压降，这里VCC为供电电源电压值，则生成对应未出现继电器粘连状态的正常信号，即可以由驱动控制模块控制启动。

启动后故障检测单元312，用于在启动后采集所述ADC采样接口端的电压值，以生成对应出现继电器粘连状态的故障信号、对应出现短路状态的故障信号以及对应未出现出现短路状态和继电器粘连状态的正常信号。具体的，当驱动控制模块控制继电器K1闭合时，等待一段时间稳定后，采集ADC处的电压值，记为V2；如果V2＝0V，则说明当前充电桩存在继电器粘连故障。需要报警并停止充电过程，则生成对应出现继电器粘连状态的故障信号；如果V2＝(VCC-VF)*R3/(R1+R3)，则说明充电桩存在输出短路故障，需要报警并停止充电过程，则生成对应出现短路状态的故障信号；如果V2＝(VCC-VF)*(R3/(R1+R2+R3))，则生成对应未出现出现短路状态和继电器粘连状态的正常信号，以供驱动控制模块控制开启充电流程。

在一实施例中，所述驱动控制模块32包括：

启动控制模块321，用于在接收到来自启动前故障检测单元311的对应未出现继电器粘连状态的正常信号时，控制所述继电器驱动电路将所述第一继电器K1闭合，以供进行启动后的检测；

充电控制模块322，用于在接收到来自启动后故障检测单元312的对应未出现出现短路状态和继电器粘连状态的正常信号时，控制所述继电器驱动电路将所述第一继电器K1断开以及控制所述继电器模块驱动电路将所述继电器模块闭合，以启动充电流程。

在一实施例中，所述故障报警装置用于在接收到在启动前对应出现继电器粘连状态的故障信号、在启动后对应出现继电器粘连状态的故障信号以及对应出现短路状态的故障信号中的一种或多种时进行报警；所述报警形式可以为显示形式、振动形式或声音形式等形式。

如图4展示本实用新型实施例中的交流充电桩的结构示意图。

该交流充电桩用于给电动车进行充电，交流充电桩包括：可实现如图1、图2以及图3 中功能的输出短路与继电器粘连同时检测电路41。

由于该输出短路与继电器粘连同时检测电路41的实现原理已在前述实施例中进行了叙述，因此此处不作重复赘述。

根据本实用新型实施例的交流充电桩，其输出短路与继电器粘连同时检测电路能够方便准确地检测出是否输出短路及是否继电器粘连，电路结构和判断逻辑均比较简单，稳定性较高，成本较低。

综上所述，本实用新型输出短路与继电器粘连同时检测电路及应用的交流充电桩，用于可同时检测输出短路检测与继电器粘连检测，且电路简单可靠，并实现在交流充电桩启动充电前，防止在输出短路和继电器粘连的情况下输出功率，进而保护了交流充电桩和电动汽车。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅示例性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种输出短路与继电器粘连同时检测电路，其特征在于，所述电路包括：

第一继电器K1、继电器模块、二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4以及电阻R5、保险丝F1以及保险丝F2、第一继电器K1驱动电路、继电器模块驱动电路、ADC采样端、供电电源、输入火线、输入零线、输出火线、输出零线以及保护地；

其中，所述输入火线通过所述继电器模块与输出火线连接，所述输入零线通过所述继电器模块与输出零线连接，所述第一继电器通过输出零线与所述继电器模块相连；所述保险丝F1的一端连接所述供电电源、另一端连接所述二极管D1的正极；所述二极管D1的负极连接所述电阻R1的一端连接，所述电阻R1的另一端连接所述第一继电器远离所述输出火线的一端以及电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接所述第一继电器远离所述输出火线的一端以及所述保险丝F2的一端，所述保险丝F2的另一端连接所述电阻R3以及所述电阻R4的一端；所述电阻R4另一端连接所述ADC采样端；所述电阻R3的另一端连接所述电阻R5的一端并接地，所述电阻R5的另一端连接所述保护地；所述第一继电器驱动电路连接所述第一继电器K1，以供控制所述第一继电器K1的通断；所述继电器模块驱动电路连接所述继电器模块，以供控制所述继电器模块的通断。

2.根据权利要求1中所述的输出短路与继电器粘连同时检测电路，其特征在于，所述第一继电器K1包括：第一支路以及第二支路；其中，所述第一支路一端连接所述电阻R1远离所述二极管D1的一端以及电阻R2一端，另一端连接输出火线；所述第二支路一端连接所述电阻R2的另一端以及所述保险丝F2的一端，另一端连接输出零线。

3.根据权利要求1或2中所述的输出短路与继电器粘连同时检测电路，其特征在于，所述继电器模块包括：第二继电器K2以及第三继电器K3；

其中，所述第二继电器K2的两端连接输入火线以及输出火线，且与所述继电器模块驱动电路中的第二驱动电路连接；所述第三继电器K3的两端连接输入零线以及输出零线，且与所述继电器模块驱动电路中的第三驱动电路连接。

4.根据权利要求1或2中所述的输出短路与继电器粘连同时检测电路，其特征在于，所述继电器模块包括：一个双路继电器K，包括：第一继电支路以及第二继电支路；其中，所述第一继电支路的两端连接输入火线以及输出火线；所述第二继电支路的两端连接输入零线以及输出零线。

5.根据权利要求1中所述的输出短路与继电器粘连同时检测电路，其特征在于，所述电路还包括：控制装置，连接所述第一继电器驱动电路、继电器模块驱动电路以及ADC采样端，用于控制所述电路进行输出短路及继电器粘连检测。

6.根据权利要求5中所述的输出短路与继电器粘连同时检测电路，其特征在于，所述控制装置包括：

故障检测模块，与所述ADC采样端连接，用于采集所述ADC采样接口端的电压值，以确定是否出现短路状态和/或继电器粘连状态；

驱动控制模块，与所述故障检测模块、所述继电器驱动电路以及所述继电器模块驱动电路连接，用于在没有出现短路状态或继电器模粘连状态时，控制所述继电器驱动电路和/或继电器模块驱动电路，以控制第一继电器K1和/或所述继电器模块的通断。

7.根据权利要求6中所述的输出短路与继电器粘连同时检测电路，其特征在于，所述电路还包括：

故障报警装置，连接所述故障检测模块，用于在出现短路状态和/或继电器粘连状态时进行报警。

8.根据权利要求6中所述的输出短路与继电器粘连同时检测电路，其特征在于，所述故障检测模块包括：

启动前故障检测单元，用于在启动充电前采集所述ADC采样接口端的电压值，以生成对应出现继电器粘连状态的故障信号或对应未出现继电器粘连状态的正常信号；

启动后故障检测单元，用于在启动后采集所述ADC采样接口端的电压值，以生成对应出现继电器粘连状态的故障信号、对应出现短路状态的故障信号以及对应未出现出现短路状态和继电器粘连状态的正常信号。

9.根据权利要求8中所述的输出短路与继电器粘连同时检测电路，其特征在于，所述驱动控制模块包括：

启动控制模块，用于在接收到在启动前对应未出现继电器粘连状态的正常信号时，控制所述继电器驱动电路将所述第一继电器K1闭合；

充电控制模块，用于在接收到对应未出现出现短路状态和继电器粘连状态的正常信号时，控制所述继电器驱动电路将所述第一继电器K1断开以及控制所述继电器模块驱动电路将所述继电器模块闭合。

10.一种交流充电桩，其特征在于，包括：

如权利要求1至9任一项所述的输出短路与继电器粘连同时检测电路。

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