CN217022209U - 一种缆上控制与保护电路板及电动汽车充电线 - Google Patents
一种缆上控制与保护电路板及电动汽车充电线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN217022209U CN217022209U CN202220217118.XU CN202220217118U CN217022209U CN 217022209 U CN217022209 U CN 217022209U CN 202220217118 U CN202220217118 U CN 202220217118U CN 217022209 U CN217022209 U CN 217022209U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- relay
- circuit board
- power
- input
- interface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 claims abstract description 34
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 9
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000013461 design Methods 0.000 description 11
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 9
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 231100000989 no adverse effect Toxicity 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本实用新型涉及新能源电动汽车技术领域,具体涉及一种缆上控制与保护电路板及电动汽车充电线,包括继电器、电流感应器件、CP信号匹配电路以及MCU,继电器根据MCU输出的控制信号控制充电线的导通或断开,CP信号匹配电路用于将MCU产生的CP信号输出,或者将接收的CP信号输入到MCU,继电器的一端与电源输入端的火线接口和零线接口连接,继电器的另一端用于连接输出导线,输出导线穿过电流感应器件后再连接到电源输出端的火线接口和零线接口,电流感应器件用于检测输出导线上的电流。输入L线和N线先经过继电器,再穿过电流感应器件到输出端,为电流感应器件不焊接到PCB上提供了可能性,减小了PCB板的面积,减少了功率电流在电路板上经过的距离。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源电动汽车技术领域,特别是一种缆上控制与保护电路板及电动汽车充电线。
背景技术
新能源电动汽车慢充充电模式下采用的充电线将外部交流电源接入电动汽车,充电线的一端是用于输入电流的国标三插头,充电线的另一端是用于输出电流的车辆插头,充电线中间设置了功能盒,功能盒中安装有用于控制充电开关的电路板。功能盒控制板上包括主要功能器件有:LN线继电器,控制芯片MCU,辅助电源及滤波防护,电流互感器CT,零序电流互感器ZCT, LED灯等。新能源电动汽车慢充充电模式下的电气原理示意图如图1所示。
作为最为接近的现有技术,专利《一种便携式电动汽车充电器》(公开号CN208559054U)公开了一种便携式电动汽车充电器,包括充电枪头、线控盒及三孔插头,所述充电枪头与线控盒通过充电线缆电连接,所述线控盒包括显示面板及控制电路板,所述控制电路板包括电压电流检测电路、地线检测电路、漏电检测电路、继电器驱动电路、CP信号产生及检测电路、蓝牙无线通信模块、AC/DC电源、MCU及EEPROM存储芯片;该电动汽车充电器示意图如图2所示。
专利《充电控制电路、控制盒及充电线》(公开号CN 112158096 A)通过设置控制芯片、继电器、继电器驱动电路、电源电路和温度传感器构成充电控制电路。电源电路用于为控制芯片提供工作电源;温度传感器用于检测环境温度,并根据环境温度生成温度信号,将温度信号传输至控制芯片;控制芯片用于根据温度信号生成继电器控制信号,并将继电器控制信号传输至继电器驱动电路;继电器驱动电路用于根据继电器控制信号驱动继电器,以控制电源母线的通断。
上述两种公开专利中,由于控制电路的复杂性,需要专门设计PCB电路板实现控制原理,并将电路板设置于控制盒内,用以实现对继电器的通断控制和CP信号的交互,从外在看,充电线的控制盒一端与充电枪连接,一端与供电接头连接。现有技术中通常采用将功能盒串在线缆中间的形式,要求功能盒必须防水,防车轮碾压,壳体强度要求高,相应地,提高了电动汽车充电线的成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于:针对现有技术存在的问题,对控制电路进行小型化设计,使得控制电路板能集成到输入电流的国标三插头中,因此,提出了一种缆上控制与保护电路板及电动汽车充电线。
为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案为:
一种缆上控制与保护电路板,包括继电器、电流感应器件、CP信号匹配电路以及MCU,所述继电器根据MCU输出的控制信号控制充电线的导通或断开,所述CP信号匹配电路的一端与所述MCU连接,用于将MCU产生的CP信号输出,或者将接收的CP信号输入到MCU,
所述继电器的一端与电源输入端的火线接口和零线接口连接,所述继电器的另一端用于连接输出导线,所述输出导线穿过电流感应器件后再连接到电源输出端的火线接口和零线接口,所述电流感应器件用于检测所述输出导线上的电流。
现有技术中,输入的火线和零线,先经过电流感应器件到继电器的输入触点,然后继电器的输出触点到输出连接端子,这种连接关系下,需要将电流感应器件设置在电路板上,需要较大面积的PCB板才能实现,很难实现电路板的小型化,并且16A的电流需要在电路板上流过,增加了电流在电路板上的损耗,发热严重。改进后,输入火线和零线先经过继电器输入触点、输出触点,再穿过电流感应器件到输出接口,为互感器不焊接到PCB上提供了可能性,改进后,电流感应器件可以设置于电路板外,节约了PCB板的面积,并且电源输入端和电源输出端之间只需要连接继电器的触点,电源输入端和电源输出端之间的距离可以设置很小,减小了损耗,有利于散热。
作为优选方案,所述电源输入端火线接口与所述电源输出端的火线接口之间的距离L1小于或等于预设的距离值N,所述电源输入端零线接口与所述电源输出端的零线接口之间的距离L2小于或等于预设的距离值N。
为了减小损耗,尽量将电源输入端的接口与电源输出端的接口靠近,16A的大功率电流只需要从电路板上经过很小的距离就输出了,减小了损耗,有利于散热。
作为优选方案,所述预设的距离值N的取值范围为0<N≤15mm。这个距离范围,既保证了电源输入端的接口与电源输出端的接口之间的隔离度,又尽量减小了电流在电路板上流过的距离,减小损耗,并减小了电路板的尺寸。
作为优选方案,所述电流感应器件生成的感应信号通过导线和连接器连接到电路板上,并传输给MCU;
或者,
所述电流感应器件设置在所述电路板上,感应信号通过信号传输线传输给MCU。
由于输出导线直接从电流感应器件中间的孔穿过,并不需要电性连接,所以电流感应器件可以不安装在电路板上,但是电流感应器件的感应信号是需要发送到电路板上的,因此,通过导线和连接器连接到电路板上,并传输给MCU,保证了电流感应器件电流采样的功能。当然,在保证电源输入端的接口与电源输出端的接口小于预设的距离值N的前提下,也可以将电流感应器件焊接在电路板上。感应信号通过布在电路板上的铜导线(信号传输线)传输给MCU。
作为优选方案,所述继电器的输入端和输出端位于靠近所述电源输入端的一侧。这样的设计使得在进行继电器选型时,继电器的输入端和输出端更靠近电源输入端和电源输出端,减小电源输入端和电源输出端与继电器之间的走线距离,进一步减小电路板的尺寸,并且减小大功率电流流过电路板所产生的损耗,有利于散热。
所述继电器输入触点分别连接所述电源输入端的火线接口和零线接口,所述继电器输出触点分别连接所述电源输出端的火线接口和零线接口。
作为优选方案,所述电源输入端的火线接口与所述电源输出端的火线接口位于电路板上所述继电器的同一侧,所述电源输入端的零线接口与所述电源输出端的零线接口位于继电器旁相对于所述火线接口的另一侧。也就是将火线的输入输出接口设在继电器的一侧,将零线的输入输出接口设置在另一侧,分开两边设置而没有设置在同侧,是考虑到安装的时候,火线零线不能接反,分两侧不容易接错,为后续批量生产的焊接带来了便利。
作为优选方案,所述电流感应器件包括电流互感器和零序电流互感器;所述电流互感器的感应信号用于检测所述输出导线上的充电电流;所述零序电流互感器的感应信号用于检测所述输出导线上的漏电电流;所述电流互感器相对于继电器位于所述电源输入端的火线接口一侧,所述零序电流互感器相对于继电器位于所述电源输入端的零线接口一侧,或者,所述电流互感器相对于继电器位于所述电源输入端的零线接口一侧,所述零序电流互感器相对于继电器位于所述电源输入端的火线接口一侧。
还包括充电电流采样电路和漏电电流保护电路;所述充电电流采样电路与所述电流互感器在所述继电器的同侧,根据所述电流互感器的感应信号输出充电电流检测信号到MCU;所述漏电电流保护电路与所述零序电流互感器在所述继电器的同侧,根据所述零序电流互感器的感应信号,输出漏电控制信号到MCU。
进一步将电流互感器件具体化为电流互感器和零序电流互感器,电流互感器的感应信号用于检测所述输出导线上的充电电流;零序电流互感器的感应信号用于检测所述输出导线上的漏电电流。考虑到电源输入端的火线接口与电源输出端的火线接口位于继电器的同一侧,电源输入端的零线接口与电源输出端的零线接口位于继电器旁相对于所述火线接口的另一侧。相应的,分别在两侧接口处设置电流互感器和零序电流互感器感应信号的输入接口,并且电流互感器和零序电流互感器的位置可以互换。相应的,在电流互感器侧布设充电电流采样电路,在零序电流互感器侧布设漏电电流保护电路。按照功能布设电路,减小了信号传输线的长度,通过合理布局减小了电路板的尺寸。
作为优选方案,电路板上还包括辅助电源电路,所述辅助电源电路的输入端与所述电源输入端的火线接口和零线接口连接,所述辅助电源电路的输出端用于给所述电路板上的电路提供直流工作电源;
所述电源输入端为单相电源插头或输入插头的焊盘孔,所述辅助电源电路中的输入滤波防护电路的输入端与所述电源输入端的火线接口、零线接口连接,用于对所述电源输入端的输入信号进行EMC防护;
所述输入滤波防护电路的元器件设置在所述单相电源插头的三个插头之间或者设置在所述输入插头的焊盘孔的三个焊盘孔之间。
辅助电源作为电路的一部分,通常会占用较大的电路板的面积,使得电路板无法进一步减小尺寸,考虑到辅助电源包括大功率输入部分(大电流输入部分和EMC防护)和电压转换部分(例如12V恒压,12V转±5V,12V转±3.3V等),而大功率输入部分主要是对电源输入端的输入信号进行EMC防护,所以将辅助电源的输入滤波防护电路的元器件设置在所述单相电源插头的三个插头之间或者设置在所述输入插头的焊盘孔的三个焊盘孔之间,既不影响其功能的实现,同时还能节约布板空间。
作为优选方案,所述CP信号匹配电路、所述辅助电源电路中的部分贴片芯片、MCU以及MCU的外围电路设置在电路板的下表面,所述继电器设置在电路板上与所述下表面相对的上表面;
所述辅助电源电路中除了所述部分贴片芯片以外的变换电路、漏电采样电路、漏电保护电路、三相电源插头和设置在所述上表面上,位于所述继电器的周围;所述单相电源插头或输入插头的焊盘孔和所述变换电路中的输入滤波防护电路位于所述继电器的同一侧,所述变换电路中除了输入滤波防护电路之外的其他电路位于所述继电器旁相对于所述单相电源插头或输入插头的焊盘孔的另一侧。
充分利用电路板的上下两个表面的空间,上表面由于设置了继电器,继电器占用面积较大,所以将上述部分元器件(贴片元器件)设置在了与所述继电器所在表面相对的下表面,充分利用了空间,可以有效减小电路板的面积。在上表面布局中,由于继电器占用面积最大,因此首先安放继电器,其他电路元器件以继电器为中心设置,更有利于减小电路板的面积,实现电路板的小型化,提高电路板空间的利用率。并且将辅助电源的电压转换部分放在了远离大功率输入部分的继电器的另一侧,其他电路围绕继电器布设。这样设计是考虑到在尽量减小电路板布设的同时,将大功率器件和小功率器件分为两部分,电路板发热主要是大功率器件产生的,小功率器件与大功率器件分开布设,不会因为大功率器件发热影响小功率器件的工作性能。在设计电路板温度监控时可以集中监控大功率器件所在的位置,而无须监控整个电路板的温度。
作为优选方案,还包括温度采集电路,所述温度采集电路设置在所述继电器旁靠近继电器输入触点的一侧。由于电路板上功率器件的使用,发热是难以避免的,因此在电路上设置了温度采集电路,将温度采集电路布设在靠近继电器触点的一侧是考虑到电源输入输出端接口、输入滤波防护电路等都集中布设在继电器触点附近,此处是整个电路板发热最厉害的地方,所以将温度采样电路设计在这个区域,重点监控大功率器件所在区域的温度。例如三插头的功率插片接触不好的时候,三插头处发热就会变厉害,通过温度的监控,来发现三插头的功率插片接触不好的异常,MCU才能做出相应的处理。
温度过高会影响继电器的触点的电阻值,接触点电阻变大,进而又会增大发热程度,造成恶性循环,所以特别需要监控触点附近的温度,通过温度的监控,来发现继电器触点的异常,MCU才能做出相应的处理。
基于相同的构思,还提出了一种电动汽车充电线,包括充电枪头和三孔插头,充电枪头和三孔插头通过线缆连接,所述三孔插头内置了上述任一所述的缆上控制与保护电路板。
由于电路板的高集成度和小型化设计,使得控制电路可以放在三孔插头壳内,而无需单独设置控制盒,提出了一种新能源电动汽车充电线的新的构建方式,只需要两头的插头和线缆就能实现对继电器的通断控制和CP信号的交互。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本实用新型的有益效果是:
输入火线和零线先经过继电器输入触点、输出触点,再穿过电流感应器件到输出接口,为互感器不焊接到PCB上提供了可能性,改进后,电流感应器件可以设置于电路板外,节约了PCB板的面积,并且电源输入端和电源输出端之间的距离可以设置很小,16A的大功率电流只需要从电路板上经过很小的距离就输出了,减小了损耗,有利于散热。
本发明通过将电流感应器件设置在电路板外,以及上述各种元器件布局的构思,最大程度地将电路板小型化,将输入插头和电路板合二为一,合并后的插头壳体满足普通插头的硬度要求和环境要求即可,无须另外设计电路板的壳体,降低了壳体的技术要求,减少材料,从而有效的降低了整根充电线的成本。
附图说明
图1是新能源电动汽车慢充充电模式下的电气原理示意图;
图2是专利《一种便携式电动汽车充电器》电动汽车充电器示意图;
图3是本实用新型实施例1中现有技术控制电路板实物示意图;
图4是本实用新型实施例1中一种缆上控制与保护电路板的原理图;
图5是本实用新型实施例1中一种缆上控制与保护电路板的透视图;
图6是本实用新型实施例1中一种缆上控制与保护电路板的布局示意图;
图7是本实用新型实施例1中电流互感器感应信号通过导线和连接器连接到电路板上的示意图;
图8是本实用新型实施例1中电路板的下表面结构示意图;
图9是本实用新型实施例1中现有技术中的控制电路板和本案设计的集成电路板实物大小对比示意图;
图10是本实用新型实施例1中一种缆上控制与保护电路板的左视图;
图11是本实用新型实施例1中一种缆上控制与保护电路板的右视图;
图12是本实用新型实施例2中带有输入插头的焊盘孔的电路板结构图;
图13是本实用新型实施例2中带有输入插头的焊盘孔的电路板结构的正视图;
图14是本实用新型实施例2中带有输入插头的焊盘孔的电路板结构的左视图;
图15是本实用新型实施例2中带有输入插头的焊盘孔的电路板结构的右视图。
附图标记:1-输入三插头;2-输入滤波防护电路;3-电路板安装孔一;4-电路板安装孔二;5-连接器;6-继电器;7-LED;8-辅助电源电路中的电压转换部分;9-充电电流采样电路;10-漏电电流保护电路。
具体实施方式
下面结合附图,对本实用新型作详细的说明。
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。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
实施例1
从图1中可以看到,功能盒控制板上包括主要功能器件有:LN线继电器,控制芯片MCU,辅助电源及滤波防护,电流互感器CT(用于检测电源输出电流值),零序电流互感器ZCT(用于检测漏电流), LED指示灯,CP信号发生器等,控制板的布局大体上都差不多,如图3所示,上图从左到右,输入接线,辅助源及滤波防护,ZCT互感器,CT互感器,MCU,LED,两只继电器,右侧输出接线端子。
现有技术的控制板,布局设计顺序是这样的:交流输入接入之后,一是经过保险丝滤波器,给辅助源供电;二是经过CT 和ZCT到继电器的输入触点,然后输出触点到输出连接端子,MCU通过检测电压电流和接地情况,产生标准要求的CP信号(PWM信号),与新能源车进行握手通信。MCU产生的CP信号通过CP匹配电路发送到电动汽车的BMS的控制器,电动汽车收到CP信号后,调整各项参数到准备充电的状态,并反馈CP信号到CP匹配电路,CP匹配电路将反馈的CP信号发送到MCU,MCU收到该CP信号后,就说明电动汽车的BMS充电准备就绪,握手通信成功,一切正常,MCU就可以闭合继电器,输出交流给新能源车充电。
现有技术中,控制板的布局设计很难将控制板做小,如果强行与输入插头集成一体,体积比较大,重量也不轻,容易从墙上脱落,也不美观。背景技术板子做不小的原因主要有:检测电路复杂,辅助源电路复杂,器件较多,所有器件都布局到板子上,布板面积很难减小。
本实用新型通过几个地方大胆突破了固有思路,对电路板进行了改进:
1、输入到输出的功率流向:本发明输入LN线先经过继电器输入触点、输出触点,再穿过CT 和ZCT到输出枪头,原理图如图4所示(CT和ZCT不焊接到PCB, CT和ZCT的检测信号通过连接器送到PCB上,背景技术的主功率布局顺序是:输入LN线,先经过CT 和ZCT到继电器的输入触点,然后输出触点到输出连接端子)。
2、将CT和ZCT两只互感器悬空穿过功率线,信号通过连接器送到PCB上。
3、器件选型小型化,继电器用双刀单掷16A的型号,辅助电源小型化设计。
以上几点为控制板小型化设计奠定了基础,加上合理的单板布局得以实现本发明的目的,电路板布局透视图如图5所示,布局示意图如图6所示,具体的改进为:
一种缆上控制与保护电路板,包括继电器6、电流感应器件、CP信号匹配电路和MCU,所述继电器6根据MCU输出的控制信号控制充电线导通或关断,所述CP信号产生及检测电路的一端与所述MCU连接,另一端连接电路板的CP信号输入输出接口,用于将MCU输出的CP信号输出,或者将接收的CP信号输出到MCU,所述继电器的一端与电源输入端的火线接口和零线接口连接,所述继电器的另一端用于连接输出导线,所述导线穿过电流感应器件后再连接到电源输出端的火线接口和零线接口,所述电流感应器件用于检测所述输出导线上的电流。
现有技术中,输入的火线和零线,先经过电流感应器件到继电器的输入触点,然后输出触点到输出连接端子。改进后,输入火线和零线先经过继电器输入触点、输出触点,再穿过电流感应器件到输出接口,为CT和ZCT不焊接到PCB上提供了可能性,通常电流感应器件(例如电流互感器CT和零序电流互感器ZCT)体积较大,将其安装在电路板上,必然会增加电路板的面积,由于上述改进,将电流感应器件独立于电路板设置,节约了PCB板的面积。
作为优选方案,电流感应器件生成的感应信号通过导线和连接器5连接到电路板上,并传输给MCU。
由于导线直接从电流感应器件中间的孔穿过,并不需要电性连接,所以电流感应器件可以不安装在电路板上,但是电流感应器件的感应信号是需要发送到电路板上的,因此,通过导线和连接器连接到电路板上,并传输给MCU,保证了电流感应器件电流采样的功能。电流互感器CT与零序电流互感器ZCT与电路板连接的关系示意图如图7所示。
作为优选方案,所述继电器6采用双刀单掷开关,所述继电器6输入触点分别与输入端的火线、零线连接,所述继电器6输出触点分别通过输出端的火线、零线。
现有技术中通常是分别用两个同型号继电器分别同时控制零线的开关和火线的开关,改进后,将两个同型号继电器替换为一个双刀单掷开关,节约了电路板的空间,并且不影响电路原有的功能。
作为优选方案,还包括输入三插头1和辅助电源电路中的输入滤波防护电路2,所述继电器6输入触点分别与输入三插头1的火线、零线连接,所述输入滤波防护电路2的输入端并联于所述继电器6输入触点,所述输入滤波防护电路2的输出端连接MCU,用于对所述输入三插头1的输入信号进行EMC防护;所述输入滤波防护电路2的元器件设置在所述输入三插头1的三个插头之间的间隙中。
输入三插头1的零线插头、火线插头和地线插头三个插头按照国家标准进行位置设计,用于插入外界的220V市电插座,三个插头贯穿于电路板,一侧为长端,一侧为短端,长端用于插入插座,短端用于固定插头,短端侧电路板上的间距较大,本案的改进点在于,在短端侧电路板上三个插头的之间的部分,安装了输入滤波防护电路2中的元器件,一方面输入滤波防护电路从原理上来说是挨着输入三插头的,另一方面,输入滤波防护电路2设置在短端侧电路板上三个插头的之间的部分,对自身功能的实现和输入三相电源都没有不利影响,还能节约布板空间。
作为优选方案,电路板上还包括辅助电源电路中的电压转换部分8,所述辅助电源电路中的电压转换部分8的输入端与所述输入端的火线、零线连接,所述辅助电源电路中的电压转换部分8的输出端给所述电路板上的电路提供直流工作电源。
作为优选方案,所述辅助电源电路中的电压转换部分8输入共模电感选用EE8.3磁芯。
输入共模电感用EE8.3磁芯,在不影响其功能的前提下,实现了共模电感的小型化。
作为优选方案,还包括充电电流采样电路9和漏电电流保护电路10,所述充电电流采样电路9与所述连接器5电连接,用于对充电电流的进行检测,用于监控充电电流。漏电电流保护电路10用于对充电电流的漏电电流进行检测,并将漏电采样信号输出到MCU,当漏电电流大于预设的阈值范围时,MCU控制继电器关断;
作为优选方案,CP信号匹配电路、所述辅助电源电路中的部分贴片芯片、MCU以及MCU的外围电路设置在电路板的下表面,具体如图8所示,继电器6设置在电路板上与所述下表面相对的上表面。
进一步的,如图8所示,电路板的下表面还设置有温度采集电路,该温度采集电路采用NTC温度传感器进行温度采集,并且温度采集电路设置在继电器的触点之间,之所以设置在这里,是因为温度过高会影响继电器的触点的电阻值,接触点电阻变大,进而又会增大发热程度,造成恶性循环,影响继电器的性能,所以特别需要监控触点附近的温度,通过温度的监控,来发现继电器触点的异常,MCU才能做出相应的处理。
所述辅助电源电路中除了所述部分贴片芯片以外的变换电路、充电电流采样电路、漏电电流保护电路、单相电源插头或输入插头的焊盘孔设置在上表面上,位于继电器的周围。
具体的,如图5和6所示,在电路板的上表面图中,继电器6位于电路板上表面的中间,继电器的上方是输入三插头1和输入滤波防护电路2,继电器的下方是辅助电源电路中的电压转换部分8,继电器的左边从上到下依次是电流互感器CT的连接器、充电电流采样电路9;继电器的右边从上到下依次是零序电流互感器ZCT的连接器、漏电电流保护电路10。继电器6下方还有指示运行状态和故障的LED7。
另外,电路板通过过孔电路板安装孔一3和电路板安装孔二4实现电路板的安装定位,现有技术中的控制电路板和本案设计的集成电路板实物大小对比示意图图如图9所示,一种缆上控制与保护电路板的左视图和右视图如图10和图11所示。
基于相同的构思,还提出了一种新能源电动汽车充电线,包括充电枪头和三孔插头,充电枪头和三孔插头通过线缆连接,所述三孔插头内置了上述任一所述的缆上控制与保护电路板。
由于电路板的高集成度和小型化设计,使得控制电路可以放在三孔插头内,而无需单独设置控制盒,提出了一种新能源电动汽车充电线的新的构建方式,只需要两头的插头和线缆就能实现对继电器的通断控制和CP信号的交互。
通过合理的器件选型,巧妙的单板布局以及工艺设计,将功能盒控制板小型化,与交流输入插头集成于一体,功能盒直接插墙。应用本发明的设计,成品壳体可以不用防碾压,也不需要防水,降低模式二成品成本的同时,重量也更轻,更方便收纳。
实施例2
实施例2与实施例1之间的区别在于,并未直接将单相电源的三插头焊接在电路板上,而是在电路板上预留了输入插头的焊盘孔,带有输入插头的焊盘孔的电路板结构图如图12所示,带有输入插头的焊盘孔的电路板结构的正视图、左视图和右视图分别如图13-15所示。采用输入插头的焊盘孔的电路板的布局也在本实用新型保护范围以内。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种缆上控制与保护电路板,包括继电器、电流感应器件、CP信号匹配电路以及MCU,所述继电器根据MCU输出的控制信号控制充电线的导通或断开,所述CP信号匹配电路的一端与所述MCU连接,用于将MCU产生的CP信号输出,或者将接收的CP信号输入到MCU,其特征在于,
所述继电器的一端与电源输入端的火线接口和零线接口连接,所述继电器的另一端用于连接输出导线,所述输出导线穿过电流感应器件后再连接到电源输出端的火线接口和零线接口,所述电流感应器件用于检测所述输出导线上的电流。
2.如权利要求1所述的一种缆上控制与保护电路板,其特征在于,所述电源输入端火线接口与所述电源输出端的火线接口之间的距离L1小于或等于预设的距离值N,所述电源输入端零线接口与所述电源输出端的零线接口之间的距离L2小于或等于预设的距离值N。
3.如权利要求2所述的一种缆上控制与保护电路板,其特征在于,所述预设的距离值N的取值范围为0<N≤15mm。
4.如权利要求2所述的一种缆上控制与保护电路板,其特征在于,
所述电流感应器件生成的感应信号通过导线和连接器连接到电路板上,并传输给MCU;
或者,
所述电流感应器件设置在所述电路板上,感应信号通过信号传输线传输给MCU。
5.如权利要求4所述的一种缆上控制与保护电路板,其特征在于,所述继电器的输入端和输出端位于靠近所述电源输入端的一侧。
6.如权利要求5所述的一种缆上控制与保护电路板,其特征在于,所述继电器输入触点分别连接所述电源输入端的火线接口和零线接口,所述继电器输出触点分别连接所述电源输出端的火线接口和零线接口。
7.如权利要求6所述的一种缆上控制与保护电路板,其特征在于,所述电源输入端的火线接口与所述电源输出端的火线接口位于电路板上所述继电器的同一侧,所述电源输入端的零线接口与所述电源输出端的零线接口位于继电器旁相对于所述火线接口的另一侧。
8.如权利要求7所述的一种缆上控制与保护电路板,其特征在于,所述电流感应器件包括电流互感器和零序电流互感器;
所述电流互感器的感应信号用于检测所述输出导线上的充电电流;
所述零序电流互感器的感应信号用于检测所述输出导线上的漏电电流;
所述电流互感器相对于继电器位于所述电源输入端的火线接口一侧,所述零序电流互感器相对于继电器位于所述电源输入端的零线接口一侧,
或者,
所述电流互感器相对于继电器位于所述电源输入端的零线接口一侧,所述零序电流互感器相对于继电器位于所述电源输入端的火线接口一侧,
还包括充电电流采样电路和漏电电流保护电路;
所述充电电流采样电路与所述电流互感器在所述继电器的同侧,根据所述电流互感器的感应信号输出充电电流检测信号到MCU;所述漏电电流保护电路与所述零序电流互感器在所述继电器的同侧,根据所述零序电流互感器的感应信号,输出漏电控制信号到MCU。
9.如权利要求1-8任一所述的一种缆上控制与保护电路板,其特征在于,电路板上还包括辅助电源电路,所述辅助电源电路的输入端与所述电源输入端的火线接口和零线接口连接,所述辅助电源电路的输出端用于给所述电路板上的电路提供直流工作电源;
所述电源输入端为单相电源插头或输入插头的焊盘孔,所述辅助电源电路中的输入滤波防护电路的输入端与所述电源输入端的火线接口、零线接口连接,用于对所述电源输入端的输入信号进行EMC防护;
所述输入滤波防护电路的元器件设置在所述单相电源插头的三个插头之间或者设置在所述输入插头的焊盘孔的三个焊盘孔之间。
10.如权利要求9所述的一种缆上控制与保护电路板,其特征在于,所述CP信号匹配电路、所述辅助电源电路中的部分贴片芯片、MCU以及MCU的外围电路设置在电路板的下表面,所述继电器设置在电路板上与所述下表面相对的上表面;
所述辅助电源电路中除了所述部分贴片芯片以外的变换电路、充电电流采样电路、漏电电流保护电路、单相电源插头或输入插头的焊盘孔设置在所述上表面上,位于所述继电器的周围;
所述单相电源插头或输入插头的焊盘孔和所述变换电路中的输入滤波防护电路位于所述继电器的同一侧,所述变换电路中除了输入滤波防护电路之外的其他电路位于所述继电器旁相对于所述单相电源插头或输入插头的焊盘孔的另一侧。
11.如权利要求10所述的一种缆上控制与保护电路板,其特征在于,还包括温度采集电路,所述温度采集电路设置在所述继电器旁靠近继电器触点的一侧。
12.一种电动汽车充电线,其特征在于,包括充电枪头和三孔插头,所述充电枪头和三孔插头通过线缆连接,所述三孔插头内置了如权利要求1-11任一所述的缆上控制与保护电路板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202220217118.XU CN217022209U (zh) | 2022-01-26 | 2022-01-26 | 一种缆上控制与保护电路板及电动汽车充电线 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202220217118.XU CN217022209U (zh) | 2022-01-26 | 2022-01-26 | 一种缆上控制与保护电路板及电动汽车充电线 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN217022209U true CN217022209U (zh) | 2022-07-22 |
Family
ID=82450112
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202220217118.XU Active CN217022209U (zh) | 2022-01-26 | 2022-01-26 | 一种缆上控制与保护电路板及电动汽车充电线 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN217022209U (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024198917A1 (zh) * | 2023-03-30 | 2024-10-03 | 比亚迪股份有限公司 | 连接电路及充电枪 |
-
2022
- 2022-01-26 CN CN202220217118.XU patent/CN217022209U/zh active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024198917A1 (zh) * | 2023-03-30 | 2024-10-03 | 比亚迪股份有限公司 | 连接电路及充电枪 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101506015B1 (ko) | 전기차용 충전장치 | |
CN103796866A (zh) | 用于车辆的充电设备 | |
CN211018303U (zh) | 充电器 | |
CN217022209U (zh) | 一种缆上控制与保护电路板及电动汽车充电线 | |
CN108263238B (zh) | 一种便携式充电枪 | |
CN206250783U (zh) | Usb充电装置 | |
CN210722905U (zh) | 一种三相四线制塑壳断路器 | |
CN218929236U (zh) | 一种充电桩 | |
CN217969252U (zh) | 电机控制器、电压变换器、高压配电及辅驱动集成装置 | |
CN201307690Y (zh) | 电源转换器 | |
CN205417197U (zh) | 一种纯电动轿车用智能化高压配电装置 | |
CN214411782U (zh) | 开关控制电器盒 | |
CN213354193U (zh) | 一种车载dc/dc搭铁线检测电路以及车载设备 | |
CN109144032B (zh) | 客车网络控制部件通信试验装置 | |
CN202911671U (zh) | 电动汽车用高压配电系统 | |
CN220884279U (zh) | 一种纯电动环卫车用集成高压pdu配电系统 | |
CN206293906U (zh) | 一种控制逆变系统 | |
CN206195399U (zh) | 充电器 | |
CN218141058U (zh) | 电动车辆 | |
CN219248177U (zh) | 一种储能高压功能集成板 | |
CN216507931U (zh) | 一种高压配电盒 | |
CN111762026B (zh) | 用于自动导引车的一体化机箱及充电桩的设计方法及系统 | |
CN219883691U (zh) | 转换设备及充电桩供电系统 | |
CN211879320U (zh) | 一种漏电断路器的电路板结构 | |
CN219591932U (zh) | 一种配电箱和移动发电站 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |