CN217689343U

CN217689343U - 一种交流充电桩输出短路检测电路

Info

Publication number: CN217689343U
Application number: CN202122530526.9U
Authority: CN
Inventors: 梁军; 何涛; 毛亮华
Original assignee: Hangzhou Only Power Supply Equipment Co ltd
Current assignee: Hangzhou Only Power Supply Equipment Co ltd
Priority date: 2021-10-20
Filing date: 2021-10-20
Publication date: 2022-10-28
Anticipated expiration: 2031-10-20

Abstract

本实用新型公开了一种交流充电桩输出短路检测电路，包括继电器模块、第一电阻、第二电阻、光耦检测模块、控制模块和报警模块；所述继电器模块包括火线继电器、零线端继电器、继电器控制模块，所述火线继电器模块、第一电阻、第二电阻依次串联在交流充电桩输出火线端上，所述零线端继电器串联在交流充电桩输出零线端上，所述光耦检测模块并联在第一电阻两端，所述光耦检测模块输出端与控制模块第一输入端连接；所述控制模块第一输出端与继电器控制模块连接，所述控制模块第二输出端与报警模块连接，所述继电器模块根据控制模块第一输出端电压值控制所述继电器模块吸合和分离。及时终止充电流程，避免大电流引起火灾及烧毁车辆的危险。

Description

一种交流充电桩输出短路检测电路

技术领域

本实用新型涉及电故障探测装置领域，尤其涉及一种交流充电桩输出短路检测电路。

背景技术

目前，交流充电桩只有充电中的过流和短路保护，而没有充电前对输出线路及车载充电机的短路检测。如在短路情况下启动充电，会对充电桩造成损坏，从而产生不必要的损失。交流桩输出短路检测在充电前对输出线路及车载充电机进行检测，如检测到短路则输出告警信息不启动充电，有效保证了充电的安全，避免了损失。目前的充电桩短路只能通过空气开关和漏电开关进行保护。如果空气开关断开那么需要专业人员进行开箱检查，排查短路原因，分析故障源，存在无法在充电前对充电桩输出线路和车载充电机的短路检测，提前终止充电避免短路事故而造成充电桩损坏，需要人工排查的问题。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种带空气开关的充电桩的维护方法”，其公告号CN111791736A，该充电桩带有空气开关，该方法提供一种供电监测电路，该供电监测电路用来向所述充电桩内的控制单元发送供电脉冲信号，所述控制单元通过通信模块与服务器通信，当所述控制单元检测不到所述供电监测电路发送的供电脉冲信号时确定为停电信号；在所述空气开关旁边并联一个触点电路，当所述空气开关合闸或跳闸时，所述触点电路形成相应的通电或断电信息，

在所述控制单元接收到所述停电信号时，所述通电或断电信息被发送到所述控制单元。但是上述方案存在在充电桩充电短路事故后才跳闸进行保护，存在无法提前终止充电避免短路事故而造成充电桩损坏的问题。

发明内容

本实用新型是为了克服现有技术的充电桩无法在充电前对输出线路及车载充电机进行检测的问题，提供一种提前检测充电线路上有短路终止充电，从而避免短路事故的交流充电桩输出短路检测电路。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种交流充电桩输出短路检测电路，包括继电器模块、第一电阻、第二电阻、光耦检测模块、控制模块和报警模块；所述继电器模块包括火线继电器、零线端继电器、继电器控制模块，所述火线继电器模块、第一电阻、第二电阻依次串联在交流充电桩输出火线端上，所述零线端继电器串联在交流充电桩输出零线端上，所述光耦检测模块并联在第一电阻两端，所述光耦检测模块输出端与控制模块第一输入端连接；所述控制模块第一输出端与继电器控制模块连接，所述控制模块第二输出端与报警模块连接，所述继电器模块根据控制模块第一输出端电压值控制所述继电器模块吸合和分离。交流充电桩通过低压直流给车载充电机内部电容充电，充电桩接入车载充电机后控制模块控制继电器模块吸合，控制模块检测一段时间内光耦检测模块的输出电压，控制模块在电路接通充电自检阶段通过光耦检测模快反馈信号传送给控制模块来判断出火线与零线之间是否短路，控制模块控制继电器模块通过交直流隔离来防止电路损坏。

作为优选，所述光耦检测模块包括光耦隔离器U401、电阻R401和电容C403，所述光耦隔离器U401输入端正极接入第一电阻和第二电阻之间，所述光耦隔离器U401输入端负极接入继电器模块和第一电阻之间，所述光耦隔离器U401输出端正极输出是否短路信号与控制模块第一输入端连接，所述电阻R401一端与光耦合隔离器U401输出端正极连接，所述电阻R401另一端与模拟电源连接。交流充电桩通过低压直流给车载充电机内部电容充电，电流经电阻R400和光耦隔离器U401，此时光耦隔离器U401输出端正极输出为低电平，一端时间后检测光耦隔离器U401输出端正极输出，如果为低电平则控制模块判断电路判定输出短路后控制报警发出报警信号，如果为高电平则控制模块判断电路判定交流输出正常，转入正常充电程序。

作为优选，所述控制模块为单片机，单片机接收到光耦检测模块输出的短路信号后，单片机从第二输出端控制报警模块发出告警信息。报警模块为显示器，显示终止充电声光提醒。

作为优选，所述单片机接收到光耦检测模块输出的短路信号后，单片机从第一输出端输出信号控制继电器模块分离。继电器模块包括继电器控制模块、火线继电器K400、零线继电器K401、三极管T400、三极管T401、电阻R415、电阻R416、电阻R413和电阻R414，所述继电器控制模块一端与充电电源连接，所述继电器控制模块另一端与所述三极管T400集电极连接，所述三极管T400基极与三极管T401集电极连接，三极管T401基极与电阻R415一端连接，电阻R415另一端与单片机第一输出端连接，三极管T400和三极管的T401的发射极均接地，电阻R416一端与三极管T401发射极连接，电阻R416另一端与三级管T401基极连接，电阻R414一端与三极管T400发射极连接，电阻R414另一端与三级管T400基极连接，电阻R413一端与三极管T400基极连接，电阻R413另一端与模拟电源连接。单片机第一输出端输出为高电平时，继电器控制模块控制火线继电器K400和零线继电器K401断开，单片机第一输出端输出为低电平时，继电器控制模块控制火线继电器K400和零线继电器K401吸合。

作为优选，所述单片机接收到光耦检测模块输出的未短路信号后，单片机从第一输出端输出信号控制继电器模块分离，然后单片机控制充电桩进入正常充电状态。检测完成后，检测电路通过断路器交直隔离与充电电力断开，以免交流输入对检测电路造成损害。

作为优选，所述继电器模块包括火线继电器、零线端继电器、继电器控制模块，所述继电器控制模块根据单片机第一输出端的电压同步控制火线继电器和零线继电器的吸合和分离。单片机接收到光耦检测模块输出的低电平后，单片机从第一输出端输出高电平控制继电器模块断开，断开检测电路的连接，以免交流输入对检测电路造成损害，并且控制报警模块发出报警信息终止充电程序。

综上所述，本实用新型具有如下有益效果：（1）短路检测电路检测充电桩和车端充电机之间的充电通路，检测到短路时及时终止充电流程，避免短路事故的发生，避免大电流引起火灾及烧毁车辆的危险。（2）通过光耦隔离器反馈信号传送给控制模块来判断火线与零线之间是否短路，测试效率高，保障充电桩充电安全。（3）通过继电器做交直流隔离防止交流输入对检测电路造成损坏，提高检测电路的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型一实施例短路检测电路图。

图中：1、继电器模块 2、光耦检测模块 3.报警模块。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

实施例：

如图1所示的一种交流充电桩输出短路检测电路，由继电器模块1、电阻R400、电阻R402、光耦检测模块2、控制模块和报警模块3组成；控制模块为单片机U302A，单片机型号为STM32F107VCT6，单片机输出端PIN_OUT3与报警模块3连接。

继电器模块1包括继电器控制模块、火线继电器K400、零线继电器K401、三极管T400、三极管T401、电阻R415、电阻R416、电阻R413和电阻R414，所述继电器控制模块一端与12V直流充电电源连接，所述继电器控制模块另一端与所述三极管T400集电极连接，所述三极管T400基极与三极管T401集电极连接，三极管T401基极与电阻R415一端连接，电阻R415另一端与单片机输出端O7连接，三极管T400和三极管的T401的发射极均接地，电阻R416一端与三极管T401发射极连接，电阻R416另一端与三级管T401基极连接，电阻R414一端与三极管T400发射极连接，电阻R414另一端与三级管T400基极连接，电阻R413一端与三极管T400基极连接，电阻R413另一端与3.3V模拟电源连接。电阻R402一端与K400另一端连接，电阻R402另一端与电阻R400一端连接，电阻R400另一端为12 V充电输出端。

光耦检测模块2包括光耦隔离器U401、电阻R401和电容C403，所述光耦隔离器U401输入端正极接入电阻R402和电阻R400之间，所述光耦隔离器U401输入端负极接入继电器模块1和电阻R402之间，所述光耦隔离器U401输出端正极输出是否短路信号与单片机模块输入端PIN-IN8连接，所述电阻R401一端与光耦合隔离器U401输出端正极连接，所述电阻R401另一端与3.3V直流电源连接。

在充电自检阶段单片机U302输出端O7输出低电平信号，通过三极管T401、三极管T400控制继电器K400、K401。12V经限流电阻R400和光耦U401串联车载充电机输入端，此时12V给充电机电容充电，PIN_IN8输出为低电平信号。等待2秒充电时间结束后检测PIN_IN8脚信号，如果为高电平，则判定交流输出正常，转入充电程序；如果为低电平，则判定输出短路，发出告警信息终止充电程序。判定结束U302输出O7高电平信号通过三极管T401、三极管T400控制断开火线继电器K400、零线继电器K401，

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了光耦隔离器、单片机、继电器、低电平、高电平等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims

1.一种交流充电桩输出短路检测电路，其特征是，包括继电器模块、第一电阻、第二电阻、光耦检测模块、控制模块和报警模块；所述继电器模块包括火线吸合继电器、零线端吸合继电器、继电器控制模块，所述火线吸合继电器、第一电阻、第二电阻依次串联在交流充电桩输出火线端上，所述零线端吸合继电器串联在交流充电桩输出零线端上，所述光耦检测模块并联在第一电阻两端，所述光耦检测模块输出端与控制模块第一输入端连接；所述控制模块第一输出端与继电器控制模块连接，所述控制模块第二输出端与报警模块连接，所述继电器模块根据控制模块第一输出端电压值控制所述继电器模块吸合和分离。

2.根据权利要求1所述的一种交流充电桩输出短路检测电路，其特征是，所述光耦检测模块包括光耦隔离器U401、电阻R401和电容C403，所述光耦隔离器U401输入端正极接入第一电阻和第二电阻之间，所述光耦隔离器U401输入端负极接入继电器模块和第一电阻之间，所述光耦隔离器U401输出端正极输出是否短路信号与控制模块第一输入端连接，所述电阻R401一端与光耦合隔离器U401输出端正极连接，所述电阻R401另一端与模拟电源连接。

3.根据权利要求2所述的一种交流充电桩输出短路检测电路，其特征是，所述控制模块为单片机，单片机接收到光耦检测模块输出的短路信号后，单片机从第二输出端控制报警模块发出告警信息。

4.根据权利要求3所述的一种交流充电桩输出短路检测电路，其特征是，所述单片机接收到光耦检测模块输出的短路信号后，单片机从第一输出端输出信号控制继电器模块分离。

5.根据权利要求4所述的一种交流充电桩输出短路检测电路，其特征是，所述单片机接收到光耦检测模块输出的未短路信号后，单片机从第一输出端输出信号控制继电器模块分离，然后单片机控制充电桩进入正常充电状态。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种交流充电桩输出短路检测电路，其特征是，所述继电器控制模块根据单片机第一输出端的电压同步控制火线吸合继电器和零线吸合继电器的吸合和分离。