CN218122096U - 一种车载cp信号检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载CP信号检测系统，包括CP信号检测电路和CP信号控制电路，CP信号检测电路与CP信号控制电路组合工作，用于实现CP信号检测，CP信号控制电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、滤波电容C1、二极管D1、二极管D2和三极管Q1组成。本实用新型通过CP信号检测功能以及脉冲传输的方式，利用三极管Q1的通断来使分压电阻R1、电阻R2的并联状态改变，从而改变CP信号的电压，MCU检测到6V电压，实现安全电压下稳定充电，使用安全可靠，且利用第二单片机和第三单片机及其携带的传感器分别采集方波正向幅值的上升沿以及下降沿，通过固定的频率得到占空比，以此表示充电桩的最大输出电流。

Description

一种车载CP信号检测系统

技术领域

本实用新型涉及车载CP信号检测技术领域，具体涉及一种车载CP信号检测系统。

背景技术

目前在新能源汽车行业中，新能源汽车在汽车占有量的比重日益加大，这使得对充电桩的需求也越来越旺盛。为适应新能源市场的需求，充电桩已经成为电动汽车相关零配件，顺应电动汽车相关零配件归一化。其中充电桩与电动汽车如何实现充电在新能源汽车行业中具有较大优势。

在电动汽车使用交流充电枪进行充电时，就不可避免涉及到CP信号，CP信号全称为控制引导功能信号(control pilot function)，该CP信号实际为电动汽车与充电桩之间的握手信号，是一种使用PWM调制和幅值交变的信号通讯方式，并作为电动汽车与充电桩之间的联系信号。

CP信号实质就是一个方波信号，在充电过程中CP信号对应到交流充电枪的拔枪、插枪、充电准备、充电开始、充电停止这5种状态。PWM信号的占空比表示最大能提供的充电电流数据，则PWM信号的幅值表示交流充电枪的不同状态。

由于在电动汽车在交流充电，电流的稳定性影响着汽车电瓶的使用年限及其使用安全性，故在充电时需要对CP信号进行实时监测，现有技术中通过CP信号的检测，不便于对充电电压进行精确地控制，从而导致现有技术无法满足实际需要。

因此，发明一种车载CP信号检测系统来解决上述问题很有必要。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种车载CP信号检测系统，以解决现有技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种车载CP信号检测系统，包括CP信号检测电路和CP信号控制电路，所述CP信号检测电路与CP信号控制电路组合工作，用于实现CP信号检测；

所述CP信号控制电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、滤波电容C1、二极管D1、二极管D2和三极管Q1组成，且电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1和三极管Q1串联，所述滤波电容C1并联在电阻R3两侧之间，所述二极管D2并联在电阻R2两侧之间，所述电阻R1下拉接地；

所述CP信号检测电路由电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、滤波电容C2、三极管Q2和运算放大器U1组成，且电阻R5和电阻R6分别连接在运算放大器U1的负极和正极上，所述电阻R6的输入端设有页间连接符CPD，且电阻R6与运算放大器U1的正极之间的连接电路上并联有两个接地线，且两条接地线上分别设有电阻R7和滤波电容C2，所述运算放大器U1的连接端还设有电阻R9，所述电阻R5与运算放大器U1输出端之间并联有电阻R8，所述三极管Q2与电阻R9和电阻R11串联设置，且三极管Q2的连接端设有接地线，且三极管Q2输出端的接地线与电阻R9输出端之间并联有电阻R10，所述三极管Q2与电阻R11的连接电路上分别并联有电阻R12和电阻R13。

作为本实用新型的优选方案，所述运算放大器U1的虚短、虚断特性和Vout与Vin相等，反馈电压Vout，流经分压电阻R8、电阻R9和电阻R10。

作为本实用新型的优选方案，所述电阻R2用于电路分压，所述二极管D2用于电路稳压，当电阻R2两端电压超过5.1V，稳压二极管D2会钳住电阻R2两端电压为5.1V。

作为本实用新型的优选方案，CP信号设置为具有正负幅值的交流方波信号，经过二极管D1后整流成只有正幅值的直流方波信号，经页间连接符CPD流入分压电阻R6、电阻R7以及滤波电容C2后作为运算放大器U1正相输入，运算放大器U1负相输入与分压电阻R5相接并最后接地。

作为本实用新型的优选方案，所述CP信号控制电路的连接端电性连接有第一单片机，所述第一单片机设置为MCU_CP_CTR_H；

所述电阻R12的连接端设有第二单片机，所述第二单片机设置为MCU_CP_PWM；

所述电阻R13的连接端设有第三单片机，所述第三单片机设置为MCU_CP_PWM；

第二单片机和第三单片机均与第一单片机通讯连接。

进一步的，在上述技术方案中，所述第一单片机、第二单片机和第三单片机的连接端均设有用于捕捉方波信号的霍尔传感器。

在上述技术方案中，本实用新型提供的技术效果和优点：

1、通过选用极低功耗的元器件，实现CP信号检测功能，以及脉冲传输的方式，三极管Q1的通断来使分压电阻R1、电阻R2的并联状态改变，从而改变CP信号的电压，继而MCU检测到6V电压，实现安全电压下稳定充电，使用安全可靠，且利用第二单片机和第三单片机及其携带的传感器分别采集方波正向幅值的上升沿以及下降沿，通过固定的频率得到占空比，以此表示充电桩的最大输出电流；

2、通过将本系统应用于电动汽车在交流充电领域，将CP信号控制电路和CP信号检测电路结合，捕捉CP信号的上升沿和下降沿，通过相关的理论计算，实现CP信号占空比的采集，适用于电动汽车对交流充电枪CP信号的检测。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种车载CP信号检测系统的电路整体图；

图2为一种车载CP信号检测系统的CP信号控制电路图；

图3为一种车载CP信号检测系统的CP信号检测电路图；

图4为一种车载CP信号检测系统在±12V正负幅值的交流方波图；

图5为一种车载CP信号检测系统在9V正幅值的交流方波图；

图6为一种车载CP信号检测系统在6V正幅值的交流方波图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

本实用新型提供了如图1-6所示的一种车载CP信号检测系统，包括CP信号检测电路和CP信号控制电路，CP信号检测电路与CP信号控制电路组合工作，用于实现CP信号检测；

CP信号控制电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、滤波电容C1、二极管D1、二极管D2和三极管Q1组成，且电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1和三极管Q1串联，滤波电容C1并联在电阻R3两侧之间，二极管D2并联在电阻R2两侧之间，电阻R1下拉接地；

CP信号检测电路由电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、滤波电容C2、三极管Q2和运算放大器U1组成，且电阻R5和电阻R6分别连接在运算放大器U1的负极和正极上，电阻R6的输入端设有页间连接符CPD，且电阻R6与运算放大器U1的正极之间的连接电路上并联有两个接地线，且两条接地线上分别设有电阻R7和滤波电容C2，运算放大器U1的连接端还设有电阻R9，电阻R5与运算放大器U1输出端之间并联有电阻R8，三极管Q2与电阻R9和电阻R11串联设置，且三极管Q2的连接端设有接地线，且三极管Q2输出端的接地线与电阻R9输出端之间并联有电阻R10，三极管Q2与电阻R11的连接电路上分别并联有电阻R12和电阻R13。

进一步的，在上述技术方案中，运算放大器U1的虚短、虚断特性和Vout与Vin相等，反馈电压Vout，流经分压电阻R8、电阻R9和电阻R10。

进一步的，在上述技术方案中，电阻R2用于电路分压，二极管D2用于电路稳压，当电阻R2两端电压超过5.1V，稳压二极管D2会钳住电阻R2两端电压为5.1V。

进一步的，在上述技术方案中，CP信号设置为具有正负幅值的交流方波信号，经过二极管D1后整流成只有正幅值的直流方波信号，经页间连接符CPD流入分压电阻R6、电阻R7以及滤波电容C2后作为运算放大器U1正相输入，运算放大器U1负相输入与分压电阻R5相接并最后接地。

进一步的，在上述技术方案中，CP信号控制电路的连接端电性连接有第一单片机，第一单片机设置为MCU_CP_CTR_H；

电阻R12的连接端设有第二单片机，第二单片机设置为MCU_CP_PWM；

电阻R13的连接端设有第三单片机，第三单片机设置为MCU_CP_PWM；

第二单片机和第三单片机均与第一单片机通讯连接；

进一步的，在上述技术方案中，所述第一单片机、第二单片机和第三单片机的连接端均设有用于捕捉方波信号的霍尔传感器。

本实用新型提供的车载CP信号检测系统在使用时，其工作过程为：

CP信号是一个具有正负12幅值的交流方波信号，在交流充电枪未接入汽车前，二极管D1起整流的作用，它将CP信号整流成只有正幅值的直流方波信号，即设置CP信号为12V高电平(如图2所示)；

汽车确认充电信号，将切换车载充电机中分压电阻，使其信号跳变为6V，具体的：

交流充电枪12V CP信号输入，第一单片机输入低电平，流过分压电阻R4、电阻R3以及滤波电容C1，进入三极管Q1，Q1截止，电阻R2与电阻R1分压，使CP信号流入的电压变为9V(如图3所示)，充电机MCU检测到CP信号跳变到9V后，切换高电平输出为PWM输出，9V经第二单片机、第三单片机采集到占空比发送到第一单片机，第二单片机和第三单片机分别采集到方波信号的上升沿和下降沿，由上升沿和下降沿得到时间t，方波信号的频率f是固定为1k，可得周期T，再结合时间t得到占空比；

第一单片机会在MCU_CP_CT电阻RH发送高电平信号，汽车确认充电信号，将切换车载充电机中分压电阻，流过分压电阻R4、电阻R3，滤波电容C1，进入三极管Q1，三极管Q1导通，电阻R2接地与电阻R1并联，CP信号流入的电压跳变为6V(如图4所示)，随后三极管Q1关断，由第二单片机、第三单片机采集；

充电桩MCU检测到CP信号跳变到6V后，汽车开始充电，PWM占空比就表示为充电桩最大输出电流，充电过程中单片机实时检测到PWM信号的占空比；

且本方案中当高电平流经三极管Q2的1脚，三极管Q2导通，且其第3脚接地，电压为低电平，第二单片机、第三单片机为低电平，传入第一单片机；

当低电平流经三极管Q2的1脚，三极管Q2截止，且其3脚接电阻R11，电阻R11用于上拉5V高电平，第二单片机、第三单片机为高电平，传入第一单片机；

第一单片机接收的信号为高低电平形成的正幅值直流方波信号，当CPD信号为高电平，第二单片机、第三单片机为低电平；

当CPD信号为低电平，第二单片机、第三单片机为高电平。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (6)

1.一种车载CP信号检测系统，包括CP信号检测电路和CP信号控制电路，其特征在于：所述CP信号检测电路与CP信号控制电路组合工作，用于实现CP信号检测；

所述CP信号控制电路由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、滤波电容C1、二极管D1、二极管D2和三极管Q1组成，且电阻R2、电阻R3、电阻R4、二极管D1和三极管Q1串联，所述滤波电容C1并联在电阻R3两侧之间，所述二极管D2并联在电阻R2两侧之间，所述电阻R1下拉接地；

所述CP信号检测电路由电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、滤波电容C2、三极管Q2和运算放大器U1组成，且电阻R5和电阻R6分别连接在运算放大器U1的负极和正极上，所述电阻R6的输入端设有页间连接符CPD，且电阻R6与运算放大器U1的正极之间的连接电路上并联有两个接地线，且两条接地线上分别设有电阻R7和滤波电容C2，所述运算放大器U1的连接端还设有电阻R9，所述电阻R5与运算放大器U1输出端之间并联有电阻R8，所述三极管Q2与电阻R9和电阻R11串联设置，且三极管Q2的连接端设有接地线，且三极管Q2输出端的接地线与电阻R9输出端之间并联有电阻R10，所述三极管Q2与电阻R11的连接电路上分别并联有电阻R12和电阻R13。

2.根据权利要求1所述的一种车载CP信号检测系统，其特征在于：所述运算放大器U1的虚短、虚断特性和Vout与Vin相等，反馈电压Vout，流经分压电阻R8、电阻R9和电阻R10。

3.根据权利要求2所述的一种车载CP信号检测系统，其特征在于：所述电阻R2用于电路分压，所述二极管D2用于电路稳压，当电阻R2两端电压超过5.1V，稳压二极管D2会钳住电阻R2两端电压为5.1V。

4.根据权利要求3所述的一种车载CP信号检测系统，其特征在于：CP信号设置为具有正负幅值的交流方波信号，经过二极管D1后整流成只有正幅值的直流方波信号，经页间连接符CPD流入分压电阻R6、电阻R7以及滤波电容C2后作为运算放大器U1正相输入，运算放大器U1负相输入与分压电阻R5相接并最后接地。

5.根据权利要求4所述的一种车载CP信号检测系统，其特征在于：所述CP信号控制电路的连接端电性连接有第一单片机，所述第一单片机设置为MCU_CP_CTR_H；

所述电阻R12的连接端设有第二单片机，所述第二单片机设置为MCU_CP_PWM；

所述电阻R13的连接端设有第三单片机，所述第三单片机设置为MCU_CP_PWM；

第二单片机和第三单片机均与第一单片机通讯连接。

6.根据权利要求5所述的一种车载CP信号检测系统，其特征在于：所述第一单片机、第二单片机和第三单片机的连接端均设有用于捕捉方波信号的霍尔传感器。

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