CN218335396U - 一种充电桩稳压充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充电桩稳压充电系统，涉及充电技术领域，包括电源模块，用于供电；输入控制模块，用于输入电压采样和输入控制；开关控制模块，用于控制电能的传输；充电控制模块，用于输出脉冲信号并控制输出控制模块进行脉冲稳压充电；放电控制模块，用于放电控制。本实用新型充电桩稳压充电系统通过对输入的电能进行电压采样和阈值判断，当输入的电压达到所需的电能时将控制开关控制模块的闭断，同时在短路时进行短路保护控制，采用脉冲稳压充电电路为输出控制模块提供所需的稳定脉冲电压，由放电控制模块对输出控制模块连接的充电电池进行周期性放电控制，维持充电电池内压力的平衡，并进行自动满电断电控制。

Description

一种充电桩稳压充电系统

技术领域

本实用新型涉及充电技术领域，具体是一种充电桩稳压充电系统。

背景技术

随着科技的发展和对环境保护的响应，电动汽车不断普及，与电动汽车配套使用的充电桩设备也越来越多，现有的充电桩大多采用标准的直流充电桩，通过脉冲充电的方式为电动汽车提供安全稳定快速的充电电压，但是由于缺乏简单高效的保护电路，容易导致充电桩的稳压环境被破坏，并且无法保持充电电池内压力的平衡，长期容易导致电动汽车的充电电池受损，降低电动汽车的使用寿命，因此有待改进。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种充电桩稳压充电系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

依据本实用新型实施例中，提供一种充电桩稳压充电系统，该充电桩稳压充电系统包括：电源模块，输入控制模块，开关控制模块，充电控制模块，放电控制模块，输出控制模块，保护控制模块；

所述电源模块，用于为充电桩提供所需的直流电能；

所述输入控制模块，与所述电源模块连接，用于对所述电源模块输出的直流电能进行电压采样和阈值判断处理并输出第一控制信号；

所述开关控制模块，与所述电源模块连接，用于接收所述第一控制信号并通过控制功率开关电路的闭断控制直流电能的传输，用于控制所述充电控制模块的工作；

所述充电控制模块，与所述开关控制模块连接，用于通过脉冲充电电路输出脉冲信号，用于通过电位器电路调节输出的脉冲信号的占空比；

所述放电控制模块，与所述输出控制模块和充放电控制模块连接，用于通过所述脉冲信号控制电容电路触发三极管开关电路的工作，用于通过三极管开关电路控制输出控制模块进行放电；

所述输出控制模块，与所述充电控制模块连接，用于接收所述脉冲信号并为充电电池提供所需的脉冲稳压；

所述保护控制模块，与所述输出控制模块和开关控制模块连接，用于检测充电电池的电量并输出第二控制信号控制开关控制模块的工作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型充电桩稳压充电系统通过开关控制模块进行输入电压采样和阈值判断，当输入的电压达到所需的电能时将控制开关控制模块的闭断，同时还具备短路保护功能，同时由充电控制模块进行脉冲充电控制，为输出控制模块提供所需的稳定脉冲电压，同时由放电控制模块对输出控制模块连接的充电电池进行周期性放电控制，维持充电电池内压力的平衡，避免对充电电池造成影响，同时由保护控制模块进行满电控制，为充电电池提供稳压充电的充电环境，提高充电效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实例提供的一种充电桩稳压充电系统的原理方框示意图。

图2为本实用新型实例提供的一种充电桩稳压充电系统的电路图。

图3为本实用新型实例提供的放电控制模块的连接电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1，请参阅图1，一种充电桩稳压充电系统包括：电源模块1，输入控制模块2，开关控制模块3，充电控制模块4，放电控制模块5，输出控制模块6，保护控制模块7；

具体地，所述电源模块1，用于为充电桩提供所需的直流电能；

输入控制模块2，与所述电源模块1连接，用于对所述电源模块1输出的直流电能进行电压采样和阈值判断处理并输出第一控制信号；

开关控制模块3，与所述电源模块1连接，用于接收所述第一控制信号并通过控制功率开关电路的闭断控制直流电能的传输，用于控制所述充电控制模块4的工作；

充电控制模块4，与所述开关控制模块3连接，用于通过脉冲充电电路输出脉冲信号，用于通过电位器电路调节输出的脉冲信号的占空比；

放电控制模块5，与所述输出控制模块6和充放电控制模块5连接，用于通过所述脉冲信号控制电容电路触发三极管开关电路的工作，用于通过三极管开关电路控制输出控制模块6进行放电；

输出控制模块6，与所述充电控制模块4连接，用于接收所述脉冲信号并为充电电池提供所需的脉冲稳压；

保护控制模块7，与所述输出控制模块6和开关控制模块3连接，用于检测充电电池的电量并输出第二控制信号控制开关控制模块3的工作。

在具体实施例中，上述电源模块1可采用交流电AC提供交流电，并由EMI滤波减压器、整流器T和第一电容C1进行抗干扰、整流和滤波处理，在此不做赘述；上述输入控制模块2可采用电阻分压电路进行输入电压采样，采用稳压器阈值检测电路进行阈值检测和短路保护控制，通过检测输入的电能达到一定阈值时输出第一控制信号；上述开关控制模块3可采用功率开关电路控制电能的传输；上述充电控制模块4可采用脉冲充电电路进行脉冲式快充；上述放电控制模块5可采用电容电路和三极管开关电路，由电容电路进行放电检测并触发三极管开关进行放电控制；上述输出控制模块6可采用功率开关电路进行充电控制，并由输出端口输出电能；上述保护控制模块7可采用三极管控制电路判断输出端口连接的充电电池是否充满并控制充电系统的工作状态。

实施例2，在实施例1的基础上，请参阅图2和图3，所述输入控制模块2包括第一电阻R1、第二电阻R2、第二电容C2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一开关管VT1、第一稳压器U1、第七电阻R7、第六电阻R6；

具体地，所述第一电阻R1的一端和第三电阻R3的一端均连接所述电源模块1，第一电阻R1的另一端连接第一稳压器U1的控制端、第二电阻R2的一端和第二电容C2的一端，第三电阻R3的另一端连接第一开关管VT1的发射极并通过第四电阻R4连接第五电阻R5的一端和第一开关管VT1的基极，第五电阻R5的另一端连接第一稳压器U1的阴极，第一开关管VT1的发射极连接第七电阻R7的第一端并通过第六电阻R6连接第一稳压器U1的阳极、第二电容C2的另一端和第二电阻R2的另一端，第七电阻R7的第二端连接所述开关控制模块3。

在具体实施例中，上述第一电阻R1和第二电阻R2组成电阻分压电路实现对输入电能的电压采样；上述第一稳压器U1可选用TL431三端集成稳压器，用于判断输入的电能是否达到输出的阈值；上述第一开关管VT1可选用PNP型三极管，用于控制上述开关控制模块3的工作。

进一步地，所述开关控制模块3包括第九电阻R9、第一稳压管VD1、第一功率管Q1、第八电阻R8、第三开关管VT3、第十电阻R10；

具体地，所述第九电阻R9的第一端连接第一稳压管VD1的阴极和所述第七电阻R7的第二端并通过第八电阻R8连接第三开关管VT3的基极和第十电阻R10的一端，第九电阻R9的第二端连接第一功率管Q1的栅极，第一个功率管的漏极连接第一稳压管VD1的阳极和所述第一稳压器U1的阳极，第一功率管Q1的源极和第三开关管VT3的发射极连接所述充电控制模块4，第三开关管VT3的集电极连接所述电源模块1。

在具体实施例中，上述第一功率管Q1可选用N沟道增强型MOS管，用于控制电能的传输；上述第三开关管VT3可选用NPN型三极管，用于控制充电控制模块4的工作。

进一步地，所述充电控制模块4包括第一电位器RP1、第十一电阻R11、第三电容C3、脉冲发生器U2、第二稳压管VD2、第四电容C4；

具体地，所述第一电位器RP1的一端和滑片端连接脉冲发生器U2的第八端、第四电容C4的一端和所述电源模块1，第四电容C4的另一端连接地端，第一电位器RP1的另一端连接脉冲发生器U2的第七端并通过第十一电阻R11连接第三电容C3的一端、脉冲发生器U2的第六端和第二端，脉冲发生器U2的第五端连接第二稳压管VD2的阴极，脉冲发生器U2的第一端、第三电容C3的另一端和第二稳压管VD2的阳极均连接所述第一功率管Q1的源极，脉冲发生器U2的第三端连接所述输出控制模块6。

在具体实施例中，上述脉冲发生器U2可选用NE555集成电路输出脉冲信号，第一电位器RP1用于调节脉冲发生器U2输出的脉冲信号的占空比。

进一步地，所述输出控制模块6包括第十三电阻R13、第二功率管Q2、第十二电阻R12、输出端口；

具体地，所述第十三电阻R13的一端连接所述脉冲发生器U2的第三端，第十三电阻R13的另一端连接第二功率管Q2的栅极，第二功率管Q2的漏极通过第十二电阻R12连接所述电源模块1，第二功率管Q2的源极连接输出端口的第一端，输出端口的第二端连接所述第一功率管Q1的源极。

在具体实施例中，上述第二功率管Q2可选用N沟道增强型MOS管，用于接收脉冲发生器U2输出的脉冲信号并控制其导通角，实现输出端口的脉冲稳压输出。

进一步地，所述保护控制模块7包括第二电位器RP2、第十四电阻R14和第二开关管VT2；

具体地，所述第二电位器RP2的一端和滑片端均连接所述输出端口的第一端，第二电位器RP2的另一端通过第十四电阻R14连接第二开关管VT2的基极，第二开关管VT2的集电极连接所述第九电阻R9的第一端，第二开关管VT2的发射极连接所述第一功率管Q1的源极。

在具体实施例中，上述第二电位器RP2和第十四电阻R14用于降压控制，以便在充电电池电量达到阈值时触发第二开关管VT2的导通；上述第二开关管VT2可选用NPN型三极管。

进一步地，所述放电控制模块5包括第五电容C5、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第四开关管VT4、第一指示灯LED1、第十七电阻R17、第五开关管VT5、第一按键开关S1；

具体地，所述第五电容C5的一端连接所述脉冲发生器U2的第三端，第五电容C5的另一端通过第十五电阻R15连接第四开关管VT4的基极，第四开关管VT4的发射极连接第一按键开关S1的第一端，第一按键开关S1的第二端连接所述电源模块1，第四开关管VT4的集电极连接第五开关管VT5的基极并通过第十六电阻R16连接第一指示灯LED1的阳极，第五开关管VT5的集电极连接所述输出端口的第一端，第五开关管VT5的发射极通过第十七电阻R17连接第一指示灯LED1的阴极和所述输出端口的第二端。

在具体实施例中，上述第五电容C5用于上述脉冲发生器U2的第三端输出的脉冲信号为低电平时进行充电控制；上述第四开关管VT4可选用PNP型三极管，用于触发第五开关管VT5的工作；上述第五开关管VT5可选用NPN型三极管，配合第十七电阻R17控制输出端口连接的充电电池进行放电。

本实用新型一种充电桩稳压充电系统由电源模块1对输入的交流电进行整流和滤波处理，由第一电阻R1和第二电阻R2进行输入电压检测，并通过采样的信号控制第一稳压器U1进行充电控制，当输入的电压超过一定的供电阈值时，第一稳压器U1控制第一开关管VT1导通，控制第一开关管VT1和第三开关管VT3导通，使得电能正常传输，脉冲发生器U2进入工作，当出现短路时，短路的电流大于电源模块1提供的电流，第一控制器将控制第一开关管VT1截止，第一功率管Q1和第三开关管VT3截止，电路停止工作，在输入正常时，由脉冲发生器U2提供脉冲信号控制第二功率管Q2周期性导通，使得电能以脉冲的形式稳压传输给输出端口，当需要进行周期性放电时，可控制第一按键开关S1闭合，使得在脉冲信号为低电平时，第五电容C5充电，一段时间后触发第四开关管VT4导通，第五开关管VT5导通，输出端口连接充电电池通过第十七电阻R17进行放电，使得充电电池的内压力保持平衡，当充电电池的电量满时，控制第二开关管VT2导通，第一功率管Q1和第三开关管VT3截止，电路停止工作。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种充电桩稳压充电系统，其特征在于，

该充电桩稳压充电系统包括：电源模块，输入控制模块，开关控制模块，充电控制模块，放电控制模块，输出控制模块，保护控制模块；

所述电源模块，用于为充电桩提供所需的直流电能；

所述输入控制模块，与所述电源模块连接，用于对所述电源模块输出的直流电能进行电压采样和阈值判断处理并输出第一控制信号；

所述开关控制模块，与所述电源模块连接，用于接收所述第一控制信号并通过控制功率开关电路的闭断控制直流电能的传输，用于控制所述充电控制模块的工作；

所述充电控制模块，与所述开关控制模块连接，用于通过脉冲充电电路输出脉冲信号，用于通过电位器电路调节输出的脉冲信号的占空比；

所述放电控制模块，与所述输出控制模块和充放电控制模块连接，用于通过所述脉冲信号控制电容电路触发三极管开关电路的工作，用于通过三极管开关电路控制输出控制模块进行放电；

所述输出控制模块，与所述充电控制模块连接，用于接收所述脉冲信号并为充电电池提供所需的脉冲稳压；

所述保护控制模块，与所述输出控制模块和开关控制模块连接，用于检测充电电池的电量并输出第二控制信号控制开关控制模块的工作。

2.根据权利要求1所述的一种充电桩稳压充电系统，其特征在于，所述输入控制模块包括第一电阻、第二电阻、第二电容、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一开关管、第一稳压器、第七电阻、第六电阻；

所述第一电阻的一端和第三电阻的一端均连接所述电源模块，第一电阻的另一端连接第一稳压器的控制端、第二电阻的一端和第二电容的一端，第三电阻的另一端连接第一开关管的发射极并通过第四电阻连接第五电阻的一端和第一开关管的基极，第五电阻的另一端连接第一稳压器的阴极，第一开关管的发射极连接第七电阻的第一端并通过第六电阻连接第一稳压器的阳极、第二电容的另一端和第二电阻的另一端，第七电阻的第二端连接所述开关控制模块。

3.根据权利要求2所述的一种充电桩稳压充电系统，其特征在于，所述开关控制模块包括第九电阻、第一稳压管、第一功率管、第八电阻、第三开关管、第十电阻；

所述第九电阻的第一端连接第一稳压管的阴极和所述第七电阻的第二端并通过第八电阻连接第三开关管的基极和第十电阻的一端，第九电阻的第二端连接第一功率管的栅极，第一个功率管的漏极连接第一稳压管的阳极和所述第一稳压器的阳极，第一功率管的源极和第三开关管的发射极连接所述充电控制模块，第三开关管的集电极连接所述电源模块。

4.根据权利要求3所述的一种充电桩稳压充电系统，其特征在于，所述充电控制模块包括第一电位器、第十一电阻、第三电容、脉冲发生器、第二稳压管、第四电容；

所述第一电位器的一端和滑片端连接脉冲发生器的第八端、第四电容的一端和所述电源模块，第四电容的另一端连接地端，第一电位器的另一端连接脉冲发生器的第七端并通过第十一电阻连接第三电容的一端、脉冲发生器的第六端和第二端，脉冲发生器的第五端连接第二稳压管的阴极，脉冲发生器的第一端、第三电容的另一端和第二稳压管的阳极均连接所述第一功率管的源极，脉冲发生器的第三端连接所述输出控制模块。

5.根据权利要求4所述的一种充电桩稳压充电系统，其特征在于，所述输出控制模块包括第十三电阻、第二功率管、第十二电阻、输出端口；

所述第十三电阻的一端连接所述脉冲发生器的第三端，第十三电阻的另一端连接第二功率管的栅极，第二功率管的漏极通过第十二电阻连接所述电源模块，第二功率管的源极连接输出端口的第一端，输出端口的第二端连接所述第一功率管的源极。

6.根据权利要求5所述的一种充电桩稳压充电系统，其特征在于，所述保护控制模块包括第二电位器、第十四电阻和第二开关管；

所述第二电位器的一端和滑片端均连接所述输出端口的第一端，第二电位器的另一端通过第十四电阻连接第二开关管的基极，第二开关管的集电极连接所述第九电阻的第一端，第二开关管的发射极连接所述第一功率管的源极。

7.根据权利要求5所述的一种充电桩稳压充电系统，其特征在于，所述放电控制模块包括第五电容、第十五电阻、第十六电阻、第四开关管、第一指示灯、第十七电阻、第五开关管、第一按键开关；

所述第五电容的一端连接所述脉冲发生器的第三端，第五电容的另一端通过第十五电阻连接第四开关管的基极，第四开关管的发射极连接第一按键开关的第一端，第一按键开关的第二端连接所述电源模块，第四开关管的集电极连接第五开关管的基极并通过第十六电阻连接第一指示灯的阳极，第五开关管的集电极连接所述输出端口的第一端，第五开关管的发射极通过第十七电阻连接第一指示灯的阴极和所述输出端口的第二端。

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