CN220381271U - 一种用于充电桩的接地检测电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于接地检测技术，尤其涉及一种用于充电桩的接地检测电路。包括：隔离变压器B1、全桥整流电路D1、光耦电路U1、滤波电容C1、第一限流电阻R1、第二限流电阻R2和MCU控制电路等。本接地检测电路，应用零线与地线之间的Vi电压，判断待测对象是否接地，能有效降低电路功耗，并避免由接地检测电路带来的火线与地线之间的漏电电流增大的问题。本接地检测电路中，隔离变压器和光耦电路组成二级隔离保护，安全可靠；其中的电压检测法检测比较直接，电路本身的检测精度也容易控制，电路占用的面积较小，而且实用的器件较少，成本降低。

Description

一种用于充电桩的接地检测电路

技术领域

本实用新型属于接地检测技术，尤其涉及一种用于充电桩的接地检测电路。

背景技术

随着这几年电动车技术的快速发展，各种充电桩出现在人们的日常生活中，充电桩的接地安全成为制约电动车辆发展的关键安全隐患因素之一。为了提高充电桩对电动车辆充电的安全性及利用率。一般在高电压大电流的环境使用充电桩，充电桩的控制器作为充电桩的控制心脏，其工作的安全性与稳定性直接影响充电桩供电的安全性与稳定性。目前的三相五线直流充电桩的接地技术，有电流检测法与电压电压法两种类型；在电流检测法中，通过检测接地线上是否有电流来确定接地是否良好；在电压检测法中，通过检测火线对保护地的电压大小来判断接地是否良好。然而，一电流检测法接地检测成功率容易受电流传感器精度影响，要实现高成功率，则需要使用高精度的电流传感器，成本较高。电压检测法检测比较直接，电路本身的检测精度也容易控制，故被普遍使用。现有的电压检测法接地检测电路往往电路复杂，器件也比较多，电路占用的面积较大，成本也较高。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种用于充电桩的接地检测电路，以降低电路的消耗，消减充电桩的接地检测成本。

本实用新型的一个实施例提出的用于充电桩的接地检测电路，包括：隔离变压器B1、全桥整流电路D1、光耦电路U1、滤波电容C1、第一限流电阻R1、第二限流电阻R2和MCU控制电路；

所述隔离变压器B1的初级线圈P两端分别与第一输入端零线和第二输入端地线连接，隔离变压器B1的次级线圈N两端分别与全桥整流电路D1的输入两端AC连接；

所述全桥整流电路D1的输出正极端V+分别与所述滤波电容C1的一端和所述第一限流电阻R1的一端连接，全桥整流电路D1的输出端V－分别与滤波电容C1的另一端及所述光耦电路U1的原边2脚连接，全桥整流电路D1的输出负极端与光耦原边负端连接；

所述光耦电路U1的原边1脚与所述第一限流电阻R1的另一端连接，光耦电路U1的副边4脚与所述限流电阻R2的一端连接，获取的电信号V0与MCU控制电路的P0引脚连接，光耦电路U1的副边3脚负极与供电电源负极连接；所述第二限流电阻R2的另一端与供电电源正极连接；

所述MCU控制电路通过输出P6引脚与充电桩的控制器连接。

本实用新型的一个实施例提出的用于充电桩的接地检测电路，其优点是：

本实用新型的用于充电桩的接地检测电路，首先，应用隔离变压器采集取电，经过全桥整流电路整流，将交流信号转化成脉动直流滤波电容滤波成平滑的直流信号，再通过限流电阻送至光耦电路对直流信号进行逻辑判断，接着，应用MCU控制电路进行逻辑判断，确定电路的接地状态。本实用新型的用于充电桩的接地检测电路，应用零线与地线之间的Vi电压，判断待测对象是否接地，能有效降低电路功耗，并避免由接地检测电路带来的火线与地线之间的漏电电流增大的问题。本接地检测电路中，隔离变压器和光耦电路组成二级隔离保护，安全可靠；其中的电压检测法检测比较直接，电路本身的检测精度也容易控制，电路占用的面积较小，而且实用的器件较少，成本降低。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显然，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说，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为本实用新型的一个实施例提出的用于充电桩的接地检测的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本申请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申请一个实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本实用新型的一个实施例提出的用于充电桩的接地检测电路，其电路原理图如图1所示，包括：隔离变压器B1、全桥整流电路D1、光耦电路U1、滤波电容C1、第一限流电阻R1、第二限流电阻R2和MCU控制电路；

所述隔离变压器B1的初级线圈P两端分别与第一输入端零线和第二输入端地线连接，隔离变压器B1的次级线圈N两端分别与全桥整流电路D1的输入两端AC连接；

所述全桥整流电路D1的输出正极端V+分别与所述滤波电容C1的一端和所述第一限流电阻R1的一端连接，全桥整流电路D1的输出端V－分别与滤波电容C1的另一端及所述光耦电路U1的原边2脚连接，全桥整流电路D1的输出负极端与光耦原边负端连接；

所述光耦电路U1的原边1脚与所述第一限流电阻R1的另一端连接，光耦电路U1的副边4脚与所述限流电阻R2的一端连接，获取的电信号V0与MCU控制电路的P0引脚连接，光耦电路U1的副边3脚负极与供电电源负极连接；所述第二限流电阻R2的另一端与供电电源正极连接；

所述MCU控制电路通过输出P6引脚与充电桩的控制器(该充电桩控制器未在图中画出)连接，此接地检测电路用于检测充电桩接地是否良好，若检测到接地不良或接地电阻增大，充电桩控制器收到控制信号后立即停止充电桩充电，保证设备的正常运行和人身安全。本实用新型的一个实施例中，所述的MCU控制电路采用型号为CCFC2003PT、由国芯科技公司生产的产品。

其中，图1中的L1、L2和L3为火线；N为零线；PE为大地，为充电桩提供供电电源。Y1,Y2和Y3为Y电容，三只电容的一端分别连接火线L1、L2和L3，另一端同时连接在一起接大地，防止电网干扰。

在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，首先，应用隔离变压器采集取电，经全桥整流电路将交流信号转化成直流信号，再通过光耦电路对直流信号进行逻辑判断，接着，应用MCU控制电路进行逻辑判断，确定电路的接地状态。由此，待检测对象接地良好的状态与接地不良的状态，分别由对应的高电平或低电平的输出信号进行判别，以此便捷地判断待检测对象的接地状态。

应用本实施例检测电路，能有效降低电路功耗，并避免由接地检测电路带来的火线与地线之间的漏电电流增大的问题，而且使用的器件较少，成本降低。

检测电路中的隔离变压器B1初级输入端分别连接零线N和地线PE，实现全隔离，安全可靠，采用零线N与地线PE之间的Vi电压，来判断待检测对象是否有效接地，能有效降低电路功耗，并避免由接地检测电路带来的L线与PE地之间的漏电流增大的问题。当任意一相火线的负载不平衡时，零线与地线之间就会产生电压差。若待检测对象接地良好时，地线PE与零线L之间没有电流通过，此时Vi值为0V；若待检测对象不接地或者接地不良的时，地线PE与零线之间就会产生电压差Vi。电差Vi电压经过隔离变压器B1初次级耦合,送至全桥整流电路D1整流输出脉动直流信号，从而将交流信号转换为直流信号，经滤波电容C1并联在全桥整流电路D1正极输出端及负输出端之间滤波成平滑的直流信号电压。此时，可以更精确的判断待测对象是否接地良好。再经限流电阻R1送制光耦电路U1的原边电路1脚输入，光耦U1原边电路2脚输出回到全桥整流电路D1负极输出端，光耦电路U1原边电路内部二极管发光耦合至副边电路；光耦U1副边电路4脚接限流电阻R2到供电电源VCC，另外光耦U1副边电路3脚接供电负极形成回路。限流电阻R2与光耦U1副边电路4脚中点得到的采集信号V0送至MCU控制电路输入引脚P0，应用MCU控制电路进行逻辑判断，确定电路的接地状态甚至上传至充电桩控制器。若待测对象接地良好时，V0为高电平，可以被转化为1的逻辑，表示无信号；若待测对象不接地或者接地不良好时，V0为低电平，可以被转化为0的逻辑，表示有信号。在具体的电路中，0或1的逻辑，使用低电平或高电平的输出可以实现检测接地是否良好。

本实用新型的检测电路中，利用光耦电路U1的原边电路串联限流电阻R1，可以通过调节限流电阻R1的阻值，来调整全波整流后的整流电压对光耦的驱动电流，以此调整驱动光耦的电压阀值。使得本方案用于多种不同的充电桩。

本接地检测电路整体应用到充电桩中，将充电桩作为待检测对象，以实现对使用三相五线制的充电桩，进行接地检测。采用三相五线制供电的上述充电桩，主要由AC/DC电源模块，监控系统，配电及机柜等结构组成，可为电动车提供足够大的功率，并且输出电压和电流的调整范围较大，可以实现各类电动车的快速充电。

综上所述，应用实用新型提供的接地检测电路装置及充电桩之后，在电路检测方面，应用电压法接地检测电路，将待检测对象接地良好的状态与接地不良的状态，分别由对应的输出信号来判断并显示，以此便捷地判断待检测对象的接地状态，也避免由接地检测电路带来的火线与地线之间的漏电增大的问题；在安全方面，实现二级完全隔离更安全可靠。在节约方面，可以有效降低电路功耗，而且使用的器件较少，成本降低。

Claims (1)

1.一种用于充电桩的接地检测电路，其特征在于，包括：隔离变压器B1、全桥整流电路D1、光耦电路U1、滤波电容C1、第一限流电阻R1、第二限流电阻R2和MCU控制电路；

所述隔离变压器B1的初级线圈P两端分别与第一输入端零线和第二输入端地线连接，隔离变压器B1的次级线圈N两端分别与全桥整流电路D1的输入两端AC连接；

所述全桥整流电路D1的输出正极端V+分别与所述滤波电容C1的一端和所述第一限流电阻R1的一端连接，全桥整流电路D1的输出端V－分别与滤波电容C1的另一端及所述光耦电路U1的原边2脚连接，全桥整流电路D1的输出负极端与光耦原边负端连接；

所述光耦电路U1的原边1脚与所述第一限流电阻R1的另一端连接，光耦电路U1的副边4脚与所述限流电阻R2的一端连接，获取的电信号V0与MCU控制电路的P0引脚连接，光耦电路U1的副边3脚负极与供电电源负极连接；所述第二限流电阻R2的另一端与供电电源正极连接；

所述MCU控制电路通过输出P6引脚与充电桩的控制器连接。