CN220474543U - 一种交流充电桩充电主控继电器控制电路 - Google Patents
一种交流充电桩充电主控继电器控制电路 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种交流充电桩充电主控继电器控制电路，通过三极管Q6等组成短路检测信号获取电路，确保在进行充电时，通过正或门D1、三极管Q1、MOS管Q2等组成主控继电器开启电路，用于实现交流电源开关的闭合。通过正或门D2、三极管Q3、MOS管Q4等组成主控继电器保持电路，用于实现交流电源开关的闭合后的低压保持。增加了通过三极管Q5等组成的继电器粘连动作检测电路，为交流充电桩报警提供了依据。本实用新型提高了交流充电桩的安全性和充电的稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种交流充电桩充电主控继电器控制电路，属于交流充电桩充电技术领域。
背景技术
随着我国经济社会发展水平不断提高，电动汽车保有量持续攀升，国家加快新能源汽车的推广应用，各类充电桩也应运而生。
新能源汽车的充电方式分为交流充电和直流充电，交流充电桩以其安装方便、充电简单为家庭所欢迎。
现有的交流充电桩的输入电源由主控继电器进行控制，而主控继电器由于长时间处于工作状态，会发生温升效应，而且长期使用的主控继电器还会发生粘连动作，以上现象都会带来交流充电桩充电不稳定、充电不安全性的隐患。
如何通过交流充电桩主控继电器控制电路的改进来提高主控继电器的稳定性和安全性，是本领域技术人员急需要解决的技术问题。
实用新型内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种交流充电桩充电主控继电器控制电路。
技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种交流充电桩充电主控继电器控制电路，包括：主控继电器K1。
电阻R1的一端接第一直流工作电压，电阻R1另一端接正或门D1的第一输入端，正或门D1的第二输入端与三极管Q6的集电极及电阻R16的公共端相连，电阻R16的另一端接第一直流工作电压，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的基极接电阻R17。正或门D1的输出端与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与电阻R5的一端及电阻R6的一端及MOS管Q2的栅极相连，电阻R5的另一端接第一直流工作电压，电阻R6的另一端及MOS管Q2的源极接地，MOS管Q2的漏极与主控继电器K1的电源输出端及限流电阻的一端相连，主控继电器K1的电源输入端与第二直流工作电压相连接，限流电阻的另一端与MOS管Q4的漏极相连，MOS管Q4的栅极与电阻R8的一端及电阻R7的一端及三极管Q3的集电极相连，电阻R8的另一端及MOS管Q4的源极相连后接地，电阻R7的另一端接第一直流工作电压，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端与正或门D2的输出端相连，正或门D2的第一输入端与电阻R2一端相连，电阻R2另一端接直流工作电压，正或门D2的第二输入端与三极管Q6的集电极及电阻R16的公共端相连。
作为优选方案，还包括：电阻R13的一端接直流工作电压，电阻R13的另一端接主控继电器K1的辅助输入端，电阻R14的一端与主控继电器K1的辅助输出端及三极管Q5的基极相连，电阻R14的另一端与三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的集电极与电阻R15的一端相连，电阻R15的另一端接第一直流工作电压。
作为优选方案，还包括：主控继电器K1对应的电源L线、N线上设置有主电源短路检测电路，所述主电源短路检测电路用于检测电源L线、N线是否短路。
作为优选方案，所述第一直流工作电压设置为3.3V，所述第二直流工作电压设置为12V。
作为优选方案，还包括：电容C1，所述电容C1并联在MOS管Q2的栅极与源极之间。
作为优选方案，还包括：电容C2，所述电容C2并联在MOS管Q4的栅极与源极之间。
作为优选方案，还包括：二极管V1，所述二极管V1并联在主控继电器K1的电源输入端与电源输出端之间。
作为优选方案，还包括：主控单元CPU，电阻R17的另一端与主控单元CPU的端口P1相连接，电阻R1与正或门D1的第一输入端相连的公共端与主控单元CPU的端口P2相连接，电阻R2与正或门D2的第一输入端相连的公共端与主控单元CPU的端口P3相连接。
作为优选方案，还包括：主控单元CPU，电阻R17的另一端与主控单元CPU的端口P1相连接，电阻R1与正或门D1的第一输入端相连的公共端与主控单元CPU的端口P2相连接，电阻R2与正或门D2的第一输入端相连的公共端与主控单元CPU的端口P3相连接。电阻R15与三极管Q5的集电极相连的公共端与主控单元CPU的端口P4相连接。
作为优选方案，还包括：主控单元CPU，电阻R17的另一端与主控单元CPU的端口P1相连接，电阻R1与正或门D1的第一输入端相连的公共端与主控单元CPU的端口P2相连接，电阻R2与正或门D2的第一输入端相连的公共端与主控单元CPU的端口P3相连接。主电源短路检测电路输出端与主控单元CPU的输入输出端P5相连接。电阻R15与三极管Q5的集电极相连的公共端与主控单元CPU的端口P4相连接。
有益效果：本实用新型提供的一种交流充电桩充电主控继电器控制电路，通过三极管Q6等组成短路检测信号获取电路，确保在进行充电时，交流电源是不短路的，提高了交流充电桩的安全性。通过正或门D1、三极管Q1、MOS管Q2等组成主控继电器开启电路，用于实现交流电源开关的闭合。通过正或门D2、三极管Q3、MOS管Q4等组成主控继电器保持电路，用于实现交流电源开关的闭合后的低压保持，从而降低主控继电器工作时带来的温升效应，改善温升带来的影响，确保了主控继电器工作的稳定性。
进一步的，增加了通过三极管Q5等组成的继电器粘连动作检测电路，为交流充电桩报警提供了依据，确保不会在主控继电器故障进行充电，进一步提高了交流充电桩的安全性。
进一步的，增加了获取短路检测信号的主电源短路检测电路。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型使用时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合本实用新型实例中的附图，对本实用新型实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。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
下面结合具体实施例对本实用新型作更进一步的说明。
如图1所示，一种交流充电桩充电主控继电器控制电路，包括：主控继电器K1，三极管Q1、三极管Q3、三极管Q5、三极管Q6、正或门D1、正或门D2、MOS管Q2和MOS管Q4、主电源短路检测电路。
电阻R1的一端接直流工作电压3.3V，电阻R1另一端接正或门D1的第一输入端(引脚1)，正或门D1的第二输入端(引脚2)与三极管Q6的集电极及电阻R16的公共端相连，电阻R16的另一端接直流工作电压3.3V，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的基极接电阻R17。正或门D1的输出端(引脚3)与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与电阻R5的一端及电阻R6的一端及电容C1的一端及MOS管Q2的栅极相连，电阻R5的另一端接直流工作电压3.3V，电阻R6、电容C1的另一端及MOS管Q2的源极接地，MOS管Q2的漏极与主继电器K1的电源输出端(引脚8)及二极管V1正极及电阻R9的一端及电阻R10的一端及电阻R11的一端及电阻R12的一端相连，二极管V1的负极与主控继电器K1的电源输入端(引脚7)相连接后与直流工作电压+12V相连接，电阻R9的另一端与电阻R10的另一端及电阻R11的另一端及电阻R12的另一端及MOS管Q4的漏极相连，MOS管Q4的栅极与电容C2的一端及电阻R8的一端及电阻R7的一端及三极管Q3的集电极相连，电容C2的另一端与电阻R8的另一端及MOS管Q4的源极相连后接地，电阻R7的另一端接直流工作电压3.3V，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端与正或门D2的输出端(引脚3)相连，正或门D2的第一输入端(引脚1)与电阻R2一端相连，电阻R2另一端接直流工作电压3.3V，正或门D2的第二输入端(引脚2)与三极管Q6的集电极及电阻R16的公共端相连。电阻R13的一端接直流工作电压3.3V，电阻R13的另一端接主控继电器K1的辅助输入端(引脚5)，电阻R14的一端与主控继电器K1的辅助输出端(引脚6)及三极管Q5的基极相连，电阻R14的另一端与三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的集电极与电阻R15的一端相连，电阻R15的另一端接直流工作电压3.3V。所述主控继电器K1对应的电源L线、N线上设置有主电源短路检测电路，所述主电源短路检测电路用于检测电源L线、N线是否短路。
实施例：
如图2所示，本施例介绍一种交流充电桩充电主控继电器控制电路与交流充电桩的主控单元CPU配合的工作原理，使用时，电阻R17的另一端与主控单元CPU的输入输出端P1相连接，电阻R1与正或门D1的第一输入端相连的公共端与主控单元CPU的输入输出端P2相连接，电阻R2与正或门D2的第一输入端相连的公共端与主控单元CPU的输入输出端P3相连接，电阻R15与三极管Q5的集电极相连的公共端与主控单元CPU的输入输出端P4相连接，主电源短路检测电路输出端与主控单元CPU的输入输出端P5相连接。
一种交流充电桩充电主控继电器控制电路工作过程具体如下：
主电源短路检测电路实时检测主电源L线、N线是否短路，并将主电源短路情况通过端口P4反馈给主控单元CPU，当主电源不短路时，主控单元CPU通过端口P1输出高电平的信号。高电平信号使得三极管Q6导通，三极管Q6的集电极输出的短路检测信号为低电平。
在交流充电桩对电动汽车充电准备好时即交流充电枪导引电压由12V变到6V，主控单元CPU通过端口P2输出的主控继电器第一控制信号，即输出低电平。此时，主控单元CPU通过端口P3输出的主控继电器第二控制信号，主控继电器第二控制信号为高电平。
当主控继电器控制第一信号和短路检测信号都是低电平时，正或门D1的引脚1、引脚2输入都是低电平，正或门D1的引脚3输出低电平，那么三极管Q1基极是低电平，三极管Q1截止，三极管Q1的集电极输出高电平，那么MOS管Q2就导通，主控继电器K1的引脚8经MOS管Q2接地。主控继电器K1的线圈得电，开关K1关闭，充电桩输入交流电通过主继电器为电动汽车充电。同时，正或门D2的引脚1输入主控继电器第二控制信号的高电平，引脚2输入低电平，正或门D2的引脚3输出高电平，三极管Q3导通，三极管Q3集成极为低电平，MOS管Q4截止。
在主继电器控制第一信号输出低电平t秒后，如t＝2秒，主继电器控制第一信号输出高电平。主控继电器第二控制信号输出低电平。正或门D1的引脚1输入主控继电器第一控制信号的高电平，引脚2输入低电平，正或门D1的引脚3输出高电平，三极管Q1导通，三极管Q1集成极为低电平，MOS管Q3截止。正或门D2的引脚1、引脚2输入都是低电平，正或门D2的引脚3输出低电平，那么三极管Q3基极是低电平，三极管Q3截止，三极管Q3的集电极输出高电平，那么MOS管Q4就导通，主控继电器K1的引脚8经限流电阻(并联的电阻R9、电阻R10，电阻R11及电阻R12)、MOS管Q4接地。主控继电器K1的线圈得电，开关K1关闭，充电桩输入交流电通过主继电器为电动汽车充电。这样加在主控继电器K1上的电压就降低了，使主控继电器K1线圈在低电压保持对主控继电器K1的驱动，使继电器线圈发热降低，改善温升带来的影响，提高交流充电桩充电稳定性，另外，二极管V1是主控继电器K1的主触点的控制线圈续流二极管，消除控制线圈产生的自感电动势保护主控继电器，进一步提高交流充电桩充电稳定性。
进一步的，本实施例中的正或门D1、正或门D2可以采用一个双路双输入正或门来代替，如SN74LVC2G32。
进一步的，本实施例中的电容C1、电容C2起到了加快MOS管Q2、MOS管Q4导通和截止的速度。
进一步的，由电阻R13，电阻R14，电阻R15，三极管Q5组成的主控继电器K1粘连故障检测电路，本实施例主控继电器K1采用HF170F，其中引脚5和引脚6是辅助触点输入端与输出端，在主控继电器K1发生粘连故障时，辅助触点断开，三极管Q5基极为低电平，三极管Q5截止，三极管集电极输出高电平的粘连信号，并发送给主控单元CPU端口P5，主控单元CPU接收到粘连信号后，向声光报警系统发送开启信号，声光报警系统工作，提示用户不能使用交流充电桩，进一步提高了交流充电桩充电安全性。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种交流充电桩充电主控继电器控制电路，包括：主控继电器K1，其特征在于：电阻R1的一端接第一直流工作电压，电阻R1另一端接正或门D1的第一输入端，正或门D1的第二输入端与三极管Q6的集电极及电阻R16的公共端相连，电阻R16的另一端接第一直流工作电压，三极管Q6的发射极接地，三极管Q6的基极接电阻R17；正或门D1的输出端与电阻R3的一端相连，电阻R3的另一端与三极管Q1的基极相连，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与电阻R5的一端及电阻R6的一端及MOS管Q2的栅极相连，电阻R5的另一端接第一直流工作电压，电阻R6的另一端及MOS管Q2的源极接地，MOS管Q2的漏极与主控继电器K1的电源输出端及限流电阻的一端相连，主控继电器K1的电源输入端与第二直流工作电压相连接，限流电阻的另一端与MOS管Q4的漏极相连，MOS管Q4的栅极与电阻R8的一端及电阻R7的一端及三极管Q3的集电极相连，电阻R8的另一端及MOS管Q4的源极相连后接地，电阻R7的另一端接第一直流工作电压，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极与电阻R4的一端相连，电阻R4的另一端与正或门D2的输出端相连，正或门D2的第一输入端与电阻R2一端相连，电阻R2另一端接直流工作电压，正或门D2的第二输入端与三极管Q6的集电极及电阻R16的公共端相连。
2.根据权利要求1所述的一种交流充电桩充电主控继电器控制电路，其特征在于：还包括：电阻R13的一端接直流工作电压，电阻R13的另一端接主控继电器K1的辅助输入端，电阻R14的一端与主控继电器K1的辅助输出端及三极管Q5的基极相连，电阻R14的另一端与三极管Q5的发射极接地，三极管Q5的集电极与电阻R15的一端相连，电阻R15的另一端接第一直流工作电压。
3.根据权利要求2所述的一种交流充电桩充电主控继电器控制电路，其特征在于：还包括：主控继电器K1对应的电源L线、N线上设置有主电源短路检测电路，所述主电源短路检测电路用于检测电源L线、N线是否短路。
4.根据权利要求3所述的一种交流充电桩充电主控继电器控制电路，其特征在于：还包括：电容C1，所述电容C1并联在MOS管Q2的栅极与源极之间。
5.根据权利要求4所述的一种交流充电桩充电主控继电器控制电路，其特征在于：还包括：电容C2，所述电容C2并联在MOS管Q4的栅极与源极之间。
6.根据权利要求3所述的一种交流充电桩充电主控继电器控制电路，其特征在于：还包括：二极管V1，所述二极管V1并联在主控继电器K1的电源输入端与电源输出端之间。
7.根据权利要求1至6任一项所述的一种交流充电桩充电主控继电器控制电路，其特征在于：所述第一直流工作电压设置为3.3V，所述第二直流工作电压设置为12V。
8.根据权利要求1所述的一种交流充电桩充电主控继电器控制电路，其特征在于：还包括：主控单元CPU，电阻R17的另一端与主控单元CPU的端口P1相连接，电阻R1与正或门D1的第一输入端相连的公共端与主控单元CPU的端口P2相连接，电阻R2与正或门D2的第一输入端相连的公共端与主控单元CPU的端口P3相连接。
9.根据权利要求2所述的一种交流充电桩充电主控继电器控制电路，其特征在于：还包括：主控单元CPU，电阻R17的另一端与主控单元CPU的端口P1相连接，电阻R1与正或门D1的第一输入端相连的公共端与主控单元CPU的端口P2相连接，电阻R2与正或门D2的第一输入端相连的公共端与主控单元CPU的端口P3相连接；电阻R15与三极管Q5的集电极相连的公共端与主控单元CPU的端口P4相连接。
10.根据权利要求2所述的一种交流充电桩充电主控继电器控制电路，其特征在于：还包括：主控单元CPU，电阻R17的另一端与主控单元CPU的端口P1相连接，电阻R1与正或门D1的第一输入端相连的公共端与主控单元CPU的端口P2相连接，电阻R2与正或门D2的第一输入端相连的公共端与主控单元CPU的端口P3相连接；主电源短路检测电路输出端与主控单元CPU的输入输出端P5相连接；电阻R15与三极管Q5的集电极相连的公共端与主控单元CPU的端口P4相连接。
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