电动汽车交流充电状态检测驱动电路的制作方法

本实用新型涉及电动汽车，具体地，涉及一种电动汽车交流充电状态检测驱动电路。

背景技术：

近几年电动汽车日渐普及，电动汽车充电系统也被越来越多的人所关注，在对汽车进行传导式充电时需要考虑的问题是：在使用充电接口进行充电前，需要先确认和检测充电接口是否已可靠连接，在未完全连接下进行充电容易造成人员触电危险；在充电过程中，供电处需要通过充电接口输出一定占空比的PWM导引波对车载充电机进行控制，充电桩的CPU根据电网负载可实时调整波形占空比以调节充电电流，同时实时监测输出波形和充电接口的连接状态，一旦发生异常情况应立即切断供电。我国已推出了电动汽车传导式充电连接装置交流充电接口的国家标准，其中对充电控制导引部分有明确要求。

经过对现有技术的检索，发现公开号为102820686A，名称为一种用于电动汽车充电控制导引模块，包括+12V参考电压模块，-12V参考电压模块，通过比较器得到+-12vPWM波。该方案不足之处是安全性较低，电压精度较低，稳定可靠性也较低；公开号为CN102487208，采用通过“推挽”输出结构驱动输出PWM波。该方案的不足之处在于输出的PWM波形的边沿时间较长(结电容限制)，而且推挽输出时因输入波形的正负切换导致输出易产生过冲毛刺；输出波形的正负电压为供电电源电压，这对电源电压的精度和稳定度要求较高，导致电源成本增加。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种电动汽车交流充电状态检测控制电路。

根据本实用新型提供的电动汽车交流充电状态检测驱动电路，包括接线端子JP14、电感L2、电阻R173、瞬变电压抑制二极管TVS6、瞬变电压抑制二极管TVS7、状态检测 与PWM输出控制模块以及PWM输出隔离驱动模块；

其中，状态检测与PWM输出控制模块的CON_OUT端连接电阻R173的一端，电阻R173的另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接芯片JP14的CP端；PWM输出隔离驱动模块的CONNECT端连接电感L2的另一端；

瞬变电压抑制二极管TVS6的一端连接芯片JP14的CC端，另一端连接芯片JP14的FG端；瞬变电压抑制二极管TVS7的一端连接电感L2的另一端，另一端连接芯片JP14的FG端；芯片JP14的GND端接地。

优选地，所述状态检测与PWM输出控制模块包括CPU、电阻R127、二极管D6、电容C79、耦合器U21、电阻R146、电阻R147、电阻R145、电阻R144、电阻R143、电阻R148、比较器U26、电容C87、电容C88、电容C86、第一电源端以及稳压可调电路；

其中，所述CPU的CPWM_OUT端连接电阻R127的一端，电阻R127的另一端连接二极管D6的负极、电容C79的一端以及耦合器U21的A端；二极管D6的正极、电容C79的另一端以及耦合器U21的C端接地；

所述耦合器U21的VCC端、电阻R146的一端、电容C87的一端、电阻R147的一端连接第一电源端；所述耦合器U21的OUT端一方面连接电阻R146的另一端，另一方面通过R143连接比较器U26的反相输入端；电容C87的另一端接地；电阻R147的另一端连接电阻R145的一端、电阻R144的一端，电阻R145的另一端接地；电阻R144的另一端一方面连接比较器U26的同相输入端，另一方面连接电容C89的一端；

比较器U26的电源输入口连接第一电源端、电容C86的一端，电容C86的另一端接地；比较器U26的输出端连接电阻R148的一端、电容C89的另一端；所述电阻R148的另一端为CON_OUT端，连接稳压可调电路。

优选地，所述稳压可调电路包括电阻R172、电阻R171、电阻R168、电阻R169、电阻R170、电阻R181、电阻R182、电阻R183、电阻R184、电阻R185、二极管D12、二极管D11、电容C99、电容C100、滑动变阻器RP2、滑动变阻器RP3、双向晶闸管U31以及双向晶闸管U32；

其中，电阻R172的一端、二极管D12的正极、电容C100的一端、双向晶闸管U32的A端、电阻R185的一端连接电阻R148的另一端；

双向晶闸管U31的R端连接二极管D12的负极，C端连接电阻R171的一端、滑动变阻器RP2的滑动端、电阻R170的一端；电阻R171的一端连接电阻R172的另一端；滑动变阻器RP2的一端连接电阻R172的另一端，另一端连接电阻R168的一端、电阻R169 的一端；电阻R168的另一端接地；电阻R170的另一端连接电阻R169的另一端；电容C99的一端连接二极管D12的负极，另一端接地；

双向晶闸管U32的R端连接电容C100的另一端、二极管D11的负极；二极管D11的正极接地；双向晶闸管U32的C端连接电阻R182的一端、电阻R183的一端、滑动变阻器RP3的滑动端；电阻R183的另一端连接电阻R184的一端，电阻R184的另一端连接电阻R185的另一端、滑动变阻器RP3的一端；

电阻R181的一端连接电阻R182的另一端、滑动变阻器RP3的另一端，另一端接地。

优选地，所述PWM输出隔离驱动模块包括二极管D7、电感L3、电容DC6、电容DC5、电容C114、电容C82、电阻R129、电阻R130、电阻R128、电阻R131、比较器U27A、电容C90、电容C91、电阻R149、线性光耦U28、电容C105、电阻R176、运放U33A、电容C101、电容C102、电阻R175、电阻R174、电容C103、电容C104、电容C113以及第二CPU；

其中，二极管D7的正极为CONNECT端，负极连接电感L3的一端；电感L3的另一端连接电容DC6的正极、电容DC5的正极、电容C114的一端、电容C82的一端、电阻R129的一端；电容DC6的负极、电容DC5的负极、电容C114的另一端、电容C82的另一端、电阻R128的一端接地；电阻R129的另一端连接电阻R130的一端，电阻R130的另一端连接电阻R128的另一端、电阻R131的一端；电阻R131的另一端连接比较器U27A的反相输入端；比较器U27A的同相输入端接地，电源输入端连接第一电源端、电容C90的一端、电容C91的一端，电源输出端接地；电容C90的另一端、电容C91的另一端接地；

比较器U27A的输出端连接电阻R149的一端，电阻R149的另一端连接线性光耦U28一侧第一发光二极管的负极，线性光耦U28一侧第一发光二极管的正极连接电源端；线性光耦U28一侧第二发光二极管的正极接地，负极连接比较器U27A的反相输入端；

线性光耦U28另一侧的第三发光二极管的正极接地，负极连接电容C105的一端、电阻R176的一端、运放U33A的反相输入端；电容C105的另一端、电阻R176的另一端连接运放U33A的输出端；运放U33A的同相输入端接地，U33A的电源输入端连接第二电源端、电容C101的一端、电容C102的一端，电源输出端接地；电容C101的另一端、电容C102的另一端接地；

电阻R175的一端连接运放U33A的输出端，另一端连接CPU的AD端口、电阻R174的一端、电容C103的一端、电容C104的一端、电容C113的一端；电阻R174的另一端、 电容C103的另一端、电容C104的另一端、电容C113的另一端接地。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型安全性较高，电压精度较高，稳定可靠性也较高；

2、本实用新型中状态检测与PWM输出控制模块能够为供电装置CP端口提供12V检测电压，能够输出占空比可调的PWM波，用于控制充电电流；PWM输出隔离驱动模块能够电压幅值大的PWM波通过光电耦合器，安全精确的转化为低电压脉冲方波，从而输入CPU芯片管脚。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中状态检测与PWM输出控制模块的结构示意图；

图3为本实用新型中PWM输出隔离驱动模块的结构示意图；

图4为本实用新型中耦合器U21的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

在本实施例中，本实用新型提供的电动汽车交流充电状态检测驱动电路，包括接线端子JP14、电感L2、电阻R173、瞬变电压抑制二极管TVS6、瞬变电压抑制二极管TVS7、状态检测与PWM输出控制模块以及PWM输出隔离驱动模块；

其中，状态检测与PWM输出控制模块的CON_OUT端连接电阻R173的一端，电阻R173的另一端连接电感L2的一端，电感L2的另一端连接芯片JP14的CP端；PWM输出隔离驱动模块的CONNECT端连接电感L2的另一端；

瞬变电压抑制二极管TVS6的一端连接芯片JP14的CC端，另一端连接芯片JP14的FG端；瞬变电压抑制二极管TVS7的一端连接电感L2的另一端，另一端连接芯片JP14的FG端；芯片JP14的GND端接地。

所述状态检测与PWM输出控制模块包括CPU、电阻R127、二极管D6、电容C79、耦合器U21、电阻R146、电阻R147、电阻R145、电阻R144、电阻R143、电阻R148、比较器U26、电容C87、电容C88、电容C86、第一电源端以及稳压可调电路；

其中，所述CPU的CPWM_OUT端连接电阻R127的一端，电阻R127的另一端连接二极管D6的负极、电容C79的一端以及耦合器U21的A端；二极管D6的正极、电容C79的另一端以及耦合器U21的C端接地；

所述耦合器U21的VCC端、电阻R146的一端、电容C87的一端、电阻R147的一端连接第一电源端；所述耦合器U21的OUT端一方面连接电阻R146的另一端，另一方面通过R143连接比较器U26的反相输入端；电容C87的另一端接地；电阻R147的另一端连接电阻R145的一端、电阻R144的一端，电阻R145的另一端接地；电阻R144的另一端一方面连接比较器U26的同相输入端，另一方面连接电容C89的一端；

比较器U26的电源输入口连接第一电源端、电容C86的一端，电容C86的另一端接地；比较器U26的输出端连接电阻R148的一端、电容C89的另一端；所述电阻R148的另一端为CON_OUT端，连接稳压可调电路。

所述稳压可调电路包括电阻R172、电阻R171、电阻R168、电阻R169、电阻R170、电阻R181、电阻R182、电阻R183、电阻R184、电阻R185、二极管D12、二极管D11、电容C99、电容C100、滑动变阻器RP2、滑动变阻器RP3、双向晶闸管U31以及双向晶闸管U32；

其中，电阻R172的一端、二极管D12的正极、电容C100的一端、双向晶闸管U32的A端、电阻R185的一端连接电阻R148的另一端；

双向晶闸管U31的R端连接二极管D12的负极，C端连接电阻R171的一端、滑动变阻器RP2的滑动端、电阻R170的一端；电阻R171的一端连接电阻R172的另一端；滑动变阻器RP2的一端连接电阻R172的另一端，另一端连接电阻R168的一端、电阻R169的一端；电阻R168的另一端接地；电阻R170的另一端连接电阻R169的另一端；电容C99的一端连接二极管D12的负极，另一端接地；

双向晶闸管U32的R端连接电容C100的另一端、二极管D11的负极；二极管D11的正极接地；双向晶闸管U32的C端连接电阻R182的一端、电阻R183的一端、滑动变阻器RP3的滑动端；电阻R183的另一端连接电阻R184的一端，电阻R184的另一端连接电阻R185的另一端、滑动变阻器RP3的一端；

电阻R181的一端连接电阻R182的另一端、滑动变阻器RP3的另一端，另一端接地。

所述PWM输出隔离驱动模块包括二极管D7、电感L3、电容DC6、电容DC5、电容C114、电容C82、电阻R129、电阻R130、电阻R128、电阻R131、比较器U27A、电容C90、电容C91、电阻R149、线性光耦U28、电容C105、电阻R176、运放U33A、电容C101、电容C102、电阻R175、电阻R174、电容C103、电容C104、电容C113以及第二CPU；

其中，二极管D7的正极为CONNECT端，负极连接电感L3的一端；电感L3的另一端连接电容DC6的正极、电容DC5的正极、电容C114的一端、电容C82的一端、电阻R129的一端；电容DC6的负极、电容DC5的负极、电容C114的另一端、电容C82的另一端、电阻R128的一端接地；电阻R129的另一端连接电阻R130的一端，电阻R130的另一端连接电阻R128的另一端、电阻R131的一端；电阻R131的另一端连接比较器U27A的反相输入端；比较器U27A的同相输入端接地，电源输入端连接第一电源端、电容C90的一端、电容C91的一端，电源输出端接地；电容C90的另一端、电容C91的另一端接地；

比较器U27A的输出端连接电阻R149的一端，电阻R149的另一端连接线性光耦U28一侧第一发光二极管的负极，线性光耦U28一侧第一发光二极管的正极连接电源端；线性光耦U28一侧第二发光二极管的正极接地，负极连接比较器U27A的反相输入端；

线性光耦U28另一侧的第三发光二极管的正极接地，负极连接电容C105的一端、电阻R176的一端、运放U33A的反相输入端；电容C105的另一端、电阻R176的另一端连接运放U33A的输出端；运放U33A的同相输入端接地，U33A的电源输入端连接第二电源端、电容C101的一端、电容C102的一端，电源输出端接地；电容C101的另一端、电容C102的另一端接地；

电阻R175的一端连接运放U33A的输出端，另一端连接CPU的AD端口、电阻R174的一端、电容C103的一端、电容C104的一端、电容C113的一端；电阻R174的另一端、电容C103的另一端、电容C104的另一端、电容C113的另一端接地。

在图1中CONNECT、CON_OUT、YK_Earth都是网络标号，其中YK_Earth是连接到充电枪里的CC线。

当使用本实用新型提供的电动汽车交流充电状态检测驱动电路时，当充电设备处于待机状态时，CPU没有数据发出，即CPWM_OUT此时为低电平。TLP114是一个小型的耦合器U21，其内部电路如图4，耦合器U21第5管脚输出为-15V。对于线性比较器U26来说，其第3脚电压是R145、R147分压所得，小于第2脚电压(15V)，故比较器U26输出端第6脚电压为15V。正负12V稳压可调电路，对于-15V稳压之后就变为-12V。 CON_OUT为-12V，

插枪没连接时，CONNECT也为-12V，参看图3，通过比较器U27A输出高电平，光电耦合器U28没导通不工作，最终输入CPU管脚的YX_CONOK为0。

当刷卡或扫二维码等外部指令后，CPU连接CPWM_OUT端输出高电平，为3.3V，耦合器U21的第1、3管脚之间导通，其第5脚和第4脚对应相当于短接于地，所以U26的第2脚为低电平，15V电压加在R147和R145上，U26第3脚电压为R145两端的电压，很明显比较器U26第三脚电压此时高于第2脚电压，故U26第6脚电压为15V，经过+12V稳压电路调节后，CON_OUT电压为12V。

如果插枪已经插好，并且电动汽车自检完毕，此时CONNECT端电压最终会跳变为6V。然后参看图3，由R128、R129、R130三个电阻串联分压，比较器U27A的第2脚得到的电压为0.7V左右，U28是线性光耦，U27A是比较器，U33A是运算放大器，以三者为核心组成了隔离放大电路，因为R131和R176的阻值相同，所以放大倍数为1，只起到电气隔离作用，电阻R175和R174串联分压，在YX_CONOK端得到0.35V左右的电压并输入CPU的AD端口，CPU读取该数值的电压就会确定充电设备和电动汽车已正确连接，从而发出指令使电磁继电器闭合，进入充电状态。

本领域技术人员应该理解，本发明中芯片的未用文字说明连接关系的引脚可以根据现有技术(例如芯片的DATDSHEET)和实际需要进行必要的连接，在此不予赘述。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。