一种低功耗的电动车充电桩的制作方法

1.本发明涉及电动车充电桩领域，具体涉及一种低功耗的电动车充电桩。


背景技术：

2.充电桩作为电动车的充电设备已经广泛运用于各处，现有的充电桩无论是使用时还是不使用时都处于耗电状态，这样充电桩自身的对电能损耗就较大，造成了不必要的能源浪费，以及成本浪费，充电桩在不使用的时候，这种耗电是没有任何价值的，是一种无形的资源浪费。如果使用人工关闭每个空闲的充电桩的电源，使用的时候再打开电源，则造成人力的浪费，并且对于很多无人值守的场站来说没有任何可行性。


技术实现要素：

3.本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种低功耗的电动车充电桩。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种低功耗的电动车充电桩，包括充电桩桩体，所述充电桩桩体上设有ic卡读卡器、人体接近传感器、按键和充电口，且其内部设有控制器，所述控制器包括与市电连接的电源模块、与电源模块分别连接的主控模块和低耗控制模块、与低耗控制模块分别连接的充电控制模块、计量模块、存储模块和通讯模块，所述充电控制模块分别市电、计量模块和充电口连接，所述计量模块与存储模块连接，所述ic卡读卡器、人体接近传感器、按键、低耗控制模块、充电控制模块、存储模块和通讯模块分别与主控模块连接，所述主控模块通过通讯模块与云服务器连接，所述云服务器连接有移动终端。
5.进一步的，所述低耗控制模块包括若干继电器，继电器的常开触点分别与充电控制模块、计量模块、存储模块和通讯模块的电源输入端连接，并控制电路通断。
6.进一步的，所述充电控制模块包括与主控模块和低耗控制模块分别连接的驱动电路以及与驱动电路连接的磁保持继电器，所述驱动电路连接磁保持器的输入端和输出端，所述磁保持继电器的触点k2的一端与市电连接，另一端与充电口连接。
7.进一步的，所述磁保持继电器型号包括hf3ff/05
‑
1h。
8.进一步的，所述驱动电路包括若干电阻和若干三极管。
9.进一步的，所述主控模块包括单片机，所述单片机型号包括stm32l431c8t6。
10.有益效果：本发明中使用磁保持继电器代替常规继电器，磁保持继电器无需一直供电，依靠脉冲可控制其触点通断，有效的节省电能；本发明在空闲时进入低功耗状态，空闲定义为人体接近传感器检测无人接近，其他人机交互装置无交互，且主控模块无控制任务，低功耗状态时，断开不必要的模块电源，例如有电动车充电时断开通讯模块和充电控制模块电源，没有电动车充电时断开计量模块、存储模块、充电控制模块和通讯模块电源，同时无论有无充电主控模块在空闲时都进入低功耗模式，当人体接近传感器、ic卡读卡器或按键有信号，通过外部中断触发唤醒主控模块退出低功耗模式，并控制其他模块进入正常工作状态。
附图说明
11.图1是本发明实施例的低功耗的电动车充电桩的结构框图；
12.图2是本发明实施例的主控模块的局部电路示意图；
13.图3是本发明实施例的通讯模块的电路图；
14.图4是本发明实施例的充电控制模块的电路图。
具体实施方式
15.下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
16.如图1至4所示，本发明实施例提供了一种低功耗的电动车充电桩，包括充电桩桩体，充电桩桩体上设有ic卡读卡器1、人体接近传感器2、按键3和充电口11，且其内部设有控制器，控制器包括与市电连接的电源模块4、与电源模块4分别连接的主控模块5和低耗控制模块6、与低耗控制模块6分别连接的充电控制模块7、计量模块8、存储模块9和通讯模块10，充电控制模块7分别市电、计量模块8和充电口11连接，计量模块8与存储模块9连接，ic卡读卡器1、人体接近传感器2、按键3、低耗控制模块6、充电控制模块7、存储模块9和通讯模块10分别与主控模块5连接，主控模块5通过通讯模块10与云服务器连接，云服务器连接有移动终端。
17.电源模块4为主控模块5、低耗控制模块6、充电控制模块7、计量模块8、存储模块9和通讯模块10供电。
18.低耗控制模块6包括若干继电器，继电器的常开触点分别与充电控制模块7、计量模块8、存储模块9和通讯模块10的电源输入端连接，并控制电路通断，继电器可用常规继电器也可用磁保持继电器。具体的，继电器优选数量为3个，每个继电器分别用一个常开触点，其中，一常开触点一端连接电源模块4另一端连接充电控制模块7的电源输入端，一常开触点一端连接电源模块4另一端连接计量模块8和存储模块9的电源输入端，一常开触点一端连接电源模块4另一端连接通讯模块10的电源输入端，以此分别控制充电控制模块7、计量模块8、存储模块9和通讯模块10的电源电路。
19.通讯模块10包括与低耗控制模块6连接的电压调节电路以及与主控模块5和电压调节电路分别连接的4g模块，4g模块优选型号ec20，具体的，电压调节电路包括与第二电源模块4分别连接的电容c4和电压转换器的输入端，电压转换器型号优选lm1085
‑
adj，电容c4的另一端接地，电压转换器的输出端分别连接有电阻r1、电容c1和电容c2，并输出3.8v电压，电阻r1的另一端分别与电压转换器的adj脚和电阻r3连接，电阻r3的另一端接地，电容c1和电容c2的另一端均接地，主控模块5pb0脚(4g_pwr_en)与电阻r5连接，电阻r5的另一端分别与电阻r4和三极管q11的基极连接，电阻r4的另一端接地，三极管q11的发射极接地，三极管q11的集电极分别与电阻r2和场效应管q22的栅极连接，电阻r2的另一端和场效应管q22的源极均与3.8v电压连接，场效应管q22的漏极与4g模块连接。通过通讯模块10可传送云服务器接收到移动终端扫码的充电指令到主控模块5，同时也可从主控模块5传输付费信息通过云服务器给移动终端。
20.充电控制模块7包括与主控模块5和低耗控制模块6分别连接的驱动电路以及与驱动电路连接的磁保持继电器，磁保持继电器优选型号为hf3ff/05
‑
1h，磁保持继电器的触点
k2一端与市电连接，即交流电的输入，另一端与充电口11连接，以控制交流电的输出，从而控制充电口11是否通电，磁保持继电器线圈无需一直供电，只需要给一个正向脉冲，即可使磁保持继电器触点闭合工作，给一个反向脉冲，可使磁保持继电器触点打开断电，有效的节省电能。具体的，驱动电路包括与主控模块5pa12脚(ctla)连接的电阻r11和电阻r12，电阻r11的另一端连接着三极管q3的基极，三极管q3的集电极连接电阻r16，三极管q3的发射极接地，电阻r16另一端分别连接电阻r19和三极管q7的基极，电阻r19的另一端连接三极管q7的发射极，电阻r12的另一端分别连接电阻r13和三极管q4的基极，电阻r13的另一端和三极管q4的发射极均接地，驱动电路还包括与主控模块5pa11脚(ctlb)连接的电阻r8，电阻r8另一端与三极管q1的基极，三极管q1的发射极接地，三极管q1的集电极分别连接电阻r9、电阻r10和电阻r15，电阻r9的另一端通过低耗控制模块6连接电源模块4，电阻r15的另一端分别连接电阻r17和三极管q5的基极，电阻r17和三极管q5的发射极均接地，三极管q5的集电极和三极管q7的集电极均与磁保持继电器的输入端(rly_ctla)连接，电阻r10的另一端连接三极管q2的基极，三极管q2的发射极接地，三极管q2的集电极与电阻r14连接，电阻r14的另一端分别连接有电阻r18和三极管q6的基极，电阻r18的另一端和三极管q6的发射极均通过低耗控制模块6连接电源模块4，三极管q6的集电极和三极管q4的集电极均与磁保持继电器的输出端(rly_ctlb)连接，其中三极管q1、三极管q2、三极管q3、三极管q4和三极管q5为npn型三极管，三极管q6和三极管q7为pnp型三极管。主控模块5通过ctla和ctlb输出高低电平来控制磁保持继电器：初始状态时，ctla为低电平，ctlb为高电平；当ctla为高电平，ctlb为高电平时，磁保持继电器触点k2闭合；当ctla为低电平，ctlb为低电平时，磁保持继电器触点k2断开；当ctla为高电平，ctlb为低电平时，为禁止状态。如有充电任务的时候，主控模块5控制磁保持继电器触点闭合后无需一直控制，同时也无需为磁保持继电器线圈一直通电，对比以往常用的普通继电器而言节省了一直为线圈通电的电力。
21.计量模块8连接充电控制模块7并对其电流电压进行采样计算功率，将数据传入存储模块9进行存储，计算功率可选用常用的功率计量芯片，存储模块9中数据可由主控模块5进行读取。
22.主控模块5优选单片机，型号stm32l431c8t6，如图2所示并未画出完整的详细连接，pc14
‑
osc32_in和pc15
‑
osc32_out连接外部时钟电路，主控模块5可通过指令进入低功耗模式，低功耗模式有三种，优选睡眠模式或待机模式，ic卡读卡器1、人体接近传感器2和按键3与主控模块5i口连接，交互触发为外部中断触发，外部中断触发可唤醒睡眠模式或待机模式的主控模块5，在睡眠和唤醒定时过程中需要用到外部时钟电路。
23.本发明在空闲时进入低功耗状态，空闲定义为人体接近传感器2检测无人接近，其他人机交互装置无交互(刷卡按键等)，且主控模块5无控制任务。例如无交互且无控制任务时，人体接近传感器2未感应到人30s则判断为空闲，进入低功耗状态，断开不必要的模块电源，具体的，有电动车充电时断开通讯模块10和充电控制模块7的电源，没有电动车充电时断开计量模块8、存储模块9、充电控制模块7和通讯模块10电源，同时无论有无电动车充电，主控模块5在空闲时都进入低功耗模式，在有电动车充电时，低功耗模式下的主控模块5会被定时唤醒读取数据，当人体接近传感器2、ic卡读卡器1或按键3有信号时也会唤醒主控模块5，例如ic卡读卡器1感应到刷卡、按键3有人按下或人体接近传感器2感应到有人停留5s，通过外部中断触发唤醒主控模块5，退出低功耗模式，并控制其他模块进入正常工作状态。
24.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，其它未具体描述的部分，属于现有技术或公知常识。在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。