交流充电桩输出短路检测电路的制作方法

本发明涉及充电桩输出短路检测，尤其是一种交流充电桩输出短路检测电路。

背景技术：

1、充电桩其功能类似于加油站里面的加油机，可以固定在地面或墙壁，安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)和居民小区停车场或充电站内，可以根据不同的电压等级为各种型号的电动汽车充电。充电桩的输入端与交流电网直接连接，输出端都装有充电插头用于为电动汽车充电。充电桩目前分为交流充电桩和直流充电桩，其中交流充电桩是比较常见的一种，其充电桩的零线和火线分别通过继电器的触点与市电的零线和火线连接，当闭合继电器的触点后则启动充电桩对电动汽车进行充电，但由于如果交流充电桩的输出出现短路时，如果直接闭合继电器的触点为电动汽车进行充电，则易发生安全事故。

2、现有的检测电路采用多个继电器控制多个检测电路，电路结构复杂，且多种继电器与开关的结合不仅增加了控制程序的复杂度，而且增加了短路情况下元器件损坏的风险，增加了使用和维修的成本。

3、中国专利cn113238167a公开了一种交流充电桩输出短路检测电路及方法，该方案由多个继电器、光电耦合器及多个检测电路组成，控制程序及检测程序繁琐，且该方案缺乏元器件短路保护电路，过多的元器件增加了短路损坏的风险。

技术实现思路

1、本发明通过在与充电枪连接的继电器与提供电压的整流电路之间并联一个电阻和一个光电耦合器，通过检测充电枪l线与n线之间阻值大小来判断是否有短路现象，结构简单，且便于控制和检测，减少了检测流程和极少的元器件减少了电路短路对元器件造成损坏的风险。

2、为解决上述现有技术问题，本发明提供交流充电桩输出短路检测电路，触发启动电路；

3、继电器；

4、整流电路；

5、光电耦合器；

6、信号输出电路；

7、其中所述继电器包括第一公共端，第二公共端，第一常开端，第二常开端，第一常闭端和第二常闭端和控制端；

8、其中所述触发启动电路与所述继电器的控制端连接，用以控制继电器的导通与关闭；其中所述整流电路的输入端连接交流电，所述整流电路的输出端连接至检测电阻的两端；

9、其中所述继电器的第一常开端连接至充电枪的零线，第二常开端连接至充电枪的火线，第一公共端、第二公共端分别连接至检测电阻的两端，第一常闭端和第二常闭端悬空；

10、其中所述光电耦合器的输入端与所述检测电阻并联；

11、其中信号输出电路与光电耦合器的输出端连接。

12、优选的，所述触发启动电路包括三极管和稳压二极管，所述三极管的基极通过一导通电阻接地，三极管与导通电阻连接的节点与控制信号连接，所述三极管的集电极与稳压二极管的正极连接，三极管的发射极接地，稳压二极管的负极连接至电源，所述稳压二极管的正极与继电器的控制端连接。

13、优选的，所述三极管与导通电阻连接的节点和控制信号之间串联有一限流电阻。

14、优选的，在所述三极管的基极及集电极上通过一滤波电容接地。

15、优选的，还包括短路保护电路，所述短路保护电路包括两个限流电阻，两个限流电阻分别连接至整流电路的输出端。

16、优选的，所述信号输出电路包括分流电阻和滤波电容，所述光电耦合器的输出端通过分流电阻接地，光电耦合器与分流电阻连接节点处通过滤波电容接地，所述滤波电容远离接地的一端为输出信号节点。

17、优选的，所述整流电路包括桥式整流电路，所述桥式整流电路的输入端通过分压电阻连接充电电源，所述桥式整流电路的输出端通过限流电阻与检测电阻连接。

18、优选的，还包括二级检测电路，所述二级检测电路包括短路开关，所述短路开关与串联在检测电阻与整流电路输出端的连接线路上的限流电阻并联，所述输出信号节点通过比较器与短路开关的控制端连接，当短路开关的控制端信号为高电平时，所述短路开关导通。

19、优选的，还包括检测模块，所述检测模块包括控制单元和存储单元，所述检测模块通过模数转换模块连接至所述信号输出节点；

20、所述控制单元将信号输出节点的检测电压存储至存储单元，并且判断短路开关短路前后的电压变化率或电阻变化率是否一致，若一致则输出伪短路信号，若不一致则输出短路信号。

21、优选的，所述检测电阻和整流电路输出端之间的限流电阻的阻值与另一限流电阻和检测电阻的阻值之和的比值为1：1.5-3。

22、本发明的有益效果体现在：(1)本发明通过在继电器和整流电路之间并联一个电阻和一个光电耦合器，并由触发启动电路控制继电器导通，由光电耦合器识别短路或短路信号并输出对应的检测信号，实现对充电枪自身或充电枪与车端连接后是否有存在短路现象。结构简单，检测程序简单，减少了过于复杂的控制程序输入及减少过多的控制元器件导致元器件容易受到损坏的风险的情况。

23、(2)本发明增加了二极检测电路，通过在整流电路的输出端的限流电阻上并联一个短路开关，并通过光电耦合器的输出信号进行控制，使在发生短路时，短路开关使限流电阻短路，使光电耦合器的输出端信号发生变化，通过检测该变化可得到短路情况，提醒用户进行处理或上报维修，减少成本输出，避免维保人员的无效现场维护。

技术特征：

1.交流充电桩输出短路检测电路，其特征在于，具有：

2.根据权利要求1所述的交流充电桩输出短路检测电路，其特征在于：所述触发启动电路包括三极管和稳压二极管，所述三极管的基极通过一导通电阻接地，三极管与导通电阻连接的节点与控制信号连接，所述三极管的集电极与稳压二极管的正极连接，三极管的发射极接地，稳压二极管的负极连接至电源，所述稳压二极管的正极与继电器的控制端连接。

3.根据权利要求2所述的交流充电桩输出短路检测电路，其特征在于：所述三极管与导通电阻连接的节点和控制信号之间串联有一限流电阻。

4.根据权利要求2所述的交流充电桩输出短路检测电路，其特征在于：在所述三极管的基极及集电极通过一滤波电容接地。

5.根据权利要求1所述的交流充电桩输出短路检测电路，其特征在于：还包括短路保护电路，所述短路保护电路包括两个限流电阻，两个限流电阻分别连接至整流电路的输出端。

6.根据权利要求5所述的交流充电桩输出短路检测电路，其特征在于：所述信号输出电路包括分流电阻和滤波电容，所述光电耦合器的输出端通过分流电阻接地，光电耦合器与分流电阻连接节点处通过滤波电容接地，所述滤波电容远离接地的一端为输出信号节点。

7.根据权利要求5所述的交流充电桩输出短路检测电路，其特征在于：所述整流电路包括桥式整流电路，所述桥式整流电路的输入端通过分压电阻连接充电电源，所述桥式整流电路的输出端通过限流电阻与检测电阻连接。

8.根据权利要求6所述的交流充电桩输出短路检测电路，其特征在于：还包括二级检测电路，所述二级检测电路包括短路开关，所述短路开关与串联在检测电阻与整流电路输出端的连接线路上的限流电阻并联，所述输出信号节点通过比较器与短路开关的控制端连接，当短路开关的控制端信号为高电平时，所述短路开关导通。

9.根据权利要求8所述交流充电桩输出短路检测电路，其特征在于：还包括检测模块，所述检测模块包括控制单元和存储单元，所述检测模块通过模数转换模块连接至所述信号输出节点；

10.根据权利要求9所述交流充电桩输出短路检测电路，其特征在于：所述检测电阻和整流电路输出端之间的限流电阻的阻值与另一限流电阻和检测电阻的阻值之和的比值为1：1.5-3。

技术总结
本发明涉及充电桩输出短路检测技术领域，具体涉及交流充电桩输出短路检测电路，该检测电路具有触发启动电路、继电器、整流电路、光电耦合器和信号输出电路，触发启动电路与继电器的控制端连接，用以控制继电器的导通与关闭，继电器的公共端与整流电路连接，继电器的常开端与充电枪连接，继电器的公共端并联有一检测电阻，光电耦合器的输入端与检测电阻并联，信号输出电路与光电耦合器的输出端连接。本发明实现对充电枪自身或充电枪与车端连接后是否有存在短路现象的检测，检测程序简单，减少了过于复杂的控制程序输入及减少过多的控制元器件导致元器件容易受到损坏的风险的情况，且通过增加二级检测电路，提高检测精确度。

技术研发人员：宋武祖
受保护的技术使用者：深圳市田科信息技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15