充电桩过温保护电路及方法与流程

本发明涉及充电桩技术领域，尤其涉及一种充电桩过温保护电路及方法。

背景技术：

近年来，随着电动汽车产业的快速发展，电动汽车的不断普及，与其配套使用的充电桩设施在不断的增加，电动汽车的充电安全问题也逐渐得到了广泛的关注。在充电桩充电过程中，由于充电功率较大，随着充电时间的增长，或奇特一些原因，充电桩的温度会逐渐升高，当温度超过一定阈值时，有可能会造成安全事故。

现有技术中普遍通过充电桩控制器内嵌的adc感应电压，并通过软件来控制功率继电器断开充电回路，但如果mcu软件“跑飞”或遇到其他故障，那么充电桩在温度超标情况下，无法及时中断充电进程，安全性不高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种充电桩过温保护电路及方法，过温时通过电路自动断电与控制器控制断电相结合的方式，进行双重断电，避免了单一的断电方式响应不及时或故障时，无法正常断电而造成安全事故，提高了充电桩过温保护电路的可靠性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

充电桩过温保护电路，包括：运放电路、第一电压基准电路、第二电压基准电路、温度检测电路、电压采样电路、比较电路、继使能电路、供电电路和控制器；供电电路通过使能电路向充电桩供电；使能电路向供电电路发送使能信号，控制供电电路的通断；第一电压基准电路输出第一基准电压至运放电路的正相输入端，运放电路用于放大第一基准电压；温度检测电路电性连接运放电路的负相输入端，运放电路的放大倍数与温度检测电路检测到的温度正相关；第二电压基准电路输出第二基准电压至比较电路的正相输入端；比较电路的负相输入端电性连接运放电路的输出端；比较电路的输出端电性连接使能电路，用于比较运放电路的输出电压与第二基准电压，并根据比较结果控制供电电路的通断；运放电路的输出端电性连接电压采样单元；电压采样电路的输出端电性连接控制器的adc端口；

电压采样电路的输出端电性连接控制器；控制器还电性连接继电器线圈使能电路，用于根据电压采样电路的输出电压与预设的电压阈值的大小比较结果，控制供电电路的通断。

具体地，第一电压基准包括外接电源、电阻r1和可调电阻r2；外接电源电性连接电阻r1的一端，电阻r2的另一端分别连接运放电路的正相输入端和可调电阻r2，用于根据不同的过温报警标准调节并输出过温报警的电压阈值。

进一步地，充电桩过温保护电路还包括报警电路，报警电路电性连接控制器；报警电路包括警示灯。

进一步地，充电桩过温保护电路还包括放电电路，线圈电路包括电容器，电容器电性连接供电电路，用于在供电电路断开后，通过电容器释放供电电路内的电荷。

充电桩过温保护方法，包括以下步骤：

s1第一电压基准电路向运放电路提供第一基准电压，运放电路根据温度检测电路检测到的温度确定放大倍数并放大第一基准电压后，将运放电路的输出电压输出至比较电路；同时电压采样单元获取运放电路的输出电压，并将输出电压发送到控制器的adc端口；s2比较电路比较运放电路的输出电压和第二基准电压，并将比较结果输出给使能电路；同时控制器比较运放电路的输出电压与预设的电压阈值；s3如果运放电路的输出电压大于第二基准电压，即运放电路的输出电压大于控制器内预设的电压阈值时，比较电路向使能电路输出低电平，使能电路控制断开供电电路；同时控制器控制使能电路断开供电电路。

上述技术方案具有如下优点或者有益效果：

(1)过温时通过电路自动断电与控制器控制断电相结合的方式，进行双重断电，避免了单一的断电方式响应不及时或故障时，无法正常断电而造成安全事故，提高了充电桩过温保护电路的可靠性。

(2)通过可调电阻r2，根据不同的过温报警标准调节并过温报警的电压阈值，增加了充电桩过温保护电路的适用性与灵活性。

(3)充电桩过温断电后，通过放电电路释放供电电路内的电荷，防止电路烧坏，进一步提高了充电桩过温保护电路的稳定性与安全性。

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，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1本发明提供的充电桩过温保护电路的原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。

实施例1：

本发明提供的充电桩过温保护系统及方法，在充电前先进行控制器1的状态初始化与自检，检查充电桩是否有漏电、短路的情况，接地功能是否正常，以及控制器1的各线程是否正常工作，当充电桩正常工作后，温度随着充电时间的增长逐渐增高，温度检测电路2使用温度传感器作为反馈电阻rf，所述温度检测电路2还包括电阻r3，电阻r3分别连接运放电路3的反相输入端和反馈电阻rf，当充电器的温度越高时，rf越大，运放电路3的放大倍数为t＝rf/r3+1，由此第一电压基准电路4输出的第一基准电压经过运放电路3后的输出电压为vo＝t·vi，其中，vi＝3.3×r2(r2+r1)，当输出电压vo大于第二基准电压时，比较电路5向使能电路6输出低电平，使能电路6控制断开供电电路7，可以调整可调电阻r2的阻值来调节vi；在以上过程发生的同时，电压采样电路8获取运放电路3的输出电压，并将输出电压发送到控制器1的adc端口11，控制器1将运放电路3的输出电压与预设的电压阈值进行比较，如果输出电压高于预设阈值，控制器1控制拉低使能电路6的gpio口电平，切断供电电路7。

当以上任意一种断电方法发生故障时，另一种都可以保证充电桩过温时能够正常切断电源，大大提高了充电桩过温保护电路的稳定性与安全性。

以上对本发明的较佳实施例进行了描述；需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容；因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

技术特征：

1.充电桩过温保护电路，其特征在于，包括：运放电路、第一电压基准电路、第二电压基准电路、温度检测电路、电压采样电路、比较电路、继使能电路、供电电路和控制器；

所述供电电路通过所述使能电路向充电桩供电；所述使能电路向所述供电电路发送使能信号，控制所述供电电路的通断；

所述第一电压基准电路输出第一基准电压至所述运放电路的正相输入端，所述运放电路用于放大所述第一基准电压；所述温度检测电路电性连接所述运放电路的负相输入端，所述运放电路的放大倍数与所述温度检测电路检测到的温度正相关；

所述第二电压基准电路输出第二基准电压至所述比较电路的正相输入端；所述比较电路的负相输入端电性连接所述运放电路的输出端；所述比较电路的输出端电性连接所述使能电路，用于比较所述运放电路的输出电压与所述第二基准电压，并根据比较结果控制所述供电电路的通断；

所述运放电路的输出端电性连接所述电压采样单元；所述电压采样电路的输出端电性连接所述控制器的adc端口；

所述电压采样电路的输出端电性连接所述控制器；所述控制器还电性连接所述继电器线圈使能电路，用于根据所述电压采样电路的输出电压与预设的电压阈值的大小比较结果，控制所述供电电路的通断。

2.如权利要求1所述的充电桩过温保护电路，其特征在于，所述第一电压基准包括外接电源、电阻r1和可调电阻r2；所述外接电源电性连接所述电阻r1的一端，所述电阻r2的另一端分别连接所述运放电路的正相输入端和所述可调电阻r2，用于根据不同的过温报警标准调节并输出过温报警的电压阈值。

3.如权利要求1所述的充电桩过温保护电路，其特征在于，还包括报警电路，所述报警电路电性连接所述控制器；所述报警电路包括警示灯。

4.如权利要求1所述的充电桩过温保护电路，其特征在于，还包括放电电路，所述线圈电路包括电容器，所述电容器电性连接所述供电电路，用于在所述供电电路断开后，通过所述电容器释放所述供电电路内的电荷。

5.充电桩过温保护方法，基于权利要求1-4任一所述的充电桩过温保护电路，其特征在于，包括以下步骤：

s1所述第一电压基准电路向所述运放电路提供第一基准电压，所述运放电路根据所述温度检测电路检测到的温度确定放大倍数并放大所述第一基准电压后，将所述运放电路的输出电压输出至所述比较电路；同时所述电压采样单元获取所述运放电路的输出电压，并将所述输出电压发送到所述控制器的adc端口；

s2所述比较电路比较所述运放电路的输出电压和所述第二基准电压，并将比较结果输出给所述使能电路；同时所述控制器比较所述运放电路的输出电压与预设的电压阈值；

s3如果所述运放电路的输出电压大于所述第二基准电压，即所述运放电路的输出电压大于所述控制器内预设的电压阈值时，所述比较电路向所述使能电路输出低电平，所述使能电路控制断开所述供电电路；同时所述控制器控制所述使能电路断开所述供电电路。

技术总结
本发明提供的充电桩过温保护电路及方法，包括运放电路、第一电压基准电路、第二电压基准电路、电压采样电路、比较电路、继使能电路、供电电路和控制器；第一电压基准电路向运放电路输出第一基准电压，第二电压基准电路输出第二基准电压至比较电路；比较电路比较运放电路的输出电压与第二基准电压，并根据比较结果控制供电电路的通断；同时控制器通过电压采样电路获取运放电路的输出电压，并与预设的电压与之进行比较，控制供电电路的通断。本发明过温时通过电路自动断电与控制器控制断电相结合的方式，进行双重断电，避免了单一的断电方式在响应不及时或故障时，无法正常断电而造成安全事故，提高了充电桩过温保护电路的可靠性。

技术研发人员：黄志明;朱良乐
受保护的技术使用者：上海挚达科技发展有限公司
技术研发日：2021.06.30
技术公布日：2021.08.24