一种应用在充电桩上的掉电检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及电测技术领域，特别是涉及一种应用在充电桩上的掉电检测装置。


背景技术：

2.随着新能源汽车的普及，充电桩的需求日益增加。充电桩在充电过程汇总，如果发生突然掉电的情况，会导致充电数据无法及时上传给后台，因此需要对充电桩进行掉电检测。
3.目前大部分掉电检测电路都是检测ac/dc电路后端的dc电压，由于dc电压较小，且下降速度很快，易出现电路中的超级电容没有足够的反应时间为后续元器件供电的情况，进而导致充电数据还未完成上传元器件就停止工作。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种应用在充电桩上的掉电检测装置。
5.为了解决以上技术问题，本实用新型的技术方案如下：
6.一种应用在充电桩上的掉电检测装置，包括交流电源、掉电检测模块、电压变换模块、超级电容模块、主控模块和无线通讯模块，所述电压变换模块的输入端与所述交流电源连接，所述电压变换模块的输出端与所述主控模块和所述无线通讯模块的输入端连接，所述电压变换模块用于将所述交流电源的交流电压转换为直流电压后为所述主控模块和所述无线通讯模块供电；所述掉电检测模块的输入端与所述交流电源连接，所述掉电检测模块的输出端与所述主控模块的输入端，所述主控模块的输出端与所述无线通讯模块连接，所述无线通讯模块与后台主机连接，所述掉电检测模块用于采集所述交流电源的输出电压，并将采集到的数据发送至所述主控模块，所述主控模块根据所述掉电检测模块传输的数据判断所述交流电源是否发生掉电，且当所述交流电源发生掉电时，所述主控模块通过无线通讯模块将数据传输至后台主机；所述超级电容模块的输入端与所述电压变换模块的输出端连接，所述超级电容模块的输出端与所述主控模块和所述无线通讯模块的输入端连接，所述电压变换模块将所述交流电源的交流电压转换为直流电压后为超级电容模块充电，且当所述主控模块判断所述交流电源发生掉电时，所述主控模块控制所述超级电容模块放电，为所述主控模块和所述无线通讯模块供电。
7.作为本实用新型所述应用在充电桩上的掉电检测装置的一种优选方案，其中：所述掉电检测模块包括光耦、分压电阻r1、r2和二极管d1，所述光耦内发光器的正极通过所述分压电阻r1与所述交流电源的火线连接，所述光耦内发光器的负极通过所述二极管d1与所述交流电源的零线连接，所述光耦内受光器的发射极接地，所述光耦内受光器的集电极通过所述分压电阻r2与所述主控模块的输入端连接。
8.作为本实用新型所述应用在充电桩上的掉电检测装置的一种优选方案，其中：所
述超级电容模块包括超级电容充放电电路，所述超级电容充放电电路包括二极管d2、限流电阻r3、超级电容c1和二极管d3，所述超级电容c1的一端通过限流电阻r3和二极管d2后与所述电压变换模块的输出端连接，所述超级电容c1的另一端接地，所述二极管d3与所述限流电阻r3并联。
9.作为本实用新型所述应用在充电桩上的掉电检测装置的一种优选方案，其中：所述电压变换模块包括ac/dc电路模块和dc/dc电路模块，所述ac/dc电路模块用于将所述交流电源输出的交流电压转换为直流电压，所述dc/dc电路模块用于对所述ac/dc电路模块转换后的直流电压进行调压后为所述主控模块和所述无线通讯模块供电。
10.作为本实用新型所述应用在充电桩上的掉电检测装置的一种优选方案，其中：所述电压变换模块采用型号为lh15-10b12的模块，所述超级电容模块采用型号为ht-5r5-z755vye10-12.5-2的模块，所述主控模块采用型号为xmc4700f144f2048aaxqma1的模块，所述无线通讯模块采用型号为me3630c3b的模块。
11.本实用新型的有益效果是：
12.（1）本实用新型中掉电检测模块采集的是交流电源的输出电压，即采集的是ac/dc电路前端的ac电压，一般为220vac电压，其掉电至后续元器件无法工作所需的时间较长，因此，当ac/dc电路前端的ac电压开始掉电后，超级电容模块有足够的时间放电，为后方的元器件供电，进而使主控模块有足够的时间将数据通过无线通讯模块上传至后台主机，保证充电数据能及时上传。
13.（2）本实用新型采用超级电容作为本方法中的储能元件，具有容量大、充电快、工作温度范围宽的优点，另外，本方案中采用的超级电容无需加均压电路，使电路更为简单。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
15.图1为本实用新型提供的应用在充电桩上的掉电检测装置的系统框图；
16.图2为本实用新型提供的应用在充电桩上的掉电检测装置中掉电检测模块的掉电检测电路示意图；
17.图3为掉电检测模块中光耦的输入波形图；
18.图4为掉电检测模块中光耦的输出波形图；
19.图5为本实用新型提供的应用在充电桩上的掉电检测装置中超级电容模块的超级电容充放电电路示意图。
具体实施方式
20.为使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施方式并结合附图，对本实用新型作出进一步详细的说明。
21.本实施例提供了一种应用在充电桩上的掉电检测装置，包括交流电源、掉电检测模块、电压变换模块、超级电容模块、主控模块和无线通讯模块。
22.其中，交流电源是为交流充电桩供电的220v交流电源。变压变换模块包括ac/dc电路模块和dc/dc电路模块，该ac/dc电路模块的输入端与交流电源连接，ac/dc电路模块的输出端与dc/dc电路模块的输入端连接，dc/dc电路模块的输出端与主控模块以及无线通讯模块的输入端连接。ac/dc电路模块将交流电源输出的交流电压转换为直流电压后输入至dc/dc电路模块，dc/dc电路模块则对接收到的直流电压进行调压，将其调整至合适的直流电压后为主控模块和无线通讯模块供电。
23.掉电检测模块包括光耦、分压电阻r1、r2和二极管d1。该光耦内发光器的正极通过分压电阻r1后与交流电源的火线连接，光耦内发光器的负极与二极管d1的正极连接，二极管d1的负极与交流电源的零线连接。光耦内受光器的发射极接地，受光器的集电极通过分压电阻r2后与主控模块连接。掉电检测模块实时采集交流电源的输出电压，并将采集到的数据发送至主控模块。主控模块根据掉电检测模块传输的数据判断交流电源是否发生掉电。具体判断方法如下：交流电源输入的电流方向和大小随时间周期性变化，由于光耦内的发光器为发光二极管，因此只有当交流电源板输入的电流方向为从发光二极管的正极流向负极时，发光二极管才会被导通，因此光耦内发光二极管的输入波形如图2所示，为半波波形，进而光耦的正常输出波形如图3所示，为方波波形。当主控模块连续检测不到约5个周期的方波信号后，则判断交流电源掉电。
24.超级电容模块包括超级电容充放电电路，该超级电容充放电电路包括二极管d2、限流电阻r3、超级电容c1和二极管d3。其中，超级电容c1的一端通过限流电阻r3后与二极管d2的负极连接，二极管d2的正极与dc/dc电路模块的输出端连接。超级电容c1的另一端接地。二极管d3与限流电阻r3并联，且二极管d3的正极连接在超级电容c1与限流电阻r3之间。dc/dc电路模块为超级电容c1充电。当交流电源发生掉电时，主控模块控制超级电容放电，超级电容迅速导通二极管d3，为主控模块和无线通通讯模块供电，维持主控模块和无线通讯模块一段时间内（一般为10s）的正常使用，而主控模块则在此段时间内将充电数据通过无线通讯模块上传至后台主机。上述超级电容c1的充电回路为d2
→
r3
→
c1，其放电回路为c1
→
d3
→
后端负载。
25.较佳的，本实施例中采用的超级电容c1是由两个单体超级电容串联而成的7.5f/5.5v的组合式超级电容，容量大。
26.目前大部分掉电检测电路都是检测ac/dc电路后端的dc电压，一般为12v，当该dc电压发生掉电时，dc电压下降速度很快，在很短的时间内即会下降至0v，从而导致电路中的超级电容没有足够的反应时间为后续元器件供电，使主控模块无法发送充电数据。本实施例中掉电检测模块采集的是交流电源的输出电压，即采集的是ac/dc电路前端的ac电压，一般为220vac电压，其掉电至后续元器件无法工作所需的时间较长，因此，当ac/dc电路前端的ac电压开始掉电后，主控模块控制超级电容模块放电，超级电容模块有足够的时间为后方的元器件供电，进而使主控模块有足够的时间将数据通过无线通讯模块上传至后台主机，保证充电数据能及时上传。
27.需要说明的是，本实用新型中采用的电压变换模块、超级电容模块、主控模块和无线通讯模块均为现有的功能模块，本实用新型未对功能模块做出改进。本实施例中，电压变换模块可采用金升阳的lh15-10b12模块，超级电容模块可采用凯美的ht-5r5-z755vye10-12.5-2模块，主控模块可采用英飞凌的xmc4700f144f2048aaxqma1模块，无线通讯模块可采
用中兴的me3630c3b模块。可以理解的是，上述功能模块也可采用其他型号的功能模块，只需满足对应功能模块所需的功能要求即可。
28.除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式；凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。