电磁锁驱动器及充电设备的制作方法

本实用新型涉及电源技术领域，特别涉及一种电磁锁驱动器及充电设备。

背景技术：

越来越多的节能环保型的新能源充电设备代替石油、天然气等不可再生资源来给电动汽车、电动公交车等大型用电设备充电，新能源充电设备包括充电枪及充电桩；其中，充电桩通过充电枪输出电能给用电设备，充电枪中大多设置有电磁锁，该电磁锁基于充电桩中的主控板控制，在充电过程中，对充电枪进行上锁，以避免充电枪从用电设备的充电口脱落。

目前，充电桩大多采用持续输出控制信号的方式来控制电磁锁工作，这个过程中，驱动电磁锁工作的驱动电路需要持续上电，这样将导致电磁锁发热严重，容易造成充电枪温度过高而烧毁充电枪，严重时甚至会导致用电设备烧毁。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的是提出一种电磁锁驱动器及充电设备，旨在解决电磁锁发热严重，造成充电枪温度过高而烧毁充电枪，严重时甚至会导致用电设备烧毁的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种电磁锁驱动器，用于充电设备中，所述充电设备包括主控板，所述电磁锁驱动器包括开关状态检测端、主控制器、开关检测电路、驱动电路、第一驱动信号输出端、第二驱动信号输出端，所述开关检测电路的输入端经所述开关检测端与主控板的通信端连接，所述开关检测电路的输出端与所述主控制器的第一信号输入端连接；所述主控制器的控制端与所述驱动电路的受控端连接；所述驱动电路的第一输出端经所述第一驱动信号输出端与电磁锁的正极端连接，所述驱动电路的第二输出端经所述第二驱动信号输出端与所述电磁锁的负极端连接；其中，

所述开关检测电路，用于检测所述主控板输出的电磁锁开/关信号，并输出；

所述主控制器，用于在接收到所述开关检测电路输出的电磁锁开/关信号时，输出对应的控制信号；

所述驱动电路，用于在接收到所述控制信号时，驱动所述电磁锁上锁或者解锁。

优选地，所述电磁锁驱动器还包括电磁锁状态检测电路，所述电磁锁状态检测电路的检测端与所述电磁锁的信号反馈端连接，所述电磁锁状态检测电路的输出端与所述主控制器的第二信号输入端连接；

所述主控制器还用于在接收到所述电磁锁状态检测电路检测到的所述电磁锁上锁/解锁反馈信号时，停止输出所述控制信号。

优选地，所述电磁锁状态检测电路包括第一电阻及第一电容，所述第一电阻的第一端与第一直流电源连接，所述第一电阻的第二端为所述电磁锁状态检测电路的检测端，并与所述第一电容的第一端连接；所述第一电容的第二端接地。

优选地，所述开关检测电路包括第二电阻、第三电阻、第二电容及稳压二极管，所述第二电阻的第一端为所述开关检测电路的输入端，所述第二电阻的第二端为所述开关检测电路的输出端，并与所述第三电阻的第一端、所述第二电容的第一端及所述稳压二极管的阴极互连；所述第三电阻的第二端、所述第二电容的第二端及所述稳压二极管的阳极均接地。

优选地，所述驱动电路包括第一驱动桥臂和第二驱动桥臂，所述第一驱动桥臂和第二驱动桥臂的受控端分别与所述主控制器连接，所述第一驱动桥臂和第二驱动桥臂的输出端分别与所述第一驱动信号输出端和所述第二驱动信号输出端连接。

优选地，所述第一驱动桥臂包括第一隔离开关管、第一上桥臂开关管及第一下桥臂开关管，第二驱动桥臂包括第二隔离开关管、第二上桥臂开关管及第二下桥臂开关管；其中，

所述第一隔离开关管、所述第一下桥臂开关管、所述第二隔离开关管和所述第二下桥臂开关管的受控端分别与所述主控制器的多个控制端一一对应连接，所述第一隔离开关管的第一导通端与所述第一上桥臂开关管的受控端连接，所述第一隔离开关管的第二导通端接地；所述第二隔离开关管的第一导通端与所述第二上桥臂开关管的受控端连接，所述第二隔离开关管的第二导通端接地；所述第一上桥臂开关管和所述第二上桥臂开关管的第一导通端与第二直流电源连接，所述第一下桥臂开关管和所述第二下桥臂开关管的第二导通端接地。

优选地，所述电磁锁驱动器还包括用于给所述主控器供电的电源处理电路，所述电源处理电路的输入端与所述主控制板的电源输出端连接，所述电源处理电路的输出端与所述主控制器的电源端连接。

优选地，所述电源处理电路包括第一二极管、第三电容、第四电容及降压芯片，所述第一二极管的阳极为所述电源处理电路的输入端，所述第一二极管的阴极与所述第三电容的第一端及所述降压芯片的输入端互连；所述第三电容的第二端及所述降压芯片的接地端均接地；所述降压芯片的输出端为所述电源处理电路的输出端，并与所述第四电容的第一端连接；所述第四电容的第二端接地。

本实用新型还提出一种充电设备，包括主控板及如上所述的电磁锁驱动器，所述主控板的电源输出端与所述电磁锁驱动器的电源端连接，所述主控板的通信端与电磁锁驱动器的开关状态检测端连接；所述电磁锁驱动器包括开关状态检测端、主控制器、开关检测电路、驱动电路、第一驱动信号输出端、第二驱动信号输出端，所述开关检测电路的输入端经所述开关检测端与主控板的通信端连接，所述开关检测电路的输出端与所述主控制器的第一信号输入端连接；所述主控制器的控制端与所述驱动电路的受控端连接；所述驱动电路的第一输出端经所述第一驱动信号输出端与电磁锁的正极端连接，所述驱动电路的第二输出端经所述第二驱动信号输出端与所述电磁锁的负极端连接；其中，所述开关检测电路，用于检测所述主控板输出的电磁锁开/关信号，并输出；所述主控制器，用于在接收到所述开关检测电路输出的电磁锁开/关信号时，输出对应的控制信号；所述驱动电路，用于在接收到所述控制信号时，驱动所述电磁锁上锁或者解锁。

优选地，所述充电设备为充电枪/充电桩。

本实用新型电磁锁驱动器通过主控制器在接收到所述开关检测电路输出的电磁锁开启信号时，控制驱动电路驱动电磁锁的动触点和静触点吸合，从而对充电枪进行上锁。此时通过电磁锁中永久磁铁的磁力使电磁锁的动触点和静触点保持吸合状态，不需要再对线圈组件继续充电，电磁锁不需要耗费电能，从而降低了电磁锁驱动器自身的功耗。此外，由于主控制器输出至驱动电路正/反向直流脉冲电压仅需持续20～50ms，无需持续控制驱动电路30工作，也即无需持续上电，本实用新型解决了电磁锁发热严重，造成充电枪温度过高而烧毁充电枪，严重时甚至会导致用电设备烧毁的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型电磁锁驱动器应用于充电设备一实施例的功能模块示意图；

图2为本实用新型电磁锁驱动器一实施例的电路结构示意图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出的一种电磁锁驱动器，用于充电设备中，所述充电设备包括主控板100。

充电设备包括充电桩和充电枪，电磁锁驱动器可以设置在充电枪上，也可以设置在充电桩上，电磁锁驱动器通过接线端口分别与充电桩中的主控板100和充电枪上电磁锁200电气连接。

参照图1及图2，在本实用新型一实施例中，该电磁锁驱动器包括开关状态检测端PA5、主控制器10、开关检测电路20、驱动电路30、第一驱动信号输出端REL+、第二驱动信号输出端REL-，所述开关检测电路20的输入端经所述开关检测端与主控板100的通信端连接，所述开关检测电路20的输出端与所述主控制器10的第一信号输入端连接；所述主控制器10的控制端与所述驱动电路30的受控端连接；所述驱动电路30的第一输出端经所述第一驱动信号输出端REL+与电磁锁200的正极端连接，所述驱动电路30的第二输出端经所述第二驱动信号输出端REL-与所述电磁锁200的负极端连接；其中，

所述开关检测电路20，用于检测所述主控板100输出的电磁锁200开/关信号，并输出；

所述主控制器10，用于在接收到所述开关检测电路20输出的电磁锁200开/关信号时，输出对应的控制信号；

所述驱动电路30，用于在接收到所述控制信号时，驱动所述第一磁保持继电器上锁或者解锁。

参照图1及图2，本实施例中，开关检测端设置在第一接线端口CN1上，并与充电桩上的主控板100通讯连接，开关检测端用于接入充电桩上主控板100的电磁锁200开/关信号。第一驱动信号输出端REL+、第二驱动信号输出端REL-设置在第二接线端口CN2上，并与充电枪上的电磁锁200电气连接。

主控制器10可以是采用分立元件组成的控制电路，也可以是单片机、DSP等集成芯片的微处理器，本实施例优选采用HT66F018型单片机来实现，主控制器10通过第一接线端口CN1、第二接线端口CN2、开关检测电路20和驱动电路30实现与充电桩的主控板100以及充电枪的电磁锁200通讯连接，通过运行或执行存储在内部软件程序和/或模块，执行电磁锁驱动器的各种功能和处理数据，实现对电磁锁200的驱动。

驱动电路30基于所述主控制器10的控制，驱动所述电磁锁200，即磁保持继电器上锁或者解锁。磁保持继电器吸合时，也即电磁锁200上锁时，充电枪与充电设备固定连接。磁保持继电器关断时，也即电磁锁200解锁时，充电枪与充电设备断开固定连接。需要说明的是，主控制器10的工作电压一般为5V，而磁保持继电器的驱动电压为10～35V，为了提高对磁保持继电器的驱动能力，驱动电路30将主控制器10输出的控制信号进行放大后输出至磁保持继电器，以驱动磁保持继电器工作。

可以理解的是，电磁锁200通常是通过其内部的永久磁铁所产生的磁力来保持动触点和静触点之间的断开或者吸合状态。当需要电磁锁200的工作时，可以通过驱动电路30输出20～50ms的正/反向直流脉冲电压来激励电磁锁200的线圈组件，从而使得电磁锁200的动触点和静触点之间在较短时间完成由断开状态转换成吸合状态，或由吸合状态转换成断开状态。并且在电磁锁200的动触点和静触点之间保持吸合状态时，不需要在对线圈组件继续充电，通过永久磁铁的磁力就能使电磁锁200保持吸合状态不变，从而对充电枪进行上锁。

具体地，在充电桩通过充电枪给用电设备充电的过程中，此时主控制器10在接收到所述开关检测电路20输出的电磁锁200开启信号时，主控制器10输出上锁控制信号至驱动电路30，以控制驱动电路30驱动电磁锁200的动触点和静触点吸合，从而对充电枪进行上锁。此时通过电磁锁200中永久磁铁的磁力使电磁锁200的动触点和静触点保持吸合状态，不需要再对线圈组件继续充电，电磁锁200不需要耗费电能，从而降低了电磁锁驱动器自身的功耗。此外，由于主控制器10输出至驱动电路30正/反向直流脉冲电压仅需持续20～50ms，无需长时间持续控制驱动电路30工作，从而解决了驱动器发热严重的问题。

在充电桩通过充电枪给用电设备充电完成，或者需要更换充电枪时，此时主控制器10在接收到所述开关检测电路20输出的电磁锁200解锁信号时，主控制器10输出关断控制信号至驱动电路30，以控制驱动电路30驱动电磁锁200解锁，以断开充电枪与用电设备的固定连接。

本实用新型电磁锁驱动器通过主控制器10在接收到所述开关检测电路20输出的电磁锁200开启信号时，控制驱动电路30驱动电磁锁200的动触点和静触点吸合，从而对充电枪进行上锁。此时通过电磁锁200中永久磁铁的磁力使电磁锁200的动触点和静触点保持吸合状态，不需要再对线圈组件继续充电，电磁锁200不需要耗费电能，从而降低了电磁锁驱动器自身的功耗。此外，由于主控制器10输出至驱动电路30正/反向直流脉冲电压仅需持续20～50ms，无需持续控制驱动电路30工作，也即无需持续上电，本实用新型解决了电磁锁200发热严重，造成充电枪温度过高而烧毁充电枪，严重时甚至会导致用电设备烧毁的问题。

参照图1及图2，进一步地，上述实施例中，所述电磁锁驱动器还包括电磁锁状态检测电路40，所述电磁锁状态检测电路40的检测端PA6与所述电磁锁200的信号反馈端连接，所述电磁锁状态检测电路40的输出端与所述主控制器10的第二信号输入端连接；

所述主控制器10还用于在接收到所述电磁锁状态检测电路40检测到的所述电磁锁200上锁/解锁反馈信号时，停止输出所述控制信号。

本实施例中，通过电磁锁状态检测电路40来检测电磁锁200的上锁/解第一电阻R1状态，并将电磁锁200上锁/解锁反馈信号反馈至主控制器10，主控制器10在接收到上锁反馈/解锁反馈信号时，停止输出控制信号至驱动电路30，否则持续输出控制信号至驱动电路30，直至电磁锁200上锁/解锁成功。

进一步地，所述电磁锁状态检测电路40包括第一电阻R1及第一电容C1，所述第一电阻R1的第一端与第一直流电源VCC1连接，所述第一电阻R1的第二端为所述电磁锁状态检测电路40的检测端PA6，并与所述第一电容C1的第一端连接；所述第一电容C1的第二端接地。

本实施例中，第一电阻R1为上拉电阻，在电磁锁200无上锁反馈/解锁反馈信号输出时，第一电阻R1将主控制器10的第二信号输入端上拉为高电平，直至电磁锁200输出上锁反馈/解锁反馈信号，以使主控制器10检测到信号翻转。第一电容C1为延时滤波电容，第一电容C1用于滤除上锁反馈/解锁反馈信号中的杂波，同时还用于控制上锁反馈/解锁反馈信号延时输出。

参照图1及图2，在一优选实施例中，所述开关检测电路20包括第二电阻R2、第三电阻R3、第二电容C2及稳压二极管DZ1，所述第二电阻R2的第一端为所述开关检测电路20的输入端，所述第二电阻R2的第二端为所述开关检测电路20的输出端，并与所述第三电阻R3的第一端、所述第二电容C2的第一端及所述稳压二极管DZ1的阴极互连；所述第三电阻R3的第二端、所述第二电容C2的第二端及所述稳压二极管DZ1的阳极均接地。

本实施例中，第二电阻R2和第三电阻R3组成分压电路，以实现对主控板100输出的电磁锁200开/关信号串联分压后输出。第二电容C2用于滤除电磁锁200开/关信号中的杂波。稳压二极管DZ1用于实现电磁锁200开/关信号的稳定输出，以避免输出至主控制器10的电磁锁200开/关信号电压过大而烧毁主控制器10。

参照图1及图2，在一优选实施例中，所述驱动电路30包括第一驱动桥臂31和第二驱动桥臂32，所述第一驱动桥臂31和第二驱动桥臂32的受控端分别与所述主控制器10连接，所述第一驱动桥臂31和第二驱动桥臂32的输出端分别与所述第一驱动信号输出端REL+和所述第二驱动信号输出端REL-连接。

具体地，所述第一驱动桥臂31包括第一隔离开关管Q1、第一上桥臂开关管Q2及第一下桥臂开关管Q3，第二驱动桥臂32包括第二隔离开关管Q4、第二上桥臂开关管Q5及第二上桥臂开关管Q6；其中，

所述第一隔离开关管Q1、所述第一下桥臂开关管Q3、所述第二隔离开关管Q4和所述第二上桥臂开关管Q6的受控端分别与所述主控制器10的多个控制端一一对应连接，所述第一隔离开关管Q1的第一导通端与所述第一上桥臂开关管Q2的受控端连接，所述第一隔离开关管Q1的第二导通端接地；所述第二隔离开关管Q4的第一导通端与所述第二上桥臂开关管Q5的受控端连接，所述第二隔离开关管Q4的第二导通端接地；所述第一上桥臂开关管Q2和所述第二上桥臂开关管Q5的第一导通端与第二直流电源VCC2连接，所述第一下桥臂开关管Q3和所述第二上桥臂开关管Q6的第二导通端接地。

本实施例中，各开关管可以采用三极管或MOS管来实现，本实施例优选采用MOS管。第一隔离开关管Q1和第二隔离开关管Q4用于避免驱动电路的电流倒灌至主控制器10而烧毁主控制器10。

具体地，主控制器10输出上锁控制信号至第一隔离开关管Q1，以控制第一上桥臂开关管Q2和第二上桥臂开关管Q6导通，从而在电磁锁200的线圈施加约为20～50ms的正向直流脉冲电平信号，第一上桥臂开关管Q2、电磁锁200的线圈和第二上桥臂开关管Q6组成电流回路，从而控制电磁锁200中永久磁铁的磁力使电磁锁200的动触点和静触点保持吸合状态。

主控制器10输出解锁控制信号至第二隔离开关管Q4，以控制第二上桥臂开关管Q5和第一下桥臂开关管Q3导通，从而在电磁锁200的线圈施加约为20～50ms的反向直流脉冲电平信号，第二上桥臂开关管Q5和第一下桥臂开关管Q3导通组成电流回路，从而控制电磁锁200中永久磁铁的磁力使电磁锁200的动触点和静触点保持断开状态。

参照图1及图2，进一步地，上述实施例中，驱动电路30还包括电阻R31～R38，其中，电阻R31和电阻R32依次串联设置于第一上桥臂开关管Q2和第一隔离开关管Q1之间；电阻R33和电阻R34依次串联设置于第二上桥臂开关管Q5和第二隔离开关管Q4之间；电阻R35串联设置于第一隔离开关管Q1的受控端与第二导通端之间；电阻R36串联设置于第二隔离开关管Q4的受控端与第二导通端之间；电阻R37串联设置于第一下桥臂开关管Q3受控端与第二导通端之间；电阻R38串联设置于第二下桥臂开关管Q6的受控端与第二导通端之间。

参照图1及图2，在一优选实施例中，所述电磁锁驱动器还包括用于给所述主控制器10供电的电源处理电路50，所述电源处理电路50的输入端与所述主控制板的电源输出端连接，所述电源处理电路50的输出端与所述主控制器10的电源端连接。

本实施例中，电源处理电路50的输入端设置在第一接线端口CN1上，并接入主控板100电源，将主控板100直流电源进行降压处理后输出至主控制器10，以为主控制器10提供工作电压。其中，主控板100电源可以是36V，25V，12V等伏值的直流电源。

参照图1及图2，上述实施例中，所述电源处理电路50包括第一二极管D1、第三电容C3、第四电容C4及降压芯片U1，所述第一二极管D1的阳极为所述电源处理电路50的输入端，所述第一二极管D1的阴极与所述第三电容C3的第一端及所述降压芯片U1的输入端互连；所述第三电容C3的第二端及所述降压芯片U1的接地端均接地；所述降压芯片U1的输出端为所述电源处理电路50的输出端，并与所述第四电容C4的第一端连接；所述第四电容C4的第二端接地。

第一二极管D1和第三电容C3组成整流滤波电路，用于对主控板100电源进行整流滤波处理，降压芯片U1用于将主控板100电源进行降压处理后，输出适配主控芯片的直流电压，例如，降压芯片U1可以将12V的主控板100电源降压成5V或3.3V的直流电源输出至主控制器10，本实施例中，主控制器10的供电电压优选为5V。

本实用新型还提出一种充电设备，所述充电设备包括主控板及如上所述的。该主控板的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本实用新型充电设备中使用了上述主控板，因此，本实用新型充电设备的实施例包括上述主控板全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

上述实施例中，充电设备包括充电桩和充电枪，电磁锁驱动器可以设置在充电枪上，也可以设置在充电桩上，电磁锁驱动器通过接线端口分别与充电桩中的主控板和充电枪上电磁锁电气连接。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。