充电桩及其充电控制导引装置的制作方法

本实用新型涉及汽车充电技术领域，特别涉及一种充电桩的充电控制导引装置和一种具有该充电控制导引装置的充电桩。

背景技术：

随着电动汽车逐渐流行，对充电桩的需求越来越迫切。国标18487要求，针对充电模式三的充电设备(即，电动车辆和交流电网相连，并使用特定的充电设备给电动车辆进行充电)应具备控制导引装置。控制导引装置的核心作用就是能和充电机进行通讯以确定相应的充电状态。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的第一个目的在于提出一种充电桩的充电控制导引装置，具有CP信号的电压稳定、成本低的特点。

本实用新型的第二个目的在于提出一种充电桩。

为实现上述目的，本实用新型一方面提出了一种充电桩的充电控制导引装置，包括：升压模块、CP信号输出模块和控制模块，其中，所述升压模块的输入端与第一电源端相连，所述升压模块的输出端与所述CP信号输出模块的电源端相连，所述升压模块用以将所述第一电源端的电压升压至预设电压，并作为所述CP信号输出模块的电源电压；所述控制模块的PWM信号输出端与所述CP信号输出模块的输入端相连，所述CP信号输出模块的输出端与供电处的CP接口相连，所述控制模块用以输出PWM信号至所述CP信号输出模块，所述CP信号输出模块将所述PWM信号转换为信号幅值等于所述电源电压的CP信号至所述供电处的CP接口，所述控制模块确定充电状态。

根据本实用新型的充电桩的充电控制导引装置，通过升压模块将第一电源端的电压升压至预设电压，并作为CP信号输出模块的电源电压，并通过控制模块输出PWM信号至CP信号输出模块，CP信号输出模块将PWM信号转换为信号幅值等于电源电压的CP信号至供电处的CP接口，控制模块确定充电状态。该装置具有CP信号的电压稳定、成本低的特点。

另外，根据本实用新型上述的充电桩的充电控制导引装置还可以具有如下附加的技术特征：

具体地，所述升压模块包括：升压芯片，所述升压芯片的第六引脚分别与第一二极管的阴极和第一电感的一端相连，所述升压芯片的第一引脚分别与所述第一电感的另一端、第一电容的一端和第二电容的一端相连，所述第一二极管的阳极与所述第一电源端相连；第二二极管和第三二极管，所述第二二极管的阴极分别与所述第一电容的另一端和所述第三二极管的阳极相连，所述第三二极管的阴极接地；第一电阻和第三电容，所述第一电阻的一端分别与所述第二二极管的阳极和所述第三电容的一端相连，所述第一电阻的另一端作为所述升压模块的负电压输出端，所述第三电容的另一端接地；第一稳压管，所述第一稳压管的阳极与所述第一电阻的另一端相连，所述第一稳压管的阴极接所述地；第四二极管和第五二极管，所述第四二极管的阳极分别与所述第二电容的另一端和所述第五二极管的阴极相连，所述第五二极管的阳极接所述地；串联的第二电阻和第三电阻，所述第二电阻的一端与所述第四二极管的阴极相连，所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端相连且具有第一节点，所述第一节点与所述升压芯片的第三引脚相连，所述第三电阻的另一端接所述地；第四电阻和第四电容，所述第四电阻的一端分别与所述第四二极管的阴极和所述第四电容的一端相连，所述第四电阻的另一端作为所述升压模块的正电压输出端，所述第四电容的另一端接所述地；第二稳压管，所述第二稳压管的阴极与所述第四电阻的另一端相连，所述第二稳压管的阳极接所述地。

其中，所述升压芯片可为FP6736芯片。

具体地，所述CP信号输出模块包括：串联的第五电阻和第六电阻，所述第五电阻的一端与预设电源相连，所述第五电阻的另一端与所述第六电阻的一端相连且具有第二节点，所述第六电阻的另一端接地；第一比较器，所述第一比较器的正相输入端通过第七电阻与所述控制模块的PWM信号输出端相连，所述第一比较器的负相输入端与所述第二节点相连，所述第一比较器的正电源端和负电源端分别与所述升压模块的输出端相连；第八电阻，所述第八电阻的一端与所述第一比较器的输出端相连，所述第八电阻的另一端作为所述CP信号输出模块的输出端；并联的第五电容和双向稳压管，所述第五电容和所述双向稳压管并联连接在所述第八电阻的另一端与所述地之间。

进一步地，上述的充电桩的充电控制导引装置还包括：CP信号检测模块，所述CP信号检测模块的输入端与所述供电处的CP接口相连，所述CP信号检测模块的输出端与所述控制模块的CP信号检测端相连，所述控制模块通过所述CP信号检测模块检测所述供电处的CP接口的电压，以根据所述电压判断当前充电状态。

具体地，所述CP信号检测模块包括：第二比较器，所述第二比较器的正相输入端通过第九电阻与所述供电处的CP接口相连，所述第二比较器的负相输入端与所述第二比较器的输出端相连，所述第二比较器的正电源端和负电源端分别与所述升压模块的输出端相连；第六二极管，所述第六二极管的阳极与所述第二比较器的输出端相连；第十电阻和第十一电阻，所述第十电阻的一端与所述第六二极管的阴极相连，所述第十电阻的另一端与所述第十一电阻的一端相连后与所述控制模块的CP信号检测端相连，所述第十一电阻的另一端接地。

进一步地，上述的充电桩的充电控制导引装置还包括：CC信号检测模块，所述CC信号检测模块的输入端与所述供电处的CC接口相连，所述CC信号检测模块的输出端与所述控制模块的CC信号检测端相连，所述控制模块通过所述CC信号检测模块检测所述供电处的CC接口的电压，以根据所述电压判断所述供电处的充电接口是否处于连接状态。

具体地，所述CC信号检测模块包括：第十二电阻和第十三电阻，所述第十二电阻的一端分别与所述供电处的CC接口和所述第十三电阻的一端相连，所述第十二电阻的另一端与预设电源相连，所述第十三电阻的另一端与所述控制模块的CC信号检测端相连。

为实现上述目的，本实用新型另一方面还提出了一种充电桩，其包括上述的充电控制导引装置。

本实用新型的充电桩，通过上述的充电控制导引装置，具有CP信号的电压稳定、成本低的特点。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的充电桩的充电控制导引装置的方框示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例的升压模块的电路图；

图3是根据本实用新型一个实施例的FP6736芯片的内部结构图；

图4是根据本实用新型一个实施例的CP信号输出模块的电路图；

图5是根据本实用新型一个实施例的充电桩的充电控制导引装置的方框示意图；

图6是根据本实用新型一个实施例的CP信号检测模块的电路图；

图7是根据本实用新型一个实施例的CC信号检测模块的电路图；

图8是根据本实用新型一个实施例的充电桩与车辆充电装置的连接图；以及

图9是根据本实用新型一个实施例的充电桩的控制时序图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参照附图来描述根据本实用新型实施例提出的充电桩的充电控制导引装置和具有该充电控制导引装置的充电桩。

图1是根据本实用新型实施例的充电桩的充电控制导引装置的方框示意图。如图1所示，本实用新型实施例的充电桩的充电控制导引装置可包括：升压模块10、CP信号输出模块20和控制模块30。

其中，升压模块10的输入端与第一电源端相连，升压模块10的输出端与CP信号输出模块20的电源端相连，升压模块10用以将第一电源端的电压升压至预设电压，并作为CP信号输出模块20的电源电压。控制模块30的PWM信号输出端与CP信号输出模块20的输入端相连，CP信号输出模块20的输出端与供电处的CP接口相连，控制模块30用以输出PWM信号至CP信号输出模块20，CP信号输出模块20将PWM信号转换为信号幅值等于电源电压的CP信号至供电处的CP接口，控制模块30确定充电状态。其中，第一电源的电压可为5V，预设电压可为±12V。

根据本实用新型的一个实施例，如图2所示，升压模块10可包括升压芯片11、第一电感L1、第一二极管D1至第五二极管D5、第一电阻R1至第四电阻R4、第一电容C1至第四电容C4、第一稳压管Z1和第二稳压管Z2。其中，升压芯片11的第六引脚6分别与第一二极管D1的阴极和第一电感L1的一端相连，升压芯片11的第一引脚1分别与第一电感L1的另一端、第一电容C1的一端和第二电容C2的一端相连，第一二极管D1的阳极与第一电源端相连。第二二极管D2的阴极分别与第一电容C1的另一端和第三二极管D3的阳极相连，第三二极管D3的阴极接地GND。第一电阻R1的一端分别与第二二极管D2的阳极和第三电容C3的一端相连，第一电阻R1的另一端作为升压模块10的负电压输出端-12V_OP，第三电容C3的另一端接地GND。第一稳压管Z1的阳极与第一电阻R1的另一端相连，第一稳压管Z1的阴极接地GND。第四二极管D4的阳极分别与第二电容C2的另一端和第五二极管D5的阴极相连，第五二极管D5的阳极接地GND。第二电阻R2和第三电阻R3串联，第二电阻R2的一端与第四二极管D4的阴极相连，第二电阻R2的另一端与第三电阻R3的一端相连且具有第一节点J1，第一节点J1与升压芯片11的第三引脚3相连，第三电阻R3的另一端接地GND。第四电阻R4的一端分别与第四二极管D4的阴极和第四电容C4的一端相连，第四电阻R4的另一端作为升压模块10的正电压输出端12V_OP，第四电容C4的另一端接地GND。第二稳压管Z2的阴极与第四电阻R4的另一端相连，第二稳压管Z2的阳极接地GND。其中，升压芯片11可为FP6736芯片。

具体地，第一电源端接5V开关电源，由5V开关电源给升压模块10供电，通过升压模块10中的FP6736芯片将5V电压升压为±12V电压。图3是根据本实用新型一个实施例的FP6736芯片的内部结构图，如图3所示，通过内部调节可使FB引脚电压始终稳定在VIN引脚的1.2V基准电压。如图2所示，第二电阻R2和第三电阻R3是分压电阻，第三电阻R3上的电压为FB引脚电压(即，1.2V)，可算出第二电阻R2的对地电压U＝(R2+R3)/R3*1.2V＝12.6V，使得升压模块10的正电压输出端12V_OP输出+12V电压，以给CP信号输出模块20或者其它电路中的运放提供正电源。同样，可以得出第三电容C3的对地电压为﹣12.6V，使得升压模块10的负电压输出端-12V_OP输出-12V电压，以给CP信号输出模块20或者其它电路中的运放提供负电源。由此，通过5V开关电源和升压芯片即可得到±12V电压，省略了±12V开关电源，因此，有效降低了成本。

根据本实用新型的一个实施例，如图4所示，CP信号输出模块20可包括第五电阻R5至第八电阻R8、第五电容C5、第一比较器CMP1和双向稳压管Z3。其中，第五电阻R5和第六电阻R6串联，第五电阻R5的一端与预设电源相连，第五电阻R5的另一端与第六电阻R6的一端相连且具有第二节点J2，第六电阻R6的另一端接地GND。第一比较器CMP1的正相输入端通过第七电阻R7与控制模块30的PWM信号输出端相连，第一比较器CMP1的负相输入端与第二节点J2相连，第一比较器CMP1的正电源端和负电源端分别与升压模块10的输出端相连。第八电阻R8的一端与第一比较器CMP1的输出端相连，第八电阻R8的另一端作为CP信号输出模块20的输出端。第五电容C5和双向稳压管Z3并联，第五电容C5和双向稳压管Z3并联连接在第八电阻R8的另一端与地GND之间。其中，预设电源的电压可以为3V。

具体地，第一比较器CMP1的负相输入端作为电压参考端，由预设电源和分压电阻组成的分压电路提供参考电压，如通过第五电阻R5和第六电阻R6对预设电源进行分压以获得1.6V的电压。第一比较器CMP1的正相输入端连接控制模块30的PWM信号输出端，因为控制模块30的引脚高电平为3.3V，所以当控制模块30的PWM信号输出端输出高电平信号时，第一比较器CMP1的正相输入端的电压大于负相输入端，第一比较器CMP1输出+12V的CP信号；当控制模块30的PWM信号输出端输出低电平信号时，第一比较器CMP1的正相输入端的电压小于负相输入端，第一比较器CMP1输出-12V的CP信号。第一比较器CMP1输出±12V的CP信号通过第八电阻R8分压后便可得到峰值为12V、9V、6V的CP信号至供电处的CP接口(通过分压电阻R1、R2、R3分压，详细连接方式见附图8)，从而使控制模块30确定充电状态。

由于±12V的CP信号通过比较器获得，与通过三极管获取方式相比较，没有三极管管压降的干扰，所以获得的CP信号的电压稳定且精准。

进一步地，根据本实用新型的一个实施例，如图5所示，上述的充电桩的充电控制导引装置还可包括CP信号检测模块40。CP信号检测模块40的输入端与供电处的CP接口相连，CP信号检测模块40的输出端与控制模块30的CP信号检测端相连，控制模块30通过CP信号检测模块40检测供电处的CP接口的电压，以根据电压判断当前充电状态。

具体地，在CP信号输出模块20输出CP信号的电压至供电处的CP接口后，通过CP信号检测模块40将供电处的CP接口的电压反馈给控制模块30，以根据电压判断当前充电状态。

根据本实用新型的一个实施例，如图6所示，CP信号检测模块40可包括第九电阻R9至第十一电阻R11、第六二极管D6和第二比较器CMP2。其中，第二比较器CMP2的正相输入端通过第九电阻R9与供电处的CP接口相连，第二比较器CMP2的负相输入端与第二比较器CMP2的输出端相连，第二比较器CMP2的正电源端和负电源端分别与升压模块10的输出端相连。第六二极管D6的阳极与第二比较器CMP2的输出端相连。第十电阻R10的一端与第六二极管D6的阴极相连，第十电阻R10的另一端与第十一电阻R11的一端相连后与控制模块30的CP信号检测端相连，第十一电阻R11的另一端接地GND。

具体地，因为控制模块30的引脚不可接收负电压，所以通过第六二极管D6滤掉负电压。由于控制模块30的引脚可接收的最大电压为3.3V，所以通过第十电阻R10与第十一电阻R11分压后，将电压为12V、9V、6V的CP信号对应分压为电压为2V、1.5V、1V的CP_FB信号，控制模块30根据CP_FB信号即可判断出当前充电状态，实现了充电桩的控制导引功能。

根据本实用新型的一个实施例，如图5所示，上述的充电桩的充电控制导引装置还可包括CC信号检测模块50。CC信号检测模块50的输入端与供电处的CC接口相连，CC信号检测模块50的输出端与控制模块30的CC信号检测端相连，控制模块30通过CC信号检测模块50检测供电处的CC接口的电压，以根据电压判断供电处的充电接口是否处于连接状态。

根据本实用新型的一个实施例，如图7所示，CC信号检测模块50可包括第十二电阻R12和第十三电阻R13。第十二电阻R12的一端分别与供电处的CC接口和第十三电阻R13的一端相连，第十二电阻R12的另一端与预设电源相连，第十三电阻R13的另一端与控制模块30的CC信号检测端相连。

具体地，通过CC信号检测模块50检测供电处的CC信号，将检测到的CC信号传输给控制模块30，控制模块30根据CC信号判断供电处的充电接口(即，充电枪的充电接口)是否处于连接状态。当控制模块30的CC信号检测端检测到高电平信号时，说明供电处的充电接口处于未连接状态；当控制模块30的CC信号检测端检测到低电平信号时，说明供电处的充电接口处于连接状态(CC信号与车辆充电装置的连接方式见附图8)。

由此，控制模块30可获取CP信号和CC信号，然后按照图9的动作时序进行控制，至此完成控制导引电路的功能。

综上所述，根据本实用新型的充电桩的充电控制导引装置，通过升压模块将第一电源端的电压升压至预设电压，并作为CP信号输出模块的电源电压，并通过控制模块输出PWM信号至CP信号输出模块，CP信号输出模块将PWM信号转换为信号幅值等于电源电压的CP信号至供电处的CP接口，控制模块确定充电状态。该装置具有CP信号的电压稳定、成本低的特点。

另外，本实用新型的实施例还提出了一种充电桩，其包括上述的充电控制导引装置。

本实用新型的充电桩，通过上述的充电控制导引装置，具有CP信号的电压稳定、成本低的特点。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。