一种电子锁反馈控制电路的制作方法

1.本技术涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种电子锁反馈控制电路。


背景技术：

2.新能源汽车的充电桩联系着车、城市的建设和电网，但是，现在的充电桩的电压普遍高于家庭用电电压，极大地增加了用户的触电风险，因此，为了提高充电过程的安全性，以及降低用户的触电风险，充电桩内部设置有电子锁，电子锁能够检测充电状态，即汽车将要充电时，电子锁上锁，汽车充电完成后，电子锁解锁。在电子锁没有锁上时，只能半功率充电，或者，不允许充电。
3.目前，传统的电子锁的电源电压都是使用蓄电池电压，而随着蓄电池的充电和放电，蓄电池电压的电压变化范围很大，特别是放电时间较长时，蓄电池电压非常低，加之在低温环境下，特别是在我国北方冬天特别冷的低温环境下，电子锁的阻抗就会很大，电子锁的电流就会非常小。而电子锁上锁需要足够的电流来驱动，上述情景可能会导致电子锁无法上锁，使得用户的充电时间加长，或者用户充不了电。因此，电子锁在恶劣环境下的驱动是一个亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本技术公开了一种电子锁反馈控制电路，用于提高电子锁的使用寿命。
5.目标和其他目标将通过独立权利要求中的特征来达成。进一步的实现方式在从属权利要求、说明书和附图中实现。
6.第一方面，本技术提供一种电子锁反馈控制电路，包括：电子锁，用于将交通工具的充电枪和所述交通工具的充电插座进行上锁或者解锁；电压变换器，用于将电子锁的第一电源输出的供电电压变换成其他电压；采样电路，用于对所述电子锁的阻值进行采样，从而得到电阻采样值；处理器，用于对所述第一电源的供电电压进行采样，从而得到电压采样值；所述处理器根据所述电阻采样值和/或所述电压采样值指示所述电压变换器对所述电子锁的供电电压进行调整，从而保证通过所述电子锁的电流恒定。
7.由于所述电子锁属于电磁锁，当通过所述电子锁的电流较小时，不足以驱动所述电子锁产生磁力，导致所述电子锁无法上锁，则用户无法使用充电桩给所述交通工具充电，或者充电时间加长；如果延长所述电子锁的驱动时间来实现电子锁的上锁，又会降低所述电子锁的使用寿命。通过使用所述采样电路对所述电子锁的阻值进行采样，以及所述处理器对所述第一电源进行采样，可以保证通过所述电子锁的电流恒定，使电子锁上锁时的驱动时间恒定不变，提高电子锁的使用寿命。
8.第一方面，在一个可能的设计中，所述采样电路包括分压电路和滤波电路，其中，所述分压电路包括第一热敏电阻、第一电阻，其中，所述第一热敏电阻的一端连接所述第一电阻的一端，所述第一热敏电阻的另一端接地，所述第一电阻的另一端连接第二电源。
9.当所述电子锁的环境温度发生变化时，电子锁的阻值也会发生变化，例如，当所述
环境温度降低时，电子锁的阻值增大。所述第一热敏电阻的阻值也会随着温度的变化而变化，具体地，当温度降低时，第一热敏电阻的阻值将会增大，通过所述第一热敏电阻与所述第一电阻进行分压，使得所述采样电路能够模拟所述电子锁的阻值变化，从而所述处理器能够接收到所述电阻采样值，并对通过所述电子锁的电流进行调整。
10.第一方面，在一些可能的设计中，所述采样电路还包括滤波电路，其中，所述滤波电路包括第二电阻、第一电容、第二电容，所述第一电容的一端连接所述第二电阻，所述第一电容的另一端接地，所述第二电阻的另一端连接所述第一电阻与所述第一热敏电阻的公共端，所述第二电容的一端连接所述第二电阻的另一端，所述第二电容的另一端接地，所述第二电阻的一端和所述第一电容的公共端用于输出电阻采样值至处理器。
11.通过所述第一热敏电阻与所述第一电阻的分压能够得到所述第一热敏电阻随温度变化的电压值，再加上滤波电路对输出的电压值进行滤波处理后，能够使所述电阻采样值更加稳定。
12.第一方面，在一些可能的设计中，所述分压电路还包括第三电阻，所述第三电阻的一端连接所述第一热敏电阻的一端，所述第三电阻的另一端连接所述热敏电阻的另一端，其中，所述第三电阻可以是并联的一个或多个电阻。在分压电路中增加第三电阻，能够使所述处理器获得的所述电阻采样值更加准确，使所述采样电路更容易调节所述第一热敏电阻与所述第一电阻分压所得的电压值。
13.第一方面，在一些可能的设计中，所述处理器是数字信号处理器、微控制单元、arm处理器、现场可编程逻辑门阵列fpga或专用集成电路asic中的任意一种；所述电压变换器是dc/dc变换器，所述dc/dc变换器能够将所述第一电源的供电电压转换成直流稳定的电压。
14.第一方面，在一些可能的设计中，处理器用于在所述电阻采样值变大时指示所述电压变换器对所述电子锁的供电电压进行提高，从而保证通过所述电子锁的电流恒定；和/或处理器用于在所述电压采样值变小时指示所述电压变换器对所述电子锁的供电电压进行提高，从而保证通过所述电子锁的电流恒定。
15.所述电子锁反馈控制电路通过采样电路获取到所述电子锁的电阻采样值，通过处理器获取到所述第一电源的电压采样值，所述处理器通过所述电阻采样值和所述电压采样值调整通过所述电子锁的电流，从而实现所述电子锁在馈电和/或低温环境的情况下，通过所述电子锁的电流不变，增加了所述电子锁在恶劣环境下的可靠性。
16.第一方面，在一些可能的设计中，所述处理器包括第一采样引脚、第二采样引脚、第三反馈引脚，所述第一采样引脚连接所述采样电路，所述第二采样引脚连接所述第一电源，所述第三反馈引脚连接所述电压变换器，其中，所述第一采样引脚用于输入所述电阻采样值，所述第二采样引脚用于输入所述电压采样值，所述第三反馈引脚用于输出指示信号，所述指示信号用于指示所述电压变换器对所述电子锁的供电电压进行提高。
17.当温度降低时，所述第一热敏电阻的阻值随着温度的降低而增大，则所述第一热敏电阻所在的所述分压电路输出一个随温度变化的电压值，所述电压值通过滤波电路进行滤波处理，从而所述处理器通过第一采样引脚获得一个直流稳定的电阻采样值，此时电阻采样值随着温度的降低而增大，从而所述处理器通过第三反馈引脚控制所述电压变换器增大所述电压变换器的输出电压。
18.当所述第一电源处于馈电时，即所述第一电源的电压变小，所述处理器通过第二采样引脚获得的电压采样值变小，所述处理器通过第三反馈引脚控制所述电压变换器增大所述电压变换器的输出电压。
19.第二方面，本技术提供一种新能源汽车充电桩，包括电子锁反馈控制电路，所述电子锁反馈控制电路为第一方面任一项所述的电路。
20.第三方面，本技术提供一种含电子锁的充电设备，包括电子锁反馈控制电路，所述电子锁反馈控制电路为第一方面任一项所述的电路。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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技术的一些实施例，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获得其他的附图。
22.图1是本技术实施例提供的一种电子锁的结构示意图；
23.图2是一种电子锁控制电路的结构示意图；
24.图3是本技术实施例提供的一种电子锁反馈控制电路的结构示意图；
25.图4是本技术实施例提供的一种采样电路的结构示意图。
具体实施方式
26.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.电子锁通常应用于使用充电桩给汽车充电的场景。当充电枪插入汽车的充电插座时，利用电子锁锁止达到防脱锁定功能，汽车充电完成后电子锁解锁，使充电枪与插座的扣位脱离，达到解锁功能。
28.为了解决电子锁在恶劣环境下无法上锁或充电时间过长的问题，传统的方法是增加电子锁的驱动时间，以使电子锁能够在电源馈电和/或温度较低时电子锁阻抗过大的情况下上锁，但是增加电子锁的驱动时间会缩短电子锁的使用寿命，本技术提供一种电子锁反馈控制电路，所述电子锁反馈控制电路能够将电源电压转换成一个随电子锁阻值变化的电压，使得通过电子锁的驱动电流恒定不变，从而保证电子锁的驱动时间不变，提高电子锁的使用寿命和可靠性。
29.参见图1，图1示出了本技术实施例提供的一种电子锁的结构示意图。如图1所示，电子锁包括锁体、开关、第一引脚、第二引脚以及第三引脚。
30.锁体的形状以及材料等等可以是各式各样的。例如，锁体的形状可以是长方体状、圆柱体状、正方体状等等。锁体的材料可以是金属、塑料或者其他的材料等等。锁体包括长条状的伸缩部件，其中，伸缩部件的材料可以与锁体的材料是一致的，也可以是不相同的。例如，伸缩部件的材料可以是金属的，锁体的材料也可以是金属的，或者，伸缩部件的材料可以是金属的，锁体的材料是塑料的等等。在一可能的实施例中，第一引脚、第二引脚以及
第三引脚可以设置在锁体的一端，伸缩部件可以从锁体的另一端伸出。例如，当第一引脚输入的第一驱动信号为高电平，第二引脚输入的第二驱动信号为低电平时，电子锁的伸缩部从锁体的另一端弹出，电子锁的开关合上，实现电子锁上锁的效果；当第一引脚输入的第一驱动信号为低电平，第二引脚输入第二驱动信号为高电平时，电子锁的伸缩部从锁体的另一端缩回，电子锁的开关断开，实现电子锁解锁的效果。
31.参见图2，图2是本技术实施例提供的一种电子锁控制电路的结构示意图。如图2所示，电子锁控制电路将蓄电池作为第一电源，以引脚dcsen1、dcsen2、dcsen1_a、dcsen2_a检测到的信号作为输入信号源，控制第一驱动引脚和第二驱动引脚分别输出第一驱动信号以及第二驱动信号至图1所示的电子锁的第一引脚以及第二引脚以进行上锁或者解锁。
32.所述第一电源的蓄电池电压用于为电子锁提供供电电压，所述第一电源的蓄电池电压通常为12v，蓄电池的电压是变化的，例如，当蓄电池馈电时，蓄电池的电压很低。
33.所述电子锁控制电路由多种电路元器件组成，例如图中所示的多个电阻，三极管q1、q4，mos管q2、q3、q5、q6，输入信号源的高低电平会影响到三极管和mos管的导通情况，进而改变第一驱动信号和第二驱动信号的电平。
34.所述第一驱动信号和所述电子锁第二驱动信号可以为高电压或低电平，通过两种驱动信号不同的组合方式，比如，第一驱动信号为高电平，第二驱动信号为低电平，或者，第一驱动信号为低电平，第二驱动信号为高电平，来控制电子锁的上锁或解锁。
35.具体地，当电子锁控制电路中的引脚dcsen1检测到高电平，三极管q4导通，从而mos管q5导通，第一驱动信号所在点的电平与引脚dcsen1相同，即电子锁控制电路的第一驱动引脚输出的第一驱动信号为高电平，相应地，电子锁的第一引脚检测到高电平，同时，电子锁控制电路中的引脚dcsen2_a检测到高电平，三极管q3导通，第二驱动信号所在点接地，即电子锁控制电路的第二驱动引脚输出的第二驱动信号为低电平，相应地，电子锁的第二引脚检测到低电平，此时，电子锁有电流通过。由于电子锁为电磁锁，根据电生磁的原理，电子锁产生强大的吸力，电子锁能够吸住汽车充电插座上的铁板达到锁门的效果，即在一个脉宽时间，或一个驱动时间内，电子锁上锁，电子锁开关合上，第三引脚检测到信号为高电平。相反，当电子锁控制电路中的引脚dcsen1_a检测到高电平，三极管q6导通，第一驱动信号所在点接地，即电子锁控制电路的第一驱动引脚输出的第一驱动信号为低电平，相应地，电子锁的第一引脚检测到低电平，同时，电子锁控制电路中的引脚dcsen2检测到高电平，三极管q1导通，从而mos管q2导通，第一驱动信号所在点的电平与引脚dcsen2相同，即电子锁控制电路的第二驱动引脚输出的第二驱动信号为高电平，相应地，电子锁的第二引脚检测到高电平，电子锁没有电流通过，失去吸力，电子锁解锁，电子锁开关断开，第三引脚检测到信号为低电平。
36.可以理解，通过电子锁的电流受蓄电池的电压大小以及电子锁的阻抗大小的影响。具体地，蓄电池的电压越小，通过电子锁的电流就会越小，电子锁的阻抗越大，通过电子锁的电流就会越小。
37.但是，当第一电源的蓄电池处于馈电状态时，蓄电池提供的电压远小于12v，并且，当外界环境的温度很低时，电子锁的阻值会随着温度的减小而逐渐增大，电子锁在低温下的阻抗就会很大，电子锁的驱动电流非常小，则电子锁的驱动电压很小，根据电磁感应定律，要使得电子锁能够上锁，则通过电子锁的磁通量至少应不变，在磁通量一定时，电子锁
的驱动电压和驱动时间成反比，当电子锁的驱动电压减小，则电子锁的驱动时间应增大，则在一个驱动时间内，无法实现电子锁上锁，因此，在这种情况下，需要增加电子锁的驱动时间，来完成电子锁的上锁，但是，增加电子锁的驱动时间会缩短电子锁的寿命，降低用户的体验感。
38.参见图3，图3是本技术实施例提供的一种电子锁反馈控制电路的结构示意图。如图3所示，在图2所示的电子锁控制电路的基础上增加了反馈控制电路。其中，反馈控制电路用于检测通过所述第一电源的蓄电池电压或者所述电子锁的阻值的变化，并根据所述第一电源的蓄电池电压或者所述电子锁的阻值的变化对所述第一电源的蓄电池输出的电压进行调整，以使得通过所述电子锁的电流恒定不变。
39.所述反馈控制电路包括采样电路、处理器以及电压变换器。其中，采样电路可以包括第一热敏电阻、一个或者多个电阻以及一个或者多个电容等等。处理器可以是数字信号处理器(digital signal processing，dsp)、微控制单元(microcontroller unit，mcu)、arm处理器、现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array，fpga)或专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)等等。电压变换器可以是dc/dc变换器，所述电压变换器将第一电源的电压转换成直流稳定的电压，例如，将高电压转换为低电压，以及，将低电压转换为高电压。
40.所述处理器包括第一采样引脚、第二采样引脚、第三反馈引脚，其中，所述第一采样引脚连接所述采样电路，所述第二采样引脚连接所述第一电源，所述第三反馈引脚连接所述电压变换器。
41.在一具体的实施例中，所述处理器还可用于输出所述电子锁控制电路中所需的输入信号源，即所述处理器可以通过控制所述电子锁控制电路中引脚dcsen1、dcsen2、dcsen1_a、dcsen2_a上的电平变化来改变电子锁上锁和解锁的状态。并且，所述处理器还可以接收所述电子锁的第三引脚输出的电子锁反馈信号，进而确认电子锁是否已完成上锁或解锁，例如，当所述处理器接收的电子锁反馈信号为高电平，处理器控制充电桩的显示屏显示电子锁已上锁，当所述处理器接收的电子锁反馈信号为低电平，处理器控制充电桩的显示屏显示电子锁已解锁。
42.在一具体的实施中，所述采样电路可以包括分压电路和滤波电路，所述分压电路用于通过阻值随温度变化的电阻与阻值固定的电阻进行分压，获得变化的电压，模拟电子锁的电阻值；由于电子锁所在电路存在电磁干扰，所述滤波电路可以起到滤波的作用，使输出电压为直流稳定的电压。
43.其中，所述分压电路包括第一热敏电阻rts、第一电阻r21，所述第一热敏电阻rts的一端连接所述第一电阻r21的一端，所述第一热敏电阻rts的另一端接地，所述第一电阻r21的另一端连接第二电源，所述第一热敏电阻rts与所述第一电阻r21的公共端输出随温度变化的电压值；
44.所述滤波电路包括第二电阻r22、第一电容c9、第二电容c10，所述第一电容c9的一端连接所述第二电阻r22，所述第一电容c9的另一端接地，所述第二电阻r22的另一端连接所述第一电阻r21与所述第一热敏电阻rts的公共端，所述第二电容c10的一端连接所述第二电阻r22的另一端，所述第二电容c10的另一端接地，所述第二电阻r22和所述第一电容c9的公共端用于输出电阻采样值至处理器。
45.其中，所述分压电路还可以包括第三电阻r23，所述第三电阻r23的一端连接所述第一电阻r21与所述第一热敏电阻rts的公共端，所述第三电阻r23的另一端接地。
46.所述第三电阻r23可以为并联的一个或多个电阻，所述第三电阻r23能够使所述采样电路输出的电阻采样值更加接近当前温度下电子锁的电压值。
47.这里，电阻采样值可以是这样计算的：
[0048][0049]
其中，ths为电阻采样值，r
21
为第一电阻r21的阻值，r为第三电阻r23和第一热敏电阻rts并联后得到的阻值，r
23
为第三电阻r23的阻值，u为第二电源的电压。
[0050]
可以看出，处理器通过第一采样引脚输入所述电阻采样值。另外，处理器还可以对第一电源的供电电压进行采样，从而得到电压采样值，即通过第二采样引脚输入所述电压采样值，以便于处理器根据电压采样值对第一电源的供电电压进行监控。
[0051]
当外界环境的温度变低时，第一热敏电阻rts的阻值将会增大，从而导致第二电阻r22和第一热敏电阻rts并联后得到的阻值r将会变大，第二电阻r22和第一热敏电阻rts并联后得到的阻值r变大，将会导致输入到处理器中的采样值变大。因为第一热敏电阻rts的变化是模拟电子锁的阻值变化，所以，处理器采样得到电阻采样值变大时，意味着电子锁的阻值变大，通过电子锁的电流变小。因此，处理器需要通过第三反馈引脚输出指示信号，所述指示信号用于指示电压变换器将第一电源输出的电压转换为更高的电压，从而增加通过电子锁的电流，进而保持通过电子锁的电流不变。
[0052]
当外界环境的温度变高时，第一热敏电阻rts的阻值将会减少，从而导致第二电阻r22和第一热敏电阻rts并联后得到的阻值r将会变小，第二电阻r22和第一热敏电阻rts并联后得到的阻值r变小，将会导致输入到处理器中的电阻采样值变小。因为第一热敏电阻rts的变化是模拟电子锁的阻值变化，所以，处理器采样得到电阻采样值变小时，意味着电子锁的阻值变小，通过电子锁的电流变大。因此，处理器需要通过第三反馈引脚输出指示信号，所述指示信号用于指示电压变换器将第一电源输出的电压转换为更低的电压，从而减少通过电子锁的电流，进而保持通过电子锁的电流不变。
[0053]
当第一电源的电压变小时，输入处理器的电压采样值将会变小。由于第一电源的电压变小时，通过电子锁的电流将会变小，所以，处理器需要通过第三反馈引脚输出指示信号，所述指示信号用于指示电压变换器将第一电源输出的电压转换为更高的电压，从而增加通过电子锁的电流，进而保持通过电子锁的电流不变。
[0054]
当第一电源的电压变大时，输入处理器的电压采样值将会变大。由于第一电源的电压变大时，通过电子锁的电流将会变大，所以，处理器需要通过第三反馈引脚输出指示信号，所述指示信号用于指示电压变换器将第一电源输出的电压转换为更低的电压，从而减少通过电子锁的电流，进而保持通过电子锁的电流不变。
[0055]
应理解，所述采样电路可以包含如图3所示更多或更少的电子元器件，例如，所述采样电路可以只包含第一电阻和所述第一热敏电阻，通过所述第一电阻与所述第一热敏电阻的分压，输出一个随温度变化的电压值，或者所述采样电路可以只包含所述分压电路，或者可以不包括电容、只包含一个电容或者更多的电容。
[0056]
在另外一些可能的设计中，所述采样电路还可以是其他的电路结构，比如，如图4
所示的一种采样电路的结构示意图，所述采样电路包括：第二热敏电阻rts2、第四电阻r24、第五电阻r25、第六电阻r26、第三电源；第四电阻r24、第五电阻r25和第六电阻r26为阻值固定的已知电阻，所述第二热敏电阻rts2的一端连接所述第六电阻r26的一端，所述第二热敏电阻rts2另一端连接所述第四电阻r24的一端，所述第四电阻r24的另一端连接所述第五电阻r25的一端，所述第五电阻r25的另一端连接所述第六电阻的另一端，所述第四电阻r24和所述第五电阻r25的公共端、所述第六电阻r26和所述第二热敏电阻rts2的公共端之间连接所述第三电源，所述第四电阻r24和所述第二热敏电阻rts2的公共端out2以及所述第五电阻r25和所述第六电阻r26的公共端out1之间输出所述电阻采样值，所述第四电阻r24和所述第二热敏电阻rts2的公共端out2与所述第五电阻r25和所述第六电阻r26的公共端out1连接处理器，当温度变化时，在所述采样电路中，所述第四电阻r24和所述第二热敏电阻rts2的公共端out2以及所述第五电阻r25和所述第六电阻r26的公共端out1之间出现电位差，所述电位差即为所述电阻采样值，则电阻采样值可以是这样计算的：
[0057][0058]
其中，ths为电阻采样值，r1为第四电阻r24的阻值，r2为第五电阻r25的阻值，r3为第六电阻r26的阻值，u
s
为第三电源的电压值。
[0059]
上述方案将电源电压转换成一个随电子锁阻值变化的电压，实现电子锁在低温环境下和/或电源馈电情况下，电子锁的电流恒定不变。需要注意的是，本技术实施例所描述的控制电路可以应用在轿车、卡车、摩托车、公交车、船、飞机、直升机、割草机、铲雪车、休旅车、游乐园车辆、农业设备、施工设备、有轨电车、高尔夫球车等移动交通工具的充电桩中。
[0060]
以上对本技术实施例所提供的电子锁控制电路及电子锁反馈控制电路进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。