充电枪指示电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种充电枪指示电路，包括：稳压子电路，其接收充电电压，并基于所接收的充电电压产生一稳定电压；电压变换子电路，其接收所述稳定电压，并基于所述稳定电压产生具有一占空比的一方波电压；以及指示子电路，其利用所述方波电压进行发光。通过利用所述电压变换子电路产生方波电压，可以控制所述指示子电路的发光时间，从而达到降低整个充电枪指示电路功耗的目的，解决了在电动汽车充电枪内的狭小空间内的发热问题。
【专利说明】
充电枪指示电路
技术领域
[0001]本实用新型涉及电动汽车充电领域，更具体地，本实用新型涉及一种充电枪指示电路。
【背景技术】
[0002]随着电动汽车的普及，电动汽车充电设备的应用日益广泛。在电动汽车充电过程中，取拔充电枪的操作是很危险的，可能会导致人身伤亡等事故发生。
[0003]为了规避这种事故，已经提出了一种充电枪指示电路，图1示出了典型的充电枪指示电路的示意性电路图。如图1所示，电阻RU和发光二极管LED串联连接在充电电源和地之间。电动汽车的额定的充电电压范围为250V—750VDC，由于充电电压的变动，流过指示灯的电流波动比较大，指示灯的亮度会随充电电压的变化而较大地变化。
[0004]如图1所示的典型的充电枪指示电路安装在充电枪内部，在接近750V充电电压的情况下，流过发光二极管LED的电流大致为10mA。此时，整个充电枪指示电路的功耗大致为:750VX10mA = 7.5W。由于充电枪内部空腔尺寸比较小，在狭小的空间内，这样的功耗很容易导致局部高温，从而损伤充电枪内部的器件和充电枪本身的塑胶零部件。
[0005]如图2所示，示出了一种改进的充电枪指示电路。如图2所示的改进的充电枪指示电路包括了稳压子电路，该稳压子电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、晶体管Ql和稳压二极管Dz，其中晶体管Ql的源极作为稳压子电路的输出端。在250V — 750V的充电电压变化范围内，稳压子电路的输出端输出一稳定电压，该稳定电压作为第三电阻R3和发光二极管LED的工作电压。因此，在如图2所示的改进的充电枪指示电路中，流过发光二极管LED的电流保持稳定，并且发光二极管LED的发光亮度保持恒定。然而，如图2所示的改进的充电枪指示电路仍未解决发热问题。
[0006]因此，需要一种能够解决充电枪指示电路发热问题的充电枪指示电路。
【实用新型内容】
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种充电枪指示电路，通过向发光器件提供具有一占空比的方波电压，使得发光器件在充电过程中通过闪烁来指示充电，而且也降低了整个充电枪指示电路的功耗。
[0008]根据本发明的一个方面，提供了一种充电枪指示电路，包括:稳压子电路，其接收充电电压，并基于所接收的充电电压产生一稳定电压；电压变换子电路，其接收所述稳定电压，并基于所述稳定电压产生具有一占空比的一方波电压；以及指示子电路，其利用所述方波电压进行发光。
[0009]可选地，在所述充电枪指示电路中，所述电压变换子电路为方波信号发生器。
[0010]可选地，在所述充电枪指示电路中，所述方波信号发生器操作为振荡器，所述振荡器在接收到所述稳定电压后，在第一时段内输出高电平使得所述指示子电路发光，然后在第二时段内输出低电平使得所述指示子电路停止发光。
[0011]可选地，在所述充电枪指示电路中，所述方波信号发生器包括555定时器。
[0012]根据本实用新型实施例，所述充电枪指示电路安装在电动汽车充电枪上，在所述电动汽车充电枪接入充电电源时，所述方波信号发生器的输出端输出高电平并在第一时段内保持输出高电平，然后所述方波信号发生器的输出端从高电平切换至低电平并在第二时段内保持输出低电平。
[0013]根据本实用新型实施例，所述方波信号发生器包括555定时器、第三电阻、第四电阻、第一晶体管、第二晶体管、第一电容和第二电容，所述555定时器的第一引脚接地，第二引脚和第六引脚与第一电容的第一端连接并且与第一二极管的阳极连接，第三引脚作为所述方波信号发生器的输出端，第五引脚与第二电容的第一端连接，第四引脚和第八引脚与第三电阻的第二端连接并且与所述电压变换子电路的输出端连接，第七引脚与第二二极管的阳极、第四电阻的第一端与第三电阻的第一端连接。
[0014]根据本实用新型实施例，在所述电动汽车充电枪接入充电电源时，所述555定时器的第三引脚输出高电平，经由所述第三电阻和所述第二二极管向所述第一电容充电；在所述第一电容被充电至第一电压时，所述555定时器的第三引脚输出低电平，所述第一电容经由第一晶体管和第四电阻以及所述555定时器内部的放电电路进行放电；在所述第一电容被放电至第二电压时，所述555定时器的第三引脚再次输出高电平，并且再次经由所述第三电阻和所述第二二极管向所述第一电容充电，其中，所述第一电压为所述第八引脚的电压的2/3，所述第二电压为所述第八引脚的电压的1/3。
[0015]根据本实用新型实施例，所述第一电容的充电时间和所述第一电容的放电时间决定了所述555定时器的第三引脚输出的方波信号的占空比。
[0016]根据本实用新型实施例，所述555定时器为CMOS型的555定时器。
【附图说明】
[0017]附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0018]图1是一种典型的充电枪指示电路的示意性电路图；
[0019]图2是一种改进的充电枪指不电路的不意性电路图；
[0020]图3是根据本实用新型实施例的充电枪指示电路的示意性框图；
[0021 ]图4是根据本实用新型实施例的充电枪指示电路的示意性电路图；以及
[0022]图5是根据本实用新型实施例的充电枪指示电路中电压变换子电路的输出电压波形的示意图。
【具体实施方式】
[0023]将参照附图详细描述根据本实用新型的实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。
[0024]如图3所示，示出了根据本实用新型实施例的充电枪指示电路的示意性框图。
[0025]根据本实用新型实施例的充电枪指示电路包括稳压子电路11、电压变换子电路12以及指示子电路13。
[0026]所述稳压子电路11接收充电电压，并基于所接收的充电电压产生一稳定电压。
[0027]所述电压变换子电路12接收所述稳定电压，并基于所述稳定电压产生具有一占空比的一方波电压。
[0028]所述指示子电路13利用所述方波电压进行发光。
[0029]根据本实用新型实施例，所述充电枪指示电路通过利用所述电压变换子电路产生方波电压，来控制所述指示子电路13的发光时间，从而达到降低整个充电枪指示电路功耗的目的。
[0030]根据本实用新型实施例，所述电压变换子电路12为方波信号发生器，并且所述方波信号发生器可以操作为振荡器，所述振荡器在接收到所述稳定电压后，在第一时段内输出高电平使得所述指示子电路发光，然后在第二时段内输出低电平使得所述指示子电路停止发光。
[0031]根据本实用新型实施例，所述方波信号发生器可以包括555定时器以及所述555定时器的外围子电路。由于所述充电枪指示电路安装在电动汽车充电枪上，所以在所述电动汽车充电枪开始接入充电电源时，所述方波信号发生器的输出端输出高电平并在第一时段内保持输出高电平使得所述指示子电路发光，然后所述方波信号发生器的输出端从高电平切换至低电平并在第二时段内保持输出低电平使得所述指示子电路停止发光。
[0032]根据本实用新型实施例，所述指示子电路13可以包括发光器件，所述发光器件可以包括发光二极管。
[0033]如图4所示，示出了根据本实用新型实施例的充电枪指示电路的示意性电路图。
[0034]根据本实用新型实施例，所述稳压子电路11包括稳压二极管Dz、第一电阻R1、第二电阻R2和晶体管Q1。
[0035]如图4所示，所述第一电阻Rl的第一端作为所述稳压子电路11的输入端以接收所述充电电压。所述晶体管Ql的漏极与所述第一电阻Rl的第二端和所述第二电阻R2的第一端连接，所述晶体管Ql的栅极与所述第二电阻R2的第二端连接并且与所述稳压二极管Dz的阴极连接，所述晶体管Ql的源极作为所述稳压子电路11的输出端。所述稳压二极管Dz的阳极接地。
[0036]作为示例，所述稳压二极管Dz的稳压值为12V，并且所述稳压子电路11的输出端输出的稳定电压的电压值近似为12V。
[0037]如图4所示，根据本实用新型实施例，所述电压变换子电路12包括555定时器、第三电阻R3、第四电阻R4、第一二极管Dl、第二二极管D2、第一电容Cl和第二电容C2。
[0038]所述555定时器的第一引脚I接地，第二引脚2和第六引脚6与第一电容Cl的第一端连接并且与第一二极管Dl的阳极连接，第三引脚3作为所述电压变换子电路12的输出端，第五引脚5与第二电容C2的第一端连接，第四引脚4和第八引脚8与第三电阻R3的第二端连接并且与所述电压变换子电路11的输出端连接，第七引脚7与第二二极管D2的阳极、第四电阻R4的第一端与第三电阻R3的第一端连接。第一电容Cl的第二端接地，第二电容C2的第二端接地;第一二极管Dl的阴极与第四电阻R4的第二端连接。
[0039]在所述电动汽车充电枪开始接入充电电源时，所述555定时器的第三引脚3输出高电平，经由所述第三电阻R3和所述第二二极管D2向所述第一电容Cl充电；在所述第一电容Cl被充电至第一电压VA时，所述555定时器的第三引脚3输出低电平，所述第一电容Cl经由第一晶体管Ql和第四电阻R4以及所述555定时器内部的放电电路进行放电；在所述第一电容被放电至第二电压VB时，所述555定时器的第三引脚3再次输出高电平，并且再次经由所述第三电阻R3和所述第二二极管D2向所述第一电容Cl充电，如此循环。所述第一电压VA为所述第八引脚8的电压Vcc的2/3，所述第二电压VB为所述第八引脚8的电压Vcc的1/3。
[0040]根据本实用新型实施例，所述第一电容Cl的充电时间和所述第一电容Cl的放电时间决定了所述555定时器的第三引脚输出的方波信号的占空比。
[0041]如图4所示，根据本实用新型实施例，所述指示子电路13包括串联连接的第五电阻R5和发光二极管LED。
[0042]所述第五电阻R5的第一端与所述电压变换子电路12的输出端连接，所述第五电阻R5的第二端与所述发光二极管LED的阳极连接，所述发光二极管LED的阴极接地。
[0043]下面，结合图4和图5，描述根据本实用新型实施例的电动汽车充电枪的工作过程。
[0044]在所述电动汽车充电枪接入充电电源时t0，所述稳压子电路11的输出电压为Vcc，所述第一电容Cl两端的电压为零，由于第一电容Cl两端的电压不能突变，所述555定时器的第二引脚上的电压V2和第六引脚上的电压V6均为零，即此时第二引脚上的电压V2小于Vcc/3，因此所述555定时器的第三引脚输出高电平，此时经由所述第三电阻R3和所述第二二极管D2向所述第一电容Cl充电。所述第一电容Cl的充电时间常数为W = R3C1，其中R3为第三电阻R3的电阻值，C1为第一电容CI的电容值。
[0045]随着第一电容Cl被充电，在第一电容Cl两端的电压达到2Vcc/3时tl，即此时第六引脚上的电压V6大于2Vcc/3，因此所述555定时器的输出状态发生变化，所述555定时器的第三引脚输出低电平，此时所述555定时器内部的放电电路开始工作，并且所述555定时器的第七引脚作为放电端与所述放电电路连接，所述第一电容Cl经由第一晶体管Dl和第四电阻R4以及所述555定时器内部的放电电路进行放电。所述第一电容Cl的放电时间常数为Td= R4Ci，其中R4为第四电阻R4的电阻值。
[0046]在所述第一电容Cl两端的电压被放电至Vcc/3时t2，所述555定时器的第三引脚3再次输出高电平，并且再次经由所述第三电阻R3和所述第二二极管D2向所述第一电容Cl充电。在第一电容Cl两端的电压达到2Vcc/3时t3，所述555定时器的第三引脚3再次输出低电平，并且所述第一电容Cl再次经由第一晶体管Dl和第四电阻R4以及所述555定时器内部的放电电路进行放电。
[0047]如图4所示，t0时刻和tl时刻之间的时间段为第一电容Cl的初始充电时间段，t2时刻和t3时刻之间的时间段为第一电容Cl在正常工作过程中的正常充电时间段，该初始充电时间段比正常充电时间段长。利用正常充电时间段(t3 —12)和正常放电时间段(t4 一 t3)来定义所述555定时器的第三引脚输出的方波的占空比。
[0048]如上所述，所述555定时器的第三引脚输出高电平的时间等于所述第一电容Cl的充电时间tc，而所述555定时器的第三引脚输出低电平的时间等于所述第一电容Cl的放电时间td。所述第一电容Cl的充电时间tc与所述第一电容Cl的充电时间常数成正比，并且所述第一电容Cl的放电时间td与所述第一电容Cl的放电时间常数成正比。因此，所述555定时器的第三引脚输出高电平的时间与所述第一电容Cl的充电时间常数成正比，所述555定时器的第三引脚输出低电平的时间与所述第一电容Cl的放电时间常数成正比。即，所述555定时器的第三引脚输出的方波信号的占空比由所述第一电容Cl的充电时间常数和所述第一电容的放电时间常数决定。
[0049]具体地，可以由所述第一电容Cl的充电时间常数和所述第一电容Cl的放电时间常数的比值，来决定所述555定时器的第三引脚输出的方波信号的占空比。由于所述第一电容Cl的充电时间常数为Tc = R3C1并且所述第一电容Cl的放电时间常数为Td = R4C1，因此通过合理地选取第三电阻R3的电阻值R3和第四电阻R4的电阻值R4,可以设置所述555定时器的第三引脚输出的方波信号的占空比。具体地，所述555定时器的第三引脚输出的方波信号的占空比为R3/(R3+R4)。
[0050]所述555定时器可以为双极型的555定时器，也可以为CMOS型的555定时器。优选地，所述555定时器为CMOS型的555定时器。
[0051]根据本实用新型实施例，作为示例，所述555定时器的第三引脚输出的方波信号的占空比为20%，即输出高电平的第一时段与输出低电平的第二时段的比值为1:4。
[0052]通过输出高低电平交替的方波信号，可以使得发光器件以闪烁方式发光，起到警示作用，并且还可以降低发光器件的发光时长，达到降低所述发光子电路13的功耗的目的。此外，通过采用CMOS型的555定时器，可以降低所述电压变换子电路12的功耗。此外，通过采用CMOS型的555定时器，更可以降低所述稳压子电路11的功耗，具体地，在所述发光器件不发光的时段内，可以将所述稳压子电路11的功耗降至最小。
[0053]在上面详细描述了本实用新型实施例。然而，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行各种修改，组合或子组合，并且这样的修改应落入本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种充电枪指示电路，包括: 稳压子电路，其接收充电电压，并基于所接收的充电电压产生一稳定电压； 电压变换子电路，其接收所述稳定电压，并基于所述稳定电压产生具有一占空比的一方波电压；以及 指示子电路，其利用所述方波电压进行发光。2.如权利要求1所述的充电枪指示电路，其中，所述稳压子电路包括稳压二极管、第一电阻、第二电阻和晶体管； 所述第一电阻的第一端作为所述稳压子电路的输入端以接收所述充电电压， 所述晶体管的漏极与所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第一端连接，所述晶体管的栅极与所述第二电阻的第二端连接并且与所述稳压二极管的阴极连接，所述晶体管的源极作为所述稳压子电路的输出端，以及所述稳压二极管的阳极接地。3.如权利要求1所述的充电枪指示电路，其中，所述电压变换子电路为方波信号发生器。4.如权利要求3所述的充电枪指示电路，其中，所述方波信号发生器操作为振荡器，所述振荡器在接收到所述稳定电压后，在第一时段内输出高电平使得所述指示子电路发光，然后在第二时段内输出低电平使得所述指示子电路停止发光。5.如权利要求3所述的充电枪指示电路，其中，所述方波信号发生器包括555定时器以及所述555定时器的外围子电路。6.如权利要求5所述的充电枪指示电路，其中，所述555定时器的外围子电路包括:第三电阻、第四电阻、第一二极管、第二二极管、第一电容和第二电容； 所述555定时器的第一引脚接地，第二引脚和第六引脚与第一电容的第一端连接并且与第一二极管的阳极连接，第三引脚作为所述方波信号发生器的输出端，第五引脚与第二电容的第一端连接，第四引脚和第八引脚与第三电阻的第二端连接并且与所述电压变换子电路的输出端连接，第七引脚与第二二极管的阳极、第四电阻的第一端与第三电阻的第一端连接； 第一电容的第二端接地，第二电容的第二端接地； 第一二极管的阴极与第四电阻的第二端连接。7.如权利要求6所述的充电枪指示电路，其中，所述充电枪指示电路安装在电动汽车充电枪上， 在所述电动汽车充电枪开始接入充电电源时，所述5 5 5定时器的第三引脚输出高电平，经由所述第三电阻和所述第二二极管向所述第一电容充电； 在所述第一电容被充电至第一电压时，所述555定时器的第三引脚输出低电平，所述第一电容经由第一晶体管和第四电阻以及所述555定时器内部的放电电路进行放电； 在所述第一电容被放电至第二电压时，所述555定时器的第三引脚再次输出高电平，并且再次经由所述第三电阻和所述第二二极管向所述第一电容充电， 其中，所述第一电压为所述第八引脚的电压的2/3，所述第二电压为所述第八引脚的电压的1/3。8.如权利要求7所述的充电枪指示电路，其中，所述第一电容的充电时间和所述第一电容的放电时间决定了所述555定时器的第三引脚输出的方波信号的占空比。9.如权利要求5所述的充电枪指示电路，其中，所述555定时器为CMOS型的555定时器。10.如权利要求1所述的充电枪指示电路，其中，所述指示子电路包括串联连接的第五电阻和发光器件， 所述第五电阻的第一端与所述电压变换子电路的输出端连接，所述第五电阻的第二端与所述发光器件的阳极连接，所述发光器件的阴极接地。
【文档编号】H05B33/08GK205595825SQ201620172628
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年3月7日
【发明人】黄杰
【申请人】深圳易瓦科技有限公司