交直流充电互联的模拟量隔离电路、充电设备和换电站的制作方法

本实用新型涉及充换电技术领域，尤其是涉及一种用于交直流充电互联的模拟量隔离电路、充电设备和换电站。

背景技术：

通常，在交直流充电设备中，充电设备与被充电设备之间的握手通过脉宽调制PWM和电压回采来实现,需要对其隔离来提高可靠性和稳定性。模拟量隔离电路通常是通过模拟隔离芯片，或把模拟量转换为数字量后进行隔离。这种方式的成本高且线路复杂。在充电过程中，充电设备到待充电设备的充电接口的模拟量采集简单、门限阈值较宽。

有鉴于此，特提出本实用新型。

技术实现要素：

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决如何简单可靠地实现模拟量的隔离的技术问题，提供一种交直流充电互联的模拟量隔离电路。此外，还提供一种充电设备和换电站。

为了实现上述目的，一方面，提供以下技术方案：

一种交直流充电互联的模拟量隔离电路，该电路包括：

第一光耦，其工作于线性阶段；

第二光耦，其工作于线性阶段并与第一光耦串联，且其输出端反馈至第一放大器的输入端；

第一放大器，与第二光耦共用同一电源，并且其输出端连接至第一光耦的输入端。

优选地，模拟量隔离电路还包括：

第二放大器，其与第一光耦的输出端相连，且与第一光耦共用同一电源。

优选地，模拟量隔离电路还包括：

控制电路，用于通过控制第一放大器的输入电压，来控制第一放大器的输出电流，实现第一光耦和第二光耦工作于线性阶段。

优选地，控制电路包括：

分压电路，用于对第一放大器的输入电压进行降压；

限流电路，用于将第一放大器的输出电流限制在预定范围内。

优选地，分压电路包括：第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管和第三二极管；其中，第一二极管的阴极连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接第一放大器的输入端；第一二极管的阳极与第二二极管的阴极相连且该连接端连接第一电阻与第二电阻的公共端；第一二极管的阴极连接电源，第二二极管的阳极接地。

优选地，分压电路还包括：

双向稳压电路，其一端连接第一二极管的阳极，另一端接地。

优选地，限流电路为电阻。

优选地，第二放大器为射极跟随器。

优选地，第一光耦和第二光耦为线性光耦。

为了实现上述目的，另一方面，提供以下技术方案：

一种充电设备，包括上述述的模拟量隔离电路。

为了实现上述目的，又一方面，提供以下技术方案：

一种换电站，其包括上述的充电设备。

本实用新型提供一种交直流充电互联的模拟量隔离电路、充电设备和换电站。其中，交直流充电互联的模拟量隔离电路包括第一光耦、第二光耦和第一放大器。其中，第一光耦工作于线性阶段。第二光耦工作于线性阶段并与第一光耦串联，且其输出端反馈至第一放大器的输入端。第一放大器与第二光耦共用同一电源，并且其输出端连接至第一光耦的输入端。本实用新型通过采用两路工作在线性阶段的串联的光耦，并让其中一个光耦的输出反馈至第一放大器的输入，构成伺服反馈回路，从而解决了如何简单可靠地实现模拟量的隔离的技术问题，还具有成本低的优点。

方案1、一种交直流充电互联的模拟量隔离电路，其特征在于，所述电路包括：

第一光耦，其工作于线性阶段；

第二光耦，其工作于线性阶段并与所述第一光耦串联，且其输出端反馈至第一放大器的输入端；

所述第一放大器，与所述第二光耦共用同一电源，并且其输出端连接至所述第一光耦的输入端。

方案2、根据方案1所述的模拟量隔离电路，其特征在于，所述模拟量隔离电路还包括：

第二放大器，其与所述第一光耦的输出端相连，且与所述第一光耦共用同一电源。

方案3、根据方案1所述的模拟量隔离电路，其特征在于，所述模拟量隔离电路还包括：

控制电路，用于通过控制所述第一放大器的输入电压，来控制所述第一放大器的输出电流，实现所述第一光耦和所述第二光耦工作于线性阶段。

方案4、根据方案3所述的模拟量隔离电路，其特征在于，所述控制电路包括：

分压电路，用于对所述第一放大器的输入电压进行降压；

限流电路，用于将所述第一放大器的输出电流限制在预定范围内。

方案5、根据方案4所述的模拟量隔离电路，其特征在于，所述分压电路包括：第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管和第三二极管；其中，所述第一二极管的阴极连接所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接所述第一放大器的输入端；所述第一二极管的阳极与所述第二二极管的阴极相连且该连接端连接所述第一电阻与所述第二电阻的公共端；所述第一二极管的阴极连接电源，所述第二二极管的阳极接地。

方案6、根据方案5所述的模拟量隔离电路，其特征在于，所述分压电路还包括：

双向稳压电路，其一端连接所述第一二极管的阳极，另一端接地。

方案7、根据方案4所述的模拟量隔离电路，其特征在于，所述限流电路为电阻。

方案8、根据方案2所述的模拟量隔离电路，其特征在于，所述第二放大器为射极跟随器。

方案9、根据方案1所述的模拟量隔离电路，其特征在于，所述第一光耦和所述第二光耦为线性光耦。

方案10、一种充电设备，其特征在于，包括方案1-9中任一所述的模拟量隔离电路。

方案11、一种换电站，其特征在于，包括方案10所述的充电设备。

附图说明

图1为根据本实用新型实施例的用于交直流充电互联的模拟量隔离电路的结构示意图；

图2为根据本实用新型另一实施例的用于交直流充电互联的模拟量隔离电路的结构示意图；

图3为根据本实用新型实施例的充电设备的结构示意图；

图4为根据本实用新型实施例的换电站的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

本实用新型提供的模拟量隔离电路可以用在充电设备中与待充电设备充电接口之间模拟量的隔离。其中，待充电设备可以是电动汽车、电动自行车等。

本实用新型提供一种交直流充电互联的模拟量隔离电路。如图1所示，该电路10包括：第一光耦11、第二光耦12和第一放大器13。其中，第一光耦11工作于线性阶段。第二光耦12工作于线性阶段并与第一光耦串联，且其输出端反馈至第一放大器的输入端。第一放大器13与第二光耦共用同一电源，并且其输出端连接至第一光耦的输入端。

其中，光耦(即光电耦合器件)通过将发光器件和光敏器件组装在一起，以光为媒介，实现输入和输出之间的电气隔离，其破坏了“地干扰的传播途径，切断了干扰信号进入后续电路的途径，有效地抑制了尖脉冲和各种噪声干扰。

以TLP 521型光耦为例，其在低电流段(0.03-5mA)接近于线性传输，超过此范围为非线性。TLP521内部发光二极管在电流驱动下发光照射光敏三极管，该光敏三极管受光后产生光生载流子注入发射区产生扩散电流，该电流在集电极和基极间被放大(要求在集电极和基极间加正向电压)。所以，通过控制光耦的电流可以保证光耦工作在线性阶段。

本实用新型中，通过使第一放大器与第二光耦共用同一电源，使得第一放大器与第二光耦中的光敏三极管(作为伺服光电管)使用同一电源，这样可以使得隔离电路的输入电路与输出电路之间实现电源隔离。

上述第二光耦构成了隔离电路的输出回路。

本实用新型通过采用上述技术方案，使用两个串联的工作于线性阶段的光耦，这样，两个光耦中的发光二极管串联，这两个发光二极管流过相同的电流，进而使得两个光耦中的两个光敏三极管受光相同；本技术方案又使其中一个光耦的输出端反馈至第一放大器的输入端，从而是该光耦中的光敏三极管构成伺服反馈回路，进而本实用新型解决了如何简单可靠地实现模拟量的隔离的技术问题。

在一些实施方式中，本实用新型还可以包括第二放大器。该第二放大器与第一光耦的输出端相连，且与第一光耦共用同一电源。

本实用新型通过将第二放大器与第一光耦共用电源，实现了隔离电路的输入电路和输出电路之间的电源隔离。

在一些实施方式中，上述模拟量隔离电路还可以包括控制电路。该控制电路用于通过控制第一放大器的输入电压，来控制第一放大器的输出电流，实现第一光耦和第二光耦工作于线性阶段。

其中，控制电路具体包括分压电路和限流电路。其中分压电路用于对第一放大器的输入电压进行降压。限流电路用于将第一放大器的输出电流限制在预定范围内。

举例来说，本实用新型可以通过分压电路可以使得输入到第一放大器的电压由0～12V降低到0～4V(例如：4V、3V、2V、1.33V)；再通过限流电阻(例如：1KΩ电阻)将第一放大器的输出电流限制在0～4mA。

具体地，上述分压电路包括：第一电阻、第二电阻、第一二极管、第二二极管和第三二极管；其中，第一二极管的阴极连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接第一放大器的输入端；第一二极管的阳极与第二二极管的阴极相连且该连接端连接第一电阻与第二电阻的公共端；第一二极管的阴极连接电源，第二二极管的阳极接地。

优选地，上述分压电路还可以包括双向稳压电路。该双向稳压电路的一端连接第一二极管的阳极，另一端接地。

优选地，上述限流电路为电阻。

优选地，上述第二放大器为射极跟随器。

本实用新型通过使用射极跟随器(简称射随器)作为隔离电路的输出，可以增大输入阻抗并减小输出阻抗，从而可以提高隔离电路的带负载能力。

优选地，上述第一光耦和上述第二光耦为线性光耦。

下面结合图2以一优选实施例来详细说明本实用新型。

如图2所示，双向稳压管对输入电压进行稳压，接着，该输入电压经过第一二极管，使得大于该第一二极管导通电压的电压信号通过，然后由第一电阻和第二电阻进行分压，最后将分压后的电压信号输入至第一放大器。其中，第二二极管和第三二极管起到保护的作用。第一光耦与第二光耦串联。第二光耦与第一放大器构成伺服反馈回路，且二者共用第一电源。第一光耦与第二放大器构成输出回路，且二者共用第二电源。第二放大器可以接待充电设备的充电接口。由此，本优选实施例通过采用两路光耦实现了模拟量的隔离，具有简单、可靠和成本低的优点。

另外，本实用新型还提供一种充电设备。如图3所示，该充电设备30包括上述模拟量隔离电路31。

有关本实用新型的工作原理、所取得的技术效果可以参见上述模拟量隔离电路的技术方案的相关说明，在此不再赘述。

再者，本实用新型还提供一种换电站。如图4所示，该换电站40可以包括上述充电设备41。

有关本实用新型的工作原理、所取得的技术效果可以参见上述模拟量隔离电路的技术方案的相关说明，在此不再赘述。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。