一种新能源汽车用交流单向充电桩的制作方法

本发明涉及新能源汽车应用领域，具体为一种新能源汽车用交流单向充电桩。

背景技术

随着绿色能源理念的不断深入，发展电动汽车成为未来汽车工业发展的重点方向，电动汽车的优点在于零排放或近似零排放、对环境污染小、使用成本低、维护简单。而现有的新能源汽车用交流单向充电桩，还存在以下不足之处：

例如，申请号为201710634316.，专利名称为一种新能源汽车用交流单向充电桩的发明专利：

其将整个充电电路和控制电路安装在充电桩壳体内，其界面友好，操作直观简便，适用范围广，并且具有智能计费功能、自动向服务器上报故障，并且对外界干扰具备一定的防护能力。

但是，现有的新能源汽车用交流单向充电桩存在以下缺陷：

(1)根据目前的使用现状，制约电动汽车发展的难点在于充电问题，由于充电桩的分布和设计的缺陷，导致电动汽车的续航可靠性受到影响；

(2)目前对电动汽车充电桩的控制方法主要有对智能充电桩控制器的设计方法主要有基于bp神经网络的智能充电桩控制方法、基于模糊免疫的智能充电桩的节能控制方法，基于滑膜积分控制方法的智能充电桩控制系统设计方法以及基于smith控制器的智能充电桩控制器设计方法等，虽然取得了较好的控制性能，但是该控制方法计算开销较大，实时性不好。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种新能源汽车用交流单向充电桩，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种新能源汽车用交流单向充电桩，包括嵌入式arm主控制板、ad采集系统和信号调理电路，所述嵌入式arm主控制板的信号端通过控制信号线与ad采集系统相连接，所述ad采集系统的数据端与嵌入式arm主控制板交互连接，所述ad采集系统的信号输入端连接有信号调理电路，所述信号调理电路的控制端连接有传感器模块接口电路，所述嵌入式arm主控制板)的的信号端还连接有rtc模块电路。

进一步地，所述传感器模块接口电路的信号端还分别连接有电流传感器、绝压传感器和差压传感器，所述传感器模块接口电路的信号输入端还连接有充电数据采集模块。

进一步地，所述传感器模块接口电路包括主控芯片，所述主控芯片的内部设置有输入信号放大器和输出信号放大器，所述输入信号放大器的信号输出端连接有cpld控制端口，所述cpld控制端口的信号端反馈连接到输入信号放大器，所述输入信号放大器的输入端连接有插座，所述输出信号放大器的输入信号线与cpld控制端口相连接，所述cpld控制端口控制端通过非门控制线路与输出信号放大器相连接，所述输出信号放大器的输出端与插座相连接，所述主控芯片的电源端连接有电路电源。

进一步地，所述rtc模块电路包括控制晶振，所述控制晶振的第二端口通过信号线直接接地，所述控制晶振的第二端口还连接有滤波电容，所述滤波电容的另一端与控制晶振的第四端口相连接，所述控制晶振的第四端口还通过信号线与电路电源相连接，所述控制晶振时钟端通过第一电阻连接有时钟信号线。

进一步地，所述嵌入式arm主控制板的内部还设置有主控电路，所述主控电路的内部设置有稳压器，所述稳压器的信号输入端连接有第二电阻，所述第二电阻的另一端分别连接有第一电容、第二电容和第三电容，所述第一电容、第二电容和第三电容之间设置为并联连接，所述第一电容、第二电容和第三电容的另一端直接接地。

进一步地，所述第一电容、第二电容和第三电容的并接支路上还串接有第一电感，所述第一电感的另一端连接有二极管，所述二极管的另一端直接接地。

进一步地，所述稳压器的输出端通过第三电阻连接有输出信号线，所述第三电阻的另一端通过第四电容直接接地，所述稳压器的电源端连接有电路电源。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的新能源汽车用交流单向充电桩，其智能充电桩的嵌入式控制，具有较为稳定的波束输出，对嵌入式控制信息的调制和解调性能较好，提高了智能充电桩的嵌入式控制能力；

(2)本发明的新能源汽车用交流单向充电桩，采用stm32系列微控制器进行电动汽车的智能嵌入式充电桩设计，采用8位和16位微控制器实现复杂功能的智能控制，能够适应电动汽车用电对移动性和多样性的要求，有利于充电网络建设统一规划，促进充电服务产业规范有序发展，有利于发挥规模效益，降低系统运营维护成本。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的传感器模块接口电路图；

图3为本发明的rtc模块电路图；

图4为本发明的主控电路图。

图中标号：

1-嵌入式arm主控制板；2-ad采集系统3-信号调理电路；4-主控电路；5-rtc模块电路；6-传感器模块接口电路；7-充电数据采集模块；8-电流传感器；9-绝压传感器；10-差压传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1至图4所示，本发明提供了一种新能源汽车用交流单向充电桩，包括嵌入式arm主控制板1、ad采集系统2和信号调理电路3，嵌入式arm主控制板1的信号端通过控制信号线与ad采集系统2相连接，ad采集系统2的数据端与嵌入式arm主控制板1交互连接，ad采集系统2的信号输入端连接有信号调理电路3，信号调理电路3的控制端连接有传感器模块接口电路6，嵌入式arm主控制板1的的信号端还连接有rtc模块电路5，传感器模块接口电路6的信号端还分别连接有电流传感器8、绝压传感器9和差压传感器10，传感器模块接口电路6的信号输入端还连接有充电数据采集模块7。

本实施例中，嵌入式arm主控制板1采用cortex-m0处理器内核，整合增强的技术和功能，采用stm32系列微控制器进行电动汽车的智能嵌入式充电桩设计，采用8位和16位微控制器实现复杂功能的智能控制，系统设计包括硬件设计和软件设计两大部分，其中硬件是充电桩的控制系统设计的基础，软件是实现充电桩的智能嵌入式控制的核心，首先进行了智能充电桩嵌入式控制系统的总体设计描述，然后进行了硬件模块化设计软件设计，最后进行了系统调试，测试本文设计的基于stm32的智能充电桩嵌入式控制系统的可靠性和稳定性。

本实施例中，智能充电桩能有效实现智能充电桩的嵌入式控制，对控制信息的调制和解调能力较高，控制的稳定性较好。

本实施例中，使用嵌入式arm主控制板1型号为s3c2440自带的ad系统进行智能充电桩嵌入式控制系统的6通道同步采样设计，智能充电桩嵌入式控制系统主要包括了硬件设计和软件设计两大部分，其中，主控模块是控制系统的核心，对充电桩的充电智能控制的信号检测模块主要由充电信号接入、电源设计、嵌入式智能控制电路3部分组成，在系统的硬件设计主要是ad、控制电路、arm主控电路板、同步时钟设计、充电信号调理电路等，能够在经济型用户终端产品上实现智能充电桩的先进且复杂的功能。

传感器模块接口电路6包括主控芯片u，主控芯片u的内部设置有输入信号放大器de和输出信号放大器re，输入信号放大器de的信号输出端连接有cpld控制端口k1，cpld控制端口k1的信号端反馈连接到输入信号放大器de，输入信号放大器de的输入端连接有插座s，输出信号放大器re的输入信号线与cpld控制端口k1相连接，cpld控制端口k1控制端通过非门控制线路与输出信号放大器re相连接，输出信号放大器re的输出端与插座s相连接，主控芯片u的电源端连接有电路电源vcc。

本实施例中，传感器模块接口电路6主要是进行电动汽车充电信息和数据的采样检测，通过低电压复位以及看门狗复位构建信号传感器，检测智能充电桩嵌入式控制信息，采用并行外设接口(ppi)构建智能充电桩嵌入式控制系统的传感器模块，它是半双工形式，支持8个立体声iis通道的ad数据采样，智能充电桩嵌入式控制系统的传感器模块的接口方式为串行，与嵌入式stm32宿机连接，采用双路16位电流输出型d/a转换，最大可进行16位数据的输入输出，结合ad/da转换器实现电动汽车智能充电控制信息的实时采集。

rtc模块电路5包括控制晶振y1，控制晶振y1的第二端口通过信号线直接接地gnd，控制晶振y1的第二端口还连接有滤波电容c1，滤波电容c1的另一端与控制晶振y1的第四端口相连接，控制晶振y1的第四端口还通过信号线与电路电源vcc相连接，控制晶振y1时钟端通过第一电阻r1连接有时钟信号线clkin。

本实施例中，rtc模块电路5设计是实现智能充电桩嵌入式控制信息的放大、滤波和检测等调理功能，采用s3c2440型号的arm9芯片构建智能充电桩嵌入式控制系统的信号调理lcd控制器，由于stm32控制时序比较复杂，同时晶振内部产生的振荡信号会影响采样精度和控制精度，为了确保嵌入式控制系统的电路稳定可靠工作，采用完整的rgb数据信号输出模型进行信号的放大、滤波和检测，实现控制时钟的中断。

嵌入式arm主控制板1的内部还设置有主控电路4，主控电路4的内部设置有稳压器u，稳压器u的信号输入端连接有第二电阻r2，第二电阻r2的另一端分别连接有第一电容c11、第二电容c12和第三电容c13，第一电容c11、第二电容c12和第三电容1c3之间设置为并联连接，第一电容c11、第二电容c12和第三电容c13的另一端直接接地gnd，第一电容c11、第二电容c12和第三电容c13的并接支路上还串接有第一电感l1，第一电感l1的另一端连接有二极管d1，二极管d1的另一端直接接地gnd，稳压器u的输出端通过第三电阻r3连接有输出信号线vrout，第三电阻r3的另一端通过第四电容c14直接接地gnd，稳压器u的电源端连接有电路电源vcc。

本实施例中，嵌入式arm主控制板1内部的主控电路4，其时序控制逻辑接收智能充电桩嵌入式控制的数据检测和输出特征显示，并经过转换后成为控制逻辑脉冲。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。