一种带负压检测电路的CP信号检测电路和车载充电器的制作方法

本发明涉及电动交通工具充电设备技术领域，特别是涉及一种带负压检测电路的CP信号检测电路和车载充电器。

背景技术：

随着科学技术的发展，电动交通工具在工业生产和日常生活中受到越来越多的关注，尤其是需要配备动力电池的纯电动车辆或插电式混合动力电动车辆。

这些电动车辆的动力电池需要经过车载充电器来完成充电，而根据国标规定，车载充电器需要接收供电设备发出的CC信号和CP信号。图1为供电设备与车载充电器连接示意图，如图1所示，CP信号是在不同时刻表现不同的充电握手信号，可以分为+12V电平信号、﹣12V电平信号、±9V的PWM信号和±6V的PWM信号。如图1所示，首先针对CP信号的+12V电平信号进行检测以确定车载充电器与供电设备是否连接，如果车载充电器与供电设备连接，接下来，则对CP信号的PWM信号进行检测以判断供电设备有无故障，如果供电设备无故障且供电接口已与车载充电器完全连接，此时控制如图1所示的模拟开关S2闭合，使车载充电器系统和供电设备处于正常工作状态，最后，在充电的过程中还要实时监控PWM信号占空比状态，一旦PWM信号异常则在3秒内停止充电并断开模拟开关S2。因此，CP信号检测电路的可靠性将决定整个系统的安全。

现有技术的CP检测电路中没有针对CP信号的-12V电平信号进行检测，不能检测出供电设备的故障信息。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种带负压检测电路的CP信号检测电路和车载充电器，以实现检测供电设备是否故障和实时监控PWM信号的目的。

为了实现上述目的，本发明提供一种带负压检测电路的CP信号检测电路，包括：用于处理CP信号的负压检测电路和用于根据所述负压检测电路处理后的信号判断供电设备是否故障的单片机，所述负压检测电路具体包括：第一电阻、第二电阻、第一电容；

所述第一电阻的第一端与车载充电器的CP信号接收端连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端、所述第一电容的第一端和所述单片机的第一AD检测功能管脚连接，所述第二电阻的第二端与第一电源连接，所述第一电容的第二端接地。

优选地，还包括：吸收滤波电路以用于吸收所述CP信号接通或者断开时产生的瞬时脉冲和/或杂波信号，所述吸收滤波电路具体包括：TVS管、第二电容和电感；

所述TVS管的第一端、所述第二电容的第一端和所述电感的第一端与所述CP信号接收端连接，所述TVS管的第二端和所述第二电容的第二端分别接地，所述电感的第二端与所述第一电阻的第一端连接。

优选地，还包括：第一二极管以用于隔离非负压状态的所述CP信号；

所述第一二极管的阴极与所述电感的第二端连接，所述第一二极管的阳极与所述第一电阻的第一端连接。

优选地，还包括：稳压二极管；

所述稳压二极管的阳极与所述第一二极管的阳极连接，所述稳压二极管的阴极与所述第一电阻的第一端连接。

优选地，还包括：正压检测电路用于检测所述车载充电器的充电接口是否与所述供电设备的充电插口连接，所述正压检测电路具体包括：第二二极管、第三电阻、第四电阻和第三电容；

所述第二二极管的阳极与所述电感的第二端连接，所述第二二极管的阴极与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述第四电阻的第一端、所述第三电容的第一端和所述单片机的第二AD检测功能管脚连接，所述第四电阻的第二端和所述第三电容的第二端分别接地。

优选地，还包括：国家标准阻值检测电路和电压提供电路；其中，所述国家标准阻值检测电路用于检测所述充电插口的下拉电阻是否符合国家标准阻值，所述电压提供电路用于为所述国家标准阻值检测电路提供检测电压；

所述电压提供电路具体包括：第一三极管、第二三极管、第五电阻、第三二极管和第二电源；

所述第一三极管的基极与所述单片机的第一控制信号输出端连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极与所述第二电源连接，所述第二三极管的集电极与所述第五电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端与所述第三二极管的阳极连接，所述第三二极管的阴极与所述电感的第二端连接；

所述国家标准阻值检测电路具体包括：第三三极管、第六电阻、第七电阻、第四电容；

所述第三三极管的基极与所述单片机的第二控制信号输出端连接，所述第三三极管的发射极接地，所述第三三极管的集电极与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第三电阻的第一端、所述第七电阻的第一端、所述第四电容的第一端和所述第二二极管的阴极连接，所述第七电阻的第二端和所述第四电容的第二端分别接地。

优选地，还包括：开关电路以用于模拟开关功能，所述开关电路具体包括：第四三极管、第八电阻；

所述第四三极管的基极与所述单片机的第三控制信号输出端连接，所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的集电极与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端与所述第三电阻的第一端和所述第二二极管的阴极连接。

优选地，还包括：PWM信号检测电路用于确定所述车载充电器与所述供电设备是否完全连接和PWM信号占空比状态，所述PWM信号检测电路具体包括：第五电容、第九电阻、第十电阻、第十一电阻、第一MOS管、第二MOS管、第三电源；

所述第五电容的第一端和第九电阻的第一端与所述单片机的PWM信号捕获管脚连接，所述第五电容的第二端接地，所述第九电阻的第二端与所述第一MOS管的漏极和所述第二MOS管的漏极连接，所述第二MOS管的源极接地，所述第一MOS管的源极与所述第十电阻的第一端连接，所述第十电阻的第二端与所述第三电源连接，所述第一MOS管的栅极和所述第二MOS管的栅极与所述第十一电阻的第一端连接，所述第十一电阻的第二端与所述第三电阻的第一端和所述第二二极管的阴极连接。

为实现上述目的，本发明还提供一种车载充电器，包括车载充电器本体，还包括上述带负压检测电路的CP信号检测电路。

本发明所提供的一种带负压检测电路的CP信号检测电路，包括：负压检测电路和单片机，负压检测电路具体包括：第一电阻、第二电阻、第一电容、第一电源；具体连接方式为车载充电器的CP信号接收端与第一电阻的第一端连接，第一电阻的第二端与第二电阻的第一端、第一电容的第一端和单片机的第一AD检测功能管脚连接，第二电阻的第二端与第一电源连接，第一电容的第二端接地。其中，CP信号接收端用于接收CP信号，负压检测电路用于处理CP信号中的-12V电平信号，单片机用于判断供电设备是否故障，判断依据为负压检测电路处理后的CP信号。由于负压检测电路能够对CP信号中的-12V电平信号进行处理，且单片机以此为依据判断供电设备是否故障，所以能够克服现有技术中不能检测出供电设备故障信息的问题。

本发明所提供的一种车载充电器包含有带负压检测电路的CP信号检测电路，因此，同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为供电设备与车载充电器连接示意图；

图2为本发明实施例提供的一种带负压检测电路的CP信号检测电路结构图；

图3为本发明实施例提供的一种带负压检测电路的CP信号检测电路图。

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，都属于本发明保护范围。

本发明的核心是提供一种带负压检测电路的CP信号检测电路和车载充电器，以实现检测供电设备是否故障和实时监测PWM信号的目的。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图2为本发明实施例提供的一种带负压检测电路的CP信号检测电路结构图，图3为本发明实施例提供的一种带负压检测电路的CP信号检测电路图。如图2所示，带负压检测电路的CP信号检测电路，包括：用于处理CP信号的负压检测电路10和用于根据负压检测电路10处理后的信号判断供电设备是否故障的单片机100，负压检测电路10具体包括如图3所示的：第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1；

第一电阻R1的第一端与车载充电器的CP信号接收端连接，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端、第一电容C1的第一端和单片机的第一AD检测功能管脚A连接，第二电阻R2的第二端与第一电源5V电源连接，第一电容C1的第二端接地。

需要说明的是，根据规定，车载充电器需要接收供电设备发出的CP信号。CP信号在不同的时刻表现不同，在确认车载充电器与供电设备是否连接前，CP信号表现为+12V电平信号；确认车载充电器与供电设备连接，车载充电器自检无故障且电池处于可充电状态时，CP信号表现为PWM信号；供电设备自检发生错误时，CP信号表现为-12V电平信号。还要说明的是，第一电源不仅可以是本实施例中的5V电源，也可以是其他值的电源，本发明不做限定。

如图2所示，当供电设备自检发生错误时，会将CP信号的状态切换为-12V电平信号并发送给车载充电器的CP信号接收端，CP信号接收端接收到的-12V电平信号流经负压检测电路10，负压检测电路10对CP信号的-12V电平信号进行处理并将处理后的信号传递到单片机100的第一AD检测功能管脚A，如果单片机的第一AD检测功能管脚A接收到处理后的供电设备的-12V电平信号，则说明车载充电器检测到供电设备的故障信息。

在本实施例中，带负压检测电路的CP信号检测电路包括：负压检测电路和单片机，负压检测电路具体包括：第一电阻、第二电阻、第一电容、第一电源；具体连接方式为车载充电器的CP信号接收端与第一电阻的第一端连接，第一电阻的第二端与第二电阻的第一端、第一电容的第一端和单片机的第一AD检测功能管脚连接，第二电阻的第二端与第一电源连接，第一电容的第二端接地。其中，CP信号接收端用于接收CP信号，负压检测电路用于处理CP信号中的-12V电平信号，单片机用于判断供电设备是否故障，判断依据为负压检测电路处理后的CP信号。由于负压检测电路能够对CP信号中的-12V电平信号进行处理，且单片机以此为依据判断供电设备是否故障，所以能够克服现有技术中不能检测出供电设备是否故障的问题。

在上述实施例的基础上，在另一实施例中，还包括：如图3所示的吸收滤波电路70以用于吸收CP信号接通或者断开时产生的瞬时脉冲和/或杂波信号，吸收滤波电路70具体包括：TVS管D1、第二电容C2和电感L1；

TVS管D1的第一端、第二电容C2的第一端和电感L1的第一端与CP信号接收端连接，TVS管D1的第二端和第二电容C2的第二端分别接地，电感L1的第二端与第一电阻R1的第一端连接。

当CP信号接收端接收CP信号时，TVS管D1、第二电容C2和电感L1导通，吸收CP信号接通或者断开时产生的瞬时脉冲和/或杂波信号。

本实施例中的吸收滤波电路可以吸收供电设备和车辆连接和断开时产生的瞬时脉冲和/或杂波信号，避免瞬时脉冲和/或杂波信号对CP检测电路的负压检测产生干扰。

在上述实施例的基础上，在另一实施例中，还包括如图3所示的第一二极管D2以用于隔离非负压状态的CP信号；

第一二极管D2的阴极与电感L1的第二端连接，第一二极管D2的阳极与第一电阻R1的第一端连接。

由于CP信号具有不同的表现形式，当CP信号不处于负压状态时，本实施例中的第一二极管D2隔离不处于负压状态的CP信号，避免对CP检测电路的负压检测产生干扰。

在上述实施例的基础上，在另一实施例中，还包括如图3所示的稳压二极管D3，稳压二极管D3的阳极与第一二极管D2的阳极连接，稳压二极管D3的阴极与第一电阻R1的第一端连接。

本实施例中的稳压二极管起稳压作用，避免电流的剧烈变化毁坏相关电路元件。

在上述实施例的基础上，在另一实施例中，还包括如图2所示的正压检测电路20以用于检测车载充电器的充电接口是否与供电设备的充电插口连接，正压检测电路20，如图3所示具体包括：第二二极管D4、第三电阻R3、第四电阻R4和第三电容C3；

第二二极管D4的阳极与电感L1的第二端连接，第二二极管D4的阴极与第三电阻R3的第一端连接，第三电阻R3的第二端与第四电阻R4的第一端、第三电容C3的第一端和单片机的第二AD检测功能管脚B连接，第四电阻R4的第二端和第三电容C3的第二端分别接地。

需要说明的是，第二二极管D4具有和第一二极管D2同样的隔离作用和工作方式，在此不再赘述。如图2所示，当车载充电器的CP信号接收端接收到供电设备发出的表现为+12V电平信号的CP信号后，+12V电平信号由CP信号接收端流入正压检测电路20，经过正压检测电路20的处理到达单片机的第二AD检测功能管脚B，如果单片机收到的处理后的信号处于预设的区间则说明车载充电器的充电接口与供电设备的充电插口连接，如果单片机收到的处理后的信号不处于预设的区间则说明车载充电器的充电接口与供电设备的充电插口未连接，本实施例不对预设的区间进行限定。

本实施例的正压检测电路可以检测车载充电器的充电接口与供电设备的充电插口是否连接。

在上述实施例的基础上，在另一实施例中，还包括如图2所示的国家标准阻值检测电路50和电压提供电路60；其中，国家标准阻值检测电路50用于检测充电插口的下拉电阻是否符合国家标准阻值，电压提供电路60用于为国家标准阻值检测电路50提供检测电压；

电压提供电路60，如图3所示具体包括：第一三极管T1、第二三极管T2、第五电阻R5、第三二极管D5和第二电源12V电源；

第一三极管T1的基极与单片机的第一控制信号输出端F连接，第一三极管T1的发射极接地，第一三极管T1的集电极与第二三极管T2的基极连接，第二三极管T2的发射极与第二电源12V电源连接，第二三极管T2的集电极与第五电阻R5的第一端连接，第五电阻R5的第二端与第三二极管D5的阳极连接，第三二极管D5的阴极与电感L1的第二端连接；

国家标准阻值检测电路50，如图3所示具体包括：第三三极管T3、第六电阻R6、第七电阻R7、第四电容C4；

第三三极管T3的基极与单片机的第二控制信号输出端E连接，第三三极管T3的发射极接地，第三三极管T3的集电极与第六电阻R6的第一端连接，第六电阻R6的第二端与第三电阻R3的第一端、第七电阻R7的第一端、第四电容C4的第一端和第二二极管D4的阴极连接，第七电阻R7的第二端和第四电容C4的第二端分别接地。

当车载充电器与供电设备连接时，如图3所示，单片机使第一控制信号输出端F输出高电平、第二控制信号输出端E输出低电平，第一三极管T1和第二三极管T2导通，第二电源12V电源输出电流，流经第五电阻R5和第三二极管D5进入正压检测电路20，第七电阻R7和第五电阻R5形成分压。当供电设备的充电插口有下拉电阻时，该下拉电阻与第七电阻R7并联，单片机的第二AD检测功能管脚B接收到的电压降低，单片机的第二控制信号输出端E输出低电平，该下拉电阻与第七电阻R7并联，满足如图1所示的R22的国家标准阻值要求；当供电设备的充电插口无下拉电阻时，单片机的第二AD检测功能管脚B接收到的电压未降低，单片机控制单片机的第二控制信号输出端E输出高电平从而使第六电阻R6和第七电阻R7并联，以满足如图1所示的R22的国家标准阻值要求。需要说明的是，第二电源不仅可以是12V的电源，也可以是其他值的电源，本发明不做限定。需要说明的是，第三二极管D5具有和第一二极管D2同样的隔离作用和工作方式，在此不再赘述。

本实施例的国家标准阻值电路和电压提供电路使各供电设备的充电插口的下拉电阻符合国家标准阻值，便于CP信号检测和数据分析。

在上述实施例的基础上，在另一实施例中，还包括如图2所示的开关电路40以用于模拟开关功能，开关电路40，如图3所示具体包括：第四三极管T4、第八电阻R8；

第四三极管T4的基极与单片机的第三控制信号输出端D连接，第四三极管T4的发射极接地，第四三极管T4的集电极与第八电阻R8的第一端连接，第八电阻R8的第二端与第三电阻R3的第一端和第二二极管D4的阴极连接。

当车载充电器自检无故障且电池处于可充电状态，如图3所示，单片机控制第三控制信号输出端D发出信号，使第四三极管T4导通，R6下拉到地，模拟图1中的开关S2。需要说明的是该开关的使用场景是车载充电器与供电设备连接，车载充电器自检完成，需要关闭该开关使图1中的符合国家标准阻值的电阻R22接入电路中。

本实施例的开关电路由信号控制，结构简单，易于实现。

在上述实施例的基础上，在另一实施例中，还包括如图2所示的PWM信号检测电路30用于确定车载充电器与供电设备是否完全连接和PWM信号占空比状态，PWM信号检测电路30，如图3所示具体包括：第五电容C5、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第一MOS管T5、第二MOS管T6、第三电源3.3V电源；

第五电容C5的第一端和第九电阻R9的第一端与单片机的PWM信号捕获管脚C连接，第五电容C5的第二端接地，第九电阻R9的第二端与第一MOS管T5的漏极和第二MOS管T6的漏极连接，第二MOS管T6的源极接地，第一MOS管T5的源极与第十电阻R10的第一端连接，第十电阻R10的第二端与第三电源3.3V电源连接，第一MOS管T5的栅极和第二MOS管T6的栅极与第十一电阻R11的第一端连接，第十一电阻R11的第二端与第三电阻R3的第一端和第二二极管D4的阴极连接。

当CP信号处于PWM信号时，如图3所示，PWM信号经第十一电阻R11送到第一MOS管T5和第二MOS管T6，其中，第一MOS管T5为P沟道，第二MOS管T6为N沟道，当PWM信号为高时，N沟道的第二MOS管T6导通，当PWM信号为低时，P沟道的第一MOS管T5导通，在第一MOS管T5和第二MOS管T6的公共端漏极生成高电平为3.3V、低电平为0V、频率在设定范围内的PWM信号，此方波信号经第九电阻R9和第五电容C5滤波后送入单片机的PWM信号捕获管脚C。如果单片机的PWM信号捕获管脚C收到的PWM信号在判断区间则说明如图1所示的开关S1已闭合，供电设备的充电电压符合要求。本发明不对第三电源的具体电压值做限定，可以是本实施例中的3.3V电压，也可以不是，本发明不作限定。

需要说明的是，本发明的PWM检测电路还具有唤醒功能。如果供电设备具有预约充电功能，当供电设备与车载充电器连接好后，供电设备发送的CP信号不转换为PWM信号状态，还处于电平信号状态。当预约时间到或者远程APP发出唤醒车载充电器系统指令时，供电设备发出唤醒信号控制CP信号的状态切换为PWM信号状态。可以理解的是，唤醒信号为使CP信号电压从0V到9V的电压跳变信号，使CP信号电压从-9V到0V的电压跳变信号，使CP信号的频率从0到1KHz的频率变化信号或使PWM信号的占空比超过4％的信号。

本实施例的PWM信号检测电路可以确定开关是否闭合以及唤醒车载充电器系统。

可以理解的是，如果上述实施例中的带负压检测电路的CP信号检测电路作为独立的产品销售或使用时，可以应用在车载连接器中。基于这样的理解，本发明提供了一种车载连接器，包括车载连接器本体，还包括本发明提供的带负压检测电路的CP信号检测电路。由于本发明所提供的车载充电器包含有带负压检测电路的CP信号检测电路，带负压检测电路的CP信号检测电路的实施例请参见上述实施例的描述，有益效果也与上述实施例的有益效果相同，在此不再赘述。

以上对本发明所提供的一种带负压检测电路的CP信号检测电路和车载充电器进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。