一种充电控制电路的制作方法

本实用新型涉及电动汽车充电领域，特别涉及一种充电控制电路。
背景技术：
：目前，电动汽车的普及程度越来越高，与之相适应的配套设备，例如为电动汽车充电的电动汽车充电桩等，也越来越规范化。其中，电动汽车充电桩与电动汽车的接口用于连接电动汽车和充电设备，同时还用于保障充电的安全。其中，在GB/T18487.1-2015的《电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求》(后称电动汽车充电标准)中规定了电动汽车充电桩的充电模式和连接方式。电动汽车充电标准中规定的其中一种充电模式和连接方式为充电模式3和连接方式C，在充电模式3和连接方式C中，充电控制设备需要识别检测点1的状态，其中，检测点1即为电动汽车充电标准中规定的控制导引功能(Controlpilotfunction，CP)端，根据检测点1的状态则可以监控充电设备和电动汽车之间的交互，例如充电设备和电动汽车是否连接成功；或者，电动汽车是否已经准备好接受充电设备的充电等。具体的，电动汽车充电标准中规定的检测点1的状态包括表1中的六种状态：状态编号检测点1电压是否连接成功是否准备就绪状态112V否否状态29V是否状态36V是是状态412VPWM否否状态59VPWM是否状态66VPWM是是表1其中，检测点1的电压为检测点1的电压值，PWM表示此时检测所得的检测点1的电压为方波电压；是否连接成功列用于表示充电设备和电动汽车是否连接成功，是则表示充电设备和电动汽车连接成功，否则表示充电设备和电动汽车未连接成功；是否准备就绪用于表示电动汽车是否已经准备好接受充电设备的充电，是则表示电动汽车已经准备好接受充电设备的充电，否则表示电动汽车未准备好接受充电设备的充电。目前，由于所测得的检测点1的电压都为模拟量，而在进行检测点1的判断时还需要转换成数字量进行判断，而现在进行转换的方式通常是通过模数转换器(AnalogtoDigital，ADC)或者具有ADC功能的单片机进行转换，但是ADC或者具有ADC功能的单片机的资源要求都较高，使得充电控制设备的结构更加复杂。技术实现要素：本实用新型实施例提供一种充电控制电路，用于实现充电设备在为负载充电时的控制导引功能。本实用新型实施例提供的充电控制电路包括：包括脉冲宽度调制PWM发生器，光电耦合电路，逻辑变换电路和状态判断电路；其中，所述逻辑变换电路包括M个电压比较器和基准电压电路，所述基准电压电路能够输出M个互不相同的电压值，M为不小于3的正整数；所述PWM发生器的输出端与所述光电耦合电路的输入端相连，所述光电耦合电路的输出端与检测点1相连，所述M个电压比较器的第一输入端与所述检测点1相连，所述M个电压比较器的第二输入端与所述基准电压电路的M个输出端分别相连，所述M个电压比较器输出端与所述状态判断电路的输入端相连，所述状态判断电路的输出端与所述PWM发生器的输入端相连；其中，所述检测点1为所述充电控制电路连接的充电设备的控制导引功能CP端；其中，所述M个电压比较器将所述检测点1的电压值与所述基准电压电路输出的M个电压值进行比较，得到M个比较结果，并将所述M个比较结果输出至所述状态判断电路，所述状态判断电路根据所述M个比较结果，判断是否输出充电控制信号给所述充电设备，以及判断是否输出使能信号给所述PWM发生器；所述充电控制信号用于控制所述充电设备给所述充电设备连接的负载充电；所述PWM发生器未接收到使能信号时，输出电压值恒定的电压；所述PWM发生器接收到使能信号时，输出方波电压。可选的，所述PWM发生器的输出端与所述光电耦合电路的输入端通过第一电阻相连，所述第一电阻用于限制输入所述光电耦合电路的电流。可选的，所述光电耦合电路的副边为推挽型输出，其中，副边的第一输入端与输出电压为第一电压的第一直流电源相连，副边的第二输入端与输出电压为第二电压的第二直流电源相连，副边的输出端通过第二电阻与所述检测点1相连，所述第一电压与第二电压的大小不同，且极性相反。可选的，所述基准电压电路包括第一基准电源、第二基准电源和第三基准电源，其中，所述第一基准电源、所述第二基准电源和所述第三基准电源的输出端分别与所述M个电压比较器的第二输入端相连，所述第一基准电源的输出电压值范围为第一预设范围、所述第二基准电源的输出电压值范围为第二预设范围，所述第三基准电源的输出电压值范围为第三预设范围，所述第一预设范围、所述第二预设范围、所述第三预设范围互不重叠。可选的，所述基准电压电路包括第四基准电源、第一基准电压电路、第二基准电压电路和第三基准电压电路，其中，第一基准电压电路、第二基准电压电路和第三基准电压电路均包括至少两个电阻，所述第一基准电压电路、第二基准电压电路和第三基准电压电路的输入端与所述第四基准电源相连，所述第一基准电压电路通过自身包括的至少两个电阻分压后输出电压值范围位于第一预设范围的电压，所述第二基准电压电路通过自身包括的至少两个电阻分压后输出电压值范围位于第二预设范围的电压，所述第三基准电压电路通过自身包括的至少两个电阻分压后输出电压值范围位于第三预设范围的电压，所述第一预设范围、所述第二预设范围、所述第三预设范围互不重叠。在本实用新型实施例中，通过将检测1的电压逻辑变换电路包括的M个电压比较器和基准电压电路输出的电压值进行比较，得到M个比较结果，通过M个比较结果即能够反映出检测点1当前的状态，进而根据M个比较结果就可以确定是否对充电设备的负载充电和输出使能信号给PWM发生器，即实现充电设备在为负载充电时的控制导引功能。其中，通过简单的电压比较电路就可以确定检测点1的状态，而无需通过ADC或者具有ADC功能的单片机这类较为复杂的器件，实现方式简单，进而充电控制设备的结构也相应的更加简单。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的充电控制电路的连接示意图；图2为本实用新型实施例提供的充电控制电路的一种具体的连接示意图；图3为本实用新型实施例提供的充电控制电路的另一种具体的连接示意图；图4为本实用新型实施例提供的检测点1在不同状态时的比较结果对照图。具体实施方式为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面介绍本实用新型实施例的技术背景。现在由于所测得的检测点1的电压都为模拟量，而在进行检测点1的判断时还需要转换成数字量进行判断，而现在进行转换的方式通常是通过模数转换器(AnalogtoDigital，ADC)或者具有ADC功能的单片机进行转换，但是ADC或者具有ADC功能的单片机的资源要求都较高，使得充电控制设备的结构更加复杂。鉴于此，本实用新型实施例提供一种充电控制电路，通过将检测1的电压逻辑变换电路包括的M个电压比较器和基准电压电路输出的电压值进行比较，得到M个比较结果，通过M个比较结果即能够反映出检测点1当前的状态，进而根据M个比较结果就可以确定是否对充电设备的负载充电和输出使能信号给PWM发生器，即实现充电设备在为负载充电时的控制导引功能。其中，通过简单的电压比较电路就可以确定检测点1的状态，而无需通过ADC或者具有ADC功能的单片机这类较为复杂的器件，实现方式简单，进而充电控制设备的结构也相应的更加简单。下面结合附图介绍本实用新型实施例提供的技术方案。请参见图1，本实用新型一实施例提供一种充电控制电路。该电路包括脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，PWM)发生器，光电耦合电路，逻辑变换电路和状态判断电路；本实用新型实施例中，PWM发生器和状态判断电路均可以分别通过单片机来实现；或者，PWM发生器和状态判断电路还可以通过同一单片机来实现。单片机的型号例如可以是PIC12F508。本实用新型实施例中，逻辑变换电路可以包括M个电压比较器和基准电压电路，基准电压电路能够输出M个互不相同的电压值，M为不小于3的正整数。其中，M个数量可以根据待检测的检测点1的状态进行设置，例如可以是设置为3。具体的，可以用单片机的8位定时器和输入输出(input/output，I/O)接口进行模拟PWM输出，其中定时器的中断频率可以根据需求进行设置。例如需要输出频率为1KHz的方波时，则可以将定时器的中断频率设置为100KHz，并在每个中断程序中进行计数，分别从0计数到100，如果当前PWM的占空比为N，则计数值在0～(N*100)时，将IO口的电平置高电平，当计数值在(N*100)～100时，将IO口的电平置低电平，这样就可以通过单片机模拟PWM发生器，输出频率为1KHz的方波。其中，占空比从0～1可以任意设置。其中，占空比与充电设备给负载进行充电时的最大充电电流存在一定的对应关系，因此占空比可以根据与充电时的最大充电电流的对应关系进行设置，在电动汽车充电标准中对该对应关系已经进行了规定，因此在此则不再进行赘述。其中，PWM发生器的输出端与光电耦合电路的输入端相连，光电耦合电路的输出端与检测点1相连；电压比较器可以包括两个输入端，即第一输入端和第二输入端，其中，M个电压比较器的第一输入端与检测点1相连，M个电压比较器的第二输入端与基准电压电路的M个输出端分别相连，M个电压比较器输出端与状态判断电路的输入端相连，状态判断电路的输出端与PWM发生器的输入端相连；其中，检测点1为充电控制电路连接的充电设备的控制导引功能CP端。具体的，PWM发生器包括一个使能端，当使能端使能时，PWM发生器输出方波电压；当使能端不使能时，PWM发生器输出电压值恒定的电压。请参见图2，本实用新型实施例中，光电耦合电路可以包括第一电阻、光电耦合器、第二电阻、第一直流电源和第二直流电源。其中，光电耦合电路通过第一电阻的一端与PWM发生器的输出端相连，第一电阻的另一端与光电耦合器的原边相连，光电耦合器的副边为推挽型输出，其中包括两个输入端，即第一输入端和第二输入端，以及一个输出端，第一输入端与第一直流电源相连，第二输入端与第二直流电源相连，副边的输出端通过第二电阻与检测点1相连。其中，第一电阻能够起到限流的作用，即限制输入到光电耦合器的电流，或者PWM发生器的电流。具体的，光电耦合器的一种可能的实施方式是采用型号为ACPL-W340的光电耦合器。具体的，光电耦合器中与第一直流电源相连的三极管接通时，第一直流电源能够输出第一电压；或者光电耦合器中与第二直流电源相连的三极管接通时，第一直流电源能够输出第二电压；其中，第一电压和第二电压的大小不同，且极性相反。例如，第一电压和第二电压可以分别为+12V和-12V，在图2中所示出即以此为例，当然，本实用新型并不限制第一电压和第二电压的大小，即第一电压和第二电压也可以为其他可能的值。本实用新型实施例中，第二电阻的大小与检测点1各个状态时的电压值的大小相关，在电动汽车充电标准中，规定检测点1的在不同状态时电压值的大小分别为12V、9V、6V，不同的电压值是通过第二电阻和位于电动汽车侧的两个电阻共同分压实现的，且在在电动汽车充电标准中，规定了第二电阻的大小为1K。当然，本实用新型并不限制第二电阻的大小，即第二电阻也可以为其他可能的值，具体的可以根据实际情况来进行设置。具体的，通过光电耦合电路可以将PWM发生器与光电耦合器副边的电路进行隔离，以避免光电耦合器副边的电路的电压对PWM发生器的端口造成的损伤。另外，通过光电耦合电路可以将PWM发生器输出的电平信号转换为模拟信号。例如，当PWM发生器输出高电平时，光电耦合器的发光二极管发光，副边第一输入端的三极管接通，输出+12V的电压至第二电阻；当PWM发生器输出低电平时，光电耦合器的发光二极管不发光，副边第二输入端的三极管接通，输出-12V的电压至第二电阻。或者，当PWM发生器输出低电平时，光电耦合器的发光二极管发光，副边第一输入端的三极管接通，输出+12V的电压至第二电阻；当PWM发生器输出高电平时，光电耦合器的发光二极管不发光，副边第二输入端的三极管接通，输出-12V的电压至第二电阻。请继续参见图2，本实用新型实施例中，基准电压电路可以通过M个基准电源来实现。例如当M为3时，图2中也以M为3进行示出，电压比较器的数量也为3个，则基准电压电路可以包括第一基准电源、第二基准电源和第三基准电源。其中，第一基准电源、第二基准电源和第三基准电源的输出端分别可以与3个电压比较器的第二输入端相连，并且，不同的基准电源与不同的电压比较器相连。第一基准电源、第二基准电源和第三基准电源输出的电压值依次分别为第一预设范围、第二预设范围和第三预设范围，第一预设范围、第二预设范围和第三预设范围互不重叠。第一预设范围、第二预设范围和第三预设范围的具体值可以根据电动汽车充电标准中规定的检测点1的状态进行设置，例如电动汽车充电标准中规定的检测点1的电压值的大小可以是6V、9V、12V，那么为了能够识别检测点1当前的状态，例如第一预设范围、第二预设范围和第三预设范围分别为V1、V2、V3，那么则可以将V1、V2、V3的取值范围设置为0V＜V1＜6V、6V＜V2＜9V、9V＜V3＜12V。其中一种可能的实施方式为将V1、V2、V3的取值依次设置为5V、8V、11V，在图2中以此为例进行示出。请参见图3，本实用新型实施例中，基准电压电路可以通过一个基准电源和电阻分压的形式来实现输出不同电压值的效果。下面同样以M为3为例进行描述，图3中也以M为3进行示出。例如基准电压电路可以包括第四基准电源、第一基准电压电路、第二基准电压电路和第三基准电压电路，其中，第一基准电压电路、第二基准电压电路和第三基准电压电路均包括至少两个电阻，在图3中以包括2个电阻为例进行示出，第一基准电压电路、第二基准电压电路和第三基准电压电路的输入端与第四基准电源相连，第一基准电压电路通过自身包括的至少两个电阻分压后输出电压值范围位于第一预设范围的电压，第二基准电压电路通过自身包括的至少两个电阻分压后输出电压值范围位于第二预设范围的电压，第三基准电压电路通过自身包括的至少两个电阻分压后输出电压值范围位于第三预设范围的电压，第一预设范围、第二预设范围、第三预设范围互不重叠。例如第一预设范围、第二预设范围和第三预设范围分别为V1、V2、V3，那么则可以将V1、V2、V3的取值范围设置为0V＜V1＜6V、6V＜V2＜9V、9V＜V3＜12V。其中一种可能的实施方式为将V1、V2、V3的取值依次设置为5V、8V、11V。下面将以图2为例对本实用新型实施例的充电控制电路的工作流程进行描述，且以充电设备连接的负载为电动汽车为例。另外，图3所示的实施例的工作过程与图2所示的实施例的工作过程相同，本领域技术人员可以参考图2所示的实施例的工作过程，后续则不在赘述。在电动汽车充电标准中，规定了检测点1的6种状态，即表1中所示出的6种状态。在本实用新型实施例中，逻辑变换电路中的每个电压比较器的第一输入端接收检测点1处的模拟电压信号，再通过将模拟电压信号与每一个电压比较器的第二输入端接收的基准电压信号进行比较，从而输出多个比较结果，进而根据比较结果判断检测点1当前所处的状态。请参见图4，为检测点1在不同状态时的比较结果，其中，图4中以3个电压比较器(电压比较器1～电压比较器3)为例，且第一基准电源、第二基准电源和第三基准电源的输出电压依次为5V、8V和11V。其中，检测点1所在的行表示检测点1当前的电压的状态，逻辑电平1～逻辑电平3则为3个电压比较器输出的电平。PWM是否使能则表示状态判断电路是否输出PWM使能信号，以使得PWM发生器使能，当为是时，PWM发生器使能；当为否时，PWM发生器不使能。是否输出充电控制信号则表示状态判断电路是否输出充电控制信号给充电设备，以控制充电设备为其连接的负载充电，此处即为控制充电设备为电动汽车充电，当为是时，则充电设备为电动汽车充电；当为否时，则电动汽车不为电动汽车充电。当检测点1的电压为12V时，通过与3个电压比较器进行比较后，由于+12V均大于3个电压比较器的第二输入端输入的电压，因此，3个电压比较器的比较结果都为第一输入端的电压值较高，进而电压比较器输出的电平都为高电平，即图4中3个电压比较器输出的逻辑电平1～逻辑电平3皆为高电平。若高电平用1表示，低电平用0表示，则在检测点1的电压为12V时，3个电压比较器的比较结果即为111。当然，在实际应用中，也可以设置当第一输入端电压值较高时电压比较器输出低电平。当检测点1的电压为12VPWM时，12VPWM为方波信号，高电平时为+12V，低电平时为-12V，因此当处于高电平时，3个电压比较器的比较结果都为第一输入端的电压值较高；当处于低电平时，3个电压比较器的比较结果都为第一输入端的电压值较低，即3个电压比较器输出的逻辑电平信号在同一时刻均相同，且在高低电平不断交替跳变，即图4中3个电压比较器输出的逻辑电平都为方波信号，3个电压比较器的比较结果为111和000交替跳变。当检测点1的电压为9V时，通过与3个电压比较器进行比较后，电压比较器1和电压比较器2的比较结果为第一输入端的电压值较高，而电压比较器3的第二输入端的电压为11V＞9V，因此电压比较器3的比较结果为第一输入端的电压值较低，因此如图4中所示的当检测点1的电压为9V时，电压比较器1和电压比较器2输出的逻辑电平1和逻辑电平2皆为高电平，而电压比较器3的输出的逻辑电平3为低电平，即3个电压比较器的比较结果为110。当检测点1的电压为9VPWM时，9VPWM为方波信号，高电平时为+9V，低电平时仍为-12V，因此当处于高电平时，电压比较器1和电压比较器2的比较结果为第一输入端的电压值较高，电压比较器1和电压比较器2输出的逻辑电平1和逻辑电平2即为高电平，而电压比较器3的比较结果为第一输入端的电压值较低，即电压比较器3输出的逻辑电平3为低电平；当处于低电平时，3个电压比较器的比较结果都为第一输入端的电压值较低，即3个电压比较器的比较结果为110和000交替跳变。当检测点1的电压为6V时，通过与3个电压比较器进行比较后，电压比较器1的比较结果为第一输入端的电压值较高，而电压比较器2和电压比较器3的比较结果为第一输入端的电压值较低，因此如图4中所示的当检测点1的电压为9V时，电压比较器1输出的逻辑电平1为高电平，而电压比较器2和电压比较器3的输出的逻辑电平2和逻辑电平3为低电平，即3个电压比较器的比较结果为100。当检测点1的电压为6VPWM时，6VPWM为方波信号，高电平时为+6V，低电平时仍为-12V，因此当处于高电平时，电压比较器1的比较结果为第一输入端的电压值较高，电压比较器1输出的逻辑电平1即为高电平，而电压比较器2和电压比较器3的比较结果为第一输入端的电压值较低，即电压比较器2和电压比较器3输出的逻辑电平2和逻辑电平3为低电平；当处于低电平时，3个电压比较器的比较结果都为第一输入端的电压值较低，即3个电压比较器的比较结果为100和000交替跳变。因此，通过逻辑变换电路电压比较器能够将检测点1的模拟电压信号转换成通过三个模拟电平信号组合表示的数字信号，当状态判断电路通过单片机实现时，则可以通过单片机的3个I/O接口读取这电压比较器输出的电平状态。当然，当电压比较器的数量增加时，可以相应的增加单片机用于读取电平状态的I/O接口的数量，这可以根据实际应用中的需求进行设置，本实用新型对此不做限制。当状态判断电路读取到逻辑变换电路输出的3个电平状态之后，则可以根据这3个电平状态判断检测点1当前所处的状态，进而根据检测点1的状态控制对电动汽车的充电。具体的，检测点1的状态表明了当前电动汽车与充电设备的连接状态，以及电动汽车是否准备就绪，在电动汽车充电标准中也规定了，当检测点1处于9V、9VPWM和6VPWM时，即图4中的状态2、状态5和状态6时，电动汽车和充电设备连接成功，则状态判断电路输出PWM使能信号，以使得PWM发生器使能，输出方波信号，进而使得检测点1的电压也为方波电压。另外，电动汽车充电标准中还规定了，当检测点1处于6VPWM时，即图4中的状态6时，表明电动汽车已经准备就绪，可以对其进行充电，则状态判断电路输出充电控制信号给充电设备，以控制充电设备对电动汽车进行充电。具体的，当PWM发生器通过单片机实现时，PWM发生器使能信号在单片机程序中可以是一个标志变量，例如当变量为1时表示使能，PWM发生器输出占空比可以设置的方波电压；当变量为0时表示不使能，当为不使能时，PWM发生器输出恒定的电压，即占空比固定为1。当状态判断电路通过单片机实现时，充电控制信号的输出可以通过单片机的一个I/O口来实现，例如当需要发出充电控制信号时，I/O口置为高电平，当不需要输出充电控制信号时，I/O口置为低电平。综上所述，在本实用新型实施例中，通过将检测1的电压逻辑变换电路包括的M个电压比较器和基准电压电路输出的电压值进行比较，得到M个比较结果，通过M个比较结果即能够反映出检测点1当前的状态，进而根据M个比较结果就可以确定是否对充电设备的负载充电和输出使能信号给PWM发生器，即实现充电设备在为负载充电时的控制导引功能。其中，通过简单的电压比较电路就可以确定检测点1的状态，而无需通过ADC或者具有ADC功能的单片机这类较为复杂的器件，实现方式简单，进而充电控制设备的结构也相应的更加简单。以上所述，以上实施例仅用以对本申请的技术方案进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型实施例的方法，不应理解为对本实用新型实施例的限制。本
技术领域：
的技术人员可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型实施例的保护范围之内。当前第1页1 2 3