一种基于NB-IOT的充电桩过流过载保护系统的制作方法

本实用新型涉及充电桩设备技术领域，具体是一种基于NB-IOT的充电桩过流过载保护系统。

背景技术：

随着汽车保有量的持续增加，汽车产生的石油消耗和尾气污染问题，加重了能源和环境压力，节能减排受到了人们的高度重视。电动汽车作为一种实现“零排放”的环保、清洁、节能产品，越来越受到人们的青睐。电动汽车充电设备是给电动汽车充电的配套设施，是推动电动汽车发展的基础设施，属新兴产业之一，是和电动汽车产业化同步发展的。如果没有完善的配套基础充电设施，尤其是作为电动汽车充电设备的主流代表电动汽车充电桩得不到发展，电动汽车技术再先进也难于推广。

现有的电动汽车充电桩应用时，经常出现因充电枪外接的充电电池上输入电流过大而导致供电电路中元器件损坏的情况，频繁的更换供电电路中元器件会增加电动汽车充电桩的使用成本，进而会影响到电动汽车充电桩的推广应用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于NB-IOT的充电桩过流过载保护系统，其整体结构简单，便于实现，成本低，且其应用时能在充电枪外接的充电电池上输入电流过大时断开电路，保护供电电路中元器件，进而有利于电动汽车充电桩的推广应用。

本实用新型的目的主要通过以下技术方案实现：一种基于NB-IOT的充电桩过流过载保护系统，包括充电桩主体，所述充电桩主体包括壳体和挂设于壳体上的充电枪，所述壳体内设有电控组件，所述电控组件包括微控制器及与微控制器连接的按键、触摸屏、存储模块、语音播报器、电源模块、电能计量模块、NB-IOT通信模块，所述按键和触摸屏设于壳体的前侧面板上；所述充电枪的供电线路上设有充电控制模块，所述充电控制模块包括PMOS管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一PNP三极管及第二PNP三极管，所述PMOS管的栅极作为充电电源连接端，PMOS管的漏极连接电源，所述第一电阻两端分别与PMOS管源极和第一PNP三极管发射极连接，第一电阻与第一PNP三极管发射极之间的线路上设置有电池电流采样端；所述第二电阻一端连接于第一电阻与PMOS管源极之间的线路上，其另一端与第一PNP三极管基极连接，第一PNP三极管集电极与第二PNP三极管基极连接，第二PNP三极管集电极与第一PNP三极管基极连接，第二PNP三极管发射极与PMOS管栅极连接；所述第三电阻两端分别与第二PNP三极管发射极和第二PNP三极管基极连接，且第三电阻与第二PNP三极管发射极之间的线路连接充电枪。

本实用新型应用时，通过第一电阻外接待充电的充电电池，用于获取充电电池上电流的大小，在电流过大时，第一PNP三极管和第二PNP三极管构成的控制电路导通，PMOS管的栅极、源极的电位变小，使得PMOS管截止，充电枪的充电线路断开。

为了便于对本实用新型的运行状态进行监控，进一步的，所述电控组件还包括指示灯，所述指示灯用于指示电控组件的工作状态。

为了使本实用新型应用时便于对电控组件进行检修，进一步的，所述壳体的侧壁设置有门板。

进一步的，所述壳体上固定有安装板，所述安装板分隔壳体内部构成上下两个区域，所述电控组件设于安装板上方。本实用新型在具体设置时，可将安装板设置在一定高度，以提升电控组件的高度，来提升本实用新型的防潮性能。

进一步的，所述充电控制模块还包括第一电容，所述第一电容一端连接于第二电阻与第一PNP三极管基极之间的线路上，其另一端连接于第一电阻与第一PNP三极管发射极之间的线路上。本实用新型通过第一电容进行信号滤波，以提升第一PNP三极管和第二PNP三极管构成的控制电路关断、导通的稳定性。

综上所述，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：本实用新型整体结构简单，使用元器件少，便于实现，成本低，本实用新型应用时，通过获取待充电电池的电流，来控制第一PNP三极管和第二PNP三极管构成的控制电路在待充电电池输入电流过大时导通，使得PMOS管截止，充电枪的充电线路断开，以保护供电电路中元器件，进而有利于电动汽车充电桩的推广应用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型一个具体实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一个具体实施例中电控组件的结构示意图；

图3为本实用新型一个具体实施例中充电控制模块的结构示意图。

附图中附图标记所对应的名称为：1、壳体，2、门板，3、充电枪，4、按键，5、触摸显示屏，6、指示灯，7、安装板，8、充电电源连接端，9、电池电流采样端，R1、第一电阻，R2、第二电阻，R3、第三电阻，C1、第一电容，N1、PMOS管，Q1、第一PNP三极管，Q2、第二PNP三极管。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例：

如图1～图3所示，一种基于NB-IOT的充电桩过流过载保护系统，包括充电桩主体，其中，充电桩主体包括壳体1和挂设于壳体1上的充电枪3，壳体1内设有电控组件，本实施例的电控组件包括微控制器及与微控制器连接的按键4、触摸屏5、指示灯6、存储模块、语音播报器、电源模块、电能计量模块、NB-IOT通信模块，按键4、触摸屏5及指示灯6均设于壳体1的前侧面板上。本实施例的微控制器采用ARM Cortex-M3内核的TM32F103xE系列芯片，型号为STM32F103ZET6。存储模块采用大容量的存储器Flash芯片和EEPROM芯片(M24256B)，语音播报器采用千目电子有限公司的YS07型语音模块。电能计量模块采用的是单相多功能防窃电专用计量芯片，型号为RN8209，芯片能测量有功电能、无功电能、功率因数、频率及电压。本实施例的NB-IOT通信模块用来实现充电桩运行参数进行远程设置，具有广覆盖、大容量、低功耗、低成本等特点，使用License频段，可采取带内、保护带或独立载波三种部署方式，与现有网络共存。

本实施例以ARM嵌入式芯片作为核心处理器，用来控制实现充电操作等相关功能，并可将充电过程中用户的消费信息和充电桩自身的运行状态信息通过NB-IOT通信模块发送到后台服务器，提供给充电桩的管理者。本实施例的语音播报器安装在壳体1内部，壳体1前面板设计有扬声器出声口，用户进行充电操作时，语音播报器进行提示和错误操作报警。本实施例的指示灯6采用不同的发光颜色指示当前的工作状态，为用户在使用充电桩时提供运行状态指示。

为了便于检修电控组件，本实施例的壳体1的侧壁设置有门板2。为了提升本实施例的防潮性能，本实施例的壳体1上固定有安装板7，安装板7分隔壳体1内部构成上下两个区域，电控组件设于安装板7上方。本实施例在具体设置时，安装板7优选固定于壳体1中部。为了便于数据打印，本实施例的电控组件还包括与微控制器连接的打印机。

本实施例的充电枪3的供电线路上设有充电控制模块，充电控制模块包括PMOS管N1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一PNP三极管Q1、第二PNP三极管Q2及第一电容C1，本实施例的PMOS管N1的栅极作为充电电源连接端8，PMOS管N1的漏极连接电源VCC，第一电阻R1两端分别与PMOS管N1源极和第一PNP三极管Q1发射极连接，第一电阻R1与第一PNP三极管Q1发射极之间的线路上设置有电池电流采样端9。本实施例的第二电阻R2一端连接于第一电阻R1与PMOS管N1源极之间的线路上，其另一端与第一PNP三极管Q1基极连接，第一PNP三极管Q1集电极与第二PNP三极管Q2基极连接，第二PNP三极管Q2集电极与第一PNP三极管Q1基极连接，第二PNP三极管Q2发射极与PMOS管N1栅极连接。本实施例的第三电阻R3两端分别与第二PNP三极管Q2发射极和第二PNP三极管Q2基极连接，且第三电阻R3与第二PNP三极管Q2发射极之间的线路连接充电枪3。本实施例的第一电容C1一端连接于第二电阻R2与第一PNP三极管Q1基极之间的线路上，其另一端连接于第一电阻R1与第一PNP三极管Q1发射极之间的线路上。

本实施例应用时，电池电流采样端9外接待充电电池，以获取待充电电池输入端电流，以实现对第一PNP三极管Q1和第二PNP三极管Q2构成的控制电路实施控制。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。