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专利名称：一种智能充电桩的急停保护电路

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411010642.X

专利申请（专利权）人：宜宾宜行汽车开云优惠体育网页版入口有限公司
权利人地址：四川省宜宾市宜宾临港经济技术开发区临港大道三段17号企业服务中心329室附1号

专利发明（设计）人：发明人:李貌,张伟,刘海枫

专利摘要：本发明公开了一种智能充电桩的急停保护电路，包括采样模块、驱动模块、市网、储能系统，还包括主控模块，采样模块和主控模块、驱动模块连接，所述采样模块基于电网状态反馈当前供电电流VREF_2信号和允许供电电流VREF_1信号到主控模块，反馈第一驱动信号Vout_1到驱动模块；主控模块包括自反馈单元，自反馈单元接收当前供电电流VREF_2、允许供电电流VREF_1信号，并在市网掉电过程中生成第二驱动信号Vout_2到驱动模块，使其在掉电过程中驱动模块输出到充电桩的供电电流Vi不变；驱动模块通过Port_1和Port_2端和市网以及储能系统连接。

主权利要求：
1.一种智能充电桩的急停保护电路，包括采样模块、驱动模块、市网、储能系统，其特征在于，还包括主控模块，采样模块和主控模块、驱动模块连接，所述采样模块基于电网状态反馈当前供电电流VREF_2信号和允许供电电流VREF_1信号到主控模块，反馈第一驱动信号Vout_1到驱动模块；主控模块包括自反馈单元，自反馈单元接收当前供电电流VREF_2、允许供电电流VREF_1信号，并在市网掉电过程中生成第二驱动信号Vout_2到驱动模块，使其在掉电过程中驱动模块输出到充电桩的供电电流Vi不变；驱动模块通过Port_1和Port_2端和市网以及储能系统连接；
所述自反馈单元包括运算放大器U1、运算放大器U2、数字电位器U4、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9；
所述运算放大器U1同相端和电阻R3一端、电阻R4一端连接，反相端和电阻R5一端、电阻R6一端连接，输出端和电阻R5另一端、运算放大器U2反相端连接；运算放大器U2同相端、数字电位器U4第三引脚A1引脚、电阻R7一端和Vout_2连接，输出端和数字电位器U4第二引脚U/D引脚、电阻R9一端连接；数字电位器U4第七引脚CS引脚和电阻R8一端连接；电阻R3另一端和VREF_1连接；电阻R6另一端和VREF_2连接；电阻R7另一端和电源连接；电阻R4另一端、电阻R8另一端、电阻R9另一端、数字电位器U4第五引脚W1引脚、数字电位器U4第六引脚B1引脚和接地端连接。
2.根据权利要求1所述的智能充电桩的急停保护电路，其特征在于，所述主控模块还包括自检单元，所述自检单元包括运算放大器U3、运算放大器U5、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C1；
所述运算放大器U3同相端和电容C1一端、电阻R10一端连接，反相端和电阻R11一端、电阻R12一端连接，输出端和电阻R11另一端、运算放大器U5反相端连接；运算放大器U5输出端通过J2连接器和电阻R8一端连接；电容C1另一端通过J1连接器和电阻R5另一端连接；电阻R10另一端、电阻R12另一端和接地端连接；电阻R13一端和电源连接，另一端和电阻R14一端、运算放大器U5同相端连接；电阻R14另一端和接地端连接。
3.根据权利要求2所述的智能充电桩的急停保护电路，其特征在于，所述自检单元还包括触发器U6、反相器U7、电阻R15、电阻R16、二极管D1、转换开关；
所述触发器U6第一引脚和电源连接，第二引脚、第六引脚和二极管D1阳极连接，第三引脚和反相器U7输出端、电阻R16一端连接，第四引脚、二极管D1阴极、电阻R15一端通过J3连接器和电阻R8一端连接；转换开关第一连接端和反相器U7输入端连接，第二连接端和电阻R8一端连接，公共端和运算放大器U5输出端连接；电阻R15另一端、电阻R16另一端和接地端连接。
4.根据权利要求3所述的智能充电桩的急停保护电路，其特征在于，所述主控模块还包括复位单元，所述复位单元包括二极管D2、二极管D3、开关；
所述开关一端和电源连接，另一端和二极管D2阳极、二极管D3阳极连接；二极管D2阴极和二极管D1阴极连接；二极管D3阴极和电阻R16一端连接。
5.根据权利要求1所述的智能充电桩的急停保护电路，其特征在于，所述自反馈单元还包括电阻R1、电阻R2；
所述电阻R1一端和电源连接，另一端和电阻R2一端、电阻R3另一端连接；电阻R2另一端和接地端连接。
6.根据权利要求1所述的智能充电桩的急停保护电路，其特征在于，所述驱动模块包括光耦模块U8、光耦模块U9；
所述光耦模块U9第一引脚和Vout_1连接，第二引脚、光耦模块U8第二引脚和接地端连接，第三引脚、光耦模块U8第三引脚输出供电电流Vi，第四引脚和Port_1连接；光耦模块U8第一引脚和Vout_2连接，第四引脚和Port_2连接。 说明书 : 一种智能充电桩的急停保护电路技术领域[0001] 本发明涉及供电技术领域，特别涉及一种智能充电桩的急停保护电路。背景技术[0002] 充电桩在使用时可以通过调整供电电流来为各种型号的汽车进行充电，并且充电桩在故障时会通过切换备用电源与充电桩连接，保证桩上的充电枪可以续流为动力电池的继续供电，然而存在投切问题，通常在电网故障时会采用同时投切方式，而这种方式在使用功率较大的车型时会无法避免产生瞬时冲击电流降低电池使用寿命，因此提出一种智能充电桩的急停保护电路，可以在电网故障时进行平滑切换。发明内容[0003] 针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种智能充电桩的急停保护电路，包括采样模块、驱动模块、市网、储能系统，还包括主控模块，采样模块和主控模块、驱动模块连接，所述采样模块基于电网状态反馈当前供电电流VREF_2信号和允许供电电流VREF_1信号到主控模块，反馈第一驱动信号Vout_1到驱动模块；主控模块包括自反馈单元，自反馈单元接收当前供电电流VREF_2、允许供电电流VREF_1信号，并在市网掉电过程中生成第二驱动信号Vout_2到驱动模块，使其在掉电过程中驱动模块输出到充电桩的供电电流Vi不变；驱动模块通过Port_1和Port_2端和市网以及储能系统连接；[0004] 所述自反馈单元包括运算放大器U1、运算放大器U2、数字电位器U4、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9；[0005] 所述运算放大器U1同相端和电阻R3一端、电阻R4一端连接，反相端和电阻R5一端、电阻R6一端连接，输出端和电阻R5另一端、运算放大器U2反相端连接；运算放大器U2同相端、数字电位器U4第三引脚A1引脚、电阻R7一端和Vout_2连接，输出端和数字电位器U4第二引脚U/D引脚、电阻R9一端连接；数字电位器U4第七引脚CS引脚和电阻R8一端连接；电阻R3另一端和VREF_1连接；电阻R6另一端和VREF_2连接；电阻R7另一端和电源连接；电阻R4另一端、电阻R8另一端、电阻R9另一端、数字电位器U4第五引脚W1引脚、数字电位器U4第六引脚B1引脚和接地端连接。[0006] 进一步的，所述主控模块还包括自检单元，所述自检单元包括运算放大器U3、运算放大器U5、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C1；[0007] 所述运算放大器U3同相端和电容C1一端、电阻R10一端连接，反相端和电阻R11一端、电阻R12一端连接，输出端和电阻R11另一端、运算放大器U5反相端连接；运算放大器U5输出端通过J2连接器和电阻R8一端连接；电容C1另一端通过J1连接器和电阻R5另一端连接；电阻R10另一端、电阻R12另一端和接地端连接；电阻R13一端和电源连接，另一端和电阻R14一端、运算放大器U5同相端连接；电阻R14另一端和接地端连接。[0008] 进一步的，所述自检单元还包括触发器U6、反相器U7、电阻R15、电阻R16、二极管D1、转换开关；[0009] 所述触发器U6第一引脚和电源连接，第二引脚、第六引脚和二极管D1阳极连接，第三引脚和反相器U7输出端、电阻R16一端连接，第四引脚、二极管D1阴极、电阻R15一端通过J3连接器和电阻R8一端连接；转换开关第一连接端和反相器U7输入端连接，第二连接端和电阻R8一端连接，公共端和运算放大器U5输出端连接；电阻R15另一端、电阻R16另一端和接地端连接。[0010] 进一步的，所述主控模块还包括复位单元，所述复位单元包括二极管D2、二极管D3、开关；[0011] 所述开关一端和电源连接，另一端和二极管D2阳极、二极管D3阳极连接；二极管D2阴极和二极管D1阴极连接；二极管D3阴极和电阻R16一端连接。[0012] 进一步的，所述自反馈单元还包括电阻R1、电阻R2；[0013] 所述电阻R1一端和电源连接，另一端和电阻R2一端、电阻R3另一端连接；电阻R2另一端和接地端连接。[0014] 进一步的，所述驱动模块包括光耦模块U8、光耦模块U9；[0015] 所述光耦模块U9第一引脚和Vout_1连接，第二引脚、光耦模块U8第二引脚和接地端连接，第三引脚、光耦模块U8第三引脚输出供电电流Vi，第四引脚和Port_1连接；光耦模块U8第一引脚和Vout_2连接，第四引脚和Port_2连接。[0016] 本发明与现有技术相比的有益效果是：[0017] 本发明可通过自反馈单元在市网掉电过程中对充电桩的供电进行平滑切换，使充电桩的最终供电电流不变。另外根据不同地区的供电状况提供两种自反馈单元的切换方式进行选择，具备加装功能。附图说明[0018] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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。[0019] 图1为本发明提供的整体连接示意图。[0020] 图2为本发明提供的主控模块中自反馈单元、自检单元、复位单元连接结构示意图。[0021] 图3为本发明提供的驱动模块结构示意图。具体实施方式[0022] 为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明，应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。[0023] 本发明公开了一种智能充电桩的急停保护电路，包括采样模块、驱动模块、市网、储能系统，还包括主控模块，采样模块和主控模块、驱动模块连接，所述采样模块基于电网状态反馈当前供电电流VREF_2信号和允许供电电流VREF_1信号到主控模块，反馈第一驱动信号Vout_1到驱动模块；主控模块包括自反馈单元，自反馈单元接收当前供电电流VREF_2、允许供电电流VREF_1信号，并在市网掉电过程中生成第二驱动信号Vout_2到驱动模块，使其在掉电过程中驱动模块输出到充电桩的供电电流Vi不变；驱动模块通过Port_1和Port_2端和市网以及储能系统连接；[0024] 所述自反馈单元包括运算放大器U1、运算放大器U2、数字电位器U4、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9；[0025] 所述运算放大器U1同相端和电阻R3一端、电阻R4一端连接，反相端和电阻R5一端、电阻R6一端连接，输出端和电阻R5另一端、运算放大器U2反相端连接；运算放大器U2同相端、数字电位器U4第三引脚A1引脚、电阻R7一端和Vout_2连接，输出端和数字电位器U4第二引脚U/D引脚、电阻R9一端连接；数字电位器U4第七引脚CS引脚和电阻R8一端连接；电阻R3另一端和VREF_1连接；电阻R6另一端和VREF_2连接；电阻R7另一端和电源连接；电阻R4另一端、电阻R8另一端、电阻R9另一端、数字电位器U4第五引脚W1引脚、数字电位器U4第六引脚B1引脚和接地端连接。[0026] 具体地，所述主控模块还包括自检单元，所述自检单元包括运算放大器U3、运算放大器U5、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电容C1；[0027] 所述运算放大器U3同相端和电容C1一端、电阻R10一端连接，反相端和电阻R11一端、电阻R12一端连接，输出端和电阻R11另一端、运算放大器U5反相端连接；运算放大器U5输出端通过J2连接器和电阻R8一端连接；电容C1另一端通过J1连接器和电阻R5另一端连接；电阻R10另一端、电阻R12另一端和接地端连接；电阻R13一端和电源连接，另一端和电阻R14一端、运算放大器U5同相端连接；电阻R14另一端和接地端连接。[0028] 具体地，所述自检单元还包括触发器U6、反相器U7、电阻R15、电阻R16、二极管D1、转换开关；[0029] 所述触发器U6第一引脚和电源连接，第二引脚、第六引脚和二极管D1阳极连接，第三引脚和反相器U7输出端、电阻R16一端连接，第四引脚、二极管D1阴极、电阻R15一端通过J3连接器和电阻R8一端连接；转换开关第一连接端和反相器U7输入端连接，第二连接端和电阻R8一端连接，公共端和运算放大器U5输出端连接；电阻R15另一端、电阻R16另一端和接地端连接。[0030] 具体地，所述主控模块还包括复位单元，所述复位单元包括二极管D2、二极管D3、开关；[0031] 所述开关一端和电源连接，另一端和二极管D2阳极、二极管D3阳极连接；二极管D2阴极和二极管D1阴极连接；二极管D3阴极和电阻R16一端连接。[0032] 具体地，所述自反馈单元还包括电阻R1、电阻R2；[0033] 所述电阻R1一端和电源连接，另一端和电阻R2一端、电阻R3另一端连接；电阻R2另一端和接地端连接。[0034] 具体地，所述驱动模块包括光耦模块U8、光耦模块U9；[0035] 所述光耦模块U9第一引脚和Vout_1连接，第二引脚、光耦模块U8第二引脚和接地端连接，第三引脚、光耦模块U8第三引脚输出供电电流Vi，第四引脚和Port_1连接；光耦模块U8第一引脚和Vout_2连接，第四引脚和Port_2连接。[0036] 在一实施例中，采样模块将采集到的市网给充电桩当前供电电流VREF_2输入到控制模块的自反馈单元，同时设置充电桩允许供电电流VREF_1参考信号输入到控制模块的自反馈单元，并输出第一驱动信号Vout_1到驱动模块；自反馈单元中，允许供电电流VREF_1参考信号经电阻R3、电阻R4与接地回路，其连接端反馈到运算放大器U1同相端，当前供电电流VREF_2则经电阻R6输入到运算放大器U1反相端，并经电阻R5形成负反。怂惴糯笃鱑1对同相端和反相端电压进行差分后输入到运算放大器U2反相端，运算放大器U2同相端采样电阻R7和数字电位器U4第三引脚连接端电压后进行对比，并输出控制信号到数字电位器U4第二引脚控制其调节方位，数字电位器U4的第一引脚和时钟源连接，数字电位器U4进行上调或下调改变第二驱动信号Vout_2输出的电压，第二驱动信号Vout_2在反馈到驱动模块改变储能系统输入到充电桩的供电电流Vi，电阻R9用于运算放大器U2无输出时数字电位器U4第二引脚下拉，数字电位器U4第七引脚则经电阻R8回路后唤醒，当市网无变化时第二驱动信号Vout_2无输出，并随市网掉电过程中当前供电电流VREF_2变化而逐步增加第二驱动信号Vout_2电压，保持驱动模块的供电电流Vi不进行变化。[0037] 在一实施例中，考虑到电网干扰造成的电压浮动，在上述实施例基础上增加自检单元降低自反馈单元自动调控的灵敏度，在超出供电允许的波动范围后启动自反馈单元，其中先通过电容C1耦合运算放大器U1输出端信号并反馈到运算放大器U3同相端，当运算放大器U1无浮动或输出电压差值低于电容C1经电阻R7退耦参数时运算放大器U3截止，反之则运算放大器U3输出，电容C1取值越大允许的波动范围越大，运算放大器U1前后输出的差值越大，当运算放大器U3输出时先经电阻R11、电阻R12进行增益，电容C1取值越小则电阻R11/电阻R12的参数越大，电阻R11和电阻R12的取值为整数倍，让运算放大器U5同相端输入的参考信号可正常低于运算放大器U3输出时的参考信号，也可以不改变电阻R11和电阻R12取值，通过改变运算放大器U5同相端输入的参考电压使运算放大器U3在电容C1取值较小时输出的电压可以让运算放大器U5正常截止，运算放大器U5同相端除通过上级芯片输入外也可以通过分压电阻R13和电阻R14进行设置，运算放大器U5对比同相端和反相端电压后输出信号到数字电位器U4第七引脚，当运算放大器U5截止时数字电位器U4第七引脚经电阻R8回路唤醒，再经上述自反馈电路进行调控保持驱动模块的供电电流Vi不进行变化。[0038] 在一实施例中，还提供一种可以在电网超出允许波动范围后启动自反馈单元，与上述方式不同的是，在启动自反馈单元后需要通过复位恢复，这种方式适用在波动较为频繁且波动跨度大的地区，两种方式通过转换开关SW1进行切换，初始状态时运算放大器U5输出，反相器U7截止，当运算放大器U5无输出时经反相器U7反向反馈到触发器U6第三引脚，触发器U6初始第六引脚输出，在反相器U7输出后触发器U6第六引脚截止，数字电位器U4第七引脚下拉启动，复位单元在复位时对二极管D2和二极管D3阳极输入信号或按动开关SW2，电源经开关SW2一路经二极管D3输入到触发器U6第三引脚，另一经二极管D2输入到触发器U6第四引脚，触发器U6重新置位，数字电位器U4第七引脚再次上拉。允许供电电流VREF_1参考信号的设置也可以通过电阻R1和电阻R2分压设置，R1电阻和R2电阻其一可替换为变阻器改变允许供电电流。驱动模块中除采用光耦模块U9和光耦模块U8外，也可以通过耦合变压器进行隔离输出。在上述电网超出允许波动范围后的两种控制方式除集成通过转换开关SW1切换控制外，也可以根据选择通过J2连接器或J3连接器进行连接，J1连接器、J2连接器、J3连接器也可以在单独封装后通过跳针进行外挂插接。[0039] 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标记视为限制所涉及的权利要求。

专利地区：四川

专利申请日期：2024-07-26

专利公开日期：2024-10-18

专利公告号：CN118539590B