一种隔离的交流桩输出短路检测和交流电压检测电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种隔离的交流桩输出短路检测和交流电压检测电路，包括变压器、信号发生电路、短路信号检测电路、交流电压检测电路、隔离电路，采用变压器铁芯上接各电路的线圈来实现短路检测，高低电压之间完全隔离，可以保证高安全性和高可靠性；对短路检测的同时还集成了交流电压检测的功能，功能更加齐全；任意两个导体之间是否发生短路都可以进行检测，应用范围广泛。应用范围广泛。应用范围广泛。

【技术实现步骤摘要】
一种隔离的交流桩输出短路检测和交流电压检测电路


[0001]本技术涉及一种电路，具体说是一种隔离的交流桩输出短路检测和交流电压检测电路。

技术介绍

[0002]在国家大力推动新兴能源发展的前提下，新能源汽车的快速发展和普及成为必不可挡的趋势，为其提供充电监测、充电计费、充电安全的交流充电桩设备也随之快速发展。
[0003]在整个交流充电桩设备中，保证新能源汽车的充电安全是其整个充电桩最为核心一个部分。在整个充电过程中，最先要做的就是要确保交流充电桩的输出端至新能源内部充电器的连接线没有发生短路现象，才能给新能源汽车内部的充电器提供220Vac的交流电，紧接着完成下面的充电过程。否则一旦发生了短路现象，而充电桩又没有做相应的检测，直接给新能源汽车内部的充电器提供220Vac的交流电，轻则发生空气开关跳闸，重则会引起线路烧毁，致使造成严重的人生安全和财产损失。同时在整个充电过程中，对交流电压进行检测也是很重要的一项，一旦发生电压过高或者过低，应及时停止给车辆供电，避免对车辆造成损坏。

技术实现思路

[0004]本技术设计了一种安全可靠的对交流充电桩与新能源汽车连接线短路与否做出检测及输出的交流电压做出检测的电路。
[0005]本技术采用的技术方案是：一种隔离的交流桩输出短路检测和交流电压检测电路，其特征在于：包括变压器、信号发生电路、短路信号检测电路、交流电压检测电路、隔离电路，所述信号发生电路包括信号发生线圈、NPN型三极管、驱动电阻，信号发生线圈接在变压器内绕接铁芯上，信号发生器线圈一端接脉冲信号输出，另一端接NPN型三极管的集电极，NPN型三极管的发射极接地，NPN型三极管基极分两路，一路经第一驱动电阻接交流充电桩内部的主MCU，另一路经第二驱动电阻接地；所述短路信号检测电路包括短路信号线圈、第一二极管、限流电阻，短路信号线圈接在变压器内绕接铁芯上，短路信号线圈一端经第一二极管接限流电阻，限流电阻接主MCU脉冲捕获引脚，短路信号线圈另一端接地；所述交流电压检测电路包括电压检测线圈、第二二极管、电容、负载电阻，电压检测线圈一端接地，另一端接第二二极管，第二二极管分三路，第一路经电容接地，第二路经负载电阻接地，第三路接主MCU模拟与数字转换引脚；所述隔离电路包括隔离线圈，隔离线圈接在变压器内绕接铁芯上，隔离线圈的两端分别接输出端火线和零线。
[0006]进一步地，所述信号发生器线圈上脉冲信号与主MCU产生控制NPN型三极管通断脉冲信号的频率一致。
[0007]进一步地，所述信号发生器线圈上脉冲信号与主MCU产生控制NPN型三极管通断脉冲信号的频率一致，均为+12V的脉冲信号。
[0008]本技术是一种完全隔离的集成了交流桩输出短路检测和输出交流电压检测
电路,其整个电路包含四个电路，信号发生电路，短路信号检测电路，交流电压检测电路，隔离电路。
[0009]当交流充电桩的充电枪与新能源车完成连接，充电桩进入短路检测阶段时，信号发生电路产生一个固定频率的脉冲信号送与变压器，由于感应电动势的存在，在变压器的各个绕组间都会按照一定的线圈匝比产生一个相同频率的脉冲信号。
[0010]如果交流充电桩输出端与新能源车连接线路之间没有发生短路现象，那么在脉冲信号检测端会检测到一个脉冲信号，该脉冲信号的频率与信号发生电路产生脉冲信号频率一致。从而判断出交流充电桩的输出端与新能源车连接线路之间没有发生短路。交流充电桩随后会给出220Vac的交流电供给新能源车进行充电。
[0011]如果交流充电桩输出端与新能源车连接线路之间发生了短路现象，那么输出端火线、零线之间的电压将会变为0V，从而导致隔离变压器的各个绕组间的电压也被钳位到0V，那么在脉冲信号检测端就永远都不会检测到任何的脉冲信号，从而判断出交流充电桩的输出端与新能源车连接线路之间发生短路。
[0012]交流充电桩间不会给出220Vac的交流电供给新能源车进行充电。从而起到保护安全的作用。
[0013]当进入正常充电的时候，输出火线、零线之间会一直有一个50Hz
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60Hz的正玄波交流电压，由于感应电动势的存在，在隔离变压器的各个绕组间都会按照相应的匝比产生一定比值的电压，在经由二极管整流，电容滤波变为直流信号，在通过模拟数字转换，从而计算出输出火线、零线之间的电压值。如果输出火线、零线之间的电压过高或者过低也会立即停止给新能源车进行充好电，从而更好的保护车辆的安全。
[0014]本技术变压器T1起到高电压和低电压之间隔离，去线圈之间的匝比关系是最为重要的一个因素；二极管D1，D2，将感应线圈上的正负电压变为只包含正电压的元素；NPN型三极管Q1被MCU进行控制，从而在变压器的一个线圈上产生一个增强的脉冲信号，防止因某个线圈带载而无法产生脉冲信号；限流电阻R1防止因电流过大或者干扰而损坏MCU；负载电阻R2，防止因干扰而引起MCU（微控制器）采样不准确，而引起的AC电压计算误差偏大的现象发生；三极管的驱动电阻R3、R4起到驱动Q1三极管的作用。
[0015]具有以下的优点：可广泛应用，对任意两个导线之间是否存在短路现象都可以进行检测，不仅局限于与交流电压线之间；采用隔离变压器的形式来完成，实现了高低电压之间的完全隔离，安全性高；电路结构简单，元器件少，成本低；还集成了交流电压检测的功能。
附图说明
[0016]图1为本技术结构示意图。
[0017]图中：变压器T、信号发生线圈1、短路信号线圈2、电压检测线圈3、隔离线圈4、NPN型三极管Q1、第一二极管D1、限流电阻R1、第二二极管D2、电容C1、负载电阻R2、第一驱动电阻R3、第二驱动电阻R4、输出火线L、零线N。
具体实施方式
[0018]以下结合附图作进一步说明。
[0019]图1所示：一种隔离的交流桩输出短路检测和交流电压检测电路包括变压器、信号发生电路、短路信号检测电路、交流电压检测电路、隔离电路。
[0020]信号发生电路包括信号发生线圈1、NPN型三极管Q1、第一驱动电阻R3、第二驱动电阻R4，信号发生线圈1接在变压器T内绕接铁芯上，信号发生器线圈1一端接脉冲信号输出，另一端接NPN型三极管Q1的集电极，NPN型三极管Q1的发射极接地，NPN型三极管Q1基极分两路，一路经第一驱动电阻R3接交流充电桩内部的主MCU，另一路经第二驱动电阻R4接地，信号发生器线圈上脉冲信号与主MCU产生控制NPN型三极管通断脉冲信号的频率一致，均为+12V的脉冲信号；短路信号检测电路包括短路信号线圈2、第一二极管D1、限流电阻R1，短路信号线圈2接在变压器T内绕接铁芯上，短路信号线圈2一端经第一二极管D1接限流电阻R1，限流电阻R1接主MCU脉冲捕获引脚5，短路信号线圈2另一端接地；交流电压检测电路包括电压检测线圈3、第二二极管D2、电容C1、负载电阻R2，电压检测线圈3一端接地，另一端接第二二极管D2，第二二极管分三路，第一路经电容C1接地，第二路经负载电阻R本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔离的交流桩输出短路检测和交流电压检测电路，其特征在于：包括变压器、信号发生电路、短路信号检测电路、交流电压检测电路、隔离电路，所述信号发生电路包括信号发生线圈、NPN型三极管、驱动电阻，信号发生线圈接在变压器内绕接铁芯上，信号发生器线圈一端接脉冲信号输出，另一端接NPN型三极管的集电极，NPN型三极管的发射极接地，NPN型三极管基极分两路，一路经第一驱动电阻接交流充电桩内部的主MCU，另一路经第二驱动电阻接地；所述短路信号检测电路包括短路信号线圈、第一二极管、限流电阻，短路信号线圈接在变压器内绕接铁芯上，短路信号线圈一端经第一二极管接限流电阻，限流电阻接主MCU脉冲捕获引脚，短路信号线圈另一端接地；所述交流电压检测电路包括电...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵高培，张娟，朱斌，辛旻，孙丹，
申请(专利权)人：江苏华骋科技有限公司，
类型：新型
国别省市：