CN107161017A - 一种带双重唤醒功能的交流充电接口控制装置 - Google Patents

一种带双重唤醒功能的交流充电接口控制装置 Download PDF

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Abstract

一种带双重唤醒功能的交流充电接口控制装置，包括双重唤醒功能电路，双重唤醒功能电路包括二极管D2、二极管D3、稳压二极管D4、稳压二极管D5、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、场效应晶体管Q1、场效应晶体管Q2。车辆接口的CP端、二极管D3、电阻R11、场效应晶体管Q1的栅极依次连接。场效应晶体管Q1的漏极与地连接，源极经过电阻R13与场效应晶体管Q2的栅极连接，场效应晶体管Q2的源极与常电VLS0连接，漏极与RTC控制模块的电源输入端VLS1连接。该装置的优点在于：不打开ACC启动信号的情况下，直接连接交流充电枪即可开启充电。

Description

一种带双重唤醒功能的交流充电接口控制装置
技术领域
本发明涉及车载充电领域，尤其涉及一种带双重唤醒功能的交流充电接口控制装置。
背景技术
中华人民共和国国家标准的GB/T 20234.2-2011的电动汽车传导充电用连接装置的第二部分：交流充电接口中附件A的控制导引电路与控制原理中的A.3.5：在车载充电机自检完成没有故障的情况腺癌，并且电池组处于可充电状态时，车辆控制装置闭合开关S2(如果车辆设置有“车辆请求”或“充电控制”功能时，则同时满足车辆处于“充电请求”或“可充电”状态)。和A.3.6部分：供电控制装置通过测量检测点1的电压值判断车辆是否准备就绪。当检测点1的峰值电压为表A.2中状态3对应的电压值时，则供电控制装置通过闭合接触器K1和K2使交流供电回路导通。
所以只需要控制开关S2处于闭合状态时，就可以实现闭合接触器K1和K2使交流供电回路导通。
在该标准中还描述有，充电模式2和充电模式3外部的供电设备是在检测到后端开关S2闭合后才开始输出交流电到车载充电机，继而各控制器才能上电工作，其中包括电池管理***，但是开关S2又在电池管理***内部，必须要让电池管理***先上电工作开关S2才能闭合，这样就自相矛盾。
如图1和2所示，图1中开关S2为控制开关，整个充电***包括供电设备、车辆接口、电动汽车，其中车辆接口包括车辆接口CP端、CC端、PE端、交流输入N端、交流输入L端。在图2中换成场效应晶体管Q3,这样相当于开关S2有了控制端。供电控制装置的恒压电源端包括恒压电源端和PWM波形输出端，单刀双掷开关S1一端与供电控制装置的恒压电源端或PWM波形输出端连接，另一端与电阻R1的左端连接，电阻R1的右端与二极管D1的左端连接，二极管D1的右端通过电阻R2与场效应晶体管Q3的漏极连接，场效应晶体管Q3的源极与地连接。二极管D1的右端还通过电阻R3与地连接；二极管D1的左端为车辆接口的CP端。
在现有技术中有两个解决方案：
1.先通过ACC信号启动车辆，车辆给各控制器供电后，再连接供电设备的充电枪，这时电池管理***已经正常工作，开关S2处于闭合状态，供电设备检测到S2开关闭合后会输出交流电至车载充电机开始充电。
2.让S2开关常闭，这样就不存在这个问题。但这种方式不能在充电结束时通过判断S2的断开而断开交流电源输出，存在一定安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：每次使用车载充电时先打开ACC启动信号，操作麻烦客户体验差。另外一种方案存在一定的安全隐患。在此提供了一种带双重唤醒功能的交流充电接口控制装置。
一种带双重唤醒功能的交流充电接口控制装置，所述交流充电接口控制装置包括电源管理***、场效应晶体管Q3、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管D2，所述电源管理***包括和主控模块、RTC从板，RTC从板上设置有RTC从板的电源输入端、RTC控制模块，所述场效应晶体管Q3，电阻R2和电阻R3均设置在RTC从板上，所述RTC从板上设置有双重唤醒功能电路；所述RTC控制模块包括电源输入端VLS1、控制端MDO；
电阻R2与场效应晶体管Q3的漏极连接，场效应晶体管Q3的源极与地连接，场效应管Q3的栅极还通过电阻R4与地连接，所述场效应管Q3的栅极通过电阻R5与控制端MDO连接；
所述双重唤醒功能电路包括二极管D2、二极管D3、电阻R11、电阻R13、场效应晶体管Q1、场效应晶体管Q2；车辆接口的CP端、二极管D3、电阻R11、场效应晶体管Q1的栅极依次连接；所述场效应晶体管Q1的漏极与地连接，源极经过电阻R13与场效应晶体管Q2的栅极连接，所述场效应晶体管Q2的源极与常电VLS0连接，漏极与RTC控制模块的电源输入端VLS1连接；
所述主控模块包括主控唤醒端BCU_wake，所述主控唤醒端BCU_wake通过二极管D2与二极管D3和电阻R11之间的连接点连接。
详细地说，所述场效应晶体管Q1和场效应晶体管Q3是N通道场效应晶体管,型号为BSS123N，所述场效应晶体管Q2是P通道场效应晶体管,型号为SQ2309ES-T1_GE3。
详细地说，所述常电VLS0的电压为12V或24V。
详细地说，所述整车电源端输出端的电压为12V。
详细地说，所述主控唤醒端BCU_wake有电时的电压为12V或24V。
详细地说，所述电阻R1和电阻R2的电阻比值为1：3。
详细地说，交流充电接口控制装置包括供电控制装置、单刀双掷开关S1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D1，供电控制装置的输出端包括恒压电源端和PWM波形输出端，单刀双掷开关S1一端与供电控制装置的恒压电源端或PWM波形输出端连接，另一端与电阻R1的左端连接，电阻R1的右端与二极管D1的左端连接，二极管D1的右端通过电阻R2与场效应晶体管Q3的漏极连接，场效应晶体管Q3的源极与地连接，二极管D1的右端还通过电阻R3与地连接；所述单刀双掷开关S1开始连接供电控制装置的恒压电源端的时间点到RTC控制模块的控制端MDO电平发生变换的时间点的时间长度为T1,单刀双掷开关连接到恒压电源端时间点到单刀双掷开关调解到PWM波形输出端的时间点的时间长度为T2,所述时间长度T2大于时间长度T1。
详细地说，所述时间长度T2在100ms以上，时间长度T1不超过40ms。
详细地说，还包括整车电源端、继电器J1，所述电池管理***还包括电源输入端、继电器控制端、充电唤醒端；车载充电机包括车载充电机控制装置，车载充电机控制装置包括输出端；继电器J1包括输入端、输出端、被控端；
所述车载充电机的控制装置的输出端与电池管理***的充电唤醒端连接，整车电源端经过继电器J1的输入端和输出端与电池管理***的电源输入端连接，所述电池管理***的继电器控制端与继电器J1的被控端连接；电池管理***的电源输出端为主控唤醒端BCU_wake，电池管理***的电源输出端与RTC从板的电源输入端连接。
详细地说，还包括稳压二极管D4、稳压二极管D5、电阻R12、电阻R14，稳压二极管D5和电阻R12并联连接在场效应晶体管Q1的栅极和地之间，稳压二极管D4和电阻R14并联连接在场效应晶体管Q1的栅极和常电VLS0之间
本发明的优点在于：
(1)本发明中第一重唤醒功能是单刀双掷开关一端与供电控制装置的恒压电源端连接时，通过RTC控制模块的控制端MDO控制，使得场效应晶体管Q3导通。第二重唤醒功能是单刀双掷开关的一端与PWM波形输出端，由于此时电池管理***已经得电，电池管理***输出主控唤醒信号到RTC从板中。从而使得RTC从板中的场效应晶体管Q3继续导通。当车载充电机检测到电池已经充满时，车载充电机不发出充电唤醒信号，从而使得电池管理***中的继电器控制端控制继电器J1断开，这样电池管理***失电，从而使得RTC从板也失电，场效应晶体管Q3断开，从而断开K1和K2，停止充电，这样更好的保护了电池，延长了电池的使用寿命。
(2)本发明中单刀双掷开关连接到恒压电源端的时间持续100ms以上，当单刀双掷开关S1开始连接供电控制装置的恒压电源端到RTC控制模块的控制端MDO电平发生变换的时间超过单刀双掷开关连接到恒压电源端的时间，由于车载充电机的控制装置还没有发送充电唤醒信号给电池管理***，从而电池管理***不能得电，电池管理***的主控唤醒端BCU_wake也不能给RTC从板供电，而该装置中单刀双掷开关S1开始连接供电控制装置的恒压电源端到RTC控制模块的控制端MDO电平发生变换的时间在40ms内，这样使得场效应晶体管Q3一直处于导通的状态，该电路中唤醒信号发送时间完全可以实现双重唤醒。
附图说明
图1是充电模式3连接方式C的典型控制导引电路原理图；
图2是将图1中的开关S2替换成场效应管Q3的电路原理图；
图3是场效应管Q3的控制电路原理图；
图4是双重唤醒功能的电路原理图；
图5是图4中第二重唤醒功能的整个***的原理图。
具体实施方式
一种带双重唤醒功能的交流充电接口控制装置，交流充电接口控制装置包括整车电源端、主控模块、电源管理***、供点控制装置、单刀双掷开关S1、场效应晶体管Q3，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、车载充电机、二极管D1、继电器J1，电源管理***包括RTC从板，RTC从板上设置有RTC从板的电源输入端、RTC控制模块，场效应晶体管Q3，电阻R2和电阻R3均设置在RTC从板上，RTC从板上设置有双重唤醒功能电路。RTC控制模块包括电源输入端VLS1、控制端。
如图2-3所示，供电控制装置的恒压电源端包括恒压电源端和PWM波形输出端，单刀双掷开关S1一端与供电控制装置的恒压电源端或PWM波形输出端连接，另一端与电阻R1的左端连接，电阻R1的右端与二极管D1的左端连接，二极管D1的右端通过电阻R2与场效应晶体管Q3的漏极连接，场效应晶体管Q3的源极与地连接；二极管D1的右端还通过电阻R3与地连接；二极管D1的左端为车辆接口的CP端，场效应管Q3的栅极还通过电阻R4与地连接，场效应管Q3的栅极通过电阻R5与RTC控制模块的控制端MDO连接。
如图4所示，双重唤醒功能电路包括二极管D2、二极管D3、稳压二极管D4、稳压二极管D5、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、场效应晶体管Q1、场效应晶体管Q2。车辆接口的CP端、二极管D3、电阻R11、场效应晶体管Q1的栅极依次连接；稳压二极管D5和电阻R12并联连接在场效应晶体管Q1的栅极和地之间；场效应晶体管Q1的漏极与地连接，源极经过电阻R13与场效应晶体管Q2的栅极连接，场效应晶体管Q2的源极与常电VLS0连接，漏极与RTC控制模块的电源输入端VLS1连接；稳压二极管D4和电阻R14并联连接在场效应晶体管Q1的栅极和常电VLS0之间。
主控模块包括主控唤醒端BCU_wake，主控唤醒端BCU_wake通过二极管D2与二极管D3和电阻R11之间的连接点连接。
如图5所示，电池管理***包括电源输入端、电源输出端、继电器控制端、充电唤醒端。车载充电机包括车载充电机控制装置，车载充电机控制装置包括输出端；继电器J1包括输入端、输出端、被控端。
车载充电机的控制装置的输出端与电池管理***的充电唤醒端连接，整车电源端经过继电器J1的输入端和输出端与电池管理***的电源输入端连接，电池管理***的继电器控制端与继电器J1的被控端连接。电池管理***的电源输出端为主控唤醒端BCU_wake，电池管理***的电源输出端与RTC从板的电源输入端连接。
详细的，场效应晶体管Q1和场效应晶体管Q3是N通道场效应晶体管,型号为BSS123N，场效应晶体管Q2是P通道场效应晶体管,型号为SQ2309ES-T1_GE3。常电VLS0的电压为12V或24V。整车电源端输出端的电压为12V。主控唤醒端BCU_wake有电时的电压为12V或24V。电阻R1和电阻R2的电阻比值为1：3。
其中供电控制装置的恒压电源端为12V，单刀双掷开关S1首先与供电控制装置的恒压电源端连接，连接时间长度T2在100ms以上，单刀双掷开关换成与PWM波形输出端连接。单刀双掷开关S1开始连接供电控制装置的恒压电源端到RTC控制模块的控制端MDO电平发生变换的时间长度T1不超过40ms。
该装置的工作流程如下：先通过车辆接口的CP端的9V电压经过唤醒电路使得RTC从板得电工作，当RTC从板工作以后，起到开关作用代替开关S2的场效应晶体管Q3导通，也就是开关S2闭合，这样使得K1和K2闭合，从而交流电给车载充电机供电，车载充电机的控制装置发出充电唤醒信号给电池管理***，电池管理***的继电器控制端控制继电器J1导通，从而使得整车电源输入到电池管理***中，电池管理***的电源输出端为主控唤醒端BCU_wake。当车载充电机检测到电池已经充满时，车载充电机不发出充电唤醒信号，从而使得电池管理***中的继电器控制端控制继电器J1断开，这样电池管理***失电，从而使得RTC从板也失电，场效应晶体管Q3断开，从而断开K1和K2，停止充电。
以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带双重唤醒功能的交流充电接口控制装置，其特征在于，交流充电接口控制装置包括电源管理***、场效应晶体管Q3、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、二极管D2，所述电源管理***包括和主控模块、RTC从板，RTC从板上设置有RTC从板的电源输入端、RTC控制模块，所述场效应晶体管Q3，电阻R2和电阻R3均设置在RTC从板上，所述RTC从板上设置有双重唤醒功能电路；所述RTC控制模块包括电源输入端VLS1、控制端MDO；
电阻R2与场效应晶体管Q3的漏极连接，场效应晶体管Q3的源极与地连接，场效应管Q3的栅极还通过电阻R4与地连接，所述场效应管Q3的栅极通过电阻R5与控制端MDO连接；
所述双重唤醒功能电路包括二极管D2、二极管D3、电阻R11、电阻R13、场效应晶体管Q1、场效应晶体管Q2；车辆接口的CP端、二极管D3、电阻R11、场效应晶体管Q1的栅极依次连接；所述场效应晶体管Q1的漏极与地连接，源极经过电阻R13与场效应晶体管Q2的栅极连接，所述场效应晶体管Q2的源极与常电VLS0连接，漏极与RTC控制模块的电源输入端VLS1连接；
所述主控模块包括主控唤醒端BCU_wake，所述主控唤醒端BCU_wake通过二极管D2与二极管D3和电阻R11之间的连接点连接。
2.根据权利要求1所述的一种带双重唤醒功能的交流充电接口控制装置，其特征在于，所述场效应晶体管Q1和场效应晶体管Q3是N通道场效应晶体管,型号为BSS123N，所述场效应晶体管Q2是P通道场效应晶体管,型号为SQ2309ES-T1_GE3。
3.根据权利要求1所述的一种带双重唤醒功能的交流充电接口控制装置，其特征在于，所述常电VLS0的电压为12V或24V。
4.根据权利要求1所述的一种带双重唤醒功能的交流充电接口控制装置，其特征在于，所述整车电源端输出端的电压为12V。
5.根据权利要求1所述的一种带双重唤醒功能的交流充电接口控制装置，其特征在于，所述主控唤醒端BCU_wake有电时的电压为12V或24V。
6.根据权利要求1所述的一种带双重唤醒功能的交流充电接口控制装置，其特征在于，所述电阻R1和电阻R2的电阻比值为1：3。
7.根据权利要求1所述的一种带双重唤醒功能的交流充电接口控制装置，其特征在于，交流充电接口控制装置包括供电控制装置、单刀双掷开关S1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、二极管D1，供电控制装置的输出端包括恒压电源端和PWM波形输出端，单刀双掷开关S1一端与供电控制装置的恒压电源端或PWM波形输出端连接，另一端与电阻R1的左端连接，电阻R1的右端与二极管D1的左端连接，二极管D1的右端通过电阻R2与场效应晶体管Q3的漏极连接，场效应晶体管Q3的源极与地连接，二极管D1的右端还通过电阻R3与地连接；所述单刀双掷开关S1开始连接供电控制装置的恒压电源端的时间点到RTC控制模块的控制端MDO电平发生变换的时间点的时间长度为T1,单刀双掷开关连接到恒压电源端时间点到单刀双掷开关调解到PWM波形输出端的时间点的时间长度为T2,所述时间长度T2大于时间长度T1。
8.根据权利要求7所述的一种带双重唤醒功能的交流充电接口控制装置，其特征在于，所述时间长度T2在100ms以上，时间长度T1不超过40ms。
9.根据权利要求1所述的一种带双重唤醒功能的交流充电接口控制装置，其特征在于，还包括整车电源端、继电器J1，所述电池管理***还包括电源输入端、继电器控制端、充电唤醒端；车载充电机包括车载充电机控制装置，车载充电机控制装置包括输出端；继电器J1包括输入端、输出端、被控端；
所述车载充电机的控制装置的输出端与电池管理***的充电唤醒端连接，整车电源端经过继电器J1的输入端和输出端与电池管理***的电源输入端连接，所述电池管理***的继电器控制端与继电器J1的被控端连接；电池管理***的电源输出端为主控唤醒端BCU_wake，电池管理***的电源输出端与RTC从板的电源输入端连接。
10.根据权利要求1所述的一种带双重唤醒功能的交流充电接口控制装置，其特征在于，还包括稳压二极管D4、稳压二极管D5、电阻R12、电阻R14，稳压二极管D5和电阻R12并联连接在场效应晶体管Q1的栅极和地之间，稳压二极管D4和电阻R14并联连接在场效应晶体管Q1的栅极和常电VLS0之间。
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