CN113103884B - 一种唤醒信号发生电路以及车辆充电*** - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种唤醒信号发生电路以及车辆充电***，其中，所述信号触发电路包括第一触发模块和第二触发模块，所述第一触发模块接收到离上一个上升沿信号的时间间隔大于第一预设时长的下降沿信号时，输出第一电平的脉冲信号，在其他情况下，均输出第二电平；所述第二触发模块接收到离上一个下降沿信号的时间间隔大于第二预设时长的上升沿信号时，输出所述第一电平的脉冲信号，在其他情况下，均输出所述第二电平。如此配置，在合适的时机输出唤醒信号，符合控制器实际的工作需要，解决了现有技术中的充电唤醒电路存在无法完全实现较优的预期输出信号方案，并且在特定工况下无法唤醒控制器或者让控制器无法进入休眠的问题。

Description

一种唤醒信号发生电路以及车辆充电***

技术领域

本发明涉及车辆控制领域，特别涉及一种唤醒信号发生电路以及车辆充电***。

背景技术

为了降低功耗，汽车控制器通常都具有休眠和工作两种模式。在休眠模式下，控制器仅保留通信等少部分功能，功耗极低；当控制器检测到特定信号后，再进入工作模式，开始正常工作，我们通常称这一用于使控制器从休眠模式进入工作模式的特定信号为唤醒信号，常用的唤醒信号有很多，如车钥匙信号，CAN(Controller Area Network控制器局域网络)通信信号等。

GB/T 18487《电动汽车传导充电***》和IEC 61851<Electric VehicleConductive charging system>(为描述的方便，下文简称为“标准”)详细地规定了电动汽车交/直流充电的各项技术指标，是电动车生产厂商必须遵守的规范。根据实际的应用需求，充电信号也常常用作控制器唤醒信号。(如用户将充电枪与车辆连接好后并不充电，而是进入休眠，待到晚上电价较低时，由充电信号唤醒控制器，开始充电)。根据标准规定，交流充电过程为：首先，插上充电枪，此时充电信号由0V变为9V；然后，充电桩闭合充电开关，此时充电信号由9V变为幅值为±9V频率为1Khz，占空比在5％-97％之间的PWM波信号；最后电动车控制器闭合充电确认开关，此时幅值为±9V频率为1Khz，占空比在5％-97％之间的PWM波信号变为，同频，同占空比，但幅值为±6V的PWM波信号。即在交流充电过程中，充电信号的变化过程为0V→9V→±9V_PWM波→±6V_PWM波，此外，在一些特殊工况下，如充电过程中充电桩突然断电后恢复供电，交流充电信号还会出现0V→±9V_PWM波的变化过程。上述过程中，车辆充电端口的电压波形图如图1所示。

可见，交流充电信号的变化过程复杂，状态多样，但在实际应用常常需要将交流充电信号作为唤醒信号，这为控制器的充电接口电路设计带来了诸多问题：

(1)交流充电信号的不同阶段对应不同工况，每一阶段的切换过程都需要具备唤醒功能。如插充电枪唤醒控制器，对应充电信号由0V变为9V时的上升沿唤醒；充电桩闭合充电开关唤醒控制器，对应充电信号由9V变为±9V_PWM波时的下降沿唤醒；充电桩断电重启后恢复充电，对应0V变为±9V_PWM波时的上升沿唤醒。因此，交流充电接口电路需要识别并响应不同的信号变化过程，这常常使电路变得十分复杂。

(2)基于阶梯电价的收费模式，夜间的电价较低，因此，许多电动车都具有预约充电的功能，即连接交流充电枪后，电动车控制器进入休眠状态，预约时间到时，充电信号唤醒控制器，再开始充电。这不仅要求交流充电信号的不同阶段在切换时具备唤醒功能，还要求在不同阶段持续过程中，控制器可以进入休眠，而这一需求常常与唤醒需求是矛盾的，为设计带来了很大困难。

(3)为使交流充电信号在不同状态下都可以唤醒控制器，唤醒电路常常比较复杂，但标准对交流充电信号的采样精度做出了明确要求，因此交流充电唤醒电路不能影响信号采样，唤醒电路和采样电路之间要进行隔离。

通过上述分析，并结合图1可以得到充电唤醒电路的输入信号的11种可能性，以及这11种可能性下较优的预期输出信号，如表1所示。

表1电压信号可能性及唤醒电路的预期输出信号

在现有技术中，有一种方案是设计了交流充电信号接口电路通过两级波形转换电路，将输入信号的上升沿转换为一个正脉冲，再用这个正脉冲信号唤醒控制器。该电路在交流充电信号不同阶段切换时均可以唤醒控制器，但是在PWM阶段会反复产生正脉冲，因此无法让控制器在PWM波阶段(也就是表1中的5、6、7、11的情况)进入休眠，也就不具备预约唤醒功能。

在现有技术中，还有一种方案的充电接口唤醒电路利用交流充电信号的高电平向mos管的g极电容充电，来打开mos管，进而生成一个正脉冲信号来换新控制器。但该电路在PWM波(也就是表1中的5、6、7、11的情况)占空比较低时，无法打开mos管，在PWM波占空比较高时，PWM波的上升沿反复打开mos管，使控制器无法进入休眠。且该唤醒电路在电容充电过程中会影响充电信号采样的幅值精度和占空比精度。

综上，现有技术中的充电唤醒电路存在无法完全实现较优的预期输出信号方案，并且在特定工况下无法唤醒控制器或者让控制器无法进入休眠的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种唤醒信号发生电路以及车辆充电***，以解决现有技术中的充电唤醒电路存在无法完全实现较优的预期输出信号方案，并且在特定工况下无法唤醒控制器或者让控制器无法进入休眠的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种唤醒信号发生电路，所述信号触发电路包括第一触发模块和第二触发模块，所述第一触发模块的输入端和所述第二触发模块的输入端连接，所述第一触发模块的输出端和所述第二触发模块的输出端连接；

所述第一触发模块被配置为，当接收到离上一个上升沿信号的时间间隔大于第一预设时长的下降沿信号时，输出第一电平的脉冲信号，在其他情况下，均输出第二电平；

所述第二触发模块被配置为，当接收到离上一个下降沿信号的时间间隔大于第二预设时长的上升沿信号时，输出所述第一电平的脉冲信号，在其他情况下，均输出所述第二电平；

所述第一电平为高电平和低电平中的一个，所述第二电平与所述第一电平相反。

可选的，所述第一触发模块包括第一电容器，所述第一电容器的第一端被配置为所述第一触发模块的输入端；

所述第一电容器被配置为，当接收到一个突变沿信号时，将所述第一端的电压差叠加于所述第一电容器的第二端的电压上，所述第一触发模块基于所述第一电容器的第二端的电压输出信号。

可选的，所述第一触发模块还包括第一充放电单元；

所述第一充放电单元被配置为，对所述第一电容器进行充电或放电时，若所述第一电容器的第二端的电压小于第一预设电压，使所述第一电容器的第二端的电压提高至大于或者等于所述第一预设电压的时长小于所述唤醒信号发生电路能够接收到的震荡信号中可能出现的最小脉宽；否则，使所述第一电容器的第二端的电压与所述第一电容器的充放电基准点的电压的差值恢复至小于预设差值的时长大于或者等于所述第一预设时长；

所述第一预设时长大于所述唤醒信号发生电路能够接收到的震荡信号中可能出现的最大脉宽。

可选的，所述第一充放电单元包括第一充放电子单元、第二充放电子单元以及第一判断元件；

所述第一充放电子单元单独对所述第一电容器进行充电或者放电时，使得所述第一电容器的第二端的电压与所述第一电容器的充放电基准点的电压的差值恢复至小于预设差值的时长大于或者等于所述第一预设时长；

所述第一充放电子单元和所述第二充放电子单元共同对所述第一电容器进行充电或放电时，使得所述第一电容器的第二端的电压提高至大于或者等于所述第一预设电压的时长小于所述最小脉宽；

当所述第一电容器的第二端的电压小于所述第一电容器的充放电基准点的电压时，所述第一充放电子单元和所述第二充放电子单元共同对所述第一电容器进行充电或放电；否则，所述第二充放电子单元的充放电回路被所述第一判断元件阻断，所述第一充放电子单元单独对所述第一电容器进行充电或者放电；

所述第一电容器的充放电基准点的电压大于或者等于所述第一预设电压。

可选的，所述第一触发模块还包括第一信号输出单元；

所述第一信号输出单元的输出端被配置为所述第一触发模块的输出端；当所述第一电容器的第二端的电压小于第一预设电压时，所述第一信号输出单元的输出端输出所述第一电平；在其他情况下，所述第一信号输出单元输出所述第二电平。

可选的，所述第二触发模块包括第二电容器，所述第二电容器的第一端被配置为所述第二触发模块的输入端；

所述第二电容器被配置为，当接收到一个突变沿信号时，将所述第一端的电压差叠加于所述第二电容器的第二端的电压上，所述第二触发模块基于所述第二电容器的第二端的电压输出信号。

可选的，所述第二触发模块还包括第二充放电单元；

所述第二充放电单元被配置为，对所述第二电容器进行充电或放电时，若所述第二电容器的第二端的电压大于第二预设电压，使所述第二电容器的第二端的电压降低至小于或者等于所述第二预设电压的时长小于所述唤醒信号发生电路能够接收到的震荡信号中可能出现的最小脉宽；否则，使所述第二电容器的第二端的电压与所述第二电容器的充放电基准点的电压的差值恢复至小于预设差值的时长大于或者等于所述第二预设时长；

所述第二预设时长大于所述唤醒信号发生电路能够接收到的震荡信号中可能出现的最大脉宽。

可选的，所述第二充放电单元包括第三充放电子单元、第四充放电子单元以及第二判断元件；

所述第三充放电子单元单独对所述第二电容器进行充电或者放电时，使得所述第二电容器的第二端的电压与所述第二电容器的充放电基准点的电压的差值恢复至小于预设差值的时长大于或者等于所述第二预设时长；

所述第三充放电子单元和所述第四充放电子单元共同对所述第二电容器进行充电或放电时，使得所述第二电容器的第二端的电压降低至小于或者等于所述第二预设电压的时长小于所述最小脉宽；

当所述第二电容器的第二端的电压小于所述第二电容器的充放电基准点的电压时，所述第三充放电子单元和所述第四充放电子单元共同对所述第二电容器进行充电或放电；否则，所述第四充放电子单元的充放电回路被所述第二判断元件阻断，所述第三充放电子单元单独对所述第二电容器进行充电或者放电；

所述第二电容器的充放电基准点的电压小于或者等于所述第二预设电压。

可选的，所述第二触发模块还包括第二信号输出单元；

所述第二信号输出单元的输出端被配置为所述第二触发模块的输出端；当所述第二电容器的第二端的电压大于第二预设电压时，所述第二信号输出单元的输出端输出所述第一电平；在其他情况下，所述第二信号输出单元输出所述第二电平。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种车辆充电***，包括车辆充电端口、上述的唤醒信号发生电路和控制器；

所述控制器包括唤醒信号输入端，所述控制器用于通过所述唤醒信号输入端接收所述第一电平并将自身的状态切换为工作模式；

所述第一触发模块的输入端与所述车辆充电端口连接，所述第一触发模块的输出端与所述唤醒信号输入端连接。

与现有技术相比，本发明提供的一种唤醒信号发生电路以及车辆充电***中，所述信号触发电路包括第一触发模块和第二触发模块，所述第一触发模块接收到离上一个上升沿信号的时间间隔大于第一预设时长的下降沿信号时，输出第一电平的脉冲信号，在其他情况下，均输出第二电平；所述第二触发模块接收到离上一个下降沿信号的时间间隔大于第二预设时长的上升沿信号时，输出所述第一电平的脉冲信号，在其他情况下，均输出所述第二电平。如此配置，在合适的时机输出唤醒信号，符合控制器实际的工作需要，解决了现有技术中的充电唤醒电路存在无法完全实现较优的预期输出信号方案，并且在特定工况下无法唤醒控制器或者让控制器无法进入休眠的问题。

附图说明

本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：

图1是一车辆充电端口的电压波形图；

图2a是本发明一实施例的唤醒信号发生电路的结构示意图；

图2b是本发明又一实施例的唤醒信号发生电路的结构示意图；

图3是本发明一实施例的唤醒信号发生电路的电路示意图；

图4是本发明一实施例的唤醒信号发生电路在未插枪、从未插枪切换至插枪的瞬间以及插枪且充电开关未闭合工况下的波形示意图；

图5是本发明一实施例的唤醒信号发生电路在插枪且充电开关未闭合、插枪且充电开关闭合的瞬间以及插枪且充电开关闭合后工况下的波形示意图；

图6是本发明一实施例的唤醒信号发生电路在充电桩断电后、充电桩断电后恢复供电的瞬间以及充电桩断电又恢复供电后工况下的波形示意图。

附图中：

100-第一触发模块；110-第一电容器；120-第一充放电单元；121-第一充放电子单元；122-第一判断元件；123-第二充放电子单元；130-第一信号输出单元；

200-第二触发模块；210-第二电容器；220-第二充放电单元；221-第三充放电子单元；222-第二判断元件；223-第四充放电子单元；230-第二信号输出单元。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，“一端”与“另一端”以及“近端”与“远端”通常是指相对应的两部分，其不仅包括端点，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。此外，如在本发明中所使用的，一元件设置于另一元件，通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指出外。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的核心思想在于提供一种唤醒信号发生电路以及车辆充电***，以解决现有技术中的充电唤醒电路存在无法完全实现较优的预期输出信号方案，并且在特定工况下无法唤醒控制器或者让控制器无法进入休眠的问题。

以下参考附图进行描述。

【实施例一】

请参考图2a和图2b，其中，图2a是本发明一实施例的唤醒信号发生电路的结构示意图；图2b是本发明又一实施例的唤醒信号发生电路的结构示意图。

本实施例的唤醒信号发生电路如图2a所示。所述信号触发电路包括第一触发模块100和第二触发模块200，所述第一触发模块100的输入端和所述第二触发模块200的输入端连接，所述第一触发模块100的输出端和所述第二触发模块200的输出端连接；在本实施例中，所述第一触发模块100的输入端被配置为所述信号触发电路的输入端，所述第一触发模块100的输出端被配置为所述信号触发电路的输出端。在其他的实施例中，也可以额外设置其他的模块或元件，输入信号先经过其他模块或元件再传输至所述第一触发模块100的输入端，和/或所述第一触发模块100的输出信号先经过其他模块或元件再输出至外部电路。

所述第一触发模块100被配置为，当接收到离上一个上升沿信号的时间间隔大于第一预设时长的下降沿信号时，输出第一电平的脉冲信号，在其他情况下，均输出第二电平；

所述第二触发模块200被配置为，当接收到离上一个下降沿信号的时间间隔大于第二预设时长的上升沿信号时，输出所述第一电平的脉冲信号，在其他情况下，均输出所述第二电平；

所述第一电平为高电平和低电平中的一个，所述第二电平与所述第一电平相反。

所述第一电平优选为高电平，在一些特殊的实施例中，所述第一电平也可能为低电平。在本实施例中，控制器需要的唤醒信号为高电平脉冲。

所述第一预设时长大于所述唤醒信号发生电路能够接收到的震荡信号中可能出现的最大脉宽，所述第二预设时长大于所述唤醒信号发生电路能够接收到的震荡信号中可能出现的最大脉宽。所述第一预设时长以及所述第二预设时长可以根据实际需要进行配置，在本实施例中，所述第一预设时长以及所述第二预设时长为1秒。

通过所述第一触发模块100和所述第二触发模块200的配置，可以实现如背景技术中表1所示的较优的预期输出信号方案，具体分析如下：

1.未插枪阶段，输入信号为低电平，所述第一触发模块100和所述第二触发模块200都输出低电平，符合预期。

2.从未插枪切换至插枪的瞬间，由于输入信号为上升沿，因此所述第一触发模块100输出低电平。而未插枪的持续时间远远大于所述第二预设时长，因此，所述第二触发模块200输出高电平脉冲，符合预期。

3.插枪且充电开关未闭合，输入信号为持续的高电平，所述第一触发模块100和所述第二触发模块200都输出低电平，符合预期。

4.插枪且充电开关闭合的瞬间，由于输入信号为下降沿，因此所述第二触发模块200输出低电平。而充电开关闭合的持续时间远远大于所述第一预设时长，因此，所述第一触发模块200输出高电平脉冲，符合预期。

5～7.插枪且充电开关闭合后、充电开关闭合且充电确认开关闭合的瞬间、充电确认开关闭合后，这三个阶段，输入信号均为频率为1kHz的震荡信号，占空比在5％～97％之间，因此，最大脉宽小于1ms，任意两个相邻的“上升沿-下降沿对”以及任意两个相邻的“下降沿-上升沿对”之间的时间间隔均小于所述第一时长和所述第二时长，因此，所述第一触发模块100和所述第二触发模块200都输出低电平，符合预期。

8.充电桩突然断电的瞬间，不做要求，因此无论所述唤醒信号发生电路输出何种信号，均符合预期。在本实施例中，断电的瞬间所述唤醒信号发生电路仍然输出低电平。

9.充电桩断电后，输入信号为低电平，所述第一触发模块100和所述第二触发模块200都输出低电平，符合预期。

10.充电桩断电后恢复供电的瞬间，由于输入信号为上升沿，因此所述第一触发模块100输出低电平。而断电的持续时间远远大于所述第二预设时长，因此，所述第二触发模块200输出高电平脉冲，符合预期。

11.充电桩断电又恢复供电后，本质上该阶段与5～7阶段没有区别，因此，符合预期。

通过上述分析可以，所述唤醒信号发生电路能够完全实现较优的预期输出信号方案。

进一步地，所述第一触发模块100包括第一电容器110，所述第一电容器110的第一端被配置为所述第一触发模块的输入端；

所述第一电容器110被配置为，当接收到一个突变沿信号时，将所述第一端的电压差叠加于所述第一电容器的第二端的电压上，所述第一触发模块100基于所述第一电容器110的第二端的电压输出信号。如此配置，利用电容器两端电压的耦合效应，能够将输入信号的突变沿反映到所述第一电容器110的第二端上，从而为后续的电路提供判断依据。同时，由于通过利用所述110采集信号，对信号源的影响较小，对与所述唤醒信号发生电路并联的其他电路的输入信号的影响较小。所述突变沿包括上升沿和下降沿。

在本实施例中，所述第一触发模块100还包括第一充放电单元120；

所述第一充放电单元120被配置为，对所述第一电容器110进行充电或放电时，若所述第一电容器110的第二端的电压小于第一预设电压，使所述第一电容器110的第二端的电压提高至大于或者等于所述第一预设电压的时长小于所述唤醒信号发生电路能够接收到的震荡信号中可能出现的最小脉宽；否则，使所述第一电容器110的第二端的电压与所述第一电容器110的充放电基准点的电压的差值恢复至小于预设差值的时长大于或者等于所述第一预设时长。所述预设差值为一个接近0的值，例如，为0.1V，0.01V，1mV等。在本实施例中，可以将“恢复至小于预设差值”理解为“恢复至两者相等”或者“恢复至两者在工程范畴下相等”。“充放电基准点”应当这样理解，当电容器经过足够长的时间后，其用于充放电的一端能够达到的电压值所在的点。在本实施例中，所述第一电容器110的充放电基准点为电源，所述第二电容器210的充放电基准点为地极，在其他的实施例中，可能基于特殊的考虑，设置特殊的充放电基准点。

“震荡信号的最小脉宽”应当这样理解，首先，震荡信号包括方波信号，也包括其他形式的震荡信号，例如三角波、正弦波等，在本实施例中，所述震荡信号可以理解为方波信号，最小脉宽是所述方波信号中低电平信号的最小脉宽和高电平信号的最小脉宽中的较小者。在其他的震荡波形中，可以先通过设定阈值，将小于该阈值的波形视为低电平，将大于或等于该阈值的波形视为高电平，从而将其他的波形转化为方波，再根据上述的思路进行理解。震荡信号的最大脉宽可以按照相同的思路进行理解。

所述第一触发模块100还包括第一信号输出单元130；

所述第一信号输出单元130的输出端被配置为所述第一触发模块100的输出端；当所述第一电容器110的第二端的电压小于第一预设电压时，所述第一信号输出单元130的输出端输出所述第一电平；在其他情况下，所述第一信号输出单元130输出所述第二电平。

所述第一预设电压用于区分不同的工况，配合后续的第一信号输出单元130工作，可以输出预期的信号。通过上述配置，可以理解，当所述第一电容器的第二端电压小于所述第一预设电压时，其电压会被立刻拉高至大于或者等于所述第一预设电压，而再其他情况下，其电压会被“困在”大于或者等于所述第一预设电压的区间，因此所述第一触发模块100再大部分情况下都会输出低电平。而只有当接收到离上一个上升沿信号的时间间隔大于第一预设时长的下降沿信号时，由于所述第一电容器110的第二端的电压已经通过充分的充电或放电，达到了一个较低的值，此时在所述第一电容器110的第一端接收到一个下降沿，那么所述第一电容器110的第二端的电压在该下降沿的作用下，能够在瞬间冲破阻碍，达到小于所述第一预设电压的值，从而触发高电平，但是由于在这种情况下，所述第一充放电单元120的充放电速度较快，这个状态不能持续太久，因此该高电平信号只能持续一个较短的时间，所以最终输出了一个高电平的脉冲信号。

需理解所述第一信号输出单元130可以直接地或者间接地获取所述第一电容器110的第二端的电压。在本实施例中，所述第一信号输出单元130间接地获取所述第一电容器110的第二端的电压，在如图2b所示的实施例中，所述第一信号输出单元130直接地获取所述第一电容器110的第二端的电压。当所述第一信号输出单元130间接地获取所述第一电容器110的第二端的电压时，所述第一信号输出单元130直接使用的触发阈值可能需要根据实际电路对所述第一预设电压进行转换得到。

以下内容对所述第二触发模块200进行描述，由于所述第二触发模块200与所述第一触发模块100的工作原理基本相同，只是在一些细节上存在高低电平的区别以及一些大于和小于关系的替换，因此，以下内容仅描述所述第二触发模块200的结构，但是省略了所述第二触发模块200的工作原理。所述第二触发模块200的工作原理请参考所述第一触发模块100的相关描述进行理解。

所述第二触发模块200包括第二电容器210，所述第二电容器210的第一端被配置为所述第二触发模块200的输入端；

所述第二电容器210被配置为，当接收到一个突变沿信号时，将所述第一端的电压差叠加于所述第二电容器210的第二端的电压上，所述第二触发模块200基于所述第二电容器210的第二端的电压输出信号。

所述第二触发模块200还包括第二充放电单元220；

所述第二充放电单元220被配置为，对所述第二电容器210进行充电或放电时，若所述第二电容器210的第二端的电压大于第二预设电压，使所述第二电容器210的两端的电压降低至小于或者等于所述第二预设电压的时长小于所述唤醒信号发生电路能够接收到的震荡信号中可能出现的最小脉宽；否则，使所述第二电容器210的第二端的电压与所述第二电容器210的充放电基准点的电压的差值恢复至小于预设差值的时长大于或者等于所述第二预设时长。

所述第二触发模块200还包括第二信号输出单元230；

所述第二信号输出单元230的输出端被配置为所述第二触发模块200的输出端；当所述第二电容器210的第二端的电压大于第二预设电压时，所述第二信号输出单元230的输出端输出所述第一电平；在其他情况下，所述第二信号输出单元230输出所述第二电平。

综上，本实施例可以实现较优的预期输出信号，具有较优的效果。

【实施例二】

请参考图3至图6，其中，图3是本发明一实施例的唤醒信号发生电路的电路示意图；图4是本发明一实施例的唤醒信号发生电路在未插枪、从未插枪切换至插枪的瞬间以及插枪且充电开关未闭合工况下的波形示意图；图5是本发明一实施例的唤醒信号发生电路在插枪且充电开关未闭合、插枪且充电开关闭合的瞬间以及插枪且充电开关闭合后工况下的波形示意图；图6是本发明一实施例的唤醒信号发生电路在充电桩断电后、充电桩断电后恢复供电的瞬间以及充电桩断电又恢复供电后工况下的波形示意图。

在本实施例中，所述信号触发电路包括第一触发模块100和第二触发模块200，所述第一触发模块100的输入端和所述第二触发模块200的输入端连接，所述第一触发模块100的输出端和所述第二触发模块200的输出端连接；

所述第一触发模块100包括第一电容器110，所述第一电容器110的第一端被配置为所述第一触发模块100的输入端；

所述第二触发模块200包括第二电容器210，所述第二电容器210的第一端被配置为所述第二触发模块的输入端；

所述第一触发模块100还包括第一充放电单元120；

较优地，所述第一充放电单元120包括第一充放电子单元121、第二充放电子单元123以及第一判断元件122；

所述第一充放电子单元121单独对所述第一电容器110进行充电或者放电时，使得所述第一电容器110的第二端的电压与所述第一电容器110的充放电基准点的电压的差值恢复至小于预设差值的时长大于或者等于所述第一预设时长；

所述第一充放电子单元121和所述第二充放电子单元123共同对所述第一电容器110进行充电或放电时，使得所述第一电容器110的第二端的电压提高至大于或者等于所述第一预设电压的时长小于所述最小脉宽；

当所述第一电容器110的第二端的电压小于所述第一电容器110的充放电基准点的电压时，所述第一充放电子单元121和所述第二充放电子单元123共同对所述第一电容器110进行充电或放电；否则，所述第二充放电子单元123的充放电回路被所述第一判断元件122阻断，所述第一充放电子单元121单独对所述第一电容器110进行充电或者放电；

所述第一电容器110的充放电基准点的电压大于或者等于所述第一预设电压。

上述方案为所述第一充放电单元120的一种实现可能。在其他的实施例中，也可以是当所述第一电容器110的第二端的电压小于第一预设电压时，只有所述第二充放电子单元123工作；在其他的情况下，只有所述第一充放电子单元121工作。又或者，只设置一个充放电子单元，但是通过调节所述充放电子单元的相关参数来调节充放电速度。所述第二充放电单元220的方案也应当按照上述思路进行理解。

具体地，所述第一充放电子单元121包括第一电阻R8，所述第一电阻R8的一端与所述第一电容器110的第二端连接，所述第一电阻R8的另一端与电源连接。所述第一判断元件122为第一二极管D3，所述第二充放电子单元123包括第二电阻R9，所述第一二极管D3的负极与所述第一电容器110的第二端连接，所述第一二极管D3的正极与所述第二电阻R9的一端连接，所述第二电阻R9的另一端与电源连接。所述第一电阻R8的阻值与所述第二电阻R9的电阻阻值之比大于100，在本实施例中，所述第一电阻R8的阻值大于5M欧，例如为6M欧，所述第二电阻R9的阻值小于10k欧，例如为9k欧。

所述第二触发模块200还包括第二充放电单元220；

所述第二充放电单元220包括第三充放电子单元221、第四充放电子单元223以及第二判断元件222；

所述第三充放电子221单元单独对所述第二电容器210进行充电或者放电时，使得所述第二电容器210的第二端的电压与所述第二电容器210的充放电基准点的差值恢复至小于预设差值的时长大于或者等于所述第二预设时长；

所述第三充放电子单元221和所述第四充放电子单元223共同对所述第二电容器210进行充电或放电时，使得所述第二电容器210的第二端的电压降低至小于或者等于所述第二预设电压的时长小于所述最小脉宽；

当所述第二电容器210的第二端的电压小于所述第二电容器210的充放电基准点的电压时，所述第三充放电子单元221和所述第四充放电子单元223共同对所述第二电容器210进行充电或放电；否则，所述第四充放电子单元223的充放电回路被所述第二判断元件222阻断，所述第三充放电子单元221单独对所述第二电容器210进行充电或者放电；

所述第二电容器210的充放电基准点的电压小于或者等于所述第二预设电压。

具体地，所述第三充放电子单元221包括第三电阻R4，所述第三电阻R4的一端与所述第二电容器210的第二端连接，所述第三电阻R4的另一端接地。所述第二判断元件222为第二二极管D2，所述第四充放电子单元223包括第四电阻R5，所述第二二极管D2的正极与所述第二电容器210的第二端连接，所述第二二极管D2的负极与所述第四阻R5的一端连接，所述第四电阻R5的另一端接地。所述第三电阻R4的阻值与所述第四电阻R5的电阻阻值之比大于100，在本实施例中，所述第一电阻R4的阻值大于5M欧，例如为6M欧，所述第二电阻R5的阻值小于10k欧，例如为9k欧。

所述第一触发模块100还包括第一信号输出单元130；

所述第一信号输出单元130包括第五电阻R10、第一开关元件、第六电阻R11以及第三二极管D4。所述第五电阻R10的一端与所述第一二极管D3的正极连接，所述第五电阻R10的另一端与所述第一开关元件的控制端连接，所述第一开关元件的第一连接端与电源连接，所述第一开关元件的第二连接端与所述第六电阻R11的一端连接，所述第六电阻R11的另一端接地，所述第一开关元件的第二连接端还与所述第三二极管D4的正极连接，所述第三二极管D4的负极被配置为所述第一触发模块100的输出端。所述第一开关元件被配置为，当所述第一开关元件的控制端接收到的电压信号反算得到所述第一电容器110的第二端的电压小于所述第一预设电压时，导通所述第一开关元件的第一连接端和第二连接端，否则，断开所述第一开关元件的第一连接端和第二连接端。

在本实施例中，所述第一开关元件为P沟道增强型mos管Q2，并且，所述第一信号输出单元130还包括第七电阻R12，所述第七电阻R12的一端与所述P沟道增强型mos管Q2的栅极连接，所述第七电阻R12的另一端与所述P沟道增强型mos管Q2的源极连接。在其他的实施例中，所述第一开关元件也可以是触发器，负载开关等类似原理的元件。所述第一预设电压可以根据所述第一开关元件的开启电压进行设置，并小于或者等于所述第一开关元件的开启电压。

所述第一触发模块100的输出端被配置为所述唤醒信号发生电路的输出端。

所述第二触发模块200还包括第二信号输出单元230；

所述第二信号输出单元230包括第八电阻R6、第二开关元件、第九电阻R7，第四二极管D5。所述第八电阻R6的一端与所述第二二极管D2的负极连接，所述第八电阻R6的另一端与所述第二开关元件的控制端连接，所述第二开关元件的第一连接端与电源连接，所述第一开关元件的第二连接端与所述第九电阻R7的一端连接，所述第九电阻R7的另一端接地，所述第二开关元件的第二连接端还与所述第四二极管D5的正极连接，所述第四二极管D5的负极被配置为所述第二触发模块200的输出端。所述第二开关元件被配置为，当所述第二开关元件的控制端接收到的电压信号反算得到所述第二电容器210的第二端的电压大于所述第二预设充放电电压时，导通所述第二开关元件的第一连接端和第二连接端，否则，断开所述第二开关元件的第一连接端和第二连接端。

在本实施例中，所述第二开关元件为N沟道增强型mos管Q1。在其他的实施例中，所述第二开关元件也可以是触发器，负载开关等类似原理的元件。所述第二预设电压可以根据所述第二开关元件的开启电压进行设置，并大于或者等于所述第二开关元件的开启电压。

所述唤醒信号发生电路还包括第五二极管D1，所述第五二极管D1的负极与所述第一电容器110的第一端连接，所述第五二极管D1的正极被配置为所述唤醒信号发生电路的输入端。

所述唤醒信号发生电路还包括第九电阻R2、第十电阻R3以及开关S2，所述第九电阻R2、所述第十电阻R3以及所述开关S2的连接关系可以参考图3进行理解。上述元件与所述唤醒信号发生电路的主要功能无关，为标准所要求的必要模块，因此在本说明书中不对它们的功能和作用进行说明。需理解，图3中的电阻R1和模数转换电路ADC不属于所述唤醒信号发生电路。

根据上述的连接关系的描述，以及结合图3，可以得到本实施例的所述唤醒信号发生电路在不同的输入信号下的响应情况。

为了便于说明和理解，在一示范性的实施例中，电源电压UBD为3V，所述第一预设电压为-4V，所述第一电容器11的充放电基准点的电压为3V(即UBD电压)，所述第二预设电压为4V，所述第二电容器210的充放电基准点的电压为0V，N沟道增强型mos管Q1的开启电压为3V，P沟道增强型mos管Q2的开启电压为-3V。需理解，在所述唤醒信号发生电路应用于实际时，上述参数的实际值并非如此，此处仅仅是为了便于方便地说明本实施例的工作原理进行的示范性举例描述。

请参考图4，交流充电信号由Vin输入，插上充电枪时，信号由0V电平变为9V电平，由于电容两侧电压差瞬间保持不变，所以a点的电压变为9V,b点的电压变为(UBD+9)＝12V，a点的电压可以传输至mos管Q1的g极，且高于Q1的开启电压，b点的电压被二极管D3阻挡，不影响mos管Q2，因此mos管Q1打开，使Vout输出高电平，该高电平可以用于唤醒控制器。

***充电枪后，Vin保持9V电平，a点电压通过R4，R5和D2放电后，恢复为0V，Q1关闭，b点电压通过R8放电，恢复为UBD，Vout输出低电平，控制器可以进入休眠。

请参考图5，充电桩闭合充电开关时，交流充电信号由9V电平变为9V_PWM波。变化的瞬间，即PWM波的第一个下降沿时，由于电容两端电压差瞬间保持不变，a点的电压变为-9V，b点的电压变为(UBD-9)V＝-6V，b点的电压可以传输至mos管Q2的g极，且低于Q2的开启电压，a点的电压被二极管D2阻挡，不影响mos管Q1，因此mos管Q2打开，Vout输出高电平，该高电平可以用于唤醒控制器。

充电开关闭合后，Vin保持9V_PWM波，PWM波的第一个低电平期间，a点电压由于二极管D2的阻挡，仅通过R4放电，由于R4的阻值较大，所以a点在PWM波第一个低电平期间缓慢放电，仍为-9V，Q1关闭；b点电压通过R8,R9和D3放电，由于R9为小电阻，所以b点电压在PWM波第一个低电平期间迅速放电，恢复为UBD，Q2关闭。此时Vout输出低电平。PWM波的第一个上升沿时，由于电容两端电压差瞬间保持不变，a点的电压变为0V，Q1关闭；b点的电压变为(UBD+9)V＝12V，由于二极管D3的阻挡，b点电压仅通过R8放电，由于R8为超大电阻，所以b点电压在PWM波第一个高电平期间缓慢放电，仍为12V，Q2关闭。此时Vout输出低电平。PWM波的第二个下降沿时，由于电容两端电压差瞬间保持不变，a点的电压变为-9V，Q1关闭；b点的电压变为UBD，Q2关闭。此时Vout输出低电平。综上，Vin由9V变为9V_PWM波时，只有第一个下降沿会打开Q2，在Vout端触发一个高电平，用于唤醒控制器，后续PWM波持续阶段，a点电压在0V到-9V之间变化，b点电压在UBD到(UBD+9)V之间变化，Q1与Q2均关闭，Vout始终输出低电平，控制器可以进入休眠状态。

请参考图6，充电桩断电重启恢复供电时，交流充电信号由0V电平变为9V_PWM波。变化的瞬间，即PWM波的第一个上升沿时，由于电容两端电压差瞬间保持不变，a点的电压变为9V,b点的电压变为(UBD+9)V,a点的电压可以传输至mos管Q1的g极，且高于Q1的开启电压，b点的电压被二极管D3阻挡，不影响mos管Q2，因此mos管Q1打开，Vout输出高电平，该高电平可以用于唤醒控制器。

恢复供电后，Vin保持9V_PWM波，PWM波的第一个高电平期间，b点电压由于二极管D3的阻挡，仅通过R8放电，由于R8的阻值较大，所以b点在PWM波第一个高电平期间缓慢放电，仍为(UBD+9)V，Q2关闭；a点电压通过R4，R5和D2放电，由于R5为小电阻，所以a点电压在PWM波第一个高电平期间迅速放电，恢复为0V，Q1关闭。此时Vout输出低电平。PWM波的第一个下降沿时，由于电容两端电压差瞬间保持不变，b点的电压变为UBD，Q2关闭；a点的电压变为-9V，由于二极管D2的阻挡，a点电压仅通过R4放电，由于R4为超大电阻，所以a点电压在PWM波第一个低电平期间缓慢放电，仍为-9V，Q1关闭。此时Vout输出低电平。PWM波的第二个上升沿时，由于电容两端电压差瞬间保持不变，b点的电压变为(UBD+9)V，Q2关闭；a点的电压变为0V，Q1关闭，此时Vout输出低电平。综上，Vin由0V变为9V_PWM波时，只有第一个上升沿会打开Q1，在Vout端触发一个高电平，用于唤醒控制器，后续PWM波持续阶段，a点电压在0V到-9V之间变化，b点电压在UBD到(UBD+9)V之间变化，Q1与Q2均关闭，Vout始终输出低电平，控制器可以进入休眠状态。

通过上述分析可知，本实施例也能实现较优的预期输出信号。本实施例还具有其他的优点，包括：

(1)本实施例仅采用非常少，并且价格极低的电阻、电容器件，就可以实现交流充电信号在0V电平，9V电平，PWM波之间切换时，唤醒控制器。结构简单、经济，但可以实现的功能却复杂多样，满足市场上绝大部分交流充电唤醒应用。

(2)本实施例可以保证交流充电信号只在不同阶段切换的瞬间唤醒控制器，后续信号状态持续阶段，不再产生有效唤醒信号，使得控制器可以进入休眠，这使得电动车仅依靠硬件，而不需要软件辅助判断就具有预约充电功能，大大降低了成本。

(3)本实施例使得所述唤醒信号发生电路与采样电路之间可靠隔离，实现复杂的唤醒功能的同时，不影响交流充电信号采样精度。

【实施例三】

本实施例提供了一种车辆充电***，包括车辆充电端口、上述的唤醒信号发生电路和控制器；

所述控制器包括唤醒信号输入端，所述控制器用于通过所述唤醒信号输入端接收所述第一电平并将自身的状态切换为工作模式；

所述第一触发模块的输入端与所述车辆充电端口连接，所述第一触发模块的输出端与所述唤醒信号输入端连接。

由于本实施例采用了上述的唤醒信号发生电路，能够使所述控制器在合适的时间唤醒以进行必要的逻辑控制，在其他时间休眠以降低能耗，具有较优的效果。

综上所述，实施例一至三提供的唤醒信号发生电路以及车辆充电***中，所述信号触发电路包括第一触发模块100和第二触发模块200，所述第一触发模块100接收到离上一个上升沿信号的时间间隔大于第一预设时长的下降沿信号时，输出第一电平的脉冲信号，在其他情况下，均输出第二电平；所述第二触发模块200接收到离上一个下降沿信号的时间间隔大于第二预设时长的上升沿信号时，输出所述第一电平的脉冲信号，在其他情况下，均输出所述第二电平。如此配置，在合适的时机输出唤醒信号，符合控制器实际的工作需要，解决了现有技术中的充电唤醒电路存在无法完全实现较优的预期输出信号方案，并且在特定工况下无法唤醒控制器或者让控制器无法进入休眠的问题。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种唤醒信号发生电路，其特征在于，所述唤醒信号发生电路包括第一触发模块和第二触发模块，所述第一触发模块的输入端和所述第二触发模块的输入端连接，所述第一触发模块的输出端和所述第二触发模块的输出端连接；

所述第一触发模块被配置为，当接收到离上一个上升沿信号的时间间隔大于第一预设时长的下降沿信号时，输出第一电平的脉冲信号，在其他情况下，均输出第二电平；

所述第二触发模块被配置为，当接收到离上一个下降沿信号的时间间隔大于第二预设时长的上升沿信号时，输出所述第一电平的脉冲信号，在其他情况下，均输出所述第二电平；

所述第一电平为高电平和低电平中的一个，所述第二电平与所述第一电平相反。

2.根据权利要求1所述的唤醒信号发生电路，其特征在于，所述第一触发模块包括第一电容器，所述第一电容器的第一端被配置为所述第一触发模块的输入端；

所述第一电容器被配置为，当接收到一个突变沿信号时，将所述第一端的电压差叠加于所述第一电容器的第二端的电压上，所述第一触发模块基于所述第一电容器的第二端的电压输出信号。

3.根据权利要求2所述的唤醒信号发生电路，其特征在于，所述第一触发模块还包括第一充放电单元；

所述第一充放电单元被配置为，对所述第一电容器进行充电或放电时，若所述第一电容器的第二端的电压小于第一预设电压，使所述第一电容器的第二端的电压提高至大于或者等于所述第一预设电压的时长小于所述唤醒信号发生电路能够接收到的震荡信号中可能出现的最小脉宽；否则，使所述第一电容器的第二端的电压与所述第一电容器的充放电基准点的电压的差值恢复至小于预设差值的时长大于或者等于所述第一预设时长；

所述第一预设时长大于所述唤醒信号发生电路能够接收到的震荡信号中可能出现的最大脉宽。

4.根据权利要求3所述的唤醒信号发生电路，其特征在于，所述第一充放电单元包括第一充放电子单元、第二充放电子单元以及第一判断元件；

所述第一充放电子单元单独对所述第一电容器进行充电或者放电时，使得所述第一电容器的第二端的电压与所述第一电容器的充放电基准点的电压的差值恢复至小于预设差值的时长大于或者等于所述第一预设时长；

所述第一充放电子单元和所述第二充放电子单元共同对所述第一电容器进行充电或放电时，使得所述第一电容器的第二端的电压提高至大于或者等于所述第一预设电压的时长小于所述最小脉宽；

当所述第一电容器的第二端的电压小于所述第一电容器的充放电基准点的电压时，所述第一充放电子单元和所述第二充放电子单元共同对所述第一电容器进行充电或放电；否则，所述第二充放电子单元的充放电回路被所述第一判断元件阻断，所述第一充放电子单元单独对所述第一电容器进行充电或者放电；

所述第一电容器的充放电基准点的电压大于或者等于所述第一预设电压。

5.根据权利要求3所述的唤醒信号发生电路，其特征在于，所述第一触发模块还包括第一信号输出单元；

所述第一信号输出单元的输出端被配置为所述第一触发模块的输出端；当所述第一电容器的第二端的电压小于第一预设电压时，所述第一信号输出单元的输出端输出所述第一电平；在其他情况下，所述第一信号输出单元输出所述第二电平。

6.根据权利要求1所述的唤醒信号发生电路，其特征在于，所述第二触发模块包括第二电容器，所述第二电容器的第一端被配置为所述第二触发模块的输入端；

所述第二电容器被配置为，当接收到一个突变沿信号时，将所述第一端的电压差叠加于所述第二电容器的第二端的电压上，所述第二触发模块基于所述第二电容器的第二端的电压输出信号。

7.根据权利要求6所述的唤醒信号发生电路，其特征在于，所述第二触发模块还包括第二充放电单元；

所述第二充放电单元被配置为，对所述第二电容器进行充电或放电时，若所述第二电容器的第二端的电压大于第二预设电压，使所述第二电容器的第二端的电压降低至小于或者等于所述第二预设电压的时长小于所述唤醒信号发生电路能够接收到的震荡信号中可能出现的最小脉宽；否则，使所述第二电容器的第二端的电压与所述第二电容器的充放电基准点的电压的差值恢复至小于预设差值的时长大于或者等于所述第二预设时长；

所述第二预设时长大于所述唤醒信号发生电路能够接收到的震荡信号中可能出现的最大脉宽。

8.根据权利要求7所述的唤醒信号发生电路，其特征在于，所述第二充放电单元包括第三充放电子单元、第四充放电子单元以及第二判断元件；

所述第三充放电子单元单独对所述第二电容器进行充电或者放电时，使得所述第二电容器的第二端的电压与所述第二电容器的充放电基准点的电压的差值恢复至小于预设差值的时长大于或者等于所述第二预设时长；

所述第三充放电子单元和所述第四充放电子单元共同对所述第二电容器进行充电或放电时，使得所述第二电容器的第二端的电压降低至小于或者等于所述第二预设电压的时长小于所述最小脉宽；

当所述第二电容器的第二端的电压小于所述第二电容器的充放电基准点的电压时，所述第三充放电子单元和所述第四充放电子单元共同对所述第二电容器进行充电或放电；否则，所述第四充放电子单元的充放电回路被所述第二判断元件阻断，所述第三充放电子单元单独对所述第二电容器进行充电或者放电；

所述第二电容器的充放电基准点的电压小于或者等于所述第二预设电压。

9.根据权利要求7所述的唤醒信号发生电路，其特征在于，所述第二触发模块还包括第二信号输出单元；

所述第二信号输出单元的输出端被配置为所述第二触发模块的输出端；当所述第二电容器的第二端的电压大于第二预设电压时，所述第二信号输出单元的输出端输出所述第一电平；在其他情况下，所述第二信号输出单元输出所述第二电平。

10.一种车辆充电***，其特征在于，包括车辆充电端口、如权利要求1~9中任一项所述的唤醒信号发生电路和控制器；

所述控制器包括唤醒信号输入端，所述控制器用于通过所述唤醒信号输入端接收所述第一电平并将自身的状态切换为工作模式；

所述第一触发模块的输入端与所述车辆充电端口连接，所述第一触发模块的输出端与所述唤醒信号输入端连接。

Images