CN114374254A - 充电电路以及充电桩 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种充电电路以及充电桩，充电电路包括起机单元、辅助电源单元、控制单元和功率变换单元，起机单元用于根据输入的第一CAN信号，控制充电电路进入充电状态，在充电状态下，辅助电源单元工作，为所述控制单元和所述功率变换单元供电，功率变换单元在控制单元的控制下，将输入的交流输入电压转换为直流输出电压并输出；控制单元用于根据输入的第二CAN信号，控制充电电路进入待机状态，在待机状态下，辅助电源单元停止工作。本申请实施例的充电电路能够实现同时降低充电电路的硬件成本和待机功耗，该方法可以应用于充电桩，从而实现降低充电桩的硬件成本以及待机功耗，且避免信号干扰。

Description

充电电路以及充电桩

技术领域

本申请涉及汽车技术领域，尤其涉及一种充电电路以及充电桩。

背景技术

随着电动汽车行业的蓬勃发展，电动汽车的数量与日俱增。目前一般是通过充电桩为电动汽车充电，这就需要增加充电桩的数量以适应电动汽车的充电需求。在充电桩没有电动汽车连接进行充电时，需要充电桩处于更加节能的待机状态。现有的充电桩的待机功率相对较高，一般在几十到几百瓦之间，在待机时耗费的电能成本依然较大。因此，需要降低充电桩的待机功耗以节省成本。

发明内容

有鉴于此，提出了一种充电电路及充电桩，本申请实施例的充电电路能够实现同时降低充电电路的硬件成本和待机功耗，该方法可以应用于充电桩，从而实现降低充电桩的硬件成本以及待机功耗，且避免信号干扰。

第一方面，本申请的实施例提供了一种充电电路，包括：起机单元、辅助电源单元、控制单元和功率变换单元，所述起机单元和所述控制单元分别通过控制器局域网络CAN总线连接所述充电电路的第一输入端，所述起机单元用于，根据所述充电电路的第一输入端输入的第一CAN信号，控制所述充电电路进入充电状态，在所述充电状态下，所述辅助电源单元工作，以为所述控制单元和所述功率变换单元供电，所述功率变换单元在所述控制单元的控制下，将所述充电电路的第二输入端输入的交流输入电压转换为直流输出电压，通过所述充电电路的输出端输出；所述控制单元用于，根据所述充电电路的第一输入端输入的第二CAN信号，控制所述充电电路进入待机状态，在所述待机状态下，所述辅助电源单元停止工作。

根据本申请实施例的充电电路，可以仅根据CAN总线输入的信号实现充电电路的工作状态的切换，在充电电路处于待机状态时辅助电源单元完全不工作，因此，由辅助电源单元供电的控制单元和功率变换单元也不工作，降低了充电电路的待机功耗；第一CAN信号和第二CAN信号是通过CAN总线输入到充电电路的，因此不需要增加单独的信号线，可简化充电电路设计的复杂度，避免线间干扰的影响；同时，不需增加大成本用电器，可以节约硬件成本。

进一步地，本申请实施例从充电状态切换到待机状态是由控制单元触发的，使得充电状态下，可以让起机单元不工作，进一步降低功耗，以及避免干扰，此外，控制单元本身通常能够对CAN信号进行处理，相比于采用其他格式的信号，对控制单元的改动成本更低。

根据第一方面，在所述充电电路的第一种可能的实现方式中，所述起机单元的第一输入端通过CAN总线连接所述充电电路的第一输入端，所述起机单元的输出端连接所述辅助电源单元的第一输入端；所述辅助电源单元的第二输入端连接所述控制单元的第一输出端，所述辅助电源单元的第一输出端连接所述控制单元的第二输入端，所述辅助电源单元的第二输出端连接所述功率变换单元的第二输入端，所述控制单元的第一输入端通过CAN总线连接所述充电电路的第一输入端，所述控制单元的第二输出端连接所述功率变换单元的第三输入端；所述功率变换单元的第一输入端连接所述充电电路的第二输入端，所述功率变换单元的输出端连接所述充电电路的输出端。

根据第一方面的第一种可能的实现方式，在所述充电电路的第二种可能的实现方式中，所述充电电路还包括开关，所述开关连接所述控制单元的第三输出端，且所述开关连接在所述充电电路的第一输入端、所述起机单元、以及所述辅助电源单元所在的路径中，当所述开关断开时，所述路径断开。

通过这种方式，使得路径断开时不会影响辅助电源单元的功耗，且在开关断开期间，路径上的单元不会受到其他CAN信号的干扰。

根据第一方面的第二种可能的实现方式，在所述充电电路的第三种可能的实现方式中，所述开关连接在所述起机单元的第一输入端和所述充电电路的第一输入端之间。

开关断开后，辅助电源单元和起机单元都不会耗电，可以进一步降低充电电路的功耗。

根据第一方面的第二种可能的实现方式，在所述充电电路的第四种可能的实现方式中，所述开关连接在所述起机单元的输出端和所述辅助电源单元的第一输入端之间。

通过这种方式，可以提高开关的设置方式的灵活性。

根据第一方面的第二种可能的实现方式，在所述充电电路的第五种可能的实现方式中，所述开关连接在所述起机单元内部。

通过这种方式，可以提高开关的设置方式的灵活性。

根据第一方面的第二种到第五种可能的实现方式中的任意一种可能的实现方式，在所述充电电路的第六种可能的实现方式中，所述第一CAN信号和第二CAN信号是脉冲宽度调制信号，所述第一CAN信号和第二CAN信号相同或不同。

在充电电路不包括开关时，可以设置第一CAN信号与第二CAN信号不同，在充电电路包括开关时，可以设置第一CAN信号与第二CAN信号相同(也可以不同)，使得控制单元可根据接收到的第二CAN信号控制辅助电源单元闭合，而起机单元不会影响这一过程。

根据第一方面的第二种到第六种可能的实现方式中的任意一种可能的实现方式，在所述充电电路的第七种可能的实现方式中，所述开关是常闭开关，在所述充电状态下，所述控制单元还用于通过第三输出端输出控制信号，以控制所述开关保持断开。

通过这种方式，使得起机单元在待机状态下能够随时响应第一CAN信号，便于充电电路进入充电状态；在充电状态下，开关断开，起机单元不再响应CAN信号，起机单元以及与起机单元连接的辅助电源单元都不受到CAN信号的影响。

根据第一方面以及以上第一方面的任意一种可能的实现方式，在所述充电电路的第八种可能的实现方式中，所述起机单元包括滤波组件以及隔离器件，所述滤波组件的一端连接所述起机单元的第一输入端，所述滤波组件的另一端连接所述隔离器件的一端，所述隔离器件的另一端连接所述起机单元的输出端，所述滤波组件用于对所述第一CAN信号进行整流及滤波，得到整流及滤波后的信号，所述隔离器件用于将整流及滤波后的信号转换为使所述辅助电源单元工作的电流信号。

通过滤波组件与隔离器件的组合，实现了将第一CAN信号转换为起机单元的输出信号(即辅助电源单元的启动信号)，使得通过第一CAN信号能够实现对充电电路工作状态的控制，且隔离器件的使用能够避免电连接带来的干扰。

可以通过设计第一CAN信号的波形和滤波组件、隔离器件参数，使得起机单元不会对第一CAN信号之外的其他信号作出响应，从而能够实现通过第一CAN信号使得辅助电源单元正常工作，且起机单元不受CAN总线上传输的其他信号的干扰。

根据第一方面的第八种可能的实现方式，在所述充电电路的第九种可能的实现方式中，所述隔离器件包括光耦合隔离器。

通过这种方式，可以使得起机单元内部通过光信号等其他形式的信号进行信号传输，避免电连接带来的干扰。

根据第一方面以及以上第一方面的任意一种可能的实现方式，在所述充电电路的第十种可能的实现方式中，所述充电电路还包括整流滤波单元，所述整流滤波单元的输入端连接所述充电电路的第二输入端，所述整流滤波单元的第一输出端连接所述辅助电源单元的第三输入端，所述整流滤波单元的第二输出端连接所述起机单元的第二输入端，所述整流滤波单元将输入端输入的交流输入电压转换为所述辅助电源单元和所述起机单元的电源电压。

通过这种方式，可以为辅助电源单元和起机单元提供电源电压。

第二方面，本申请的实施例提供了一种充电桩，所述充电桩包括充电控制***，以及根据以上第一方面的任意一项所述的充电电路，所述充电控制***的输出端通过CAN总线连接所述充电电路的输入端。

通过这种方式，可以降低充电桩的待机功耗、并节约充电桩的硬件成本。

根据第二方面，在所述充电桩的第一种可能的实现方式中，所述充电控制***用于，在充电桩需要对待充电设备进行充电的情况下，输出第一CAN信号，以控制所述充电电路进入充电状态，在充电桩需要停止对待充电设备进行充电的情况下输出第二CAN信号，以控制所述充电电路进入待机状态。

通过这种方式，使得充电电路进入充电状态时充电桩有电压输出，可为待充电设备充电，充电电路进入待机状态时充电桩没有电压输出，停止为待充电设备充电，通过控制充电控制***输出的信号能够实现充电桩的工作状态的切换。

本申请的这些和其他方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。

图1示出根据现有技术的一种控制电路10。

图2示出根据现有技术的一种充电控制电路20。

图3示出本申请实施例的充电电路30的一种示例性应用场景。

图4示出根据本申请一实施例的充电电路30的一示例性结构图。

图5示出根据本申请一实施例的起机单元301的一种示例性结构图。

图6示出根据本申请一实施例的滤波组件3011的一种示例性结构图。

图7示出根据本申请一实施例的隔离器件3012的一种示例性结构图。

图8示出根据本申请一实施例的辅助电源单元302的一种示例性结构图。

图9示出根据本申请一实施例的驱动模块3021的一种示例性结构图。

图10示出根据本申请一实施例的充电电路30的一种示例性结构图。

图11示出根据本申请一实施例的开关K1的一种可能的设置方式的一示例性示意图。

图12a和图12b示出根据本申请一实施例的开关K1的可能的设置方式的示例性示意图。

图13示出根据本申请一实施例的开关K1的一种可能的设置方式的一示例性示意图。

图14示出根据本申请一实施例的充电桩300的一种示例性结构图。

图15示出根据本申请一实施例的充电桩300的一示例性工作流程。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。

为了降低充电桩的待机功耗，现有技术一提出一种控制电路10，如图1所示。控制电路10应用于充电桩，可包括控制***11、交流接触器12、以及并联的多个充电模块(13-15，图中以三个为例)，充电桩处于待机状态时，控制***11控制交流接触器12断开，充电桩需要工作时，控制***11控制交流接触器12闭合，从而实现充电桩待机功耗的降低。但是，由于交流输入电压Vin很大，因此，交流接触器12的功率参数要求比较高，会提高充电桩的硬件成本；并且，增加了交流接触器12，其本身在闭合时会造成一定的功耗，虽然待机状态可以降低功耗，但总的来说降低功耗的效果不佳；此外，控制***11发出控制信号使得交流接触器12闭合也会耗费一定的时间，再加上交流输入电压Vin经闭合的交流接触器12输入到充电模块13-15使得充电模块13-15工作的时间，通常需要10S以上才能真正开始充电，降低了充电桩的充电效率。

现有技术二提出另一种充电控制电路20。如图2所示。与现有技术一的方案相比，去除了交流接触器，新增了低压电源22和接触器23(例如，继电器开关)，接触器23连接低压电源22、多个充电模块(24-26，图中以三个为例)以及控制***21。充电桩处于待机状态时，控制***21控制接触器23断开，充电桩需要工作时，控制***21控制接触器23闭合，从而实现待机功耗的降低。其中，低压电源22用于通过接触器23为充电模块24-26供电使其能够启动，与现有技术一的方案相比，虽然不需使用高成本的交流接触器，但是连接充电模块24-26的导线更多，导线间存在干扰，不利于信号传输且也会增加电路成本；充电模块24-26与低压电源22连接需要新增接口，使得充电模块的结构发生改变，不能兼容现有的标准充电模块，增加充电控制电路的复杂性，不利于控制电路成本。

因此，现有技术一和现有技术二均不能实现以低硬件成本降低充电桩的待机功耗。

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种充电电路，本申请实施例的充电电路能够实现同时降低充电电路的硬件成本和待机功耗，该方法可以应用于充电桩，从而实现降低充电桩的硬件成本以及待机功耗。

图3示出本申请实施例的充电电路30的一种示例性应用场景。

如图3所示，本申请实施例的充电电路30可设置在充电桩300中，充电桩300可通过接口32连接电动汽车400的接口41。充电桩300还可包括充电控制***31，与充电桩300的充电电路30通过CAN总线连接。现有技术中，控制器局域网络(CAN，Controller AreaNetwork)总线可用于在充电桩为电动汽车充电的过程中传递充电相关参数，例如输出电压的大小等。在此基础上，本申请实施例的CAN总线还可用于在充电控制***31和充电电路30之间传输第一CAN信号和第二CAN信号，其中第一CAN信号和第二CAN信号可分别用于控制充电电路30进入充电状态和待机状态。

在一种可能的实现方式中，在充电桩300未连接电动汽车400的情况下，充电电路30处于待机状态，节省充电桩300的功耗。在此情况下，充电控制***31无需向充电电路30发出信号，CAN总线上没有信号传输。

在充电桩300连接电动汽车400的情况下，充电桩300可通过接口32接收到电动汽车400的参数信息。其中，电动汽车400发送的参数信息可包括与充电相关的参数，例如，电动汽车400能承受的电压和电流的大小范围、当前电量百分比等。充电控制***31可根据接收到的参数信息，分析确定电动汽车400是否需要充电以及接口32应该输出的电压大小。

在一种可能的实现方式中，充电控制***31根据接收到的参数信息，可确定需要向电动汽车400充电，在此情况下，充电控制***31可输出第一CAN信号控制充电电路30进入充电状态，使充电电路30正常工作，为电动汽车400进行充电。

在一种可能的实现方式中，充电控制***31根据接收到的参数信息，可确定不需要向电动汽车400充电(例如，电动汽车已经充满电)，在此情况下，充电控制***31可输出第二CAN信号控制充电电路30进入待机状态，节省电能。

图4示出根据本申请一实施例的充电电路30的一示例性结构图。如图4所示，根据本申请实施例的充电电路30可包括：起机单元301、辅助电源单元302、控制单元303和功率变换单元305，所述起机单元301和所述控制单元303分别通过控制器局域网络CAN总线连接所述充电电路30的第一输入端(A端)，所述起机单元301用于，根据所述充电电路30的第一输入端(A端)输入的第一CAN信号，控制所述充电电路30进入充电状态，在所述充电状态下，所述辅助电源单元302工作，以为所述控制单元303和所述功率变换单元305供电，所述功率变换单元305在所述控制单元303的控制下，将所述充电电路30的第二输入端(B端)输入的交流输入电压Vin转换为直流输出电压Vout，通过所述充电电路30的输出端(C端)输出；所述控制单元303用于，根据所述充电电路30的第一输入端(A端)输入的第二CAN信号，控制所述充电电路30进入待机状态，在所述待机状态下，所述辅助电源单元302停止工作。

根据本申请实施例的充电电路，通过起机单元接收第一CAN信号使得辅助电源单元进入工作状态，辅助电源单元为控制单元供电使得控制单元也正常工作，从而使得充电电路进入充电状态；通过正常工作下的控制单元接收第二CAN信号使得辅助电源单元进入停止工作状态，使得充电电路进入待机状态。本申请实施例的充电电路可以仅根据CAN总线输入的信号实现充电电路的工作状态的切换，在充电电路处于待机状态时辅助电源单元完全不工作，因此，由辅助电源单元供电的控制单元和功率变换单元也不工作，降低了充电电路的待机功耗；第一CAN信号和第二CAN信号是通过CAN总线输入到充电电路的，因此不需要增加单独的信号线，可简化充电电路设计的复杂度，避免线间干扰的影响；同时，不需增加大成本用电器，可以节约硬件成本。

进一步地，本申请实施例从充电状态切换到待机状态是由控制单元触发的，使得充电状态下，可以让起机单元不工作，进一步降低功耗，以及避免干扰，此外，控制单元本身通常能够对CAN信号进行处理，相比于采用其他格式的信号，对控制单元的改动成本更低。

在一种可能的实现方式中，如图4所示，所述起机单元301的第一输入端(a端)通过CAN总线连接所述充电电路30的第一输入端(A端)，所述起机单元301的输出端(b端)连接所述辅助电源单元302的第一输入端(c端)；

所述辅助电源单元302的第二输入端(h端)连接所述控制单元303的第一输出端(g端)，所述辅助电源单元302的第一输出端(d端)连接所述控制单元303的第二输入端(e端)，所述辅助电源单元302的第二输出端(k端)连接所述功率变换单元305的第二输入端(u端)；

所述控制单元303的第一输入端(f端)通过CAN总线连接所述充电电路30的第一输入端(A端)，所述控制单元303的第二输出端(i端)连接所述功率变换单元305的第三输入端(j端)；

所述功率变换单元305的第一输入端(n端)连接所述充电电路30的第二输入端(B端)，所述功率变换单元305的输出端(q端)连接所述充电电路30的输出端(C端)。

其中，起机单元301可通过第一输入端接收CAN总线输入的信号第一CAN信号，并根据接收到的第一CAN信号产生电流信号I，通过输出端将电流I输出到辅助电源单元302，以控制辅助电源单元302开始工作；辅助电源单元302可通过第一输入端(c端)接收到的电流信号I进入工作状态，并通过第一输出端(d端)为控制单元303供电，使控制单元303开始工作；辅助电源单元302还可通过第二输出端(k端)为功率变换单元305供电，控制单元303可通过第二输出端(i端)输出控制信号S3到功率变换单元305，使功率变换单元305开始工作；功率变换单元305可通过第一输入端(n端)接收交流输入电压Vin，并将交流输入电压Vin转换为直流输出电压Vout，通过输出端输出到外部电路。在此情况下，充电电路30可进入充电状态，功率变换单元305的输出端可以持续不断地将转换后的直流输出电压Vout输出。

在充电状态中，控制单元303可用于接收CAN总线传递的充电相关参数，例如输出电压的大小等，并根据接收到的参数调整功率变换单元305的输出电压符合参数要求。

本申请实施例的控制单元303可通过第一输入端(f端)接收CAN总线输入的第二CAN信号，根据接收到的第二CAN信号生成控制信号S1，并通过第一输出端(g端)输出到辅助电源单元302，以控制辅助电源单元302停止工作。辅助电源单元302停止工作后，第一输出端(d端)和第二输出端(k端)没有信号输出，无法为控制单元303和功率变换单元305供电，因此，控制单元303和功率变换单元305也停止工作，功率变换单元305不再对交流输入电压Vin进行转化，也不再输出直流输出电压Vout，充电状态结束，充电电路30进入待机状态。

通过这种方式，起机单元301和控制单元303可以分别实现控制充电电路30进入充电状态以及待机状态。

图5示出根据本申请一实施例的起机单元301的一种示例性结构图。如图5所示，所述起机单元301可包括滤波组件3011以及隔离器件3012，所述滤波组件3011的一端连接所述起机单元301的第一输入端(a端)，所述滤波组件3011的另一端连接所述隔离器件3012的一端，所述隔离器件3012的另一端连接所述起机单元301的输出端(b端)，所述滤波组件3011用于对所述第一CAN信号进行整流及滤波，得到整流及滤波后的信号，所述隔离器件3012用于将整流及滤波后的信号转换为使所述辅助电源单元302工作的电流信号I。

通过滤波组件与隔离器件的组合，实现了将第一CAN信号转换为起机单元的输出信号(电流信号I，即辅助电源单元的启动信号)，使得通过第一CAN信号能够实现对充电电路工作状态的控制，且隔离器件的使用能够避免电连接带来的干扰。

可以通过设计第一CAN信号的波形和滤波组件、隔离器件参数，使得起机单元不会对第一CAN信号之外的其他信号作出响应，从而能够实现通过第一CAN信号使得辅助电源单元正常工作，且起机单元不受CAN总线上传输的其他信号的干扰。

举例来说，第一CAN信号和第二CAN信号均可为符合CAN协议的，可在CAN总线上传输的信号。其中，滤波组件3011的一端可接收第一CAN信号。在一种可能的实现方式中，第一CAN信号可例如是差分的脉冲宽度调制(PWM，Pulse width modulation)信号，滤波组件3011可对接收到的第一CAN信号进行整流滤波，其滤波后的信号输出到隔离器件3012。隔离器件3012可根据接收到的滤波后的信号产生电流信号I并通过隔离器件3012的另一端，也即，起机单元301的输出端(b端)输出。在第一CAN信号的占空比不同时，隔离器件3012可产生不同大小的电流，可预先设置第一CAN信号的占空比，使得第一CAN信号与其他PWM信号的占空不同，只有在接收到的信号是第一CAN信号时，隔离器件3012输出的电流信号I才能控制辅助电源单元302开始工作，如果接收到的是其他信号，则输出的电流信号不能够使得辅助电源单元302开始工作。

举例来说，可以统计在充电桩使用过程中，能够经CAN总线输入起机单元301的其他CAN信号的正脉冲的最长可持续时间(例如，5毫秒)，并依此设置第一CAN信号，使得第一CAN信号的正脉冲可持续时间远大于其他CAN信号(例如，20毫秒)。在此基础上，可以确定滤波组件3011中的电容、电阻等器件的参数，使得只有第一CAN信号输入到滤波组件3011后，输出的整流滤波后的信号能够驱动隔离器件3012的发光器发出强度足够大的光线，使得隔离器件3012的受光器能够流过足够大的电流信号I，驱动辅助电源单元302开始工作；而其他CAN信号在输入到参数相同的滤波组件3011后，不能使得发光器发出强度足够大的光线，从而受光器无法输出能够驱动辅助电源单元的电流信号I，辅助电源单元302不能开始工作。

通过这种方式，起机单元301不会对第一CAN信号之外的其他信号作出响应，从而能够实现通过第一CAN信号使得辅助电源单元302正常工作，且起机单元301不受CAN总线上传输的其他信号的干扰。

在一种可能的实现方式中，通过CAN总线传输的信号可来自于充电控制***31，也可来自其他信号源。起机单元301也可以设置为能够通过第一输入端(A端)接收来自其他信号源的信号S0并对信号S0作出响应。举例来说，在充电电路30应用于充电桩时，充电桩上还可能设置有连接CAN总线且能够发出信号的其他信号源，例如可以手动控制的按钮开关等，如果用户按下手动开关，手动开关可发出信号S0到充电电路30的第一输入端(A端)。信号S0可控制起机单元301输出电流信号I使得辅助电源单元302正常工作。本公开对充电电路30的第一输入端的输入信号的具体设置方式不作限制。

图6示出根据本申请一实施例的滤波组件3011的一种示例性结构图。如图6所示，第一CAN信号可以是差分形式的输入信号，滤波组件3011可包括二极管D1、电阻R1、电阻R2、电阻R3，以及电容C1，二极管D1的一端连接差分输入端的一端，另一端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端连接电容C1的一端和电阻R2的一端，电容C1的另一端连接差分输入端的另一端，电阻R2的另一端连接电阻R3的一端和差分输出端的一端，电阻R3的另一端连接电容C1的另一端和差分输出端的另一端，以实现对输入的差分第一CAN信号进行整流滤波，获得差分的滤波信号S4。在一种可能的实现方式中，本申请实施例的滤波组件3011中的二极管D1、电阻R1、R2、R3和电容C1的位置也可以进行变换，滤波组件3011也可以以包括电容、电阻或其他类型器件的其他设置方式进行设置，本申请对此不作限制，只要能够完成相应的功能即可。

图7示出根据本申请一实施例的隔离器件3012的一种示例性结构图。如图7所示，所述隔离器件3021包括光耦合隔离器。

举例来说，隔离器件3012可以以光为媒介来传输电信号，可包括发光器D0(例如，红外线发光二极管LED)与受光器T1(例如，光敏半导体三级管)。当隔离器件3012输入经滤波组件3011整流滤波后的信号S4时，发光器D0可以发出光线，受光器T1接受光线之后可以导通，使得受光器中有电流信号I流过，并经受光器输出。

在一种可能的实现方式中，本申请实施例的隔离器件3012也可以使用电容隔离器件或者磁隔离器件等，本申请对此不作限制，只要能够完成相应的功能即可。

通过这种方式，起机单元301可以实现根据接收到的第一CAN信号输出电流，使得辅助电源单元302在接收到电流时能够正常工作。进一步地，采用隔离器件可以使得起机单元内部通过光信号等其他形式的信号进行信号传输，避免电连接带来的干扰。

图8示出根据本申请一实施例的辅助电源单元302的一种示例性结构图。如图8所示，辅助电源单元302可包括驱动模块3021和辅助电源模块3022，其中，驱动模块3021的第一输入端(v端)可连接辅助电源单元302的第一输入端(c端)，驱动模块3021的第二输入端(z端)可连接辅助电源单元302的第二输入端(h端)，驱动模块3021的输出端(w端)可连接辅助电源模块3022的输入端VCC，辅助电源模块3022的第一输出端(x端)和第二输出端(y端)可分别连接辅助电源单元302的第一输出端(d端)和第二输出端(k端)。

在一种可能的实现方式中，驱动模块3021用于根据电流信号I输出电压到辅助电源模块3022的VCC端，辅助电源模块3022的VCC端在有电压输入时，可以为控制单元303以及功率变换单元305供电，使得辅助电源单元302正常工作；驱动模块3021还用于根据来自控制单元303的第一输出端(g端)的控制信号S1(参见图11)停止向辅助电源模块3022的电压输出，辅助电源模块3022的VCC端没有电压输入，不能为控制单元303以及功率变换单元305供电，使得辅助电源单元302停止工作。

图9示出根据本申请一实施例的驱动模块3021的一种示例性结构图。如图9所示，在一种可能的实现方式中，驱动模块3021包括N型金属氧化物半导体晶体管Q1(简称NMOS管Q1)，驱动模块3021还可连接差分的输入电压(例如，整流滤波后的交流电压BUS+和BUS-)，其中，正向输入电压BUS+和负向输入电压BUS-可通过电阻、二极管、开关等器件分别连接到隔离器件3012的受光器的两端，使得在受光器导通时，正向输入电压BUS+、受光器以及负向输入电压BUS-之间形成通路，受光器与负向输入电压BUS-连接的一端有电流信号I输出。

在一种可能的实现方式中，受光器与负向输入电压BUS-连接的一端还可连接Q1的栅极，因此，电流信号I也流向Q1的栅极。Q1的漏极通过继电器R5连接正向输入电压BUS+。Q1的源极通过电阻R7连接驱动模块3021的输出端(w端)。

在一种可能的实现方式中，发光器发出的光线的强度决定受光器中允许流过的电流大小，可以通过预先设置第一CAN信号的参数，使得第一CAN信号输入到起机单元301时，根据发光器发出的光线的强度获得的电流信号I满足使得NMOS管Q1导通。在此情况下，VCC端(即辅助电源模块3022的输入端，也即驱动模块3021的输出端(w端))电位被Q1的源极电压拉高，实现辅助电源模块3022的驱动，辅助电源单元302开始工作并通过辅助电源模块3022的第一输出端(x端)和第二输出端(y端)提供电能(参见图8)到例如图4中的控制单元303和功率变换单元305，使控制单元303开始工作；在数字变换单元303输出控制信号到功率变换单元305时，功率变换单元305也开始工作。

在一种可能的实现方式中，Q1的源极和栅极之间还连接有偏置电阻R6，在Q1的源极电位被拉高后，偏置电阻R6可以为NMOS管提供偏置电压，以维持NMOS管的导通状态，使得辅助电源单元302可以持续工作。

在一种可能的实现方式中，可通过控制继电器R5断开使得辅助电源单元302停止工作。举例来说，继电器R5还可以连接辅助电源单元302的第二输入端(h端)，以接收控制单元303输出的控制信号S1(参见图10)。继电器R5可以设置为在没有接收到控制信号S1时保持闭合。在控制信号S1的控制下，继电器R5可以断开。在R5断开时，NMOS管的漏极和源极之间不再有电流流过，Q1的源极连接的VCC端(即辅助电源模块3022的输入端)电位降低，辅助电源模块3022无法驱动，使得辅助电源单元302停止工作。由于辅助电源单元302停止工作时，辅助电源单元302不再向控制单元303和功率变换单元305提供电能，因此控制单元303和功率变换单元305也停止工作。

在一种可能的实现方式中，在控制单元303停止工作后，继电器R5可以恢复闭合状态，使得辅助电源单元302能够在接收到电流信号I时再次工作。

本领域技术人员应理解，以上描述的辅助电源单元302的结构仅为一种可能的设置方式，辅助电源单元302的可能的设置方式可设置为由控制信号驱动，例如可使得驱动模块3021能够根据电流信号I生成控制信号，控制信号驱动辅助电源模块3022使得辅助电源单元302工作等等，只要能够实现相应的功能即可，在此不再赘述。

通过这种方式，可以实现辅助电源单元302的开始工作以及停止工作。

图10示出根据本申请实施例的充电电路30的一种示例性结构图。如图10所示，本申请实施例的充电电路30还包括整流滤波单元304，所述整流滤波单元304的输入端(m端)连接所述充电电路30的第二输入端(B端)，所述整流滤波单元304的第一输出端(o端)连接所述辅助电源单元302的第三输入端(p端)，所述整流滤波单元304的第二输出端(r端)连接所述起机单元301的第二输入端(s端)，所述整流滤波单元304将输入端输入的交流输入电压Vin转换为所述辅助电源单元302和所述起机单元301的电源电压。通过这种方式，可以为辅助电源单元和起机单元提供电源电压。

其中，整流滤波单元304可用于对交流输入电压Vin进行整流滤波，以为辅助电源单元302和起机单元301提供电源电压，使得功率变换单元305能够在辅助电源单元302提供电源电压时，在控制单元303的输出信号S3的控制下，完成直流输出电压Vout的获取和输出。

在一种可能的实现方式中，在辅助电源单元302工作后，CAN总线上可能传输有其他信号，例如，控制单元303可能需要通过CAN总线接收信号，并通过接收到的信号控制功率变换单元305调整输出的直流输出电压Vout的大小。在此情况下，为进一步避免起机单元301对CAN总线上传输的其他信号作出响应，避免产生的电流信号造成辅助电源单元302的二极管、电阻等器件产生不必要的功耗，本申请实施例提出如图11-图13的可能的实现方式。

在一种可能的实现方式中，充电电路30还包括开关K1，所述开关K1连接所述控制单元303的第三输出端(t端)，且所述开关K1连接在所述充电电路30的第一输入端(A端)、所述起机单元301、以及所述辅助电源单元302所在的路径中，当所述开关K1断开时，所述路径断开。通过这种方式，使得路径断开期间，不会影响辅助电源单元的功耗，且在开关断开期间，路径上的单元不会受到其他CAN信号的干扰。

由上文描述可知，在本申请实施例中，从起机单元301接收到CAN总线输入的信号，到电流信号I输入到辅助电源单元302，需要经历三个阶段：第一阶段，信号输入到滤波组件3011；第二阶段，滤波后的信号S4输入到隔离器件3012；第三阶段，隔离器件3012产生的电流信号输入到辅助电源单元302。因此，开关K1可以设置在上述任意一个阶段所对应的路径之间。通过断开K1，可使得没有电流信号输入到辅助电源单元302，不会影响辅助电源单元302的功耗，也不会干扰控制单元303的工作。

图11示出根据本申请一实施例的开关K1的一种可能的设置方式的一示例性示意图。其中，所述开关K1连接在所述起机单元301的第一输入端(a端)和所述充电电路30的第一输入端(A端)之间。开关断开后，辅助电源单元和起机单元都不会耗电，可以进一步降低充电电路的功耗。

举例来说，开关K1可以设置在第一阶段所对应的路径之间。在此情况下，在K1断开时，CAN总线上传输的信号不会进入到滤波组件3011，因此必然不会到达后续的第二阶段以及第三阶段，从而使得起机单元301没有电流信号输入到辅助电源单元302。在此情况下，辅助电源单元302的驱动模块3021不会耗电，起机单元301中的电阻、电容等器件也不会耗电，可以进一步降低充电电路30的功耗。

在一种可能的实现方式中，所述开关K1是常闭开关，在所述充电状态下，所述控制单元303还用于通过第三输出端(t端)输出控制信号S2，以控制所述开关K1保持断开。

举例来说，在没有信号控制时，常闭开关K1可以保持闭合。这样，在充电电路30进入待机状态后，由于控制单元303停止工作，因此，开关K1没有信号控制，回到闭合状态，在CAN总线输入新的第一CAN信号时，起机单元301可以正常工作。

通过这种方式，可以使得起机单元在待机状态下能够随时响应第一CAN信号，便于充电电路进入充电状态。在充电状态下，开关断开，起机单元不再响应CAN信号，起机单元以及与起机单元连接的辅助电源单元都不受到CAN信号的影响。

图12a和图12b示出根据本申请一实施例的开关K1的可能的设置方式的示例性示意图。在一种可能的实现方式中，所述开关K1连接在所述起机单元301内部。

举例来说，开关K1可以设置在第二阶段所对应的路径之间。在此情况下，在K1断开时，滤波组件3011输出的滤波后信号不会进入隔离器件3012，因此必然不会到达后续的第三阶段，从而使得没有电流信号输入到辅助电源单元302。在此情况下，辅助电源单元302的驱动模块3021不会耗电，起机单元301中的部分电阻、电容等器件也不耗电，可以降低充电电路30的功耗。

在一种可能的实现方式中，开关K1也可设置在滤波组件3011之中。本领域技术人员应理解，开关K1的设置方式应不止以上方法，本申请对此不做限制，只要能完成相应的功能即可。

通过这种方式，可以提高开关的设置方式的灵活性。

图13示出根据本申请一实施例的开关K1的一种可能的设置方式的一示例性示意图。其中，所述开关K1连接在所述起机单元301的输出端(b端)和所述辅助电源单元302的第一输入端(c端)之间。

举例来说，开关K1可以设置在第三阶段所对应的路径之间。在此情况下，在K1断开时，隔离器件3012产生的电流信号不会进入驱动模块3021。在此情况下，辅助电源单元302的驱动模块3021不会耗电，可以降低充电电路30的功耗。

通过这种方式，可以提高开关的设置方式的灵活性。

在一种可能的实现方式中，所述第一CAN信号和第二CAN信号是脉冲宽度调制信号，所述第一CAN信号和第二CAN信号相同或不同。举例来说，在充电电路不包括开关时，可以设置第一CAN信号与第二CAN信号不同，在充电电路包括开关时，可以设置第一CAN信号与第二CAN信号相同(也可以不同)，使得控制单元可根据接收到的第二CAN信号控制辅助电源单元闭合，而起机单元不会影响这一过程。

举例来说，在充电电路30不包括开关K1时，可以设置第一CAN信号与第二CAN信号不同，使得第二CAN信号输入到起机单元301时，起机单元301输出的电流信号不能使得驱动模块3021的NMOS管Q1导通。在此情况下，控制单元303可根据接收到的第二CAN信号控制辅助电源单元302闭合，而起机单元301不会影响这一过程。

在一种可能的实现方式中，在充电电路30包括开关K1时，可以设置第一CAN信号与第二CAN信号相同，或者，也设置第一CAN信号与第二CAN信号不同，原因在于，充电状态下，控制单元303可控制开关K1断开，使得起机单元301无论接收到何种信号，都不会对辅助电源单元302的工作状态产生影响。在此情况下，控制单元303可根据接收到的第二CAN信号控制辅助电源单元302闭合，而起机单元301不会影响这一过程。

本申请实施例还提供一种充电桩300，所述充电桩300包括充电控制***31，以及根据本申请实施例的充电电路30，所述充电控制***31的输出端通过CAN总线连接所述充电电路30的输入端。通过这种方式，可以降低充电桩的待机功耗、并节约充电桩的硬件成本。

在一种可能的实现方式中，所述充电控制***31用于，在充电桩300需要对待充电设备进行充电的情况下，输出第一CAN信号，以控制所述充电电路30进入充电状态，在充电桩300需要停止对待充电设备进行充电的情况下输出第二CAN信号，以控制所述充电电路30进入待机状态。通过这种方式，使得充电电路进入充电状态时充电桩有电压输出，可为待充电设备充电，充电电路进入待机状态时充电桩没有电压输出，停止为待充电设备充电，通过控制充电控制***输出的信号能够实现充电桩的工作状态的切换。

在一种可能的实现方式中，充电桩300上还可设置有能够与电动汽车进行物理连接(例如，CAN总线)的接口。在电动汽车与充电桩300处于连接状态时，充电控制***31可通过CAN总线与电动汽车的电池管理***进行数据交换，接收电动汽车的电池管理***传输的充电参数信息、需要开始充电的指令和需要停止充电的指令等等。在接收到需要开始充电的指令时，充电控制***可发出第一CAN信号到充电电路30。在接收到需要停止充电的指令时，充电控制***31可发出第二CAN信号到充电电路30。

在一种可能的实现方式中，充电桩300上也可设置有手动控制的按钮，或者也可设置有包括控件的显示装置，按钮和显示装置可与充电控制***31连接，在电动汽车与充电桩处于连接状态时，如果按钮被用户按下，或者控件被用户触发，充电控制***31可以接收到来自充电桩的需要开始充电的指令以及需要停止充电的指令。

在一种可能的实现方式中，充电桩300还可包括多个充电电路61-6n，如图14所示，其中，n为大于1的整数，多个充电电路61-6n可并联连接，每个充电电路的结构可以和充电电路30的可能的一种结构相同。充电控制***31的输出端可通过CAN总线分别连接每个充电电路的第一输入端(A1端-An端)。在电动汽车的动力电池的电量不足时，充电控制***31可控制充电电路61-6n中的全部或部分进入充电状态为充电桩连接的电动汽车充电。

图15示出根据本申请实施例的充电桩300的一示例性工作流程。下面以多个充电电路之一的充电电路62为例进行描述。

在一种可能的实现方式中，在充电电路62处于待机状态且充电控制***31接收到需要开始充电的指令时，充电控制***31可输出第一CAN信号到充电电路62。充电电路62的起机单元可根据接收到的第一CAN信号，控制充电电路62的辅助电源单元正常工作。

其中，需要开始充电的指令可由与充电桩连接的电动汽车电池管理***发出，也可由用户手动按下充电桩上的按钮或者触发显示装置上的控件后，由充电桩上的按钮或显示装置触发。

在一种可能的实现方式中，第一CAN信号也输入到充电电路62的控制单元，但由于充电电路62处于待机状态，因此，充电电路62的控制单元也处于停止工作状态，控制单元不会响应第一CAN信号。

充电电路62的辅助电源单元正常工作后，充电电路62的起机单元的任务已经完成，在起机单元的第一输入端连接有常闭开关的情况下，充电电路62的控制单元可通过输出控制信号控制开关保持断开，使得其他信号(例如包括充电相关参数信息的信号)无法输入到起机单元的滤波组件，滤波组件没有信号输出，隔离器件中也不会产生可能影响与隔离器件连接的辅助电源单元的工作状态的电流，进而防止由辅助电源单元供电的控制单元的工作状态受到影响。这样，在充电控制***需要通过CAN总线与充电电路的其他器件(例如，控制单元)进行信号交换时，不会受到起机单元的影响。

充电电路62的辅助电源单元正常工作后为充电电路62的控制单元以及功率变换单元供电，使得充电电路62进入充电状态。控制单元能够控制功率变换单元进行交流电到直流电的转换。转换后的直流电在充电电路62的输出端输出并用于为需要充电的电器件，例如电动汽车的动力电池等进行充电。

在一种可能的实现方式中，在充电电路62处于充电状态且充电控制***600接收到需要停止充电的指令时，充电控制***600可输出第二CAN信号。控制单元可根据接收到的第二CAN信号，输出控制信号控制充电电路62的辅助电源单元停止工作。其中，控制信号可例如用于控制辅助电源单元中的继电器断开，所述继电器可连接在辅助电源单元的电源电压端以及输出端的路径上。

在一种可能的实现方式中，第二CAN信号也输入到充电电路62的起机单元，但由于起机单元与充电控制***600的连接已通过开关断开，因此充电电路62的起机单元处于停止工作状态，不会响应第二CAN信号。

充电电路62的辅助电源单元停止工作后，不再为充电电路62的控制单元以及功率变换单元供电。使得控制单元和功率转换单元也停止工作，控制单元停止工作后起机单元的常闭开关不再受控制单元控制，回到闭合状态。充电电路62进入待机状态。

在待机状态下，充电控制***31和充电电路30之间不再传输除第一CAN信号之外的其他信号，直到充电电路30在第一CAN信号的控制下进入充电状态，CAN总线上才有例如包括充电相关参数信息的信号输入到充电电路中。

充电桩300的其余充电电路实现的功能可与充电电路62相同。

本领域技术人员应理解，图15示出的充电控制电路60的工作流程仅为示例性的，工作流程可以根据需要进行调整，例如在任意充电电路中不包括开关K1时，该充电电路的控制单元不会发出针对开关K1的控制信号等，本申请实施例对此不作限制。

附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。

也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行相应的功能或动作的硬件(例如电路或ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路))来实现，或者可以用硬件和软件的组合，如固件等来实现。

尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其它变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其它单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (13)

1.一种充电电路，其特征在于，包括：起机单元、辅助电源单元、控制单元和功率变换单元，所述起机单元和所述控制单元分别通过控制器局域网络CAN总线连接所述充电电路的第一输入端，

所述起机单元用于，根据所述充电电路的第一输入端输入的第一CAN信号，控制所述充电电路进入充电状态，在所述充电状态下，所述辅助电源单元工作，以为所述控制单元和所述功率变换单元供电，所述功率变换单元在所述控制单元的控制下，将所述充电电路的第二输入端输入的交流输入电压转换为直流输出电压，通过所述充电电路的输出端输出；

所述控制单元用于，根据所述充电电路的第一输入端输入的第二CAN信号，控制所述充电电路进入待机状态，在所述待机状态下，所述辅助电源单元停止工作。

2.根据权利要求1所述的充电电路，其特征在于，

所述起机单元的第一输入端通过CAN总线连接所述充电电路的第一输入端，所述起机单元的输出端连接所述辅助电源单元的第一输入端；

所述辅助电源单元的第二输入端连接所述控制单元的第一输出端，所述辅助电源单元的第一输出端连接所述控制单元的第二输入端，所述辅助电源单元的第二输出端连接所述功率变换单元的第二输入端；

所述控制单元的第一输入端通过CAN总线连接所述充电电路的第一输入端，所述控制单元的第二输出端连接所述功率变换单元的第三输入端；

所述功率变换单元的第一输入端连接所述充电电路的第二输入端，所述功率变换单元的输出端连接所述充电电路的输出端。

3.根据权利要求2所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括开关，所述开关连接所述控制单元的第三输出端，且所述开关连接在所述充电电路的第一输入端、所述起机单元、以及所述辅助电源单元所在的路径中，当所述开关断开时，所述路径断开。

4.根据权利要求3所述的充电电路，其特征在于，所述开关连接在所述起机单元的第一输入端和所述充电电路的第一输入端之间。

5.根据权利要求3所述的充电电路，其特征在于，所述开关连接在所述起机单元的输出端和所述辅助电源单元的第一输入端之间。

6.根据权利要求3所述的充电电路，其特征在于，所述开关连接在所述起机单元内部。

7.根据权利要求3-6中任一项所述的充电电路，其特征在于，所述第一CAN信号和第二CAN信号是脉冲宽度调制信号，所述第一CAN信号和第二CAN信号相同或不同。

8.根据权利要求3-7中任一项所述的充电电路，其特征在于，所述开关是常闭开关，在所述充电状态下，所述控制单元还用于通过第三输出端输出控制信号，以控制所述开关保持断开。

9.根据权利要求1-8任一项所述的充电电路，其特征在于，所述起机单元包括滤波组件以及隔离器件，所述滤波组件的一端连接所述起机单元的第一输入端，所述滤波组件的另一端连接所述隔离器件的一端，所述隔离器件的另一端连接所述起机单元的输出端，

所述滤波组件用于对所述第一CAN信号进行整流及滤波，得到整流及滤波后的信号，所述隔离器件用于将整流及滤波后的信号转换为使所述辅助电源单元工作的电流信号。

10.根据权利要求9所述的充电电路，其特征在于，所述隔离器件包括光耦合隔离器。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的充电电路，其特征在于，所述充电电路还包括整流滤波单元，所述整流滤波单元的输入端连接所述充电电路的第二输入端，所述整流滤波单元的第一输出端连接所述辅助电源单元的第三输入端，所述整流滤波单元的第二输出端连接所述起机单元的第二输入端，

所述整流滤波单元将输入端输入的交流输入电压转换为所述辅助电源单元和所述起机单元的电源电压。

12.一种充电桩，其特征在于，所述充电桩包括充电控制***，以及根据权利要求1-11中任一项所述的充电电路，所述充电控制***的输出端通过CAN总线连接所述充电电路的输入端。

13.根据权利要求12所述的充电桩，其特征在于，所述充电控制***用于，在充电桩需要对待充电设备进行充电的情况下，输出第一CAN信号，以控制所述充电电路进入充电状态，在充电桩需要停止对待充电设备进行充电的情况下输出第二CAN信号，以控制所述充电电路进入待机状态。

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