一种新能源汽车用智能充电器的制作方法

1.本发明涉及充电器技术领域，特别涉及一种新能源汽车用智能充电器。


背景技术：

2.随着电动汽车的普及，电池补能越来越频繁，而随着带来的就是电动汽车充电安全事故越来越频繁，更多的体现在长时间高功率导致温度过高，如果不能实时监测温度变化，无法因为温度过高而控制充电过程，线缆老化造成短路，起火造成安全事故问题。所以在充电过程中须要实时监测插头温度，控制盒温度，充电枪温度。


技术实现要素：

3.针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种新能源汽车用智能充电器，包括控制芯片、监测单元、报警单元、所述监测单元包括第一热敏电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第一运算放大器u1、第二运算放大器u2、第一连接引脚pa_1，所述第一热敏电阻r1一端和电源连接，第一热敏电阻r1另一端和第二电阻r2一端、第一运算放大器u1同相端链接，第一运算放大器u1反相端和第三电阻r3一端、第四电阻r4一端连接，第三电阻r3另一端和第一运算放大器u1输出端、第二运算放大器u2反相端连接，第二运算放大器u2同相端和第一连接引脚pa_1连接，第一连接引脚pa_1和主控芯片连接，第二电阻r2另一端、第四电阻r4另一端和接地端连接。
4.进一步的，所述监测单元还包括第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、第九电阻r9、第一三极管q1、第二mos管q2、第二连接引脚pa_2、第一电容c1，所述第五电阻r5一端和第二运算放大器u2输出端、第六电阻r6一端连接，第六电阻r6另一端和第一三极管q1基极连接，第一三极管q1集电极和第一电容c1一端、第七电阻r7一端、第二mos管q2栅极连接，第二mos管q2源极和第八电阻r8一端、第九电阻r9一端连接，第八电阻r8另一端和电源连接，第二mos管q2漏极和第二连接引脚pa_2连接，第二连接引脚pa_2和主控芯片连接，第五电阻r5另一端、第七电阻r7另一端、第一电容c1另一端、第九电阻r9另一端和接地端连接。
5.进一步的，所述监测单元还包括第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第三三极管q3、第四三极管q4、第五三极管q5、第三运算放大器u3、第四连接引脚pa_4、第一继电开关k1，所述第三运算放大器u3反相端和第一电容c1一端连接，第三运算放大器u3同相端和第二mos管q2源极连接，第三运算放大器u3输出端和第三三极管q3基极连接，第三三极管q3发射极和第十电阻r10一端、第四三极管q4集电极、第五三极管q5基极连接，第四三极管q4发射极和第十一电阻r11一端、第十二电阻r12一端连接，第十二电阻r12另一端和第五三极管q5集电极、第三连接引脚pa_3、第一继电开关k1辅助触点一端连接，第一继电开关k1辅助触点另一端、第十一电阻r11另一端和电源连接，第一继电开关k1线圈一端和第四连接引脚pa_4连接，第一继电开关k1线圈另一端、第五三极管q5发射极、第十电阻r10另一端和接地端连接，第三连接引脚pa_3、第四连接引脚pa_4和主控芯片连接。
6.进一步的，所述监测单元还包括第十三电阻r13、第一发光二极管led1，所述第十三电阻r13一端和电源连接，第十三电阻r13另一端和第一发光二极管led1阳极连接，第一发光二极管led1阴极和接地端连接。
7.进一步的，所述监测单元还包括第十四电阻r14，所述第十四电阻r14一端和电源连接，第十四电阻r14另一端和第一三极管q1发射极连接。
8.进一步的，所述监测单元还包括第十五电阻r15、第十六电阻r16，所述第十五电阻r15一端和电源连接，第十五电阻r15另一端和第三三极管q3集电极、第十六电阻r16一端连接，第十六电阻r16另一端和接地端连接。
9.进一步的，所述监测单元还包括第十七电阻r17，所述第十七电阻r17一端和第四三极管q4基极连接，第十七电阻r17另一端和接地端连接。
10.进一步的，所述报警电路包括第一蜂鸣器f1、第十八电阻r18、第五连接引脚pa_5，所述第十八电阻r18一端和第五连接引脚pa_5连接，第十八电阻r18另一端和第一蜂鸣器f1一端连接，第一蜂鸣器f1另一端和接地端连接，第五连接引脚pa_5和主控芯片连接。
11.本发明与现有技术相比的有益效果是：实现对充电设施温度的实时监测，防止温度过高时引起火灾，并且在不降低监测灵敏度的情况下增加报警信号的准确度。
附图说明
12.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地介绍，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；图1为本发明提供的整体结构示意图；图2为监测单元结构示意图；图3为报警单元结构示意图。
具体实施方式
13.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。
14.如附图所示，本发明是一种新能源汽车用智能充电器，包括控制芯片、监测单元、报警单元、所述监测单元包括第一热敏电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第一运算放大器u1、第二运算放大器u2、第一连接引脚pa_1，所述第一热敏电阻r1一端和电源连接，第一热敏电阻r1另一端和第二电阻r2一端、第一运算放大器u1同相端链接，第一运算放大器u1反相端和第三电阻r3一端、第四电阻r4一端连接，第三电阻r3另一端和第一运算放大器u1输出端、第二运算放大器u2反相端连接，第二运算放大器u2同相端和第一连接引脚pa_1连接，第一连接引脚pa_1还和主控芯片连接，第二电阻r2另一端、第四电阻r4另一端和接地端连接。
15.具体地，所述监测单元还包括第五电阻r5、第六电阻r6、第七电阻r7、第八电阻r8、
第九电阻r9、第一三极管q1、第二mos管q2、第二连接引脚pa_2、第一电容c1，所述第五电阻r5一端和第二运算放大器u2输出端、第六电阻r6一端连接，第六电阻r6另一端和第一三极管q1基极连接，第一三极管q1集电极和第一电容c1一端、第七电阻r7一端、第二mos管q2栅极连接，第二mos管q2源极和第八电阻r8一端、第九电阻r9一端连接，第八电阻r8另一端和电源连接，第二mos管q2漏极和第二连接引脚pa_2连接，第二连接引脚pa_2还和主控芯片连接，第五电阻r5另一端、第七电阻r7另一端、第一电容c1另一端、第九电阻r9另一端和接地端连接。
16.具体地，所述监测单元还包括第十电阻r10、第十一电阻r11、第十二电阻r12、第三三极管q3、第四三极管q4、第五三极管q5、第三运算放大器u3、第四连接引脚pa_4、第一继电开关k1，所述第三运算放大器u3反相端和第一电容c1一端连接，第三运算放大器u3同相端和第二mos管q2源极连接，第三运算放大器u3输出端和第三三极管q3基极连接，第三三极管q3发射极和第十电阻r10一端、第四三极管q4集电极、第五三极管q5基极连接，第四三极管q4发射极和第十一电阻r11一端、第十二电阻r12一端连接，第十二电阻r12另一端和第五三极管q5集电极、第三连接引脚pa_3、第一继电开关k1辅助触点一端连接，第一继电开关k1辅助触点另一端、第十一电阻r11另一端和电源连接，第一继电开关k1线圈一端和第四连接引脚pa_4连接，第一继电开关k1线圈另一端、第五三极管q5发射极、第十电阻r10另一端和接地端连接，第三连接引脚pa_3、第四连接引脚pa_4还和主控芯片连接。
17.具体地，所述监测单元还包括第十三电阻r13、第一发光二极管led1，所述第十三电阻r13一端和电源连接，第十三电阻r13另一端和第一发光二极管led1阳极连接，第一发光二极管led1阴极和接地端连接。
18.具体地，所述监测单元还包括第十四电阻r14，所述第十四电阻r14一端和电源连接，第十四电阻r14另一端和第一三极管q1发射极连接。
19.具体地，所述监测单元还包括第十五电阻r15、第十六电阻r16，所述第十五电阻r15一端和电源连接，第十五电阻r15另一端和第三三极管q3集电极、第十六电阻r16一端连接，第十六电阻r16另一端和接地端连接。
20.具体地，所述监测单元还包括第十七电阻r17，所述第十七电阻r17一端和第四三极管q4基极连接，第十七电阻r17另一端和接地端连接。
21.具体地，所述报警电路包括第一蜂鸣器f1、第十八电阻r18、第五连接引脚pa_5，所述第十八电阻r18一端和第五连接引脚pa_5连接，第十八电阻r18另一端和第一蜂鸣器f1一端连接，第一蜂鸣器f1另一端和接地端连接，第五连接引脚pa_5和主控芯片连接。
22.在本发明实施例中，第一热敏电阻r1用于监测充电设置温度，第二电阻r2用于将温度信号转换为电信号反馈到第一运算放大器u1，第一运算放大器u1、第三电阻r3、第四电阻r4反馈放大该信号导致第二运算放大器u2，第二运算放大器u2同相端设置报警阈值，此实施例中，第二运算放大器u2输出端和报警单元连接，当温度超出第二运算放大器u2报警阈值时，第二运算放大器u2输出报警信号到主控芯片，实现温度的实时监测。
23.考虑到敏感元件与充电设施的封装，温度散热环境复杂会导致报警的信号灵敏度过高，因此使第二运算放大器u2输出到报警单元的信号直接经第六电阻r6反馈到第一三极管q1基极，而第一三极管q1发射极和电源直连，由第二连接引脚pa_2代替第二运算放大器u2进行报警信号输出；第五电阻r5用于第一三极管q1回路，第二运算放大器u2无输出时第
一三极管q1导通，当第二运算放大器u2输出故障报警信号时第一三极管q1截止，第一电容c1在第一三极管q1截止时经第七电阻r7旁路，此时第二mos管q2仍导通，当第二运算放大器u2再次输出时，第二mos管q2无变化，通过第七电阻r7对信号进行时滞，当第二运算放大器u2输出正常时，其曲线的最高电位低于第二mos管q2栅极到漏极的最低负压差时候，第二mos管q2在进行截止，完成信号进行时滞。第二mos管q2截止时，第二发光二极管led2截止，主控芯片接收第二连接引脚pa_2信号时断开充电设施的控制开关，第二发光二极管led2在进行断电指示。第二发光二极管led2也可更换为光耦模块，通过耦合方式控制被耦合端的继电器直接对充电设施进行控制。
24.考虑到多个充电桩在进行监测时，报警后工作人员并非马上进行处理，而在断电后温度下降,需要对未处理的充电桩进行信号保留，而处理后的进行复位，通过第四连接引脚pa_4输入记录信号，(也是处理后的复位信号，起始无输入时，不开启记录功能)，此时第一继电开关k1闭合，通过第三运算放大器u3监测第二mos管q2源极和第一电容c1的端电位，正常状态时，第二mos管q2导通压降，第一电容c1端电位大于第二mos管q2源极端电位，第三运算放大器u3不进行输出，反之，当第二运算放大器u2输出时，第二mos管q2截止，第二mos管q2源极端电位等于第八电阻r8和第九电阻r9分压电位，第三三极管q3导通，信号经第十电阻r10反馈到第五三极管q5，第十二电阻r12端电位下拉，第三连接引脚pa_3输出低电平信号，当第四连接引脚pa_4不再次进行输入时，即未处理的信号并未输入复位信号时，而第三运算放大器u3因温度下降处于无输出的状态下，因第五三极管q5基极正偏，第十一电阻r11端电源信号经第四三极管q4发射极、基极、第五三极管q5集电极、发射极回路，第四三极管q4导通，第四三极管q4集电极信号反馈到第五三极管q5基极，进行信号记录，而当第四连接引脚pa_4输入信号时，第一继电开关k1闭合，第四三极管q4基极反偏，第五三极管q5截止，第十二电阻r12端电位上拉，第三连接引脚pa_3输出高电平信号，等待第三运算放大器u3再次输出。
25.第十四电阻r14用于第一三极管q1限流，第十五电阻r15、第十六电阻r16防止在第三三极管q3基极设置下拉电阻时，因第三运算放大器u3内部的失调电压导致第三三极管q3集电极电流经第十电阻r10使第五三极管q5故障导通，第十三电阻r13和第一发光二极管led1用于监测单元的启动指示，第十七电阻r17用于第一继电开关k1信号上拉，第十八电阻r18用于第一蜂鸣器f1限流，主控芯片通过第一连接引脚pa_1为第二运算放大器u2同相端报警阈值，需要说明的是启用记录功能时，第二连接引脚pa_2悬空，第二发光二极管led2不作指示，主控芯片通过第三连接引脚pa_3反馈的信号对充电开关进行控制，连接方式为，将继电器的线圈一端与主控芯片其他的gpio口连接，另一端和接地端连接，继电器主触点和接触器的辅助触点连接，接触器主触点与负载连接，或直接将接触器主触点与负载进行连接，根据元器件的耐压幅值和实际使用情况自行连接。

技术特征：
1.一种新能源汽车用智能充电器，其特征在于，包括控制芯片、监测单元、报警单元、所述监测单元包括第一热敏电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第一连接引脚，所述第一热敏电阻一端和电源连接，第一热敏电阻另一端和第二电阻一端、第一运算放大器同相端链接，第一运算放大器反相端和第三电阻一端、第四电阻一端连接，第三电阻另一端和第一运算放大器输出端、第二运算放大器反相端连接，第二运算放大器同相端和第一连接引脚连接，第一连接引脚和主控芯片连接，第二电阻另一端、第四电阻另一端和接地端连接。2.根据权利要求1所述的新能源汽车用智能充电器，其特征在于，所述监测单元还包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一三极管、第二mos管、第二连接引脚、第一电容，所述第五电阻一端和第二运算放大器输出端、第六电阻一端连接，第六电阻另一端和第一三极管基极连接，第一三极管集电极和第一电容一端、第七电阻一端、第二mos管栅极连接，第二mos管源极和第八电阻一端、第九电阻一端连接，第八电阻另一端和电源连接，第二mos管漏极和第二连接引脚连接，第二连接引脚和主控芯片连接，第五电阻另一端、第七电阻另一端、第一电容另一端、第九电阻另一端和接地端连接。3.根据权利要求2所述的新能源汽车用智能充电器，其特征在于，所述监测单元还包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第三三极管、第四三极管、第五三极管、第三运算放大器、第四连接引脚、第一继电开关，所述第三运算放大器反相端和第一电容一端连接，第三运算放大器同相端和第二mos管源极连接，第三运算放大器输出端和第三三极管基极连接，第三三极管发射极和第十电阻一端、第四三极管集电极、第五三极管基极连接，第四三极管发射极和第十一电阻一端、第十二电阻一端连接，第十二电阻另一端和第五三极管集电极、第三连接引脚、第一继电开关辅助触点一端连接，第一继电开关辅助触点另一端、第十一电阻另一端和电源连接，第一继电开关线圈一端和第四连接引脚连接，第一继电开关线圈另一端、第五三极管发射极、第十电阻另一端和接地端连接，第三连接引脚、第四连接引脚和主控芯片连接。4.根据权利要求2所述的新能源汽车用智能充电器，其特征在于，所述监测单元还包括第十三电阻、第一发光二极管，所述第十三电阻一端和电源连接，第十三电阻另一端和第一发光二极管阳极连接，第一发光二极管阴极和接地端连接。5.根据权利要求2所述的新能源汽车用智能充电器，其特征在于，所述监测单元还包括第十四电阻，所述第十四电阻一端和电源连接，第十四电阻另一端和第一三极管发射极连接。6.根据权利要求3所述的新能源汽车用智能充电器，其特征在于，所述监测单元还包括第十五电阻、第十六电阻，所述第十五电阻一端和电源连接，第十五电阻另一端和第三三极管集电极、第十六电阻一端连接，第十六电阻另一端和接地端连接。7.根据权利要求3所述的新能源汽车用智能充电器，其特征在于，所述监测单元还包括第十七电阻，所述第十七电阻一端和第四三极管基极连接，第十七电阻另一端和接地端连接。8.根据权利要求1所述的新能源汽车用智能充电器，其特征在于，所述报警电路包括第一蜂鸣器、第十八电阻、第五连接引脚，所述第十八电阻一端和第五连接引脚连接，第十八电阻另一端和第一蜂鸣器一端连接，第一蜂鸣器另一端和接地端连接，第五连接引脚和主
控芯片连接。

技术总结
本发明公开了一种新能源汽车用智能充电器，包括控制芯片、监测单元、报警单元、监测单元包括第一热敏电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一运算放大器、第二运算放大器、第一连接引脚。本发明可在充电过程中实时监测充电设施的温度，并且在不降低灵敏度的情况下增加信号准确度。号准确度。号准确度。


技术研发人员：刘利平 张岳斌 李忠兴
受保护的技术使用者：湖南艾德迅电气科技股份有限公司
技术研发日：2023.08.10
技术公布日：2023/9/16