本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車充電設(shè)施，具體地，涉及一種帶有隔離功能的電動(dòng)汽車控制導(dǎo)引信號(hào)檢測(cè)電路。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車充電樁的控制導(dǎo)引電路用于產(chǎn)生充電樁與電動(dòng)汽車之間的握手信號(hào)，電動(dòng)汽車通過識(shí)別此握手信號(hào)決定是否充電以及以多大的電流充電，充電樁通過識(shí)別此握手信號(hào)決定是否給電動(dòng)汽車充電。

當(dāng)充電樁與電動(dòng)汽車連接時(shí)，產(chǎn)生握手信號(hào)的控制導(dǎo)引電路比較容易受外界的干擾，如果將握手信號(hào)不經(jīng)過隔離直接輸入到mcu進(jìn)行處理，外界的干擾可能會(huì)影響mcu的正常工作，可采用光耦進(jìn)行隔離，但是傳統(tǒng)的光耦隔離器不具有線性的隔離功能，隔離輸出端不能跟隨隔離輸入端線性變化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種帶有隔離功能的電動(dòng)汽車控制導(dǎo)引信號(hào)檢測(cè)電路，通過引入線性光耦、兩個(gè)運(yùn)放和少量電阻電容，實(shí)現(xiàn)了隔離輸出端跟隨隔離輸入端線性變化的功能，滿足隔離要求，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低廉。

根據(jù)本發(fā)明提供的帶有隔離功能的電動(dòng)汽車控制導(dǎo)引信號(hào)檢測(cè)電路，包括峰值檢波電路和隔離電路；

其中，所述峰值檢波電路包括二極管d1、二極管d2、電阻r1、電阻r6、電容c3以及運(yùn)放u1a；二極管d1的負(fù)極連接電阻r1的一端，電阻r1的另一端、電阻r6的一端連接運(yùn)放u1a的正相輸入端，電阻r6的另一端接地；

運(yùn)放u1a的輸出端連接二極管d2的正極，二極管d2的負(fù)極連接運(yùn)放u1a的反相輸入端、電阻r4的一端，電容c3的一端，電容c3的另一端接地；

所述隔離電路包括電阻r4、電阻r5、電阻r3、電阻r7、電容c1、電容c2、電容c4、運(yùn)放u1b、運(yùn)放u3a以及線性光耦u2；

運(yùn)放u1b的反相輸入端連接電阻r4的一端、電容c1的一端、線性光耦u2中光敏二極管pd4的負(fù)極；運(yùn)放u1b的正相輸入端、光敏二極管pd4的正極接地；運(yùn)放u1b的輸出端連接電容c1的一端、電阻r5的一端；電阻r5的另一端連接線性光耦u2中l(wèi)ed的負(fù)極，led的正極連接電源端；運(yùn)放u3a的反相輸入端連接光敏二極管pd2的負(fù)極、電容c2的一端、電阻r3的一端；電容c2的另一端、電阻r3的另一端、電阻r7的一端連接運(yùn)放u3a的輸出端，運(yùn)放u3a的正相輸入端、光敏二極管pd2的正極接地；

電容c4的一端連接電阻r7的另一端，另一端接地。

優(yōu)選地，所述線性光耦u2采用型號(hào)為hcnr201的光耦。

優(yōu)選地，還包括電源模塊；所述電源端連接所述電源模塊。

優(yōu)選地，所述二極管d1的正極為輸入端，電阻r7的另一端為輸出端；

所述峰值檢波電路，用于檢測(cè)控制導(dǎo)引信號(hào)cp_in方波的高電平值；隔離電路，用于將反映cp_in方波的電平信號(hào)cp_out接入mcu同時(shí)將控制導(dǎo)引部分電路與mcu部分電路隔離開。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明在不使用復(fù)雜的隔離電路的條件下，對(duì)控制導(dǎo)引電路進(jìn)行隔離，使得mcu能正確的檢測(cè)握手信號(hào)同時(shí)又能與控制導(dǎo)引電路進(jìn)行有效的隔離，滿足隔離要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低廉。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明中帶隔離功能的電動(dòng)汽車控制導(dǎo)引信號(hào)檢測(cè)電路的框圖。

圖2為本發(fā)明中帶隔離功能的電動(dòng)汽車控制導(dǎo)引信號(hào)檢測(cè)電路的具體的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

在本實(shí)施例中，本發(fā)明提供的帶有隔離功能的電動(dòng)汽車控制導(dǎo)引信號(hào)檢測(cè)電路，包括峰值檢波電路和隔離電路；

其中，所述峰值檢波電路包括二極管d1、二極管d2、電阻r1、電阻r6、電容c3以及運(yùn)放u1a；二極管d1的負(fù)極連接電阻r1的一端，電阻r1的另一端、電阻r6的一端連接運(yùn)放u1a的正相輸入端，電阻r6的另一端接地；

運(yùn)放u1a的輸出端連接二極管d2的正極，二極管d2的負(fù)極連接運(yùn)放u1a的反相輸入端、電阻r4的一端，電容c3的一端，電容c3的另一端接地；

所述隔離電路包括電阻r4、電阻r5、電阻r3、電阻r7、電容c1、電容c2、電容c4、運(yùn)放u1b、運(yùn)放u3a以及線性光耦u2；

運(yùn)放u1b的反相輸入端連接電阻r4的另一端、電容c1的一端、線性光耦u2中光敏二極管pd4的負(fù)極；運(yùn)放u1b的正相輸入端、光敏二極管pd4的正極接地；運(yùn)放u1b的輸出端連接電容c1的一端、電阻r5的一端；電阻r5的另一端連接線性光耦u2中l(wèi)ed的負(fù)極，led的正極連接電源端；運(yùn)放u3a的反相輸入端連接光敏二極管pd2的負(fù)極、電容c2的一端、電阻r3的一端；電容c2的另一端、電阻r3的另一端、電阻r7的一端連接運(yùn)放u3a的輸出端，運(yùn)放u3a的正相輸入端、光敏二極管pd2的正極接地；

電容c4的一端連接電阻r7的另一端，另一端接地。

所述線性光耦u2采用型號(hào)為hcnr201的光耦。

本發(fā)明提供的帶有隔離功能的電動(dòng)汽車控制導(dǎo)引信號(hào)檢測(cè)電路，還包括電源模塊；所述電源端連接所述電源模塊。

所述二極管d1的正極為輸入端，電阻r7的另一端為輸出端；所述峰值檢波電路，用于檢測(cè)控制導(dǎo)引信號(hào)cp_in方波的高電平值；隔離電路，用于將反映cp_in方波的電平信號(hào)cp_out接入mcu同時(shí)將控制導(dǎo)引部分電路與mcu部分電路隔離開。

在峰值檢波電路中，控制導(dǎo)引信號(hào)cp_in是頻率為1khz的正負(fù)12伏方波信號(hào)，峰值檢波電路的功能是檢測(cè)方波信號(hào)的高電平的大小，將方波信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電平信號(hào)，此直流電平信號(hào)的值等于方波信號(hào)高電平的大小。

cp_in信號(hào)經(jīng)過二極管d1、電阻r1、電阻r6后變?yōu)楦唠娖娇s小四倍、低電平變?yōu)榱惴姆讲?，運(yùn)放u1a、二極管d2、電容c3、電容r4組成的電路檢測(cè)此方波的高電平值，具體工作方式為：當(dāng)運(yùn)放u1a的正向輸入端電壓升高時(shí)，運(yùn)放u1a的輸出會(huì)增大進(jìn)而強(qiáng)迫運(yùn)放u1a的反向輸入端跟隨正向輸入端增大，此運(yùn)放u1a的反向輸入端即為此電路的輸出端也是后續(xù)電路的輸入端，當(dāng)運(yùn)放u1a的反向輸入端電壓下降時(shí)，運(yùn)放u1a的輸出會(huì)減到最小值，但是由于運(yùn)放u1a的輸出端接二極管d2的陽(yáng)極，所以二極管d2不會(huì)導(dǎo)通，不會(huì)強(qiáng)迫運(yùn)放u1a的反向輸入端跟隨正向輸入端變化，反向輸入端的電壓只會(huì)通過電阻r4、電容c3放電作用慢慢降低，但是由于電阻r4、電容c3的時(shí)常數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1ms，因此在方波的低電平期間，運(yùn)放u1a的反向輸入端電壓基本不變，實(shí)現(xiàn)了將方波信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電平信號(hào)的功能，且直流電平值等于方波高電平值。

在隔離電路中，電阻r4、電容c1、運(yùn)放u1b、電阻r5、led和光敏二極管pd1組成隔離輸入端；光敏二極管pd2、電阻r3、電容c2、運(yùn)放u3a、電阻r7、電容c4組成隔離輸出端。

線性光耦u2的隔離原理與普通光耦沒有差別，只是將普通光耦的單發(fā)單收模式稍加改變，增加一個(gè)用于反饋的光接收電路用于反饋，這樣，雖然兩個(gè)光接收電路都是非線性的，但兩個(gè)光接收電路的非線性都是一樣的，所以就可以通過反饋通路的非線性來抵消直流通路的非線性，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)線性隔離的目的。

在線性光耦u2中，流過led、光敏二極管pd1、光敏二極管pd2的電流分別記作iled，ipd1，ipd2，ipd1和ipd2基本與iled成線性關(guān)系，線性系數(shù)分別記為k1和k2，即：

k1和k2一般很小，并且隨溫度變化較大，但芯片的設(shè)計(jì)使得k1和k2相等。在下面可以看到，在外圍電路的設(shè)計(jì)中，真正影響輸出輸入比值的是二者的比值k3，線性光耦正是利用這種特性才能達(dá)到滿意的線性度的。

設(shè)此模塊的輸入電壓為vin，運(yùn)放u1b的反向輸入端電壓為vi，運(yùn)放u1b的輸出端電壓為vo，在運(yùn)放不飽和正常工作的情況下二者滿足下面的關(guān)系：

vo＝vo0-g·vi(1)

其中vo0是在運(yùn)放差模為0時(shí)的輸出電壓，g為運(yùn)放u1b的增益，一般很大。

忽略運(yùn)放輸入端的輸入電流，可以認(rèn)為通過r4的電流為ipd1，根據(jù)歐姆定律得：

通過r5兩端的電流為iled，根據(jù)歐姆定律得：

其中vled為光耦內(nèi)發(fā)光led的陰極電壓，考慮到led導(dǎo)通時(shí)的電壓基本不變，這里作為常數(shù)對(duì)待，根據(jù)光耦的特性有：

將上述四個(gè)表達(dá)式整合可得：

考慮到g很大，可以做以下近似：

這樣得到隔離輸出端電壓與隔離輸入端電壓的關(guān)系為：

可見在上述電路中，輸出和輸入成正比，并且比例系數(shù)只由k3和r4，r3確定，一般選r4＝r3，達(dá)到只隔離不放大的目的。

在實(shí)際的電路中，型號(hào)為hcnr201光耦合器中，k3的誤差為±5％，電阻r4，電阻r3的精度為1％，電容c1，電阻c2用于濾除高頻干擾，r7，c4也用于濾除高頻干擾，經(jīng)測(cè)試，電路能比較精準(zhǔn)的檢測(cè)控制導(dǎo)引信號(hào)，并且能將mcu部分電路與控制導(dǎo)引電路有效隔離，完全滿足充電樁實(shí)用要求。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。