本實用新型涉及電動汽車充電設施，具體地，涉及一種帶有隔離功能的電動汽車控制導引信號檢測電路。

背景技術：

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

當充電樁與電動汽車連接時，產(chǎn)生握手信號的控制導引電路比較容易受外界的干擾，如果將握手信號不經(jīng)過隔離直接輸入到MCU進行處理，外界的干擾可能會影響MCU的正常工作，可采用光耦進行隔離，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。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本實用新型的目的是提供一種帶有隔離功能的電動汽車控制導引信號檢測電路，通過引入線性光耦、兩個運放和少量電阻電容，實現(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，同時結構簡單成本低廉。

根據(jù)本實用新型提供的帶有隔離功能的電動汽車控制導引信號檢測電路，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以及運放U1A；二極管D1的負極連接電阻R1的一端，電阻R1的另一端、電阻R6的一端連接運放U1A的正相輸入端，電阻R6的另一端接地；

運放U1A的輸出端連接二極管D2的正極，二極管D2的負極連接運放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、運放U1B、運放U3A以及線性光耦U2；

運放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的負極；運放U1B的正相輸入端、光敏二極管PD4的正極接地；運放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LED的負極，LED的正極連接電源端；運放U3A的反相輸入端連接光敏二極管PD2的負極、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的一端連接運放U3A的輸出端，運放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，用于檢測控制導引信號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CP_OUT接入MCU同時將控制導引部分電路與MCU部分電路隔離開。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下的有益效果：

本實用新型在不使用復雜的隔離電路的條件下，對控制導引電路進行隔離，使得MCU能正確的檢測握手信號同時又能與控制導引電路進行有效的隔離，滿足隔離要求，結構簡單成本低廉。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本實用新型的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為本實用新型中帶隔離功能的電動汽車控制導引信號檢測電路的框圖。

圖2為本實用新型中帶隔離功能的電動汽車控制導引信號檢測電路的具體的電路圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本實用新型進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本實用新型的保護范圍。

在本實施例中，本實用新型提供的帶有隔離功能的電動汽車控制導引信號檢測電路，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以及運放U1A；二極管D1的負極連接電阻R1的一端，電阻R1的另一端、電阻R6的一端連接運放U1A的正相輸入端，電阻R6的另一端接地；

運放U1A的輸出端連接二極管D2的正極，二極管D2的負極連接運放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、運放U1B、運放U3A以及線性光耦U2；

運放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的負極；運放U1B的正相輸入端、光敏二極管PD4的正極接地；運放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LED的負極，LED的正極連接電源端；運放U3A的反相輸入端連接光敏二極管PD2的負極、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的一端連接運放U3A的輸出端，運放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采用型號為HCNR201的光耦。

本實用新型提供的帶有隔離功能的電動汽車控制導引信號檢測電路，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，用于檢測控制導引信號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CP_OUT接入MCU同時將控制導引部分電路與MCU部分電路隔離開。

在峰值檢波電路中，控制導引信號CP_IN是頻率為1KHZ的正負12伏方波信號，峰值檢波電路的功能是檢測方波信號的高電平的大小，將方波信號轉(zhuǎn)換成直流電平信號，此直流電平信號的值等于方波信號高電平的大小。

CP_IN信號經(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?，運放U1A、二極管D2、電容C3、電容R4組成的電路檢測此方波的高電平值，具體工作方式為：當運放U1A的正向輸入端電壓升高時，運放U1A的輸出會增大進而強迫運放U1A的反向輸入端跟隨正向輸入端增大，此運放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，當運放U1A的反向輸入端電壓下降時，運放U1A的輸出會減到最小值，但是由于運放U1A的輸出端接二極管D2的陽極，所以二極管D2不會導通，不會強迫運放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的時常數(shù)遠遠大于1mS，因此在方波的低電平期間，運放U1A的反向輸入端電壓基本不變，實現(xiàn)了將方波信號轉(zhuǎn)換成直流電平信號的功能，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，增加一個用于反饋的光接收電路用于反饋，這樣，雖然兩個光接收電路都是非線性的，但兩個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，從而達到實現(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I_LED，I_PD1，I_PD2，I_PD1和I_PD2基本與I_LED成線性關系，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，但芯片的設計使得K1和K2相等。在下面可以看到，在外圍電路的設計中，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到滿意的線性度的。

設此模塊的輸入電壓為V_in，運放U1B的反向輸入端電壓為V_i，運放U1B的輸出端電壓為V_o，在運放不飽和正常工作的情況下二者滿足下面的關系：

(1)

其中V_o0是在運放差模為0時的輸出電壓，G為運放U1B的增益，一般很大。

忽略運放輸入端的輸入電流，可以認為通過R4的電流為I_PD1，根據(jù)歐姆定律得：

(2)

通過R5兩端的電流為I_LED，根據(jù)歐姆定律得：

(3)

其中V_LED為光耦內(nèi)發(fā)光LED的陰極電壓，考慮到LED導通時的電壓基本不變，這里作為常數(shù)對待，根據(jù)光耦的特性有：

(4)

將上述四個表達式整合可得：

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，達到只隔離不放大的目的。

在實際的電路中，型號為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)測試，電路能比較精準的檢測控制導引信號，并且能將MCU部分電路與控制導引電路有效隔離，完全滿足充電樁實用要求。

以上對本實用新型的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本實用新型并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本實用新型的實質(zhì)內(nèi)容。