一種基于嵌入式的用于交流充電樁的控制電路的制作方法

本實(shí)用新型涉及一種基于嵌入式的用于交流充電樁的控制電路，主要用于電動(dòng)汽車或者電動(dòng)車的充電站。

背景技術(shù)：

隨著不可再生能源的不斷消耗，即將到來的能源危機(jī)迫使各國更加重視新能源的開發(fā)。作為一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展重要支柱的汽車產(chǎn)業(yè)一直是一個(gè)高能源消耗產(chǎn)業(yè)?，F(xiàn)在越來越多的人擁有家用汽車，可以預(yù)見在將來人們對(duì)石油資源的需求將會(huì)越來越大。節(jié)能與新能源汽車是汽車產(chǎn)業(yè)解決能源問題的重要突破口，將成為拉動(dòng)國內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長的一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。我國目前己經(jīng)是世界第一的汽車產(chǎn)銷大國，今后一段時(shí)間內(nèi)汽車需求量仍將繼續(xù)保持增長的勢頭，由此帶來的能源和環(huán)境問題將更加嚴(yán)重，特別是空氣污染問題，霧霾已經(jīng)在我國北方泛濫成災(zāi)，其中直接原因就與汽車尾氣有關(guān)。汽車產(chǎn)業(yè)急需升級(jí)和轉(zhuǎn)型來應(yīng)對(duì)此問題。所以大力發(fā)展節(jié)能與新能源汽車，既是有效化解能源危機(jī)的重要手段，也是縮短我國與發(fā)達(dá)國家在汽車產(chǎn)業(yè)上的差距。2012年4月國家發(fā)發(fā)布了《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012一2020年)》,規(guī)劃指出今后將以純電動(dòng)汽車作為主要的戰(zhàn)略取向,其主要任務(wù)包括了積極推進(jìn)充電設(shè)施建設(shè)，因地制宜建設(shè)慢速充電樁、公共快速充 換電設(shè)施。與傳統(tǒng)的充電站相比，電動(dòng)汽車充電樁占地面積很少，路邊只需要1平方的空地就能建設(shè)一個(gè)充電樁，成本很低，很適合在城市中的超市、停車場、住宅小區(qū)等車輛密集停放的區(qū)域建設(shè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型針對(duì)以上問題而提出了一種基于嵌入式的用于交流充電樁的控制電路。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種基于嵌入式的用于交流充電樁的控制電路，其特征在于它包括主控制器U1、信號(hào)輸入電路、液晶顯示器、聲指示電路、光指示電路、直流繼電器驅(qū)動(dòng)電路、通訊電路和存儲(chǔ)電路；所述信號(hào)輸入電路的輸入端接所述交流充電樁的交流接觸器的相應(yīng)輸出端，信號(hào)輸入電路的輸出端接所述主控制器U1的輸入端；所述主控制器U1的相應(yīng)輸出端分別接液晶顯示器、聲指示電路、光指示電路、直流繼電器驅(qū)動(dòng)電路的輸入端；所述通訊電路、存儲(chǔ)電路與主控制器U1均雙向連接；所述通訊電路還與所述充電樁其他通訊設(shè)備的相應(yīng)數(shù)據(jù)串口端雙向連接；

所述主控制器U1由微控制芯片U1、晶振Y1、開關(guān)S1、電阻R21和電容C1-C4組成；所述晶振Y1、電容C3-C4組成的晶振電路接在微控制芯片U1的12腳與13腳之間；所述開關(guān)S1、電阻R21、電容C1組成的復(fù)位電路接在+3.3V與地之間；所述電容C2接在微控制芯片U1的73腳與地之間。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

本實(shí)用新型采用基于嵌入式的芯片作為主控制器，具有數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確度高、體積小的特點(diǎn)，信號(hào)輸入電路和直流繼電器驅(qū)動(dòng)電路采用光耦隔離不同電源，準(zhǔn)確安全，操作簡單。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖；

圖2為本實(shí)用新型的主控制器U1的電路原理圖；

圖3為本實(shí)用新型的信號(hào)輸入電路的電路原理圖；

圖4為本實(shí)用新型的液晶顯示器的電路原理圖；

圖5為本實(shí)用新型的聲指示電路的電路原理圖；

圖6為本實(shí)用新型的光指示電路的電路原理圖；

圖7為本實(shí)用新型的直流繼電器驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖；

圖8為本實(shí)用新型的通訊電路的電路原理圖；

圖9為本實(shí)用新型的存儲(chǔ)電路的電路原理圖；

圖10為穩(wěn)壓電路的電路原理圖；

圖11為第一路+5V轉(zhuǎn)+3.3V電路的電路原理圖；

圖12為第一路+5V轉(zhuǎn)+3.3V電路的電路原理圖；

在圖1-圖9中：1為直流繼電器，2為交流接觸器，3為充電樁其他通訊設(shè)備。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例涉及一種基于嵌入式的用于交流充電樁的控制電路，其特征在于它包括主控制器U1、信號(hào)輸入電路、液晶顯示器、聲指示電路、光指示電路、直流繼電器驅(qū)動(dòng)電路、通訊電路和存儲(chǔ)電路；所述信號(hào)輸入電路的輸入端接所述交流充電樁的交流接觸器的相應(yīng)輸出端，信號(hào)輸入電路的輸出端接所述主控制器U1的輸入端；所述主控制器U1的相應(yīng)輸出端分別接液晶顯示器、聲指示電路、光指示電路、直流繼電器驅(qū)動(dòng)電路的輸入端；所述通訊電路、存儲(chǔ)電路與主控制器U1均雙向連接；所述通訊電路還與所述充電樁其他通訊設(shè)備的相應(yīng)數(shù)據(jù)串口端雙向連接。

所述主控制器U1由微控制芯片U1、晶振Y1、開關(guān)S1、電阻R21和電容C1-C4組成；所述晶振Y1、電容C3-C4組成的晶振電路接在微控制芯片U1的12腳與13腳之間；所述開關(guān)S1、電阻R21、電容C1組成的復(fù)位電路接在+3.3V與地之間；所述電容C2接在微控制芯片U1的73腳與地之間。

其特征在于它還包括電源供電電路，所述電源供電電路由穩(wěn)壓電路、第一路+5V轉(zhuǎn)+3.3V電路、第二路+5V轉(zhuǎn)+3.3V電路組成；所述穩(wěn)壓電路的輸出端接第一路+5V轉(zhuǎn)+3.3V電路、第二路+5V轉(zhuǎn)+3.3V電路的輸入端。

所述穩(wěn)壓電路由穩(wěn)壓芯片U15、穩(wěn)壓管D9、電感L1和電容C14-C15組成；所述穩(wěn)壓芯片U15的型號(hào)為LM2575，所述穩(wěn)壓芯片U15的1腳接輸入電源端+24V，電容C14接在穩(wěn)壓芯片U15的1腳與地之間，所述穩(wěn)壓芯片U15的2腳經(jīng)電感L1后為+5V電源端，所述穩(wěn)壓管D9接在穩(wěn)壓芯片U15的2腳與地之間，電容C15接在+5V與地之間，穩(wěn)壓芯片U15的4腳接+5V電源端，穩(wěn)壓芯片U15的3腳與5腳均接地。

所述第一路+5V轉(zhuǎn)+3.3V電路與第二路+5V轉(zhuǎn)+3.3V電路結(jié)構(gòu)相同；所述第一路+5V轉(zhuǎn)+3.3V電路由穩(wěn)壓芯片U2、電阻R25、二極管DS5、濾波電容C8-C9組成；所述穩(wěn)壓芯片U2的1腳與3腳均接+5V，電容C8接在+5V與地之間，壓芯片U2的2腳與4腳為輸出端+3.3VA，電容C9接在+3.3VA與地之間，電阻R25與二極管DS5串聯(lián)后組成的指示電路接在+3.3VA與地之間；所述第二路+5V轉(zhuǎn)+3.3V電路由穩(wěn)壓芯片U3、電阻R26、二極管DS6、濾波電容C10-C11組成。

其特征在于所述信號(hào)輸入電路由光耦OP5-OP6、電阻R2-R5組成；所述光耦OP5的1腳經(jīng)電阻R2接交流接觸器的相應(yīng)輸出端，其2腳與3腳均接地，其4腳經(jīng)電阻R4接+3.3VA，其4腳接微控制芯片U1的98腳；所述光耦OP6的1腳經(jīng)電阻R3接交流接觸器的相應(yīng)輸出端，其2腳與3腳均接地，其4腳經(jīng)電阻R5接+3.3VA，其4腳接微控制芯片U1的1腳。

其特征在于所述液晶顯示器的型號(hào)為TFT_LCD；所述液晶顯示器的1腳～5腳分別接微控制芯片U1的59腳～58腳、86腳～85腳、14腳，所述液晶顯示器的數(shù)據(jù)端口6腳～21腳分別接微控制芯片U1的61腳～62腳、81腳～82腳、38腳～46腳、55腳～57腳；所述液晶顯示器的23腳接微控制芯片U1的54腳；所述液晶顯示器的23腳～25腳均接+3.3VA，所述液晶顯示器的28腳接+5V；所述液晶顯示器的22腳、26腳均接地；電容C16接在+5V與地之間，電容C17接在+3.3VA與地之間。

其特征在于所述聲指示電路由蜂鳴器SP1、三極管Q1、電阻R29-R30組成；所述三極管Q1的基極經(jīng)電阻R29接所述微控制芯片U1的78腳，三極管Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1的集電極經(jīng)蜂鳴器SP1接+3.3VA，電阻R30接在三極管Q1的基極與地之間。

其特征在于所述光指示電路由發(fā)光二極管DS2-DS4、電阻R17-R19組成；所述發(fā)光二極管DS2與電阻R17相串聯(lián)后接在微控制芯片U1的30腳與+3.3VA之間，所述發(fā)光二極管DS3與電阻R18相串聯(lián)后接在微控制芯片U1的31腳與+3.3VA之間，所述發(fā)光二極管DS4與電阻R19相串聯(lián)后接在微控制芯片U1的32腳與+3.3VA之間。

其特征在于所述直流繼電器驅(qū)動(dòng)電路由光耦OP9-OP12、反相器U13、電阻R9-R16組成；所述光耦OP9的1腳經(jīng)電阻R9接+3.3VA，其2腳接微控制芯片U1的3腳，光耦OP9的3腳接反相器U13的1腳，電阻R13接在光耦OP9的3腳與地之間，光耦OP9的4腳接+24V；所述光耦OP10的1腳經(jīng)電阻R10接+3.3VA，其2腳接微控制芯片U1的4腳，光耦OP10的3腳接反相器U13的2腳，電阻R14接在光耦OP10的3腳與地之間，光耦OP10的4腳接+24V；所述光耦OP11的1腳經(jīng)電阻R11接+3.3VA，其2腳接微控制芯片U1的5腳，光耦OP11的3腳接反相器U13的3腳，電阻R15接在光耦OP11的3腳與地之間，光耦OP11的4腳接+24V；所述光耦OP12的1腳經(jīng)電阻R12接+3.3VA，其2腳接微控制芯片U1的2腳，光耦OP12的3腳接反相器U13的4腳，電阻R16接在光耦OP12的3腳與地之間，光耦OP12的4腳接+24V；所述反相器U13的輸出腳13腳-16腳接所述交流充電樁的直流繼電器的相應(yīng)輸入端。

其特征在于所述通訊電路由芯片U8、電阻R1、電阻R6和電容C5組成；所述芯片U8的1腳、4腳分別接微控制芯片U1的69腳、68腳，芯片U8的2腳、3腳均接微控制芯片U1的60腳；所述芯片U8的6腳、7腳分別接所述充電樁其他通訊設(shè)備的串口端，芯片U8的8腳接+3.3VD，電阻R1接在芯片U8的6腳與+3.3VD之間，電阻R6接在芯片U8的7腳與+3.3VD之間，電容C5接在+3.3VD與地之間。

其特征在于所述存儲(chǔ)電路由芯片U7、電阻R7-R8和電容C7組成；所述芯片U7的1腳-4腳接地，所述芯片U7的5腳-6腳接微控制芯片U1的96腳-95腳，芯片U7的8腳接+3.3VD，芯片U7的7腳接地；所述電阻R7接在芯片U7的6腳與+3.3VD之間，所述電阻R8接在芯片U7的5腳與+3.3VD之間，電容C7接在芯片U7的7腳與8腳之間。

以上所述微控制芯片U1的型號(hào)為STM32F103，所述反相器U13的型號(hào)為ULN2004，所述穩(wěn)壓芯片U2、U3的型號(hào)為AMS1117-3.3V，所述芯片U8的型號(hào)為SP3485，所述穩(wěn)壓芯片U15的型號(hào)為LM2575，芯片U7的型號(hào)為24C02。

本實(shí)施例的工作工程如下：

當(dāng)有需要充電的信號(hào)傳來時(shí)，信號(hào)輸入電路將交流繼電器傳來的信號(hào)轉(zhuǎn)換為主控制器可以接受的信號(hào)；需要充電時(shí)由主控制器發(fā)出指令給直流繼電器驅(qū)動(dòng)電路，從而驅(qū)動(dòng)充電樁的充電直流繼電器為待充電設(shè)備充電；系統(tǒng)的充電狀態(tài)由光指示電路中三個(gè)指示燈，分別為運(yùn)行指示燈、故障指示燈和報(bào)警指示燈，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)聲指示電路發(fā)出聲音達(dá)到指示目的；液晶顯示器可以用來顯示充電時(shí)的相關(guān)信息；存儲(chǔ)電路可以用來儲(chǔ)存充電用戶的一些信息，方便查看；通訊電路用來與充電樁其他通訊設(shè)備進(jìn)行通信聯(lián)系。