放电枪控制电路的制作方法

1.本公开涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种放电枪控制电路。


背景技术：

2.电动汽车放电枪是电动汽车用于对外部负载进行充电的设备，以将电动汽车作为供电设备使用。在对负载充电时，放电枪从车载电池获取电能并提供给外部负载。
3.在放电枪电路的一种实现中，使用ign(ignition：点火)信号控制放电过程的启动和停止。当放电枪插入电动汽车时，例如车辆的mcu(microcontroller unit：微控制单元)会检测车辆是否准备好对外部负载进行充电，并等待用户启动对外部负载的充电。当用户启动充电时，放电枪会接收到ign信号，从而开始将电池的功率经由放电枪输出到外部负载。
4.ign信号可以通过多种方式获取，例如可以通过obd-ii(on-board diagnostics：车载诊断)接口获取，或者通过安装在点火系统中的传感器获取。在一些布置中，可以通过专用板卡来获取ign信号。
5.取决于不同的获取方式、环境电磁干扰、电子设备干扰、线路问题等诸多因素，ign信号可能会产生波动。然而，在以往的电路设计中，缺少对因ign信号波动导致放电枪误启动的防范机制。


技术实现要素：

6.本公开的一个方面提供了一种放电枪控制电路，可以包括：can收发器，配置成将接收到的直流功率提供给外部负载；线性稳压器，配置成在使能状态下对控制器和can收发器供电；控制器，配置成在由线性稳压器供电期间持续向线性稳压器输出使能信号，以使线性稳压器保持使能状态；开关模块，其接收放电启动信号和直流功率作为输入，并且被配置成：响应于放电启动信号切换到激活状态，向线性稳压器输出启动脉冲信号，以使线性稳压器切换为使能状态，并且在放电启动信号被激活期间：将直流功率提供给线性稳压器和can收发器；并且向can收发器输出唤醒信号。
7.本公开的另一方面提供了一种放电枪控制电路，可以包括：can收发器，配置成将接收到的直流功率提供给外部负载；线性稳压器，配置成在使能状态下对控制器和can收发器供电；控制器，配置成在由线性稳压器供电期间持续向线性稳压器输出使能信号，以使线性稳压器保持使能状态；开关模块，其接收放电启动信号和直流功率作为输入，并且被配置成在放电启动信号被激活期间：将直流功率提供给线性稳压器和can收发器；并且向can收发器输出唤醒信号，can收发器进一步被配置成：响应于接收到直流功率，向线性稳压器输出启动脉冲信号，以使线性稳压器切换为使能状态。
8.本公开的又一方面提供了一种放电枪控制电路，可以包括：can收发器，配置成将接收到的直流功率提供给外部负载；线性稳压器，配置成在使能状态下对can收发器供电；开关模块，其接收放电启动信号和直流功率作为输入，并且被配置成在放电启动信号被激
活期间：将放电启动信号提供给线性稳压器以使线性稳压器保持使能状态；将直流功率提供给线性稳压器和can收发器；并且向can收发器输出唤醒信号。
附图说明
9.图1图示出已有的放电枪控制电路100的电路框图；
10.图2图示出根据本公开的实施例的示例放电枪控制电路200的电路框图；
11.图3图示出根据本公开的实施例的示例开关模块5的电路图；
12.图4图示出根据本公开的另一实施例的示例放电枪控制电路400的电路框图；并且
13.图5图示出根据本公开的又一实施例的示例放电枪控制电路500的电路框图。
具体实施方式
14.在以下描述中，陈述了众多特定细节。然而，应当理解，可在没有这些特定细节的情况下实践本实用新型的实施例。在其他实例中，未详细示出公知的电路、结构和技术，以免使对本描述的理解模糊。
15.说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等的引用表明所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例不一定都包括该特定的特征、结构或特性。此外，此类短语不一定是指同一个实施例。此外，当结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，认为结合无论是否被明确描述的其他实施例而影响此类特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识范围之内的。
16.出于本公开的目的，短语“a和/或b”意指(a)、(b)或(a和b)。出于本公开的目的，短语“a、b、和/或c”意指(a)、(b)、(c)、(a和b)、(a和c)、(b和c)或(a、b和c)。
17.在以下说明书和权利要求书中，可以使用术语“耦合”和“连接”及其衍生词。应当理解，这些术语不旨在作为彼此的同义词。相反，在特定实施例中，“连接”可用于指示两个或更多个要素彼此直接物理接触或电接触。“耦合”可表示两个或更多个要素直接物理接触或电接触。然而，“耦合”还可以意指两个或更多个要素并非彼此直接接触，但仍彼此合作或交互。
18.图1图示出已有的放电枪控制电路100的电路框图。放电枪控制电路100包括控制器1、ldo(low drop out：低压差线性稳压器)2和can(控制器局域网)收发器3。
19.ldo 2耦合到控制器1以及can收发器3，用于为控制器1和can收发器3提供稳定的低压电源。ldo 2接收来自车载电池的直流功率vbat作为输入功率。直流功率vbat例如来自汽车电池。例如，汽车的电池电压可能在200v-500v之间。ldo 2能够将这种高压直流电池输出的电压降低到较低的电压水平，例如5v或3.3v，以供放电枪内部的电子器件使用。
20.ldo 2接收到ign信号(点火信号)后即被启动，并向控制器1和can收发器3供电。在对负载4充电期间，ign信号处于激活状态，例如高电平，使得ldo 2能够保持在使能状态。然而，ign信号可能由于干扰等因素产生波动。这种波动会导致ldo 2对控制器1和can收发器3的供电中断。因此，控制器1在被ldo 2供电并启动后，向ldo 2持续输出使能信号power_en以持续使能ldo 2，这能防止因ign信号波动导致来自ldo 2的供电暂停，提高电路稳定性。
21.在ldo 2工作期间，持续向can收发器3输出vcc电压以对can收发器3进行供电。应注意，虽然图1中未示出，但ldo 2也向控制器1输出供电电压。
22.can收发器3可以与外部负载4的充电控制器进行通信，并将接收到的直流功率vbat提供给外部负载4来对负载4进行充电。
23.控制器1通过spi(serial peripheral interface：串行外设接口)协议与can收发器3通信，以控制充电过程的启动和停止等。
24.在图1所述的示例中，在放电枪连接到主车辆以及外部负载4并且用户启动对外部负载4的充电后，ldo 2接收到ign信号而启动，并对控制器1和can收发器3供电。控制器1被启动后向ldo 2持续输出使能信号power_en来持续使能ldo 2，并向can收发器3发送启动信号。can收发器3在接收到来自ldo 2的供电电压和来自控制器1的启动信号后，能够持续利用直流功率vbat对外部负载4进行充电。
25.在充电完成时，ign信号被去激活，例如变为低电平。控制器1停止向ldo 2输出使能信号并可以向can收发器3发送关闭信号，使得ldo 2停止输出低电压vcc，can收发器3停止对负载4进行充电。
26.在该示例中，ign信号直接耦合到ldo 2。在ign信号产生较大波动时，存在误启动ldo 2从而误启动放电过程的可能。例如，对于幅度为5v的ign信号，若因环境电磁干扰、电子设备干扰、线路问题等因素导致产生2v左右的波动，该2v的波动电压可能会导致ldo 2误启动，即便用户没有打算开始对外部负载4进行充电。
27.此外，由于直流功率vbat直接耦合到can收发器3，因此，即便在对外部负载4的充电未被启动的情况下，施加在can收发器3上的直流功率vbat也会导致在can收发器3内部产生静态电流从而产生损耗。此时，can收发器3以及外部负载4视为输出侧的阻抗。
28.为了解决上述问题，本公开提供一种放电枪控制电路，能够改善因ign信号波动导致放电枪控制电路误启动的情况，并且能够避免在对外部负载4的充电未被启动的情况下在can收发器3内产生静态电流。
29.实施例1
30.图2图示出根据本公开的实施例的示例放电枪控制电路200的电路框图。与图1所示的放电枪电路100相比，本实施例的放电枪电路200增加了开关模块5和稳压管6。开关模块5能够实现直流功率vbat与can收发器3的隔离。稳压管6用于提高放电枪控制电路200启动的门限值。
31.开关模块5耦合到车载电池以获取直流功率vbat。诸如ign信号的放电启动信号不直接耦合到开关模块5，而是经由稳压管6耦合到开关模块5。开关模块5的输出侧耦合到ldo(本文也称为线性稳压器)2和can收发器3。
32.本实施例中，放电启动信号是用于启动或关闭对负载4的充电的控制信号，可以是图2所示的ign信号，也可以是其它专用控制信号。在启动对负载4的充电的情况下，放电启动信号保持激活状态，例如高电平。在停止对负载4的充电的情况下，放电启动信号保持去激活状态，例如低电平。
33.稳压管6用于将变化的输入电压转换为稳定的输出电压，其利用pn结的击穿区具有稳定电压的特性来工作。在击穿后，稳压管6两端的电压基本保持不变。这样，当把稳压管6接入电路200以后，若由于电源电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，稳压管6的两端电压将基本保持不变。
34.例如，对于激活状态下的幅值为5v的ign信号，在图1所示的现有设计中，若产生2v
的波动ign信号，可能会导致ldo 2启动从而启动放电过程。在本实施例中，若稳压管6的击穿电压为4v，则2v的波动ign信号无法击穿稳压管6，因此无法经由稳压管6施加到放电电路200的开关模块5。只有在ign信号达到击穿电压(例如4v)或更高(例如额定幅值5v)，才能击穿稳压管6，从而施加到开关模块5。换言之，稳压管6提高了ign信号的门限值，使得放电电路200不容易受波动的干扰而导致误启动。作为示例，稳压管6可以包括但不限于碳化硅稳压管、钨氧化物稳压管、锗稳压管、硅稳压管、齐纳二极管、或其组合。
35.开关模块5用于基于输入的放电启动信号来启动/停止ldo 2和can收发器3，并且用于将直流功率vbat提供给can收发器3以向外部负载4充电。
36.本实施例中，响应于放电启动信号切换到激活状态，开关模块5向ldo 2输出启动脉冲信号inh。启动脉冲信号inh为脉冲信号，用于使ldo 2切换为使能状态。
37.在放电启动信号被激活期间，直流功率vbat能够通过开关模块5到达ldo 2和can收发器3。该状态下，开关模块5进一步向can收发器3提供持续的唤醒信号wake。在放电启动信号被激活期间，ldo 2需要保持使能状态，这通过来自控制器1的使能信号power_en来实现。具体而言，ldo 2接收到启动脉冲信号inh后切换为使能状态，随即开始对控制器1和can收发器3供电，提供例如5v或3.3v的供电电压。对控制器1和can收发器3的供电以及唤醒信号wake可以从直流功率vbat中提取得到，并可以进一步进行降压处理。
38.控制器1接收到ldo 2的供电后，持续向ldo 2输出使能信号power_en以使ldo 2保持使能状态。由此，在ign信号被激活后，开关模块5首先输出启动脉冲信号inh以开始ldo 2对控制器1和can收发器3的供电，然后通过由控制器1向ldo 2持续输出使能信号power_en来使ldo 2保持启动状态。其结果，ign信号的波动不会影响到ldo 2的工作状态，电路稳定性得以提高。
39.can收发器3在由ldo 2供电并且接收到来自开关模块5的唤醒信号wake的情况下，将从开关模块5接收到的直流功率vbat输出到负载4，以对负载4进行充电。
40.当对负载4的充电被停止时，ign信号被去激活，例如变为低电平。此时，开关模块5切换为关闭状态。该情况下，来自电池的直流功率vbat被开关模块5截止。其结果，ldo 2失去供电而关闭，进而使得控制器1和can收发器3关闭，并且直流功率vbat无法通过开关模块5输入到can收发器3，对负载4的充电过程停止。
41.图3图示出根据本公开的实施例的示例开关模块5的电路图。本实施例中，开关模块5包括npn开关管s1和pnp开关管s2。npn开关管s1的基极耦合到诸如ign信号的放电启动信号，集电极耦合到pnp开关管s2的基极，发射极接地。pnp开关管s2的发射极耦合到直流功率vbat，集电极用于提供上文描述的唤醒信号wake、启动脉冲信号inh以及直流功率vbat。当ign变为高电平时，npn开关管s1首先导通，然后pnp开关管s2导通。直流功率vbat能够通过pnp开关管s2从其集电极输出。应理解，图5仅仅示出开关模块5的一个示例，并非用于限制开关模块5的结构，本领域技术人员可以根据需要进行变更。
42.实施例2
43.图4图示出根据本公开的另一实施例的示例放电枪控制电路400的电路框图。
44.与图2所示的实施例类似，开关模块5耦合到车载电池以获取直流功率vbat。诸如ign信号的放电启动信号经由稳压管6耦合到开关模块5。开关模块5的输出侧耦合到ldo 2和can收发器3。
45.在启动对负载4的充电的情况下，放电启动信号保持激活状态，例如高电平。在停止对负载4的充电的情况下，放电启动信号保持去激活状态，例如低电平。
46.开关模块5基于输入的放电启动信号来启动/停止ldo 2和can收发器3，并且将直流功率vbat提供给can收发器3以向外部负载4充电。
47.本实施例中，启动脉冲信号inh由can收发器3提供，而非开关模块5。具体而言，响应于放电启动信号切换到激活状态，开关模块5将直流功率vbat提供给ldo 2和can收发器3。can收发器3接收到直流功率vbat和唤醒信号wake中的至少一者后，向ldo 2输出启动脉冲信号ing来使ldo 2进入使能状态。ldo 2随后利用经由开关模块5接收到直流功率vbat对控制器1和can收发器3进行供电。
48.控制器1接收到ldo 2的供电后，持续向ldo 2输出使能信号power_en以使ldo 2保持使能状态。由此，在ign信号被激活后，由can收发器3输出启动脉冲信号inh以开始ldo 2对控制器1和can收发器3的供电，然后通过由控制器1向ldo 2持续输出使能信号power_en来使ldo 2保持启动状态。其结果，ign信号的波动不会影响到ldo 2的工作状态，电路稳定性得以提高。
49.can收发器3在由ldo 2供电并且接收到来自开关模块5的唤醒信号wake的情况下，将从开关模块5接收到的直流功率vbat输出到负载4，以对负载4进行充电。
50.当对负载4的充电被停止时，ign信号被去激活，例如变为低电平。此时，开关模块5切换为关闭状态。该情况下，来自电池的直流功率vbat被开关模块5截止。其结果，ldo 2失去供电而关闭，进而使得控制器1和can收发器3关闭，并且直流功率vbat无法通过开关模块5输入到can收发器3，对负载4的充电过程停止。
51.实施例3
52.图5图示出根据本公开的又一实施例的示例放电枪控制电路500的电路框图。
53.与图2所示的实施例类似，开关模块5耦合到车载电池以获取直流功率vbat。诸如ign信号的放电启动信号经由稳压管6耦合到开关模块5。开关模块5的输出侧耦合到ldo 2和can收发器3。
54.在启动对负载4的充电的情况下，放电启动信号保持激活状态，例如高电平。在停止对负载4的充电的情况下，放电启动信号保持去激活状态，例如低电平。
55.开关模块5基于输入的放电启动信号来启动/停止ldo 2和can收发器3，并且将直流功率vbat提供给can收发器3以向外部负载4充电。
56.本实施例中，开关模块5不向ldo 2提供启动脉冲信号ing，而直接将放电启动信号提供给ldo 2。具体而言，响应于放电启动信号切换到激活状态，开关模块5将直流功率vbat提供给ldo 2和can收发器3，同时将放电启动信号提供给ldo 2，来使ldo 2进入并保持使能状态。ldo 2随后可以利用经由开关模块5接收到直流功率vbat对控制器1和can收发器3进行供电。
57.控制器1接收到ldo 2的供电后，持续向ldo 2输出使能信号power_en以使ldo 2保持使能状态。应注意，放电启动信号在对负载4充电期间应保持激活状态，因此仅利用放电启动信号也能使ldo 2保持使能状态。但如上文所述，放电启动信号可能产生波动。因此，可以通过来自控制器1的持续的使能信号power_en来使ldo 2保持在稳定的启动状态。其结果，ign信号的波动不会影响到ldo 2的工作状态，电路稳定性得以提高。
58.类似地，can收发器3在由ldo 2供电并且接收到来自开关模块5的唤醒信号wake的情况下，将从开关模块5接收到的直流功率vbat输出到负载4，以对负载4进行充电。
59.当对负载4的充电被停止时，ign信号被去激活，例如变为低电平。此时，开关模块5切换为关闭状态。该情况下，来自电池的直流功率vbat被开关模块5截止。其结果，ldo 2失去供电而关闭，进而使得控制器1和can收发器3关闭，并且直流功率vbat无法通过开关模块5输入到can收发器3，对负载4的充电过程停止。
60.已经描述了以上所描述的实施例、实现方式和各方面，以便允许对本实用新型的容易的理解，并且不限制本实用新型。相反，本实用新型旨在覆盖所附权利要求的范围内所包括的各种修改和等效布置，其范围应被赋予最宽泛的解释以便涵盖如法律之下所准许的全部此类修改和等效结构。

技术特征：
1.一种放电枪控制电路，其特征在于，包括：can收发器，配置成将接收到的直流功率提供给外部负载；线性稳压器，配置成在使能状态下对控制器和所述can收发器供电；所述控制器，配置成在由所述线性稳压器供电期间持续向所述线性稳压器输出使能信号，以使所述线性稳压器保持所述使能状态；开关模块，其接收放电启动信号和所述直流功率作为输入，并且被配置成：响应于所述放电启动信号切换到激活状态，向所述线性稳压器输出启动脉冲信号，以使所述线性稳压器切换为所述使能状态，并且在所述放电启动信号被激活期间：将所述直流功率提供给所述线性稳压器和所述can收发器；并且向所述can收发器输出唤醒信号。2.如权利要求1所述的放电枪控制电路，其特征在于，所述开关模块进一步被配置成：在所述放电启动信号被去激活期间，停止向所述线性稳压器和所述can收发器提供所述直流功率。3.如权利要求1所述的放电枪控制电路，其特征在于，所述放电启动信号经由稳压管输入到所述开关模块。4.如权利要求1所述的放电枪控制电路，其特征在于，所述开关模块包括npn开关管和pnp开关管。5.如权利要求1所述的放电枪控制电路，其特征在于，所述启动脉冲信号和所述唤醒信号通过从所述直流功率中提取得到。6.如权利要求1所述的放电枪控制电路，其特征在于，所述can收发器被配置成响应于接收到所述唤醒信号而将来自所述开关模块的所述直流功率提供给所述负载。7.如权利要求1所述的放电枪控制电路，其特征在于，所述放电启动信号为ign信号。8.如权利要求2所述的放电枪控制电路，其特征在于，所述放电启动信号在所述激活期间处于高电平，并且在所述去激活期间处于低电平。9.一种放电枪控制电路，其特征在于，包括：can收发器，配置成将接收到的直流功率提供给外部负载；线性稳压器，配置成在使能状态下对控制器和所述can收发器供电；所述控制器，配置成在由所述线性稳压器供电期间持续向所述线性稳压器输出使能信号，以使所述线性稳压器保持所述使能状态；开关模块，其接收放电启动信号和所述直流功率作为输入，并且被配置成在所述放电启动信号被激活期间：将所述直流功率提供给所述线性稳压器和所述can收发器；并且向所述can收发器输出唤醒信号，所述can收发器进一步被配置成：响应于接收到所述直流功率和所述唤醒信号中的至少一者，向所述线性稳压器输出启动脉冲信号，以使所述线性稳压器切换为所述使能状态。10.一种放电枪控制电路，其特征在于，包括：can收发器，配置成将接收到的直流功率提供给外部负载；
线性稳压器，配置成在使能状态下对所述can收发器供电；开关模块，其接收放电启动信号和所述直流功率作为输入，并且被配置成在所述放电启动信号被激活期间：将所述放电启动信号提供给所述线性稳压器以使所述线性稳压器保持所述使能状态；将所述直流功率提供给所述线性稳压器和所述can收发器；并且向所述can收发器输出唤醒信号。

技术总结
本实用新型提供了一种放电枪控制电路，包括：CAN收发器，配置成将接收到的直流功率提供给外部负载；线性稳压器，配置成在使能状态下对控制器和CAN收发器供电；控制器，配置成在由线性稳压器供电期间持续向线性稳压器输出使能信号，以使线性稳压器保持使能状态；开关模块，其接收放电启动信号和直流功率作为输入，并且被配置成：响应于放电启动信号切换到激活状态，向线性稳压器输出启动脉冲信号，以使线性稳压器切换为使能状态，并且在放电启动信号被激活期间：将直流功率提供给线性稳压器和CAN收发器；并且向CAN收发器输出唤醒信号。并且向CAN收发器输出唤醒信号。并且向CAN收发器输出唤醒信号。


技术研发人员：井党林 於骞 段玉国
受保护的技术使用者：安波福中央电气（上海）有限公司
技术研发日：2023.04.13
技术公布日：2023/7/17