本發(fā)明涉及充電樁技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，涉及一種充電樁槍頭溫度采集電路及方法。

背景技術(shù)：

在充電樁充電過程中，需要對(duì)槍頭溫度實(shí)時(shí)測(cè)量。通過動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)槍頭溫度，能夠在監(jiān)測(cè)到溫度異常如過高時(shí)就立即反饋給控制主板，從而切斷電源，進(jìn)而能夠有效地避免起火、爆炸等意外事故。

目前大多數(shù)充電樁對(duì)槍頭溫度的采集均采用“前端用運(yùn)放，中間加線性光耦，后段用運(yùn)放”的方式，這種采集方式線性度并不太好，而且涉及分離元器件較多，功耗也相對(duì)較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的提供了一種充電樁槍頭溫度采集電路，其能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的某種或某些缺陷。

根據(jù)本發(fā)明的一種充電樁槍頭溫度采集電路，其包括槍頭溫度電壓調(diào)理電路、隔離運(yùn)放電路、隔離電源電路和運(yùn)放電路；

隔離電源電路包括DC-DC隔離電源芯片，且其輸入端為+5V，輸出端也為+5V；

溫度電壓調(diào)理電路包括由溫度傳感器R2、電阻R1、電阻R3和電阻R4四個(gè)橋臂組建的橋式電路，溫度傳感器R2的兩端分別與電阻R1的一端和電阻R4的一端連接，電阻R3的兩端分別與電阻R1的另一端和電阻R4的另一端連接；電阻R1與電阻R3間接入DC-DC隔離電源芯片的輸出端，溫度傳感器R2與電阻R4間接地；

隔離運(yùn)放電路包括隔離運(yùn)放芯片，隔離運(yùn)放芯片包括同相輸入端AIP、反相輸入端AIN、同相輸出端AOP和反相輸出端AON，同相輸入端AIP與電阻R1和溫度傳感器R2間連接，反相輸入端AIN與電阻R3和電阻R4間連接；

運(yùn)放電路包括運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器構(gòu)成差分放大電路，運(yùn)算放大器的同相端與同相輸出端AOP連接，運(yùn)算放大器的反相端與反相輸出端AON連接，運(yùn)算放大器輸出端與上位機(jī)連接。

本發(fā)明的一種充電樁槍頭溫度采集電路中，隔離運(yùn)放電路和運(yùn)放電路的設(shè)計(jì)，能夠使得上位機(jī)處接收到的信號(hào)能夠具備較佳的線性度且采集過程中抗干擾能夠較佳。另外，由于本發(fā)明不再采用現(xiàn)有同類電路中的如光耦，從而大大降低了分離元器件的數(shù)量，進(jìn)而能夠有效地較大降低整個(gè)電路的功耗。

另外，由于溫度傳感器R2與溫度電壓調(diào)理電路能夠構(gòu)造成惠斯登電橋差分平衡電路，從而能夠較佳地對(duì)槍線電阻進(jìn)行抵消，進(jìn)而能夠較佳地消除線長(zhǎng)對(duì)溫度采集精度的影響。

作為優(yōu)選，同相輸入端AIP與電阻R1和溫度傳感器R2間串聯(lián)有電阻R5，反相輸入端AIN與電阻R3和電阻R4間串聯(lián)有電阻R6，電阻R5后級(jí)與接地間設(shè)有電容C1，電阻R6后級(jí)與接地間設(shè)有電容C3，電阻R5后級(jí)與電阻R6后級(jí)間設(shè)有電容C2。從而使得電阻R5、電阻R6、電容C1、電容C2和電容C3能夠較佳地對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行濾波。

作為優(yōu)選，隔離運(yùn)放芯片的放大倍數(shù)為8.1或8.2倍。當(dāng)隔離運(yùn)放芯片選用SILICON(芯科)公司的型號(hào)為Si8920B的芯片時(shí)放大倍數(shù)為8.1倍，當(dāng)隔離運(yùn)放芯片選用AVAGO(安華高)公司的型號(hào)為ACPL-C79B的芯片時(shí)放大倍數(shù)為8.2倍。

本發(fā)明的還提供了一種充電樁槍頭溫度采集方法，其能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的某種或某些缺陷。

根據(jù)本發(fā)明的一種充電樁槍頭溫度采集方法，其包括以下步驟：

步驟一：采用橋式電路對(duì)溫度傳感器R2的信號(hào)進(jìn)行采集；

步驟二：采用隔離運(yùn)放電路對(duì)步驟一中采集的信號(hào)進(jìn)行處理并輸出；

步驟三：采用差分放大電路對(duì)步驟二中輸出的電路進(jìn)行處理，并輸出給上位機(jī)。

本發(fā)明的一種充電樁槍頭溫度采集方法，能夠采用上述任一種充電樁槍頭溫度采集電路加以實(shí)現(xiàn)，從而能夠帶來同樣的技術(shù)效果。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1中的一種充電樁槍頭溫度采集電路的電路框圖；

圖2為實(shí)施例1中的一種充電樁槍頭溫度采集電路的電路圖；

圖3為實(shí)施例1中的隔離電源電路的電路圖；

圖4為實(shí)施例1中的溫度電壓調(diào)理電路的電路圖；

圖5為實(shí)施例1中的隔離運(yùn)放電路的電路圖；

圖6為實(shí)施例1中的運(yùn)放電路的電路圖；

圖7為實(shí)施例2中的溫度電壓調(diào)理電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解的是，實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋而并非限定。

實(shí)施例1

如圖1、2所示，本實(shí)施例提供了一種充電樁槍頭溫度采集電路，其包括槍頭溫度電壓調(diào)理電路、隔離運(yùn)放電路、隔離電源電路和運(yùn)放電路。

如圖3所示，隔離電源電路包括現(xiàn)有的DC-DC隔離電源芯片U2，且其輸入端為+5V，輸出端也為+5V。

如圖4所示，溫度電壓調(diào)理電路包括由溫度傳感器R2、電阻R1、電阻R3和電阻R4四個(gè)橋臂組建的橋式電路，溫度傳感器R2的兩端分別與電阻R1的一端和電阻R4的一端連接，電阻R3的兩端分別與電阻R1的另一端和電阻R4的另一端連接；電阻R1與電阻R3間接入DC-DC隔離電源芯片的輸出端，溫度傳感器R2與電阻R4間接地。

如圖5所示，隔離運(yùn)放電路包括隔離運(yùn)放芯片U1，隔離運(yùn)放芯片U1的放大倍數(shù)為8.1。隔離運(yùn)放芯片U1包括同相輸入端AIP、反相輸入端AIN、輸入邊供電端VDDA、輸入邊接地端GNDA、輸出邊供電端VDDB、輸出邊接地端GNDB、同相輸出端AOP和反相輸出端AON。其中，隔離運(yùn)放芯片U1，能夠采用SILICON(芯科)公司的型號(hào)為Si8920B的芯片，或AVAGO(安華高)公司的型號(hào)為ACPL-C79B的芯片。本實(shí)施例中的隔離運(yùn)放芯片U1采用SILICON(芯科)公司的型號(hào)為Si8920B的芯片。

本實(shí)施例中，同相輸入端AIP接入電阻R1和溫度傳感器R2間，反相輸入端AIN接入電阻R3和電阻R4間；輸入邊供電端VDDA接入DC-DC隔離電源芯片U2的輸出端，輸出邊供電端VDDB通入+5V電壓；輸入邊接地端GNDA和輸出邊接地端GNDB均接地，且為隔離接地。

本實(shí)施例中，同相輸入端AIP與電阻R1和溫度傳感器R2間串聯(lián)有電阻R5，反相輸入端AIN與電阻R3和電阻R4間串聯(lián)有電阻R6，電阻R5后級(jí)與接地間設(shè)有電容C1，電阻R6后級(jí)與接地間設(shè)有電容C3，電阻R5后級(jí)與電阻R6后級(jí)間設(shè)有電容C2。

如圖6所示，運(yùn)放電路包括運(yùn)算放大器U3，運(yùn)算放大器U3與電阻R7、電阻R8、電阻10和電阻11構(gòu)成差分放大電路，運(yùn)算放大器的同相端通過電阻R7與同相輸出端AOP連接，運(yùn)算放大器的反相端通過電阻R8與反相輸出端AON連接，電阻10設(shè)于運(yùn)算放大器U3的同相端與接地間，電阻11設(shè)于運(yùn)算放大器U3的反相端與輸出端間，運(yùn)算放大器U3的輸出端與上位機(jī)MCU的AD引腳連接。

本實(shí)施例中，電阻R7和電阻R8的阻值相等，電阻10和電阻11的阻值相等；運(yùn)算放大器U3的同相端與反相端間還同時(shí)連接電阻R9和電容C10，電阻R9和電容C10用于濾除一定的共模干擾；電阻10的兩端并聯(lián)有電容C11，電阻11的兩端并聯(lián)有電容C12，電容C11和電容C12用于提供差分信號(hào)濾波功能；運(yùn)算放大器U3的輸出端處還設(shè)有通過電阻R12和電容C14組成RC濾波電路。

通過上述的電路構(gòu)造，使得本實(shí)施例中的采集電路具備較佳的線性度和抗干擾能力，且功耗也較低。

另外，采用本實(shí)施例中還提供了一種基于本實(shí)施例的采集電路進(jìn)行充電樁槍頭溫度采集的方法，其包括以下步驟：

步驟一：采用橋式電路對(duì)溫度傳感器R2的信號(hào)進(jìn)行采集；

步驟二：采用隔離運(yùn)放電路對(duì)步驟一中采集的信號(hào)進(jìn)行處理并輸出；

步驟三：采用差分放大電路對(duì)步驟二中輸出的電路進(jìn)行處理，并輸出給上位機(jī)。

本實(shí)施例中，溫度傳感器為R2為兩線式，即溫度傳感器為R2的一端接到R1和R5的交點(diǎn)上、另一端接到接地端PGND_NTC(保護(hù)地)上。

本實(shí)施例中，進(jìn)入隔離運(yùn)放芯片U2的電壓為：

VIN＝+5V*[R2/(R1+R2)]-{+5V*[R4/(R3+R4)]}

＝+5V*{[R2/(R1+R2)]-[R4/(R3+R4)]}。

并且，采集電路最終輸出給上位機(jī)MCU的電壓為：

VOUT＝VIN*8.1*R10/R7

＝+5V*{[R2/(R1+R2)]-[R4/(R3+R4)]}*8.1*R10/R7。

實(shí)施例2

本實(shí)施例也提供了一種充電樁槍頭溫度采集電路，其與實(shí)施例1的區(qū)別在于：溫度傳感器為R2為三線式，結(jié)合圖7，溫度傳感器R2一端是一根線、另一端是兩根線，溫度傳感器R2一根線的一端接到電阻R1和電阻R5的交點(diǎn)上，溫度傳感器R2兩根根線的一端分別接到電阻R4上和接地端PGND_NTC(保護(hù)地)上；從而構(gòu)成了惠斯登電橋差分平衡電路，從而能夠較佳地消除槍頭線長(zhǎng)度所引起的溫度測(cè)量誤差。

本實(shí)施例中的，進(jìn)入隔離運(yùn)放芯片U2的電壓為：

VIN＝+5V*[R2/(R1+R2)]-{+5V*[R4/(R3+R4)]}

＝+5V*{[R2/(R1+R2)]-[R4/(R3+R4)]}。

并且，采集電路最終輸出給上位機(jī)MCU的電壓為：

VOUT＝VIN*8.1*R10/R7

＝+5V*{[R2/(R1+R2)]-[R4/(R3+R4)]}*8.1*R10/R7

以上示意性的對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。