技术领域
[0001] 本
发明涉及控制电路领域,尤其涉及一种具有互锁功能的控制电路。
背景技术
[0002] 为了节省开发成本,现在许多
电子产品中的同一功能或模
块会在不同时间段被不同的对象使用,也即在同一时间段内一个模块仅能被一个对象使用。比如
汽车充电桩,一台汽车充电桩一般具有两个或两个以上充电枪,能支持为多台汽车同时充电,该类充电桩多为大功率型分体式,其内部会具有多个充电模块,在对不同充电枪供电时需要做到输出功率可分配。
[0003] 以一个120KW分体充电桩为例,其内部具有6个充电模块,每个充电模块为20KW,若该充电桩具有两把充电枪A和B,当A充电枪和B充电枪同时分别对应为C汽车和D汽车充电,而A充电枪需要300V电
力,B充电枪要500V电力时,就需要保证同一充电模块只能服务于一个充电枪,不然就会因为A枪和B枪需求不一样,造成该充电模块过压,从而引发安全问题。
[0004] 换言之,对于这类电子产品,为了安全或性能等方面的考虑,如何做到模块的功率可靠分配,确保同一模块同一时间不能同时给多个对象进行功率输出至关重要。目前主要通过
软件方式解决该问题,但随着电子产品功能和需求的不断升级,软件复杂度也在不断提升,造成开发成本不断增加,因而,有必要尝试从
硬件电路上做改进。
发明内容
[0005] 鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种结构简单,能有效实现同一模块同一时间段只能为同一对象服务的具有互锁功能的控制电路。
[0006] 为了实现上述目的,本发明的技术方案为:一种具有互锁功能的控制电路,所述电路包括控
制模块、功能模块、与功能模块输出端电连接的多个对象模块,其特征在于:
[0007] 所述功能模块与多个对象模块之间连接有第二导通模块;
[0008] 所述控制电路还包括设置在
控制模块输出端的选择
开关模块、连接在选择开关模块与第二导通模块之间的第一导通模块;
[0009] 所述选择开关模块被使用的输出端以及第一导通模块的个数也分别对应具有多个;
[0010] 所述选择开关模块根据控制模块的输出
信号控制多个第一导通模块中的一个导通而其余关断并由当前导通的第一导通模块控制第二导通模块导通,以使功能模块仅和与当前导通的第一导通模块相匹配的对象模块连通而与其余对象模块不连通。
[0011] 进一步的,所述第二导通模块的个数与第一导通模块的个数相当,所述功能模块的输出端也对应具有多个,第二导通模块与第一导通模块、功能模块的多个输出端以及多个对象模块分别对应相连。
[0012] 进一步的,所述第一导通模块包括第一导通部件、与第一导通部件级联的第二导通部件以及与第二导通部件相连的第一吸合开关;
[0013] 所述第一导通部件与第二导通部件的导通状态相异而第一吸合开关与第二导通模块相连并控制第二导通模块的导通状态。
[0014] 进一步的,所述第一导通部件为第一NPN型
三极管,第二导通部件为第二NPN型三极管;
[0015] 所述第一NPN型三极管基极连接选择开关模块的输出端而发射极接地且集
电极连接第二NPN型三极管的基极,第二NPN型三极管的发射极接地而集电极连接所述第一吸合开关。
[0016] 进一步的,所述第一吸合开关为第一继电器,所述第一继电器的线圈部分连接所述第二NPN型三极管的集电极而接点部分与第二导通模块相连。
[0017] 进一步的,所述第二导通模块由第二继电器构成,第二继电器的线圈部分与第一继电器的接点部分相连而第二继电器的接点部分连接在功能模块与对象模块之间。
[0018] 进一步的,所述选择开关模块为具有两线输入和四线输出高速低延时的
解码器,所述解码器被使用的输出端具有两个。
[0019] 进一步的,所述第二继电器还具有信号输出端,所述信号输出端与控制模块相连;
[0020] 所述控制电路还包括与控制模块相连的电源总控模块,所述电源总控模块与第一继电器的线圈部分的电源端相连以供电;
[0021] 所述控制模块根据信号输出端输出的信号控制电源总控模块的通断,以决定第一继电器的通断。
[0022] 进一步的,所述电源总控模块包括电源模块、第三NPN型三极管以及第三继电器;
[0023] 所述第三NPN型三极管的基极与控制模块相连而发射极接地且集电极连接第三继电器的线圈部分,第三继电器的接点部分一端连接电源模块而另一端与第一继电器的线圈部分的电源端相连。
[0024] 进一步的,所述功能模块为功率输出模块,所述对象模块为充电枪。
[0025] 与
现有技术相比,本发明的优点在于:通过设置选择开关模块和与选择开关模块的多个输出端相连的第一导通模块,由选择开关模块根据控制模块的
输出信号决定其中一个第一导通模块导通而其余不导通,继而控制第二导通模块导通,使得功能模块和与当前导通的第一导通模块相匹配的对象模块连通而与其余对象模块不连通,从而有效实现了一个功能模块同一时间段仅为一个对象模块工作的目的,实现了功能模块对多个对象模块间的互锁,提高了产品的安全性和性能。
附图说明
[0026] 图1为本
申请具有互锁功能的控制电路的整体结构
框图。
[0027] 图2为本申请具有互锁功能的控制电路去除电源总控模块后的优选电路结构框图。
[0028] 图3为本申请中控制模块与选择开关模块的电路原理图。
[0029] 图4为第一导通模块的电路原理图。
[0030] 图5为电源总控模块的电路原理图。
具体实施方式
[0031] 下面详细描述本发明的
实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
[0032] 如图1至2所示为本发明的优选实施例。该具有互锁功能的控制电路包括控制模块1、功能模块2、与功能模块2输出端电连接的多个对象模块3。正如前文所述,该控制电路往往多用于电子产品中一个功能模块被多个对象模块共享的情形,该种情形下需要分配好当前时间段该功能模块被某个对象模块优先使用并同时排除其他对象模块共享的问题,比如充电桩领域中充电桩的功率输出模块的功率分配问题。至于该功能模块具体是为了发挥何样作用,对象模块具体为何,可由实际需要运用决定。在本申请中,由于是以充电桩领域为例,故而该功能模块为功率输出模块,而该多个对象则为多个充电枪。
[0033] 为了分配好优先权问题,本申请在该功能模块2与多个对象模块3之间连接有第二导通模块4,同时,控制电路还包括设置在控制模块1的输出端的选择开关模块5、连接在选择开关模块5与第二导通模块4之间的第一导通模块6,选择开关模块5的输出端个数以及第一导通模块6的个数均分别对应具有多个,选择开关模块5可根据控制模块1的输出信号控制多个第一导通模块6中的一个导通而其余关断,并由当前导通的第一导通模块6控制第二导通模块4导通,以使功能模块2仅跟与当前导通的第一导通模块6相匹配的对象模块3连通而与其余对象模块3不连通,从而实现多个第一导通模块6间的互锁,也即进而实现多个对象模块3之间的互锁。
[0034] 换言之,当功能模块2与其中一个对象模块3连通后,剩余的对象模块3就无法再连通该功能模块2,这样就能使功能模块2一个时间段内只服务于一个对象模块3,从而确保了产品的整体性能和安全性能。
[0035] 在本实施例中,第二导通模块4的个数、功能模块2被使用的输出端个数也均与第一导通模块6的个数相当,第二导通模块4与第一导通模块6、功能模块2的多个输出端以及多个对象模块3分别对应相连,具体可见图1-2。
[0036] 如图4所示,该第一导通模块6包括第一导通部件61、与第一导通部件61级联的第二导通部件62以及与第二导通部件62相连的第一吸合开关63,该第一导通部件61与第二导通部件62的导通状态相异而第一吸合开关62与第二导通模块4相连以控制第二导通模块4的导通状态,从而实现由导通的第一导通模块6控制第二导通模块4的导通。
[0037] 本实施例中的充电桩具有两个充电枪,故而前述的所谓“多个”取值为2,由于多个第一导通模块6结构相同,因而,为了描述方便,此处就以第一个第一导通模块6为例进行说明。继续参见图4,该第一个第一导通模块6中的第一导通部件61为第一NPN型三极管V5,第二导通部件62为第二NPN型三极管V1,该第一NPN型三极管V5的基极连接选择开关模块5的输出端而发射极接地且集电极连接第二NPN型三极管V1的基极,第二NPN型三极管V1的发射极接地而集电极连接第一吸合开关63。该第一吸合开关63为第一继电器K1,第一继电器K1的线圈部分连接第二NPN型三极管V1的集电极而接点部分与第二导通模块4相连。
[0038] 同理,由于第二导通模块4也具有多个,与第一导通模块6的个数对应,也即取值为2,同样为了便于描述,此处以第一个第二导通模块4为例进行阐述。第一个第二导通模块4由第二继电器SW1构成,第二继电器SW1的线圈部分与第一继电器K1的接点部分相连而第二继电器SW1的接点部分连接在功能模块2与对象模块3之间,也即连接在功率输出模块与充电枪之间。
[0039] 本申请中的选择开关模块5为具有两线输入和四线输出高速低延时的解码器N4,其中两个输出端YK_M1B1(Y1)和YK_M1B2(Y2)被使用,参见图3。同时,此处需要稍微提示的是,该控制模块1为MCU,属于本领域技术人员均知晓的普通技术知识,在此不赘。
[0040] 该实施例中,由MCU端口M_PF3-M1_CEO_YK_C(芯片N4的A口)和M_PF4-M1_CE1_YK_C(芯片N4的B口)输出高低电平
数字信号,以此控制数字解码器N4器件被使用的两个输出端口Y1、Y2的输出,输出端口Y1连接继电器K1所在的第一导通模块6,输出端口Y2连接继电器K2所在的第一导通模块6。当A口为高电平而B口为低电平时,Y1输出低电平,Y2输出高电平,此时YK_M1B1=0(低电平),YK_M1B2=1(高电平),三极管V5关断,V1导通工作,同时三极管V6导通工作,V2不工作,从而对应有继电器K1工作,继电器K2不工作,外部DO1使第二继电器SW1吸合,也即使得第二继电器SW1所在的第二导通模块4导通,而外部DO2使第二继电器SW2不吸合,对应使得第二继电器SW2所在的第二导通模块4不导通,进而使功率输出模块2与充电枪A连通,为充电枪A工作提供服务而同时不与充电枪B连通,不为B工作提供服务。
[0041] 而当N4输出YK_M1B1=1(高电平),YK_M1B2=0(低电平)时,则情形恰好相反,三极管V5导通工作,V1关断,继电器K1不工作,此时外部DO1对应的A充电枪继电器SW1不动作,三极管V6关断,V2导通工作,继电器K2工作,此时外部DO2对应的B充电枪继电器SW2动作,从而使功率输出模块2为B充电枪服务而与A充电枪断开,如此,通过对继电器K1和继电器K2的互锁控制,实现同一个功率输出模块只能同一时间段为A充电枪或B充电枪工作的目的。
[0042] 在本申请中,第二继电器SW1/SW2还具有信号输出端XH,该信号输出端XH与控制模块1相连,该具有互锁功能的控制电路还包括与控制模块1相连的电源总控模块7,电源总控模块7与第一继电器K1/K2的线圈部分的电源端相连以供电,控制模块1根据信号输出端XH输出的信号控制电源总控模块7的通断,继而决定第一继电器K1/K2的通断,即SW1/SW2会输出信号XH至控制模块1,控制模块1会根据当前M_PF3-M1_CEO_YK_C端口和M_PF4-M1_CE1_YK_C端口输出的高低电平信号并结合信号XH来确定当前K1和K2是否正常,若不正常,如无法断开或闭合,则会通过输出口M_PE2_ZK_YK_C输出对应的高电平或低电平信号至电源总控模块7,使其断电,切断对继电器K1/K2电源端的供电,以保护后端器件和设备。
[0043] 具体而言,如图5所示,该电源总控模块7包括电源模块71、第三NPN型三极管V17以及第三继电器K9,第三NPN型三极管V17的基极与控制模块1相连而发射极接地且集电极连接第三继电器K9的线圈部分,第三继电器K9的接点部分一端连接电源模块71而另一端与第一继电器K1/K2的线圈部分的电源端相连。K1、K2异常时,通过对二者的电源5V(1)进行控制,也即断开K9,会导致K1/K2的电源将全部关掉,此时继电器K1/K2将无输出,从而对后端电路进行了保护。
[0044] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、
修改、替换和
变形,本发明的范围由
权利要求及其等同物限定。