1.本实用新型涉及充电器技术领域，尤其是一种新能源汽车的充电器。


背景技术：

2.电动汽车充电机是一种专为电动汽车的车用电池充电的设备，是对电池充电时用到的有特定功能的电力转换装置。电动汽车充电机可以分为直流充电机和交流充电机。直流充电机：指采用直流充电模式为电动汽车动力蓄电池总成进行充电的充电机。其中，直流充电模式是以充电机输出的可控直流电源直接对动力蓄电池总成进行充电的模式。而交流充电机是指采用交流充电模式为电动汽车动力蓄电池总成进行充电的充电机。交流充电模式是以三相或单相交流电源向电动汽车提供充电电源的模式。另外，根据充电速度可以分为快充和慢充，本文的充电器为慢充类型。目前，现有技术中的充电器虽然结构较为简单，但是其安全检测防护性能较差，充电过程检测不到位。
3.因此，急需要提出一种结构简单、检测全面的新能源汽车的充电器。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种新能源汽车的充电器，本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种新能源汽车的充电器，包括与外部市电连接的交直流转换电路，与交直流转换电路连接、用于采集充电过程中的电流信号、电压信号的信号采集电路，与信号采集电路连接的控制器，以及与交直流转换电路、信号采集电路和控制器连接的直流供电电路；
6.所述控制器包括stm32系列的微控制器u3，连接在微控制器u3的串行口pb0与串行口pa6之间的高压运放电路，sclk引脚与微控制器u3的串行口pc13连接、i/o引脚与微控制器u3的串行口pc14连接、ce引脚与微控制器u3的串行口pc15连接、且型号为gn1302的涓流充电计时芯片u16，以及与微控制器u3连接、且型号为fm25q32的存储器u15；
7.所述信号采集电路包括与微控制器u3和交直流转换电路连接的电压采集电路，与微控制器u3连接、用于采集交直流转换电路的电流信号的充电电流采集电路和剩余电流采集电路，与微控制器u3的串行口pb12连接的前端pe线线电流检测电路，与微控制器u3的串行口pa7连接的前端pe线线电压检测电路，以及与前端pe线线电流检测电路和前端pe线线电压检测电路连接的主回路继电器驱动电路。
8.进一步地，所述交直流转换电路包括型号为mb10s-10的整流器br1，no引脚经电阻rx与整流器br1的一输入连接、lo引脚与整流器br1的另一输入连接的电感u2，并联后连接在电感u2的l引脚与n引脚之间的电容cx1和电阻rv1，一端与电感u2的no引脚连接、且另一端接地的电容c49，一端与电感u2的lo引脚连接、且另一端接地的电容c48，连接在整流器br1的两个输入端之间的电容cx4，b/o引脚经串联的电阻r40和电阻r49与整流器br1的输出正极连接、且型号为hf500gs-15的交流/直流转换器u9，并联后一端与交流/直流转换器u9的b/o引脚连接、且另一端接地的电容c29和电阻r50，并联后一端与交流/直流转换器u9的
srce引脚连接、且另一端接地的电阻r51和电阻r52，与交流/直流转换器u9的dri引脚连接的线圈t1；所述线圈t1为两个初级线圈一个次级线圈。
9.更进一步地，所述交直流转换电路还包括连接在线圈t1的一个初级线圈之间的二极管d1和二极管d2，串联后与线圈t1的另一个初级线圈连接的电阻r36和二极管d4，并联后一端与二极管d4连接、且另一端接地的电容c19和电容c18，输入阳极与线圈t1的次级线圈的一端连接的二极管d5，串联后连接在二极管d5的输入阳极与输出阴极之间的电阻r38和电容c23，以及一端与二极管d5的输出阴极连接、且另一端接地的电容c26。
10.进一步地，所述直流供电电路包括in引脚与二极管d5的输出阴极连接、且型号为mp1470的直流转换芯片u5，连接在直流转换芯片u5的in引脚与en引脚之间的电阻r59，一端与直流转换芯片u5的in引脚连接、且另一端接地的电容c41，连接在直流转换芯片u5的bst引脚与sw引脚之间的电容c40，串联后连接在直流转换芯片u5的sw引脚与fb引脚之间的电感l2、电阻r58和电阻r60，一端连接在电感l2与电阻r58之间、且另一端接地的电容c42，一端连接在电阻r58与电阻r60之间、且另一端接地的电阻r61，输入正极经电阻r24连接在电感l2与电阻r58之间、输入负极与输出端连接的放大器u1c，以及并联后一端与放大器u1c的输入正极连接、且另一端接地的电容c11和电阻r7。
11.进一步地，所述电压采集电路和前端pe线线电压检测电路的结构相同，且所述电压采集电路包括型号为zmpt107-1的电流型电压互感器pt1，串联后一端与电流型电压互感器pt1的in1引脚连接的电阻r18和电阻r22，连接在电流型电压互感器pt1的out1引脚与out2引脚之间的稳压管q16，输入负极与电流型电压互感器pt1的out2引脚连接、输入正极与电流型电压互感器pt1的out1引脚连接的放大器u1d，并联后连接在放大器u1d的输入负极与输出端之间的电容c24和电阻r4，以及一端与放大器u1d的输出端连接、且另一端接地的电阻r17和电容c10。
12.进一步地，所述充电电流采集电路包括输出端经电阻r5与微控制器u3的串行口pa3连接、输入负极与输出端连接的放大器u1a，连接在放大器u1a的输入正极与输入负极之间的稳压器q2，一端与放大器u1a的输入正极连接、且另一端接地的电容c30，一端与放大器u1a的输入正极连接的电阻r48，并联后一端与电阻r48的另一端连接的电阻r3和电容c15，以及一端与微控制器u3的串行口pa3连接、且另一端接地的电容c2。
13.优选地，所述剩余电流采集电路包括输出端经电阻r6与微控制器u3的串行口pa5连接、输入负极与输出端连接的放大器u1b，连接在放大器u1b的输入正极与输入负极之间的稳压器q15，并联后一端与放大器u1b的输入正极连接的电阻r45和电容c31，基极经电阻r41与微控制器u3的串行口pa1连接的三极管q5，以及基极经电阻r42与微控制器u3的串行口pa2连接的三极管q4。
14.进一步地，所述前端pe线线电流检测电路包括输出端与微控制器u3的串行口pb12连接、输出端与输入正极经电阻r21连接的放大器u10c，串联后一端与放大器u10c的输入负极连接的电阻r11、电阻r16和电阻r15，以及并联后一端连接在电阻r11与电阻r16之间、且另一端接地的电容c43和稳压器q10。
15.进一步地，所述主回路继电器驱动电路包括型号为hf116f-g3/24-2ht的继电器rl1，并联在继电器rl1的输入线圈之间的二极管d9，并联后一端与二极管d9的输出阴极连接、且另一端接地的电容c6和电容c32，串联后一端与二极管d9的输出阴极连接的电感l1、
电感b3和电感b4，一端连接在电感l1与电感b3之间、且另一端接地的电容c38，一端连接在电感b3与电感b4之间、且另一端接地的电容c44，源极经电阻r69与二极管d9的输入阳极连接的场效应管f2，连接在场效应管f2的栅极与漏极之间的电阻r39，以及发射极经电阻r28与场效应管f2的栅极连接的光电隔离器u12。
16.优选地，所述高压运放电路包括vin+引脚经电阻r2与微控制器u3的串行口pb0连接、且型号为tp2271-tr的高压运算放大器u7，输入正极经串联的电阻r31和电阻r33与高压运算放大器u7的vout引脚连接、且输出端与微控制器u3的串行口pa6连接的放大器u10b，一端连接在电阻r31与电阻r33之间、且另一端接地的瞬态抑制二极管d23，以及并联后一端与放大器u10b的输入正极连接、且另一端接地的电阻r32和电容c1。
17.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
18.(1)本实用新型巧妙地设置了信号采集电路，用于采集充电过程中的电流信号、电压信号；其中，本实用新型通过设置电压采集电路、充电电流采集电路、剩余电流采集电路、前端pe线线电流检测电路和前端pe线线电压检测电路，以实现全面采集充电回路、电池的参数信号，保证监控更到位；
19.(2)本实用新型通过设置微控制器u3、高压运放电路和涓流充电计时芯片，保证充电实时监控；
20.综上所述，本实用新型具有结构简单、检测到位等优点，在充电器技术领域具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
22.图1为本实用新型的微控制器的原理图。
23.图2为本实用新型的电源指示电路原理图。
24.图3为本实用新型的前端pe线线电压检测电路原理图。
25.图4为本实用新型的涓流充电计时电路原理图。
26.图5为本实用新型的充电电流采集电路原理图。
27.图6为本实用新型的剩余电流采集电路原理图。
28.图7为本实用新型的电压采集电路原理图。
29.图8为本实用新型的前端pe线线电流检测电路原理图。
30.图9为本实用新型的高压运放电路原理图。
31.图10为本实用新型的继电器电路原理图。
32.图11为本实用新型的主回路继电器驱动电路原理图。
33.图12为本实用新型的交直流转换电路原理图(一)。
34.图13为本实用新型的交直流转换电路原理图(二)。
35.图14为本实用新型的直流供电电路原理图(一)。
36.图15为本实用新型的直流供电电路原理图(二)。
37.图16为本实用新型的存储器的原理图。
具体实施方式
38.为使本技术的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
39.实施例
40.如图1至图16所示，本实施例提供了一种新能源汽车的充电器，其包括与外部市电连接的交直流转换电路，与交直流转换电路连接、用于采集充电过程中的电流信号、电压信号的信号采集电路，与信号采集电路连接的控制器，以及与交直流转换电路、信号采集电路和控制器连接的直流供电电路。首先，需要说明的是，本实施例中所述的“第一”、“第二”等序号用语仅用于区分同类部件，不能理解成对保护范围的特定限定。另外，本实施例是基于结构的改进，并未对控制程序进行改进，其采用常规的程序片段组合便能实现，在此就不予赘述。
41.如图12至图15所示，本实施例的交直流转换电路包括型号为mb10s-10的整流器br1，no引脚经电阻rx与整流器br1的一输入连接、lo引脚与整流器br1的另一输入连接的电感u2，并联后连接在电感u2的l引脚与n引脚之间的电容cx1和电阻rv1，一端与电感u2的no引脚连接、且另一端接地的电容c49，一端与电感u2的lo引脚连接、且另一端接地的电容c48，连接在整流器br1的两个输入端之间的电容cx4，b/o引脚经串联的电阻r40和电阻r49与整流器br1的输出正极连接、且型号为hf500gs-15的交流/直流转换器u9，并联后一端与交流/直流转换器u9的b/o引脚连接、且另一端接地的电容c29和电阻r50，并联后一端与交流/直流转换器u9的srce引脚连接、且另一端接地的电阻r51和电阻r52，与交流/直流转换器u9的dri引脚连接的线圈t1，连接在线圈t1的一个初级线圈之间的二极管d1和二极管d2，串联后与线圈t1的另一个初级线圈连接的电阻r36和二极管d4，并联后一端与二极管d4连接、且另一端接地的电容c19和电容c18，输入阳极与线圈t1的次级线圈的一端连接的二极管d5，串联后连接在二极管d5的输入阳极与输出阴极之间的电阻r38和电容c23，以及一端与二极管d5的输出阴极连接、且另一端接地的电容c26。本实施例中，线圈t1为两个初级线圈一个次级线圈。在本实施例中利用整流器br1、交流/直流转换器u9进行交直流转换，最终获得稳定可靠的直流+12v。
42.如图14、图15所示，本实施例为了获取直流+3.3v和+1.65v，本实施例的直流供电电路包括in引脚与二极管d5的输出阴极连接、且型号为mp1470的直流转换芯片u5，连接在直流转换芯片u5的in引脚与en引脚之间的电阻r59，一端与直流转换芯片u5的in引脚连接、且另一端接地的电容c41，连接在直流转换芯片u5的bst引脚与sw引脚之间的电容c40，串联后连接在直流转换芯片u5的sw引脚与fb引脚之间的电感l2、电阻r58和电阻r60，一端连接在电感l2与电阻r58之间、且另一端接地的电容c42，一端连接在电阻r58与电阻r60之间、且另一端接地的电阻r61，输入正极经电阻r24连接在电感l2与电阻r58之间、输入负极与输出端连接的放大器u1c，以及并联后一端与放大器u1c的输入正极连接、且另一端接地的电容c11和电阻r7。
43.如图1、图4、图9所示，本实施例的控制器包括stm32系列的微控制器u3，连接在微控制器u3的串行口pb0与串行口pa6之间的高压运放电路，sclk引脚与微控制器u3的串行口pc13连接、i/o引脚与微控制器u3的串行口pc14连接、ce引脚与微控制器u3的串行口pc15连接、且型号为gn1302的涓流充电计时芯片u16，以及与微控制器u3连接、且型号为fm25q32的存储器u15。其中，高压运放电路包括vin+引脚经电阻r2与微控制器u3的串行口pb0连接、且型号为tp2271-tr的高压运算放大器u7，输入正极经串联的电阻r31和电阻r33与高压运算放大器u7的vout引脚连接、且输出端与微控制器u3的串行口pa6连接的放大器u10b，一端连接在电阻r31与电阻r33之间、且另一端接地的瞬态抑制二极管d23，以及并联后一端与放大器u10b的输入正极连接、且另一端接地的电阻r32和电容c1。在本实施例中，涓流充电计时芯片用于充电时的计时统计。另外，本实施例的高压运放电路是为了产生1khz的cp脉冲信号。
44.为了实现全面、可靠监控，需要对充电过程、电池等进行监测。如图3、图5至图8所示，本实施例的信号采集电路包括与微控制器u3和交直流转换电路连接的电压采集电路，与微控制器u3连接、用于采集交直流转换电路的电流信号的充电电流采集电路和剩余电流采集电路，与微控制器u3的串行口pb12连接的前端pe线线电流检测电路，与微控制器u3的串行口pa7连接的前端pe线线电压检测电路，以及与前端pe线线电流检测电路和前端pe线线电压检测电路连接的主回路继电器驱动电路。
45.另外，本实施例的电压采集电路和前端pe线线电压检测电路的结构相同，且所述电压采集电路包括型号为zmpt107-1的电流型电压互感器pt1，串联后一端与电流型电压互感器pt1的in1引脚连接的电阻r18和电阻r22，连接在电流型电压互感器pt1的out1引脚与out2引脚之间的稳压管q16，输入负极与电流型电压互感器pt1的out2引脚连接、输入正极与电流型电压互感器pt1的out1引脚连接的放大器u1d，并联后连接在放大器u1d的输入负极与输出端之间的电容c24和电阻r4，以及一端与放大器u1d的输出端连接、且另一端接地的电阻r17和电容c10。
46.如图5所示，本实施例的充电电流采集电路包括输出端经电阻r5与微控制器u3的串行口pa3连接、输入负极与输出端连接的放大器u1a，连接在放大器u1a的输入正极与输入负极之间的稳压器q2，一端与放大器u1a的输入正极连接、且另一端接地的电容c30，一端与放大器u1a的输入正极连接的电阻r48，并联后一端与电阻r48的另一端连接的电阻r3和电容c15，以及一端与微控制器u3的串行口pa3连接、且另一端接地的电容c2。本实施例的充电电流采集电路与电压采集电路共同配合，以检测充电时的电压、电流信号。
47.如图6所示，本实施例的剩余电流采集电路包括输出端经电阻r6与微控制器u3的串行口pa5连接、输入负极与输出端连接的放大器u1b，连接在放大器u1b的输入正极与输入负极之间的稳压器q15，并联后一端与放大器u1b的输入正极连接的电阻r45和电容c31，基极经电阻r41与微控制器u3的串行口pa1连接的三极管q5，以及基极经电阻r42与微控制器u3的串行口pa2连接的三极管q4。本实施例通过设置剩余电流采集电路以获取电池本身的电量信号，以便于充电方式的调整。
48.如图8所示，本实施例的前端pe线线电流检测电路包括输出端与微控制器u3的串行口pb12连接、输出端与输入正极经电阻r21连接的放大器u10c，串联后一端与放大器u10c的输入负极连接的电阻r11、电阻r16和电阻r15，以及并联后一端连接在电阻r11与电阻r16
之间、且另一端接地的电容c43和稳压器q10。在本实施例中，利用前端pe线线电压检测电路和前端pe线线电流检测电路的检测采集，以保证充电过程中的安全可靠性。
49.如图11所示，本实施例的主回路继电器驱动电路包括型号为hf116f-g3/24-2ht的继电器rl1，并联在继电器rl1的输入线圈之间的二极管d9，并联后一端与二极管d9的输出阴极连接、且另一端接地的电容c6和电容c32，串联后一端与二极管d9的输出阴极连接的电感l1、电感b3和电感b4，一端连接在电感l1与电感b3之间、且另一端接地的电容c38，一端连接在电感b3与电感b4之间、且另一端接地的电容c44，源极经电阻r69与二极管d9的输入阳极连接的场效应管f2，连接在场效应管f2的栅极与漏极之间的电阻r39，以及发射极经电阻r28与场效应管f2的栅极连接的光电隔离器u12。不仅如此，本实施例还设置了与微控制器连接的cc线继电器和cp线继电器。
50.综上所述，本实用新型具有交直流转换可靠、充电监测全面准确等优点，与现有技术相比，具有实质性特点和进步。
51.上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。