一种充电cc信号的检测与单次唤醒电路
阅读说明：本技术 一种充电cc信号的检测与单次唤醒电路 (Detection and single wake-up circuit for charging CC signal ) 是由 徐良渡 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种充电CC信号的检测与单次唤醒电路,包括保护模块,外部充电枪通过充电接口与保护模块相连,保护模块与CC信号检测模块相连,所述CC信号检测模块分别和唤醒模块、电容快速放电模块相连。在完成充电连接确认信号CC连接检测的同时实现对电控单元的一次性唤醒,并且单次唤醒持续时间可根据电动汽车或电控单元需求进行参数配置,保证快速插拔充电枪的响应,确保充电连接确认信号CC在单次插充电枪时有效唤醒,而且不会持续唤醒,同时保证支持快速插拔操作,不影响用户使用习惯。(The invention discloses a detection and single-time wake-up circuit for charging CC signals, which comprises a protection module, wherein an external charging gun is connected with the protection module through a charging interface, the protection module is connected with a CC signal detection module, and the CC signal detection module is respectively connected with a wake-up module and a capacitance quick discharge module. The charging connection confirmation signal CC is connected and detected, meanwhile, the electric control unit is waken up once, the single wakening duration time can be configured according to the requirements of the electric automobile or the electric control unit, the response of the quick plug charging gun is guaranteed, the charging connection confirmation signal CC is guaranteed to be waken up effectively when the charging gun is inserted into the single plug, the quick plug operation is guaranteed to be supported, and the use habit of a user is not influenced.)
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种充电CC信号的检测与单次唤醒电路。
背景技术
随着电动汽车行业快速发展，国家对车辆充电管理与控制都加强了相关标准要求，针对电动汽车交流慢充，增加了充电枪与车辆连接确认CC信号与充电引导CP信号要求。其中充电连接确认信号CC用于确认充电枪与电动汽车连接状态，并明确充电线缆可以承受的最大电流。控制确认信号CP用于监控电动汽车与供电设备之间交互的功能。
CP信号为有源信号，可作为唤醒源，但其状态存在12V、PWM_9V、PWM_6V、-12V等多种状态，所以作为唤醒源时，需要软件做处理与控制，电路相对较复杂，成本偏高。CC连接确认信号，其实质是在外部接入一个电阻，本身无源。用作唤醒信号时，需要利用电动汽车低压铅酸电池供电电源(或其转换源)作为上拉，唤醒电路在接入CC电阻时产生电流路径，导通相关电路，产生信号变化，以唤醒电源电路，启动控制电路工作。这种方案电路相对简单，无须软件控制，成本较低，因此在电动汽车电池管理系统或车载充电电源中较为广泛应用。
中国专利文献CN107415737A公开了一种“电动车充电唤醒系统”。包括充电连接模块和电源唤醒模块，所述充电连接模块通过所述电源唤醒模块对应连接电源，所述充电连接模块设置有分压电阻，所述电源唤醒模块设置有电路通断控制元件，充电连接模块连接外部充电枪时，外部充电枪的下拉电阻接入充电唤醒系统并与充电连接模块的分压电阻形成分压，下拉电阻两端电压导通所述电源唤醒模块的电路通断控制元件，电源有效接入电池管理系统。
当充电枪***，即充电连接确认信号CC接上时，其外接电阻分压将持续存在，唤醒信号也会一直存在，而唤醒信号存在会导致唤醒回路有持续工作电流存在，同时被唤醒电控单元也将无法下电，一直处于工作状态，这时车上铅酸蓄电池将维持一定电流的消耗，容易导致铅酸蓄电池亏电难以正常启动或者电池反复充电造成电池损坏，造成安全隐患。
发明内容
本发明主要解决原有的电控单元被充电连接确认信号CC持续唤醒的技术问题，提供一种充电CC信号的检测与单次唤醒电路，在完成充电连接确认信号CC连接检测的同时实现对电控单元的一次性唤醒，并且单次唤醒持续时间可根据电动汽车或电控单元需求进行参数配置，保证快速插拔充电枪的响应，确保充电连接确认信号CC在单次插充电枪时有效唤醒，而且不会持续唤醒，同时保证支持快速插拔操作，不影响用户使用习惯。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括保护模块，外部充电枪通过充电接口与保护模块相连，保护模块与CC信号检测模块相连，所述CC信号检测模块分别和唤醒模块、电容快速放电模块相连。外部充电枪接入时，充电连接确认信号CC接上，经过保护模块后到达CC信号检测模块，CC信号检测模块通过反向计算得到外接电阻值并根据电阻值判断充电枪连接状态与线缆容量，之后经过唤醒模块发出唤醒信号唤醒电控电源进行充电，外部充电枪拔出时，电连接确认信号CC脱离，外接电阻断开，迅速完成放电，支持再次快速插充电枪唤醒工作。
作为优选，所述的保护模块包括ESD管ZD1和电容C2，所述ESD管ZD1和电容C2并联的同时串联于充电接口与接地端之间。抑制接口静电直接放电与空气放电，起到对后级电路的保护。
作为优选，所述的CC信号检测模块包括电阻R1、电阻R4、电容C3和ADC采样电路，电阻R1、电阻R4分别与充电接口串联，电容C3与充电接口并联，ADC采样电路与电阻R4串联，外部充电枪接入时，电阻Rcc与电阻R4串联。通过12V上拉，R1与Rcc形成分压，经R4、C3滤波后送ADC采样，设采样电压为V1，CC信号检测模块通过反向计算得到外接电阻值，根据电阻值判断充电枪连接状态与线缆容量。
作为优选，所述的唤醒模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电容C1和三极管Q1，三极管Q1的E极与电流输入端相连，三极管Q1的B极与电阻R3、电容C1依次串联，三极管Q1的C极分别与电阻R5和电阻R6串联，三极管Q1的C极经过电阻R5后输出唤醒信号的同时经过电阻R6后接地，电阻R2两端分别与电流输入端、三极管Q1的B极相连，电阻R1两端分别与电流输入端、电容C1相连。当CC接入时，如上我们已经知道R1与Rcc分压，Rcc上分得电压为V1。这时，电容C1两端为0V，但存在(12V-Vbe-V1)外部电压，将产生依次经过电流输入端、三极管Q1、电阻R3C、电阻Rcc和接地端的电流路径，给电容C1充电，最大充电电流Ic＝(12V-Vbe-V1)/R3。同时，由于三极管Q1的B极和E极反压流过电流，三极管Q1的C极和E极导通，电流输入端经三极管Q1与限流电阻R5输出唤醒信号，电阻R6用于确保在三极管Q1不导通时，唤醒信号保持在低电平。
作为优选，所述的电容快速放电模块包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R5、电阻R6、电容C1和三极管Q1，三极管Q1的E极与电流输入端相连，三极管Q1的B极与电阻R3、电容C1依次串联，三极管Q1的C极分别与电阻R5和电阻R6串联，三极管Q1的C极经过电阻R5后输出唤醒信号的同时经过电阻R6后接地，电阻R2两端分别与电流输入端、三极管Q1的B极相连，电阻R1两端分别与电流输入端、电容C1相连，二极管D1一端与电流输入端相连，另一端位于电容C1和电阻R3之间，保护模块串联于电阻R1和接地端之间。当充电枪拔出时，CC信号脱离，不再有电阻R1与电阻Rcc分压,电容C1两端电压为(12V-V1)不能突变，电流依次经过二极管D1、电阻R1、电容C1快速放电，最大放电电流Id约为最大充电电流Ic的R3/R1倍，电阻R3的电阻值远大于电阻R1，则放电时间约为t2＝5*R1*C1,远小于t1，因此很短时间即可完成电容C1放电，同时电流输入端经电阻R1对电容C2快速充电到12V，支持再次快速插充电枪唤醒工作。
作为优选，所述的电容C1电容值远大于电容C2电容值。
本发明的有益效果是：在完成充电连接确认信号CC连接检测的同时实现对电控单元的一次性唤醒，并且单次唤醒持续时间可根据电动汽车或电控单元需求进行参数配置，保证快速插拔充电枪的响应，确保充电连接确认信号CC在单次插充电枪时有效唤醒，而且不会持续唤醒，同时保证支持快速插拔操作，不影响用户使用习惯。。
附图说明
图1是本发明的一种电路原理连接结构框图。
图2是本发明的一种电路图。
图3是本发明的CC信号检测模块的一种电路图。
图4是本发明的唤醒模块的一种电路图。
图5是本发明的电容快速放电模块的一种电路图。
图中1充电枪，2保护模块，3CC信号检测模块，4唤醒模块，5电容快速放电模块。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的一种充电CC信号的检测与单次唤醒电路，如图1、图2所示，包括保护模块2，外部充电枪1接入时通过充电接口与保护模块2相连，保护模块2与CC信号检测模块3相连，所述CC信号检测模块3分别和唤醒模块4、电容快速放电模块5相连。如图2所示，完整电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电容C1、电容C2、电容C3、ESD管ZD1、二极管D1、三极管Q1和ADC采样电路。ESD管ZD1和电容C2并联的同时串联于充电接口与接地端之间，三极管Q1的B极与电阻R3、电容C1依次串联，三极管Q1的C极分别与电阻R5和电阻R6串联，三极管Q1的C极经过电阻R5后输出唤醒信号的同时经过电阻R6后接地，电阻R2两端分别与电流输入端、三极管Q1的B极相连，电阻R1两端分别与电流输入端、电容C1相连，二极管D1一端与电流输入端相连，另一端位于电容C1和电阻R3之间，电阻R4与充电接口串联，电容C3与充电接口并联，ADC采样电路与电阻R4串联。ESD管ZD1、电容C2为接口输入保护器件，主要抑制接口静电直接放电与空气放电，起到对后级电路的保护，电容C1电容值远大于电容C2电容值。
当充电连接确认信号CC接入时，通过12V上拉，电阻R1与电阻Rcc形成分压，经电阻R4和电容C3滤波后送ADC采样电路采样，设采样电压为V1，则可反向计算Rcc的电阻值：Rcc＝V1*R1/(12-V1),根据电阻值可判断充电枪连接状态与线缆容量。电阻Rcc上分得电压为V1。这时，电容C1两端为0V，但存在大小为12V-Vbe-V1的外部电压，将产生依次经过电流输入端、三极管Q1、电阻R3C、电阻Rcc和接地端的电流路径，给电容C1充电，最大充电电流Ic＝(12V-Vbe-V1)/R3。同时，由于三极管Q1的B极和E极反压流过电流，三极管Q1的C极和E极导通，电流输入端经三极管Q1与限流电阻R5输出唤醒信号，电阻R6用于确保在三极管Q1不导通时，唤醒信号保持在低电平。
电容C1充电时间由电阻R3与电容C1的值决定，充满电所需充电时间约为t1＝5*R3*C1，根据实际唤醒持续时间的要求，选择合适的电阻R3与电容C1值。通常电池管理系统或其他电控单元唤醒信号时间持续在100ms到1s，唤醒后由单片机或电源控制器自身锁定保持。当电容C1充电完成后，电容C1两端电压为大小为12V-V1，三极管Q1的B极和E极不再有电流流过，由电阻R2保证三极管Q1的B极与E极电压一致。三极管Q1的C极与E极截止，此时唤醒信号由电阻R6接到地，保持低电平。
当拔枪时，充电连接确认信号CC信号脱离，不再有电阻R1与电阻Rcc分压,电容C1两端为电压大小为12V-V1不能突变，电流依次经过二极管D1、电阻R1、电容C1快速放电，最大放电电流Id约为最大充电电流Ic的R3/R1倍，电阻R3的电阻值远大于电阻R1，则放电时间约为t2＝5*R1*C1,远小于t1，因此很短时间即可完成电容C1放电，同时电流输入端经电阻R1对电容C2快速充电到12V，支持再次快速插充电枪唤醒工作。