[发明专利]一种基于HCS08单片机的太阳能交流充电桩控制系统

权利要求书

1.一种基于HCS08单片机的太阳能交流充电桩控制系统，其特征在于，包括HCS08单片机、电源模块、驱动模块、通信模块、电压与电流检测模块、控制导引模块；所述HCS08单片机分别与驱动模块、通信模块、电压与电流检测模块、控制导引模块相连；

所述电源模块用于为控制系统供电；

所述驱动模块用于驱动12V继电器和充电指示灯；

所述通信模块用于实现HCS08单片机与人机交互系统的通信，读取用户指令，显示交流充电桩充电状态；用于HCS08单片机与智能电表的通信，读取充电电量信息；用于HCS08单片机与后台监控系统的通信，监控多个交流充电桩的使用状态；

所述电压与电流检测模块用于检测充电过程中的电压、电流，输入所述HCS08单片机之后显示到人机交互的LCD触摸屏上；

所述控制导引模块：包含PWM功率放大电路和PWM峰值检测电路，使用模拟比较器与三极管推挽功率放大电路组成PWM功率放大电路，将单片机输出的TTL电平转化为±12V PWM信号，用于交流充电桩控制系统与车载充电机的通信；PWM峰值检测电路用于识别充电桩与车辆的连接状态；

所述电源模块采用双路供电方式，蓄电池供电和交流供电，默认采用蓄电池供电，并能够根据蓄电池剩余电量的多少自动切换低压系统的供电方式；太阳能板将太阳能转化为电能存储到蓄电池，所述单片机通过ADC接口ADP9对蓄电池的输出电压进行检测，根据输出电压估算蓄电池剩余电量，当蓄电池电量充足时，选择蓄电池作为待机状态下的所述交流充电桩低压系统供电，当蓄电池电量低于30％时，所述电源模块切换到220V交流电供电方式；当蓄电池电量上升到50％时，所述电源模块重新切换到蓄电池供电；切换供电回路过程中，所述控制系统在极短的时间内由两路供电回路共同供电；

所述电源模块电路设计：

将电源指示灯DS与限流电阻R1串联在电源与地之间，用于上电指示；继电器K5用于控制蓄电池输出端的通断，继电器1脚通过线对板连接器与蓄电池输出端正极相连，继电器2脚与电源端相连，继电器1脚和2脚常闭，3脚悬空，控制系统由蓄电池供电，继电器脚4接电源，脚5接三极管脚3；二极管反接在继电器脚4和脚5之间，继电器K5的驱动电压为5V，选择三极管2N3904组成放大电路；三极管脚3与继电器线圈端脚5相连，脚2通过限流电阻R1与单片机引脚PTB6相连，脚1接地，电阻R2作为下拉电阻连接在三极管脚2与地之间，由单片机通用I/O引脚PTB6控制继电器的动作，当PTB6输出低电平，三极管截止，继电器保持脚1、脚2导通，当PTB6输出高电平，三极管导通，继电器动作，脚1、脚2断开，切断蓄电池供电；线对板连接器脚1用于检测蓄电池输出电压，由此计算蓄电池剩余电量；

所述电源模块中蓄电池控制电路的设计：

将接线端子AC2中的脚1连接电网中的相线，脚2连接中线，保险丝串联在相线中；继电器K4脚1与保险丝一端相连，脚2与相线相连，脚4连接12V电源；压敏电阻MOV和安规电容CX1并联在相线与中线之间；电阻R1串联在保险丝和LS05-15B12SS的脚3之间，LS05-15B12SS中脚1接中线，脚5和脚7之间通过电容C1连接，脚7与地之间通过安规电容CY1连接，脚12接地，脚14接12V电源正极，脚12和地之间并联电容C2、C3和TVS管；

当蓄电池电量低于30％时，继电器K4闭合，AC/DC转换器LS05-15B12SS将220V交流电转换为12V直流电为控制系统供电，随后继电器K5断开；继电器K4的驱动电压为12V，需通过ULN2803A芯片驱动，单片机通过通用I/O引脚PTG3控制继电器K4的通断，当PTG3输出高电平时，ULN2803A输出+12V，继电器保持断开；当PTG3输出低电平时，ULN2803A芯片输出低电平，继电器闭合，当蓄电池电压高于50％时，继电器K5闭合，恢复蓄电池供电，之后继电器K4断开，切断高压回路，以此实现双路供电的自动切换。