[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

说明书

本发明公开了一种基于HCS08单片机的太阳能交流充电桩控制系统，该控制系统使用飞思卡尔HCS08单片机作为控制器，主要由电源模块、驱动模块、控制导引模块、通信模块、电压与电流检测模块组成。控制系统能够根据电动汽车充电过程中所出现的各种状况作出相应的保护和报警动作。低压系统采用双路供电方式，既可以使用电网供电，也可以使用太阳能板与蓄电池为控制系统供电，并且能够根据蓄电池电压实现低压系统供电方式的自动切换。待机状态下的交流充电桩通过指示灯代替LCD屏显示待机状态，进一步降低交流充电桩待机能耗。控制系统优化了PWM输出和检测电路，有效降低了交流充电桩与车载充电机之间的通信误差。

技术领域

本发明涉及电力设备领域，具体涉及一种太阳能交流充电桩控制系统。

背景技术

温室气体的大量排放所造成的环境问题越来越引起社会的关注。与此同时，化石能源的短缺导致油价的不断攀升，传统内燃机汽车的使用成本不断提高，各国政府和汽车企业正在积极研究可以替代传统内燃机汽车的新能源汽车。受限于电动汽车蓄电池技术的发展，电动汽车的续航里程成为制约电动汽车进一步发展和推广的关键难题。就目前来看，在蓄电池容量无法有效扩大的情况下，对电动汽车进行安全可靠快速的充电成为目前解决电动车续航问题的有效手段。与电动汽车相匹配的能源供给系统的建立以及对电动车充电设备的研究决定着电动汽车的进一步发展。

交流充电作为小型电动汽车主要的充电方式，采用较小的电流恒流或者恒压充电，能提高电池的使用寿命。此外，交流充电桩较低的建设成本以及灵活的分布等优势对电动汽车的普及产生积极的推动作用。现有交流充电桩控制系统大多采用220V交流电转化为12V直流电为控制系统供电，交流充电桩在待机过程中长时间保持高压连接，容易导致系统发热，长时间待机状态下显示屏消耗电量高，造成电量的浪费。部分太阳能充电桩支持蓄电池充电，受限于蓄电池容量和天气状况，长时间充电效果不佳。

发明内容

为解决上述背景技术中所述问题，本发明提供一种太阳能交流充电桩控制系统，该交流充电桩控制系统通过以下技术方案实现：

控制系统PCB板由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、控制导引模块组成。其中：

所述HCS08单片机：选择飞思卡尔HCS08系列中的MC9S08DZ60单片机，PTA1、PTA2、PTA3、PTB1四路ADC接口分别作为所述电压与电流检测模块中充电电压、充电电流、PWM信号峰值、蓄电池输出电压检测接口；PTD5、PTD4、PTD0、PTG3、PTB6作为所述驱动模块中继电器K1～K5的控制引脚；PTD3、PTD1分别作为连接确认信号和急停开关信号的输入引脚；PTF3、PTG4、PTG5分别作为所述驱动模块中红色、黄色、绿色指示灯的驱动引脚；PTD2作为所述控制导引模块中PWM信号输出引脚；PTE0、PTE1引脚作为所述通信模块中人机交互通信接口；PTF0、PTF1、PTF2引脚作为所述通信模块中智能电表通信接口；PTE6、PTE7引脚作为所述通信模块中后台监控CAN通信接口；所述HCS08单片机预留PTA6、PTB5、PTA5三个I/O口，可用于其他功能的拓展。

所述电源模块：采用双路供电方式，既可以使用LS05-15B12SS AC/DC转换器将电网220V交流电转换为12V直流电为低压系统供电，也可以使用太阳能板与蓄电池为低压控制系统供电；

所述驱动模块：使用8路达林顿管ULN2803A驱动12V继电器和充电指示灯；

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LM339D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。