马丽娟

（西安外事学院工学院，陕西 西安 710077）

截止2019 年底，中国电动自行车保有量达到3亿量。每年电动自行车在楼内充电引起的火灾日益增多，严重危害了居民的生命财产安全。可室外安装的便于操作的交流充电桩需求日益增大，现有的充电桩都是固定通道数量的产品[1]，无法实现动态级联及数量的扩充，应用不便。因此，一种易于安装和扩展、安全性高、成本较低的新型交流充电桩的开发显得迫在眉睫。文中设计了一种基于STM32 控制器和CAN 总线的交流充电桩，可以方便实现级联，容易满足不同场合对充电桩数量的不同需求，且每通道都有独立的安全保护，适用于社区、厂房、商业广场等不同的应用场合。

1 充电桩硬件组成与原理

可级联充电桩由主控单元、充电单元、通信线路、供电线路组成。其总体结构如图1 所示。

图1 充电桩总体结构

主控单元和充电单元间采用CAN 总线方式[2]进行通信，每个充电单元作为一个CAN 总线节点，在一定范围内可以自由地增加或减少充电单元的数量，通过级联可以满足不同场合对不同充电通道数量的需求。新增充电单元只需通过串口向充电单元发送其编码来配置不重复的通道号即可将其连入系统，通道扩展非常方便。

1.1 主控单元

主控单元是AC220V 总供电入口，内部带有漏电保护、开关电源、电源系统、STM32、EEPROM、4G模组、拨档开关、按键及LED、时钟复位电路、CAN 接口转接输出，其组成结构如图2 所示。

图2 主控单元组成结构

主控单元通过4G 模组接收服务端指令[3]，用于启动或结束某通道的充电过程，并通过4G 模组上传当前充电状态，包括总通道数量、当前占用通道、在用通道功率、充电时间、故障信息、某通道充电器插拔信息等。……