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CN105591430A - 智能搭火控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种智能搭火控制装置，包括主处理单元、第一电压检测单元、第二电压检测单元、开关组、第一接线端口和第二接线端口，且所述第一接线端口和第二接线端口分别位于开关组两端，其中：所述第一电压检测单元，用于检测第一接线端口的电压，所述第二电压检测单元，用于检测第二接线端口的电压；所述主处理单元，用于在第一电压检测单元和第二检测单元的输出信号一致时输出接通信号到开关组；所述开关组在接收到主处理单元的接通信号时将第一接线端口与第二接线端口电连接。本发明通过两个电压检测单元分别检测搭接的两个蓄电池的电压，并仅在两个电压匹配时接通两个蓄电池，从而避免了因蓄电池电压不匹配而导致的车辆损坏。

Description

智能搭火控制装置
技术领域
本发明涉及汽车接电导线，更具体地说，涉及一种可识别连接端子的两端蓄电池电压智能搭火控制装置。
背景技术
蓄电池是汽车必不可少的一部分，它不仅为发动机提供强大的起动电流(一般高达200～600A)，而且可以为汽车内的仪表或其他装置提供所需的工作电压(例如在发动机怠速或汽车未启动时)。通常，在汽车发动机运转过程中，当发电机端电压高于蓄电池的电动势时，蓄电池将一部分电能转变为化学能储存起来，也就是进行充电，从而使蓄电池时刻保持相对充足的电力。
但有时候会因为驾驶员本身的疏忽，造成蓄电池过度放电而导致电力不足。常见的造成蓄电池电力不足的原因在于当驾驶者离开汽车后，忘记关闭车灯等用电设备，或者汽车常时间未使用。此外，导致蓄电池电力不足的另一原因为蓄电池的使用寿命，即蓄电池经过长期使用，因内部化学原料的性能下降。
然而，无论何种原因导致蓄电池电力不足，均会给驾驶者带来极大不便，其中最主要的便是汽车无法启动。一旦发生这种情况，需借用其他车辆的蓄电池，并通过一组搭火线来连接电力不足的蓄电池以紧急输配电力。
目前的搭火线包括两根独立导线，且每一导线的两端分别具有一个夹子，在进行蓄电池连接时，需将两个蓄电池的相同极性的端子连接(即正极对正极、负极对负极)。但该方式存在极高的危险性，一旦两端的蓄电池电压不同，将造成车辆损坏等危险。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述搭火线在连接不同电压蓄电池时存在安全隐患的问题，提供一种可识别连接端子的两端蓄电池电压智能搭火控制装置。
本发明解决上述技术问题的技术方案是，提供一种智能搭火控制装置，包括主处理单元、第一电压检测单元、第二电压检测单元、开关组、第一接线端口和第二接线端口，且所述第一接线端口和第二接线端口分别位于开关组两端，其中：所述第一电压检测单元，用于检测第一接线端口的电压，所述第二电压检测单元，用于检测第二接线端口的电压；所述主处理单元，用于在第一电压检测单元和第二检测单元的输出信号一致时输出接通信号到开关组；所述开关组在接收到主处理单元的接通信号时将第一接线端口与第二接线端口电连接。
在本发明所述的智能搭火控制装置中，所述第一电压检测单元和第二电压检测单元分别包括电压采样电路以及电压处理电路，且所述电压处理电路将电压采样电路获得的采样电压处理后输出到主处理单元；所述第一电压检测单元的电压处理电路的输出端连接到主处理单元的第一信号输入引脚，所述第二电压检测单元的电压处理电路的输出端连接到主处理单元的第二信号输入引脚；所述主处理单元仅在第一信号输入引脚和第二信号输入引脚的输入电平相同时输出接通信号到开关组。
在本发明所述的智能搭火控制装置中，所述智能搭火控制装置还包括极性判断电路，所述第一接线端口包括第一端子和第二端子、所述第二接线端口包括第三端子和第四端子，所述开关组包括第一开关、第二开关和第三开关，且所述第一开关用于将第一端子连接到第三端子或第四端子，所述第二开关用于使第二端子连接到第三端子，所述第三开关用于使第二端子连接到第四端子；所述极性判断电路用于检测第一端子、第二端子、第三端子和第四端子的极性，并由所述主处理单元根据检测结果控制第一开关、第二开关和第三开关的通断。
在本发明所述的智能搭火控制装置中，所述极性判断电路包括第一光耦和第二光耦，且所述第一光耦的原边的两端分别连接第一端子和第二端子、副边连接主处理单元的第三信号输入引脚；所述第二光耦的原边的两端分别连接第三端子和第四端子、副边连接主处理单元的第四信号输入引脚；所述主处理单元在第一信号输入引脚和第二输入引脚的电平相同且第三信号输入引脚和第四输入引脚的电平相同时，输出接通信号到第一开关、第二开关和第三开关，使第一端子与第三端子连接、第二端子与第四端子连接；所述主处理单元在第一信号输入引脚和第二输入引脚的电平相同、且第三信号输入引脚和第四信号输入引脚的输入电平不同时输出接通信号到第一开关、第二开关和第三开关，使第一端子与第四端子连接、第二端子与第三端子连接。
在本发明所述的智能搭火控制装置中，所述第一开关、第二开关、第三开关为继电器，所述智能搭火控制装置还包括分别驱动第一开关、第二开关、第三开关进行切换的开关驱动电路。
在本发明所述的智能搭火控制装置中，所述第一开关在默认状态下连接第一端子和第三端子，所述智能搭火控制装置还包括供电单元且该供电单元将第一端子或第三端子输入的电流转换后为主处理单元、极性判断电路、开关组供电。
在本发明所述的智能搭火控制装置中，所述智能搭火控制装置还包括点火检测电路，用于根据汽车控制系统信号判断是否点火；所述主处理单元在第一接线端口和第二接线端口接通且未检测到点火时输出接通信号，使第一开关、第二开关、第三开关的继电器在按预定方式接通达到第一时长后断开并在第二时长后再按预定方式接通，所述第一时长不小于3秒，所述第二时长小于1秒。
在本发明所述的智能搭火控制装置中，所述主处理单元在重新接通时重新根据第一信号输入引脚和第二信号输入引脚的输入电平产生接通信号。
在本发明所述的智能搭火控制装置中，所述智能搭火控制装置还包括信号输出单元，用于在第一接线端口和第二接线端口接通后输出接通信号，并在第一接线端口和第二接线端口连接异常时输出报警信号。
在本发明所述的智能搭火控制装置中，所述信号输出单元包括LED指示灯和/或蜂鸣器。
本发明的智能搭火控制装置，通过两个电压检测单元分别检测搭接的两个蓄电池的电压，并仅在两个电压匹配时接通两个蓄电池，从而避免了因蓄电池电压不匹配而导致的车辆损坏。
附图说明
图1是本发明智能搭火控制装置实施例的示意图。
图2是图1中开关组的示意图。
图3是图1中第一电压检测单元和第二电压检测单元的电路示意图。
图4是本发明智能搭火控制装置另一实施例的示意图。
图5是图4中主处理单元的电路示意图。
图6是图4中极性判断电路的示意图。
图7是图4中开关驱动电路的示意图。
图8是图4中供电单元的示意图。
图9是图4中信号输出单元的示意图。
图10是图4中信号输出单元的另一示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-3所示，是本发明智能搭火控制装置实施例的示意图，该智能搭火控制装置可应用于搭火线，从而在连接两个汽车蓄电池进行失电汽车应急启动时，自动进行电压检测，确保两个蓄电池电压一致。本实施例中的智能搭火控制装置包括主处理单元11、第一电压检测单元15、第二电压检测单元16、开关组13、第一接线端口12和第二接线端口14，且第一接线端口12和第二接线端口14分别位于开关组13两端。上述第一接线端口12和第二接线端口14分别通过导电线(可具有电夹等)连接到两个蓄电池。
上述第一电压检测单元15用于检测连接到第一接线端口12的蓄电池的电压；第二电压检测单元16用于检测连接到第二接线端口14的蓄电池的电压。主处理单元11在第一电压检测单元15和第二检测单元16的输出信号一致时输出接通信号到开关组13；而开关组13在接收到主处理单元11的接通信号时将第一接线端口12与第二接线端口14电连接，这样就实现了两个蓄电池的电连接。
上述第一电压检测单元15和第二电压检测单元16分别包括电压采样电路以及电压处理电路，且电压处理电路将电压采样电路获得的采样电压处理后输出到主处理单元11。上述第一电压检测单元15的电压处理电路的输出端连接到主处理单元11的第一信号输入引脚V_SN1，第二电压检测单元16的电压处理电路的输出端连接到主处理单元11的第二信号输入引脚V_SN2；主处理单元11仅在第一信号输入引脚V_SN1和第二信号输入引脚V_SN2的输入电平相同时输出接通信号到开关组13。
如图2所示，上述第一接线端口12具体可包括第一端子PA_A和第二端子PA_B(分别用于连接其中一个蓄电池的正负极)、第二接线端口14包括第三端子PB_A和第四端子PB_B(分别用于连接另一个蓄电池的正负极)，开关组13包括第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3，且第一开关K1用于将第一端子PA_A连接到第三端子PB_A或第四端子PB_B，第二开关K2用于使第二端子PA_B连接到第三端子PA_B，第三开关K3用于使第二端子PA_B连接到第四端子PB_B。在初始状态(即第一接线端口12和第二接线端口14均未连接到蓄电池)下，第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3保持默认常态(即第一开关K1连接第一端口和第三端口、第二开关K2断开、第三开关K3断开)，第一接线端口12和第二接线端口14彼此不相通。
第一端口PA_A和第二端口PA_B经四个二极管形成输入电压VIN_A，并经两个电阻分压后形成输入到主处理单元11的输入电压V_SN1。同样地，第三端口PB_A和第四端口PB_B经四个二极管形成输入电压VIN_B，并经两个电阻分压后形成输入到主处理单元11的输入电压V_SN2。
如图4所示，在本发明的智能搭火控制装置的另一实施例中，除了包括主处理单元41、第一电压检测单元45、第二电压检测单元46、开关组43、第一接线端口42和第二接线端口44外，还包括极性判断电路49，该极性判断电路49用于检测第一端子PA_A、第二端子PA_B、第三端子PB_A和第四端子PB_B的极性，并由主处理单元41根据第一电压检测单元45、第二电压检测单元46、极性判断电路49检测结果控制第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3的通断。
具体地，当第一接线端口42和第二接线端口44均连接上汽车蓄电池时，若第一电压检测单元45和第二电压检测单元46鉴别连接到第一接线端口42和第二接线端口44的蓄电池电压同时在14.4V—25.4V(或同时在14.4V以下)范围内，即均为24V汽车系统，且极性判断电路49确定第一端子PA_A和第三端子PB_A极性相同时，主处理单元41输出接通信号，使第一开关K1保持原态，第二开关K2断开，第三开关K3闭合；若第一电压检测单元45和第二电压检测单元46鉴别连接到第一接线端口42和第二接线端口44的蓄电池电压同时在14.4V—25.4V(或同时在14.4V以下)范围内，即均为24V汽车系统，且极性判断电路49确定第一端子PA_A和第三端子PB_A极性相反时，主处理单元41输出接通信号，使第一开关K1切换至触点3，第二开关K2闭合，第三开关K3断开；若第一电压检测单元45和第二电压检测单元46鉴别连接到第一接线端口42和第二接线端口44的蓄电池电压不同，则使开关组43保持默认状态。
上述智能搭火控制装置通过极性判断和开关控制，无论连接到第一接线端口42和第二接线端口44的导电线如何与两个蓄电池连接，开关组43都可保证两个蓄电池的正极和负极分别相连，从而便于失电汽车点火启动。
如图5、6所示，极性判断电路49可包括第一光耦U3和第二光耦U4，且第一光耦U3的原边的两端分别连接第一端子PA_A和第二端子PA_B、副边连接主处理单元41的第一信号输入引脚V_SN3；第二光耦U4的原边的两端分别连接第三端子PB_A和第四端子PB_B、副边连接主处理单元41的第二信号输入引脚V_SN4。
在第一端子PA_A连接蓄电池的正极、第二端子PA_B连接蓄电池的负极时，第一光耦U3的原边导通，副边也随之导通，并向主处理单元41的第一信号输入引脚V_SN3输出低电平；相反地，在第一端子PA_A连接蓄电池的负极、第二端子PA_B连接蓄电池的正极时，第一光耦U3的原边截止，副边也随之截止，并向主处理单元41的第一信号输入引脚V_SN3输出高电平。同样地，在第三端子PB_A连接蓄电池的正极、第四端子PB_B连接蓄电池的负极时，第二光耦U4的原边导通，副边也随之导通，并向主处理单元41的第二信号输入引脚V_SN4输出低电平；相反地，在第三端子PB_A连接蓄电池的负极、第四端子PB_B连接蓄电池的正极时，第二光耦U4的原边截止，副边也随之截止，并向主处理单元41的第二信号输入引脚V_SN4输出高电平。
上述的第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3具体可采用继电器，而智能搭火控制装置还可包括分别驱动第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3进行切换的开关驱动电路47。如图7所示，来自主处理单元41的控制信号RELAY_DRIVER1、RELAY_DRIVER2、RELAY_DRIVER3经开关驱动电路47中的MOS管Q1、Q2、Q3分别转换为驱动信号RELAY_D1、RELAY_D2、RELAY_D3，从而通过MOS管Q1、Q2、Q3使第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3中相应的继电器工作。
上述智能搭火控制装置还可包括供电单元48，如图2所示，本实施例中第一开关K1在默认状态下(即主处理单元41启动至输出控制信号前)连接第一端子PA_A和第三端子PB_A，供电单元48连接第一端子PA_A或第三端子PB_A，从而将第一端子PA_1或第三端子PB_A输入的电流转换后为主处理单元41提供工作电压VCC、为极性判断电路49提供工作电压VCC、为开关组43、为第一电压检测单元45和第二电压检测单元46提供基准电压VCC。
具体地，从第一端子PA_A或第三端子PB_A流入的电流经稳压、去尖峰处理后输入到AX3050芯片，并降压后滤波形成VDD_6V输出。VDD_6V再经芯片U5直流变换后形成VCC输出。
上述的智能搭火控制装置还可包括信号输出单元50，用于在第一接线端口42和第二接线端口44接通后输出接通信号；在第一接线端口42和第二接线端口44连接异常时(例如第一端子PA_A和第二端子PA_B短路、第一接线端口42和第二接线端口44两端电压不一致、或开关组33异常、任一端子未连接好等)输出报警信号(此时可同时主处理单元41输出接通信号，使开关组43恢复默认状态)。
特别地，上述信号输出单元50可包括LED指示灯和/或蜂鸣器。例如，在四个端子均连接好且开关组33自动切换完成，绿色指示灯D18常亮，红色指示灯D19熄灭，蜂鸣器静音，此时可以正常启动救援。
在上述的智能搭火控制装置还可包括点火检测电路，用于根据汽车控制系统信号判断是否点火。主处理单元41在第一接线端口42和第二接线端口44接通且未检测到点火时输出控制信号，使第一开关K1、第二开关K2、第三开关K3的继电器在按预定方式接通达到第一时长后断开并在第二时长后再按预定方式接通，上述第一时长不小于3秒(例如可以为5S)，第二时长小于1秒(例如可以为0.5S)。这样，主处理单元41可在重新接通时重新根据第一信号输入引脚V_SN3和第二信号输入引脚V_SN4的输入电平产生控制信号。
通过上述方式，可避免在智能搭火控制装置连接过程中出现电夹滑落或连接正常后交换正负极方向后的错接情况，即通过定时检测极性来调整开关组的状态，保证连接的有效性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能搭火控制装置，其特征在于：包括主处理单元、第一电压检测单元、第二电压检测单元、开关组、第一接线端口和第二接线端口，且所述第一接线端口和第二接线端口分别位于开关组两端，其中：所述第一电压检测单元，用于检测第一接线端口的电压，所述第二电压检测单元，用于检测第二接线端口的电压；所述主处理单元，用于在第一电压检测单元和第二检测单元的输出信号一致时输出接通信号到开关组；所述开关组在接收到主处理单元的接通信号时将第一接线端口与第二接线端口电连接。
2.根据权利要求1所述的智能搭火控制装置，其特征在于：所述第一电压检测单元和第二电压检测单元分别包括电压采样电路以及电压处理电路，且所述电压处理电路将电压采样电路获得的采样电压变换后输出到主处理单元；所述第一电压检测单元的电压处理电路的输出端连接到主处理单元的第一信号输入引脚，所述第二电压检测单元的电压处理电路的输出端连接到主处理单元的第二信号输入引脚；所述主处理单元仅在第一信号输入引脚和第二信号输入引脚的输入电平相同时输出接通信号到开关组。
3.根据权利要求2所述的智能搭火控制装置，其特征在于：所述智能搭火控制装置还包括极性判断电路，所述第一接线端口包括第一端子和第二端子、所述第二接线端口包括第三端子和第四端子，所述开关组包括第一开关、第二开关和第三开关，且所述第一开关用于将第一端子连接到第三端子或第四端子，所述第二开关用于使第二端子连接到第三端子，所述第三开关用于使第二端子连接到第四端子；所述极性判断电路用于检测第一端子、第二端子、第三端子和第四端子的极性，并由所述主处理单元根据检测结果控制第一开关、第二开关和第三开关的通断。
4.根据权利要求3所述的智能搭火控制装置，其特征在于：所述极性判断电路包括第一光耦和第二光耦，且所述第一光耦的原边的两端分别连接第一端子和第二端子、副边连接主处理单元的第三信号输入引脚；所述第二光耦的原边的两端分别连接第三端子和第四端子、副边连接主处理单元的第四信号输入引脚；所述主处理单元在第一信号输入引脚和第二输入引脚的电平相同且第三信号输入引脚和第四输入引脚的电平相同时，输出接通信号到第一开关、第二开关和第三开关，使第一端子与第三端子连接、第二端子与第四端子连接；所述主处理单元在第一信号输入引脚和第二输入引脚的电平相同、且第三信号输入引脚和第四信号输入引脚的输入电平不同时输出接通信号到第一开关、第二开关和第三开关，使第一端子与第四端子连接、第二端子与第三端子连接。
5.根据权利要求3或4所述的智能搭火控制装置，其特征在于：所述第一开关、第二开关、第三开关为继电器，所述智能搭火控制装置还包括分别驱动第一开关、第二开关、第三开关进行切换的开关驱动电路。
6.根据权利要求3或4所述的智能搭火控制装置，其特征在于：所述第一开关在默认状态下连接第一端子和第三端子，所述智能搭火控制装置还包括供电单元且该供电单元将第一端子或第三端子输入的电流转换后为主处理单元、极性判断电路、开关组供电。
7.根据权利要求3或4所述的智能搭火控制装置，其特征在于：所述智能搭火控制装置还包括点火检测电路，用于根据汽车控制系统信号判断是否点火；所述主处理单元在第一接线端口和第二接线端口接通且未检测到点火时输出接通信号，使第一开关、第二开关、第三开关的继电器在按预定方式接通达到第一时长后断开并在第二时长后再接通，所述第一时长不小于3秒，所述第二时长小于1秒。
8.根据权利要求7所述的智能搭火控制装置，其特征在于：所述主处理单元在重新接通时重新根据第一信号输入引脚和第二信号输入引脚的输入电平产生接通信号。
9.根据权利要求1所述的智能搭火控制装置，其特征在于：所述智能搭火控制装置还包括信号输出单元，用于在第一接线端口和第二接线端口接通后输出接通信号，并在第一接线端口和第二接线端口连接异常时输出报警信号。
10.根据权利要求9所述的智能搭火控制装置，其特征在于：所述信号输出单元包括LED指示灯和/或蜂鸣器。
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