CN104022491A - 电瓶连接线极性智能识别保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车涉及电子保护装置领域，尤其涉及一种防止电瓶反接的保护连接电路装置。本发明的目的在于提供一种电瓶连接线极性智能识别保护装置，当其应急电源或备用蓄电池与机动车辆电瓶极性连接相反时，极性智能识别保护连接装置不会工作，能彻底杜绝由于连接线极性接反而导致电瓶或充电器烧毁的情况和给操作人员带来意外人生伤害。本发明主要由壳体和置于壳体内的控制电路板、壳体面板LED显示灯、语音扬声器及置于壳体外壳的两对鳄鱼夹电瓶连接线构成，在壳体内部放置有锂电池组为装置提供工作电源，整个极性智能识别保护连接装置为单独的一个整体，便于操作和携带。

Description

电瓶连接线极性智能识别保护装置

技术领域

本发明涉及汽车涉及电子保护装置领域，尤其涉及一种防止电瓶反接的保护连接电路装置。

背景技术

现有技术中，当机动车辆的电瓶无法启动工作时，通常采用应急电源或备用蓄电池来代替机动车辆自身的电瓶进行启动工作。所需应急电源或备用蓄电池的电瓶连接线与机动车辆的电瓶连接时，一般连接状态是正极接正极，负极接负极，但目前所使用的电瓶连接线，并无任何电力极性保护的措施，仅是在两对鳄鱼夹上用红色和黑色的颜色予以标示，以供使用者于操作时识别用，此种作法仍是具有相当高的潜在危险性，一旦使用者极性搞反或者操作过程不小心将两鳄鱼夹碰在一起，两电瓶间的电力即成反接状态或短路状态，这时将产生强大的火花会导致电瓶或充电器烧毁的情况甚至给操作人员带来意外人生伤害。鉴于目前所使用的电瓶连接线，因无任何保护措施，是无法作为一可让使用者安全操作的装置，显然有极待改进的必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电瓶连接线极性智能识别保护装置，当其应急电源或备用蓄电池与机动车辆电瓶极性连接相反时，极性智能识别保护连接装置不会工作，能彻底杜绝由于连接线极性接反而导致电瓶或充电器烧毁的情况和给操作人员带来意外人生伤害。

为实现上述目的，本发明的技术方案是这样实现的，一种电瓶连接线极性智能识别保护装置，其特征在于：本装置由A/B/C三单元组成，其中A单元由连接鳄鱼夹2、极性检测电路3、显示电路4和执行电路5组成，机动车电瓶1经连接鳄鱼夹2将电压送入极性检测电路3，如果电压极性正确极性检测电路3将检测信号送入控制电路10，执行电路5得到控制电路10的动作指令而完成机动车电瓶极性检测动作。

B单元由连接鳄鱼夹9、极性检测电路6、显示电路8和执行电路7组成，后备电源11经连接鳄鱼夹9将电压送入极性检测电路6，如果电压极性正确极性检测电路6将检测信号送入控制电路10，执行电路7得到控制电路10的动作指令而而完成后备电源极性检测动作。

将机动车电瓶1通过连接鳄鱼夹2送入磁保持继电器5，后备电源11通过连接鳄鱼夹9送入磁保持继电器7，如果两端极性连接正确，此时后备电源11的电压将输往机动车电瓶1完成机动车辆的启动工作。

如果电压极性错误，极性检测电路3无检测信号送入控制电路10, 执行电路5没有得到动作指令不会动作，机动车电瓶1虽然与连接鳄鱼夹2相连通但无法与后备电源11接通，此时极性智能识别保护连接装置上面的红色LED灯将闪烁，提示操作人员连接鳄鱼夹2连接极性错误。

作为本发明的进一步改进，后备电源11经连接鳄鱼夹9将电压送入极性检测电路6，如果电压极性正确极性检测电路6将检测信号送入控制电路10，执行电路7得到控制电路10的动作指令将后备电源11通过连接鳄鱼夹9联通后备电源11，此时后备电源11的电压将输往机动车电瓶1完成机动车辆的启动工作。

如果电压极性错误，极性检测电路6无检测信号送入控制电路10, 执行电路7没有得到动作指令不会动作，后备电源11虽然与连接鳄鱼夹9相连通但无法与机动车电瓶1接通，此时极性智能识别保护连接装置上面的蓝色LED灯将闪烁，提示操作人员连接极性错误。

作为本发明的进一步改进，C单元由控制电路10、语音提示13及锂电池12组成，当极性连接正确时语音13都将提示予以告知，锂电池12为控制电路10、磁保持继电器5和磁保持继电器7提供工作电源。

本发明的改进在于：

1、     电瓶连接线极性智能识别保护装置主要由壳体和置于壳体内的控制电路板、壳体面板LED显示灯、语音扬声器及置于壳体外壳的两对鳄鱼夹电瓶连接线构成，在壳体内部放置有锂电池组为装置提供工作电源，整个极性智能识别保护连接装置为单独的一个整体，便于操作和携带。

2、     置于壳体外壳的两对鳄鱼夹电瓶连接线任意一对可以任意连接机动车电瓶或是备用电源无需区分，极大方便了用户的操作。

、    控制单元是由微处理器完成对鳄鱼夹电瓶连接线所连接的电瓶的极性状态，进而输出切换控制信号给磁保持继电器;采用微处理器作为控制比采用分离器件搭建的控制电路性能上更加稳定、采用的元器件数量大大减少。

、    采用磁保持继电器作为执行开关其优点在于：磁保持继电器的常闭或常开状态完全是依赖永久磁钢产生的磁力所保持，其开关状态的转换是靠一定宽度的脉冲电信号触发而完成的。磁保持继电器只要一个正向电就会永久吸合，触点处于保持状态时就不需要保持电压，如果要释放就加上反向电压，工作可靠、节能。

附图说明

图1：总体框图

图2：极性智能识别保护连接装置连接原理图 

图3：极性智能识别保护连接装置接线正确时的工作状态图

图4：极性智能识别保护连接装置Y+和Y-接线错误时的工作状态图

图5：极性智能识别保护连接装置X+和X-接线错误时的工作状态图

图6：磁保持继电器驱动原理图

图7：充电单元电路图

图8：外观图

具体实施方式  

本发明的主要目的在于提供一种极性智能识别保护连接装置，可自动检测判断两对鳄鱼夹电瓶连接线所连接的机动车电瓶极性和备用电源极性是否一致，以确保机动车电瓶极性和备用电源极性的极性是正确连接。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述:

图2中Y+和Y-是极性智能识别保护连接装置的一对鳄鱼夹电瓶连接线，当机动车蓄电瓶与Y+和Y-鳄鱼夹电瓶连接线连接时，如果极性正确时，光敏器件G1工作，光敏器件G1输出信号到控制板，控制板上的微处理器发出动作指令使得磁保持继电器线圈得电J1动作，磁保持继电器J1的控制触点J1-1和J1-2闭合，机动车蓄电瓶的正负电压端子通过Y+和Y-鳄鱼夹电瓶连接线、磁保持继电器J1的控制触点J1-1和J1-2与磁保持继电器J2的控制定触点J2-1和J2-2连上。同时，在控制板上的微处理器发出动作指令使得磁保持继电器线圈得电J1动作时，语音电路将发出极性正确的提示语音。

  同样的图2中X+和X-是极性智能识别保护连接装置的一对鳄鱼夹电瓶连接线，当后备电源与X+和X-鳄鱼夹电瓶连接线连接时，如果极性正确时，光敏器件G2工作，光敏器件G2输出信号到控制板，控制板上的微处理器发出动作指令使得磁保持继电器线圈得电J2动作，磁保持继电器J2的控制触点J2-1和J2-2闭合，后备电源的正负电压端子通过X+和X-鳄鱼夹电瓶连接线、磁保持继电器J2的控制触点J2-1和J2-2与磁保持继电器J1的控制触点J1-1和J1-2连上。同时，在控制板上的微处理器发出动作指令使得磁保持继电器线圈得电J2动作时，语音电路将发出极性正确的提示语音。这样后备电源的正负电压通过X+和X-鳄鱼夹电瓶连接线、磁保持继电器J2的控制触点J2-1和J2-2与磁保持继电器J1的控制触点J1-1和J1-2及Y+和Y-鳄鱼夹电瓶连接线送到机动车电瓶的正负端上了完成了一个工作过程，此时电路工作状态如图3所示。

如果Y+和Y-鳄鱼夹电瓶连接线连接错误时,光敏器件G1不工作无输出信号到控制板，控制板上的微处理器也就不会发出动作指令使得磁保持继电器J1动作，继电器J1不工作，继电器J1的控制触点J1-1和J1-2处于断开状态，此时发光二极管LED1处于正向连接，电流通过限流电阻R3和发光二极管LED1使其发出红光，提示操作人员极性接反，此时电路工作状态如图4所示

如果X+和X-鳄鱼夹电瓶连接线连接错误时,光敏器件G2不工作无输出信号到控制板，控制板上的微处理器也就不会发出动作指令使得磁保持继电器J2动作，继电器J2不工作，继电器J2的控制触点J2-1和J2-2处于断开状态，此时发光二极管LED1处于正向连接，电流通过限流电阻R6和发光二极管LED2使其发出蓝光，提示操作人员极性接反，此时电路工作状态如图5所示。

图6是磁保持驱动器控制原理图，本发明采用了两个磁保持继电器，这只是其中的一个磁保持继电器控制原理图，另一个的工作原理一样。控制板板上的微处理器输出经驱动电路和二极管D1、D2经电阻R1、R2到地，保持低电平。这样当在A端加高电平时，磁保持继电器动作，触点1和2及3和4接通，汽车电瓶电压经触点输出，反之在B端加高电平，磁保持继电器复归，触点1和2及3和4断开，汽车电瓶电压无法经触点输出， BL8023是双向继电器驱动集成专用电路，用于控制磁保持继电器的工作，具有输出电流大，静态功耗小的特点， BL8023双向继电器驱动集成电路管脚功能如下：

3脚:输入A接触发脉冲，也可接电平触发;

7脚:输入B接触发脉冲，也可接电平触发;

2脚、6脚是空脚;

1脚:输出QA接继电器的线包一端;

5脚:输入QB接继电器的线包另一端;

8脚:Vdd加继电器工作电压正端;

4脚:V ss加继电器工作电压负端。

图7是充电单元电路图，锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作,是现代高性能电池的代表。锂电池主要优点：能量比较高是铅酸电池的约6-7倍；使用寿命长，使用寿命可达到6年以上;额定电压高（单体工作电压为3.7V或3.2V），约等于3只镍镉或镍氢充电电池的串联电压，便于组成电池电源组；具备高功率承受力；自放电率很低，这是该电池最突出的优越性之一，一般可做到1%/月以下，不到镍氢电池的1/20；重量轻，相同体积下重量约为铅酸产品的1/6-1/5；高低温适应性强，可以在-20℃--60℃的环境下使用；本发明采用4节方型3.7v锂电池（型号523450），用于为控制和执行电路提供电源，采用恒流/恒压充电的充电器专用电路芯片CN3703对锂离子电池进行充电管理。该芯片是PWM降压模式锂离子充电管理集成电路，可独立对锂离子电池充电进行全面自动管理，具有封装外形小，***元器件少和使用简单等优点。充电单元的输入电压从输出到LED模组单元的直流电压取出，经电容6C1后加到充电器电路芯片CN3703的15脚，充电器电路芯片CN3703的1脚内部电压调制器输出,为内部驱动电路提供电源，在1管脚和15管脚之间接一个100nF的电容6C2；充电器电路芯片CN3703的4脚外接电阻R2和发光二极管LED2,充电时发光二极管LED2亮，充电器电路芯片CN3703的5脚外接电阻R1和发光二极管LED1,充电结束时发光二极管LED1亮；充电器电路芯片CN3703的6脚电池温度监测输入端，在此管脚到地之间连接一个负温度系数的热敏电阻Rt,如果电池温度超出正常范围，充电过程将被暂停，直到电池温度回复到正常温度范围内；充电器电路芯片CN3703的13脚充电电流检测正输入端,此管脚和14管脚测量充电电流检测电阻R6两端的电压，并将此电压信号反馈给芯片进行电流调制; 充电器电路芯片CN3703的16脚驱动片外P沟道MOS场效应晶体管Q1的栅极，当控制信号为高电平时，Q1导通，16脚为低电平禁止充电;当控制信号为低电平时，Q1关断， 6脚的电压由负温度系数的热敏电阻Rt电阻值决定，进行正常的电池温度监测。

图8是本发明电瓶连接线极性智能识别保护装置外观示意图。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域技术人员公知的现有技术，虽然本发明己通过有关的实施案例进行了图示和描述，但是，本专业技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化，因此本发明的保护范围当以权利要求书为准。

Claims (3)

1.一种电瓶连接线极性智能识别保护装置其特征在于：本装置由A/B/C三单元组成，其中A单元由连接鳄鱼夹(2)、极性检测电路(3)、显示电路(4)和执行电路(5)组成，机动车电瓶(1)经连接鳄鱼夹(2)将电压送入极性检测电路(3)，如果电压极性正确极性检测电路(3)将检测信号送入控制电路(10)，执行电路(5)得到控制电路(10)的动作指令而完成机动车电瓶极性检测动作;B单元由连接鳄鱼夹(9)、极性检测电路(6)、显示电路(8)和执行电路(7)组成，后备电源(11)经连接鳄鱼夹(9)将电压送入极性检测电路(6)，如果电压极性正确极性检测电路(6)将检测信号送入控制电路(10)，执行电路(7)得到控制电路(10)的动作指令而而完成后备电源极性检测动作；C单元由控制电路(10)、语音提示(13)及锂电池(12(组成，当极性连接正确时语音(13)都将提示予以告知，锂电池(12)为控制电路(10)、磁保持继电器(5)和磁保持继电器(7)提供工作电源。

2.根据权利要求1所述一种电瓶连接线极性智能识别保护装置其特征在于：主要由壳体和置于壳体内的控制电路板、壳体面板LED显示灯、语音扬声器及置于壳体外壳的两对鳄鱼夹电瓶连接线构成，在壳体内部放置有锂电池组为装置提供工作电源，整个极性智能识别保护连接装置为单独的一个整体，便于操作和携带。

3.根据权利要求1所述一种电瓶连接线极性智能识别保护装置其特征在于：采用磁保持继电器作为执行开关，工作可靠、节能。