CN104113117A - 自动识别电池高低电压且报警关断保护的应急启动电源 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动识别电池高低电压且报警关断保护的应急启动电源，其包括：输入模块，用于给内部电池进行充电使用；应急启动电源模块，主要用于向外提供电源；输出模块，用于提供启动用的所有功能性输出；信息采集模块，用于针对所有输入模块等进行信息采集；工作电源模块，用于为整个电源提供所需的工作电源转换电路等；CPU处理模块，用于通过信息采集模块的采集信息进行分析、处理及向控制开关电路和报警电路提供相应的信息指令；同步开关模块，用于整个电源的输入、输出以及工作电源模块的开关控制；声光报警模块，及时通过声光信号向用户报警提示。本发明最大限度降低电池自放电负担，避免在无人操作时机器做无效用功造成的浪费。

Description

自动识别电池高低电压且报警关断保护的应急启动电源

技术领域

本发明涉及一种应急启动电源，具体地，涉及一种自动识别电池高低电压且报警关断保护的应急启动电源。

背景技术

一般的应急启动电源虽然配有电量指示灯或电压表来测量电池剩余电量，但需主要是通过手动打开其控制开关方能检测，而在实际使用中，用户是不会时刻按此开关去检查电量状态，导致机器电池出现的过度放电造成低压或过度充电造成过压，而机器却无法及时地告知用户停止使用，往往导致应急启动电源的电池因过放或过充而大大缩短使用寿命，甚至会直接损坏。虽然市面上有一些加入了低压自动报警功能模块，但都是以直接并到电池两端，而且处于时刻监测电池状态，增大电池电量损耗，造成机器可能在长期无人使用状态下加速电量下降而报警，在无人状态下一担低压报警出现，可能会在一两天内因报警电路的加速损耗导致电池永久性损坏。另外，低压报警模块需要持续供电才能工作，导致加速电池自放电速度，最终影响电池的维护时间及寿命。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种自动识别电池高低电压且报警关断保护的应急启动电源，其最大限度降低电池自放电负担，避免在无人操作时机器做无效用功造成的浪费，确保机器只有在使用状态下才能开启监测电池状功能，使机器能够及时有效地将电池信息状传递给用户，同时用户也可以随时关闭报警系统，避免报警带来的噪音困扰。

根据本发明的一个方面，提供一种自动识别电池高低电压且报警关断保护的应急启动电源，其特征在于，其包括：

输入模块，用于给内部电池进行充电使用；

应急启动电源模块，主要用于向外提供电源，并作为控制系统提供正常的工作电源；

输出模块，用于提供启动用的所有功能性输出；

信息采集模块，用于针对所有输入模块、输出模块以及电池端电压进行信息采集，捕捉用户所有操作信息以及使用时电池实时电量并通过分压采样整理后转换成模拟电信号，作为CPU处理模块进行识别、判别的依据；

工作电源模块，用于为整个电源提供所需的工作电源转换电路以及实现控制整个系统电源工作的打开与关闭；

CPU处理模块，用于通过信息采集模块的采集信息进行分析、处理及向控制开关电路和报警电路提供相应的信息指令；

同步开关模块，用于整个电源的输入、输出以及工作电源模块的开关控制；

声光报警模块，用于当电池电压异常偏高或偏低时，及时通过声光信号向用户报警提示，让用户及时了解机器电池现状，并有效地排除异常操作以保护电池。

优选地，所述输入模块、输出模块、信息采集模块都与应急启动电源模块连接，信息采集模块、工作电源模块、同步开关模块、声光报警模块都与CPU处理模块连接。

优选地，所述输出模块包括第二十电阻、第四十一电阻、第四十七电阻、第五十一电阻、第五十二电阻、第五十三电阻、第五十四电阻、第五十五电阻、第五十六电阻、电感、第四芯片、点烟器输出端口、USB输出端口、应急启动输出端口、第十一三极管、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第一开关、第二开关、第三开关、第一发光二极管、第二发光二极管、第九二极管，第二十电阻与第四十一电阻串联，第二十电阻的两端分别与第十一三极管的基极、发射极连接，第十三电容、第十四电容、第四十七电阻、第九二极管之间并联，第五十一电阻与第五十四电阻串联，第五十二电阻与第五十五电阻串联，第五十三电阻与第五十六电阻串联，第九二极管、第四十七电阻、电感都与第四芯片连接，第十五电容与第十六电容并联，电感还与USB输出端口连接，第一开关与点烟器输出端口连接，第二开关与第一开关连接，第二开关与第一开关分别连接应急启动输出端口的两端，第三开关、第一发光二极管、第二发光二极管依次顺序连接，第二发光二极管与第二开关连接。

优选地，所述信息采集模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第八电阻、第九电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第四十三电阻、第四十四电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第六电容、第八二极管，第一电阻与第八电阻串联，第四电阻与第九电阻串联，第二电阻与第二十五电阻串联，第三电阻与第二十六电阻串联，第一电容与第八电阻、第九电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二电容、第三电容、第四电容并联，第四十四电阻与第六电容并联，第四十三电阻连接在第四十四电阻与第六电容之间，第八二极管与第四十四电阻串联。

优选地，所述工作电源模块包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第十一电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十九电阻、第四十二电阻、第一三极管、第二三极管、第七二极管、第五电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第一芯片、按钮开关，第一二极管与第四二极管串联，第二二极管与第三二极管串联，第十七电阻、第十九电阻都与第二三极管的基极连接，第七二极管连接在按钮开关和第一三极管的发射极之间，按钮开关与第二二极管连接，第十一电阻与第一三极管的基极连接，第十六电阻与第二二极管的集电极连接，第四十二电阻与第一三极管的集电极连接，第四十二电阻与第十二电容连接，第十电容与第五电容、第十一电容、第十二电容并联，第五电容、第十电容、第十一电容、第十二电容都与第一芯片连接。

优选地，所述第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管都是隔离二极管。

优选地，所述CPU处理模块包括第三芯片、第七电容、第九电容、第二十七电阻，第七电容、第九电容、第二十七电阻都与第三芯片连接，第七电容与第二十七电阻串联。

优选地，所述同步开关模块包括第十五电阻、第十八电阻、第三三极管、第四十八电阻、第二十一电阻、第八三极管、第十二级管、第一继电器、温近控保险丝、第四十五电阻、第四十九电阻、第二十二电阻、第九三极管、第十一二级管、第三继电器、第五十电阻、第二十三电阻、第十三极管、第十二二级管、第二继电器、第九发光二极管、第十发光二极管，第十五电阻、第十八电阻都与第三三极管的基极连接，第四十五电阻、第九发光二极管、第十发光二极管、第四十八电阻依次连接，第四十八电阻与第二十一电阻串联，第四十八电阻、第二十一电阻都与第八三极管的基极连接，第十二级管、第一继电器都与第八三极管的集电极连接，温近控保险丝连接在第一继电器和第四十九电阻之间，第四十九电阻与第二十二电阻串联，第四十九电阻、第二十二电阻都与第九三极管的基极连接，第十一二级管、第三继电器都与第九三极管的集电极连接，第五十电阻与第二十三电阻串联，第五十电阻、第二十三电阻都与第十三极管的基极连接，第十二二级管、第二继电器都与第十三极管的集电极连接。

优选地，所述声光报警模块包括第十电阻、第四三极管、蜂鸣器、第三发光二极管、第四发光二极管、第五发光二极管、第六发光二极管、第七发光二极管、显示屏、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第三十一电阻、第三十二电阻、第三十三电阻、第三十四电阻、第三十五电阻，第十电阻与第四三极管的基极连接，蜂鸣器与第四三极管的集电极连接，第三发光二极管与第三十一电阻串联，第四发光二极管与第三十二电阻连接，第五发光二极管与第三十三电阻连接，第六发光二极管与第三十四电阻连接，第七发光二极管与第三十五电阻连接，第五电阻与第十二电阻并联且都与第五三极管的基极连接，第六电阻与第十四电阻并联且都与第六三极管的基极连接，第七电阻与第十三电阻并联且都与第七三极管的基极连接，第五三极管的发射极、第六三极管的发射极、第七三极管的发射极都与显示屏连接。

优选地，所述第十电阻、第四三极管、蜂鸣器组成声音报警器控制电路。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明最大限度降低电池自放电负担，避免在无人操作时机器做无效用功造成的浪费，确保机器只有在使用状态下才能开启监测电池状功能，使机器能够及时有效地将电池信息状传递给用户，同时用户也可以随时关闭报警系统，避免报警带来的噪音困扰。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明自动识别电池高低电压且报警关断保护的应急启动电源的原理框图。

图2为本发明中输出模块的电路图。

图3为本发明中信息采集模块的电路图。

图4为本发明中工作电源模块的电路图。

图5为本发明中CPU处理模块的电路图。

图6为本发明中同步开关模块的电路图。

图7为本发明中声光报警模块的电路图。

图8为本发明中输入模块的原理框图。

图9为本发明中应急启动电源模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，本发明自动识别电池高低电压且报警关断保护的应急启动电源包括：

输入模块101，是指应急启动电源中所有能够作为输入的功能模块，如应急电源配套的充电器或其他充电插口等；输入模块主要用于给内部电池进行充电使用，包括应急启动电源自带充电器及充电输入插口，同时包括具有双向输入或输出的端口，如点烟器端口及输出启动用的正负极夹子线等。

应急启动电源模块102，是指应急启动电源主体，包括如外壳、电池等；应急启动电源模块主要用于向外提供电源，是整个系统要进行保护的对象，并作为控制系统提供正常的工作电源。

输出模块103，用于提供启动用的电源连接夹子线、点烟器输出端口、USB输出端口、照明灯等所有功能性输出；输出模块主要是代表应急启动电源所有输出端口，包括应急启动电源输出部分、点烟器输出端口、、USB输出端口以及应急照明等功能。

信息采集模块104，用于针对所有输入模块、输出模块以及电池端电压等所有功能进行信息采集，捕捉用户所有操作信息以及使用时电池实时电量等并通过分压采样整理后转换成模拟电信号，作为CPU处理模块进行识别、判别的依据；信息采集模块主要是将用户所有操作信息以及电池剩余电量等转换成模拟电信号，为CPU处理模块提供可靠的数据保证。

工作电源模块105，用于为整个电源提供所需的工作电源转换电路以及实现控制整个系统电源工作的打开与关闭等；

CPU处理模块106，用于执行采集信息的信息识别、判断及处理等工作；CPU处理模块主要是用于通过信息采集模块的采集信息进行分析、处理及向控制开关电路和报警电路提供相应的信息指令。

同步开关模块107，用于整个电源的输入、输出以及工作电源模块等开关控制，是实现同步控制开启与关断监控的主要保证；

声光报警模块108，用于当电池电压异常偏高或偏低时，及时通过声光信号向用户报警提示，让用户及时了解机器电池现状，并有效地排除异常操作以保护电池。如，低压预警时为红灯慢闪加蜂鸣器间隔报警，低压关断时为红灯快闪加蜂鸣器持续报警；预警时为绿灯慢闪加蜂鸣器间隔报警，高压关断为绿快闪加蜂鸣器持续报警。

本发明的各个模块连接关系如下：输入模块101、输出模块103、信息采集模块104都与应急启动电源模块102连接，信息采集模块104、工作电源模块105、同步开关模块107、声光报警模块108都与CPU处理模块106连接。

如图8所示，输入模块101包括直流-交流转换器11、第一电池组12、启动夹子线13、点烟器端口14，直流-交流转换器11与第一电池组12的上下两端连接，启动夹子线13与第一电池组12的上端连接，点烟器端口14与第一电池组12的下端连接。

如图9所示，应急启动电源模块102包括外壳21、第二电池组22、正极23、负极24，第二电池组22位于外壳21内，正极23、负极24分别与第二电池组22的两端连接。

如图2所示，输出模块103包括第二十电阻R20、第四十一电阻R41、第四十七电阻R47、第五十一电阻R51、第五十二电阻R52、第五十三电阻R53、第五十四电阻R54、第五十五电阻R55、第五十六电阻R56、电感L1、第四芯片IC4(型号是XL2005，电源转换芯片)、点烟器输出端口J1、USB输出端口J2、应急启动输出端口J3、第十一三极管Q11、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、第一开关JK1、第二开关JK2、第三开关JK3、第一发光二极管LD1、第二发光二极管LD2、第九二极管D9，第二十电阻R20与第四十一电阻R41串联，第二十电阻R20的两端分别与第十一三极管Q11的基极、发射极连接，第十三电容C13、第十四电容C14、第四十七电阻R47、第九二极管D9之间并联，第五十一电阻R51与第五十四电阻R54串联，第五十二电阻R52与第五十五电阻R55串联，第五十三电阻R53与第五十六电阻R56串联，第九二极管D9、第四十七电阻R47、电感L1都与第四芯片IC4连接，第十五电容C15与第十六电容C16并联，电感L1还与USB输出端口J2连接，第一开关JK1与点烟器输出端口J1连接，第二开关JK2与第一开关JK1连接，第二开关JK2与第一开关JK1分别连接应急启动输出端口J3的两端，第三开关JK3、第一发光二极管LD1、第二发光二极管LD2依次顺序连接，第二发光二极管LD2与第二开关JK2连接。输出模块主要分为应急启动输出，点烟器插口DC电源输出，USB电源输出以及应急照明灯等所有输出功能。其中，第四芯片IC4及外围电路主要是实现降压稳压转换过程，第十一三极管Q11、第二十电阻R20实现自动开关控制。USB电源输出插口是专为5VDC供电的数码产品提供工作或充电电原。

如图3所示，信息采集模块104包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第八电阻R8、第九电阻R9、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第四十三电阻R43、第四十四电阻R44、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第六电容C6、第八二极管D8，第一电阻R1与第八电阻R8串联，第四电阻R4与第九电阻R9串联，第二电阻R2与第二十五电阻R25串联，第三电阻R3与第二十六电阻R26串联，第一电容C1与第八电阻R8、第九电阻R9、第二十五电阻R25、第二十六电阻R26、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4并联，第四十四电阻R44与第六电容C6并联，第四十三电阻R43连接在第四十四电阻R44与第六电容C6之间，第八二极管D8(第八二极管D8的作用是确保充电器只出不进。串联在充电正极回路中，防止电池组反给充电器供电)与第四十四电阻R44串联。信息采集模块的充电端口通过第一电阻R1、第八电阻R8、第一电容C1分压采样处理后将信号输送到CPU(第三芯片IC3)的第23脚；应急启动的夹子线连接外部电池的信息通过第四电阻R4、第九电阻R9、第二电容C2分压处理后将信号输送到CPU(第三芯片IC3)的第24脚；内部电池端电压通过第二电阻R2、第二十五电阻R25、第三电容C3分压处理后将信号输送到CPU的第25脚；照明及USB控制开关信息通过第三电阻R3、第二十六电阻R26、第四电容C4处理后输送到CPU(第三芯片IC3)的第27脚；充电电流大小信息通过第二十六电阻R26、第四十三电阻R43、第六电容C6采样后送到CPU(第三芯片IC3)的第26脚，这样就实现各种信息的采集。信息采集模块可将用户操作信息和电池剩余电量信息转换成CPU可识别的模拟信号，也是系统电源开关、判断电池电压高低的唯一依据。先是采集到这些信息，同时电源开关电路打开，最后CPU才再通过不同端口获取的不同信号进行分析、处理，判断电池是否出现过高或过低等过程。

如图4所示，工作电源模块105包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第十一电阻R11、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十九电阻R19、第四十二电阻R42、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第七二极管D7、第五电容C5、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第一芯片IC1、按钮开关S1，第一二极管D1与第四二极管D4串联，第二二极管D2与第三二极管D3串联，第十七电阻R17、第十九电阻R19都与第二三极管Q2的基极连接，第七二极管D7连接在按钮开关S1和第一三极管Q1的发射极之间，按钮开关S1与第二二极管D2连接，第十一电阻R11与第一三极管Q1的基极连接，第十六电阻R16与第二二极管D2的集电极连接，第四十二电阻R42与第一三极管Q1的集电极连接，第四十二电阻R42与第十二电容C12连接，第十电容C10与第五电容C5、第十一电容C11、第十二电容C12并联，第五电容C5、第十电容C10、第十一电容C11、第十二电容C12都与第一芯片IC1连接。第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4都是隔离二极管。用户所有的操作信息通过相应的第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第十七电阻R17、第十九电阻R19后驱动第二三极管Q2导通，使第一三极管Q1经第十六电阻R16、第十一电阻R11得到反偏并饱和导通(第一三极管Q1导通后，相当于系统工作电源的开关打开，为后级的第一芯片IC1提供工作电源，而第一芯片IC1输出的5VDC则为CPU提供稳定的工作电源)，电源正极通过第七二极管D7、第四十二电阻R42后向第一芯片IC1提供输入电压，使其第一芯片IC1(型号是LM7805，电源转换芯片)输出一个稳定的5V电源给CPU处理模块提供工作电源。第一芯片IC1是电源转换器。第一三极管Q1的作用是系统工作电源的开关，它导通时，相当于系统电源打开，系统进入正常工作状态；当第一三极管Q1截止时，相当于系统工作电源开关关闭，系统进入零损耗静置状态。工作电源模块105实现自动同用户步操作状态对系统工作电源的开与关功能。保确只要用户使用任一功能模块时，系统电源开关就自动开启(即第一三极管Q1导通)，使整个系统进入正常工作状态；反之，用户只要关闭所有功能模块时，系统电源开关自动同步断开(即第一三极管Q1截止)，确保机器在闲置状态下系统损耗为零。

如图5所示，CPU处理模块106包括第三芯片IC3(型号是MC96F6432Q)、第七电容C7、第九电容C9、第二十七电阻R27，第七电容C7、第九电容C9、第二十七电阻R27都与第三芯片IC3连接，第七电容C7与第二十七电阻R27串联。第三芯片IC3是一个中央处理器(CPU)，且有四十四个脚。第三芯片IC3执行信息的识别和处理，第二十七电阻R27与第七电容C7组成复位电路，确保CPU上电时自动复位，第九电容C9是CPU工作电源脚的旁路电容。

如图6所示，同步开关模块107包括第十五电阻R15、第十八电阻R18、第三三极管Q3、第四十八电阻R48、第二十一电阻R21、第八三极管Q8、第十二级管D10、第一继电器K1、温近控保险丝RT1、第四十五电阻R45、第四十九电阻R49、第二十二电阻R22、第九三极管Q9、第十一二级管D11、第三继电器K3、第五十电阻R50、第二十三电阻R23、第十三极管Q10、第十二二级管D12、第二继电器K2、第九发光二极管LD9、第十发光二极管LD10，第十五电阻R15、第十八电阻R18都与第三三极管Q3的基极连接，第四十五电阻R45、第九发光二极管LD9、第十发光二极管LD10、第四十八电阻R48依次连接，第四十八电阻R48与第二十一电阻R21串联，第四十八电阻R48、第二十一电阻R21都与第八三极管Q8的基极连接，第十二级管D10、第一继电器K1都与第八三极管Q8的集电极连接，温近控保险丝RT1连接在第一继电器K1和第四十九电阻R49之间，第四十九电阻R49与第二十二电阻R22串联，第四十九电阻R49、第二十二电阻R22都与第九三极管Q9的基极连接，第十一二级管D11、第三继电器K3都与第九三极管Q9的集电极连接，第五十电阻R50与第二十三电阻R23串联，第五十电阻R50、第二十三电阻R23都与第十三极管Q10的基极连接，第十二二级管D12、第二继电器K2都与第十三极管Q10的集电极连接。应急照明灯控制开关电路由第十五电阻R15、第十八电阻R18、第三三极管Q3组成；点烟器输入输出控制开关电路由第四十八电阻R48、第二十一电阻R21、第八三极管Q8、第十极二级管D10、第一继电器K1以及温近控保险丝RT1组成；充电器输入控制开关电路由第四十九电阻R49、第二十二电阻R22、第九三极管Q9、第十一二级管D11、第三继电器K3组成；应急启动输出控制开关电路第五十电阻R50、第二十三电阻R23、第十三极管Q10、第十二二级管D12、第二继电器K2组成。第十八电阻R18、第十五电阻R15、第三极管Q3组成应急照明灯的开关控制电路；第四十八电阻R48、第二十一电阻R21、第八极管Q8、第十二级管D10、第一开关JK1、温近控保险丝RT1组成点烟器端口的输入输出开关控制电路；第四十九电阻R49、第二十二电阻R22、第九极管Q9、第十一级管D11、第三开关JK3组成充电器输入端口的开关控制电路；第五十电阻R50、第二十三电阻R23、第十极管Q10、第十二二级管D12、第二开关JK2组成大电流启动电源输入输出端口的开关控制电路；这样设计的好处是，能够实时响应系统的号令，实现自动开关所有功能的控制过程。

如图7所示，声光报警模块108包括第十电阻R10、第四三极管Q4、蜂鸣器B1、第三发光二极管LD3、第四发光二极管LD4、第五发光二极管LD5、第六发光二极管LD6、第七发光二极管LD7、显示屏LD8、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第三十一电阻R31、第三十二电阻R32、第三十三电阻R33、第三十四电阻R34、第三十五电阻R35，第十电阻R10与第四三极管Q4的基极连接，蜂鸣器B1与第四三极管Q4的集电极连接，第三发光二极管LD3与第三十一电阻R31串联，第四发光二极管LD4与第三十二电阻R32连接，第五发光二极管LD5与第三十三电阻R33连接，第六发光二极管LD6与第三十四电阻R34连接，第七发光二极管LD7与第三十五电阻R35连接，第五电阻R5与第十二电阻R12并联且都与第五三极管Q5的基极连接，第六电阻R6与第十四电阻R14并联且都与第六三极管Q6的基极连接，第七电阻R7与第十三电阻R13并联且都与第七三极管Q7的基极连接，第五三极管Q5的发射极、第六三极管Q6的发射极、第七三极管Q7的发射极都与显示屏LD8连接。第十电阻R10、第四三极管Q4、蜂鸣器B1组成声音报警器控制电路；第六发光二极管LD6、第七发光二极管LD7分别为电池低压光电报警电路和电池高压光电报警控制电路，显示屏LD8、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14等控制元件是实现将电池端电压值实时显示出来。第一发光二极管LD1、第二发光二极管LD2、第三发光二极管LD3、第四发光二极管LD4、第五发光二极管LD5是作为不同的操作状态指示灯，对应的功能指示为：输出夹子正确连接指示、输出夹子错误连接指示、充电器充电指示、电池电压过高指示、电池电压过低指示；第十电阻R10、第四三极管Q4、蜂鸣器B1组成声音报警电路实现声音报警功能；第六发光二极管LD6、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7等器件组成电压显示功能，实现系统在工作状态下自动显示电池剩余电压值，帮助用户了解电池的实时状态。好处是：当电池电压异常偏高或偏低时，及时通过声光信号向用户报警提示，让用户及时了解机器电池现状，并有效地排除异常操作以对电池的保护。比如，低压预警时为红灯慢闪加蜂鸣器长间隔报警，低压关断时为红灯快闪加蜂鸣器持续报警；高压预警时为绿灯慢闪加蜂鸣器长间隔报警，高压关断为绿快闪加蜂鸣器持续报警。不同的报警方式对应不同的状态，让用户通过不同的报警出现快速找到相应的问题，便于用户时刻了解操作状态。

本发明的实现过程如下：当用户使用机器时(即操作任意功能模块)，信号采集电路自动将相应的操作信号进行采集，同时每一个功能块工作时都会驱动工作电源模块的电子开关打开。每一个功能块通过相应的第一二极管D1、第二二极管D2、第四二极管D4等收集操作信号，经第十七电阻R17、第十九电阻R19分压后为第二三极管Q2基极提供正向偏置电流，使第二三极管Q2导通。在此之前，原内部电池电压正极“BAT+”经第七二极管D7后接入PNP型的第一三极管Q1的发射极，同时在发射极与基极之前串接第十六电阻R16和第十一电阻R11，通常情况下，因第一三极管Q1的基极保持有高电平，迫使第一三极管Q1处于完全截止状态，相当于电源开关关闭，实现系统在闭置状态下零损耗的关键。当第二三极管Q2导通后，将第一三极管Q1的基极高电平经第十一电阻R11、第二三极管Q2对地导通，第一三极管Q1的基极与发射极之间出现反偏电压，使第一三极管Q1从原来的截止状态转变为完全导通状态，相当于电源开关打开。电池正极电源经第七二极管D7、第一三极管Q1、第四十二电阻R42接至第一芯片IC1的第一脚，第一芯片IC1将电池电源12VDC转变成5VDC由第三脚输出，为CPU提供稳定的可工作电源，实现自动开启系统工作的全部过程。

本发明利用应急启电源自带的所有功能为作基础，在其任一功能使用时都能同步打开电池监测系统的工作电源，同时采集电池端电压信号到CPU处理模块进行处理、计算，实现自动同步开启监测电池电压量是否异常的过程。当机器关闭所有功能后，电池监测系统自动关闭所有功作电源实现同步关闭状态，确保应急启动电源的电池在闲置状态下外部损耗为零。系统在正常工作状态下，都按照提前先预警后再关断的原则进行。即当使用过程中电池电压开始出现低偏或偏高时，系统先报警提示，如用户没有停止操作并达到电池低压或高压的极限指标时，系统将自动强制关断所有输入输出功能，确保电池时刻处于合理、安全的范围内工作。电池出现过高或过低报警时，都会有相应不同的声光报警方式通知用户。用户可通过不同的声、光报警方式识别报警原因，并能及时纠正。

本发明的主要实现功能是对应急启动电源的输入和输出模块的任何操作使用进行跟踪监测，用户只要使用机器中任一功能，即可触发系统工作电源开关，并自动采集用户操作信息，同时监测电池端电压状态。当机器电池出现过度放电或过高充电时，系统自动报警，通知用户停止不正当操作。报警后如果用户没有终止操作，并且达到电池的放电最低下限或充电最高上限时，系统将自动强制关断所有输入、输出功能，同时将信息通过不同的声光方式传递给用户。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种自动识别电池高低电压且报警关断保护的应急启动电源，其特征在于，其包括：

输入模块，用于给内部电池进行充电使用；

应急启动电源模块，主要用于向外提供电源，并作为控制系统提供正常的工作电源；

输出模块，用于提供启动用的所有功能性输出；

信息采集模块，用于针对所有输入模块、输出模块以及电池端电压进行信息采集，捕捉用户所有操作信息以及使用时电池实时电量并通过分压采样整理后转换成模拟电信号，作为CPU处理模块进行识别、判别的依据；

工作电源模块，用于为整个电源提供所需的工作电源转换电路以及实现控制整个系统电源工作的打开与关闭；

CPU处理模块，用于通过信息采集模块的采集信息进行分析、处理及向控制开关电路和报警电路提供相应的信息指令；

同步开关模块，用于整个电源的输入、输出以及工作电源模块的开关控制；

声光报警模块，用于当电池电压异常偏高或偏低时，及时通过声光信号向用户报警提示，让用户及时了解机器电池现状，并有效地排除异常操作以保护电池。

2.根据权利要求1所述的自动识别电池高低电压且报警关断保护的应急启动电源，其特征在于，所述输入模块、输出模块、信息采集模块都与应急启动电源模块连接，信息采集模块、工作电源模块、同步开关模块、声光报警模块都与CPU处理模块连接。

3.根据权利要求1所述的自动识别电池高低电压且报警关断保护的应急启动电源，其特征在于，所述输出模块包括第二十电阻、第四十一电阻、第四十七电阻、第五十一电阻、第五十二电阻、第五十三电阻、第五十四电阻、第五十五电阻、第五十六电阻、电感、第四芯片、点烟器输出端口、USB输出端口、应急启动输出端口、第十一三极管、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第一开关、第二开关、第三开关、第一发光二极管、第二发光二极管、第九二极管，第二十电阻与第四十一电阻串联，第二十电阻的两端分别与第十一三极管的基极、发射极连接，第十三电容、第十四电容、第四十七电阻、第九二极管之间并联，第五十一电阻与第五十四电阻串联，第五十二电阻与第五十五电阻串联，第五十三电阻与第五十六电阻串联，第九二极管、第四十七电阻、电感都与第四芯片连接，第十五电容与第十六电容并联，电感还与USB输出端口连接，第一开关与点烟器输出端口连接，第二开关与第一开关连接，第二开关与第一开关分别连接应急启动输出端口的两端，第三开关、第一发光二极管、第二发光二极管依次顺序连接，第二发光二极管与第二开关连接。

4.根据权利要求1所述的自动识别电池高低电压且报警关断保护的应急启动电源，其特征在于，所述信息采集模块包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第八电阻、第九电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第四十三电阻、第四十四电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第六电容、第八二极管，第一电阻与第八电阻串联，第四电阻与第九电阻串联，第二电阻与第二十五电阻串联，第三电阻与第二十六电阻串联，第一电容与第八电阻、第九电阻、第二十五电阻、第二十六电阻、第二电容、第三电容、第四电容并联，第四十四电阻与第六电容并联，第四十三电阻连接在第四十四电阻与第六电容之间，第八二极管与第四十四电阻串联。

5.根据权利要求1所述的自动识别电池高低电压且报警关断保护的应急启动电源，其特征在于，所述工作电源模块包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第十一电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十九电阻、第四十二电阻、第一三极管、第二三极管、第七二极管、第五电容、第十电容、第十一电容、第十二电容、第一芯片、按钮开关，第一二极管与第四二极管串联，第二二极管与第三二极管串联，第十七电阻、第十九电阻都与第二三极管的基极连接，第七二极管连接在按钮开关和第一三极管的发射极之间，按钮开关与第二二极管连接，第十一电阻与第一三极管的基极连接，第十六电阻与第二二极管的集电极连接，第四十二电阻与第一三极管的集电极连接，第四十二电阻与第十二电容连接，第十电容与第五电容、第十一电容、第十二电容并联，第五电容、第十电容、第十一电容、第十二电容都与第一芯片连接。

6.根据权利要求5所述的自动识别电池高低电压且报警关断保护的应急启动电源，其特征在于，所述第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管都是隔离二极管。

7.根据权利要求1所述的自动识别电池高低电压且报警关断保护的应急启动电源，其特征在于，所述CPU处理模块包括第三芯片、第七电容、第九电容、第二十七电阻，第七电容、第九电容、第二十七电阻都与第三芯片连接，第七电容与第二十七电阻串联。

8.根据权利要求1所述的自动识别电池高低电压且报警关断保护的应急启动电源，其特征在于，所述同步开关模块包括第十五电阻、第十八电阻、第三三极管、第四十八电阻、第二十一电阻、第八三极管、第十二级管、第一继电器、温近控保险丝、第四十五电阻、第四十九电阻、第二十二电阻、第九三极管、第十一二级管、第三继电器、第五十电阻、第二十三电阻、第十三极管、第十二二级管、第二继电器、第九发光二极管、第十发光二极管，第十五电阻、第十八电阻都与第三三极管的基极连接，第四十五电阻、第九发光二极管、第十发光二极管、第四十八电阻依次连接，第四十八电阻与第二十一电阻串联，第四十八电阻、第二十一电阻都与第八三极管的基极连接，第十二级管、第一继电器都与第八三极管的集电极连接，温近控保险丝连接在第一继电器和第四十九电阻之间，第四十九电阻与第二十二电阻串联，第四十九电阻、第二十二电阻都与第九三极管的基极连接，第十一二级管、第三继电器都与第九三极管的集电极连接，第五十电阻与第二十三电阻串联，第五十电阻、第二十三电阻都与第十三极管的基极连接，第十二二级管、第二继电器都与第十三极管的集电极连接。

9.根据权利要求1所述的自动识别电池高低电压且报警关断保护的应急启动电源，其特征在于，所述声光报警模块包括第十电阻、第四三极管、蜂鸣器、第三发光二极管、第四发光二极管、第五发光二极管、第六发光二极管、第七发光二极管、显示屏、第五三极管、第六三极管、第七三极管、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第三十一电阻、第三十二电阻、第三十三电阻、第三十四电阻、第三十五电阻，第十电阻与第四三极管的基极连接，蜂鸣器与第四三极管的集电极连接，第三发光二极管与第三十一电阻串联，第四发光二极管与第三十二电阻连接，第五发光二极管与第三十三电阻连接，第六发光二极管与第三十四电阻连接，第七发光二极管与第三十五电阻连接，第五电阻与第十二电阻并联且都与第五三极管的基极连接，第六电阻与第十四电阻并联且都与第六三极管的基极连接，第七电阻与第十三电阻并联且都与第七三极管的基极连接，第五三极管的发射极、第六三极管的发射极、第七三极管的发射极都与显示屏连接。

10.根据权利要求9所述的自动识别电池高低电压且报警关断保护的应急启动电源，其特征在于，所述第十电阻、第四三极管、蜂鸣器组成声音报警器控制电路。