CN108448344A - 用于连接汽车应急启动电源和汽车电瓶的智能搭火线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于连接汽车应急启动电源和汽车电瓶的智能搭火线，采用MCU作为控制芯片，结合供电电路、温度检测电路、电压检测电路、工作状态提示电路、负载接入检测电路、负载连接状态识别电路和连接控制电路等外围电路，能够侦测到搭火线外部接入的汽车电瓶，通过MCU判断汽车电瓶的连接状态，并在当汽车电瓶处于正接的连接状态时才通过连接控制电路控制开关接通第一负极连接端与第二负极连接端之间的电连接，实现将汽车应急启动电源与汽车电瓶并联。这样就避免了误将搭火线两端短路，或者反接汽车电瓶而引起的安全事故，使得产品更加安全可靠。

Description

用于连接汽车应急启动电源和汽车电瓶的智能搭火线
技术领域
本发明涉及汽车电子技术，尤其涉及一种用于连接汽车应急启动电源和汽车电瓶的智能搭火线。
背景技术
随着汽车制造成本的快速降低，现在汽车逐渐成为人们的日常交通代步工具。然而，大部分汽车电池都是使用铅酸蓄电池，而铅酸蓄电池在低温条件下的充、放电性能会大大降低，所以在寒冷的冬天有不少汽车启动不了，为了解决这种问题，汽车应急启动电源应运而生。汽车应急启动电源通常使用高倍率锂电池作为储能电池，不会因低温而影响相应的充放电性能，很好地弥补了铅酸蓄电池的不足。随着汽车应急启动电源的广泛应用，连接在汽车应急启动电源与汽车电池之间的打火夹也作为必不可少的配件顺势而生。作为新兴产品，打火夹也经过了不断的更新换代，由最初的简单连接作用，到后来的串大电流二极管防反灌，再到现在的集防反灌与防反接、短路保护于一体的智能打火夹。然而，现有的用于连接汽车应急启动电源和汽车电瓶的智能搭火线还无法准确识别汽车电池连接状态，导致当负载连接错误时无法正确启动汽车，甚至发生事故。
发明内容
本发明目的在于，提供一种用于连接汽车应急启动电源和汽车电瓶的智能搭火线，以解决现有搭火线无法准确识别汽车电池连接状态的缺陷。本发明是通过如下技术方案实现的：
一种用于连接汽车应急启动电源和汽车电瓶的智能搭火线，包括正极连接线和负极连接线，所述正极连接线包括第一正极连接端、第二正极连接端和电连接所述第一正极连接端和所述第二正极连接端的第一电线，所述负极连接线包括第一负极连接端、第二负极连接端和电连接所述第一负极连接端和所述第二负极连接端的第二电线，所述第二电线上设置有接通或断开所述第一负极连接端与所述第二负极连接端之间的电连接的开关；所述第一正极连接端用于连接汽车应急启动电源的正极，所述第二正极连接端用于连接汽车电瓶的正极，所述第一负极连接端用于连接所述汽车应急启动电源的负极，所述第二负极连接端用于连接所述汽车电瓶的负极，所述智能搭火线还包括供电电路、温度检测电路、电压检测电路、工作状态提示电路、负载接入检测电路、负载连接状态识别电路、连接控制电路和MCU；
所述供电电路通过所述第一正极连接端接入所述汽车应急启动电源的输出电压，并将所述汽车应急启动电源的输出电压降压为所述智能搭火线的工作电压；
所述温度检测电路与所述MCU连接，用于检测所述智能搭火线的工作温度，并将反应所述智能搭火线的工作温度的第一电压信号发送到所述MCU；
所述电压检测电路与所述MCU连接，用于检测所述汽车应急启动电源的输出电压，并将反应所述汽车应急启动电源的输出电压的第二电压信号发送到所述MCU；
所述工作状态提示电路与所述MCU连接，用于提示所述汽车应急启动电源的工作状态；
所述负载接入检测电路与所述MCU连接，用于检测所述第二正极连接端和所述第二负极连接端是否连接有汽车电瓶，并将反应所述第二正极连接端和所述第二负极连接端是否连接有汽车电瓶的第三电压信号发送到所述MCU；
所述负载连接状态识别电路与所述MCU连接，用于当所述第二正极连接端和所述第二负极连接端连接有汽车电瓶时，检测所述汽车电瓶的连接状态，并将反应所述汽车电瓶的连接状态的第四电压信号发送到所述MCU，所述连接状态包括短路、正接和反接；
所述MCU与所述连接控制电路连接，用于在所述汽车电瓶的连接状态为正接时，通过所述连接控制电路控制所述开关接通所述第一负极连接端与所述第二负极连接端之间的电连接。
进一步地，所述供电电路包括二极管D1、无极性电容C1、低压差线性稳压器芯片U1、无极性电容C2和压敏电阻Z1；二极管D1的正极连接所述第一正极连接端，二极管D1的负极与无极性电容C1的一端连接，低压差线性稳压器芯片U1的电压输入端与所述二极管D1的负极连接，低压差线性稳压器芯片U1的电压输出端与无极性电容C2的一端和压敏电阻Z1的一端连接，用于提供所述工作电压，无极性电容C2的另一端、压敏电阻Z1的另一端、低压差线性稳压器芯片U1的接地端和无极性电容C1的另一端与所述第一负极连接端连接。
进一步地，所述温度检测电路包括电阻R1和热敏电阻R2；所述MCU、电阻R1的一端和热敏电阻R2的一端三者相互连接，电阻R1的另一端接入所述工作电压，热敏电阻R2的另一端连接所述第一负极连接端。
进一步地，所述电压检测电路包括电阻R3、电阻R4和无极性电容C3；所述MCU、电阻R3的一端、电阻R4的一端和无极性电容C3的一端相互连接，电阻R3的另一端连接所述第一正极连接端，电阻R4的另一端和无极性电容C3的另一端连接所述第一负极连接端。
进一步地，所述工作状态提示电路包括电阻R5、电阻R6、三极管Q1、无极性电容C4、电阻R7、电阻R8、蜂鸣器U2、电阻R9、电阻R10、发光二极管D2和发光二极管D3；
电阻R5的一端与所述MCU连接，电阻R6的一端和三极管Q1的发射极连接所述第一负极连接端，三极管Q1的基极、电阻R5的另一端和电阻R6的另一端三者相互连接，蜂鸣器U1的一端与三极管Q1的集电极和无极性电容C4的一端连接，无极性电容C4的另一端连接所述第一负极连接端，蜂鸣器U1的另一端连接电阻R7的一端和电阻R8的一端，电阻R7的另一端和电阻R8的另一端接入所述工作电压，所述MCU与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与发光二极管D2的正极连接，发光二极管D2的负极与所述第一负极连接端连接，所述MCU与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与发光二极管D3的正极连接，发光二极管D3的负极与所述第一负极连接端连接。
进一步地，所述负载接入检测电路包括二极管D4和电阻R11，二极管D4的正极与所述第一负极连接端连接，二极管D4的负极和电阻R11的一端与所述MCU连接，电阻R11的另一端连接所述第二负极连接端。
进一步地，所述负载连接状态识别电路包括无极性电容C5、电阻R12、二极管D5、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17和三极管Q2；
电容C5的一端、电阻R12的一端、二极管D5的负极和电阻R13的一端共同连接至所述MCU，电容C5的另一端和电阻R12的另一端连接所述第一负极连接端，电阻R15的一端与所述MCU连接，电阻R15的另一端、电阻R16的一端和三极管Q2的基极三者相互连接，电阻R16的另一端和三极管Q2的发射极连接所述第一负极连接端，三极管Q2的集电极连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端和电阻R13的另一端与所述第二负极连接端连接。
进一步地，所述连接控制电路包括电阻R18、电阻R19、三极管Q3、二极管D6和用于控制所述开关的控制器，电阻R18的一端与所述MCU连接，电阻R18的另一端、电阻R19的一端、三极管Q3的基极三者相互连接，电阻R19的另一端和三极管Q3的发射极与所述第一负极连接端连接，三极管Q3的集电极与二极管D6的正极和所述控制器的一端连接，所述控制器的另一端和二极管D6的负极接入所述工作电压。
与现有技术相比，本发明提供的用于连接汽车应急启动电源和汽车电瓶的智能搭火线能够侦测到搭火线外部接入的汽车电瓶，通过MCU判断汽车电瓶的连接状态，并在当汽车电瓶处于正接的连接状态时才通过连接控制电路控制开关接通第一负极连接端与第二负极连接端之间的电连接，实现将汽车应急启动电源与汽车电瓶并联。这样就避免了误将搭火线两端短路，或者反接汽车电瓶而引起的安全事故，使得产品更加安全可靠。
附图说明
图1是本发明实施例公开的用于连接汽车应急启动电源和汽车电瓶的智能搭火线的组成原理示意图；
图2是本发明实施例公开的智能搭火线中的供电电路示意图；
图3是本发明实施例公开的智能搭火线中的温度检测电路示意图；
图4是本发明实施例公开的智能搭火线中的电压检测电路示意图；
图5是本发明实施例公开的智能搭火线中的工作状态提示电路示意图；
图6是本发明实施例公开的智能搭火线中的负载接入检测电路示意图；
图7是本发明实施例公开的智能搭火线中的负载连接状态识别电路示意图；
图8是本发明实施例公开的智能搭火线中的连接控制电路示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步详细说明。
本实施例提供的用于连接汽车应急启动电源和汽车电瓶的智能搭火线，包括正极连接线和负极连接线，结合图1至图8所示，正极连接线(附图未示出)包括第一正极连接端BAT+、第二正极连接端OUT+和电连接第一正极连接端BAT+和第二正极连接端OUT+的第一电线(附图未示出)，负极连接线(附图未示出)包括第一负极连接端BAT-、第二负极连接端OUT-和电连接第一负极连接端BAT-和第二负极连接端OUT-的第二电线(附图未示出)，第二电线上设置有接通或断开第一负极连接端BAT-与第二负极连接端OUT-之间的电连接的开关K1。使用该智能搭火线时，将第一正极连接端BAT+连接汽车应急启动电源的正极，第二正极连接端OUT+连接汽车电瓶的正极，第一负极连接端BAT-连接汽车应急启动电源的负极，第二负极连接端OUT-连接汽车电瓶的负极。该智能搭火线还包括供电电路、温度检测电路、电压检测电路、工作状态提示电路、负载接入检测电路、负载连接状态识别电路、连接控制电路和MCU。
供电电路通过第一正极连接端接入汽车应急启动电源的输出电压，并将汽车应急启动电源的输出电压降压为智能搭火线的工作电压。
温度检测电路与MCU连接，用于检测智能搭火线的工作温度，并将反应智能搭火线的工作温度的第一电压信号发送到MCU。
电压检测电路与MCU连接，用于检测汽车应急启动电源的输出电压，并将反应汽车应急启动电源的输出电压的第二电压信号发送到MCU。
工作状态提示电路与MCU连接，用于提示汽车应急启动电源的工作状态。
负载接入检测电路与MCU连接，用于检测第二正极连接端OUT+和第二负极连接端OUT-是否连接有汽车电瓶，并将反应第二正极连接端OUT+和第二负极连接端OUT-是否连接有汽车电瓶的第三电压信号发送到MCU。
负载连接状态识别电路与MCU连接，用于当第二正极连接端OUT+和第二负极连接端OUT-连接有汽车电瓶时，检测汽车电瓶的连接状态，并将反应汽车电瓶的连接状态的第四电压信号发送到MCU，连接状态包括短路、正接和反接。
MCU与连接控制电路连接，用于在汽车电瓶的连接状态为正接时，通过连接控制电路控制开关接通第一负极连接端BAT-与第二负极连接端OUT-之间的电连接。
供电电路包括二极管D1、无极性电容C1、低压差线性稳压器芯片U1、无极性电容C2和压敏电阻Z1。二极管D1的正极连接第一正极连接端BAT+，二极管D1的负极与无极性电容C1的一端连接，低压差线性稳压器芯片U1的电压输入端与二极管D1的负极连接，低压差线性稳压器芯片U1的电压输出端与无极性电容C2的一端和压敏电阻Z1的一端连接，用于提供工作电压，无极性电容C2的另一端、压敏电阻Z1的另一端、低压差线性稳压器芯片U1的接地端和无极性电容C1的另一端与第一负极连接端BAT-连接。该供电电路为一标准LDO降压电路，汽车应急启动电源的输出电压通过该LDO降压电路能够为智能搭火线提供稳定的工作电压。
温度检测电路包括电阻R1和热敏电阻R2。MCU、电阻R1的一端和热敏电阻R2的一端三者相互连接，电阻R1的另一端接入工作电压，热敏电阻R2的另一端连接第一负极连接端BAT-。该温度检测电路为电阻分压检测电路，通过热敏电阻R2能够感应智能搭火线的工作温度，该电阻分压检测电路的输入端接入工作电压，输出端连接到MCU，从而将反应智能搭火线的工作温度的第一电压信号发送给MCU。
电压检测电路包括电阻R3、电阻R4和无极性电容C3。MCU、电阻R3的一端、电阻R4的一端和无极性电容C3的一端相互连接，电阻R3的另一端连接第一正极连接端BAT+，电阻R4的另一端和无极性电容C3的另一端连接第一负极连接端BAT-。该电压检测电路也为电阻分压检测电路，该电阻分压检测电路的输入端接入汽车应急启动电源的输出电压(BAT+)，输出端连接到MCU，从而将反应汽车应急启动电源的输出电压的第二电压信号发送到MCU。
工作状态提示电路包括电阻R5、电阻R6、三极管Q1、无极性电容C4、电阻R7、电阻R8、蜂鸣器U2、电阻R9、电阻R10、发光二极管D2和发光二极管D3。
电阻R5的一端与MCU连接，电阻R6的一端和三极管Q1的发射极连接第一负极连接端BAT-，三极管Q1的基极、电阻R5的另一端和电阻R6的另一端三者相互连接，蜂鸣器U1的一端与三极管Q1的集电极和无极性电容C4的一端连接，无极性电容C4的另一端连接第一负极连接端BAT-，蜂鸣器U1的另一端连接电阻R7的一端和电阻R8的一端，电阻R7的另一端和电阻R8的另一端接入工作电压，MCU与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与发光二极管D2的正极连接，发光二极管D2的负极与第一负极连接端BAT-连接，MCU与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与发光二极管D3的正极连接，发光二极管D3的负极与第一负极连接端BAT-连接。MCU通过控制蜂鸣器U2的响声和发光二极管D2及发光二极管D3的闪灯方式，发出不同的报警及工作状态提示，从而让用户能够了解到产品工作在什么状态及出现什么样的故障等。
负载接入检测电路包括二极管D4和电阻R11，二极管D4的正极与第一负极连接端BAT-连接，二极管D4的负极和电阻R11的一端与MCU连接，电阻R11的另一端连接第二负极连接端OUT-。当第二正极连接端OUT+与第二负极连接端OUT-接上汽车电瓶时，只要MCU通过负载接入检测电路检测到大于或等于0.1V的电压，MCU就识别为有汽车电瓶接入。
负载连接状态识别电路包括无极性电容C5、电阻R12、二极管D5、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17和三极管Q2。
电容C5的一端、电阻R12的一端、二极管D5的负极和电阻R13的一端共同连接至MCU，电容C5的另一端和电阻R12的另一端连接第一负极连接端BAT-，电阻R15的一端与MCU连接，电阻R15的另一端、电阻R16的一端和三极管Q2的基极三者相互连接，电阻R16的另一端和三极管Q2的发射极连接第一负极连接端BAT-，三极管Q2的集电极连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端和电阻R13的另一端与第二负极连接端OUT-连接。MCU识别到第二正极连接端OUT+与第二负极连接端OUT-接上汽车电瓶时，会发出一个10HZ的方波脉冲信号到三极管Q2，在方波的正周期，三极管Q2会导通，此时汽车电瓶通过电阻R14与汽车应急启动电源串接起来构成一个模拟负载回路，同时MCU将检测到的电容C5的一端、电阻R12的一端、二极管D5的负极和电阻R13的一端共同连接至MCU的连接端上的电压值，并将该电压值与内部预设参数进行比较，从而检测出汽车电瓶的连接状态是短路、正接还是反接。
连接控制电路包括电阻R18、电阻R19、三极管Q3、二极管D6和用于控制开关的控制器，电阻R18的一端与MCU连接，电阻R18的另一端、电阻R19的一端、三极管Q3的基极三者相互连接，电阻R19的另一端和三极管Q3的发射极与第一负极连接端BAT-连接，三极管Q3的集电极与二极管D6的正极和控制器的一端连接，控制器的另一端和二极管D6的负极接入工作电压。当检测到汽车电瓶为正接状态，并且符合搭火线输出参数时，MCU通过三极管Q3向控制器发出触发信号，控制开关K1闭合，将第一负极连接端BAT-与第二负极连接端OUT-电连通，从而将汽车应急启动电源的负极已经与汽车电瓶的负极电连接，此时，由于第一正极连接端BAT+与第二正极连接端OUT+已经连接，因此，汽车应急启动电源的正极也已与汽车电瓶的正极电连接，从而实现汽车应急启动电源与汽车电瓶并联。将汽车应急启动电源与汽车电瓶并联后，就可以通过汽车应急启动电源或通过汽车应急启动电源和汽车电瓶一起为汽车点火。
上述实施例仅为优选实施例，并不用以限制本发明的保护范围，在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于连接汽车应急启动电源和汽车电瓶的智能搭火线，包括正极连接线和负极连接线，所述正极连接线包括第一正极连接端、第二正极连接端和电连接所述第一正极连接端和所述第二正极连接端的第一电线，所述负极连接线包括第一负极连接端、第二负极连接端和电连接所述第一负极连接端和所述第二负极连接端的第二电线，所述第二电线上设置有接通或断开所述第一负极连接端与所述第二负极连接端之间的电连接的开关；所述第一正极连接端用于连接汽车应急启动电源的正极，所述第二正极连接端用于连接汽车电瓶的正极，所述第一负极连接端用于连接所述汽车应急启动电源的负极，所述第二负极连接端用于连接所述汽车电瓶的负极，其特征在于，所述智能搭火线还包括供电电路、温度检测电路、电压检测电路、工作状态提示电路、负载接入检测电路、负载连接状态识别电路、连接控制电路和MCU；
所述供电电路通过所述第一正极连接端接入所述汽车应急启动电源的输出电压，并将所述汽车应急启动电源的输出电压降压为所述智能搭火线的工作电压；
所述温度检测电路与所述MCU连接，用于检测所述智能搭火线的工作温度，并将反应所述智能搭火线的工作温度的第一电压信号发送到所述MCU；
所述电压检测电路与所述MCU连接，用于检测所述汽车应急启动电源的输出电压，并将反应所述汽车应急启动电源的输出电压的第二电压信号发送到所述MCU；
所述工作状态提示电路与所述MCU连接，用于提示所述汽车应急启动电源的工作状态；
所述负载接入检测电路与所述MCU连接，用于检测所述第二正极连接端和所述第二负极连接端是否连接有汽车电瓶，并将反应所述第二正极连接端和所述第二负极连接端是否连接有汽车电瓶的第三电压信号发送到所述MCU；
所述负载连接状态识别电路与所述MCU连接，用于当所述第二正极连接端和所述第二负极连接端连接有汽车电瓶时，检测所述汽车电瓶的连接状态，并将反应所述汽车电瓶的连接状态的第四电压信号发送到所述MCU，所述连接状态包括短路、正接和反接；
所述MCU与所述连接控制电路连接，用于在所述汽车电瓶的连接状态为正接时，通过所述连接控制电路控制所述开关接通所述第一负极连接端与所述第二负极连接端之间的电连接。
2.如权利要求1所述的用于连接汽车应急启动电源和汽车电瓶的智能搭火线，其特征在于，所述供电电路包括二极管D1、无极性电容C1、低压差线性稳压器芯片U1、无极性电容C2和压敏电阻Z1；二极管D1的正极连接所述第一正极连接端，二极管D1的负极与无极性电容C1的一端连接，低压差线性稳压器芯片U1的电压输入端与所述二极管D1的负极连接，低压差线性稳压器芯片U1的电压输出端与无极性电容C2的一端和压敏电阻Z1的一端连接，用于提供所述工作电压，无极性电容C2的另一端、压敏电阻Z1的另一端、低压差线性稳压器芯片U1的接地端和无极性电容C1的另一端与所述第一负极连接端连接。
3.如权利要求1所述的用于连接汽车应急启动电源和汽车电瓶的智能搭火线，其特征在于，所述温度检测电路包括电阻R1和热敏电阻R2；所述MCU、电阻R1的一端和热敏电阻R2的一端三者相互连接，电阻R1的另一端接入所述工作电压，热敏电阻R2的另一端连接所述第一负极连接端。
4.如权利要求1所述的用于连接汽车应急启动电源和汽车电瓶的智能搭火线，其特征在于，所述电压检测电路包括电阻R3、电阻R4和无极性电容C3；所述MCU、电阻R3的一端、电阻R4的一端和无极性电容C3的一端相互连接，电阻R3的另一端连接所述第一正极连接端，电阻R4的另一端和无极性电容C3的另一端连接所述第一负极连接端。
5.如权利要求1所述的用于连接汽车应急启动电源和汽车电瓶的智能搭火线，其特征在于，所述工作状态提示电路包括电阻R5、电阻R6、三极管Q1、无极性电容C4、电阻R7、电阻R8、蜂鸣器U2、电阻R9、电阻R10、发光二极管D2和发光二极管D3；
电阻R5的一端与所述MCU连接，电阻R6的一端和三极管Q1的发射极连接所述第一负极连接端，三极管Q1的基极、电阻R5的另一端和电阻R6的另一端三者相互连接，蜂鸣器U1的一端与三极管Q1的集电极和无极性电容C4的一端连接，无极性电容C4的另一端连接所述第一负极连接端，蜂鸣器U1的另一端连接电阻R7的一端和电阻R8的一端，电阻R7的另一端和电阻R8的另一端接入所述工作电压，所述MCU与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端与发光二极管D2的正极连接，发光二极管D2的负极与所述第一负极连接端连接，所述MCU与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端与发光二极管D3的正极连接，发光二极管D3的负极与所述第一负极连接端连接。
6.如权利要求1所述的用于连接汽车应急启动电源和汽车电瓶的智能搭火线，其特征在于，所述负载接入检测电路包括二极管D4和电阻R11，二极管D4的正极与所述第一负极连接端连接，二极管D4的负极和电阻R11的一端与所述MCU连接，电阻R11的另一端连接所述第二负极连接端。
7.如权利要求1所述的用于连接汽车应急启动电源和汽车电瓶的智能搭火线，其特征在于，所述负载连接状态识别电路包括无极性电容C5、电阻R12、二极管D5、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17和三极管Q2；
电容C5的一端、电阻R12的一端、二极管D5的负极和电阻R13的一端共同连接至所述MCU，电容C5的另一端和电阻R12的另一端连接所述第一负极连接端，电阻R15的一端与所述MCU连接，电阻R15的另一端、电阻R16的一端和三极管Q2的基极三者相互连接，电阻R16的另一端和三极管Q2的发射极连接所述第一负极连接端，三极管Q2的集电极连接电阻R14的一端，电阻R14的另一端和电阻R13的另一端与所述第二负极连接端连接。
8.如权利要求1所述的用于连接汽车应急启动电源和汽车电瓶的智能搭火线，其特征在于，所述连接控制电路包括电阻R18、电阻R19、三极管Q3、二极管D6和用于控制所述开关的控制器，电阻R18的一端与所述MCU连接，电阻R18的另一端、电阻R19的一端、三极管Q3的基极三者相互连接，电阻R19的另一端和三极管Q3的发射极与所述第一负极连接端连接，三极管Q3的集电极与二极管D6的正极和所述控制器的一端连接，所述控制器的另一端和二极管D6的负极接入所述工作电压。
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