CN110675600A - 内燃机一氧化碳报警控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内燃机一氧化碳报警控制器。所述内燃机一氧化碳报警控制器包括主控制模块、充电控制模块、报警模块、熄火控制模块、第一电源和第二电源，所述报警模块和熄火控制模块均与主控制模块电连接，所述熄火线控制模块和充电模块均与熄火线电连接，所述第一电源和第二电源择一给主控制模块供电，所述第一电源通过二极管给控制模块供电，所述第二电源通过降压模块给控制模块供电，所述第二电源的额定电压高于第一电源的额定电压；当内燃机工作时，所述熄火线通过充电控制模块给第二电源充电同时给报警模块和熄火控制模块供电，当内燃机熄火时，第二电源还可用于给报警模块和熄火控制模块供电。本发明内燃机一氧化碳报警控制器的电源使用寿命长且容量小。
Description
技术领域
本发明涉及一氧化碳报警技术领域，特别是涉及一种内燃机一氧化碳报警控制器。
背景技术
内燃机使用时会排出一氧化碳，当一氧化碳浓度较高时会危及人的生命安全，即使未达到危及生命安全的浓度，也有可能因吸入一氧化碳而导致健康受损。一些发达国家已通过法规强制性要求内燃内燃机配备一氧化碳报警控制装置，在达到特定浓度并持续一定时间后关闭内燃机同时进行声光报警，并在一氧化碳PPM值未降低到安全区时禁止内燃机再启动和持续进行声光报警。这种一氧化碳报警控制器通常采用电池供电，寿命要求达到10年以上，在常规设计中需要使用体积较大的大容量锂电池，如采用数安时的锂电池，以确保控制器的使用寿命，而大容量的锂电池成本高，体积大，不利于产品的推广。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种小容量且电源的使用寿命长的内燃机一氧化碳报警控制器。
为解决上述问题，本发明提供一种内燃机一氧化碳报警控制器，所述内燃机一氧化碳报警控制器包括主控制模块、充电控制模块、报警模块、熄火控制模块、第一电源和第二电源，所述报警模块和熄火控制模块均与主控制模块电连接，所述熄火线控制模块和充电模块均与熄火线电连接，所述第一电源和第二电源择一给主控制模块供电，所述第一电源通过二极管给控制模块供电，所述第二电源通过降压模块给控制模块供电，所述第二电源的额定电压高于第一电源的额定电压；当内燃机工作时，所述熄火线通过充电控制模块给第二电源充电同时给报警模块和熄火控制模块供电，当内燃机熄火时，第二电源还可用于给报警模块和熄火控制模块供电。
进一步的，所述主控制模块包括MCU、一氧化碳检测模块和唤醒芯片，所述一氧化碳检测模块和唤醒芯片均与MCU电连接，所述MCU与报警模块和熄火控制模块电连接。
进一步的，一氧化碳检测模块包括一氧化碳传感器、运算放大器和比较器，所述一氧化碳传感器与运算放大器输入端电连接，所述运算放大器的输出端与比较器的输入端电连接，所述比较器的输出端与MCU电连接，运算放大器的输出端还与MCU电连接。
进一步的，所述降压模块为二极管或两个以上的二极管串联。
进一步的，所述报警模块为声音报警器、灯光报警器或声光报警器。
进一步的，所述第一电源的额定电压为3V。
进一步的，所述第二电源的额定电压为3.6V。
本发明内燃机一氧化碳报警控制器，采用第一电源和第二电源择一给主控制模块供电，同时第二电源连接到点火线圈初级引出的熄火线利用点火剩余能量通过充电控制芯片进行充电并提供声光报警的电源供应，有效的延长了电源的使用寿命。
附图说明
图1是本发明内燃机一氧化碳报警控制器的较佳实施方式的电路原理图。
图2是本发明内燃机一氧化碳报警控制器的另一较佳实施方式的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明内燃机一氧化碳报警控制器的较佳实施方式包括主控制模块1、充电控制模块2、报警模块3、熄火控制模块4、第一电源5和第二电源6。所述第一电源5的额定电压为3V的锂电池。所述第二电源6的额定电压为3.6V的可充电锂电池，其第一电源的容量为不到200毫安时，第二电源仅为不到10毫安时。所述报警模块3和熄火控制模块4均与主控制模块1电连接，所述熄火线控制模块和充电模块均与熄火线电连接。所述第一电源5和第二电源6择一给主控制模块1供电；所述第一电源5通过二极管D1给控制模块供电，隔离第二电源6的电压，确保第二电源6的电压不加压到第一电源5上，以保护第一电源5；所述第二电源6通过降压模块7给控制模块供电；所述第二电源6的额定电压高于第一电源5的额定电压。当第二电源6降压后的电压高于第一电源5的经过二极管D1后的电压时，主控制模块1通过第二电源6供电，反之则通过第一电源5供电。所述主控制模块1用于检测一氧化碳含量；当一氧化碳含量超过预设值时或者持续较长时间位于临界浓度范围时，主控制模块1发送报警信号给报警模块3进行报警，同时主控制模块1发送熄火信号给熄火控制模块4使内燃机熄火；内燃机熄火后一氧化碳的浓度仍超过预设值时，内燃机无法启动，直至一氧化碳低于预设值。当内燃机工作时，所述熄火线通过充电控制模块2给第二电源6充电同时给报警模块3和熄火控制模块4供电，当内燃机熄火时，第二电源6还用于给报警模块3和熄火控制模块4供电。熄火线来源于内燃机的点火线圈的初级，其负半波被用于产生高压点火脉冲，正半波可用于给电池充电，熄火控制模块4具有隔离作用，以防止高压负脉冲进入控制电路。当熄火线的负半波或正负半波被短路时，内燃发动机将因为得不到点火脉冲而熄火停机。熄火线连接到熄火控制模块4，在接收到主控制模块1的有效控制信号时熄火控制模块4执行熄火控制；具体而言，熄火控制模块4使熄火线的负半波或正负半波被短路，让内燃机熄火停机，以控制一氧化碳浓度的继续升高，同时在一氧化碳浓度未降低至安全浓度时将不能再次启动。
所述主控制模块1包括MCU11、一氧化碳检测模块12和唤醒芯片13，所述一氧化碳检测模块12和唤醒芯片13均与MCU11电连接，所述MCU11与报警模块3和熄火控制模块4电连接。MCU11采用低功耗的微控制器。所述唤醒芯片13用于在预设的时间间隔输出唤醒脉冲到MCU11，使MCU11被唤醒。具体而言，一氧化碳检测模块12包括一氧化碳传感器121、运算放大器122和比较器123，所述一氧化碳传感器121与运算放大器122输入端电连接，所述运算放大器122的输出端与比较器123的输入端电连接，所述比较器123的输出端与MCU11电连接，运算放大器122的输出端还与MCU11电连接。一氧化碳传感器121检测一氧化碳的浓度，并将检测结果输出给运算放大器122，运算放大器122将信号放大，并将放大后的信号输出给比较器123，比较器123将接收到的信号的阈值与预设值进行比较。当信号的阈值小于比较器123预设值，比较器123未翻转，MCU11认为一氧化碳浓度为安全浓度范围，将声光报警和熄火控制信号置为无效状态后再次进入休眠状态，等待下一次唤醒；当信号的阈值大于或等于比较器123预设值，触发比较器123翻转，此时MCU11将对运算放大器122输出的信号进行AD转换，计算出一氧化碳浓度值，在浓度值高于安全范围或者持续较长时间位于临界浓度范围时，MCU11输出有效电平，即报警信号，驱动报警模块3报警以及熄火控制模块4控制内燃机熄火。MCU11在完成处理后重新进入深度休眠状态以节省电能，并等待下一次唤醒。安全浓度范围以及临界浓度范围以及持续时间是按照相关法规要求来预设的。
所述降压模块7为多个二极管串联，将第二电源6的电压降至满足MCU11的工作电压，一般的低功耗MCU11的工作电压为低于3.6V。在其它实施方式中，也可以使用单个二极管封装内部有多个二极管串联的特殊二极管(如图2所示)，使其达到降压的目的。
所述报警模块3为声音报警器、灯光报警器或声光报警器，根据需求设置报警模块3。报警模块3和熄火控制模块4均采用MOSFET进行控制，MOSFET的输入控制端连接在MCU11的IO口上。当发动机熄火后声光报警的电源由第二电源6提供，第二电源6电压不足时可以在下一次发动机启动时进行充电。
第一电源5和第二电源6通过隔离降压后得到工作电源电压VCC,VCC仅仅给主控制模块1供电，MCU11由唤醒芯片13间隔特定的时间唤醒，平时处于深度休眠状态，所有模块完全关闭，而运算放大器122和比较器123均为超低功耗芯片，加上深度休眠的MCU11，VCC的耗电电流可达到超低耗电小于1微安；第二电源6为可充电锂电池，其额定电压为3.6V,充满电空载电压4.2V；第一电源5为一次性锂电池，额定电压3V,满电空载电压3.6V；由于第二电源6电压高于第一电源5,电路会优先使用第二电源6电池电量，最大限度延长第一电源5的电池使用时间，所以一个CR2032的电池即可达到设计寿命15年以上。
以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。
Claims (7)
1.一种内燃机一氧化碳报警控制器，其特征在于：包括主控制模块、充电控制模块、报警模块、熄火控制模块、第一电源和第二电源，所述报警模块和熄火控制模块均与主控制模块电连接，所述熄火线控制模块和充电模块均与熄火线电连接，所述第一电源和第二电源择一给主控制模块供电，所述第一电源通过二极管给控制模块供电，所述第二电源通过降压模块给控制模块供电，所述第二电源的额定电压高于第一电源的额定电压；当内燃机工作时，所述熄火线通过充电控制模块给第二电源充电同时给报警模块和熄火控制模块供电，当内燃机熄火时，第二电源还可用于给报警模块和熄火控制模块供电。
2.如权利要求1所述的内燃机一氧化碳报警控制器，其特征在于：所述主控制模块包括MCU、一氧化碳检测模块和唤醒芯片，所述一氧化碳检测模块和唤醒芯片均与MCU电连接，所述MCU与报警模块和熄火控制模块电连接。
3.如权利要求2所述的内燃机一氧化碳报警控制器，其特征在于：一氧化碳检测模块包括一氧化碳传感器、运算放大器和比较器，所述一氧化碳传感器与运算放大器输入端电连接，所述运算放大器的输出端与比较器的输入端电连接，所述比较器的输出端与MCU电连接，运算放大器的输出端还与MCU电连接。
4.如权利要求1所述的内燃机一氧化碳报警控制器，其特征在于：所述降压模块为二极管或两个以上的二极管串联。
5.如权利要求1所述的内燃机一氧化碳报警控制器，其特征在于：所述报警模块为声音报警器、灯光报警器或声光报警器。
6.如权利要求1所述的内燃机一氧化碳报警控制器，其特征在于：所述第一电源的额定电压为3V。
7.如权利要求1所述的内燃机一氧化碳报警控制器，其特征在于：所述第二电源的额定电压为3.6V。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN111486042A (zh) * | 2020-04-13 | 2020-08-04 | 隆鑫通用动力股份有限公司 | 基于co报警的点火控制器、发动机点火器以及发动机 |
| CN113409554A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-09-17 | 绍兴毅诚电机有限公司 | 一种电池型发电机用co报警器 |
| CN117275191A (zh) * | 2023-09-22 | 2023-12-22 | 郑竣铭 | 一种燃油车内置co监测报警装置 |
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