CN114189000A - 智能控制系统、应急启动电源和智能电瓶夹 - Google Patents

智能控制系统、应急启动电源和智能电瓶夹 Download PDF

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CN114189000A CN202010963095.2A CN202010963095A CN114189000A CN 114189000 A CN114189000 A CN 114189000A CN 202010963095 A CN202010963095 A CN 202010963095A CN 114189000 A CN114189000 A CN 114189000A
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张智锋
全和清
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Abstract

本申请实施例公开了一种智能控制系统、应急启动电源和智能电瓶夹，该智能控制系统包括微控制器MCU、电压检测模块、开关控制模块、应急启动电源、容性负载和电源输出端口；电源输出端口与容性负载电气连接；开关控制模块的第一端连接应急启动电源的内部电池组，开关控制模块的第二端通过电源输出端口电气连接容性负载；开关控制模块的控制端接收来自MCU的控制信号；电压检测模块，用于对容性负载进行连接极性的识别，电压检测模块包括非隔离器件；MCU，用于通过电压检测模块检测到容性负载极性反接的情况下，控制开关控制模块处于断开状态。本申请实施例可以更快的检测到容性负载是否极性反接，提高智能控制系统的安全性和可靠性。

Description

智能控制系统、应急启动电源和智能电瓶夹
技术领域
本申请涉及电子电路技术领域，具体涉及一种智能控制系统、应急启动电源和智能电瓶夹。
背景技术
目前，市场上智能电瓶夹和应急启动电源与汽车蓄电池进行电气连接时的极性检测的设计原理是：基于光电隔离器件比如光电耦合器作为关键检测元件的输出信号并通过微控制器(Microcontroller Unit，MCU)进行判断极性连接是否正确。
光电隔离器件因对环境敏感、响应时间慢、使用寿命短、容易失效的缺陷，致使光电隔离器件传输给MCU的信号出现延时相对较长甚至无法传递正常的输出信号，在遇到外部汽车蓄电池连接异常(比如，极性反接)时，由于光电隔离传感器的开关速度较慢或者器件失效，MCU不能及时响应或无法响应因异常连接或极性反接输入的情况而断开输出回路中的元器件(比如，功率开关单元)，容易造成系统内部电路或电池损坏，甚至严重的情况可能引起安全事故。
发明内容
本申请实施例提供一种智能控制系统、应急启动电源和智能电瓶夹，可以在异常连接或极性反接输入的情况下快速断开输出回路中的元器件，提高控制系统的安全性和可靠性。
本申请实施例第一方面，提供了一种智能控制系统，包括微控制器MCU、电压检测模块、开关控制模块、应急启动电源、容性负载和电源输出端口；
所述电源输出端口与所述容性负载电气连接；
所述开关控制模块的第一端连接所述应急启动电源的内部电池组，所述开关控制模块的第二端通过所述电源输出端口电气连接所述容性负载；所述开关控制模块的控制端接收来自所述MCU的控制信号；
所述电压检测模块，用于对所述容性负载进行连接极性的识别，所述电压检测模块包括非隔离器件；
所述MCU，用于通过所述电压检测模块检测到所述容性负载极性反接的情况下，控制所述开关控制模块处于断开状态。
可选的，所述电压检测模块，还用于检测所述容性负载的电压。
可选的，所述电压检测模块包括电压比例运算电路和滤波电路；所述电压比例运算电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一二极管，所述滤波电路包括第四电阻和第一电容；
所述第一电阻的第一端连接电源端，所述第三电阻的第一端连接所述容性负载的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端、所述第三电阻的第二端、第四电阻的第一端和第一二极管的负极，所述第四电阻的第二端连接所述第一电容的第一端和所述MCU的第一输入端；所述第二电阻的第二端、所述第一二极管的正极和所述第一电容的第二端接地；
所述MCU，用于通过所述MCU的第一输入端接收到模拟电压信号；
所述MCU，还用于在所述模拟电压信号对应的电压值小于第一电压区间的下限值的情况下，确定所述容性负载极性反接，控制所述开关控制模块处于断开状态；
所述MCU，还用于根据所述模拟电压信号确定所述容性负载的电压。
可选的，所述MCU，还用于在所述模拟电压信号对应的电压值大于所述第一电压区间的上限值的情况下，确定所述容性负载极性正接。
可选的，所述MCU，还用于在所述容性负载极性正接的情况下，若检测到所述模拟电压信号对应的电压值的下降斜率大于预设斜率阈值，控制所述开关控制模块处于导通状态。
可选的，所述MCU，还用于在所述模拟电压信号对应的电压值处于所述第一电压区间的情况下，确定所述容性负载的正负极发生短路，控制所述开关控制模块处于断开状态。
可选的，所述MCU，还用于在所述模拟电压信号对应的电压值处于第二电压区间的情况下，确定所述电源输出端口与所述容性负载电气连接异常，所述第一电压区间与所述第二电压区间没有交集。
可选的，所述电压检测模块包括极性检测电路和电压检测电路；所述极性检测电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二电容和第二二极管，所述电压检测电路包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第三电容和第三二极管；
所述第五电阻的第一端连接电源端，所述第五电阻的第二端连接所述第六电阻的第一端、所述第八电阻的第一端和所述第九电阻的第一端，所述第八电阻的第二端连接所述第二电容的第一端和所述极性检测电路的输出端，所述第九电阻的第二端连接所述第七电阻的第一端和第二二极管的第一端，所述第二二极管的第二端连接所述容性负载的第一端和所述第十一电阻的第一端，所述第十一电阻的第二端连接所述第十电阻的第一端和所述第十二电阻的第一端，所述第十二电阻的第二端连接所述第三电容的第一端和所述电压检测电路的输出端，所述第六电阻的第二端、所述第七电阻的第二端、所述第十电阻的第二端、所述第二电容的第二端、所第三电容的第二端接地；
所述MCU，用于通过所述MCU的第二输入端接收所述极性检测电路的输出端输出的极性电压信号；
所述MCU，还用于在所述极性电压信号对应的电压值位于第三电压区间的情况下，确定所述容性负载极性反接，控制所述开关控制模块处于断开状态。
可选的，所述MCU，还用于在所述极性电压信号对应的电压值位于第四电压区间的情况下，确定所述容性负载极性正接，所述第三电压区间与所述第四电压区间没有交集。
可选的，所述MCU，还用于在所述容性负载极性正接的情况下，通过所述MCU的第三输入端接收所述电压检测电路的输出端输出的容性负载电压信号，根据所述容性负载电压信号确定所述容性负载的电压。
可选的，所述电压检测模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和负载电阻；
所述第一开关管的第一端和所述第四开关管的第一端连接所述容性负载的第一端，所述第二开关管的第一端和所述第三开关管的第一端连接所述容性负载的第二端，所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第二端连接所述内部电池组的正极，所述第三开关管的第二端和所述第四开关管的第二端连接所述负载电阻的第一端，所述负载电阻的第二端连接所述内部电池组的负极；
所述MCU，还用于在所述第一开关管和所述第三开关管导通，并且所述第二开关管和所述第四开关管断开的情况下，检测所述负载电阻上的第一电流；
所述MCU，还用于在所述第一开关管和所述第三开关管断开，并且所述第二开关管和所述第四开关管导通的情况下，检测所述负载电阻上的第二电流；
所述MCU，还用于在所述第一电流大于所述第二电流的情况，确定所述容性负载极性反接；
所述MCU，还用于在所述第一电流小于所述第二电流的情况，确定所述容性负载极性正接。
可选的，所述电压检测模块还包括第五开关管和第六开关管；
所述第五开关管的第一端连接所述容性负载的第一端，所述第五开关管的第二端连接所述内部电池组的正极，所述第六开关管的第一端连接所述容性负载的第二端，所述第六开关管的第二端连接所述内部电池组的负极。
可选的，所述智能控制系统还包括唤醒模块，所述唤醒模块用于检测到所述容性负载的电压大于第一阈值的情况下，通过所述唤醒模块的输出端向所述MCU发送中断信号，所述中断信号用于将所述MCU从休眠状态或待机状态切换至正常工作状态。
可选的，所述唤醒模块包括第一电压比较器、第二电压比较器、第四二极管、第五二极管和第十三电阻；
所述电源端连接所述第一电压比较器的供电端、所述第二电压比较器的供电端和所述第十三电阻的第一端，所述第一电压比较器的接地端和所述第二电压比较器的接地端接地；
所述第一电压比较器的同相输入端连接第一参考电压，所述第一电压比较器的反向输入端连接所述模拟电压信号或所述容性负载电压信号，所述第一电压比较器的输出端连接所述第四二极管的负极，所述第四二极管的正极连接所述第十三电阻的第二端和所述第五二极管的正极和所述唤醒模块的输出端；
所述第二电压比较器的同相输入端连接所述模拟电压信号或所述容性负载电压信号，所述第二电压比较器的反向输入端连接第二参考电压，所述第二电压比较器的输出端连接所述第五二极管的负极。
可选的，所述智能控制系统还包括稳压电源模块，所述稳压电源模块包括第六二极管、第七二极管和低压差线性稳压器LDO，所述第六二极管的正极连接所述内部电池组的正极，所述第六二极管的负极连接所述第七二极管的负极和所述LDO的输入端，所述第七二极管的正极连接所述容性负载的正极，所述LDO的输出端为所述电源端。
可选的，所述智能控制系统还包括按键输入模块，所述按键输入模块接收到按键激活信号时，所述按键输入模块向所述MCU发送中断信号，所述中断信号用于将所述MCU从休眠状态或待机状态切换至正常工作状态。
可选的，所述智能控制系统还包括电流检测器，所述电流检测器设置在所述电源输出端口与所述容性负载之间，用于检测所述内部电池组向所述容性负载放电时的放电电流；
在所述放电电流大于过流阈值或短路阈值的情况下，所述电流检测器向所述MCU发送过流保护信号或短路保护信号；
所述MCU根据所述过流保护信号或所述短路保护信号控制所述开关控制模块处于断开状态。
可选的，所述智能控制系统还包括双向电流检测传感器，所述双向电流检测传感器设置在所述电源输出端口与所述容性负载之间，用于检测所述内部电池组处于放电状态或充电状态；
在所述内部电池组处于充电状态的情况下，所述双向电流检测传感器向所述MCU发送充电保护信号；
所述MCU根据所述充电保护信号控制所述开关控制模块处于断开状态。
可选的，所述智能控制系统还包括状态指示模块，所述状态指示模块与所述MCU连接，实现所述智能控制系统的状态指示，所述状态指示包括工作状态指示和报警提示。
可选的，所述容性负载包括蓄电池、超级电容、锂电池中的任一种或者任意组合。所述蓄电池可以是汽车上的蓄电池。具体的，蓄电池可以包括铅酸蓄电池。
本申请实施例第二方面，提供了一种应急启动电源，包括本申请实施例第一方面所述的微控制器MCU、电压检测模块、开关控制模块和内部电池组；
所述内部电池组与所述开关控制模块的第一端电气连接，所述开关控制模块的第二端与容性负载电气连接；所述开关控制模块的控制端接收来自所述MCU的控制信号；
所述电压检测模块，用于对所述容性负载进行连接极性的识别，所述电压检测模块包括非隔离器件；
所述MCU，用于通过所述电压检测模块检测到所述容性负载极性反接的情况下，控制所述开关控制模块处于断开状态。
本申请实施例第三方面，提供了一种智能电瓶夹，包括本申请实施例第一方面所述的微控制器MCU、电压检测模块、开关控制模块、电源输出端口以及电源输入端口；
所述电源输入端口与应急启动电源的内部电池组电气连接，所述电源输出端口与容性负载电气连接；
所述开关控制模块的第一端通过所述电源输入端口电气连接所述内部电池组，所述开关控制模块的第二端通过所述电源输出端口电气连接所述容性负载；所述开关控制模块的控制端接收来自所述MCU的控制信号；
所述电压检测模块，用于对所述容性负载进行连接极性的识别，所述电压检测模块包括非隔离器件；
所述MCU，用于通过所述电压检测模块检测到所述容性负载极性反接的情况下，控制所述开关控制模块处于断开状态。
本申请实施例中提供一种智能控制系统，通过包含非隔离器件的电压检测模块对所述容性负载进行连接极性的识别，以及检测所述容性负载的电压。与采用隔离器件的电压检测模块相比，可以更快的检测到容性负载是否极性反接，在检测到容性负载极性反接的情况下，MCU可以控制所述开关控制模块处于断开状态，可以快速断开输出回路中的元器件，提高控制系统的安全性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种智能控制系统的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种电压检测模块的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的一种根据图2所示的电压检测模块得到的汽车电池在不同状态下的仿真结果图；
图4是本申请实施例提供的另一种电压检测模块的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的一种根据图4所示的电压检测模块得到的汽车电池在不同状态下的仿真结果图；
图6是本申请实施例提供的另一种电压检测模块的结构示意图；
图7是本申请实施例提供的另一种智能控制系统的结构示意图；
图8是本申请实施例提供的一种唤醒模块的结构示意图；
图9是本申请实施例提供的一种唤醒电路的仿真结果示意图
图10是本申请实施例提供的一种稳压电源模块的结构示意图；
图11是本申请实施例提供的另一种智能控制系统的结构示意图；
图12是本申请实施例提供一种应急启动电源的结构示意图；
图13是本申请实施例提供一种智能电瓶夹的结构示意。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本申请的一部分实施方式，而不是全部实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都应属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请实施例提供一种智能控制系统、应急启动电源和智能电瓶夹，与采用隔离器件的电压检测模块相比，可以更快的检测到容性负载是否极性反接，在检测到容性负载极性反接的情况下，MCU可以控制所述开关控制模块处于断开状态，提高控制系统的安全性和可靠性。以下分别进行详细说明。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种智能控制系统的结构示意图。如图1所示，本实施例中所描述的智能控制系统，包括微控制器MCU10、电压检测模块20、开关控制模块30、应急启动电源40、容性负载50和电源输出端口60；
所述电源输出端口60与所述容性负载50电气连接；
所述开关控制模块30的第一端连接所述应急启动电源40的内部电池组41，所述开关控制模块30的第二端通过所述电源输出端口60电气连接所述容性负载50；所述开关控制模块30的控制端接收来自所述MCU10的控制信号；
所述电压检测模块20，用于对所述容性负载50进行连接极性的识别，所述电压检测模块20包括非隔离器件；
所述MCU10，用于通过所述电压检测模块20检测到所述容性负载50极性反接的情况下，控制所述开关控制模块30处于断开状态。
可选的，所述电压检测模块20，还用于检测所述容性负载50的电压。
本申请实施例中的智能控制系统用于检测容性负载50是否出现极性反接，还可以检测容性负载50的电压。
容性负载50可以包括汽车蓄电池(也可以简称为：汽车电池)、超级电容、锂电池中的任一种或任意组合。汽车蓄电池，也可以称为汽车电瓶。汽车蓄电池可以包括传统的铅酸蓄电池。容性负载出现反接时，会对容性负载所处的电流回路带来伤害(比如，烧坏回路中的元器件、对应急启动电源40的内部电池组41造成损害等)。
汽车蓄电池可以在汽车启动发动机时，给起动机(比如，汽车马达)提供强大的起动电流，以启动发动机。汽车的发动机启动后，可以带动汽车的发电机启动，发电机可以为汽车内除起动机之外的所有用电设备(比如，车内空调、音响、点烟器、雨刷等)供电。当发电机过载时，汽车蓄电池也可以协助发电机向用电设备供电。当发动机处于怠速时，汽车蓄电池也可以向用电设备供电。发电机还可以为汽车蓄电池充电。
开关控制模块30可以是功率电子开关、继电器、场效应晶体管(Field EffectTransistor，FET)中的任一种。场效应晶体管可以包括金属氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)。开关控制模块30可以在高电平下导通，在低电平下关闭。开关控制模块30导通时，应急启动电源40的内部电池组41通过电源输出端口60电气连接容性负载50，此时，内部电池组41可以给容性负载50提供能量。开关控制模块30断开时，应急启动电源40的内部电池组41与容性负载50断开连接。如果MCU10通过电压检测模块20检测到容性负载极50性反接，控制所述开关控制模块30处于断开状态，避免对整个控制系统造成损害。
应急启动电源40，也可以称为汽车应急启动电源，是为驾车出行的用户所开发出来的一款多功能便携式移动电源。应急启动电源40可以在汽车蓄电池亏电或者其他原因无法启动汽车的时候，充当备用电源以启动汽车。
应急启动电源40可以包括内部电池组41，内部电池组41可以是铅酸蓄电池，也可以是锂聚合物类电池(比如，锂电池)。应急启动电源40可以给汽车蓄电池输提供能量补充，也可以直接用于汽车发动机(引擎)启动时所需要的能量输出。
电源输出端口60与容性负载50电气连接，当容性负载50的电量不足时，内部电池组41可以通过电源输出端口60向容性负载50充电。在汽车启动的情况下，汽车发电机也可以向容性负载50充电，内部电池组41的电量不足时，汽车发电机也可以向内部电池组41充电。汽车发电机可以同时向容性负载50和内部电池组41充电。
电源输出端口60可以对应电瓶夹的夹子(包括电瓶夹的正极性夹子和负极线夹子)。
非隔离器件，指的是没有隔离传感器的器件，隔离传感器可以包括光电耦合器。
本申请实施例中的智能控制系统，通过包含非隔离器件的电压检测模块对所述容性负载进行连接极性的识别，以及检测所述容性负载的电压。与采用隔离器件的电压检测模块相比，可以更快的检测到容性负载是否极性反接，在检测到容性负载极性反接的情况下，MCU可以控制所述开关控制模块处于断开状态，提高控制系统的安全性和可靠性。
电压检测模块20，可以对容性负载50进行连接极性的识别，还可以检测所述容性负载50的电压。
请参阅图2，图2是本申请实施例提供的一种电压检测模块的结构示意图，如图2所示，所述电压检测模块20包括电压比例运算电路21和滤波电路22；所述电压比例运算电路21包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第一二极管D1，所述滤波电路22包括第四电阻R4和第一电容C1；
所述第一电阻R1的第一端连接电源端VDD，所述第三电阻R3的第一端连接所述容性负载50的第一端，所述第一电阻R1的第二端连接所述第二电阻R2的第一端、所述第三电阻R3的第二端、第四电阻R4的第一端和第一二极管D1的负极，所述第四电阻R4的第二端连接所述第一电容C1的第一端和所述MCU10的第一输入端；所述第二电阻R2的第二端、所述第一二极管D1的正极和所述第一电容C1的第二端接地；
其中，R1、R2、R3、D2构成电压比例运算电路21与R4、C1组成的低通滤波电路22共同作用完成容性负载50与电源输出端口连接时的极性识别和容性负载50的电压检测；图2中的容性负载50以汽车蓄电池(也可简称为：汽车电池)为例进行说明。
所述MCU10，用于通过所述MCU10的第一输入端接收到模拟电压信号(如图2所示的EP_VSN_TO_MCU_AD)；
所述MCU10，还用于在所述模拟电压信号对应的电压值小于第一电压区间的下限值的情况下，确定所述容性负载50极性反接，控制所述开关控制模块30处于断开状态；
其中，MCU10通过MCU10的第一输入端(A/D输入端口)接收到模拟电压信号EP_VSN_TO_MCU_AD后；MCU10根据模数(A/D)转换的结果和数学运算后判断汽车电池的极性的连接是否正确以及精确地得到汽车电池的电压。如果模拟电压信号EP_VSN_TO_MCU_AD经过A/D转换后的电压值小于第一电压区间的下限值，则确定容性负载50极性反接；如果模拟电压信号EP_VSN_TO_MCU_AD经过A/D转换后的电压值大于第一电压区间的上限值，则确定容性负载50极性正接。
比如，第一电压区间可以设置为1～1.15V，第一电压区间的上限值为1.15V，第一电压区间的下限值为1V。设置一个较窄的电压区间，是为了避免较低的检测误差导致误判。
具体的，MCU10在确定容性负载50极性反接的情况下，MCU10向驱动器U1发送关闭信号(如图2所示的SW_Drive_from_MCU)，通过驱动器U1控制所述开关控制模块30处于断开状态。驱动器U1可以是DC-DC驱动器，用于驱动开关控制模块30处于断开状态或导通状态。比如，若MCU10向驱动器U1发送的SW_Drive_from_MCU为低电平脉冲，则驱动器U1驱动开关控制模块30处于断开状态；若MCU10向驱动器U1发送的SW_Drive_from_MCU为高电平脉冲，则驱动器U1驱动开关控制模块30处于导通状态。
所述MCU10，还用于根据所述模拟电压信号确定所述容性负载50的电压。
本申请实施例中，模拟电压信号EP_VSN_TO_MCU_AD的大小与容性负载50的电压成一定比例系数，该比例系数与电压比例运算电路21的R1、R2、R3相关。所述MCU10可以根据该模拟电压信号对应的电压值以及该电压比例运算电路21的比例系数计算得到容性负载50的电压。
可选的，所述MCU10，还用于在所述模拟电压信号对应的电压值大于所述第一电压区间的上限值的情况下，确定所述容性负载50极性正接。
可选的，所述MCU10，还用于在所述容性负载50极性正接的情况下，若检测到所述模拟电压信号对应的电压值的下降斜率大于预设斜率阈值，控制所述开关控制模块30处于导通状态。
本申请实施例中，以容性负载50为汽车电池为例，在汽车电池打火的场景下，当汽车电池打火以启动汽车发动机时，汽车电池的电压会迅速下降，此时可以检测到汽车电池的电压的下降斜率大于预设斜率阈值，此时MCU可控制开关控制模块30处于导通状态，可以通过应急启动电源的电池组对汽车电池进行充电。
可选的，所述MCU10，还用于在所述模拟电压信号对应的电压值处于所述第一电压区间的情况下，确定所述容性负载50的正负极发生短路，控制所述开关控制模块30处于断开状态。
可选的，所述MCU10，还用于在所述模拟电压信号对应的电压值处于第二电压区间的情况下，确定所述电源输出端口与所述容性负载50电气连接异常，所述第一电压区间与所述第二电压区间没有交集。
其中，第二电压区间可以设置为1.2～1.35V。类似的，设置一个较窄的电压区间，是为了避免较低的检测误差导致误判。
本申请实施例的电压检测模块20通过电压比例运算电路21和滤波电路22对所述容性负载进行连接极性的识别以及检测所述容性负载的电压。与采用隔离器件的电压检测模块相比，可以更快的检测到容性负载是否极性反接，在检测到容性负载极性反接的情况下，MCU可以控制所述开关控制模块处于断开状态，提高控制系统的安全性和可靠性。
下面以容性负载50为汽车电池，简述该电压检测模块20的原理。
当汽车电池的正极与电源输出端口的负极连接，并且汽车电池的负极连接到电源输出端口的正极，这就出现了极性反接的现象；汽车电池通过第一二极管D1和第三电阻R3形成放电回路，如果第二电阻R2的压降超过第一二极管D1的导通电压后被负向钳位在-0.7V附近；
图3是本申请实施例提供的一种根据图2所示的电压检测模块得到的汽车电池在不同状态下的仿真结果图。如图3的仿真结果所示，通过DC扫描(Sweep)仿真，X轴模拟汽车电池电压从0V变化到20V，Y轴是汽车电池电压经过电压检测模块20进行运算后，模拟电压信号命名为EP_VSN_TO_MCU_AD的电路仿真结果，EP_VSN_TO_MCU_AD被电气连接到MCU的一个A/D输入端口(即MCU的第一输入端)；微控制MCU根据A/D转换结果和数学运算后判断极性的连接是否正确以及精确地得到汽车电池的电压。
如图3的2#仿真曲线的结果所示，当模拟电压信号EP_VSN_TO_MCU_AD对应的电压值低于一个预先设定阈值A，则MCU认为汽车电池与产品(比如，应急启动电源或智能电瓶夹)的输出端口连接时的极性反接，保持内部的开关控制模块进入导通状态(即，闭合状态)，禁止启动应急启动电源的电池组对汽车电池的输出。图3仿真结果的预先设定阈值A为1.07V。
如图3的3#仿真曲线的结果所示，当模拟电压信号EP_VSN_TO_MCU_AD对应的电压值高于一个预先设定阈值A，则微控制MCU认为汽车电池与产品(比如，应急启动电源或智能电瓶夹)的输出端口连接时的极性完全正确(极性正接)；连接到MCU的A/D端口(即MCU的第一输入端)的EP_VSN_TO_MCU_AD电压信号与电池电压完全成线性正比例跟随。
在极性连接正确的条件下，如果MCU这个对应的A/D输入端口(即MCU的第一输入端)检测到电池电压下降斜率触发到设定的斜率阈值，MCU输出一个使能输出信号给到开关控制模块进入导通状态，从而启动应急启动电源的电池组对汽车电池的输出。
如图3的4#仿真曲线的结果所示，当MCU这个对应的A/D输入端口(即MCU的第一输入端)的电压等于一个预先设定阈值B，则微控制MCU认为外部汽车电池与(比如，应急启动电源或智能电瓶夹)的输出端口没有发生电气连接或者认为车辆内部无电池负载，允许通过外部的强制按键触发开关控制模块进入闭合状态，从而启动应急启动电源的电池组对汽车电池的输出。图3仿真结果的预先设定阈值B为1.27V。
如图3的1#仿真曲线的结果所示，当MCU这个对应的A/D输入端口(即MCU的第一输入端)的电压等于一个预先设定阈值A，则MCU认为汽车电池的正极和负极发生短路，控制开关控制模块进入断开状态，从而禁止应急启动电源的电池组对汽车电池的输出。
请参阅图4，图4是本申请实施例提供的另一种电压检测模块的结构示意图，如图4所示，所述电压检测模块20包括极性检测电路23和电压检测电路24；所述极性检测电路23包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第二电容C2和第二二极管D2，所述电压检测电路24包括第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第三电容C3和第三二极管D3；
所述第五电阻R5的第一端连接电源端VDD，所述第五电阻R5的第二端连接所述第六电阻R6的第一端、所述第八电阻R8的第一端和所述第九电阻R9的第一端，所述第八电阻R8的第二端连接所述第二电容C2的第一端和所述极性检测电路23的输出端，所述第九电阻R9的第二端连接所述第七电阻R7的第一端和第二二极管D2的第一端，所述第二二极管D2的第二端连接所述容性负载50的第一端和所述第十一电阻R11的第一端，所述第十一电阻R11的第二端连接所述第十电阻R10的第一端和所述第十二电阻R12的第一端，所述第十二电阻R12的第二端连接所述第三电容C3的第一端和所述电压检测电路24的输出端，所述第六电阻R6的第二端、所述第七电阻R7的第二端、所述第十电阻R10的第二端、所述第二电容C2的第二端、所第三电容C3的第二端接地；
所述MCU10，用于通过所述MCU10的第二输入端接收所述极性检测电路23的输出端输出的极性电压信号(如图4所示的Polarity_det_TO_MCU)；
所述MCU10，还用于在所述极性电压信号对应的电压值位于第三电压区间的情况下，确定所述容性负载50极性反接，控制所述开关控制模块30处于断开状态。
其中，第三电压区间可以设置为小于0.45V。
极性检测电路23中的第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第九电阻R9、第二电容C2构成比例分压电路，第八电阻R8和第二二极管D2组成一个低通滤波器。
所述电压检测电路24中的第十电阻R10、第三二极管D3和第十一电阻R11构成比例分压电路，D3与R10并联，用于保护MCU的第三输入端接收的电压不会低于-0.7V。第十二电阻R12、第三电容C3组成另一个低通滤波器。
可选的，所述MCU10，还用于在所述极性电压信号对应的电压值位于第四电压区间的情况下，确定所述容性负载50极性正接，所述第三电压区间与所述第四电压区间没有交集。
其中，第四电压区间可以设置为0.45～0.6V。
可选的，所述MCU10，还用于在所述容性负载50极性正接的情况下，通过所述MCU的第三输入端接收所述电压检测电路的输出端输出的容性负载电压信号(如图4所示的Car_BAT_Sens_TO_MCU)，本申请实施例的电压检测模块20根据所述容性负载电压信号确定所述容性负载50的电压。
本申请实施例的电压检测模块20通过极性检测电路23对所述容性负载进行连接极性的识别，通过电压检测电路24检测所述容性负载的电压。与采用隔离器件的电压检测模块相比，可以更快的检测到容性负载是否极性反接，在检测到容性负载极性反接的情况下，MCU可以控制所述开关控制模块处于断开状态，提高控制系统的安全性和可靠性。
下面结合图4，以容性负载50为汽车电池，简述该电压检测模块20的原理。
当汽车电池反接时，Polarity_det_TO_MCU电压信号会小于设定的电压阈值(比如，0.45V)；当汽车电池正接时，Polarity_det_TO_MCU电压信号会处于第四电压区间(比如，0.45～0.6V)；Car_BAT_Sens_TO_MCU的电压信号跟随汽车电池的电压成线性比例变化。
图5是本申请实施例提供的一种根据图4所示的电压检测模块得到的汽车电池在不同状态下的仿真结果图。如图5的仿真结果所示，通过DC扫描(Sweep)仿真，X轴模拟汽车电池电压从0V变化到20V，Y轴是汽车电池电压经过电压检测模块20进行运算后，极性电压信号Polarity_det_TO_MCU和容性负载电压信号Car_BAT_Sens_TO_MCU的电路仿真结果，Polarity_det_TO_MCU被电气连接到MCU的一个A/D输入端口(即MCU的第二输入端)，Car_BAT_Sens_TO_MCU被电气连接到MCU的另一个A/D输入端口(即MCU的第三输入端)，微控制MCU通过Car_BAT_Sens_TO_MCU的电压信号和数学运算后精确地得到汽车电池的电压。
如图5的1#仿真曲线的结果所示，当极性电压信号Polarity_det_TO_MCU对应的电压值处于第四电压区间(比如，0.45～0.6V)，则MCU认为汽车电池与产品(比如，应急启动电源或智能电瓶夹)的输出端口连接时的极性完全正确(极性正接)。
如图5的2#仿真曲线的结果所示，当汽车电池与产品(比如，应急启动电源或智能电瓶夹)的输出端口连接时的极性正接时，连接到MCU的A/D端口(即MCU的第三输入端)的Car_BAT_Sens_TO_MCU电压信号与电池电压完全成线性正比例跟随。
如图5的3#仿真曲线的结果所示，当极性电压信号Polarity_det_TO_MCU对应的电压值位于第三电压区间(比如，小于0.45V)，则MCU认为汽车电池与产品(比如，应急启动电源或智能电瓶夹)的输出端口连接时的极性反接；MCU保持内部的开关控制模块进入断开状态，禁止启动应急启动电源的电池组对汽车电池的输出。
如图5的4#仿真曲线的结果所示，当汽车电池与产品(比如，应急启动电源或智能电瓶夹)的输出端口连接时的极性反接时，连接到MCU的A/D端口(即MCU的第三输入端)的Car_BAT_Sens_TO_MCU电压信号与电池电压完全成线性反比例跟随。
请参阅图6，图6是本申请实施例提供的另一种电压检测模块的结构示意图，如图6所示，所述电压检测模块包括第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4和负载电阻RL；
所述第一开关管S1的第一端和所述第四开关管S4的第一端连接所述容性负载50的第一端51，所述第二开关管S2的第一端和所述第三开关管S3的第一端连接所述容性负载50的第二端52，所述第一开关管S1的第二端和所述第二开关管S2的第二端连接所述内部电池组41的正极BAT+，所述第三开关管S3的第二端和所述第四开关管S4的第二端连接所述负载电阻RL的第一端，所述负载电阻RL的第二端连接所述内部电池组41的负极BAT-；
所述MCU10，还用于在所述第一开关管S1和所述第三开关管S3导通，并且所述第二开关管S2和所述第四开关管S4断开的情况下，检测所述负载电阻RL上的第一电流；
所述MCU10，还用于在所述第一开关管S1和所述第三开关管S3断开，并且所述第二开关管S2和所述第四开关管S4导通的情况下，检测所述负载电阻RL上的第二电流；
所述MCU10，还用于在所述第一电流大于所述第二电流的情况，确定所述容性负载50极性反接；
所述MCU10，还用于在所述第一电流小于所述第二电流的情况，确定所述容性负载50极性正接。
可选的，如图6所示，所述电压检测模块还包括第五开关管S5和第六开关管S6；第五开关管S5和第六开关管S6电气连接在所述内部电池组41与所述容性负载50之间，做为所述内部电池组41能量输出的开关控制模块；
所述第五开关管S5的第一端连接所述容性负载50的第一端51，所述第五开关管S5的第二端连接所述内部电池组41的正极BAT+，所述第六开关管S6的第一端连接所述容性负载50的第二端52，所述第六开关管S6的第二端连接所述内部电池组41的负极BAT-。
本申请实施例中，容性负载50以汽车电池为例进行说明。
其中，S5，S6为大功率电子开关，不打火时处于断开状态。S1，S2，S3，S4为小功率电子开关，通过切换S1-S4的通断，比较回路中RL通过的电流，用于判断内部电池组41正接或反接于汽车电池。
具体过程：当小功率电子开关S1，S3闭合(导通)，S2，S4断开时，MCU检测通过负载电阻RL上电流I1；此时图6中电流回路是汽车电池50的第一端51、S1、BAT+、BAT-、RL、S3、汽车电池50的第二端52。当小功率电子开关S2，S4闭合，S1，S3断开时，MCU检测通过负载电阻RL上电流I2；此时图6中电流回路是BAT+、S2、汽车电池50的第二端52、汽车电池50的第一端51、S4、RL、BAT-。
当I1<I2时，说明内部电池组41正接于汽车电池，此时，汽车电池50的第一端51为汽车电池50的正极，汽车电池50的第二端52为汽车电池50的负极；当I1>I2时，说明内部电池组41反接于汽车电瓶。当I1＝I2＝0时，说明汽车电池未连接至内部电池组41，此时，汽车电池50的第一端51为汽车电池50的负极，汽车电池50的第二端52为汽车电池50的正极。
本申请实施例的电压检测模块通过第一开关管S1、第二开关管S2、第三开关管S3、第四开关管S4和负载电阻RL对所述容性负载进行连接极性的识别。与采用隔离器件的电压检测模块相比，可以更快的检测到容性负载是否极性反接，在检测到容性负载极性反接的情况下，MCU可以控制所述开关控制模块处于断开状态，提高控制系统的安全性和可靠性。
请参阅图7，图7是本申请实施例提供的另一种智能控制系统的结构示意图，图7是在图1的基础上进一步优化得到的。如图7所示，智能控制系统还可以包括唤醒模块70，所述唤醒模块70用于检测到所述容性负载50的电压大于第一阈值的情况下，通过所述唤醒模块70的输出端向所述MCU10发送中断信号，所述中断信号用于将所述MCU10从休眠状态或待机状态切换至正常工作状态。
可选的，如图8所示，所述唤醒模块70包括第一电压比较器X1、第二电压比较器X1、第四二极管D4、第五二极管D5和第十三电阻R13；
所述电源端VDD连接所述第一电压比较器X1的供电端、所述第二电压比较器X1的供电端和所述第十三电阻R13的第一端，所述第一电压比较器X1的接地端和所述第二电压比较器X1的接地端接地；
所述第一电压比较器X1的同相输入端连接第一参考电压VREF_A，所述第一电压比较器X1的反向输入端连接所述模拟电压信号(如图2所示的EP_VSN_TO_MCU_AD)或所述容性负载电压信号(如图4所示的Car_BAT_Sens_TO_MCU)，所述第一电压比较器X1的输出端连接所述第四二极管D4的负极，所述第四二极管D4的正极连接所述第十三电阻R13的第二端和所述第五二极管D5的正极和所述唤醒模块70的输出端；
所述第二电压比较器X1的同相输入端连接所述模拟电压信号或所述容性负载电压信号，所述第二电压比较器X1的反向输入端连接第二参考电压VREF_B，所述第二电压比较器X1的输出端连接所述第五二极管D5的负极。
其中，第一参考电压VREF_A和第二参考电压VREF_B可以相等，也可以不相等。
所述第一电压比较器X1的同相输入端与所述第二电压比较器X1的反向输入端输入的信号相同，均为图2中的EP_VSN_TO_MCU_AD，或者均为图4中的Car_BAT_Sens_TO_MCU。
其中，容性负载以汽车电池为例，当汽车电池的电压大于设定的第一阈值(比如，5V)，对于12V的汽车电池而言，低于5V则表明该汽车电池很可能无法使用了，则需要唤醒MCU，对汽车电池进行进一步的极性检测和电压检测。
请参阅图9，图9是本申请实施例提供的一种唤醒电路的仿真结果示意图。如图9所示，当汽车电池的电压大于设定的第一阈值(比如，5V)时，无论汽车电池是正接还是反接状态，唤醒模块70都可以输出一个从高电平到低电平的跳变信号(如图8所示的Wake_up_to_MCU)传递到MCU的中断输入端口，从而起到唤醒MCU的功能。从图9可以看出，第一参考电压VREF_A和第二参考电压VREF_B设置的不同。
请参阅图10，图10是本申请实施例提供的一种稳压电源模块的结构示意图。如图10所示，所述稳压电源模块80包括第六二极管D6、第七二极管D7和低压差线性稳压器LDO，所述第六二极管D6的正极连接所述内部电池组41的正极，所述第六二极管D6的负极连接所述第七二极管D7的负极和所述LDO的输入端Vin，所述第七二极管D7的正极连接所述容性负载50的正极，所述LDO的输出端Vout为所述电源端VDD。
稳压电源模块80接收到正确的直流电压输入，输出设定的精确电压给智能控制系统内部各功能模块或相关的电子元器件供电。稳压电源模块80的输入与内部电池组的正极和容性负载的正极连接。稳压电源模块80可以为智能控制系统的各个功能模块提供稳定的VDD(比如，3.3V或5V)电源。
可选的，所述智能控制系统还包括按键输入模块，所述按键输入模块接收到按键激活信号时，所述按键输入模块向所述MCU发送中断信号，所述中断信号用于将所述MCU从休眠状态或待机状态切换至正常工作状态。
MCU可以通过按键输入模块接收到按键激活信号进行电平触发唤醒；MCU被激活后进入正常工作状态，并给状态指示模块输出对应的状态指示信号。
在一些场景下，比如，汽车电池的电压小于5V时，唤醒模块70无法正常工作，此时用户可以按压按键输入模块，可以通过按键输入模块将MCU从休眠状态或待机状态切换至正常工作状态。
可选的，所述智能控制系统还包括电流检测器，所述电流检测器设置在所述电源输出端口与所述容性负载之间，用于检测所述内部电池组向所述容性负载放电时的放电电流；
在所述放电电流大于过流阈值或短路阈值的情况下，所述电流检测器向所述MCU发送过流保护信号或短路保护信号；
所述MCU根据所述过流保护信号或所述短路保护信号控制所述开关控制模块处于断开状态。
本申请实施例中，当内部电池组通过闭合的开关控制模块对汽车电池进行放电时，放电输出电流经过电流检测器件比如检流电阻或导体由于流过电流而产生的电压信息，经过电压放大电路后传送到MCU的A/D输入端口，进行A/D转换和数学计算间接得到放电输出的电流信息，MCU根据实际输出电流值与过流或短路状态的设定阈值进行比较，如果实际输出电流值大于过流或短路状态的设定阈值，则断开开关控制模块，切断输出回路。本申请实施例通过设置电流检测器，使得智能控制系统具备输出过流和外部负载短路的保护机制。
可选的，所述智能控制系统还包括双向电流检测传感器，所述双向电流检测传感器设置在所述电源输出端口与所述容性负载之间，用于检测所述内部电池组处于放电状态或充电状态；
在所述内部电池组处于充电状态的情况下，所述双向电流检测传感器向所述MCU发送充电保护信号；
所述MCU根据所述充电保护信号控制所述开关控制模块处于断开状态。
本申请实施例中，当汽车辅助启动完毕后，汽车内部的发电机开始工作，外部汽车电池的电压可能高于上述的应急启动电源内部电池的电压，这样就会出现电流倒灌、回充内部电池的不安全现象。一旦发动机启动后，由于发动机上还装了一个发电机，发动机马达一旦转起来后，会带动发电机开始发电，这个时候发电机反过来给蓄电池和内部电池进行充电，此时就是电流倒灌。本申请实施例采用双向电流检测传感器检测输出电流的方向和电流值的信息，MCU接收来自双向电流检测传感器的输出，正常启动输出是放电方向，如果检测到电流的方向为充电方向，则断开开关控制模块，切断输出回路。
可选的，所述智能控制系统还包括状态指示模块，所述状态指示模块与所述MCU连接，实现所述智能控制系统的状态指示，所述状态指示包括工作状态指示和报警提示。
本申请实施例中，状态指示模块由LED指示灯或者LED指示灯和蜂鸣器的组合而成。
上述智能控制系统一般包括应急启动电源、电瓶夹和容性负载这三个产品。应急启动电源包括内部电池组，电瓶夹包括电源输出端口以及电源输入端口，容性负载可以是汽车蓄电池(可以简称汽车电池)等。电瓶夹的电源输入端口与内部电池组连接，电瓶夹的电源输出端口与汽车电池连接。具体的，电瓶夹的电源输入端口正极与内部电池组的正极连接，电瓶夹的电源输入端口负极与内部电池组的负极连接。电瓶夹的电源输出端口正极对应电瓶夹的正极性夹子(正极性夹子一般是红色)，电瓶夹的电源输出端口负极对应电瓶夹的负极性夹子(负极性夹子一般是黑色)。正常情况下，电瓶夹的正极性夹子夹住汽车电池的正极，电瓶夹的负极性夹子夹住汽车电池的负极，此时电瓶夹的电源输出端口正极与汽车电池的正极连接，电瓶夹的电源输出端口负极与汽车电池的负极连接，汽车电池极性正接。在一些情况下，比如用户操作不当，不专业的维修人员操作失误，导致电瓶夹的正极性夹子夹住汽车电池的负极，电瓶夹的负极性夹子夹住汽车电池的正极，出现汽车电池极性反接的情况。
请参阅图11，图11是本申请实施例提供的另一种智能控制系统的结构示意图。如图11所示，该智能控制系统包括应急启动电源、电瓶夹和容性负载。图11中的电瓶夹与容性负载以极性正接作为示例。
智能控制系统中的MCU、电压检测模块、开关控制模块可以设置在应急启动电源内，如图12所示。也可以设置在电瓶夹内，此时的电瓶夹可以称为智能电瓶夹，如图13所示。
以上对本申请实施例所提供的一种控制系统、应急启动电源和智能电瓶夹进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (22)

1.一种智能控制系统，其特征在于，包括微控制器MCU、电压检测模块、开关控制模块、应急启动电源、容性负载和电源输出端口；
所述电源输出端口与所述容性负载电气连接；
所述开关控制模块的第一端连接所述应急启动电源的内部电池组，所述开关控制模块的第二端通过所述电源输出端口电气连接所述容性负载；所述开关控制模块的控制端接收来自所述MCU的控制信号；
所述电压检测模块，用于对所述容性负载进行连接极性的识别，所述电压检测模块包括非隔离器件；
所述MCU，用于通过所述电压检测模块检测到所述容性负载极性反接的情况下，控制所述开关控制模块处于断开状态。
2.根据权利要求1所述的智能控制系统，其特征在于，所述电压检测模块，还用于检测所述容性负载的电压。
3.根据权利要求1或2所述的智能控制系统，其特征在于，所述电压检测模块包括电压比例运算电路和滤波电路；所述电压比例运算电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第一二极管，所述滤波电路包括第四电阻和第一电容；
所述第一电阻的第一端连接电源端，所述第三电阻的第一端连接所述容性负载的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端、所述第三电阻的第二端、第四电阻的第一端和第一二极管的负极，所述第四电阻的第二端连接所述第一电容的第一端和所述MCU的第一输入端；所述第二电阻的第二端、所述第一二极管的正极和所述第一电容的第二端接地；
所述MCU，用于通过所述MCU的第一输入端接收到模拟电压信号；
所述MCU，还用于在所述模拟电压信号对应的电压值小于第一电压区间的下限值的情况下，确定所述容性负载极性反接，控制所述开关控制模块处于断开状态；
所述MCU，还用于根据所述模拟电压信号确定所述容性负载的电压。
4.根据权利要求3所述的智能控制系统，其特征在于，
所述MCU，还用于在所述模拟电压信号对应的电压值大于所述第一电压区间的上限值的情况下，确定所述容性负载极性正接。
5.根据权利要求4所述的智能控制系统，其特征在于，
所述MCU，还用于在所述容性负载极性正接的情况下，若检测到所述模拟电压信号对应的电压值的下降斜率大于预设斜率阈值，控制所述开关控制模块处于导通状态。
6.根据权利要求3所述的智能控制系统，其特征在于，
所述MCU，还用于在所述模拟电压信号对应的电压值处于所述第一电压区间的情况下，确定所述容性负载的正负极发生短路，控制所述开关控制模块处于断开状态。
7.根据权利要求3所述的智能控制系统，其特征在于，
所述MCU，还用于在所述模拟电压信号对应的电压值处于第二电压区间的情况下，确定所述电源输出端口与所述容性负载电气连接异常，所述第一电压区间与所述第二电压区间没有交集。
8.根据权利要求1或2所述的智能控制系统，其特征在于，所述电压检测模块包括极性检测电路和电压检测电路；所述极性检测电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第二电容和第二二极管，所述电压检测电路包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第三电容和第三二极管；
所述第五电阻的第一端连接电源端，所述第五电阻的第二端连接所述第六电阻的第一端、所述第八电阻的第一端和所述第九电阻的第一端，所述第八电阻的第二端连接所述第二电容的第一端和所述极性检测电路的输出端，所述第九电阻的第二端连接所述第七电阻的第一端和第二二极管的第一端，所述第二二极管的第二端连接所述容性负载的第一端和所述第十一电阻的第一端，所述第十一电阻的第二端连接所述第十电阻的第一端和所述第十二电阻的第一端，所述第十二电阻的第二端连接所述第三电容的第一端和所述电压检测电路的输出端，所述第六电阻的第二端、所述第七电阻的第二端、所述第十电阻的第二端、所述第二电容的第二端、所第三电容的第二端接地；
所述MCU，用于通过所述MCU的第二输入端接收所述极性检测电路的输出端输出的极性电压信号；
所述MCU，还用于在所述极性电压信号对应的电压值位于第三电压区间的情况下，确定所述容性负载极性反接，控制所述开关控制模块处于断开状态。
9.根据权利要求8所述的智能控制系统，其特征在于，
所述MCU，还用于在所述极性电压信号对应的电压值位于第四电压区间的情况下，确定所述容性负载极性正接，所述第三电压区间与所述第四电压区间没有交集。
10.根据权利要求9所述的智能控制系统，其特征在于，
所述MCU，还用于在所述容性负载极性正接的情况下，通过所述MCU的第三输入端接收所述电压检测电路的输出端输出的容性负载电压信号，根据所述容性负载电压信号确定所述容性负载的电压。
11.根据权利要求1所述的智能控制系统，其特征在于，所述电压检测模块包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管和负载电阻；
所述第一开关管的第一端和所述第四开关管的第一端连接所述容性负载的第一端，所述第二开关管的第一端和所述第三开关管的第一端连接所述容性负载的第二端，所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第二端连接所述内部电池组的正极，所述第三开关管的第二端和所述第四开关管的第二端连接所述负载电阻的第一端，所述负载电阻的第二端连接所述内部电池组的负极；
所述MCU，还用于在所述第一开关管和所述第三开关管导通，并且所述第二开关管和所述第四开关管断开的情况下，检测所述负载电阻上的第一电流；
所述MCU，还用于在所述第一开关管和所述第三开关管断开，并且所述第二开关管和所述第四开关管导通的情况下，检测所述负载电阻上的第二电流；
所述MCU，还用于在所述第一电流大于所述第二电流的情况，确定所述容性负载极性反接；
所述MCU，还用于在所述第一电流小于所述第二电流的情况，确定所述容性负载极性正接。
12.根据权利要求11所述的智能控制系统，其特征在于，所述电压检测模块还包括第五开关管和第六开关管；
所述第五开关管的第一端连接所述容性负载的第一端，所述第五开关管的第二端连接所述内部电池组的正极，所述第六开关管的第一端连接所述容性负载的第二端，所述第六开关管的第二端连接所述内部电池组的负极。
13.根据权利要求3～7、10任一项所述的智能控制系统，其特征在于，所述智能控制系统还包括唤醒模块，所述唤醒模块用于检测到所述容性负载的电压大于第一阈值的情况下，通过所述唤醒模块的输出端向所述MCU发送中断信号，所述中断信号用于将所述MCU从休眠状态或待机状态切换至正常工作状态。
14.根据权利要求13所述的智能控制系统，其特征在于，所述唤醒模块包括第一电压比较器、第二电压比较器、第四二极管、第五二极管和第十三电阻；
所述电源端连接所述第一电压比较器的供电端、所述第二电压比较器的供电端和所述第十三电阻的第一端，所述第一电压比较器的接地端和所述第二电压比较器的接地端接地；
所述第一电压比较器的同相输入端连接第一参考电压，所述第一电压比较器的反向输入端连接所述模拟电压信号或所述容性负载电压信号，所述第一电压比较器的输出端连接所述第四二极管的负极，所述第四二极管的正极连接所述第十三电阻的第二端和所述第五二极管的正极和所述唤醒模块的输出端；
所述第二电压比较器的同相输入端连接所述模拟电压信号或所述容性负载电压信号，所述第二电压比较器的反向输入端连接第二参考电压，所述第二电压比较器的输出端连接所述第五二极管的负极。
15.根据权利要求3～10、14任一项所述的智能控制系统，其特征在于，所述智能控制系统还包括稳压电源模块，所述稳压电源模块包括第六二极管、第七二极管和低压差线性稳压器LDO，所述第六二极管的正极连接所述内部电池组的正极，所述第六二极管的负极连接所述第七二极管的负极和所述LDO的输入端，所述第七二极管的正极连接所述容性负载的正极，所述LDO的输出端为所述电源端。
16.根据权利要求1或2所述的智能控制系统，其特征在于，所述智能控制系统还包括按键输入模块，所述按键输入模块接收到按键激活信号时，所述按键输入模块向所述MCU发送中断信号，所述中断信号用于将所述MCU从休眠状态或待机状态切换至正常工作状态。
17.根据权利要求1或2所述的智能控制系统，其特征在于，所述智能控制系统还包括电流检测器，所述电流检测器设置在所述电源输出端口与所述容性负载之间，用于检测所述内部电池组向所述容性负载放电时的放电电流；
在所述放电电流大于过流阈值或短路阈值的情况下，所述电流检测器向所述MCU发送过流保护信号或短路保护信号；
所述MCU根据所述过流保护信号或所述短路保护信号控制所述开关控制模块处于断开状态。
18.根据权利要求1或2所述的智能控制系统，其特征在于，所述智能控制系统还包括双向电流检测传感器，所述双向电流检测传感器设置在所述电源输出端口与所述容性负载之间，用于检测所述内部电池组处于放电状态或充电状态；
在所述内部电池组处于充电状态的情况下，所述双向电流检测传感器向所述MCU发送充电保护信号；
所述MCU根据所述充电保护信号控制所述开关控制模块处于断开状态。
19.根据权利要求1或2所述的智能控制系统，其特征在于，所述智能控制系统还包括状态指示模块，所述状态指示模块与所述MCU连接，实现所述智能控制系统的状态指示，所述状态指示包括工作状态指示和报警提示。
20.根据权利要求1～19任一项所述的智能控制系统，其特征在于，所述容性负载包括蓄电池、超级电容、锂电池中的任一种或者任意组合。
21.一种应急启动电源，其特征在于，包括权利要求1～20任一项所述的微控制器MCU、电压检测模块、开关控制模块和内部电池组；
所述内部电池组与所述开关控制模块的第一端电气连接，所述开关控制模块的第二端与容性负载电气连接；所述开关控制模块的控制端接收来自所述MCU的控制信号；
所述电压检测模块，用于对所述容性负载进行连接极性的识别，所述电压检测模块包括非隔离器件；
所述MCU，用于通过所述电压检测模块检测到所述容性负载极性反接的情况下，控制所述开关控制模块处于断开状态。
22.一种智能电瓶夹，其特征在于，包括权利要求1～20任一项所述的微控制器MCU、电压检测模块、开关控制模块、电源输出端口以及电源输入端口；
所述电源输入端口与应急启动电源的内部电池组电气连接，所述电源输出端口与容性负载电气连接；
所述开关控制模块的第一端通过所述电源输入端口电气连接所述内部电池组，所述开关控制模块的第二端通过所述电源输出端口电气连接所述容性负载；所述开关控制模块的控制端接收来自所述MCU的控制信号；
所述电压检测模块，用于对所述容性负载进行连接极性的识别，所述电压检测模块包括非隔离器件；
所述MCU，用于通过所述电压检测模块检测到所述容性负载极性反接的情况下，控制所述开关控制模块处于断开状态。
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