CN114384439A - 一种用于汽车应急启动电源的检测方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于汽车应急启动电源的检测方法及设备,涉及汽车启动电源技术领域。本发明中:系统关闭MOSFET,检测设备连续若干次获取启动电源的温度信息、启动电源连接的输入端电压与输出端电压的电压差信息。检测设备打开MOSFET后,检测设备实时监测启动电源所产生的温度信息、输入电压、输出电压以及电流信息。本发明过对MOSFET模块的通断控制,检测识别启动电源是否反接、短路等状态,并实现线性隔离读取电瓶电压信息;并在对启动电源与电池的连接状态识别完成后,通过启动电源的启动参数对汽车电瓶进行启动过程中的工作状态进行判断,避免了启动电源的反接或汽车电瓶本身故障所导致的短路、过载等启动问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车启动电源技术领域,尤其涉及一种用于汽车应急启动电源的检测方法及设备。
背景技术
汽车本身电池因不当操作或长时间放置,会发生电量不足现象,而采用应急启动电源进行辅助汽车进行启动是较为常见的办法。在启动电源与汽车电池连接时,通过两个普通光耦检测电池是否连接正确。当启动电源与电池反接时反接光耦导通,正接光耦关断。当启动电源与电池连接,反接光耦关闭,正接光耦导通。
但上述方式仍存在一些问题:1.电池必须有电压,也就是说汽车电瓶一定是要是良品;2.普通光耦是做开关作用,检测不到汽车电瓶的电压,从而判断不了电瓶是不是良品,无法检测汽车电瓶本身的工作状态。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于汽车应急启动电源的检测方法及设备,通过对MOSFET模块的通断控制,检测识别启动电源是否反接、短路等状态,并实现线性隔离读取电瓶电压信息,对汽车电瓶进行启动过程中的工作状态进行判断。
为解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明提供一种用于汽车应急启动电源的检测方法,包括以下内容:
㈠MOSFET隔离状态下的启动电源初始监测
①检测设备复位上电后,检测设备内系统进行初始化,初始化结束后,延时一定时间,系统判定检测设备的稳态电压状况,并关闭MOSFET。②检测设备与启动电源连接,检测设备连续若干次获取启动电源的温度信息、启动电源连接的输入端电压与输出端电压的电压差信息,以及输入端与输出端之间的回路电流Ih。③根据②中输入端电压与输出端电压的电压差信息,检测设备判断并进行启动电源的接反保护及警示指示。④根据②中的回路电流Ih,检测设备判断是否打开MOSFET或重新开始②中的参数检测。
㈡MOSFET导通状态下的启动电源启动监测
⑤检测设备打开MOSFET后,检测设备连续若干次获取MOSFET导通后的电流信息,对第三次以及第三次以后多次获取到的电流信息In进行判断;若存在任意一次电流In大于系统预设的最大标准电流Imax,则检测设备输出启动电源的断路保护及报警指示,检测设备关闭MOSFET并重新开始②中的参数检测;若第三次以及第三次以后多次获取到的电流信息In都未超过最大标准电流Imax,则检测设备驱动启动电源进入等待启动模式。⑥启动电源进入等待启动模式后,经导通稳定时间TQ的延时后,启动电源进入启动状态,检测设备实时监测启动电源所产生的温度信息、输入电压、输出电压以及电流信息;若检测设备监测到的输出端电压大于输入端电压,同时检测设备监测到的电流小于0,则判定启动电源完成一次启动,根据启动电源待启动检测的次数需求,重新开始②中的参数检测或结束整个启动电源的启动测试。
作为本发明中检测方法的一种优选技术方案:检测设备未打开MOSFET前获取到的输出端电压≥输入端电压+0.2V时,检测设备进行启动电源的接反保护及报警指示。
作为本发明中检测方法的一种优选技术方案:检测设备未打开MOSFET前获取到的回路电流Ih>0.2A,则MOSFET打开;检测设备未打开MOSFET前获取到的回路电流Ih≤0.2A,则重新开始②中的参数检测。
作为本发明中检测方法的一种优选技术方案:根据②和⑥中获取到的温度信息,检测设备判断并输出启动电源的温度保护及报警警示;其中,当温度≥85℃或温度≤-25℃时,检测设备进行温度保护及报警警示。
作为本发明中检测方法的一种优选技术方案:MOSFET导通后的最大标准电流Imax=300A,启动电源进入等待启动的导通稳定时间TQ=50ms。
作为本发明中检测方法的一种优选技术方案:根据⑥中获取到的电流信息,若启动电源的启动电流大于启动电源的最大参考电流值IC,则检测设备输出过载保护及报警指示。
作为本发明中检测方法的一种优选技术方案:启动电源的最大参考电流值IC=300A或450A或500A。
作为本发明中检测方法的一种优选技术方案:根据⑥中获取到的电压信息,设启动电源启动过程中电压为Uq,若存在持续不低于时长TC的Uq<UC,其中UC为启动低电压参考值,则检测设备输出长时间拖启动保护及报警指示。
作为本发明中检测方法的一种优选技术方案:启动低电压参考值UC≤9V,UC=9V或8V或7V或6V,TC≥2s,TC=2s或3s或4秒或5秒。
本发明涉及一种用于汽车应急启动电源的检测设备,包括以下内容:
检测设备包括主处理控制器、MOSFET电路模块、温度检测模块、电压监测模块、电流监测模块和延时模块。主处理控制器驱动控制MOSFET电路模块中MOSFET的通断,温度检测模块传感监测MOSFET导通前启动电源初始状态的温度信息以及MOSFET导通后启动电源启动过程中启动电源的温度信息,电压监测模块监测MOSFET导通前启动电源初始状态的端点电压以及MOSFET导通后启动电源启动时端点电压和启动电压,电流监测模块监测MOSFET导通前启动电源初始状态的回路电流和MOSFET导通后启动电源导通电流和启动电流,温度检测模块监测启动电源的实时温度信息。
与现有的技术相比,本发明的有益效果是:
本发明通过对MOSFET模块的通断控制,检测识别启动电源是否反接、短路等状态,并实现线性隔离读取电瓶电压信息,用户可以进行无差别式连接;并在对启动电源与电池的连接状态识别完成后,通过启动电源的启动参数对汽车电瓶进行启动过程中的工作状态进行判断,避免了启动电源的反接或汽车电瓶本身故障所导致的短路、过载等启动问题。
附图说明
图1为本发明中用于汽车应急启动电源的检测方法的逻辑示意图;
图2为本发明中用于汽车应急启动电源的检测设备的检测模块及电源保护逻辑结构示意图;
图3为本发明检测电路中MOSFET电路模块的部分电路结构示意图;
图4为本发明中电流信号集成运算发大电路的部分电路结构示意图;
图5为本发明检测电路中外设信号中断电路的部分电路结构示意图;
图6为本发明检测电路中警报指示灯的部分电路结构示意图;
图7为本发明检测电路中警报蜂鸣器的部分电路结构示意图;
图8为本发明检测电路中温度检测的部分电路结构示意图;
图9为本发明检测电路中输入电压信号采样电路的部分电路结构示意图;
图10为本发明检测电路中HM7550稳压芯片的部分电路结构示意图;
图11为本发明检测电路中MCU的引脚及功能连接的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例一
请参阅图1,检测设备与启动电源连接后,检测设备复位上电,检测设备的系统进行初始化,等待300m后,检测系统上电稳定,检测设备对启动电源进行初始状态监测和判断。
检测设备连续100次对启动电源的温度、输入电压、输出电压、电流进行检测,当温度≥85℃或温度≤-25℃时,则进行温度保护并报警指示。当输出电压≥输入电压+0.2V,则进行接反保护并报警指示。若温度和电压都正常,则判定电流是否大于0.2A,若不大于0.2A,则重新对启动电源的温度、输入电压、输出电压、电流进行检测。
若启动电源初始监测的温度、电压和电流参数都正常,则打开MOSFET,检测设备连续120次的电流检测,若在第3次~120次的电流检测中,存在一次电流大于300A,则进行短接保护并报警指示。若没有电流大于300A,则进入等待启动模式,等待50ms后,启动电源启动,检测设备再次对启动过程中的启动电源进行监测,获取到温度、输入电压、输出电压和电流参数。若是温度≥85℃或温度≤-25℃时,则进行温度保护并报警指示。若电流大于启动电源对应的启动电流参数[例如300A或450A或500A],则进行过载保护并报警指示。若启动过程中启动电压降低至9V以下,而且这种低电压状态持续超过3秒,则进行长时间拖启动保护并报警指示。
若输出电压大于输入电压且电流小于0,则启动电源该次的启动正常,完成一次启动,根据预先设定的启动次数要求,进行再次循环检测、启动,或是退出启动程序。
当发生接反保护、温度保护、短路保护、过载保护、长时间拖启动保护的任意一种状态时,整个启动测试程序都会终止。
实施例二
在本发明中,图3至图11为MOSFET电路模块的部分电路结构示意图,MOSFET电路模块中采用了[威兆MOS管N沟道]VS40230AT场效应管。在本发明的检测设备中采用了HM7550稳压芯片,高效精准监测获取电路参数。
如图11所示,本发明的检测设备配置了8位微控制器-MCU[STM8S003F3P6],MCU的NRST输入低电平的时候,MCU处于复位状态,重设MCU所有的内部寄存器,及片内几十KB的SRAM。当NRST从低电平变高时,PC指针从0地址开始,但是复位的时候不会将STM32F片内RTC的寄存器以及后备存储器重置,因为它们是用电池通过专门的VBAT脚供电。STM32中的NRST有施密特功能。大概在输入电压低于1.9V的时候将芯片复位。
实施例三
在本发明中,检测设备在与启动电源连接后,至少配置有一串联有大电阻的启动电源初始测试支路,还配置有MOSFET电路模块[串联有大电阻的启动电源初始测试支路与MOSFET之间相当于并联]。在对启动电源进行初始测试时,MOSFET未导通,串联有大电阻的启动电源初始测试支路接入检测设备与启动电源之间,进行启动电源的初始状态监测采集,采集到相应的电压、电流参数后,判断启动电源相应的状态是否正常。启动电源的初始测试各参数、状态正常后,MOSFET导通[MOSFET导通后,相当于串联有大电阻的启动电源初始测试支路断路],先进行MOSFET导通后的电流监测判断,然后驱控启动电源进行启动,并对启动电源在启动时的电压、电流等参数、状态进行监测、判断。而温度检测模块不论在MOSFET导通前后,都是直接监测启动电源的温度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡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 (10)
1.一种用于汽车应急启动电源的检测方法,其特征在于:
㈠MOSFET隔离状态下的启动电源初始监测
①检测设备复位上电后,检测设备内系统进行初始化,初始化结束后,延时一定时间,系统判定检测设备的稳态电压状况,并关闭MOSFET;
②检测设备与启动电源连接,检测设备连续若干次获取启动电源的温度信息、启动电源连接的输入端电压与输出端电压的电压差信息,以及输入端与输出端之间的回路电流Ih;
③根据②中输入端电压与输出端电压的电压差信息,检测设备判断并进行启动电源的接反保护及警示指示;
④根据②中的回路电流Ih,检测设备判断是否打开MOSFET或重新开始②中的参数检测;
㈡MOSFET导通状态下的启动电源启动监测
⑤检测设备打开MOSFET后,检测设备连续若干次获取MOSFET导通后的电流信息,对第三次以及第三次以后多次获取到的电流信息In进行判断;
若存在任意一次电流In大于系统预设的最大标准电流Imax,则检测设备输出启动电源的断路保护及报警指示,检测设备关闭MOSFET并重新开始②中的参数检测;
若第三次以及第三次以后多次获取到的电流信息In都未超过最大标准电流Imax,则检测设备驱动启动电源进入等待启动模式;
⑥启动电源进入等待启动模式后,经导通稳定时间TQ的延时后,启动电源进入启动状态,检测设备实时监测启动电源所产生的温度信息、输入电压、输出电压以及电流信息;
若检测设备监测到的输出端电压大于输入端电压,同时检测设备监测到的电流小于0,则判定启动电源完成一次启动,根据启动电源待启动检测的次数需求,重新开始②中的参数检测或结束整个启动电源的启动测试。
2.根据权利要求1所述的一种用于汽车应急启动电源的检测方法,其特征在于:
检测设备未打开MOSFET前获取到的输出端电压≥输入端电压+0.2V时,检测设备进行启动电源的接反保护及报警指示。
3.根据权利要求1所述的一种用于汽车应急启动电源的检测方法,其特征在于:
检测设备未打开MOSFET前获取到的回路电流Ih>0.2A,则MOSFET打开;
检测设备未打开MOSFET前获取到的回路电流Ih≤0.2A,则重新开始②中的参数检测。
4.根据权利要求1所述的一种用于汽车应急启动电源的检测方法,其特征在于:
根据②和⑥中获取到的温度信息,检测设备判断并输出启动电源的温度保护及报警警示;
其中,当温度≥85℃或温度≤-25℃时,检测设备进行温度保护及报警警示。
5.根据权利要求1所述的一种用于汽车应急启动电源的检测方法,其特征在于:
MOSFET导通后的最大标准电流Imax=300A,启动电源进入等待启动的导通稳定时间TQ=50ms。
6.根据权利要求1所述的一种用于汽车应急启动电源的检测方法,其特征在于:
根据⑥中获取到的电流信息,若启动电源的启动电流大于启动电源的最大参考电流值IC,则检测设备输出过载保护及报警指示。
7.根据权利要求6所述的一种用于汽车应急启动电源的检测方法,其特征在于:
启动电源的最大参考电流值IC=300A或450A或500A。
8.根据权利要求1所述的一种用于汽车应急启动电源的检测方法,其特征在于:
根据⑥中获取到的电压信息,设启动电源启动过程中电压为Uq,若存在持续不低于时长TC的Uq<UC,其中UC为启动低电压参考值,则检测设备输出长时间拖启动保护及报警指示。
9.根据权利要求8所述的一种用于汽车应急启动电源的检测方法,其特征在于:
启动低电压参考值UC≤9V,TC≥2s。
10.一种用于汽车应急启动电源的检测设备,其特征在于,用于权利要求1至8中任一项所述的一种用于汽车应急启动电源的检测方法,包括以下内容:
检测设备包括主处理控制器、MOSFET电路模块、温度检测模块、电压监测模块、电流监测模块和延时模块;
主处理控制器驱动控制MOSFET电路模块中MOSFET的通断,温度检测模块传感监测MOSFET导通前启动电源初始状态的温度信息以及MOSFET导通后启动电源启动过程中启动电源的温度信息,电压监测模块监测MOSFET导通前启动电源初始状态的端点电压以及MOSFET导通后启动电源启动时端点电压和启动电压,电流监测模块监测MOSFET导通前启动电源初始状态的回路电流和MOSFET导通后启动电源导通电流和启动电流,温度检测模块监测启动电源的实时温度信息。
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