CN204651906U - 一种汽车紧急启动电瓶安全夹 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种汽车紧急启动电瓶安全夹，包括控制单元，与控制单元连接的驱动开关，由驱动开关控制的通断开关，通断开关的一端连接外接电池，通断开关的另一端连接汽车电瓶，控制单元处理通过检测器单元检测异常情况后，控制单元自动输出一个控制信号给驱动开关，由通断开关断开外接电池与汽车电瓶的连接。本实用新型体积小，方便携带，安全保护功能完善。

Description

一种汽车紧急启动电瓶安全夹

技术领域

本实用新型涉及一种保护装置，尤其涉及汽车紧急启动电瓶安全夹。

背景技术

现有市场同类产品具有安全隐患，例如：当夹子与电瓶接触时，会产生电 火花；当夹子正负极短路，可能会产生电池爆炸，造成人身伤害；当发动汽车 时，如因振动使夹子松脱，夹子碰到汽车其它金属部分，会造成安全隐患。

实用新型内容

 为了解决现有技术中问题，本实用新型提供了一种汽车紧急启动电瓶安全夹。

接下来介绍本实用新型的技术方案： 采用智能安全的理念来设计。当夹子夹在汽车电瓶上，保护板自动侦测电瓶电量，打开电子开关，给电池提供足够的能量（电压/电流）来发动汽车，具体如下：

一种汽车紧急启动电瓶安全夹，包括控制单元、检测器单元、电路通断控制单元、报警单元；

    上述控制单元分别与检测器单元、电路通断控制单元、报警单元相连；上述电路通断控制单元包括:由关键器件三极管 Q1、三极管 Q2 组成的驱动开关；控制由关键器件场效应管 Q3、场效应管 Q4、场效应管 Q5、场效应管Q6 组成的 12V/200-800A 通、断开关之通断。

上述检测器单元包括自动侦测电瓶电压检测器、输入电池欠压检测器、过 流短路检测器、汽车电瓶过压检测器、电瓶夹松脱检测器、汽车电瓶电压检测器。

上述自动侦测电瓶电压检测器包括外接电源输出正端 BT+(2)、外接电源输 出低电位端 GND(4)、分压电阻 R11、分压电阻 R16、控制芯片 U3 的(7)脚。上述输入电池欠压检测器包括外接电源输入正端 BT+(1)、外接电源输入负端 BT+(3)、分压电阻 R6、分压电阻 R13、控制芯片 U3 的(6)脚。

上述过流短路检测器包括外接电源输出正端 BT+(2)、外接电源输出低电位端 GND(4)、分压电阻 R6、分压电阻 R13、控制芯片 U3 的(6)脚。

上述汽车电瓶过压检测器包括外接电源输出正端 BT+(2)、外接电源输出低 电位端 GND(4)、分压电阻 R6、分压电阻 R13。

 上述电瓶夹松脱检测器包括外接电源输出正端 BT+(2)、夹子电位检测端 BT+(14)、分压电阻 R18、分压电阻 R19。

 上述汽车电瓶电压检测器包括外接电源输出正端 BT+(2)、外接电源输出低电位端 GND(4)、分压电阻 R6、分压电阻 R13。

  上述控制单元为控制用芯片 U3,控制单元的作用是处理检测器单元输入的各种检测信号，并将处理结果输出到电路通断控制单元和报警单元。

 上述报警单元为报警系统 LED 指示，所述报警系统 LED 指示包括发光二极管 LED1，发光二极管 LED2；所述发光二极管 LED1 指示过流短路状况，所述 发光二极管 LED2 指示侦测电瓶电压状况。

 本实用新型的有益效果是 ：

   1.无电火花自动侦测启动功能；

    2.夹子松脱保护功能；

    3.反接保护功能。

附图说明

图 1 为汽车紧急启动电瓶安全夹系统示意图。

图 2 为汽车紧急启动电瓶安全夹电路示图。

具体实施方式

 一、先介绍本实用新型的具体实施方式：

    图 1 为汽车紧急启动电瓶安全夹系统示意框图。 如图所示，控制单元分别与自动侦测电瓶电压检测器、输入电池欠压检测器、过流短路检测器、汽车电瓶过压检测器、电瓶夹松脱检测器、汽车电瓶电 压检测器、报警系统 LED 指示、驱动开关相连；12V/200-800A 通、断开关分别与驱动开关、12V/200-800A 输出、外部 12V/200-800A 锂电池输入相连。

所述汽车紧急启动电瓶安全夹的系统工作原理是：通过检测启动器外部的电参数，并将该参数所生成的数值输入控制芯片运算，最后将运算结果输出到驱动开关驱动 12V/200-800A 通、断开关动作，控制外部12V/200-800A 锂电池与汽车电瓶之间的通断。同时将需提示状态通过报警系统LED 给予指示。

图 2 为根据本实用新型的汽车紧急启动电瓶安全夹的具体电路图。

根据图 2 所示，在该电路中包含有一个控制芯片 U3,所述控制芯片的①脚与 稳压芯片 U2 的③脚（电压输出端 Vout）相连，同时分别经电容 C4、电容 C5 接 地；控制芯片的②脚经电阻 R7 接至三极管 Q2 的基极；控制芯片的③脚与①脚 并联；控制芯片的④脚与发光二极管 LED1 的阳极相连，所述发光二极管 LED1 的阴极接地；控制芯片的⑤脚经由电容 C10 与电阻 R18 组成的并联电路接地， 同时经电阻 R10 接夹子电位检测端 BT+⒁；控制芯片的⑥脚一方面通过电阻 R6 接至外接电源输入端正端 BT+①和外接电源输出正端 BT+②，另一方面经由电容C9 与电阻 R13 组成的并联电路接地；控制芯片的⑦脚一方面经由电容 C7 与电阻 R16 组成的并联电路接地，另一方面经电阻 R11 接至外接电源输出低电位端 GND④；控制芯片的⑧脚接地。

在该电路中包含有一个稳压芯片 U2，所述稳压芯片 U2 的①脚通过电容 C3接地，同时通过电阻 R5 接至电感 L2 的一端；稳压芯片 U2 的②脚接地；稳压芯 片 U2 的③脚与控制芯片的①脚相连。

 在该电路中包含有一个升压芯片 U1,所述升压芯片 U1 的①脚一方面接至电 感 L1 的一端，另一方面接至二极管 D2 的阳极；升压芯片 U1 的②脚接地；升压芯片 U1 的③脚一方面经电阻 R4 接地，另一方面经电阻 R3 接至电容 C2 的一端 和电感 L2 的一端，所述 C2 的另一端接地，所述 L2 的另一端接二极管 D2 的阴 极；升压芯片 U1 的④脚经 R2 接至所述电感 L1 的另一端；升压芯片 U1 的⑤脚 接至稳压二极管 D1 的阴极，所述稳压二极管 D1 的阴极通过电阻 R1 接至外接电 源输入端正端 BT+①和外接电源输出正端 BT+②，所述稳压二极管 D1 的阳极接 地。

 三极管 Q1 的基极接电阻 R8 的一端，同时接电阻 R9 的一端；所述三极管 Q1 的发射极接所述电阻 R8 的另一端，同时接所述电阻 R5 的一端，所述三极管 Q1 的集电极接电阻 R14 的一端，同时接电阻 R17 的一端，也同时接电阻 R17 的一端，还同时接电阻 R10 的一端，最后同时接电阻 R15 的一端；所述电阻 R14 的另一端接地，所述电阻 R14 与电容 C8 并联，所述电阻 R17 的另一端与发光二极管 LED1 的阳极连接，所述发光二极管 LED1 的阴极接地。

 三极管 Q2 的基极接电阻 R7 的一端，所述三极管 Q2 的发射极接地，所述三极管 Q1 的集电极通过电阻 R9 接至所述三极管 Q1 的基极。

 场效应管 Q3 的栅极接所述电阻 R15 的另一端，同时接场效应管 Q4 的栅极；所述场效应管 Q3 的漏极接场效应管 Q4 的漏极；所述场效应管 Q3 的源极接地，同时接为外接电源输入端负端 BT-③，还同时接场效应管 Q4 的源极。

 场效应管 Q4 的栅极接所述电阻 R10 的另一端，同时接场效应管 Q5 的栅极； 所述场效应管 Q5 的漏极接场效应管 Q4 的漏极；所述场效应管 Q4 的源极接场效 应管 Q5 的源极，同时接电阻 R11 的一端，还同时接至外接电源输出低电位端 GND④。

 场效应管 Q5 的栅极接场效应管 Q5 的栅极；所述场效应管 Q5 的漏极接场 效应管 Q6 的漏极；所述场效应管 Q5 的源极接场效应管 Q4 的源极，同时接电阻R11 的一端，还同时接至外接电源输出低电位端 GND④。

场效应管 Q6 的栅极接场效应管 Q3 的栅极；所述场效应管 Q6 的漏极接场效 应管 Q5 的漏极；所述场效应管 Q5 的源极接地。

所述汽车紧急启动电瓶安全夹的电路工作原理是：

BT+①和 BT-③为外接电源输入端。

 BT+①正极经 R1 限流，C1 滤波，D1 稳压到升压 IC(U1)5 脚供电，5 脚经 R2 给 4 脚一个触发电压，U1 工作输入经 L1,D2,L2,R3,R4 组成升压外围线路，将输入电源+12V 升至+15V⑤。经 C2 滤波，R5 限流 C3 再次滤波到 U2⑥稳压 IC 的输入端，经 U2 将+15V 稳压成+5V，经 C5,C4 滤波到单片机（MCU）1,3 脚⑦，当 BT+②和 GND④外接缺电的汽车电池时，GND④经 R11 和 R16 分压给 U3 7 脚⑧一个触发电压，U3 2 脚输出+5V 电压经 R7 到 Q2 的基极⑨，Q2 导通，将 Q1 基极⑽的电压拉低，Q1 导通，+15V⑤经 Q1 到⑾，15V 经 R17，LED 2 到 BT-,LED 指示灯亮。经 R5 到⑿驱动 Q3,Q6 的 G 极，经 R10 到⒀驱动 Q4,Q5 的 G 极，Q3,Q6,Q4,Q5 导通，BT-③到 GND④，BT+②, GND④输出+12V 正常。

 当 BT+①与 BT-③输入电压低于 10.8V 时，经 R6 和 R13 分压到 U3 6 脚，U3 

2 脚无 5V 电压输出，Q3、Q6,Q4,Q5 无驱动信号。BT+②与 GND 无 12V 输出，U3 4 脚输出 5V 经 R12 到 LED1（红色）LED1 亮起，起到欠压保护功能。

  当 BT+②与 BT+⒁通过夹子两边齿短路，当红色夹子与汽车电瓶分开时，BT+⒁瞬间断开，经 BT+⒁到 R19 与 R18 至 U3 5 脚的分压为 0V，U3 2 脚无输出，BT-③至 GND④断开。

当 BT+②与 GND④短路时，BT+②通过 GND④到 R11,R16 分压给 U3 7 脚一个 信号 U3 2 脚无信号输出，Q3,Q6,Q4,Q5 不导通，无输出电压，U3 4 脚输出通断 信号给 R13 到 LED1,LED 呈闪烁状态，实现短路保护功能。

当正常启动后,BT+②和 GND④接大电流时，BT+②通过 R6 和 R13 分压给 U3一个信号，U3 内部倒计时 3 秒，停止 2 脚信号输出，实现过电流保护功能。

 当 BT+②与 GND④所接汽车电瓶紧急启动后，汽车发动机会对电瓶对电瓶夹反充电，反充电会经过 BT+②到 R6,R13 分压给 U3 6 脚一个信号，U3 2 脚停止 信号提供输出，实现反充保护功能。

 当 BT+②与 GND④接到所要紧急启动的汽车电瓶上，自动侦测电瓶电压。经GND④到 R11，R16 分压给 U3 7 脚一个信号。U3 2 脚输出信号。Q3,Q6,Q4,Q5 导 通 LED2 绿灯亮起，实现自动侦测启动功能。

当 BT+②/GND④与汽车电瓶正（+）负（-）极接通时，汽车电瓶电压高于BT+②/GND④的电压，BT+②会经过 R6 与 R13 分压给 U3 7 脚一个信号，U3 2 脚无信号输出，Q3、Q4、Q5、Q6 不导通，起到电瓶电压控测功能。

 采用以上结合附图描述的本实用新型实施例的汽车紧急启动电瓶安全夹的 结构，实现了对汽车电瓶进行安全连接外部电源的目的，但本实用新型不局限 于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，根据本实用新型的教 导，设计出不同形式的信息采集识别设备并不需要创造性劳动。在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下这些对实施方式进行的变化、修改、替换和变形 仍落入本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种汽车紧急启动电瓶安全夹，其特征在于：包括控制单元、检测器单元、

电路通断控制单元、报警单元；

所述控制单元分别与检测器单元、电路通断控制单元、报警单元相连；

所述电路通断控制单元包括:由关键器件三极管(Q1)、三极管(Q2)组成的

驱动开关，控制由关键器件场效应管(Q3)、场效应管(Q4)、场效应管(Q5)、场

效应管(Q6)组成的12V/200-800A 通、断开关之通断。

2.根据权利要求1 所述的汽车紧急启动电瓶安全夹，其特征在于：所述检测

器单元包括自动侦测电瓶电压检测器、输入电池欠压检测器、过流短路检测器、

汽车电瓶过压检测器、电瓶夹松脱检测器、汽车电瓶电压检测器。

3.根据权利要求2 所述的汽车紧急启动电瓶安全夹，其特征在于：

所述自动侦测电瓶电压检测器包括外接电源输出正端BT+(2)、外接电源输出低

电位端GND(4)、分压电阻R11、分压电阻R16、控制芯片U3 的(7)脚。

4.根据权利要求2 所述的汽车紧急启动电瓶安全夹，其特征在于：

所述输入电池欠压检测器包括外接电源输入正端BT+(1)、外接电源输入负端

BT+(3)、分压电阻R6、分压电阻R13、控制芯片U3 的(6)脚。

5.根据权利要求2 所述的汽车紧急启动电瓶安全夹，其特征在于：

所述过流短路检测器包括外接电源输出正端BT+(2)、外接电源输出低电位端

GND(4)、分压电阻R6、分压电阻R13、控制芯片U3 的(6)脚。

6.根据权利要求2 所述的汽车紧急启动电瓶安全夹，其特征在于：

所述汽车电瓶过压检测器包括外接电源输出正端BT+(2)、外接电源输出低电位

端GND(4)、分压电阻R6、分压电阻R13。

7.根据权利要求2 所述的汽车紧急启动电瓶安全夹，其特征在于：

所述电瓶夹松脱检测器包括外接电源输出正端BT+(2)、夹子电位检测端

BT+(14)、分压电阻R18、分压电阻R19。

8.根据权利要求2 所述的汽车紧急启动电瓶安全夹，其特征在于：所述汽车

电瓶电压检测器包括外接电源输出正端BT+(2)、外接电源输出低电位端GND(4)、

分压电阻R6、分压电阻R13。

9.根据权利要求1 所述的汽车紧急启动电瓶安全夹，其特征在于：

所述控制单元为控制用芯片U3,控制单元的作用是处理检测器单元输入的各种

检测信号，并将处理结果输出到电路通断控制单元和报警单元。

10.根据权利要求1 所述的汽车紧急启动电瓶安全夹，其特征在于：所述报警

单元为报警系统LED 指示，所述报警系统LED 指示包括发光二极管LED1，发

光二极管LED2；所述发光二极管LED1 指示过流短路状况，所述发光二极管

LED2 指示侦测电瓶电压状况。