CN217956687U - 引擎启动智能开关 - Google Patents

Abstract

一种引擎启动智能开关，与一汽车电瓶并接，以控制电瓶电力是否供电给一负载，包含一电源稳压电路及一并连于电源稳压电路及电瓶电压的比较电路，该比较电路具有一第一比较器、一第二比较器、一晶体管、一第一场效晶体管及一第二场效晶体管，引擎启动时，电源稳压电路授电于电瓶电力以输出一参考电压，经两比较器将参考电压和电瓶电压比较，当参考电压达到一默认电压值，驱动晶体管使其导通，并驱使两场效晶体管导通，以供电给负载，当参考电压低于默认电压值，晶体管截止，无法供电给负载，以确保引擎未启动时电瓶电量不被负载所耗尽。

Description

引擎启动智能开关

技术领域

本实用新型涉及一种汽车电瓶保护电路，特别是涉及一种自动侦测于引擎未启动且充电电源未对电瓶充电时，切断汽车内所有负载端的供电回路的引擎启动智能开关。

背景技术

汽车电瓶没电，是车辆无法发动最常见的原因之一，有许多种情况都会让电瓶的电量耗尽，例如车大灯或车内灯未关闭，一旦等到隔日或数日之后，需要用车时车主才发现，这时汽车电瓶的电力早已被耗尽或是电压不足，导致无法启动汽车引擎的情形，此时车主通常只能寻求道路救援，如此一来不仅担误了用车的时间与成本，也徒增金钱上的无谓花费。

另外，随着高科技时代的进步，３Ｃ产品充斥且不离身的现在，汽车上的负载设备也随之增加，如行车记录器、车内电视屏幕、卫星导航设备、移动电话充电座、车内多处的照明灯、车内行动冰箱等等。然而，汽车使用者通常都是因匆促停车后离开，才会造成忘记关车灯或忘了拔除负载电源，而导致汽车电瓶电量被耗尽，尤其是现今３Ｃ产品以及照明灯所须的电量通常较高，也许不用历经一个晚上，汽车电池电力早已被耗尽，故造成需要用车时，因电池过放损坏电池引擎因而无法启动的窘况。

实用新型内容

本实用新型的引擎启动智能开关，连接在一汽车电瓶，当汽车引擎启动且汽车电瓶处于充电状态时，智能开关形成导通，得将电瓶电力提供给汽车的负载使用，而当汽车引擎未启动且汽车电瓶处于未充电状态时，则智能开关形成断路，将无法输出电力给预接的负载使用，以确保引擎未启动状态，电瓶电力不会遭汽车内部负载所耗尽。

本实用新型的引擎启动智能开关，经由一比较电路将一参考电压和一电瓶电压相比较，根据一默认电压值的比对判断，若达到该默认电压值，则能开通电瓶电力供给负载，若低于该默认电压值，则关闭负载的供电回路，以避免引擎在未启动状态，汽车电瓶电力被耗尽的危机。

因此，本实用新型所提出的一种引擎启动智能开关，连接于一汽车电瓶和一充电电源之间，用以控制电瓶电力是否供电给一负载，该智能开关包含有：一电源稳压电路，为一稳压IC，授电于该电瓶的电力以输出一稳定的参考电压；一比较电路，与该电源稳压电路及该充电电源电连接，并具有一第一比较器、一第二比较器、一晶体管、一第一场效晶体管及一第二场效晶体管，经由前述第一比较器和第二比较器将前述参考电压和入电的电瓶电压相比较，该参考电压为固定电压值，当入电的电瓶分电压高于该参考电压的分压值时，则驱动该晶体管使其导通，同时驱使前述第一场效晶体管及第二场效晶体管导通，以将电力供给前述负载使用，而当入电的电瓶分电压低于该参考电压的分压值时，则该晶体管截止，无法将电瓶电力供给前述负载使用，以确保电瓶处于未充电状态时，该电瓶电量不被负载所耗尽。

依照上述本实用新型的引擎启动智能开关，其中，该比较电路的第一比较器和第二比较器是一集成电路，该参考电压分别连接供应至该第一比较器和该第二比较器的反相输入端，而电瓶正端的分电压分别连接供应到该第一比较器和该第二比较器的正相输入端，该第二比较器的输出端连接至该第二场效晶体管的栅极，该第二场效晶体管的漏极则连接到该负载的负端。

依照上述本实用新型的引擎启动智能开关，其中，该第一场效晶体管为P通道空乏型，其源极连接到该电瓶正端，该第一场效晶体管的漏极则连接到该负载的正端，当该晶体管导通后，电流则流向该第一场效晶体管的栅极并触通。

依照上述本实用新型的引擎启动智能开关，其中，该第二场效晶体管为N通道空乏型。

依照上述本实用新型的引擎启动智能开关，其中，该比较电路更具有由数个电阻及数个电容组成的分压组件，前述电阻及电容连接在该电源稳压电路和该第一比较器及该第二比较器之间。

依照上述本实用新型的引擎启动智能开关，其中，该比较电路更具有数个限流电阻及数个分压电阻，前述限流电阻分别连接在该第一比较器与该晶体管之间、该晶体管和该第一场效晶体管之间，以及该第二比较器和该第二场效晶体管之间，前述分压电阻分别连接在该第一比较器与该晶体管之间，以及第二比较器和该第二场效晶体管之间。

依照上述本实用新型的引擎启动智能开关，其中，该使能开关更包含有一外壳及一电路基板，该电源稳压电路及比较电路是装配在一电路基板上，而该电路基板被安装在该外壳内部。

依照上述本实用新型的引擎启动智能开关，其中，该电源稳压电路为型号RT9161A的稳压IC。

依照上述本实用新型的引擎启动智能开关，其中，该比较电路为型号MCP6041运算放大器。

依照上述本实用新型的引擎启动智能开关，其中，该晶体管为NPN三极晶体管。

据上，本实用新型的引擎启动智能开关，汽车引擎启动时，经由该比较电路以电压比对判断的方式，供电给汽车的负载电力，相反的，汽车引擎未启动时，则切断负载的供电回路，以避免汽车负载耗尽电瓶的电量。

附图说明

图1是本实用新型引擎启动智能开关的第一较佳实施例的电路方块图。

图2是该智能开关的电路图。

图3是该第一实施例的立体示意图。

图中：

100：智能开关；110：外壳；120：电路基板；130：电线；140：电线；150：扣环；160：扣环；170：电线；10：电源稳压电路；11：稳压IC；20：比较电路；21：第一比较器；22：第二比较器；23：晶体管；24：第一场效晶体管；25：第二场效晶体管；26：电阻；261：电阻；262：电阻；263：电阻；27：电容；271：电容；272：电容；28：限流电阻；281：限流电阻；282：限流电阻；283：限流电阻；284：分压电阻；285：分压电阻；29：高频滤除电容；200：汽车引擎；300：电瓶；301：充电电源；310：正极；320：负极；400：负载。

具体实施方式

参照图1、图3，本实用新型的引擎启动智能开关的第一较佳实施例，该智能开关(或称：致能开关)100是并连在一汽车引擎200和一电瓶300的一充电电源301之间，用以控制电瓶300电力是否供电给一负载400使用。由于发电机是汽车用电装置(即负载400)的主要电源，在汽车引擎200启动后，发电机除了提供电力给各项负载400电力之外，当电量有剩余时，发电机会向电瓶300(蓄电池)充电，上述充电电源301即是汽车发电机所输出的电压。而汽车的负载400包含有汽车大灯、车内照明灯、点烟器、行车记录器、汽车卫星导航设备、HDMI插座、USB充电座、方向灯、车窗升降器、雨刷泵、车内行动冰箱等等。

续参照图2，该智能开关100包含有一电源稳压电路10及一比较电路20。

本实施例中，该电源稳压电路10，为型号RT9161A-33GX的稳压IC 11(U1)，其Vin端连接至充电回路的充电电源301(CON1 INPUT是一入电源连接器)，由电源B+(+12V)供应电力(Vin)，以输出一稳定电源Vout。该实施例中，Vin端的电压为电瓶电压，Vout端的电压为+3.3V。该稳压IC 11(U1)的Vin端和Vout端与接地端(GND)之间还设有数个电容EC1、电容EC2及电容C1。

该比较电路20，与该电源稳压电路10及该电瓶300电压(具有一正端310与一负端320)并接，并具有一第一比较器21(U2A)、 一第二比较器22(U2B)、一晶体管23(Q2)、一第一场效晶体管24(Q1)，及一第二场效晶体管25(Q1)。本实施例中，该第一比较器21(U2A)和该第二比较器22(U2B)是一集成电路(IC)，型号为MCP6041运算放大器(OperationalAmplifiers)。该晶体管23(Q2)为型号BTN3904N3的NPN三极晶体管，俗称三极管。该第一场效晶体管24(Q1)为型号MTP2301N3的P通道空乏型场效晶体管(D MOSFET：DepletionMOSFET)。而该第二场效晶体管25(Q3)为型号MTN2306ZN3的N通道空乏型场效晶体管(DMOSFET：Depletion MOSFET)。

进一步，该比较电路20更具有由数个电阻26、261、262、263 (R1、R2、R3、R4)及数个电容27、271、272 (C3、EC3、C4)所组成的分压组件，以及数个限流电阻28、281、284、285(R5、R6、R9、R10)、分压电阻282、283(R7、R8)。前述电阻26、261及电容(C3、EC3)27、271连接在该电源稳压电路10的稳压IC 11 (U1)和该第一比较器21(U2A)之间。前述电阻(R3、R4)262、263及电容(C4)272连接在该电源稳压电路10的稳压IC 11(U1)和该第二比较器22(U2B)之间。前述限流电阻28、分压电阻282连接在该第一比较器21(U2A)的输出端(接脚1)与该晶体管23(Q2)的基极(B)之间。两个电阻26、261的连接处将形成一稳定的参考电压Vref，该参考电压Vref将连接并供应至该第一比较器21(U2A)和该第二比较器22(U2B)的反相输入端(-)，即接脚2及接脚6。前述限流电阻284、285(R9、R10)连接在该晶体管23(Q2)的集极(C)和该第一场效晶体管24(Q1)的栅极(G)、源极(S)之间，而该充电电源301(CON1 INPUT)将电瓶300电压导入后，通过两个电阻262、263(R3、R4)分压，再传递至该第一比较器21(U2A)和该第二比较器22(U2B)的正相输入端(+)。前述限流电阻281、283(R6、R8)连接在该第二比较器22(U2B)的输出端(接脚7)和该第二场效晶体管25(Q3)的栅极(G)、源极(S)之间。而该第一场效晶体管24(Q1)的漏极(D)则连接到该负载400的正电源端部(CON2 +OUT)，该第二场效晶体管25(Q3)的漏极(D)则连接到该负载400的负电源端部(CON3 -OUT)。另外，该第一比较器21(U2A)的正电源VDD(接脚8)和负电源VSS(接脚4)之间还连接有一高频滤除电容29(C3)。

因此，当汽车引擎200启动时，该智能开关100授电于电瓶300和充电电源301的电力，使该稳压IC 11(U1) 输出稳定电源Vout供给后续的电路，在负载400正电源(+OUT)的部分，负载正电开关是由入电通过分压电阻262、263(R3、R4)产生电瓶分电压，当电瓶分电压高于经电阻26、261分压的该参考电压Vref时(即默认电压值，于此设定为13V)，则该第一比较器21(U2A)供电驱动该晶体管23(Q2)使其导通，同时驱使该第一场效晶体管24(Q1)导通，以将电力供给前述负载400使用，而当入电的分压电阻262、263(R3、R4)的电瓶分电压低于电阻26、261分压的该参考电压Vref时(即低于电压13V以下)，则该晶体管23(Q2)截止，对前述负载400切断供应电力。负载400负电源(-OUT)的部分，当入电通过分压电阻262、263(R3、R4)产生的电瓶分电压高于分压后的该参考电压Vref时，则该第二比较器22(U2B)供电驱动该第二场效晶体管25(Q3)使其导通，以将电力供给前述负载400使用。而当入电的分压电阻262、263(R3、R4)的电瓶分电压低于经电阻26、261分压后的该参考电压Vref时，则该第二场效晶体管25(Q3)截止，以将电瓶300的负极与负载400负极接通使用。

而在汽车引擎200未启动，如汽车熄火状态时，因汽车引擎200未启动而无法提供电瓶300的充电回路保持充电状态，所以，此时，该参考电压Vref高于该电瓶300分压的电压值时，则该第一比较器21(U2A)和该第二比较器22(U2B)未能输出驱动电压，则该晶体管23(Q2)无法被触发导通，该第一场效晶体管24(Q1)和该第二场效晶体管25(Q3)亦呈截止状态，所以无法将电瓶300电力供给前述负载400使用，如此一来，即可确保汽车引擎200在未启动，且电瓶300的充电回路处于未充电状态时，因充电电源301未供电，所以汽车电瓶300的电量不会被负载400所耗尽的危机。

据上所述，由于当今的汽车通常装置有许多高科技化的负载设备，如行车记录器、卫星导航系统、HDMI插座、USB充电座、车窗升降机组、雨刷电泵，以及各式各样的照明灯等高耗能的车内负载，所以，当汽车引擎熄火后，一旦忘记关汽车大灯、车内灯，或是未关闭车内各式负载的情况下，汽车电瓶(池)很快就会被耗尽，等待下一次需要使用汽车才发现之时，汽车电瓶的电力恐所剩无几，进而导致引擎无法发动的危机。因此，在汽车引擎未启动时，因该智能开关100能自动侦测到该电瓶300无法通过充电回路充电时，充电电源301不供电，故当下立刻切断汽车负载400的电力供应，所以，电瓶300电量不再供应给负载400，一来，除不会造成汽车电瓶电力被耗尽的问题，二来，在不使用汽车的情况下，也可避免车内负载继续供电恐引发不慎短路而烧毁或车内意外起火等危险，故通过该智能开关100的装设，让汽车熄火后能获得许多安全上的保护功能。

如图2、图3所示，本实用新型的引擎启动智能开关100，更包含有一外壳110及一电路基板120。前述电源稳压电路10及比较电路20是装配在该电路基板120上，而该电路基板120被安装在该外壳110内部，经由两条电线130、140分别连接至该电瓶300的正极310与负极320，再经环圈式的二扣环150、160扣设在正极310、负极320上(实施上可通过螺帽锁固)，便与该电瓶300构成并连配接，而另一端再通过一条电线170装配于负载400即可，通过前述简易的装配方式，不论是运用在新车原装或是旧车的后续改装上，均能方便且快速加装该智能开关100，让汽车引擎200在熄火不使用时，电瓶300电量可完全避免被负载400所耗尽的使用问题。其次，图3中该扣环150、160结构可使用圆圈状或C型环圈式，亦可使用夹式扣环(图中未示)，以上方式均能达到快速装配的使用功效。

以上所述，仅为本实用新型的一个较佳实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，即大凡依本实用新型申请专利范围及实用新型说明内容所作的简单的等效变化与修饰，均应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种引擎启动智能开关，连接于一汽车的电瓶和一充电电源之间，用以控制电瓶电力是否供电给一负载，其特征在于，包含：

一电源稳压电路，为一稳压IC，授电于该电瓶的电力以输出一稳定的参考电压；

一比较电路，与该电源稳压电路及该充电电源电连接，并具有一第一比较器、一第二比较器、一晶体管、一第一场效晶体管及一第二场效晶体管，经由前述第一比较器和第二比较器将前述参考电压和入电的电瓶电压相比较，该参考电压为固定电压值，当入电的电瓶分电压高于该参考电压的分压值时，则驱动该晶体管使其导通，同时驱使前述第一场效晶体管及第二场效晶体管导通，以将电力供给前述负载使用，而当入电的电瓶分电压低于该参考电压的分压值时，则该晶体管截止，无法将电瓶电力供给前述负载使用，以确保电瓶处于未充电状态时，该电瓶电量不被负载所耗尽。

2.如权利要求1所述的引擎启动智能开关，其特征在于，该比较电路的第一比较器和第二比较器是一集成电路，该参考电压分别连接供应至该第一比较器和该第二比较器的反相输入端，而电瓶正端的分电压分别连接供应到该第一比较器和该第二比较器的正相输入端，该第二比较器的输出端连接至该第二场效晶体管的栅极，该第二场效晶体管的漏极则连接到该负载的负端。

3.如权利要求1所述的引擎启动智能开关，其特征在于，该第一场效晶体管为P通道空乏型，其源极连接到该电瓶的正端，该第一场效晶体管的漏极则连接到该负载的正端，当该晶体管导通后，电流则流向该第一场效晶体管的栅极并触通。

4.如权利要求1所述的引擎启动智能开关，其特征在于，该第二场效晶体管为N通道空乏型。

5.如权利要求2所述的引擎启动智能开关，其特征在于，该比较电路更具有由数个电阻及数个电容组成的分压组件，前述电阻及电容连接在该电源稳压电路和该第一比较器及该第二比较器之间。

6.如权利要求2所述的引擎启动智能开关，其特征在于，该比较电路更具有数个限流电阻及数个分压电阻，前述限流电阻分别连接在该第一比较器与该晶体管之间、该晶体管和该第一场效晶体管之间，以及该第二比较器和该第二场效晶体管之间，前述分压电阻分别连接在该第一比较器与该晶体管之间，以及第二比较器和该第二场效晶体管之间。

7.如权利要求1所述的引擎启动智能开关，其特征在于，更包含有一外壳及一电路基板，该电源稳压电路及比较电路是装配在一电路基板上，而该电路基板被安装在该外壳的内部。

8.如权利要求1所述的引擎启动智能开关，其特征在于，该电源稳压电路为型号RT9161A的稳压IC。

9.如权利要求1所述的引擎启动智能开关，其特征在于，该比较电路为型号MCP6041运算放大器。

10.如权利要求1所述的引擎启动智能开关，其特征在于，该晶体管为NPN三极晶体管。

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