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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung (nämlich ein Sicherheitsklemmensystem) und insbesondere ein Sicherheitsklemmensystem für einen Notstart einer Fahrzeugbatterie.
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Stand der Technik
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Die Klemmenvorrichtung für eine Fahrzeugbatterie aus dem Stand der Technik ist nicht sicher. Wenn die Klemmenvorrichtung aus dem Stand der Technik beispielsweise die Fahrzeugbatterie berührt, entsteht ein elektrischer Funke. Wenn zwei Klemmen der Klemmenvorrichtung aus dem Stand der Technik einander berühren, werden die positive Elektrode und die negative Elektrode der Fahrzeugbatterie kurzgeschlossen, so dass die Fahrzeugbatterie explodieren kann und Personen verletzt werden können. Beim Anlassen des Fahrzeugs kann die Klemme das Fahrzeugblechberühren, falls die Klemme infolge der Fahrzeugvibration sich gelöst hat, was zu einem Sicherheitsproblem führt.
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Aufgabe der Erfindung
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Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Sicherheitsklemmensystem mit dem Intelligenz- und Sicherheitskonzept zu entwerfen. Wenn die Klemme die Fahrzeugbatterie klemmt, detektiert die schützende Platte automatisch die Menge der elektrischen Energie in der Fahrzeugbatterie. Der elektronische Schalter wird eingeschaltet, um der Fahrzeugbatterie genug Energie (Spannung/Strom) zum Anlassen des Fahrzeugs bereitzustellen. Überdies hat die vorliegende Erfindung die Funktion, automatisch zu detektieren, ob der elektrische Funke entstanden ist oder nicht, und das Fahrzeug anzulassen, wenn es keinen elektrischen Funken gibt. Die vorliegende Erfindung hat auch die schützende Funktion für eine lose Klemme und die schützende Funktion für einen inkorrekten umgekehrten Anschluss.
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Um die vorstehend erwähnte Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung ein Sicherheitsklemmensystem für einen Notstart einer Fahrzeugbatterie vor. Das Sicherheitsklemmensystem ist zwischen eine externe Lithiumbatterie und die Fahrzeugbatterie elektrisch geschaltet. Das Sicherheitsklemmensystem umfasst eine Verstärkungsschaltung, eine Spannungsstabilisierschaltung (nämlich einen Spannungsregler), eine Steuereinheit, eine Leistungsdetektionsschaltung, eine Schaltung zum Detektieren einer losen Batterieklemme, eine Alarmschaltung, eine Detektionsschaltung zum automatischen Detektieren der Batteriespannung und eines Kurzschlusses, eine Ansteuerschaltung und eine Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung.
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Die Leistungsdetektionsschaltung und die Detektionsschaltung zum automatischen Detektieren der Batteriespannung und eines Kurzschlusses detektieren eine Eingangsspannung und die Fahrzeugbatterie, und nicht korrekte Detektionssignale werden dann zur Steuereinheit gesendet. Die Steuereinheit steuert die Ansteuerschaltung, um die Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung anzusteuern, und die Alarmschaltung, um Leistung und Schutz bereitzustellen.
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Mit anderen Worten detektiert die Leistungsdetektionsschaltung eine von der externen Lithiumbatterie gesendete Eingangsspannung. Falls die Eingangsspannung nicht korrekt ist (beispielsweise die Eingangsspannung geringer als eine Standardspannung, wie 10,8 V, ist), erzeugt die Leistungsdetektionsschaltung ein Leistungs-abnorm-Signal, und die Leistungsdetektionsschaltung sendet dann das Leistungs-abnorm-Signal zur Steuereinheit. Die Detektionsschaltung zum automatischen Detektieren der Batteriespannung und eines Kurzschlusses detektiert die Fahrzeugbatterie (oder die positive Seite einer externen Leistungsausgabe und die negative Seite einer externen Leistungsausgabe des Sicherheitsklemmensystems). Falls die Fahrzeugbatterie (oder die positive Seite einer externen Leistungsausgabe und die negative Seite einer externen Leistungsausgabe) abnorm ist (beispielsweise die positive Seite einer externen Leistungsausgabe und die negative Seite einer externen Leistungsausgabe kurzgeschlossen sind oder einem Hochstrom ausgesetzt sind), erzeugt die Detektionsschaltung zum automatischen Detektieren der Batteriespannung und eines Kurzschlusses ein Batterie-abnorm-Signal, und die Detektionsschaltung zum automatischen Detektieren der Batteriespannung und eines Kurzschlusses sendet dann das Batterie-abnorm-Signal zur Steuereinheit. Die Steuereinheit steuert die Ansteuerschaltung, um die Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung anzusteuern (nämlich einzuschalten), so dass die externe Lithiumbatterie der Fahrzeugbatterie Leistung (nämlich die Eingangsspannung) zuführt. Falls die Steuereinheit das Leistungs-abnorm-Signal oder das Batterie-abnorm-Signal empfängt, steuert die Steuerschaltung die Ansteuerschaltung, um das Ansteuern der Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung zu unterbrechen (nämlich diese auszuschalten), so dass die externe Lithiumbatterie der Fahrzeugbatterie keine Leistung (nämlich keine Eingangsspannung) zuführt, und die Steuereinheit steuert dann die Alarmschaltung für Alarm und Schutz an.
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Überdies detektiert die Schaltung zum Detektieren einer losen Batterieklemme, dass eine Batterieklemme lose ist. Es wird keine Spannung zur Steuereinheit gesendet, so dass die Steuereinheit kein Signal ausgibt.
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Mit anderen Worten detektiert die Schaltung zum Detektieren einer losen Batterieklemme, ob eine mit der Schaltung zum Detektieren einer losen Batterieklemme verbundene Batterieklemme mit der Fahrzeugbatterie verbunden ist oder nicht. Falls die Batterieklemme nicht mit der Fahrzeugbatterie verbunden ist, informiert die Schaltung zum Detektieren einer losen Batterieklemme die Steuereinheit darüber, dass die Batterieklemme nicht mit der Fahrzeugbatterie verbunden ist, und die Steuereinheit steuert dann die Ansteuerschaltung, das Ansteuern der Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung zu unterbrechen (nämlich das Einschalten zu unterbrechen), so dass die von der externen Lithiumbatterie zugeführte Leistung nicht zur Fahrzeugbatterie gesendet wird. Gemäß einer Ausführungsform detektiert die Schaltung zum Detektieren einer losen Batterieklemme die Steuereinheit, ob die die Fahrzeugbatterie ursprünglich klemmende Batterieklemme sich von der Fahrzeugbatterie gelöst hat (nämlich die Batterieklemme nicht mehr mit der Fahrzeugbatterie verbunden ist) oder nicht und informiert dann die Steuereinheit. Falls die die Fahrzeugbatterie ursprünglich klemmende Batterieklemme sich von der Fahrzeugbatterie gelöst hat, informiert die Schaltung zum Detektieren einer losen Batterieklemme die Steuereinheit darüber, dass die die Fahrzeugbatterie ursprünglich klemmende Batterieklemme sich von der Fahrzeugbatterie gelöst hat, und die Steuereinheit steuert dann die Ansteuerschaltung, das Ansteuern der Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung zu unterbrechen (nämlich das Einschalten zu unterbrechen), so dass die von der externen Lithiumbatterie zugeführte Leistung (nämlich die Eingangsspannung) nicht zur Fahrzeugbatterie gesendet wird.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Verstärkungsschaltung einen ersten Widerstand, einen zweiten Widerstand, einen dritten Widerstand, einen vierten Widerstand, eine Spannungsstabilisierdiode, eine Diode, einen ersten Kondensator, einen zweiten Kondensator, einen ersten Induktor, einen zweiten Induktor und einen Verstärkungschip, die elektrisch miteinander verbunden sind (oder besteht daraus). Die Verstärkungsschaltung verstärkt die Spannung der externen Lithiumbatterie, die von der externen Lithiumbatterie ausgegeben wurde, so dass die Spannung der externen Lithiumbatterie zu einer vorgegebenen Spannung wird, und die Verstärkungsschaltung gibt dann die vorgegebene Spannung aus.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Spannungsstabilisierschaltung einen fünften Widerstand, einen dritten Kondensator, einen vierten Kondensator, einen fünften Kondensator und einen Spannungsstabilisierchip, die elektrisch miteinander verbunden sind (oder besteht daraus). Die Spannungsstabilisierschaltung regelt und stabilisiert die von der Verstärkungsschaltung ausgegebene vorgegebene Spannung als eine stabilisierte (nämlich konstante) Spannung.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Steuereinheit einen Steuerchip.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Leistungsdetektionsschaltung einen sechsten Widerstand, einen dreizehnten Widerstand und einen neunten Kondensator, die elektrisch miteinander verbunden sind (oder besteht daraus).
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Schaltung zum Detektieren einer losen Batterieklemme einen achtzehnten Widerstand, einen neunzehnten Widerstand und einen zehnten Kondensator, die elektrisch miteinander verbunden sind (oder besteht daraus).
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Detektionsschaltung zum automatischen Detektieren der Batteriespannung und eines Kurzschlusses einen elften Widerstand, einen sechzehnten Widerstand und einen siebten Kondensator, die elektrisch miteinander verbunden sind (oder besteht daraus).
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Ansteuerschaltung einen siebten Widerstand, einen achten Widerstand, einen neunten Widerstand, einen vierzehnten Widerstand, einen siebzehnten Widerstand, einen achten Kondensator, einen ersten Transistor und einen zweiten Transistor, die elektrisch miteinander verbunden sind (oder besteht daraus).
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung einen zehnten Widerstand, einen fünfzehnten Widerstand, einen ersten Feldeffekttransistor, einen zweiten Feldeffekttransistor, einen dritten Feldeffekttransistor und einen vierten Feldeffekttransistor, die elektrisch miteinander verbunden sind (oder besteht daraus).
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Alarmschaltung einen zwölften Widerstand, eine erste Leuchtdiode und eine zweite Leuchtdiode, die elektrisch miteinander verbunden sind (oder besteht daraus).
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Sicherheitsklemmensystem ferner eine positive Seite einer externen Leistungseingabe, eine negative Seite einer externen Leistungseingabe, eine positive Seite einer externen Leistungsausgabe, eine die negative Seite einer externen Leistungsausgabe und eine Klemmenpotentialdetektionsseite, die elektrisch mit der externen Lithiumbatterie bzw. der Fahrzeugbatterie verbunden sind.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt ein Blockdiagramm des Sicherheitsklemmensystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt einen Schaltplan des Sicherheitsklemmensystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Wege zur Ausführung der Erfindung
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Für den technischen Inhalt der vorliegenden Erfindung sei auf die folgende detaillierte Beschreibung und die Figuren verwiesen.
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1 zeigt ein Blockdiagramm des Sicherheitsklemmensystems gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt einen Schaltplan des Sicherheitsklemmensystems gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, umfasst ein Sicherheitsklemmensystem 10 für einen Notstart einer Fahrzeugbatterie 30 eine Verstärkungsschaltung 1, eine Spannungsstabilisierschaltung (nämlich einen Spannungsregler) 2, eine Steuereinheit 3, eine Leistungsdetektionsschaltung 4, eine Schaltung zum Detektieren einer losen Batterieklemme 5, eine Alarmschaltung 6, eine Detektionsschaltung zum automatischen Detektieren der Batteriespannung und eines Kurzschlusses 7, eine Ansteuerschaltung 8 und eine Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung 9, die elektrisch mit einer externen Lithiumbatterie 20 (12 V/200–800 A) bzw. der Fahrzeugbatterie 30 verbunden sind (wie in 1 dargestellt ist). Die Fahrzeugbatterie 30 ist elektrisch mit einer Fahrzeugzündschaltung 40 verbunden.
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Das Sicherheitsklemmensystem 10 gemäß der vorliegenden Erfindung detektiert die externen elektrischen Parameter und sendet die Werte, die durch die elektrischen Parameter erzeugt werden, zum Steuerchip U3 der Steuereinheit 3 für die Berechnung. Schließlich wird das berechnete Ergebnis an die Ansteuerschaltung 8 ausgegeben, um die Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung 9 (12 V/200–800 A) anzusteuern, die Leitung zwischen der externen Lithiumbatterie 20 (12 V/200–800 A) und der Fahrzeugbatterie 30 ein- oder auszuschalten. Gleichzeitig werden die Status, die zur Warnung des Benutzers erforderlich sind, durch die Alarmschaltung 6 angegeben.
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Es sei auf 2 verwiesen. Wie in 2 dargestellt ist, umfasst das Sicherheitsklemmensystem 10 ferner eine positive Seite einer externen Leistungseingabe (BT+) 101, eine negative Seite einer externen Leistungseingabe (BT–) 102, eine positive Seite einer externen Leistungsausgabe (BT+) 103, eine negative Seite einer externen Leistungsausgabe (GND) 104 und eine Klemmenpotential-Detektionsseite (BT+) 105. Das Sicherheitsklemmensystem 10 umfasst einen Steuerchip U3. Der erste Stift des Steuerchips U3 ist mit dem dritten Stift (der Spannungsausgabeseite Vout) des Spannungsstabilisierchips U2 der Spannungsstabilisierschaltung 2 verbunden. Der erste Stift des Steuerchips U3 ist durch den vierten Kondensator C4 und den fünften Kondensator C5 an Masse geschaltet. Der zweite Stift des Steuerchips U3 ist durch den siebten Widerstand R7 mit der Basis des zweiten Transistors Q2 der Ansteuerschaltung 8 verbunden. Der dritte Stift des Steuerchips U3 ist parallel mit dem ersten Stift des Steuerchips U3 verbunden. Der vierte Stift des Steuerchips U3 ist mit der Anode der ersten Leuchtdiode LED1 der Alarmschaltung 6 verbunden. Die Kathode der ersten Leuchtdiode LED1 ist an Masse geschaltet. Der fünfte Stift des Steuerchips U3 ist durch die Schaltung, welche den zehnten Kondensator C10 und den achtzehnten Widerstand R18 der Schaltung zum Detektieren einer losen Batterieklemme 5 umfasst, die parallel miteinander verbunden sind, an Masse geschaltet. Der fünfte Stift des Steuerchips U3 ist durch den neunzehnten Widerstand R19 der Schaltung zum Detektieren einer losen Batterieklemme 5 mit der Klemmenpotential-Detektionsseite 105 verbunden. Der sechste Stift des Steuerchips U3 ist durch den sechsten Widerstand R6 der Leistungsdetektionsschaltung 4 mit der positiven Seite einer externen Leistungseingabe 101 und der positiven Seite einer externen Leistungsausgabe 103 verbunden und durch die Schaltung, welche den neunten Kondensator C9 und den dreizehnten Widerstand R13 der Leistungsdetektionsschaltung 4 umfasst, die parallel miteinander verbunden sind, an Masse geschaltet. Der siebte Stift des Steuerchips U3 ist durch die Schaltung, welche den siebten Kondensator C7 und den sechzehnten Widerstand R16 der Detektionsschaltung zum automatischen Detektieren der Batteriespannung und eines Kurzschlusses 7 umfasst, die parallel miteinander verbunden sind, an Masse geschaltet und durch den elften Widerstand R11 der Detektionsschaltung zum automatischen Detektieren der Batteriespannung und eines Kurzschlusses 7 mit der negativen Seite einer externen Leistungsausgabe 104 verbunden. Der achte Stift der Steuerchips U3 ist an Masse geschaltet.
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Die Spannungsstabilisierschaltung 2 umfasst einen Spannungsstabilisierchip U2. Der erste Stift des Spannungsstabilisierchips U2 ist durch den dritten Kondensator C3 an Masse geschaltet und durch den fünften Widerstand R5 mit einer Seite des zweiten Induktors L2 verbunden. Der zweite Stift der Spannungsstabilisierchips U2 ist an Masse geschaltet. Der dritte Stift des Spannungsstabilisierchips U2 ist mit dem ersten Stift des Steuerchips U3 verbunden.
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Die Verstärkungsschaltung 1 umfasst einen Verstärkungschip U1. Der erste Stift des Verstärkungschips U1 ist mit einer Seite des ersten Induktors L1 und der Anode der Diode D2 verbunden. Der zweite Stift des Verstärkungschips U1 ist an Masse geschaltet. Der dritte Stift des Verstärkungschips U1 ist durch den vierten Widerstand R4 an Masse geschaltet und durch den dritten Widerstand R3 mit einer Seite des zweiten Kondensators C2 und einer Seite des zweiten Induktors L2 verbunden. Die andere Seite des zweiten Kondensators C2 ist an Masse geschaltet. Die andere Seite des zweiten Induktors L2 ist mit der Kathode der Diode D2 verbunden. Der vierte Stift des Verstärkungschips U1 ist durch den zweiten Widerstand R2 mit der anderen Seite des ersten Induktors L1 verbunden. Der fünfte Stift des Verstärkungschips U1 ist mit der Kathode der Spannungsstabilisierdiode D1 verbunden. Die Kathode der Spannungsstabilisierdiode D1 ist durch den ersten Widerstand R1 mit der positiven Seite einer externen Leistungseingabe 101 und der positiven Seite einer externen Leistungsausgabe 103 verbunden. Die Anode der Spannungsstabilisierdiode D1 ist an Masse geschaltet.
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Die Basis des ersten Transistors Q1 der Ansteuerschaltung 8 ist mit einer Seite des achten Widerstands R8 und einer Seite des neunten Widerstands R9 verbunden. Der Emitter des ersten Transistors Q1 ist mit der anderen Seite des achten Widerstands R8 und einer Seite des fünften Widerstands R5 verbunden. Der Kollektor des ersten Transistors Q1 ist mit einer Seite des vierzehnten Widerstands R14, einer Seite des siebzehnten Widerstands R17, einer Seite des zehnten Widerstands R10 und einer Seite des fünfzehnten Widerstands R15 verbunden. Die andere Seite des vierzehnten Widerstands R14 ist an Masse geschaltet. Der vierzehnte Widerstand R14 ist parallel mit dem achten Kondensator C8 verbunden. Die andere Seite des siebzehnten Widerstands R17 ist mit der Anode der ersten Leuchtdiode LED1 verbunden. Die Kathode der ersten Leuchtdiode LED1 ist an Masse geschaltet.
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Die Basis des zweiten Transistors Q2 der Ansteuerschaltung 8 ist mit einer Seite des siebten Widerstands R7 verbunden. Der Emitter des zweiten Transistors Q2 ist an Masse geschaltet. Der Kollektor des zweiten Transistors Q2 ist durch den neunten Widerstand R9 mit der Basis des ersten Transistors Q1 verbunden.
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Die Gateelektrode des ersten Feldeffekttransistors Q3 der Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung 9 ist mit der anderen Seite des fünfzehnten Widerstands R15 und der Gateelektrode des vierten Feldeffekttransistors Q6 verbunden. Die Drainelektrode des ersten Feldeffekttransistors Q3 ist mit der Drainelektrode des zweiten Feldeffekttransistors Q4 verbunden. Die Sourceelektrode des ersten Feldeffekttransistors Q3 ist an Masse geschaltet und mit der negativen Seite einer externen Leistungseingabe 102 und der Sourceelektrode des vierten Feldeffekttransistors Q6 verbunden.
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Die Gateelektrode des zweiten Feldeffekttransistors Q4 der Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung 9 ist mit der anderen Seite des zehnten Widerstands R10 und der Gateelektrode des dritten Feldeffekttransistors Q5 verbunden. Die Drainelektrode des ersten Feldeffekttransistors Q3 ist mit der Drainelektrode des zweiten Feldeffekttransistors Q4 verbunden. Die Sourceelektrode des zweiten Feldeffekttransistors Q4 ist mit der Sourceelektrode des dritten Feldeffekttransistors Q5, einer Seite des elften Widerstands R11 und der negativen Seite einer externen Leistungsausgabe 104 verbunden.
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Die Gateelektrode des dritten Feldeffekttransistors Q5 der Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung 9 ist mit der Gateelektrode des zweiten Feldeffekttransistors Q4 verbunden. Die Drainelektrode des dritten Feldeffekttransistors Q5 ist mit der Drainelektrode des vierten Feldeffekttransistors Q6 verbunden. Die Sourceelektrode des dritten Feldeffekttransistors Q5 ist mit der Sourceelektrode des zweiten Feldeffekttransistors Q4, einer Seite des elften Widerstands R11 und der negativen Seite einer externen Leistungsausgabe 104 verbunden.
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Die Gateelektrode des vierten Feldeffekttransistors Q6 der Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung 9 ist mit der Gateelektrode des ersten Feldeffekttransistors Q3 verbunden. Die Drainelektrode des vierten Feldeffekttransistors Q6 ist mit der Drainelektrode des dritten Feldeffekttransistors Q5 verbunden. Die Sourceelektrode des vierten Feldeffekttransistors Q6 ist an Masse geschaltet.
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Die Arbeitsprinzipien des Sicherheitsklemmensystems 10 gemäß der vorliegenden Erfindung werden folgendermaßen beschrieben:
Die positive Seite einer externen Leistungseingabe 101 und die negative Seite einer externen Leistungseingabe 102 sind mit der externen Lithiumbatterie 20 verbunden. Die positive Seite einer externen Leistungsausgabe 103 und die negative Seite einer externen Leistungsausgabe 104 sind mit der Fahrzeugbatterie 30 verbunden.
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Die von der positiven Seite einer externen Leistungseingabe 101 empfangene Leistung wird durch den ersten Widerstand R1 strombegrenzt, durch den ersten Kondensator C1 gefiltert und durch die Spannungsstabilisierdiode D1 spannungsstabilisiert, um Leistung dem fünften Stift des Verstärkungschips U1 zuzuführen. Der fünfte Stift des Verstärkungschips U1 stellt dem vierten Stift des Verstärkungschips U1 durch den zweiten Widerstand R2 eine Auslösespannung bereit. Der Verstärkungschip U1 arbeitet, um Leistung an die Schaltung (die Verstärkungschaltung 1) auszugeben, welche den ersten Induktor L1, die Diode D2, den zweiten Induktor L2, den dritten Widerstand R3 und den vierten Widerstand R4 umfasst, um die Eingangsspannung +12 V auf eine vorgegebene Spannung +15 V zu verstärken. Die vorgegebene Spannung +15 V wird durch den zweiten Kondensator C2 gefiltert, durch den fünften Widerstand R5 strombegrenzt und durch den dritten Kondensator C3 gefiltert und dann zur Eingangsseite des Spannungsstabilisierchips U2 gesendet. Der Spannungsstabilisierchip U2 stabilisiert (nämlich regelt) die vorgegebene Spannung +15 V derart, dass sie zu einer stabilisierten Spannung von etwa +5 V wird, um sie zum fünften Kondensator C5 und zum vierten Kondensator C4 zum Filtern zu senden und dann zum ersten Stift und zum dritten Stift des Steuerchips U3 zu senden.
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Wenn es der mit der positiven Seite einer externen Leistungsausgabe 103 und der negativen Seite einer externen Leistungsausgabe 104 verbundenen Fahrzeugbatterie 30 an Leistung mangelt, sendet die negative Seite einer externen Leistungsausgabe 104 eine Auslösespannung an den siebten Stift des Steuerchips U3 durch den elften Widerstand R11 und den sechzehnten Widerstand R16 (der Detektionsschaltung zum automatischen Detektieren der Batteriespannung und eines Kurzschlusses 7) für die Spannungsteilung. Der zweite Stift des Steuerchips U3 gibt die Spannung +5 V an die Basis des zweiten Transistors Q2 durch den siebten Widerstand R7 der Ansteuerschaltung 8 aus, sodass der zweite Transistor Q2 eingeschaltet wird, und die Spannung der Basis des ersten Transistors Q1 wird dann nach unten geregelt, so dass der erste Transistor Q1 auch eingeschaltet wird. Die Spannung +15 V wird durch den ersten Transistor Q1 zum siebzehnten Widerstand R17 gesendet. Wenn die Spannung 15 V durch den siebzehnten Widerstand R17 und die zweite Leuchtdiode LED2 zur negativen Seite einer externen Leistungseingabe 102 fließt, leuchtet die zweite Leuchtdiode LED2 der Alarmschaltung 6. Die Ausgabe der Ansteuerschaltung 8 wird durch den fünfzehnten Widerstand R15 der Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung 9 zu den Gateelektroden des ersten Feldeffekttransistors Q3 und des vierten Feldeffekttransistors Q6 gesendet, um den ersten Feldeffekttransistor Q3 und den vierten Feldeffekttransistor Q6 anzusteuern. Die Ausgabe der Ansteuerschaltung 8 wird durch den zehnten Widerstand R10 der Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung 9 auch zu den Gateelektroden des zweiten Feldeffekttransistors Q4 und des dritten Feldeffekttransistors Q5 gesendet, um den zweiten Feldeffekttransistor Q4 und den dritten Feldeffekttransistor Q5 anzusteuern. Daher werden der erste Feldeffekttransistor Q3, der zweite Feldeffekttransistor Q4, der dritte Feldeffekttransistor Q5 und der vierte Feldeffekttransistor Q6 der Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung 9 eingeschaltet, und es wird nämlich die Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung 9 eingeschaltet. Die von der externen Lithiumbatterie 20 zugeführte Spannung fließt durch die Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung 9, so dass die positive Seite einer externen Leistungsausgabe 103 und die negative Seite einer externen Leistungsausgabe 104 eine Spannung +12 V ausgeben.
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Wenn die Eingangsspannung der positiven Seite einer externen Leistungseingabe 101 und der negativen Seite einer externen Leistungseingabe 102 geringer als 10,8 V ist, wird die Eingangsspannung der positiven Seite einer externen Leistungseingabe 101 und der negativen Seite einer externen Leistungseingabe 102 durch den sechsten Widerstand R6 und den dreizehnten Widerstand R13 der Leistungsdetektionsschaltung 4 spannungsgeteilt und dann zum sechsten Stift des Steuerchips U3 der Steuereinheit 3 gesendet. Der zweite Stift des Steuerchips U3 gibt 5 V nicht aus, so dass der erste Feldeffekttransistor Q3, der zweite Feldeffekttransistor Q4, der dritte Feldeffekttransistor Q5 und der vierte Feldeffekttransistor Q6 nicht angesteuert werden und die Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung 9 ausgeschaltet wird. Die positive Seite einer externen Leistungsausgabe 103 und die negative Seite einer externen Leistungsausgabe 104 geben 12 V nicht aus. Der vierte Stift des Steuerchips U3 gibt 5 V durch den zwölften Widerstand R12 der Alarmschaltung 6 an die erste Leuchtdiode LED1 (rot) aus. Die erste Leuchtdiode LED1 leuchtet, um zu alarmieren, dass die Eingangsspannung der positiven Seite einer externen Leistungseingabe 101 und der negativen Seite einer externen Leistungseingabe 102 niedrig ist (nämlich Niederspannungsschutz).
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Wenn die positive Seite einer externen Leistungsausgabe 103 und die Klemmenpotential-Detektionsseite 105 durch die Zähne der beiden Seiten der Klemme kurzgeschlossen werden und wenn die rote Klemme (die gewöhnlich mit dem positiven Pol verbunden ist) von der Fahrzeugbatterie 30 entfernt (oder getrennt) wird, wird die Klemmenpotential-Detektionsseite 105 sofort abgetrennt und beträgt die Spannung des fünften Stifts des Steuerchips U3, die durch die Klemmenpotential-Detektionsseite 105 spannungsgeteilt wurde, des neunzehnten Widerstands R19 und des achtzehnten Widerstands R18 0 V. Der zweite Stift der Steuerchips U3 gibt nichts aus. Die negative Seite einer externen Leistungseingabe 102 wird von der negativen Seite einer externen Leistungsausgabe 104 abgetrennt (nämlich leitet die negative Seite einer externen Leistungseingabe 102 nicht mit der negativen Seite einer externen Leistungsausgabe 104).
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Wenn die positive Seite einer externen Leistungsausgabe 103 und die negative Seite einer externen Leistungsausgabe 104 kurzgeschlossen werden, empfängt der siebte Stift des Steuerchips U3 ein Signal, das anhand der geteilten Spannung durch den elften Widerstand R11 und den sechzehnten Widerstand R16 der Detektionsschaltung zum automatischen Detektieren der Batteriespannung und eines Kurzschlusses 7 durch die positive Seite einer externen Leistungsausgabe 103 und die negative Seite einer externen Leistungsausgabe 104 erzeugt wird. Zu dieser Zeit gibt der zweite Stift des Steuerchips U3 kein Signal aus. Der erste Feldeffekttransistor Q3, der zweite Feldeffekttransistor Q4, der dritte Feldeffekttransistor Q5 und der vierte Feldeffekttransistor Q6 der Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung 9 werden ausgeschaltet. Die positive Seite einer externen Leistungsausgabe 103 und die negative Seite einer externen Leistungsausgabe 104 geben keine Spannung aus. Der vierte Stift des Steuerchips U3 gibt ein Ein-Aus-Signal durch den zwölften Widerstand R12 der Alarmschaltung 6 an die erste Leuchtdiode LED1 aus. Die erste Leuchtdiode LED1 blinkt, um über dieses Problem zu alarmieren (nämlich werden der Kurzschlussschutz und das Alarmieren erreicht).
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Falls nach dem normalen Start die positive Seite einer externen Leistungsausgabe 103 und die negative Seite einer externen Leistungsausgabe 104 einen Hochstrom empfangen, empfängt der Steuerchip U3 ein Signal, das anhand der geteilten Spannung durch den sechsten Widerstand R6 und den dreizehnten Widerstand R13 der Leistungsdetektionsschaltung 4 durch die positive Seite einer externen Leistungsausgabe 103 erzeugt wird. Innerhalb des Steuerchips U3 zählt der Steuerchip die Zeit innerhalb von 3 Sekunden. Nach 3 Sekunden gibt der zweite Stift des Steuerchips U3 ein Signal aus (oder er gibt kein Signal aus), um die Ansteuerschaltung 8 auszuschalten, so dass die Ansteuerschaltung 8 die Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung 9 nicht ansteuern (nämlich einschalten) kann, um den Überstromschutz zu erreichen.
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Nachdem die mit der positiven Seite einer externen Leistungsausgabe 103 und der negativen Seite einer externen Leistungsausgabe 104 verbundene Fahrzeugbatterie 30 im Notfall startet, wird der Fahrzeugmotor die Fahrzeugbatterie 30 aufladen (oder zurückladen), so dass das Sicherheitsklemmensystem 10 durch die Klemmen aufgeladen (oder zurückgeladen) werden kann. Der sechste Stift des Steuerchips U3 empfängt ein Signal, das anhand der geteilten Spannung durch den sechsten Widerstand R6 und den dreizehnten Widerstand R13 der Leistungsdetektionsschaltung 4 durch die positive Seite einer externen Leistungsausgabe 103, welche die Rückladespannung empfängt, erzeugt wird. Dann unterbricht der zweite Stift des Steuerchips U3 das Ausgeben von Signalen, so dass die Ansteuerschaltung 8 ausgeschaltet wird, so dass die Ansteuerschaltung 8 die Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung 9 nicht ansteuern (nämlich einschalten) kann, um den Gegenrücklade-Schutz zu erreichen.
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Wenn die positive Seite einer externen Leistungsausgabe 103 und die negative Seite einer externen Leistungsausgabe 104 mit der Fahrzeugbatterie 30 verbunden sind, wird das Sicherheitsklemmensystem 10 die Spannung der Fahrzeugbatterie 30 automatisch detektieren. Der siebte Stift des Steuerchips U3 empfängt ein Signal, das anhand der geteilten Spannung durch den elften Widerstand R11 und den sechzehnten Widerstand R16 der Detektionsschaltung zum automatischen Detektieren der Batteriespannung und eines Kurzschlusses 7 durch die negative Seite einer externen Leistungsausgabe 104 erzeugt wird. Der zweite Stift des Steuerchips U3 gibt Signale aus, so dass der erste Feldeffekttransistor Q3, der zweite Feldeffekttransistor Q4, der dritte Feldeffekttransistor Q5 und der vierte Feldeffekttransistor Q6 der Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung 9 eingeschaltet werden. Zu dieser Zeit leuchtet die zweite Leuchtdiode LED2 der Alarmschaltung 6 grün, um die Autodetektionsstart-Funktion zu erreichen.
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Wenn die positive Seite einer externen Leistungsausgabe 103 und die negative Seite einer externen Leistungsausgabe 104 mit dem positiven Pol bzw. dem negativen Pol der Fahrzeugbatterie 30 verbunden sind, empfängt der siebte Stift des Steuerchips U3, falls die Spannung der Fahrzeugbatterie 30 höher als die Spannung der positiven Seite einer externen Leistungsausgabe 103 und der negativen Seite einer externen Leistungsausgabe 104 ist, ein Signal, das anhand der geteilten Spannung durch den sechsten Widerstand R6 und den dreizehnten Widerstand R13 der Leistungsdetektionsschaltung 4 durch die positive Seite einer externen Leistungsausgabe 103 erzeugt wird, so dass der zweite Stift des Steuerchips U3 kein Signal ausgibt, so dass die Ansteuerschaltung 8 ausgeschaltet wird und die Ansteuerschaltung 8 die Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung 9 nicht ansteuern (nämlich einschalten) kann. Der erste Feldeffekttransistor Q3, der zweite Feldeffekttransistor Q4, der dritte Feldeffekttransistor Q5 und der vierte Feldeffekttransistor Q6 werden ausgeschaltet, um die Spannungssteuerdetektion-Funktion der Fahrzeugbatterie 30 zu erreichen.
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Die vorstehend dargestellte Beschreibung und die Figuren gemäß den Ausführungsformen des Sicherheitsklemmensystems 10 der vorliegenden Erfindung erreichen den Zweck, dass die Fahrzeugbatterie 30 sicher mit der externen Leistung verbunden ist. Wenngleich die vorliegende Erfindung mit Bezug auf ihre bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf ihre Einzelheiten beschränkt ist. Verschiedene Substitutionen und Modifikationen wurden in der vorstehenden Beschreibung vorgeschlagen, und andere werden Fachleuten einfallen. Daher sollen alle solche Substitutionen und Modifikationen innerhalb des in den anliegenden Ansprüchen definierten Schutzumfangs der Erfindung eingeschlossen sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verstärkungsschaltung
- 2
- Spannungsstabilisierschaltung
- 3
- Steuereinheit
- 4
- Leistungsdetektionsschaltung
- 5
- Schaltung zum Detektieren einer losen Batterieklemme
- 6
- Alarmschaltung
- 7
- Detektionsschaltung zum automatischen Detektieren der Batteriespannung und eines Kurzschlusses
- 8
- Ansteuerschaltung
- 9
- Ein-/Ausschalt-Detektionsschaltung
- 10
- Sicherheitsklemmensystem
- 20
- Externe Lithiumbatterie
- 30
- Fahrzeugbatterie
- 40
- Fahrzeugzündschaltung
- 101
- positive Seite einer externen Leistungseingabe (BT+)
- 102
- negative Seite einer externen Leistungseingabe (BT–)
- 103
- positive Seite einer externen Leistungsausgabe (BT+)
- 104
- negative Seite einer externen Leistungsausgabe (GND)
- 105
- Klemmenpotential-Detektionsseite
- C1
- erste Kondensator
- C2
- zweite Kondensator
- C3
- dritte Kondensator
- C4
- vierte Kondensator
- C5
- fünfte Kondensator
- C7
- siebte Kondensator
- C8
- achte Kondensator
- C9
- neunte Kondensator
- C10
- zehnte Kondensator
- D1
- Spannungsstabilisierdiode
- D2
- Diode
- LED
- Leuchtdiode
- L1
- erste Induktor
- L2
- zweite Induktor
- Q1
- erste Transistor
- Q2
- zweite Transistor
- Q3
- erste Feldeffekttransistor
- Q4
- zweite Feldeffekttransistor
- Q5
- dritte Feldeffekttransistor
- Q6
- vierte Feldeffekttransistor
- R1
- erste Widerstand
- R2
- zweite Widerstand
- R3
- dritte Widerstand
- R4
- vierte Widerstand
- R5
- fünfte Widerstand
- R6
- sechste Widerstand
- R7
- siebte Widerstand
- R8
- achte Widerstand
- R9
- neunte Widerstand
- R10
- zehnte Widerstand
- R11
- elfte Widerstand
- R12
- zwölfte Widerstand
- R13
- dreizehnte Widerstand
- R14
- vierzehnte Widerstand
- R15
- fünfzehnte Widerstand
- R16
- sechzehnte Widerstand
- R17
- siebzehnte Widerstand
- R18
- achtzehnte Widerstand
- R19
- neunzehnte Widerstand
- U1
- Stift des Verstärkungschips
- U2
- Spannungsstabilisierchips
- U3
- Stift des Steuerchips
