JP7244952B2 - インテリジェント制御システム、緊急始動電源及びインテリジェントバッテリークリップ - Google Patents
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Description
Claims (32)
- インテリジェント制御システムであって、
マイクロコントローラユニット(MCU)、負荷検出モジュール、スイッチ制御モジュール、及び電源出力ポートを含み、
前記電源出力ポートは、負荷に電気的に接続されるために用いられ、
前記スイッチ制御モジュールの第一端は、緊急始動電源の内部バッテリーパックに接続されるために用いられ、前記スイッチ制御モジュールの第二端は、前記電源出力ポートを介して前記負荷に電気的に接続されるために用いられ、
前記負荷検出モジュールは、前記負荷の状態及び前記負荷の電圧を検出するために用いられ、
前記MCUは、前記負荷の状態に応じて、前記スイッチ制御モジュールがスイッチオン状態又はスイッチオフ状態になるように制御するために用いられる、
ことを特徴とするインテリジェント制御システム。 - 前記負荷検出モジュールは前記負荷の状態を検出するために用いられることは、前記負荷検出モジュールは前記負荷の極性接続識別を実行することを含み、
前記MCUは、前記負荷の状態に応じて、前記スイッチ制御モジュールがスイッチオン状態又はスイッチオフ状態になるように制御することは、前記負荷検出モジュールによって前記負荷の極性逆接続を検出したとき、前記MCUは前記スイッチ制御モジュールがスイッチオフ状態になるように制御することを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記スイッチ制御モジュールの制御端は前記MCUからの制御信号を受信し、前記負荷検出モジュールは非絶縁部材を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記負荷検出モジュールは、電圧比例演算回路及びフィルタ回路を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記電圧比例演算回路は、第一レジスタ、第二レジスタ、第三レジスタ及び第一ダイオードを含み、前記フィルタ回路は、第四レジスタ及び第一キャパシターを含む、
ことを特徴とする請求項4に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記第一レジスタの第一端は電源端に接続されており、前記第三レジスタの第一端は前記負荷の第一端に接続されており、前記第一レジスタの第二端は、前記第二レジスタの第一端、前記第三レジスタの第二端、前記第四レジスタの第一端及び前記第一ダイオードの負極に接続されており、前記第四レジスタの第二端は、前記第一キャパシターの第一端及び前記MCUの第一入力端に接続されており、前記第二レジスタの第二端、前記第一ダイオードの正極及び前記第一キャパシターの第二端は接地される、
ことを特徴とする請求項5に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記MCUは、前記MCUの第一入力端によってアナログ電圧信号を受信するために用いられ、
前記MCUは、さらに、前記アナログ電圧信号に対応する電圧値が第一電圧区間の下限値より小さい場合、前記負荷が極性逆接続されていることを確定し、前記スイッチ制御モジュールがスイッチオフ状態になるように制御するために用いられ、
前記MCUは、さらに、前記アナログ電圧信号に基づいて前記負荷の電圧を確定するために用いられる、
ことを特徴とする請求項6に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記MCUは、さらに、前記アナログ電圧信号に対応する電圧値が前記第一電圧区間の上限値より大きい場合、前記負荷が極性正接続されていることを確定するために用いられる、
ことを特徴とする請求項7に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記MCUは、さらに、前記負荷が極性正接続されている場合、前記アナログ電圧信号に対応する電圧値の下降勾配が予め設定された勾配閾値より大きいと検出されると、前記スイッチ制御モジュールがスイッチオン状態になるように制御するために用いられる、
ことを特徴とする請求項8に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記MCUは、さらに、前記アナログ電圧信号に対応する電圧値が前記第一電圧区間にある場合、前記負荷の正極及び負極が短絡されたことを確定し、前記スイッチ制御モジュールがスイッチオフ状態になるように制御するために用いられる、
ことを特徴とする請求項7に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記MCUは、さらに、前記アナログ電圧信号に対応する電圧値が第二電圧区間にある場合、前記電源出力ポートと前記負荷との間の電気接続が異常であると確定するために用いられ、前記第一電圧区間と前記第二電圧区間は交差しない、
ことを特徴とする請求項7に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記負荷検出モジュールは、極性検出回路及び電圧検出回路を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記極性検出回路は、第五レジスタ、第六レジスタ、第七レジスタ、第八レジスタ、第九レジスタ、第二キャパシター及び第二ダイオードを含み、前記電圧検出回路は、第十レジスタ、第十一レジスタ、第十二レジスタ、第三キャパシター及び第三ダイオードを含む、
ことを特徴とする請求項12に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記第五レジスタの第一端は、電源端に接続されており、前記第五レジスタの第二端は、前記第六レジスタの第一端、前記第八レジスタの第一端、前記第九レジスタの第一端に接続されており、前記第八レジスタの第二端は、前記第二キャパシターの第一端及び前記極性検出回路の出力端に接続されており、前記第九レジスタの第二端は、前記第七レジスタの第一端及び前記第二ダイオードの正極に接続されており、前記第二ダイオードの負極は、前記負荷の第一端及び前記第十一レジスタの第一端に接続されており、前記第十一レジスタの第二端は、前記第十レジスタの第一端及び前記第十二レジスタの第一端に接続されており、前記第十二レジスタの第二端は、前記第三キャパシターの第一端及び前記電圧検出回路の出力端に接続されており、前記第六レジスタの第二端、前記第七レジスタの第二端、前記第十レジスタの第二端、前記第二キャパシターの第二端、前記第三キャパシターの第二端は接地される、
ことを特徴とする請求項13に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記MCUは、前記MCUの第二入力端によって、前記極性検出回路の出力端から出力される極性電圧信号を受信するために用いられ、
前記MCUは、さらに、前記極性電圧信号に対応する電圧値が第三電圧区間内にある場合、前記負荷が極性逆接続されていることを確定し、前記スイッチ制御モジュールがスイッチオフ状態になるように制御するために用いられる、
ことを特徴とする請求項14に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記MCUは、さらに、前記極性電圧信号に対応する電圧値が第四電圧区間内にある場合、前記負荷が極性正接続されていることを確定するために用いられ、前記第三電圧区間と前記第四電圧区間は交差しない、
ことを特徴とする請求項15に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記MCUは、さらに、前記負荷が極性正接続されている場合、前記MCUの第三入力端によって前記電圧検出回路の出力端から出力される負荷電圧信号を受信し、前記負荷電圧信号に基づいて前記負荷の電圧を確定するために用いられる、
ことを特徴とする請求項16に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記負荷検出モジュールは、第一スイッチ、第二スイッチ、第三スイッチ、第四スイッチ及び負荷レジスタを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記第一スイッチの第一端及び前記第四スイッチの第一端は、前記負荷の第一端に接続されており、前記第二スイッチの第一端及び前記第三スイッチの第一端は、前記負荷の第二端に接続されており、前記第一スイッチの第二端及び前記第二スイッチの第二端は、前記内部バッテリーパックの正極に接続されており、前記第三スイッチの第二端及び前記第四スイッチの第二端は、前記負荷レジスタの第一端に接続されており、前記負荷レジスタの第二端は、前記内部バッテリーパックの負極に接続されている、
ことを特徴とする請求項18に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記MCUは、さらに、前記第一スイッチ及び前記第三スイッチがオンになり、前記第二スイッチ及び前記第四スイッチがオフになる場合、前記負荷レジスタの第一電流を検出するために用いられ、
前記MCUは、さらに、前記第一スイッチ及び前記第三スイッチがオフになり、前記第二スイッチ及び前記第四スイッチがオンになる場合、前記負荷レジスタの第二電流を検出するために用いられ、
前記MCUは、さらに、前記第一電流が前記第二電流より大きい場合、前記負荷が極性逆接続されていることを確定するために用いられ、
前記MCUは、さらに、前記第一電流が前記第二電流より小さい場合、前記負荷が極性正接続されていることを確定するために用いられる、
ことを特徴とする請求項19に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記負荷検出モジュールは、第五スイッチ及び第六スイッチをさらに含み、
前記第五スイッチの第一端は前記負荷の第一端に接続され、前記第五スイッチの第二端は前記内部バッテリーパックの正極に接続され、前記第六スイッチの第一端は前記負荷の第二端に接続され、前記第六スイッチの第二端は前記内部バッテリーパックの負極に接続される、
ことを特徴とする請求項19に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記インテリジェント制御システムは、ウェイクアップモジュールをさらに含み、
前記ウェイクアップモジュールは、前記負荷の電圧が第一閾値より高い場合、前記ウェイクアップモジュールの出力端から前記MCUに中断信号を送信するために用いられ、前記中断信号は、前記MCUをスリープ状態又はスタンバイ状態から正常動作状態へ切り替えるために用いられる、
ことを特徴とする請求項1に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記ウェイクアップモジュールは、第一電圧比較器、第二電圧比較器、第四ダイオード、第五ダイオード及び第十三レジスタを含み、
電源端は、前記第一電圧比較器の電力供給端、前記第二電圧比較器の電力供給端、前記第十三レジスタの第一端に接続されており、前記第一電圧比較器の接地端及び前記第二電圧比較器の接地端は接地されており、
前記第一電圧比較器の非反転入力端子は、第一基準電圧を送信するための伝送線に接続されており、前記第一電圧比較器の反転入力端子は、アナログ電圧信号又は負荷電圧信号を送信するための伝送線に接続されており、前記第一電圧比較器の出力端は前記第四ダイオードの負極に接続されており、前記第四ダイオードの正極は、前記第十三レジスタの第二端及び前記第五ダイオードの正極、及びウェイクアップモジュールの出力端に接続されており、
前記第二電圧比較器の非反転入力端子は、前記アナログ電圧信号又は前記負荷電圧信号を送信するための伝送線に接続されており、前記第二電圧比較器の反転入力端子は、第二基準電圧を送信するための伝送線に接続されており、前記第二電圧比較器の出力端は、前記第五ダイオードの負極に接続されている、
ことを特徴とする請求項22に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記インテリジェント制御システムは、安定化電源モジュールをさらに含み、前記安定化電源モジュールは、第六ダイオード、第七ダイオード及びロウドロップアウト(LDO)レギュレータを含み、前記第六ダイオードの正極は前記内部バッテリーパックの正極に接続されており、前記第六ダイオードの負極は前記第七ダイオードの負極及び前記LDOレギュレータの入力端に接続されており、前記第七ダイオードの正極は前記負荷の正極に接続されており、前記LDOレギュレータの出力端は前記電源端である、
ことを特徴とする請求項6又は23に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記インテリジェント制御システムは、キー入力モジュールをさらに含み、
前記キー入力モジュールは、キー起動信号を受信すると、前記MCUに中断信号を送信し、前記中断信号は、前記MCUをスリープ状態又はスタンバイ状態から正常作動状態に切り替えるために用いられる、
ことを特徴とする請求項1に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記インテリジェント制御システムは、電流検出器をさらに含み、
前記電流検出器は、前記電源出力ポートと前記負荷との間に設置されており、前記内部バッテリーパックが前記負荷に放電するときの放電電流を検出するために用いられ、
前記放電電流が過電流閾値又は短絡閾値より大きい場合、前記電流検出器は前記MCUに過電流保護信号又は短絡保護信号を送信し、
前記MCUは、前記過電流保護信号及び前記短絡保護信号のうちの少なくとも1つに基づいて、前記スイッチ制御モジュールがスイッチオフ状態になるように制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記インテリジェント制御システムは、双方向電流検出センサーをさらに含み、
前記双方向電流検出センサーは、前記電源出力ポートと前記負荷との間に設置されており、前記内部バッテリーパックが放電状態にあるか充電状態にあるかを検出するために用いられ、
前記内部バッテリーパックが充電状態にある場合、前記双方向電流検出センサーは前記MCUに充電保護信号を送信し、
前記MCUは、前記充電保護信号に基づいて、前記スイッチ制御モジュールがスイッチオフ状態になるように制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記インテリジェント制御システムは、状態表示モジュールをさらに含み、
前記状態表示モジュールは、前記MCUに接続されており、前記インテリジェント制御システムの状態表示を実現し、前記状態表示は、作動状態表示とアラームプロンプトを含む、
ことを特徴とする請求項1に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記負荷は容量性負荷である、
ことを特徴とする請求項1に記載のインテリジェント制御システム。 - 前記容量性負荷は、バッテリー、スーパーキャパシタ及びリチウムバッテリーのうちの任意の1つ又は任意の組み合わせを含む、
ことを特徴とする請求項29に記載のインテリジェント制御システム。 - 緊急始動電源であって、
請求項1~30のいずれか一項に記載のインテリジェント制御システム及び内部バッテリーパックを含む、
ことを特徴とする緊急始動電源。 - インテリジェントバッテリークリップであって、
請求項1~30のいずれか一項に記載のインテリジェント制御システム及び電源入力ポートを含み、
前記電源入力ポートは、緊急始動電源の内部バッテリーパックに電気的に接続されるために用いられる、
ことを特徴とするインテリジェントバッテリークリップ。
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