JP7348671B2 - スマート接続装置、始動電源及びバッテリークランプ - Google Patents

Description

本願は、電子技術分野に関し、特にスマート接続装置、始動電源及びバッテリークランプに関する。

現在、市販されている大部分の緊急始動電源製品は、自動車エンジンを点火する緊急始動出力機能を実現することができるが、大部分の類似する製品の始動回路は接続極性を自動的に識別する機能を有さず、自動車バッテリーなどの外部負荷と電気的に接続する操作中に、一部のユーザは外部負荷と始動電源の出力ポートとの間の電気的接続極性を正確に区別することができない。外部負荷の接続電極と始動電源の出力ポートの接続電極が正確に接続されていない場合、例えば、両者の電極が逆に接続されている場合、回路が短絡して、始動電源のバッテリー又は外部負荷の損害を招く、さらに火災による物的損害や人身傷害などの安全事故を引き起こす可能性がある。

現在、市販されている一部の始動電源は極性識別回路又は極性逆接続保護回路を有するが、それらの大部分は光電分離デバイスを極性検出デバイスとして採用し、電極が逆に接続されている場合、光電分離デバイスから逆接続信号を出力する。マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）は、逆接続信号に基づいて始動電源の放電出力回路を切断するとともに、対応する状態指示回路を駆動して警報提示する。

しかし、光電分離デバイス及びコントローラは、コストが高く、寿命が短く、応答時間が長く、外部干渉を受けて無効になるという応用欠陥が存在する。ユーザが外部負荷の接続電極と始動電源の出力ポートの接続電極を逆接続するとき、光電分離デバイスが故障して無効になるか、又は逆接続信号の送信に異常が発生すると、コントローラの誤判定を招く、従って逆接続信号に正確、タイムリーに応答することができず、始動電源の放電出力をタイムリーに切断できず、さらに始動電源又は外部負荷が損壊し易い。

本願は、上述した接続極性検出回路及び電源出力制御システムの応用欠陥を解決するために、スマート接続装置、始動電源及びバッテリークランプを提供し、外部負荷の逆接続状態を迅速に検出して且つ応答することにより、外部負荷へのエネルギー貯蔵アセンブリの放電出力をタイムリーに制御することができ、従って関連する保護機能の検出速度及び有効性を向上させ、且つ電源出力制御システムの安全性及び信頼性を向上させる。

本願の第一態様において、スマート接続装置が提供される。スマート接続装置は、電源接続端と、負荷接続端と、スイッチ回路と、逆接続検出モジュールと、を備える。電源接続端は、エネルギー貯蔵アセンブリに電気的に接続するために用いられる。負荷接続端は、外部負荷に電気的に接続するために用いられる。スイッチ回路は、電源接続端と負荷接続端との間に電気的に接続される。逆接続検出モジュールは、負荷接続端に電気的に接続される。逆接続検出モジュールは、外部負荷が負荷接続端に逆接続されていることを検出すると、第一制御信号を出力するために用いられる。第一制御信号は、スイッチ回路を制御して、エネルギー貯蔵アセンブリと外部負荷との電気的接続を切断して、外部負荷へのエネルギー貯蔵アセンブリの放電出力を禁止するために用いられる。

本願の第二態様において、始動電源が提供される。始動電源は、ハウジングと、エネルギー貯蔵アセンブリと、第一態様に記載されたスマート接続装置と、を備える。エネルギー貯蔵アセンブリ及びスマート接続装置の構造の少なくとも一部はハウジング内に設置され、スマート接続装置の電源接続端は緊急始動電源のエネルギー貯蔵アセンブリに電気的に接続される。

本願の第三態様において、バッテリークランプが提供される。バッテリークランプは、ハウジングと、電源入力インターフェースと、接続部品と、第一態様に記載されたスマート接続装置と、を備える。電源入力インターフェースは、ハウジングに設置されており、外部始動電源に電気的に接続するために用いられる。外部始動電源は、エネルギー貯蔵アセンブリを備える。スマート接続装置の構造の少なくとも一部はハウジング内に設置され、スマート接続装置の電源接続端は電源入力インターフェースに電気的に接続され、電源入力インターフェースを介して外部始動電源のエネルギー貯蔵アセンブリに電気的に接続される。接続部品の一端はスマート接続装置の負荷接続端に電気的に接続され、接続部品の他端は外部負荷に電気的に接続される。

本願によって提供されるスマート接続装置は、逆接続検出モジュールから出力された制御信号によってスイッチ回路に電力を供給することを直接に制御することにより、外部負荷の逆接続状態に対応する制御信号に迅速に応答し、外部負荷へのエネルギー貯蔵アセンブリの放電出力をタイムリーに切断することができる。関連する保護機能の検出速度及び有効性を顕著に向上させることができ、さらに電力出力制御システムの安全性及び信頼性を顕著に向上させることができる。

以下、本発明の実施形態の技術方案をより明確に説明するために、本発明の実施形態の説明に使用される図面について簡単に説明する。明らかに、以下説明される図面は、本発明の一部の実施形態だけのものであり、当業者であれば、これらの図面から創造的な努力なしに他の図面を得ることができる。
本願の実施形態に係るスマート接続装置の機能モジュールの概略図である。 図１に示すスマート接続装置の電流出力回路の回路構造を示す概略図である。 図１に示すスマート接続装置の逆接続検出モジュール及び逆接続状態指示モジュールの回路構造を示す概略図である。 図１に示すコントローラの構造を示す概略図である。 本願の１つの実施形態に係る始動電源の機能モジュールの概略図である。 図５に示す始動電源の構造を示す概略図である。 本願の他の実施形態に係る始動電源の機能モジュールの概略図である。 図７に示す始動電源の構造を示す概略図である。 本願の実施形態に係るバッテリークランプの機能モジュールの概略図である。 図９に示すバッテリークランプの構造を示す概略図である。

以下の具体的な実施形態では、上記した図面を組み合わせて本願についてさらに説明する。

以下に、本発明の実施形態の添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態の技術的手段を、明確かつ完全に説明する。図面は、ただ例示的な説明に用いられ、概略図だけのものであり、本願を制限するものとして理解してはいけない。明らかに、説明される実施形態は、本発明の一部の実施形態だけのものであり、全ての実施形態ではない。本明細書に説明される実施形態から創造的な努力なしに当業者が得ることができるすべての別の実施形態は、本発明の保護範囲に入るものとする。

特に定義されていない限り、本願で使用される全ての技術的用語及び科学的用語は、当業者により一般的に理解されているものと同じ意味を有する。本願では、明細書で使用される用語は、具体的な実施形態を説明することを目的とするものにすぎず、本願を制限するためのものではない。

本願は、スマート接続装置を提供する。スマート接続装置は、逆接続検出モジュールから出力された制御信号によって、駆動電源モジュールからスイッチ回路に電力を供給することを直接に制御することにより、外部負荷の逆接続状態に対応する制御信号に迅速に応答し、外部負荷へのエネルギー貯蔵アセンブリの放電出力をタイムリーに制御することができる。スマート接続装置は、緊急始動電源に適用することができ、バッテリークランプに適用することもできる。

図１は、本願に係るスマート接続装置の機能モジュールの概略図である。図１に示されたように、スマート接続装置１００は、電源接続端２０と、負荷接続端３０と、スイッチ回路４０と、を備える。電源接続端２０はエネルギー貯蔵アセンブリ（図示せず）に電気的に接続するために用いられ、エネルギー貯蔵アセンブリはバッテリー及び／又はコンデンサーを含み、負荷接続端３０は外部負荷（図示せず）に電気的に接続するために用いられ、スイッチ回路４０は電源接続端２０と負荷接続端３０との間に電気的に接続される。

図１及び図２に示されたように、電源接続端２０、負荷接続端３０及びスイッチ回路４０は、エネルギー貯蔵アセンブリが外部負荷に放電する電流出力回路１１を構成する。スイッチ回路４０は、電流出力回路１１をオン又はオフにするために用いられる。このように、エネルギー貯蔵アセンブリは、スマート接続装置１００を介して外部負荷に放電することができる。

本実施形態において、電源接続端２０は、エネルギー貯蔵アセンブリの正極及び負極に一対一で対応して電気的に接続される電源正接続端ＢＡＴ＋及び電源負接続端ＢＡＴ－を含む。エネルギー貯蔵アセンブリは、電源接続端２０を介してスマート接続装置１００に接続されて、スマート接続装置１００に作動電圧を供給し、スイッチ回路４０を介して外部負荷に電力を供給する。なお、スマート接続装置１００が緊急始動電源に適用される場合、エネルギー貯蔵アセンブリは、緊急始動電源の内蔵エネルギー貯蔵アセンブリであることができる。スマート接続装置１００がバッテリークランプに適用される場合、エネルギー貯蔵アセンブリは、外部緊急始動電源又は他のエネルギー貯蔵電源装置のエネルギー貯蔵アセンブリなどのような外部電源装置であることができる。

負荷接続端３０は、外部負荷の正極及び負極に一対一で対応して電気的に接続される負荷正接続端ＣＡＲ＋及び負荷負接続端ＣＡＲ－を含み、負荷負接続端ＣＡＲ－はさらに第一接地端ＰＧＮＤに電気的に接続される。外部負荷は、自動車バッテリー又は自動車エンジンであることができる。自動車バッテリーは、鉛バッテリー、リチウムバッテリー、スーパーキャパシタなどを含むが、これらに限定されない。例えば、エネルギー貯蔵アセンブリは外部緊急始動電源に含まれたエネルギー貯蔵アセンブリであり、外部負荷は自動車バッテリー又は自動車エンジンであると仮定すると、外部緊急始動電源が電源接続端２０を介してスマート接続装置１００に正確に接続され、外部負荷が負荷接続端３０に正確に接続されるとき、外部緊急始動電源は、電源接続端２０、スイッチ回路４０、負荷接続端３０で構成された電流出力回路１１によって放電出力を始動し、即ち、自動車バッテリー又は自動車エンジンに緊急始動電源を供給することができ、ここで、外部緊急始動電源によって自動車バッテリー又は自動車エンジンを充電すると理解してもよく、このように、自動車バッテリー又は自動車エンジンの電池残量が低下しても、自動車を始動することができる。

再び図１を参照すると、スマート接続装置１００は、電源接続端２０に電気的に接続された電圧調整モジュール８１をさらに備える。電圧調整モジュール８１は、電源接続端２０を介してエネルギー貯蔵アセンブリの入力電圧を受け取り、入力電圧に対して電圧変換を行って安定電圧ＶＣＣ、例えば、５Ｖの直流電圧を出力して、スマート接続装置１００の各機能モジュールに安定した作動電圧を供給するために用いられる。例えば、外部緊急始動電源が電源接続端２０を介してスマート接続装置１００に正確に接続されると、電圧調整モジュール８１は、入力電圧を取得して正常に作動し、安定電圧ＶＣＣを出力して、スマート接続装置１００の内部の各機能モジュールに電力を供給し、各機能モジュールが通電されて正常に作動するようにする。電圧調整モジュール８１は、ＤＣ－ＤＣコンバータ又はロードロップアウトリニアレギュレータ（ｌｏｗ ｄｒｏｐｏｕｔ ｌｉｎｅａｒ ｒｅｇｕｌａｔｏｒ、ＬＤＯ）などのようなリニアレギュレータを採用することができる。

本実施形態において、スマート接続装置１００は、スイッチ回路４０に電気的に接続された駆動電源モジュール４３をさらに備える。駆動電源モジュール４３は、スイッチ回路４０に駆動電力を供給し、スイッチ回路４０が通電された有効状態を維持するようにする。本実施形態において、スイッチ回路４０が通電された有効状態にある場合のみ、スイッチ回路４０のオン／オフ状態を制御することができ、スイッチ回路４０が非通電状態にある場合、スイッチ回路４０は自動的にオフになって無効になり、そのオン／オフ状態を制御することができない。なお、本明細書に記載されたスイッチ回路４０の「無効」とは、スイッチ回路４０が駆動信号などの関連信号に応答することを禁止し、即ち、スイッチ回路４０が関連信号の制御を受けない無効状態にあることを意味する。

１つの実施形態において、駆動電源モジュール４３は電源接続端２０に電気的に接続されており、スイッチ回路４０の駆動電力は電源接続端２０に電気的に接続されたエネルギー貯蔵アセンブリによって供給される。選択的には、他の実施形態において、駆動電源モジュール４３は電圧調整モジュール８１に電気的に接続されてもよく、スイッチ回路４０の駆動電力は電圧調整モジュール８１から出力される安定電圧ＶＣＣによって供給される。

スマート接続装置１００は、スイッチ回路４０に電気的に接続されたコントローラ７０をさらに備える。コントローラ７０は、スイッチ回路４０に駆動信号ＲＥＬＡＹ＿ＥＮ２を出力して、通電された有効状態にあるスイッチ回路４０をオンにするために用いられる。具体的には、スイッチ回路４０は、コントローラ７０から出力された駆動信号を受信するとオン状態になって、エネルギー貯蔵アセンブリが外部負荷に電気的に接続されて、外部負荷に対して放電出力を行うようにする。

本実施形態において、スマート接続装置１００は、コントローラ７０に電気的に接続されたボタン制御モジュール８２をさらに備える。ボタン制御モジュール８２は、ユーザの押圧操作に応答してボタン命令を生成し、強制的にコントローラ７０が駆動信号ＲＥＬＡＹ＿ＥＮ２を出力するようにして、外部負荷に対するエネルギー貯蔵アセンブリの放電出力を実現することができる。

コントローラ７０の作動モードは、自動出力モード及び強制出力モードを含むことができる。１つの実施形態において、コントローラ７０は、通電されると自動出力モードに入ると黙認する。コントローラ７０が自動出力モードにあるとき、外部負荷が負荷接続端３０に正確に接続され、且つ外部負荷の電圧が予め設定された条件を満たすと確定した場合のみ、コントローラ７０は駆動信号ＲＥＬＡＹ＿ＥＮ２を出力する。コントローラ７０は、ボタン命令を受信すると、強制出力モードに入り、ボタン命令に応答してすぐ駆動信号ＲＥＬＡＹ＿ＥＮ２を出力する。１つの実施形態において、コントローラ７０は、ボタン命令に応答して駆動信号ＲＥＬＡＹ＿ＥＮ２を出力してから、自動出力モードに回復する。

本実施形態において、スイッチ回路４０は、スイッチ装置４１及びスイッチ駆動モジュール４２を備える。スイッチ装置４１は、電源接続端２０と負荷接続端３０との間に電気的に接続される。本実施形態において、スイッチ装置４１は、電源正接続端ＢＡＴ＋と負荷正接続端ＣＡＲ＋との間に電気的に接続される。他の実施形態において、スイッチ装置４１は、電源負接続端ＢＡＴ－と負荷負接続端ＣＡＲ－との間に電気的に接続されてもよい。スイッチ装置４１は、電磁リレー又はＭＯＳＦＥＴなどの半導体パワーデバイスを採用することができる。本実施形態において、スイッチ装置４１は、電磁リレーＫ１を採用する。

スイッチ駆動モジュール４２は、スイッチ装置４１とコントローラ７０との間に電気的に接続される。コントローラ７０は、駆動信号ＲＥＬＡＹ＿ＥＮ２をスイッチ駆動モジュール４２に送信して、スイッチ駆動モジュール４２を介してスイッチ装置４１をオンにするために用いられる。

本実施形態において、スマート接続装置１００は、負荷接続端３０に電気的に接続された逆接続検出モジュール５０をさらに備える。逆接続検出モジュール５０は、負荷接続端３０を介して外部負荷の接続状態を検出し、検出結果に基づいて対応する制御信号Ｃ＿ＥＮを出力するために用いられる。制御信号Ｃ＿ＥＮは、第一制御信号及び第二制御信号を含む。

本実施形態において、逆接続検出モジュール５０は、さらに、駆動電源モジュール４３に電気的に接続される。逆接続検出モジュール５０は、制御信号Ｃ＿ＥＮを駆動電源モジュール４３に送信することにより、スイッチ回路４０に電力を供給するように駆動電源モジュール４３を制御するか、又はスイッチ回路４０に電力を供給することを一時停止するように駆動電源モジュール４３を制御するために用いられる。

具体的には、逆接続検出モジュール５０は、外部負荷が負荷接続端３０に逆接続されていることを検出すると、駆動電源モジュール４３に第一制御信号を出力して、スイッチ回路４０に電力を供給することを一時停止するように駆動電源モジュール４３を制御して、スイッチ回路４０は非通電状態になり、オフ且つ無効状態を維持して、エネルギー貯蔵アセンブリと外部負荷との電気的接続を切断し、即ち、エネルギー貯蔵アセンブリが外部負荷に放電する電流出力回路１１を切断し、外部負荷へのエネルギー貯蔵アセンブリの放電出力を禁止する。

逆接続検出モジュール５０は、さらに、負荷接続端３０が無負荷状態にあるか、又は外部負荷が負荷接続端３０に正確に接続されていることを検出すると、駆動電源モジュール４３に第二制御信号を出力して、スイッチ回路４０に電力を供給するように駆動電源モジュール４３を制御して、スイッチ回路４０は通電され、オフ且つ有効状態を維持する。スイッチ回路４０が通電状態にあるのみ、コントローラ７０は実際の作動状況に基づいてスイッチ回路４０のオン／オフ状態を制御することができると理解できる。従って、外部負荷へのエネルギー貯蔵アセンブリの放電出力を実現するか、又は外部負荷へのエネルギー貯蔵アセンブリの放電出力を禁止する。

ユーザは、ボタン制御モジュール８２を介して、強制的にコントローラ７０が駆動信号ＲＥＬＡＹ＿ＥＮ２を出力するように制御することができるので、外部負荷が負荷接続端３０に逆接続されていると、スイッチ回路４０を非通電状態に制御して、スイッチ回路４０がコントローラ７０から出力する駆動信号ＲＥＬＡＹ＿ＥＮ２（ユーザがボタン指令を入力して、強制的にコントローラ７０が駆動信号ＲＥＬＡＹ＿ＥＮ２を出力するようにする）に応答することを回避することができ、従って外部負荷へのエネルギー貯蔵アセンブリの放電出力を禁止し、回路の電気使用安全を確保することができる。なお、逆接続検出モジュール５０から出力された制御信号で駆動電源モジュール４３がスイッチ回路４０に電力を供給するか否かを直接に制御することにより、外部負荷の逆接続状態に対応する第一制御信号に迅速に応答し、外部負荷へのエネルギー貯蔵アセンブリの放電出力をタイムリーに切断することができる。

以下、図２及び図３を組み合わせて、駆動電源モジュール４３及び逆接続検出モジュール５０の回路構造及び動作原理について説明する。

図２を参照すると、本実施形態において、駆動電源モジュール４３は、駆動電源入力端４３１及び制御スイッチＱ８を含む。制御スイッチＱ８は、駆動電源入力端４３１とスイッチ回路４０との間に電気的に接続されている。スイッチ回路４０は、駆動電源入力端４３１を介して電力を受け取る。

具体的には、本実施形態において、駆動電源入力端４３１は、電源接続端２０の電源正接続端ＢＡＴ＋に電気的に接続される。選択的に、別の実装形態において、駆動電源入力端４３１は、電圧調整モジュール８１に電気的接続されることができる。

制御スイッチＱ８の第一接続端ＳはダイオードＤ３を介して駆動電源入力端４３１に電気的に接続され、ダイオードＤ３の正極は駆動電源入力端４３１に電気的に接続され、ダイオードＤ３の負極は制御スイッチＱ８の第一接続端Ｓに電気的に接続される。制御スイッチＱ８の第二接続端Ｄはスイッチ装置４１に電気的に接続される。制御スイッチＱ８の制御端ＧはレジスタＲ２３及びダイオードＤ３を介して駆動電源入力端４３１に電気的に接続される。制御スイッチＱ８の制御端ＧはさらにレジスタＲ２６を介して逆接続検出モジュール５０に電気的に接続される。このようにして、逆接続検出モジュール５０は駆動電源モジュール４３に電気的に接続され、駆動電源モジュール４３は逆接続検出モジュール５０から出力される制御信号Ｃ＿ＥＮを受信することができる。

換言すると、駆動電源モジュール４３、スイッチ装置４１及びスイッチ駆動モジュール４２は電気的に接続されて、スイッチ装置４１の電力供給回路を形成する。駆動電源入力端４３１は、スイッチ装置４１に電力を供給するために用いられる。制御スイッチＱ８及びスイッチ駆動モジュール４２は、電力供給回路のオン／オフ状態を制御するために用いられる。制御スイッチＱ８は、逆接続検出モジュール５０から出力される制御信号によって制御され、スイッチ駆動モジュール４２は、コントローラ７０から出力される駆動信号ＲＥＬＡＹ＿ＥＮ２によって制御される。制御スイッチＱ８とスイッチ駆動モジュール４２の両方がオンになると、電力供給回路はオンになって、スイッチ装置４１に通電し、例えば、リレーＫ１のコイルに通電してスイッチ装置４１をオンにする。

換言すると、駆動電源モジュール４３、スイッチ装置４１及びスイッチ駆動モジュール４２は電気的に接続されて、スイッチ装置４１の駆動回路を形成する。駆動電源入力端４３１は、駆動回路に電力を供給するために用いられる。制御スイッチＱ８及びスイッチ駆動モジュール４２は、駆動回路のオン／オフ状態を制御するために用いられる。駆動回路がオンになると、スイッチ装置４１はオン状態になり、制御スイッチＱ８とスイッチ駆動モジュール４２の両方がオンになると、駆動回路はオン状態になる。

図３を参照すると、本実施形態において、逆接続検出モジュール５０は、トランジスタで構成された組合せスイッチ回路であり、第一検出端５１と、第二検出端５２と、駆動電圧入力端５３と、制御信号出力端５４と、第一トランジスタＱ３と、第二トランジスタＱ６と、を備える。第一検出端５１は負荷正接続端ＣＡＲ＋に電気的に接続され、第二検出端５２は負荷負接続端ＣＡＲ－に電気的に接続される。上述したように、負荷負接続端ＣＡＲ－は、さらに第一接地端ＰＧＮＤに電気的に接続される。駆動電圧入力端５３は電圧源に電気的に接続される。逆接続検出モジュール５０は、駆動電圧入力端５３を介して電圧源によって提供される駆動電圧を受け取って、正常に作動することができる。電圧源は、電圧調整モジュール８１から出力された安定電圧ＶＣＣによって提供されるか、又は電源接続端２０に電気的に接続されたエネルギー貯蔵アセンブリによって提供されることができる。本実施形態において、電圧源は、電圧調整モジュール８１から出力された安定電圧ＶＣＣによって提供される。

本実施形態において、第一トランジスタＱ３は第一検出端５１と第二トランジスタＱ６の制御端１との間に電気的に接続されており、第一トランジスタＱ３の制御端１はさらに第二検出端５２に電気的に接続される。第二トランジスタＱ６は制御信号出力端５４と第二接地端ＧＮＤ（電力基準接地、即ち、電源負接続端）との間に電気的に接続されており、第二トランジスタＱ６の制御端１はさらにレジスタＲ２１を介して駆動電圧入力端５３に電気的に接続される。

具体的には、第一トランジスタＱ３の制御端１は、レジスタＲ２２を介して第二検出端５２に電気的に接続されており、且つレジスタＲ４を介して第一トランジスタＱ３の第一接続端２に電気的に接続される。第一トランジスタＱ３の第一接続端２はダイオードＤ１を介して第一検出端５１に電気的に接続される。ダイオードＤ１の負極は第一検出端５１に電気的に接続され、ダイオードＤ１の正極は第一トランジスタＱ３の第一接続端２に電気的に接続される。第一トランジスタＱ３の第二接続端３はレジスタＲ２７を介して第二トランジスタＱ６の制御端１に電気的に接続される。制御信号出力端５４は、さらにレジスタＲ２６を介して制御スイッチＱ８の制御端Ｇに電気的に接続されて、逆接続検出モジュール５０が駆動電源モジュール４３に制御信号Ｃ＿ＥＮを出力できるようにする。

第一トランジスタＱ３及び第二トランジスタＱ６は、ＮＭＯＳトランジスタ又はＮＰＮトライオードなどのようなハイレベルでオンになるトランジスタを採用する。制御スイッチＱ８は、ＰＭＯＳトランジスタ又はＰＮＰトライオードなどのようなローレベルでオンになるトランジスタを採用する。本実施形態において、第一トランジスタＱ３はＮＰＮトライオードを採用し、第二トランジスタＱ６はＮＭＯＳトランジスタを採用し、制御スイッチＱ８はＰＭＯＳトランジスタを採用する。逆接続検出モジュール５０は、簡単なトランジスタ（例えば、ダイオード、トランジスタ、電界効果トランジスタ）及び受動デバイス（例えば、レジスタ、キャパシタ）を採用して外部負荷に対する極性逆接続検出機能を実現するので、トランジスタのオン／オフ速度が速い特性を利用して、外部負荷の逆接続状態を迅速に検出することができ、さらに関連する保護機能の検出速度及び有効性を顕著に向上できることができる。

作動する時、逆接続検出モジュール５０は、制御スイッチＱ８の制御端Ｇに制御信号Ｃ＿ＥＮを出力して、制御スイッチＱ８のオン／オフ状態を切り替え、従って駆動電源モジュール４３によってスイッチ回路４０に電力を供給することを制御し、さらに外部負荷へのエネルギー貯蔵アセンブリの放電出力を制御する。

具体的には、外部負荷が負荷接続端３０に逆接続されていると、即ち、外部負荷の正極が負荷負接続端ＣＡＲ－に電気的に接続されており、外部負荷の負極が負荷正接続端ＣＡＲ＋に電気的に接続されていると、第一トランジスタＱ３の制御端１は外部負荷の正極のハイレベル信号を受信して、第一トランジスタＱ３をオンにする。第二トランジスタＱ６の制御端１はオンにされた第一トランジスタＱ３を介して外部負荷の負極に電気的に接続されてローレベル信号を受信して、第二トランジスタＱ６をオフにする。制御スイッチＱ８の制御端Ｇ及び制御信号出力端５４は駆動電源入力端４３１に電気的に接続されてハイレベル状態になり、この時、制御信号出力端５４は第一制御信号を出力し、第一制御信号はハイレベル信号である。

制御スイッチＱ８はその制御端Ｇがハイレベル状態にあるのでオフ状態になる。換言すると、制御スイッチＱ８はその制御端Ｇが逆接続検出モジュール５０の制御信号出力端５４から出力された第一制御信号（ハイレベル信号）を受信したのでオフ状態になり、駆動電源入力端４３１とスイッチ回路４０との間の電気接続を切断して、駆動電源入力端４３１からスイッチ回路４０に電力を供給することを一時停止させ、スイッチ回路４０が非通電状態になり、オフ且つ無効状態を維持するようにする。換言すると、リレーＫ１のコイルの駆動電圧が切断され、その結果、コイルが非通電状態になるので、リレーＫ１はオフ状態を維持する。

負荷接続端３０が無負荷状態にあるか、又は外部負荷が負荷接続端３０に正確に接続されると、即ち、外部負荷の正極が負荷正接続端ＣＡＲ＋に電気的に接続されており、外部負荷の負極が負荷負接続端ＣＡＲ－に電気的に接続されていると、第一トランジスタＱ３の制御端１は第一接地端ＰＧＮＤに電気的に接続されてローレベル信号を受信して、第一トランジスタＱ３をオフにする。第二トランジスタＱ６の制御端１はレジスタＲ２１を介して駆動電圧入力端５３に電気的に接続されてハイレベル信号を受信して、第二トランジスタＱ６をオンにする。制御信号出力端５４は、オンにされた第二トランジスタＱ６を介して第二接地端ＧＮＤに電気的に接続されてローレベル状態にあり、この時、制御信号出力端５４はローレベル信号である第二制御信号を出力する。

制御スイッチＱ８はその制御端Ｇが逆接続検出モジュール５０の制御信号出力端５４から出力された第二制御信号（ローレベル信号）を受信したのでオン状態になる。駆動電源入力端４３１とスイッチ回路４０との間の電気接続をオンにして、駆動電源入力端４３１からスイッチ回路４０に電力を供給できるようにする。その結果、スイッチ回路４０が通電され、オフ且つ有効な状態に保たれる。

本実施形態において、制御スイッチＱ８は通常オン状態にあり、その結果、スイッチ回路４０は、通常通電され、オフ且つ有効な状態に保たれることが理解され得る。

本願によって提供されるスマート接続装置１００において、トランジスタで構成された組合せスイッチ回路を逆接続検出モジュールとして使用することにより、トランジスタのオン／オフ速度が速い特性を利用して、外部負荷の逆接続状態を迅速に検出することができる。逆接続検出モジュールから出力された制御信号によって、駆動電源モジュールがスイッチ回路に電力を供給することを直接に制御することにより、外部負荷の逆接続状態に対応する第一制御信号に迅速に応答し、外部負荷へのエネルギー貯蔵アセンブリの放電出力をタイムリーに切断することができる。それで分かるように、本願に係るスマート接続装置を採用すると、関連する保護機能の検出速度及び有効性を顕著に向上させることができ、電力出力制御システムの安全性及び信頼性を顕著に向上させることができる。なお、本願に係るスマート接続装置の主要部品のコストが低く、周辺回路が簡単であり且つ信頼することができるので、製品の材料コストを削減するとともに、製品販売後の人工費と材料費を節約する。

他の実施形態において、逆接続検出モジュール５０は、センサーデバイス、例えば、フォトカプラで構成された検出回路を用いて、外部負荷に対する逆接続検出機能を実現することができる。

再び図１を参照すると、本実施形態において、スマート接続装置１００は、逆接続検出モジュール５０に電気的に接続された逆接続状態指示モジュール６１をさらに備える。逆接続検出モジュール５０は、さらに、逆接続状態指示モジュール６１に第一制御信号を出力して、逆接続状態指示モジュール６１を制御して警報信号を発出して逆接続警報プロンプトを行うようにする。

再び図３を参照すると、逆接続状態指示モジュール６１は、スイッチユニットＱ１、表示ユニット６１１及び／又は警報ユニット６１２を備える。表示ユニット６１１は、少なくとも１つの発光ダイオード又は少なくとも１つの液晶ディスプレイデバイスを含む。表示ユニット６１１は、逆接続検出モジュール５０に電気的に接続される。逆接続検出モジュール５０は、さらに、表示ユニット６１１に第一制御信号を出力して、表示ユニット６１１が発光するか又は情報を表示することにより逆接続警報プロンプトを行うように制御する。

警報ユニット６１２は、少なくとも１つのブザー又はラウドスピーカーを備え、逆接続検出モジュール５０に電気的に接続されている。逆接続検出モジュール５０は、さらに、警報ユニット６１２に第一制御信号を出力して、警報ユニット６１２が警報音を出して逆接続警報プロンプトを行うように制御する。

本実施形態において、逆接続状態指示モジュール６１は、発光ダイオードＬＥＤ２を含む表示ユニット６１１と、ラウドスピーカーＬＳ１を含む警報ユニット６１２と、を備える。スイッチユニットＱ１の制御端１は、レジスタＲ１１を介して逆接続検出モジュール５０の制御信号出力端５４に電気的に接続され、ツェナーダイオードＤ９を介して第二接地端ＧＮＤに電気的に接続される。スイッチユニットＱ１の第一接続端２は、第二接地端子ＧＮＤに電気的に接続されている。発光ダイオードＬＥＤ２及び警報ユニット６１２は、電圧源とスイッチユニットＱ１の第二接続端３との間に並列に電気的に接続される。発光ダイオードＬＥＤ２の正極は電圧源に電気的に接続され、発光ダイオードＬＥＤ２の負極はレジスタＲ１６を介してスイッチユニットＱ１の第二接続端３に電気的に接続される。ラウドスピーカーＬＳ１はレジスタＲ１０を介してスイッチユニットＱ１の第二接続端３に電気的に接続される。スイッチユニットＱ１の第二接続端３は、さらにキャパシタＣ６を介して電圧源ＶＣＣに電気的に接続される。

本実施形態において、スイッチユニットＱ１は、ＮＭＯＳトランジスタ又はＮＰＮ三極などのようなハイレベルでオンになるトランジスタを採用する。

作動する時、外部負荷が負荷接続端３０に逆接続されていると、上述したように、制御信号出力端５４はハイレベル信号である第一制御信号を出力する。スイッチユニットＱ１はその制御端１が逆接続検出モジュール５０の制御信号出力端５４から出力された第一制御信号（ハイレベル信号）を受信したのでオンになって、発光ダイオードＬＥＤ２及びラウドスピーカーＬＳ１が設置された回路をオンにすることにより、発光ダイオードＬＥＤ２は発光し、ラウドスピーカーＬＳ１は警報音を出して、外部負荷が負荷接続端３０に逆接続されていることをプロンプトする。

負荷接続端３０が無負荷状態にあるか、又は外部負荷が負荷接続端３０に正確に接続されていると、上述したように、制御信号出力端５４はローレベル信号である第二制御信号を出力する。スイッチユニットＱ１はその制御端１が逆接続検出モジュール５０の制御信号出力端５４から出力された第二制御信号（ローレベル信号）を受信したのでオフになって、発光ダイオードＬＥＤ２及びラウドスピーカーＬＳ１が設置された回路をオフにして、発光ダイオードＬＥＤ２は発光せず、ラウドスピーカーＬＳ１は警報音を出さない。

本願に係るスマート接続装置１００において、逆接続検出モジュール５０から出力された制御信号によって逆接続状態指示モジュール６１の動作状態を直接に制御することにより、外部負荷の逆接続状態に対応する第一制御信号に迅速に応答し、ユーザに逆接続状態の警報プロンプトをタイムリーに提供して、ユーザがスマート接続装置１００と外部負荷との電気的接続をタイムリーに調整するようにする。

再び図１を参照すると、本実施形態において、スマート接続装置１００は、負荷接続端３０に電気的に接続された負荷電圧検出モジュール８３をさらに備える。負荷電圧検出モジュール８３は、負荷接続端３０を介して外部負荷の負荷電圧を検出し、且つ対応する負荷電圧信号を出力するために用いられる。

コントローラ７０は、さらに、負荷電圧検出モジュール８３に電気的に接続される。コントローラ７０が自動出力モードにある場合、コントローラ７０は負荷電圧検出モジュール８３から出力された負荷電圧信号を受信し、負荷電圧信号に基づいて外部負荷の接続状態及び電圧変化状態を確定する。コントローラ７０は、さらに、外部負荷が負荷接続端３０に正確に接続され且つ外部負荷の負荷電圧が予め設定された条件を満たすと確定した場合、スイッチ回路４０に駆動信号ＲＥＬＡＹ＿ＥＮ２を出力して、通電された有効状態にあるスイッチ回路４０をオンにするために用いられ、従ってエネルギー貯蔵アセンブリは外部負荷に電気的に接続されて外部負荷に放電出力することができる。

外部負荷が自動車バッテリーであり、エネルギー貯蔵アセンブリが始動電源のエネルギー貯蔵アセンブリであることを例として、１つの実施形態において、コントローラ７０は、予め設定された時間内に受信した負荷電圧信号に基づいて、予め設定された時間内の自動車バッテリーの電圧値の低下幅が予め設定された低下幅閾値を超えるか否かを判断し、即ち、自動車バッテリーの電圧低下が発生したか否かを判断するために用いられる。コントローラ７０は、さらに、予め設定された時間内の自動車バッテリーの電圧値の低下幅が予め設定された低下幅閾値を超えると、即ち、自動車バッテリーの電圧が低下し、且つ電圧低下の勾配が予め設定された低下勾配に達する場合、自動車バッテリーの負荷電圧が予め設定された条件を満たすと確定し、従って駆動信号ＲＥＬＡＹ＿ＥＮ２を出力してスイッチ回路４０をオンにし、始動電源によって自動車バッテリーに電力を供給するようにするために用いられる。予め設定された時間内の自動車バッテリーの電圧値の低下幅が予め設定された低下幅閾値を超える場合、即ち、自動車バッテリーの電圧が低下すると、自動車バッテリーが自動車の始動に用いられることを説明し、このとき、スイッチ回路４０をオンにすると、始動電源を用いて自動車バッテリーに電力を供給し、自動車を始動することができる。コントローラ７０は、自動車バッテリーが自動車の始動に用いられる場合のみ、スイッチ回路４０をオンにして、始動電源の電量を節約するとともに、自動車を始動することを確保する。

他の実施形態において、コントローラ７０は、受信した負荷電圧信号に基づいて、自動車バッテリーの電圧値が予め設定された電圧閾値より小さいか否かを判断し、自動車バッテリーの電圧値が予め設定された電圧閾値より小さいと、予め設定された時間内に受信した負荷電圧信号に基づいて、予め設定された時間内の自動車バッテリーの電圧値の低下幅が予め設定された低下幅閾値を超えるか否かを判断し、予め設定された時間内の自動車バッテリーの電圧値の低下幅が予め設定された低下幅閾値を超えると、自動車バッテリーの負荷電圧が予め設定された条件を満たすと確定し、駆動信号ＲＥＬＡＹ＿ＥＮ２を出力してスイッチ回路４０をオンにし、始動電源によって自動車バッテリーに電力を供給するようにするために用いられる。自動車バッテリーの電圧値が予め設定された電圧閾値より小さいと、自動車バッテリーの電気量が不足であり、電気量不足状態にあることを説明する。予め設定された時間内の自動車バッテリーの電圧値の低下幅が予め設定された低下幅閾値を超えると、自動車バッテリーが自動車の始動に用いられることを説明する。このように、コントローラ７０は、電気量不足状態にある自動車バッテリーがスマート接続装置１００に正確に接続され、且つ自動車バッテリーが自動車の始動に用いられる場合のみ、スイッチ回路４０をオンにして、始動電源の電量を節約するとともに、自動車を始動することを確保し、さらに自動車バッテリーが始動電源を逆充電することを防止する。

１つの実施形態において、スマート接続装置１００は、負荷接続状態指示モジュール６０をさらに備える。負荷接続状態指示モジュール６０は、正確接続状態指示モジュール６２及び逆接続状態指示モジュール６１を備える。コントローラ７０は、さらに、外部負荷が負荷接続端３０に正確に接続されている場合、正確接続状態指示モジュール６２が指示信号を発出するように制御して、ユーザに対応する作動状態指示を提供する。正確接続状態指示モジュール６２は、少なくとも１つの発光ダイオード又は少なくとも１つのブザーを備えることができる。

本実施形態において、コントローラ７０は、マイクロコントローラーユニット（Ｍｉｃｒｏ－ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ｕｎｉｔ、ＭＣＵ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ、ＦＰＧＡ）、又はデジタル信号プロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ、ＤＳＰ）などのプログラマブル制御デバイスを採用することができる。コントローラ７０は、スマート接続装置１００の論理演算及び制御センターとして機能し、主に、データ収集及び変換、論理演算、データ通信、駆動出力などの機能を発揮する。コントローラ７０は、電圧調整モジュール８１から出力された安定電圧ＶＣＣによって給電される。

本実施形態において、図４に示されたように、コントローラ７０は、複数の入出力ポートを含むマイクロコントローラＵ２を採用する。コントローラ７０は、複数の入出力ポートを介して、他の機能モジュール又は外部デバイスと通信及び情報交換することができ、従ってスマート接続装置１００の接続、駆動及び制御などの機能を実現することができる。

本実施形態において、スマート接続装置１００は、コントローラ７０に電気的に接続された通信インターフェースモジュール（図示せず）をさらに備える。コントローラ７０は、通信インターフェースモジュールを介して、外部デバイス（外部電源装置、外部負荷）に接続されて、外部デバイスと通信することにより、外部電源装置のエネルギー貯蔵アセンブリの現在のバッテリー電圧、最大電流出力能力、バッテリー温度、作動状態、ソフトウェアバージョン情報などを取得し、取得した相関情報に基づいて、外部電源装置のエネルギー貯蔵アセンブリの電気パラメータが外部負荷に対して放電出力を行う条件を満たしているか否かを判断し、従って駆動信号ＲＥＬＡＹ＿ＥＮ２を出力してスイッチ回路４０をオンにするか否かを判断する。コントローラ７０は、自身のソフトウェアバージョン情報、スマート接続装置１００の正常作動状態及び異常作動状態、外部負荷の電圧及び出力電流信号などを外部電源装置に送信して、適応及び関連する保護を行ってもよい。つまり、スマート接続装置１００のコントローラ７０は、通信インターフェースモジュールを介して、外部デバイスと情報交換を行い、且つ対応する制御を実行する。

通信インターフェースモジュールによって提供される通信がタイムアウトして中断されるか、又は通信インターフェースモジュールによって交換されたデータ情報が異常であるか、又は外部電源装置によって供給された電圧がプログラムにより設定された閾値範囲内にないと、コントローラ７０は、駆動信号ＲＥＬＡＹ＿ＥＮ２の出力を停止することにより、スイッチ回路４０をオフにして、電流出力回路１１を切断するとともに、対応する状態指示を出力して、システム及び外部デバイスの安全を確保する。

選択的には、スマート接続装置１００は、コントローラ７０に電気的に接続された温度検出モジュール８４をさらに備える。温度検出モジュール８４は、スイッチ装置４１及び／又は内蔵されたエネルギー貯蔵アセンブリなどの作動温度を検出し、検出された温度値をコントローラ７０にフィードバックするために用いられる。コントローラ７０は、さらに、受信した温度値に基づいて、スイッチ装置４１及び／又は内蔵されたエネルギー貯蔵アセンブリなどの作動温度が予め設定された閾値を超えるか否かを分析し、スイッチ装置４１及び／又は内蔵されたエネルギー貯蔵アセンブリなどの作動温度が予め設定された閾値を超えると、駆動信号ＲＥＬＡＹ＿ＥＮ２の出力を一時停止することにより、スイッチ回路４０をオフにして、電流出力回路１１を切断し、システム運転の安全性を確保する。

選択的には、スマート接続装置１００は、電源接続端２０と負荷接続端３０との間に電気的に接続された電流検出モジュール８５をさらに備える。電流検出モジュール８５は、さらにコントローラ７０に電気的に接続される。電流検出モジュール８５は、スイッチ回路４０がオン状態にある間、電流出力回路１１の電流、即ち、エネルギー貯蔵アセンブリが外部負荷に出力した放電電流をリアルタイムで収集し、検出された電流サンプリング信号をコントローラ７０にフィードバックするために用いられる。本実施形態において、電流検出モジュール８５は電源負接続端ＢＡＴ－と負荷負接続端ＣＡＲ－との間に電気的に接続される。他の実施形態において、電流検出モジュール８５は電源正接続端ＢＡＴ＋と負荷正接続端ＣＡＲ＋との間に電気的に接続されてもよい。コントローラ７０は、さらに、受信した電流サンプリング信号に基づいて、エネルギー貯蔵アセンブリの放電出力が正常であるか否かを分析し、エネルギー貯蔵アセンブリの放電出力が異常であると、駆動信号ＲＥＬＡＹ＿ＥＮ２の出力を一時停止することにより、スイッチ回路４０をオフにして、電流出力回路１１を切断し、システム運転の安全性を確保する。

選択的には、スマート接続装置１００は、電流検出モジュール８５及びコントローラ７０に電気的に接続された過電流及び短絡保護モジュール８６をさらに備える。過電流及び短絡保護モジュール８６は、電流検出モジュール８５から出力された電流サンプリング信号の値が予め設定された閾値を超えるか否かを監視し、電流サンプリング信号の値が予め設定された閾値を超えると、コントローラ７０に一時停止トリガー信号を出力して、コントローラ７０が直ちに駆動信号の出力を一時停止するようにするために用いられる。このようにして、スイッチ回路４０を迅速にオフにして、電流出力回路１１を切断し、システム運転の安全性を確保する。他の実施形態において、過電流及び短絡保護モジュール８６の出力端はスイッチ回路４０に直接接続されてもよく、電流サンプリング信号の値が予め設定された閾値を超えると、直接にスイッチ回路４０をオフにする。

当業者であれば、上述した概略図１は、外部負荷の接続状態を検出する機能、外部負荷へのエネルギー貯蔵アセンブリの放電出力機能を実現するスマート接続装置１００の例示にすぎず、スマート接続装置１００に対する制限を構成せず、スマート接続装置１００は、図面に示されたものより多い又は少ない部材、又はある部材の組合せ、又は異なる部材を備えてもよいことを理解されるべきである。

図５～図６を参照すると、本願は、上述したスマート接続装置１００を使用する始動電源２００をさらに提供する。図５に示されたように、始動電源２００は、ハウジング２０１と、エネルギー貯蔵アセンブリ２０２と、上述したスマート接続装置１００と、を備える。エネルギー貯蔵アセンブリ２０２及びスマート接続装置１００の構造の少なくとも一部、例えば、電源接続端２０、負荷接続端３０、スイッチ回路４０、駆動電源モジュール４３、逆接続検出モジュール５０、コントローラ７０、電圧調整モジュール８１、負荷電圧検出モジュール８３、温度検出モジュール８４、電流検出モジュール８５、過電流及び短絡保護モジュール８６などは、ハウジング２０１の内部に設置されることができる。スマート接続装置１００の構造の少なくとも一部、例えば、負荷接続状態指示モジュール６０、ボタン制御モジュール８２などは、ハウジング２０１の上に設置されることができる。

本実施形態において、始動電源２００は、ハウジング２０１に設置された充電インターフェース２０４をさらに備える。充電インターフェース２０４は、主電源（Ｍａｉｎｓ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ）などのような外部電源に電気的に接続されて、外部電源の電力供給を受けて、エネルギー貯蔵アセンブリ２０２を充電するために用いられる。充電インターフェース２０４のタイプは、ＤＣインターフェース、ＵＳＢインターフェース、Ｍｉｃｒｏ ＵＳＢポート、Ｍｉｎｉ ＵＳＢインターフェース、Ｔｙｐｅ－Ａインターフェース、Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェースを含むが、これらに限定されない。

スマート接続装置１００の電源接続端２０は、始動電源２００のエネルギー貯蔵アセンブリ２０２に電気的に接続される。

本実施形態において、図５～図６に示されたように、始動電源２００は、ハウジング２０１に設置された接続ソケット２０３をさらに備える。接続ソケット２０３は、スマート接続装置１００の負荷接続端３０に電気的に接続されており、外部接続部品４００を介して外部負荷に電気的に接続するために用いられる。具体的には、接続部品４００の一端は接続ソケット２０３に取り外し可能に接続され、接続部品４００の他端は外部負荷に取り外し可能に接続される。始動電源２００の外観構造は、図６に示された始動電源２００の構造又は他の構造を採用することができ、本願では、始動電源２００の外観構造について具体的に制限しない。

本実施形態において、接続部品４００は、第一ワイヤクランプ４０１と、第二ワイヤクランプ４０２と、ケーブル４０３と、接続プラグ４０４と、を備えるワイヤクランプである。ケーブル４０３は、第一ワイヤクランプ４０１及び第二ワイヤクランプ４０２をそれぞれ接続プラグ４０４に接続するために用いられる。接続プラグ４０４は、接続ソケット２０３に取り外し可能に且つ電気的に接続される。第一ワイヤクランプ４０１は外部負荷の正極を挟持するために用いられ、第二ワイヤクランプ４０２は外部負荷の負極を挟持するために用いられる。外部負荷の正極及び負極は、第一ワイヤクランプ４０１及び第二ワイヤクランプ４０２、接続プラグ４０４、接続ソケット２０３を介して負荷接続端３０の負荷正接続端ＣＡＲ＋及び負荷負接続端ＣＡＲ－に一対一で電気的に接続される。

選択的には、他の実施形態において、図７～図８に示すように、始動電源２００’は、接続部品２０５をさらに備える。接続部品２０５の一端はスマート接続装置１００の負荷接続端３０に電気的に接続され、接続部品２０５の他端は外部負荷に電気的に接続される。換言すると、接続部品２０５の一端は始動電源２００’に内蔵される。他の実施形態において、接続部品２０５は、ワイヤクランプであり、接続プラグ４０４を含まないことを除いて、他の構造は接続部品４００の構造と類似であり、ここで詳しく説明しない。

本願に係る始動電源２００及び２００’は、上述したスマート接続装置１００を使用し、逆接続検出モジュール５０から出力された制御信号によって駆動電源モジュールがスイッチ回路に電力を供給することを直接に制御することにより、外部負荷の逆接続状態に対応する第一制御信号に迅速に応答し、外部負荷へのエネルギー貯蔵アセンブリの放電出力をタイムリーに切断することができ、従って関連する保護機能の検出速度及び有効性を顕著に向上させることができ、電力出力制御システムの安全性及び信頼性をさらに顕著に向上させることができる。なお、本願に係るスマート接続装置１００の主要部品のコストが低く、周辺回路が簡単であり且つ信頼することができるので、始動電源２００または２００’の材料コストを削減するとともに、製品販売後の人工費と材料費を節約する。

図９～図１０を参照すると、本願は、上述したスマート接続装置１００を使用するバッテリークランプ３００をさらに提供する。バッテリークランプ３００は、ハウジング３０１と、電源入力インターフェース３０２と、接続部品３０３と、上述したスマート接続装置１００と、を備える。電源入力インターフェース３０２は、ハウジング３０１に設置されている。電源入力インターフェース３０２は、エネルギー貯蔵アセンブリ（図示せず）を含む外部電源装置５００、例えば、緊急始動電源に電気的に接続するために用いられる。本実施形態において、電源入力インターフェース３０２は、接続プラグである。外部電源装置５００は、バッテリークランプ３００の電源入力インターフェース３０２に適応する接続ソケット５０１をさらに備える。バッテリークランプ３００は、電源入力インターフェース３０２と接続ソケット５０１の取り外し可能な電気的接続を介して、外部電源装置５００に電気的に接続される。

スマート接続装置１００の構造の少なくとも一部、例えば、電源接続端２０、負荷接続端３０、スイッチ回路４０、駆動電源モジュール４３、逆接続検出モジュール５０、コントローラ７０、電圧調整モジュール８１、負荷電圧検出モジュール８３、温度検出モジュール８４、電流検出モジュール８５、過電流及び短絡保護モジュール８６などは、ハウジング３０１の内部に設置されることができる。スマート接続装置１００の構造の少なくとも一部、例えば、負荷接続状態指示モジュール６０、ボタン制御モジュール８２などは、ハウジング３０１の上に設置されることができる。

スマート接続装置１００の電源接続端２０は、電源入力インターフェース３０２に電気的に接続され、電源入力インターフェース３０２を介して外部電源装置５００のエネルギー貯蔵アセンブリに電気的に接続される。

接続部品３０３の一端はスマート接続装置１００の負荷接続端３０に電気的に接続され、接続部品３０３の他端は外部負荷に電気的に接続される。本実施形態において、接続部品３０３はワイヤクランプである。接続部品３０３は、接続プラグ４０４を含まないことを除いて、他の構造は接続部品４００の構造と類似であり、ここで詳しく説明しない。

バッテリークランプ３００の外観構造は、図１０に示されたバッテリークランプ３００の構造、又は他の構造を採用することができ、本願では、バッテリークランプ３００の外観構造について具体的に制限しない。

本願に係るバッテリークランプ３００は、上述したスマート接続装置１００を使用し、逆接続検出モジュール５０から出力された制御信号によって駆動電源モジュールがスイッチ回路に電力を供給することを直接に制御することにより、外部負荷の逆接続状態に対応する第一制御信号に迅速に応答し、外部負荷へのエネルギー貯蔵アセンブリの放電出力をタイムリーに切断することができ、関連する保護機能の検出速度及び有効性を顕著に向上させることができ、電力出力制御システムの安全性及び信頼性をさらに顕著に向上させることができる。なお、本願に係るスマート接続装置１００の主要部品のコストが低く、周辺回路が簡単であり且つ信頼することができるので、バッテリークランプ３００の材料コストを削減するとともに、製品販売後の人工費と材料費を節約する。

上述した実施形態は、ただ本願の技術方案を説明するためのものであり、制限するためのものではなく、好適な実施形態を参照して本願について詳細に説明したが、当業者であれば、本願の技術方案の要旨及び範囲から逸脱することなく、本願の技術法案に対する補正や置換が可能であることを理解すべきである。

１００ スマート接続装置
１１ 電流出力回路
２０ 電源接続端
ＢＡＴ＋ 電源正接続端
ＢＡＴ－ 電源負接続端
３０ 負荷接続端
ＣＡＲ＋ 負荷正接続端
ＣＡＲ－ 負荷負接続端
ＰＧＮＤ 第一接地端
４０ スイッチ回路
４１ スイッチ装置
４２ スイッチ駆動モジュール
４３ 駆動電源モジュール
４３１ 駆動電源入力端
Ｑ８ 制御スイッチ
Ｄ３ ダイオード
Ｒ２３ レジスタ
５０ 逆接続検出モジュール
５１ 第一検出端
５２ 第二検出端
５３ 駆動電圧入力端
５４ 制御信号出力端
Ｑ３ 第一トランジスタ
Ｑ６ 第二トランジスタ
Ｒ４、Ｒ２１、Ｒ２２、Ｒ２７、Ｒ２６ レジスタ
Ｄ１ ダイオード
ＧＮＤ 第二接地端
６０ 負荷接続状態指示モジュール
６１ 逆接続状態指示モジュール
Ｑ１ スイッチユニット
６１１ 表示ユニット
ＬＥＤ２ 発光ダイオード
６１２ 警報ユニット
ＬＳ１ スピーカー
Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１６ レジスタ
Ｄ９ ゼナーダイオード
Ｃ６ キャパシタ
６２ 正確接続状態指示モジュール
７０ コントローラ
Ｕ２ マイクロコントローラ
８１ 電圧調整モジュール
８２ ボタン制御モジュール
８３ 負荷電圧検出モジュール
８４ 温度検出モジュール
８５ 電流検出モジュール
８６ 過電流及び短絡保護モジュール
２００、２００’ 始動電源
２０１、２０１’ ハウジング
２０２ エネルギー貯蔵アセンブリ
２０３ 接続ソケット
２０４ 充電インターフェース
３００ バッテリークランプ
３０１ ハウジング
３０２ 電源入力インターフェース
４００、２０５、３０３ 接続部品
４０１ 第一ワイヤクランプ
４０２ 第二ワイヤクランプ
４０３ ケーブル
４０４ 接続プラグ
５００ 外部電源装置
５０１ 接続ソケット

Claims (16)

1. スマート接続装置であって、
   エネルギー貯蔵アセンブリに電気的に接続するために用いられる電源接続端と、
   外部負荷に電気的に接続するために用いられる負荷接続端と、
   前記電源接続端と前記負荷接続端との間に電気的に接続されるスイッチ回路と、
   前記負荷接続端に電気的に接続される逆接続検出モジュールと、
   を含み、
   前記逆接続検出モジュールは、前記外部負荷が前記負荷接続端に逆接続されていることを検出すると、第一制御信号を出力するために用いられ、前記第一制御信号は、前記スイッチ回路を制御して、前記エネルギー貯蔵アセンブリと前記外部負荷との電気的接続を切断して、前記外部負荷への前記エネルギー貯蔵アセンブリの放電出力を禁止するために用いられ、
   前記スマート接続装置は、前記スイッチ回路及び前記逆接続検出モジュールにそれぞれ電気的に接続された駆動電源モジュールをさらに備え、前記駆動電源モジュールは前記スイッチ回路に電力を供給して前記スイッチ回路を通電状態に維持させるために用いられ、
   前記逆接続検出モジュールは、前記駆動電源モジュールに前記第一制御信号を送信して、前記スイッチ回路に電力を供給することを一時停止するように前記駆動電源モジュールを制御して、前記エネルギー貯蔵アセンブリと前記外部負荷との電気的接続を切断するために用いられ、
   前記スマート接続装置は、前記電源接続端に電気的に接続された電圧調整モジュールをさらに備え、前記電圧調整モジュールは、前記電源接続端を介して前記エネルギー貯蔵アセンブリの入力電圧を受け取り、前記入力電圧に対して電圧変換を行って安定電圧を出力するために用いられ、
   電圧源は、前記電圧調整モジュールから出力された安定電圧によって提供されるか、又は前記電源接続端に電気的に接続されたエネルギー貯蔵アセンブリによって提供され、
   前記駆動電源モジュールは駆動電源入力端を含み、前記駆動電源入力端は前記電源接続端に電気的に接続されて、前記スイッチ回路の駆動電力は前記電源接続端によって提供されるか、又は前記駆動電源入力端は前記電圧調整モジュールに電気的に接続されて、前記スイッチ回路の駆動電力は前記電圧調整モジュールによって提供される、
   ことを特徴とするスマート接続装置。
2. 前記スマート接続装置は、前記逆接続検出モジュールに電気的に接続された逆接続状態指示モジュールをさらに備え、
   前記逆接続検出モジュールは、さらに、前記逆接続状態指示モジュールに前記第一制御信号を出力して、前記逆接続状態指示モジュールを制御して、前記逆接続状態指示モジュールが警報信号を発出して逆接続警報プロンプトを行うようにするために用いられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のスマート接続装置。
3. 前記逆接続検出モジュールは、さらに、前記負荷接続端が無負荷状態にあるか、又は前記外部負荷が前記負荷接続端に正確に接続されていることを検出すると、前記駆動電源モジュールに第二制御信号を出力して、前記スイッチ回路に電力を供給するように前記駆動電源モジュールを制御して、前記スイッチ回路が通電状態になるようにするために用いられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のスマート接続装置。
4. 前記駆動電源モジュールは制御スイッチをさらに含み、前記制御スイッチは前記駆動電源入力端と前記スイッチ回路との間に電気的に接続されており、前記スイッチ回路は前記駆動電源入力端を介して電力を受け取り、前記制御スイッチは、前記駆動電源入力端と前記スイッチ回路との間の電気的接続をオン又はオフするために用いられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載のスマート接続装置。
5. 前記駆動電源モジュールは制御スイッチをさらに含み、前記制御スイッチは前記駆動電源入力端と前記スイッチ回路との間に電気的に接続されており、前記スイッチ回路は前記駆動電源入力端を介して電力を受け取り、
   前記逆接続検出モジュールは、前記制御スイッチのオン/オフ状態を切り替えるために、前記制御スイッチに前記第一制御信号又は前記第二制御信号を出力することにより、前記スイッチ回路に対する前記駆動電源モジュールの電力供給を制御し、
   前記制御スイッチは、前記逆接続検出モジュールから出力された前記第一制御信号を受信すると、オフ状態になって、前記駆動電源入力端と前記スイッチ回路との間の電気的接続をオフさせて、前記駆動電源入力端を介して前記スイッチ回路に電力を供給することを一時停止させ、
   前記制御スイッチは、前記逆接続検出モジュールから出力された前記第二制御信号を受信すると、オン状態になって、前記駆動電源入力端と前記スイッチ回路との間の電気的接続をオンさせて、前記駆動電源入力端を介して前記スイッチ回路に電力を供給するようにする、
   ことを特徴とする請求項３に記載のスマート接続装置。
6. 前記逆接続検出モジュールは、トランジスタで構成された組合せスイッチ回路を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のスマート接続装置。
7. 前記負荷接続端は、負荷正接続端と、第一接地端に電気的に接続される負荷負接続端と、を含み、
   前記逆接続検出モジュールは、第一検出端と、第二検出端と、駆動電圧入力端と、制御信号出力端と、第一トランジスタと、第二トランジスタと、を備え、
   前記第一検出端は、前記負荷正接続端に電気的に接続され、
   前記第二検出端は、前記負荷負接続端に電気的に接続され、
   前記逆接続検出モジュールは前記駆動電圧入力端を介して駆動電圧を受け取り、
   前記第一トランジスタは前記第一検出端と前記第二トランジスタの制御端との間に電気的に接続されており、前記第一トランジスタの制御端は前記第二検出端に電気的に接続され、
   前記第二トランジスタは前記制御信号出力端と第二接地端との間に電気的に接続されており、前記第二トランジスタの制御端はさらにレジスタを介して前記駆動電圧入力端に電気的に接続される、
   ことを特徴とする請求項５に記載のスマート接続装置。
8. 前記制御スイッチの制御端は前記制御信号出力端及び前記駆動電源入力端にそれぞれ電気的に接続され、前記第一トランジスタ及び前記第二トランジスタは全てハイレベルでオンになるトランジスタを採用し、前記制御スイッチはローレベルでオンになるトランジスタを採用し、
   前記逆接続検出モジュールは、さらに、前記負荷接続端が無負荷状態にあるか、又は前記外部負荷が前記負荷接続端に正確に接続されていることを検出すると、前記駆動電源モジュールに第二制御信号を出力して、前記スイッチ回路に電力を供給するように前記駆動電源モジュールを制御して、前記スイッチ回路が通電状態になるようにするために用いられ、
   前記外部負荷が前記負荷接続端に逆接続されていると、前記第一トランジスタはオンになり、前記第二トランジスタはオフになり、前記制御スイッチの制御端及び前記制御信号出力端は前記駆動電源入力端に電気的に接続されてハイレベル状態になり、前記制御スイッチはオフ状態になり、前記制御信号出力端は第一制御信号を出力し、第一制御信号はハイレベル信号であり、
   前記負荷接続端が無負荷状態にあるか、又は前記外部負荷が前記負荷接続端に正確に接続されると、前記第一トランジスタはオフになり、前記第二トランジスタはオンになり、前記制御信号出力端は、オンにされた前記第二トランジスタを介して前記第二接地端に電気的に接続されてローレベル状態にあり、且つローレベル信号である第二制御信号を出力し、前記制御スイッチはオン状態になる、
   ことを特徴とする請求項７に記載のスマート接続装置。
9. 前記スマート接続装置は前記スイッチ回路に電気的に接続されたコントローラをさらに備え、前記コントローラは、前記スイッチ回路に駆動信号を出力して、通電状態にある前記スイッチ回路をオンにさせ、前記エネルギー貯蔵アセンブリが前記外部負荷に電気的に接続されて、前記外部負荷に対して放電出力を行うようにする、
   ことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載のスマート接続装置。
10. 前記スマート接続装置は、前記負荷接続端に電気的に接続された負荷電圧検出モジュールをさらに備え、前記負荷電圧検出モジュールは、前記負荷接続端を介して前記外部負荷の負荷電圧を検出し、且つ対応する負荷電圧信号を出力するために用いられ、
    前記コントローラは、さらに前記負荷電圧検出モジュールに電気的に接続され、前記コントローラは、さらに前記負荷電圧検出モジュールから出力された負荷電圧信号を受信し、且つ前記負荷電圧信号に基づいて前記外部負荷の接続状態及び電圧変化状態を確定するために用いられ、
    前記コントローラは、さらに、前記外部負荷が前記負荷接続端に正確に接続され且つ前記外部負荷の負荷電圧が予め設定された条件を満たすと確定した場合、前記スイッチ回路に前記駆動信号を出力して通電状態にある前記スイッチ回路をオンにするために用いられる、
    ことを特徴とする請求項９に記載のスマート接続装置。
11. 前記スイッチ回路は、
    前記電源接続端と前記負荷接続端との間に電気的に接続されるスイッチ装置と、
    前記スイッチ装置と前記コントローラとの間に電気的に接続されるスイッチ駆動モジュールと、
    を備え、
    前記コントローラは、前記駆動信号を前記スイッチ駆動モジュールに送信するために用いられ、前記スイッチ駆動モジュールは、前記スイッチ装置のオン又はオフを実現するために用いられる、
    ことを特徴とする請求項９に記載のスマート接続装置。
12. 前記逆接続状態指示モジュールは、表示ユニット及び警報ユニットのうちの少なくとも１つを備え、
    前記表示ユニットは前記逆接続検出モジュールに電気的に接続され、前記逆接続検出モジュールは、さらに、前記表示ユニットに第一制御信号を出力して前記表示ユニットを制御し、前記表示ユニットが発光するか又は情報を表示することにより逆接続警報プロンプトを行うようにするために用いられ、
    前記警報ユニットは前記逆接続検出モジュールに電気的に接続され、前記逆接続検出モジュールは、さらに、前記警報ユニットに第一制御信号を出力して前記警報ユニットを制御し、前記警報ユニットが警報音を出して逆接続警報プロンプトを行うようにするために用いられる、
    ことを特徴とする請求項２に記載のスマート接続装置。
13. 始動電源であって、
    ハウジングと、
    エネルギー貯蔵アセンブリと、
    請求項１～１２のいずれか一項に記載のスマート接続装置と、
    を備え、
    前記エネルギー貯蔵アセンブリ及び前記スマート接続装置の構造の少なくとも一部は前記ハウジング内に設置され、前記スマート接続装置の電源接続端は前記始動電源のエネルギー貯蔵アセンブリに電気的に接続される、
    ことを特徴とする始動電源。
14. 前記始動電源は前記ハウジングの上に設置された接続ソケットをさらに備え、前記接続ソケットは前記スマート接続装置の負荷接続端に電気的に接続されており、前記接続ソケットは外部接続部品を介して前記外部負荷に電気的に接続するために用いられる、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の始動電源。
15. 前記始動電源は接続部品をさらに備え、前記接続部品の一端は前記スマート接続装置の負荷接続端に電気的に接続され、前記接続部品の他端は前記外部負荷に電気的に接続される、
    ことを特徴とする請求項１３に記載の始動電源。
16. バッテリークランプであって、
    ハウジングと、前記ハウジングに設置された電源入力インターフェースと、請求項１～１２のいずれか一項に記載のスマート接続装置と、接続部品と、を備え、
    前記電源入力インターフェースは、エネルギー貯蔵アセンブリを含む外部電源装置に接続するために用いられ、
    前記スマート接続装置の構造の少なくとも一部は前記ハウジングの内部に設置され、前記スマート接続装置の電源接続端は、前記電源入力インターフェースに電気的に接続され、且つ前記電源入力インターフェースを介して前記外部電源装置のエネルギー貯蔵アセンブリに電気的に接続され、
    前記接続部品の一端は前記スマート接続装置の負荷接続端に電気的に接続され、前記接続部品の他端は外部負荷に電気的に接続される、
    ことを特徴とするバッテリークランプ。