KR102634126B1 - 스마트 연결 장치, 시동 전원 및 배터리 클램프 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 스마트 연결 장치, 시동 전원 및 배터리 클램프를 제공한다. 스마트 연결 장치는 스위치 회로, 전송 모듈 및 검출 유닛을 포함한다. 전송 모듈은 컨트롤러에서 출력된 구동 신호를 스위치 회로로 전송하여 스위치 회로를 턴 온시키는 데에 사용된다. 검출 유닛은 부하 연결 단부와 외부 부하의 연결 상태를 검출하여 대응하는 제어 신호를 출력하고, 제어 신호를 전송 모듈로 전송하여 전송 모듈이 구동 신호를 전송하는 것을 제어함으로써, 스위치 회로의 온/오프 상태를 제어하는 데에 사용된다. 스마트 연결 장치는 구동 신호의 전송 경로에 전송 모듈을 설치하고, 검출 유닛이 출력하는 제어 신호를 이용하여 전송 모듈이 구동 신호를 전송하는 것을 직접 제어함으로써, 외부 부하가 역 연결될 때에 구동 신호의 전송 경로를 차단하고, 외부 부하의 역 연결 상태에 신속하게 응답하며, 외부 부하에 대한 배터리 어셈블리의 방전 출력을 적시에 차단할 수 있고, 관련 보호 기능의 검출 속도와 유효성을 향상시킨다.

Description

스마트 연결 장치, 시동 전원 및 배터리 클램프{SMART CONNECTION DEVICE, JUMP STARTER, AND BATTERY CLAMP}
본 출원은 전자 기술 분야에 관한 것으로, 특히 스마트 연결 장치, 시동 전원 및 배터리 클램프에 관한 것이다.
현재 시판되고 있는 대부분의 비상 시동 전원 제품은 자동차 엔진을 점화하는 비상 시동 출력 기능을 실현할 수 있지만, 대부분의 유사 제품의 시동 회로는 연결 극성을 자동으로 식별하는 기능이 없다. 자동차 축전지 등 외부 부하와 전기적으로 연결되는 조작 과정에서, 일부 사용자는 외부 부하와 시동 전원의 출력 포트 사이의 전기적 연결 극성을 올바르게 구분하지 못한다. 외부 부하의 연결 전극과 시동 전원의 출력 포트의 연결 전극이 틀리게 연결된 경우, 예를 들어, 2개의 전극이 반대로 연결되면 단락이 발생하여 시동 전원의 배터리 또는 외부 부하가 손상될 수 있고, 심지어 화재로 인한 재산 피해, 인원 부상 등 안전 사고가 발생할 수 있다.
현재 시판되고 있는 일부 시동 전원에 극성 식별 회로 또는 극성 역 연결 보호 회로가 설치되어 있지만, 대부분은 광전 분리 장치를 극성 검출 장치로 사용하고 있으며, 전극이 반대로 연결되어 있는 경우, 광전 분리 장치에서 역 연결 신호를 출력한다. 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)은 역 연결 신호에 따라 시동 전원의 방전 출력 회로를 차단시키며, 또한 대응하는 상태 표시 회로를 구동하여 경보 프롬프트한다.
그러나, 광전 분리 장치 및 컨트롤러는 비용이 높고, 수명이 쉽게 감쇠되며, 응답 시간이 길고, 외부 간섭으로 인해 고장이 발생하기 쉬운 응용 결함이 있다. 사용자가 외부 부하의 연결 전극과 시동 전원의 출력 포트의 연결 전극을 반대로 연결하였을 때에 광전 분리 장치가 고장 때문에 실효되거나 또는 역 연결 신호의 전송이 비정상적인 경우, 컨트롤러가 잘못된 판단을 내릴 수 있으므로, 역 연결 신호에 적시에 정확하게 응답할 수 없게 되고, 시동 전원의 방전 출력을 적시에 차단할 수 없다. 따라서, 시동 전원 또는 외부 부하의 손상을 초래하기 쉽다.
본 출원은 상술한 극성 검출 회로 및 전원 출력 제어 시스템의 응용 결함을 해결하기 위하여 스마트 연결 장치, 시동 전원 및 배터리 클램프를 제공하며, 외부 부하의 역 연결 상태를 신속하게 검출하고 응답함으로써, 외부 부하에 대한 배터리 어셈블리의 방전 출력을 적시에 제어할 수 있으며, 따라서 관련 보호 기능의 검출 속도와 유효성을 향상시키고, 전원 출력 제어 시스템의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
본 출원의 제 1 양태에서 스마트 연결 장치가 제공된다. 스마트 연결 장치는 전원 연결 단부, 부하 연결 단부, 스위치 회로, 컨트롤러, 구동 신호 전송 모듈 및 검출 유닛을 포함한다. 전원 연결 단부는 배터리 어셈블리와 전기적으로 연결하는 데에 사용된다. 부하 연결 단부는 외부 부하와 전기적으로 연결하는 데에 사용된다. 스위치 회로는 전원 연결 단부와 부하 연결 단부 사이에 전기적으로 연결된다. 컨트롤러는 구동 신호를 출력하는 데에 사용된다. 스위치 회로는 컨트롤러에서 출력된 구동 신호에 따라 턴 온 상태로 되어 배터리 어셈블리와 외부 부하 사이의 전기적 연결을 턴 온시키고, 외부 부하에 대한 배터리 어셈블리의 방전 출력을 실현한다. 구동 신호 전송 모듈은 스위치 회로와 컨트롤러 사이에 전기적으로 연결되어 컨트롤러에서 출력된 구동 신호를 스위치 회로로 전송하는 데에 사용된다. 검출 유닛은 부하 연결 단부 및 구동 신호 전송 모듈에 각각 전기적으로 연결된다. 검출 유닛은 부하 연결 단부와 외부 부하의 연결 상태를 검출하고, 검출된 연결 상태에 따라 대응하는 제어 신호를 출력하는 데에 사용된다. 검출 유닛은 또한 제어 신호를 구동 신호 전송 모듈에 전송하여 구동 신호 전송 모듈이 구동 신호를 전송하는 것을 제어함으로써, 스위치 회로의 온/오프 상태를 제어하는 데에 사용된다. 제어 신호는 제 1 제어 신호를 포함한다. 제 1 제어 신호는 구동 신호 전송 모듈을 제어하여 구동 신호를 전송하는 것을 일시 정지함으로써, 스위치 회로를 오프 상태로 유지시키고, 배터리 어셈블리와 외부 부하 사이의 전기적 연결을 차단시켜 외부 부하에 대한 배터리 어셈블리의 방전 출력을 금지하는 데에 사용된다.
본 출원의 제 2 양태에서 시동 전원이 제공된다. 시동 전원은 하우징, 배터리 어셈블리 및 제 1 양태에 기재된 스마트 연결 장치를 포함한다. 배터리 어셈블리와 스마트 연결 장치의 구성요소 중 적어도 일부는 하우징 내에 설치되고, 스마트 연결 장치의 전원 연결 단부는 비상 시동 전원의 배터리 어셈블리에 전기적으로 연결된다.
본 출원의 제 3 양태에서 배터리 클램프가 제공된다. 배터리 클램프는 하우징, 전원 입력 인터페이스, 와이어 클램프 및 제 1 양태에 기재된 스마트 연결 장치를 포함한다. 전원 입력 인터페이스는 하우징에 설치되고, 전원 입력 인터페이스는 외부 시동 전원과 전기적으로 연결하는 데에 사용되며, 외부 시동 전원은 배터리 어셈블리를 포함한다. 스마트 연결 장치의 구성요소 중 적어도 일부는 하우징 내에 설치되고, 스마트 연결 장치의 전원 연결 단부는 전원 입력 인터페이스와 전기적으로 연결되고 또한 전원 입력 인터페이스를 통해 외부 시동 전원의 배터리 어셈블리와 전기적으로 연결된다. 와이어 클램프의 일단은 스마트 연결 장치의 부하 연결 단부와 전기적으로 연결되고, 와이어 클램프의 타단은 외부 부하와 전기적으로 연결된다.
본 출원에서 제공하는 스마트 연결 장치는 구동 신호의 전송 경로에 구동 신호 전송 모듈을 설치하고, 검출 유닛이 출력하는 제어 신호를 이용하여 구동 신호 전송 모듈이 구동 신호를 전송하는 것을 직접 제어함으로써, 외부 부하가 역 연결될 때에 구동 신호의 전송 경로를 차단하고, 외부 부하의 역 연결 상태에 대응하는 제어 신호에 신속하게 응답하며, 외부 부하에 대한 배터리 어셈블리의 방전 출력을 적시에 차단할 수 있고, 관련 보호 기능의 검출 속도와 유효성을 크게 향상시키며, 전원 출력 제어 시스템의 안전성과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 기술 해결책을 보다 명확하게 설명하기 위해, 본 발명의 실시예를 설명하는데 필요한 첨부 도면을 간략히 소개한다. 다음 설명에서의 첨부 도면은 단지 본 발명의 일부 실시예를 도시할 뿐이고, 당업자는 또한 창조적인 노력 없이 이들 첨부 도면에 기초하여 다른 도면을 도출할 수도 있다는 점이 자명하다.
도 1은 본 출원의 실시예에 의해 제공되는 스마트 연결 장치의 기능 모듈의 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스마트 연결 장치의 전류 출력 회로의 회로 구조를 나타내는 개략도이다.
도 3은 도 1에 도시된 스마트 연결 장치의 역 연결 검출 모듈, 역 연결 상태 표시 모듈 및 구동 신호 전송 모듈의 회로 구조를 나타내는 개략도이다.
도 4는 도 1에 도시된 컨트롤러의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 시동 전원의 기능 모듈의 개략도이다.
도 6은 도 5에 도시된 시동 전원의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 7은 본 출원의 다른 실시예에 따른 시동 전원의 기능 모듈의 개략도이다.
도 8은 도 7에 도시된 시동 전원의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 9는 본 출원의 실시예에 의해 제공되는 배터리 클램프의 기능 모듈의 개략도이다.
도 10은 도 9에 도시된 배터리 클램프의 구조를 나타내는 개략도이다.
아래 구체적인 실시예에서, 상술한 도면을 참조하여 본 출원을 상세하게 설명한다.
이하, 본 발명의 실시예들의 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 기술적 해결책에 대하여 명확하고 완전하게 설명한다. 여기서, 도면은 예시적인 설명에 사용되며, 단지 개략도를 의미하며, 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다. 명백하게, 기술된 실시예들은 단지 본 발명의 모든 실시예가 아닌 일부 실시예이다. 창조적인 노력없이 본 발명의 실시예에 기초하여 본 기술분야의 당업자에 의해 획득되는 모든 다른 실시예들은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 속한다.
달리 정의하지 않는 한, 본 출원에 사용된 모든 기술 용어 및 과학 용어는 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 출원의 명세서에 사용된 용어는 구체적인 실시예를 설명하는 데에 사용되며, 본 출원을 제한하려는 것이 아니다.
본 출원은 스마트 연결 장치를 제공한다. 스마트 연결 장치는 검출 유닛을 이용하여 부하 연결 단부와 외부 부하의 연결 상태를 검출하며, 구동 신호의 전송 경로에 구동 신호 전송 모듈을 설치하고, 검출 유닛이 출력하는 제어 신호를 이용하여 구동 신호 전송 모듈이 구동 신호를 전송하는 것을 직접 제어함으로써, 외부 부하가 역 연결될 때에 구동 신호의 전송 경로를 차단하고, 외부 부하의 역 연결 상태에 대응하는 제어 신호에 신속하게 응답하며, 외부 부하에 대한 배터리 어셈블리의 방전 출력을 적시에 차단할 수 있다. 여기서, 스마트 연결 장치는 비상 시동 전원에 적용될 수 있으며, 또한 배터리 클램프에 적용될 수도 있다.
도 1은 본 출원에 의해 제공되는 스마트 연결 장치의 기능 모듈의 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스마트 연결 장치(100)는 전원 연결 단부(20), 부하 연결 단부(30) 및 스위치 회로(40)를 포함한다. 전원 연결 단부(20)는 배터리 어셈블리(도시되지 않음)와 전기적으로 연결하는 데에 사용되고, 부하 연결 단부(30)는 외부 부하(도시되지 않음)와 전기적으로 연결하는 데에 사용되며, 스위치 회로(40)는 전원 연결 단부(20)와 부하 연결 단부(30) 사이에 전기적으로 연결된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 전원 연결 단부(20), 부하 연결 단부(30) 및 스위치 회로(40)는 배터리 어셈블리가 외부 부하에 대하여 방전하는 전류 출력 회로(11)를 구성한다. 스위치 회로(40)는 전류 출력 회로(11)를 턴 온(turn on) 또는 컷 오프(cut off)하는 데에 사용된다. 배터리 어셈블리는 스마트 연결 장치(100)를 통해 외부 부하에 대하여 방전한다.
본 실시예에 있어서, 전원 연결 단부(20)는 배터리 어셈블리의 양극과 음극에 일대일로 대응되게 전기적 연결되는 전원 양극 연결 단부(BAT+)와 전원 음극 연결 단부(BAT-)를 포함한다. 배터리 어셈블리는 전원 연결 단부(20)를 통해 스마트 연결 장치(100)에 연결되어 스마트 연결 장치(100)에 작동 전압을 제공하고, 스위치 회로(40)를 통해 외부 부하에 전력을 공급한다. 스마트 연결 장치(100)가 비상 시동 전원에 적용될 때, 배터리 어셈블리는 비상 시동 전원에 내장된 배터리 어셈블리일 수 있음을 이해할 수 있다. 스마트 연결 장치(100)가 배터리 클램프에 적용될 때, 배터리 어셈블리는 외부 비상 시동 전원 또는 다른 에너지 저장 전원 장치의 배터리 어셈블리 등 외부 전원 장치일 수 있다.
부하 연결 단부(30)는 외부 부하의 양극 및 음극에 일대일로 대응되게 전기적으로 연결되는 부하 양극 연결 단부(CAR+) 및 부하 음극 연결 단부(CAR-)를 포함한다. 부하 음극 연결 단부(CAR-)는 또한 제 1 접지 단부(PGND)에 전기적으로 연결된다. 외부 부하는 자동차 배터리 또는 자동차 엔진일 수 있다. 자동차 배터리는 납산 배터리, 리튬 배터리, 슈퍼 커패시터 등을 포함하지만 이것에 제한되지 않음을 이해할 수 있다. 예를 들어, 배터리 어셈블리는 외부 비상 시동 전원에 포함된 배터리 어셈블리이고, 외부 부하는 자동차 배터리 또는 자동차 엔진이라고 가정하면, 외부 비상 시동 전원이 전원 연결 단부(20)를 통해 스마트 연결 장치(100)에 정확하게 연결되고, 외부 부하가 부하 연결 단부(30)에 정확하게 연결될 경우, 외부 비상 시동 전원은 전원 연결 단부(20), 스위치 회로(40) 및 부하 연결 단부(30)로 구성된 전류 출력 회로(11)를 통해 방전 출력을 시동하고, 즉, 자동차 배터리 또는 자동차 엔진에 비상 시동 전원을 제공하며, 여기서는 외부 비상 시동 전원으로 자동차 배터리 또는 자동차 엔진을 충전한다고 이해할 수 있으므로, 자동차 배터리 또는 자동차 엔진의 배터리 전기량이 부족하더라도 자동차를 시동할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 스마트 연결 장치(100)는 전원 연결 단부(20)에 전기적으로 연결된 전압 조정 모듈(81)을 더 포함한다. 전압 조정 모듈(81)은 전원 연결 단부(20)를 통해 배터리 어셈블리의 입력 전압을 수신하고, 입력 전압에 대하여 전압 변환을 실시하여 5V의 직류 전압과 같은 안정적인 전압 VCC를 출력하여 스마트 연결 장치(100)의 각 기능 모듈에 안정적인 작동 전압을 공급하는 데에 사용된다. 예를 들어, 외부 비상 시동 전원이 전원 연결 단부(20)를 통해 스마트 연결 장치(100)에 정확하게 연결되면, 전압 조정 모듈(81)은 입력 전압을 획득하여 정상적으로 작동하고, 또한 안정적인 전압 VCC을 출력하여 스마트 연결 장치(100) 내부의 각 기능 모듈에 전력을 공급함으로써, 각 기능 모듈이 전기 도통되어 정상적으로 작동하도록 한다. 다른 실시예에 있어서, 전압 조정 모듈(81)은 부하 연결 단부(30)와 전기적으로 연결되며, 부하 연결 단부(30)를 통해 외부 부하가 제공하는 입력 전압을 수신하고, 입력 전압에 대하여 전압 변환을 실시하여 안정적인 전압 VCC를 출력할 수 있다. 여기서, 전압 조정 모듈(81)은 DC-DC 컨버터 또는 로우 드롭 아웃 레귤레이터(low dropout regulator, LDO)와 같은 선형 레귤레이터를 사용할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 스마트 연결 장치(100)는 스위치 회로(40)에 전기적으로 연결된 구동 전원 모듈(43)을 더 포함한다. 구동 전원 모듈(43)은 스위치 회로(40)에 전기 에너지를 공급하여 스위치 회로(40)가 통전 상태를 유지하도록 한다. 본 실시예에 있어서, 스위치 회로(40)의 온/오프 상태는 스위치 회로(40)가 통전 상태에 있어야만 제어가 가능하며, 스위치 회로(40)가 비통전 상태에 있는 경우, 스위치 회로(40)는 자동으로 오프되며, 그 온/오프 상태를 제어할 수 없게 되고, 즉 스위치 회로(40)는 실효된다. 여기서 언급되는 스위치 회로(40)가 "실효된다"는 것은 스위치 회로(40)가 구동 신호와 같은 관련 신호에 응답할 수 없음을 의미한다. 즉, 스위치 회로(40)는 관련 신호에 의해 제어되지 않는 상태에 있다.
하나의 실시예에 있어서, 구동 전원 모듈(43)은 전원 연결 단부(20)에 전기적으로 연결되고, 스위치 회로(40)의 전기 에너지는 전원 연결 단부(20)에 전기적으로 연결된 배터리 어셈블리에 의해 공급된다. 선택적으로, 다른 실시예에 있어서, 구동 전원 모듈(43)은 또한 전압 조정 모듈(81)에 전기적으로 연결될 수 있고, 스위치 회로(40)의 전기 에너지는 전압 조정 모듈(81)에서 출력된 안정적인 전압 VCC에 의해 공급된다.
스마트 연결 장치(100)는 컨트롤러(70)를 더 포함한다. 컨트롤러(70)는 스위치 회로(40)에 구동 신호(RELAY_EN2)를 출력하는 데에 사용된다. 본 실시예에 있어서, 통전 상태에 있는 스위치 회로(40)는 컨트롤러(70)에서 출력되는 구동 신호(RELAY_EN2)를 수신하면 온 상태로 되어 배터리 어셈블리와 외부 부하 사이의 전기적 연결을 턴 온시키며, 따라서 외부 부하에 대한 배터리 어셈블리의 방전 출력을 실현할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 스마트 연결 장치(100)는 컨트롤러(70)에 전기적으로 연결된 버튼 제어 모듈(82)을 더 포함한다. 버튼 제어 모듈(82)은 사용자의 누름 조작에 응답하여 버튼 명령을 생성함으로써, 강제로 컨트롤러(70)가 구동신호(RELAY_EN2)를 출력하도록 하여, 외부 부하에 대한 배터리 어셈블리의 방전 출력을 실현한다.
컨트롤러(70)의 작동 모드는 자동 출력 모드와 강제 출력 모드를 포함할 수 있음을 이해할 수 있다. 하나의 실시예에 있어서, 컨트롤러(70)는 통전된 후에 자동 출력 모드로 들어간다고 묵인한다. 컨트롤러(70)가 자동 출력 모드에 있는 경우, 컨트롤러(70)는 외부 부하가 부하 연결 단부(30)에 정확하게 연결되고, 외부 부하의 전압이 미리 설정된 조건을 만족한다고 판단된 경우에만 구동 신호(RELAY_EN2)를 출력한다. 컨트롤러(70)는 버튼 명령을 수신하면 강제 출력 모드로 들어가고, 버튼 명령에 응답하여 즉시 구동 신호(RELAY_EN2)를 출력한다. 하나의 실시예에 있어서, 컨트롤러(70)는 버튼 명령에 응답하여 구동 신호(RELAY_EN2)를 출력한 다음에 자동 출력 모드로 회복된다.
본 실시예에 있어서, 스마트 연결 장치(100)는 스위치 회로(40)와 컨트롤러(70) 사이에 전기적으로 연결된 구동 신호 전송 모듈(44)을 더 포함한다. 구동 신호 전송 모듈(44)은 컨트롤러(70)에서 출력된 구동 신호를 스위치 회로(40)로 전송하는 데에 사용된다.
본 실시예에 있어서, 스위치 회로(40)는 스위치 장치(41) 및 스위치 구동 모듈(42)을 포함하고, 스위치 장치(41)는 전원 연결 단부(20)와 부하 연결 단부(30) 사이에 전기적으로 연결된다. 본 실시예에 있어서, 스위치 장치(41)는 전원 양극 연결 단부(BAT+)와 부하 양극 연결 단부(CAR+) 사이에 전기적으로 연결된다. 다른 실시예에 있어서, 스위치 장치(41)는 또한 전원 음극 연결 단부(BAT-)와 부하 음극 연결 단부(CAR-) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 스위치 장치(41)는 전자기 릴레이 또는 MOSFET 등 반도체 전력 장치를 사용할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 스위치 장치(41)는 전자기 릴레이(K1)를 사용한다.
스위치 구동 모듈(42)은 스위치 장치(41)와 구동 신호 전송 모듈(44) 사이에 전기적으로 연결되어 있다. 스위치 구동 모듈(42)은 스위치 장치(41)의 온/오프를 실현하는 데에 사용된다. 구동 신호 전송 모듈(44)은 컨트롤러(70)에서 출력된 구동 신호(RELAY_EN2)를 스위치 구동 모듈(42)로 전송함으로써, 스위치 구동 모듈(42)을 통해 스위치 장치(41)를 온시킨다.
본 실시예에 있어서, 스마트 연결 장치(100)는 부하 연결 단부(30)에 전기적으로 연결된 검출 유닛(10)을 더 포함한다. 연결 유닛(10)은 부하 연결 단부(30)와 외부 부하의 연결 상태를 검출하며, 검출된 연결 상태에 따라 대응하는 제어 신호(C_EN)를 출력하는 데에 사용된다. 제어 신호(C_EN)는 제 1 제어 신호 및 제 2 제어 신호를 포함한다.
본 실시예에 있어서, 연결 유닛(10)은 역 연결 검출 모듈(50)을 포함한다. 역 연결 검출 모듈(50)은 부하 연결 단부(30)와 외부 부하의 연결 상태를 검출하며, 검출된 연결 상태에 따라 대응하는 제어 신호(C_EN)를 출력하는 데에 사용된다.
본 실시예에 있어서, 역 연결 검출 모듈(50)은 또한 구동 신호 전송 모듈(44)에 전기적으로 연결되고, 제어 신호(C_EN)를 구동 신호 전송 모듈(44)로 전송함으로써, 구동 신호 전송 모듈(44)이 구동 신호(RELAY_EN2)를 전송하는 것을 제어하며, 따라서 스위치 회로(40)의 온/오프 상태를 제어한다.
구체적으로, 역 연결 검출 모듈(50)은 외부 부하가 부하 연결 단부(30)에 역 연결된 것을 검출하면 구동 신호 전송 모듈(44)에 제 1 제어 신호를 출력함으로써, 구동 신호 전송 모듈(44)이 구동 신호(RELAY_EN2)를 전송하는 것을 일시 정지하도록 제어하고, 스위치 회로(40)가 오프 상태를 유지하도록 함으로써, 배터리 어셈블리와 외부 부하 사이의 전기적 연결을 차단시킨다. 즉, 배터리 어셈블리가 외부 부하로 방전하는 전류 출력 회로(11)를 차단시켜, 외부 부하에 대한 배터리 어셈블리의 방전 출력을 금지한다.
역 연결 검출 모듈(50)은 또한 부하 연결 단부(30)가 무부하 상태에 있거나 또는 외부 부하가 부하 연결 단부(30)에 정확하게 연결된 것을 검출하면, 구동 신호 전송 모듈(44)에 제 2 제어 신호를 출력함으로써, 구동 신호 전송 모듈(44)이 구동 신호(RELAY_EN2)를 전송하는 것을 회복하도록 제어한다.
사용자는 버튼 제어 모듈(82)을 통해 강제로 컨트롤러(70)가 구동 신호(RELAY_EN2)를 출력하도록 제어할 수 있기 때문에, 외부 부하가 부하 연결 단부(30)에 역 연결된 경우, 구동 신호 전송 모듈(44)이 구동 신호를 전송하는 것을 일시 정지하도록 제어함으로써, 스위치 구동 모듈(42)이 컨트롤러(70)에서 출력된 구동 신호(RELAY_EN2)를 수신하고 또한 구동 신호(RELAY_EN2)에 응답하여 스위치 장치(41)를 턴 온시키는 것을 방지할 수 있으며, 따라서 스위치 장치(41)는 오프 상태를 유지할 수 있으며, 외부 부하에 대한 배터리 어셈블리의 방전 출력을 금지하고, 회로의 전기적 안전을 보장할 수 있다. 또한, 역 연결 검출 모듈(50)에서 출력되는 제어 신호를 이용하여 구동 신호 전송 모듈(44)이 구동 신호(RELAY_EN2)를 전송하는 것을 직접 제어함으로써, 외부 부하의 역 연결 상태에 대응하는 제 1 제어 신호에 재빨리 응답할 수 있으며, 외부 부하에 대한 배터리 어셈블리의 방전 출력을 적시에 차단할 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 스위치 구동 모듈(42), 역 연결 검출 모듈(50) 및 구동 신호 전송 모듈(44)의 회로 구조 및 작동 원리를 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 있어서, 스위치 구동 모듈(42)은 스위치 유닛(Q2) 및 구동 신호 입력 단부(421)를 포함한다. 스위치 유닛(Q2)은 스위치 장치(41)의 전원 공급 회로에 전기적으로 연결되고, 스위치 유닛(Q2)은 전원 공급 회로의 온/오프 상태를 제어하는 데에 사용된다. 여기서, 스위치 장치(41)는 전원 공급 회로가 온 상태에 있을 때에 전력을 공급 받아 온 상태로 들어갈 수 있다. 예를 들어, 릴레이(K1)의 코일은 전원 공급 회로가 온 상태에 있을 때에 전력을 공급 받을 수 있으며, 릴레이(K1)가 코일의 통전으로 인해 온 상태를 유지하도록 한다.
구동 신호 입력 단부(421)는 구동 신호 전송 모듈(44)에서 전송된 구동 신호(RELAY_EN2)를 수신하는 데에 사용된다. 스위치 유닛(Q2)은 구동 신호(RELAY_EN2)를 수신하면 온 상태로 되어, 스위치 장치(41)의 전원 공급 회로를 턴 온시켜 스위치 회로(40)가 턴 온 상태로 되도록 한다. 이와 반대로, 스위치 유닛(Q2)은 구동 신호(RELAY_EN2)를 수신하지 않으면 오프 상태로 되어, 스위치 장치(41)의 전원 공급 회로를 턴 오프시켜 스위치 회로(40)가 턴 오프 상태로 되도록 한다.
구체적으로, 본 실시예에 있어서, 스위치 유닛(Q2)의 제 1 연결 단부(2)는 제 1 접지 단부(PGND)에 전기적으로 연결되고, 스위치 유닛(Q2)의 제 2 연결 단부(3)는 레지스터(R2)를 통해 스위치 장치(41)의 코일(K1)에 전기적으로 연결되며, 스위치 유닛(Q2)의 제어 단부(1)는 레지스터(R17)를 통해 구동 신호 입력 단부(421)에 전기적으로 연결된다. 스위치 유닛(Q2)의 제어 단부(1)는 또한 레지스터(R3)를 통해 제 1 접지 단부(PGND)에 전기적으로 연결되고, 다이오드(D6)를 통해 구동 신호 입력 단부(421)에 전기적으로 연결된다. 여기서, 다이오드(D6)의 양극은 스위치 유닛(Q2)의 제어 단부(1)에 전기적으로 연결되고, 다이오드(D6)의 음극은 구동 신호 입력 단부(421)에 전기적으로 연결된다. 본 실시예에 있어서, 스위치 유닛(Q2)은 하이 레벨로 도통되는 트랜지스터, 예를 들면, NMOS 트랜지스터 또는 NPN 트랜지스터를 사용하고, 구동 신호(RELAY_EN2)는 하이 레벨 신호이다. 따라서, 구동 신호(RELAY_EN2)가 수신되면, 스위치 유닛(Q2)은 온 상태로 될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 있어서, 역 연결 검출 모듈(50)은 트랜지스터로 구성된 스위치 회로의 조합을 포함하며, 제 1 검출 단부(51), 제 2 검출 단부(52), 구동 전압 입력 단부(53), 제어 신호 출력 단부(54), 제 1 트랜지스터(Q3), 제 2 트랜지스터(Q6) 및 제 3 트랜지스터(Q1)를 포함한다. 제 1 검출 단부(51)는 부하 양극 연결 단부(CAR+)에 전기적으로 연결되고, 제 2 검출 단부(52)는 부하 음극 연결 단부(CAR-)에 전기적으로 연결된다. 상술한 바와 같이, 부하 음극 연결 단부(CAR-)는 또한 제 1 접지 단부(PGND)에 전기적으로 연결된다. 구동 전압 입력 단부(53)는 전압원(VCC)에 전기적으로 연결된다. 역 연결 검출 모듈(50)은 구동 전압 입력 단부(53)를 통해 전압원(VCC)에서 제공되는 구동 전압을 수신하여 정상적으로 작동할 수 있다. 전압원(VCC)은 전압 조정 모듈(81)에서 출력된 안정적인 전압 VCC에 의해 제공되거나, 또는 전원 연결 단부(20)에 전기적으로 연결된 배터리 어셈블리에 의해 제공될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 전압원(VCC)은 전압 조정 모듈(81)에서 출력되는 안정적인 전압 VCC에 의해 제공된다.
본 실시예에 있어서, 제 1 트랜지스터(Q3)는 제 1 검출 단부(51)와 제 2 트랜지스터(Q6)의 제어 단부(1) 사이에 전기적으로 연결되고, 제 1 트랜지스터(Q3)의 제어 단부(1)는 또한 제 2 검출 단부(52)에 전기적으로 연결된다. 제 2 트랜지스터(Q6)는 제 2 접지 단부(GND)(전력 기준 접지, 즉 전원 음극 연결 단부)와 제 3 트랜지스터(Q1)의 제어 단부(1) 사이에 전기적으로 연결되고, 제 2 트랜지스터(Q6)의 제어 단부(1)는 레지스터(R21)를 통해 구동 전압 입력 단부(53)에 전기적으로 연결된다. 제 3 트랜지스터(Q1)는 제 2 접지 단부(GND)와 제어 신호 출력 단부(54) 사이에 전기적으로 연결되고, 제 3 트랜지스터(Q1)의 제어 단부(1)는 레지스터(R11, R5)를 통해 구동 전압 입력 단부(53)에 전기적으로 연결된다.
구체적으로, 제 1 트랜지스터(Q3)의 제어 단부(1)는 레지스터(R22)를 통해 제 2 검출 단부(52)에 전기적으로 연결되고, 또한 레지스터(R4)를 통해 제 1 트랜지스터(Q3)의 제 1 연결 단부(2)와 전기적으로 연결된다. 제 1 트랜지스터(Q3)의 제 1 연결 단부(2)는 다이오드(D1)를 통해 제 1 검출 단부(51)와 전기적으로 연결된다. 다이오드(D1)의 음극은 제 1 검출 단부(51)에 전기적으로 연결되고, 다이오드(D1)의 양극은 제 1 트랜지스터(Q3)의 제 1 연결 단부(2)에 전기적으로 연결된다. 제 1 트랜지스터(Q3)의 제 2 연결 단부(3)는 레지스터(R27)를 통해 제 2 트랜지스터(Q6)의 제어 단부(1)에 전기적으로 연결된다. 제어 신호 출력 단부(54)는 또한 커패시터(C6)를 통해 구동 전압 입력 단부(53)에 전기적으로 연결된다.
제 1 트랜지스터(Q3), 제 2 트랜지스터(Q6) 및 제 3 트랜지스터(Q1)는 하이 레벨로 턴 온되는 트랜지스터이며, 예를 들면, NMOS 트랜지스터 또는 NPN 3극관이다. 본 실시예에 있어서, 제 1 트랜지스터(Q3)는 NPN 3극관이고, 제 2 트랜지스터(Q6) 및 제 3 트랜지스터(Q1)는 모두 NMOS 트랜지스터이다. 역 연결 검출 모듈(50)은 간단한 트랜지스터(예를 들면, 다이오드, 3극관, 전계 효과 트랜지스터) 및 수동 장치(예를 들면, 레지스터, 커패시터)를 이용하여 외부 부하에 대한 극성 역 연결 검출 기능을 실현함으로써, 트랜지스터의 신속한 온/오프 특성을 이용하여 외부 부하의 역 연결 상태를 신속하게 검출할 수 있으며, 관련 보호 기능의 검출 속도와 유효성을 크게 향상시킬 수 있다.
작동할 때에 역 연결 검출 모듈(50)은 구동 신호 전송 모듈(44)에 제어 신호(C_EN)를 전송하여 구동 신호 전송 모듈(44)이 구동 신호(RELAY_EN2)를 전송하는 것을 제어함으로써, 스위치 회로(40)의 온/오프를 제어한다.
구체적으로, 외부 부하가 부하 연결 단부(30)에 역 연결된 경우, 즉 외부 부하의 양극이 부하 음극 연결 단부(CAR-)에 전기적으로 연결되고, 외부 부하의 음극이 부하 양극 연결 단부(CAR+)에 전기적으로 연결되면, 제 1 트랜지스터(Q3)의 제어 단부(1)는 외부 부하의 양극의 하이 레벨 신호를 수신함으로써, 제 1 트랜지스터(Q3)가 턴 온된다. 제 2 트랜지스터(Q6)의 제어 단부(1)는 턴 온된 제 1 트랜지스터(Q3)를 통해 외부 부하의 음극에 전기적으로 연결되어 로우 레벨 신호를 수신함으로써, 제 2 트랜지스터(Q6)가 턴 오프된다. 제 3 트랜지스터(Q1)의 제어 단부(1)는 구동 전압 입력 단부(53)에 전기적으로 연결되어 하이 레벨 상태에 있으며, 제 3 트랜지스터(Q1)가 턴 온된다. 제어 신호 출력 단부(54)는 턴 온된 제 3 트랜지스터(Q1)를 통해 제 2 접지 단부(GND)에 전기적으로 연결되어 로우 레벨 상태에 있게 된다. 이 때, 제어 신호 출력 단부(54)는 제 1 제어 신호를 출력하며, 제 1 제어 신호는 로우 레벨 신호이다.
부하 연결 단부(30)가 무부하 상태에 있거나, 또는 외부 부하가 부하 연결 단부(30)에 정확하게 연결되면, 즉 외부 부하의 양극이 부하 양극 연결 단부(CAR+)에 전기적으로 연결되고, 외부 부하의 음극이 부하 음극 연결 단부(CAR-)에 전기적으로 연결되면, 제 1 트랜지스터(Q3)의 제어 단부(1)는 제 1 접지 단부(PGND)에 전기적으로 연결되어 로우 레벨 신호를 수신함으로써, 제 1 트랜지스터(Q3)가 턴 오프된다. 제 2 트랜지스터(Q6)의 제어 단부(1)는 레지스터(R21)를 통해 구동 전압 입력 단부(53)에 전기적으로 연결되어 하이 레벨 신호를 수신함으로써, 제 2 트랜지스터(Q6)가 턴 온된다. 제 3 트랜지스터(Q1)의 제어 단부(1)는 턴 온된 제 2 트랜지스터(Q6)를 통해 제 2 접지 단부(GND)에 전기적으로 연결되어 로우 레벨 상태에 있게 되며, 따라서 제 3 트랜지스터(Q1)가 턴 오프된다. 제어 신호 출력 단부(54)는 구동 전압 입력 단부(53)에 전기적으로 연결되어 하이 레벨 상태에 있으며, 이 때, 제어 신호 출력 단부(54)는 제 2 제어 신호를 출력하며, 제 2 제어 신호는 하이 레벨 신호이다.
본 실시예에 있어서, 구동 신호 전송 모듈(44)은 제 1 입력 단부(441), 제 2 입력 단부(442) 및 출력 단부(443)를 포함한다. 제 1 입력 단부(441)는 컨트롤러(70)에 전기적으로 연결되며, 컨트롤러(70)에서 출력되는 구동 신호(RELAY_EN2)를 수신하는 데에 사용된다. 컨트롤러(70)는 도 4에 도시된 마이크로 컨트롤러(U2)일 수 있다. 제 2 입력 단부(442)는 역 연결 검출 모듈(50)의 제어 신호 출력 단부(54)에 전기적으로 연결되며, 역 연결 검출 모듈(50)에서 출력되는 제어 신호(C_EN)를 수신하는 데에 사용된다. 제어 신호(C_EN)는 제 1 제어 신호와 제 2 제어 신호를 포함한다. 출력 단부(443)는 스위치 회로(40)에 전기적으로 연결된다.
구동 신호 전송 모듈(44)의 제 1 입력 단부(441)가 구동 신호(RELAY_EN2)를 수신하고, 구동 신호 전송 모듈(44)의 제 2 입력 단부(442)가 역 연결 검출 모듈(50)에서 출력된 제 2 제어 신호를 수신하면, 구동 신호 전송 모듈(44)의 출력 단부(443)는 구동 신호(RELAY_EN2)를 스위치 회로(40)로 전송한다.
구동 신호 전송 모듈(44)은 또한 제 2 입력 단부(442)가 역 연결 검출 모듈(50)에서 출력된 제 1 제어 신호를 수신하면 구동 신호(RELAY_EN2)의 전송을 일시 정지한다.
본 실시예에 있어서, 구동 신호 전송 모듈(44)은 논리 소자 또는 스위치 장치로 구성된 논리 제어 회로이다. 다른 실시예에 있어서, 구동 신호 전송 모듈(44)은 또한 기타 전자 부품으로 구성된 전송 회로를 사용할 수 있으며, 상기 전송 회로가 컨트롤러(70)에서 출력된 구동 신호(RELAY_EN2)를 전송할 수 있고, 또한 상기 전송 기능이 역 연결 검출 모듈(50)에서 출력된 제어 신호(C_EN)에 의해 제어될 수 있으면 된다.
본 실시예에 있어서, 구동 신호 전송 모듈(44)은 논리 AND 게이트(U3)를 포함하고, 논리 AND 게이트(U3)는 제 1 입력 단부(441) 및 제 2 입력 단부(442)가 수신한 신호에 대하여 논리와 연산을 수행한다. 앞서 언급한 바와 같이, 구동 신호(RELAY_EN2)는 하이 레벨 신호이다.
작동할 때에, 외부 부하가 부하 연결 단부(30)에 역 연결되면, 상술한 바와 같이, 제어 신호 출력 단부(54)는 로우 레벨 신호인 제 1 제어 신호를 출력하고, 논리 AND 게이트(U3)의 제 2 입력 단부(442)는 제 1 제어 신호를 수신하여 논리 AND 게이트(U3)의 출력 단부(443)는 로우 레벨 상태를 유지한다. 이 때, 컨트롤러(70)가 구동 신호(RELAY_EN2)를 출력하는지 여부에 관계없이, 논리 AND 게이트(U3)는 모두 구동 신호(RELAY_EN2)를 출력할 수 없다. 사용자가 버튼 제어 모듈(82)을 통해 강제로 컨트롤러(70)가 구동 신호(RELAY_EN2)를 출력하도록 하더라도, 구동 신호(RELAY_EN2)는 스위치 회로(40)로 전송될 수 없고, 스위치 회로(40)는 턴 온되지 않으며, 배터리 어셈블리와 외부 부하 사이의 전기적 연결이 끊어져, 외부 부하에 대한 배터리 어셈블리의 방전 출력을 금지한다.
부하 연결 단부(30)가 무부하 상태에 있거나, 또는 외부 부하가 부하 연결 단부(30)에 정확하게 연결되는 경우, 상술한 바와 같이, 제어 신호 출력 단부(54)는 하이 레벨 신호인 제 2 제어 신호를 출력하고, 논리 AND 게이트(U3)의 제 2 입력 단부(442)는 하이 레벨 신호인 제 2 제어 신호를 수신한다. 이 때, 컨트롤러(70)가 구동 신호(RELAY_EN2)를 출력하면, 논리 AND 게이트(U3)는 구동 신호(RELAY_EN2)를 출력할 수 있다. 사용자는 버튼 제어 모듈(82)을 통해 강제로 컨트롤러(70)가 구동 신호(RELAY_EN2)를 출력하도록 할 수 있으며, 또는 컨트롤러(70)는 자동 출력 모드에서 실제 작동 상황에 따라 구동 신호(RELAY_EN2)를 출력할 수 있다. 구동 신호(RELAY_EN2)는 논리 AND 게이트(U3)에 의해 스위치 회로(40)로 전송되어 스위치 회로(40)는 턴 온되며, 따라서 배터리 어셈블리와 외부 부하 사이의 전기적 연결을 실현할 수 있고, 외부 부하에 대한 배터리 어셈블리의 방전 출력을 수행한다.
상술한 제 3 실시예에서, 구동 신호 전송 모듈(44)은 정상 상태에서 구동 신호(RELAY_EN2)를 정상적으로 전송할 수 있음을 이해할 수 있다.
본 출원에서 제공하는 스마트 연결 장치(100)는 트랜지스터로 구성된 스위치 회로의 조합을 역 연결 검출 모듈로 사용하므로, 트랜지스터의 신속한 온/오프 특성을 이용하여 외부 부하의 역 연결 상태를 신속하게 검출할 수 있으며; 구동신호(RELAY_EN2)의 전송 경로에 구동 신호 전송 모듈(44)을 설치하고, 역 연결 검출 모듈(50)에서 출력되는 제어 신호(C_EN)를 이용하여 구동 신호 전송 모듈(44)이 구동신호(RELAY_EN2)를 전송하는 것을 직접 제어함으로써, 외부 부하가 역 연결된 경우에 구동 신호(RELAY_EN2)의 전송 경로가 차단되어, 외부 부하의 역 연결 상태에 대응하는 제 1 제어 신호에 신속하게 응답할 수 있으며, 외부 부하에 대한 배터리 어셈블리의 방전 출력을 적시에 차단할 수 있다. 보다시피, 본 출원에서 제공하는 스마트 연결 장치(100)는 관련 보호 기능의 검출 속도와 유효성을 크게 향상시키며, 전원 출력 제어 시스템의 안전성과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 본 출원에서 제공하는 스마트 연결 장치(100)의 핵심 부품은 비용이 저렴하고, 주변 회로가 간단하고 신뢰할 수 있으며, 제품의 재료원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 제품 판매 후의 인력 자본 및 재료 비용을 절약할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 역 연결 검출 모듈(50)은 센서 디바이스, 예를 들면 광 커플러로 구성된 검출 회로를 사용하여 외부 부하에 대한 역 연결 검출 기능을 실현할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 본 실시예에 있어서, 스마트 연결 장치(100)는 역 연결 검출 모듈(50)에 전기적으로 연결된 역 연결 상태 표시 모듈(61)을 더 포함한다. 역 연결 검출 모듈(50)은 역 연결 상태 표시 모듈(61)에 제 1 제어 신호를 전송함으로써, 역 연결 상태 표시 모듈(61)을 제어하여 경보 신호를 발송하여 역 연결 경보 프롬프트를 수행하도록 한다.
다시 도 3을 참조하면, 역 연결 상태 표시 모듈(61)은 표시 유닛(611) 및/또는 경보 유닛(612)을 포함한다. 여기서, 표시 유닛(611)은 적어도 하나의 발광 다이오드 또는 적어도 하나의 액정 표시 장치를 포함하고, 표시 유닛(611)은 역 연결 검출 모듈(50)에 전기적으로 연결된다. 역 연결 검출 모듈(50)은 표시 유닛(611)에 제 1 제어 신호를 송신함으로써, 표시 유닛(611)을 제어하여 표시 유닛(611)이 발광하거나 또는 정보를 표시하여 역 연결 경보 프롬프트를 수행하도록 한다.
경보 유닛(612)은 적어도 하나의 버저 또는 스피커를 포함하며, 경보 유닛(612)은 역 연결 검출 모듈(50)에 전기적으로 연결된다. 역 연결 검출 모듈(50)은 경보 유닛(612)에 제 1 제어 신호를 송신함으로써, 경보 유닛(612)을 제어하여 경보음을 내어 역 연결 경보 프롬프트를 수행하도록 한다.
본 실시예에 있어서, 역 연결 상태 표시 모듈(61)은 표시 유닛(611) 및 경보 유닛(612)을 포함하고, 표시 유닛(611)은 하나의 발광 다이오드(LED2)를 포함하며, 경보 유닛(612)은 스피커(LS1)를 포함한다. 발광 다이오드(LED2)와 경보 유닛(612)은 전압원(VCC)과 제 3 트랜지스터(Q1)의 제 2 연결 단부(3) 사이에 병렬로 전기적으로 연결된다. 발광 다이오드(LED2)의 양극은 전압원(VCC)에 전기적으로 연결되며, 발광 다이오드(LED2)의 음극은 레지스터(R16)를 통해 제 3 트랜지스터(Q1)의 제 2 연결 단부(3)에 전기적으로 연결된다. 스피커(LS1)는 레지스터(R10)를 통해 제 3 트랜지스터(Q1)의 제 2 연결 단부(3)에 전기적으로 연결된다.
작동할 때에, 외부 부하가 부하 연결 단부(30)에 역 연결되면, 상술한 바와 같이, 제 3 트랜지스터(Q1)가 턴 온되어 발광 다이오드(LED2)와 스피커(LS1)가 위치한 회로가 턴 온되며, 따라서 발광 다이오드(LED2)는 발광하고, 스피커(LS1)는 경보음을 발생하여 외부 부하가 부하 연결 단부(30)에 역 연결되는 것을 프롬프트한다.
부하 연결 단부(30)가 무부하 상태에 있거나 또는 외부 부하가 부하 연결 단부(30)에 정확하게 연결되는 경우, 상술한 바와 같이，제 3 트랜지스터(Q1)는 턴 오프되어 발광 다이오드(LED2)와 스피커(LS1)가 위치한 회로가 차단되며, 발광 다이오드(LED2)는 발광하지 않고, 스피커(LS1)는 경보음을 내지 않는다.
본 출원에서 제공하는 스마트 연결 장치(100)는 역 연결 검출 모듈(50)에서 출력되는 제어 신호를 이용하여 역 연결 상태 표시 모듈(61)의 작동 상태를 직접 제어함으로써, 외부 부하의 역 연결 상태에 대응하는 제 1 제어신호에 신속히 응답할 수 있으며, 사용자에게 역 연결 상태에 대응하는 경보 프롬프트를 적시에 제공하여, 사용자가 스마트 연결 장치(100)와 외부 부하 간의 전기적 연결을 적시에 조정할 수 있도록 한다.
다시 도 1을 참조하면, 본 실시예에 있어서, 스마트 연결 장치(100)는 부하 연결 단부(30)에 전기적으로 연결된 부하 전압 검출 모듈(83)을 더 포함한다. 부하 전압 검출 모듈(83)은 부하 연결 단부(30)를 통해 외부 부하의 부하 전압을 검출하고 대응하는 부하 전압 신호를 출력한다.
컨트롤러(70)는 또한 부하 전압 검출 모듈(83)에 전기적으로 연결된다. 컨트롤러(70)가 자동 출력 모드에 있는 경우, 컨트롤러(70)는 부하 전압 검출 모듈(83)에서 출력된 부하 전압 신호를 수신하고, 부하 전압 신호에 따라 외부 부하의 연결 상태 및 전압 변화 상태를 확정한다. 컨트롤러(70)는 또한 외부 부하가 부하 연결 단부(30)에 정확하게 연결되고 외부 부하의 부하 전압이 미리 설정된 조건을 만족하는 것으로 판단되면 구동 신호(RELAY_EN2)를 출력하는 데에 사용된다.
외부 부하가 자동차 배터리이고, 배터리 어셈블리가 시동 전원의 배터리 어셈블리인 경우를 예로 들면, 하나의 실시예에 있어서, 컨트롤러(70)는 미리 설정된 시간 내에 수신된 부하 전압 신호에 따라 미리 설정된 시간 내의 자동차 배터리의 전압값의 하강 폭이 미리 설정된 하강 폭 문턱값을 초과하는지 여부를 판단한다. 즉, 자동차 배터리의 전압이 하강되었는지 여부를 판단한다. 컨트롤러(70)는 또한 미리 설정된 시간 내의 자동차 배터리의 전압값의 하강 폭이 미리 설정된 하강 폭 문턱값을 초과하는 경우, 즉, 자동차 배터리의 전압이 하강되고, 전압이 하강하는 경사도가 미리 설정된 하강 경사도에 도달하는 경우, 자동차 배터리의 부하 전압이 미리 설정된 조건을 만족한다고 판단하고, 구동 신호(RELAY_EN2)를 출력하여 스위치 회로(40)를 턴 온시키며, 시동 전원으로 자동차 배터리에 전력을 공급하도록 한다. 미리 설정된 시간 내의 자동차 배터리의 전압값의 하강 폭이 미리 설정된 하강 폭 문턱값을 초과하는 경우, 즉, 자동차 배터리의 전압이 하강되는 것은 자동차 배터리가 자동차를 시동하는 데에 사용됨을 설명하며, 이 때, 스위치 회로(40)를 턴 온시키면, 시동 전원을 이용하여 자동차 배터리에 전력을 공급함으로써 자동차를 시동한다. 컨트롤러(70)는 단지 자동차 배터리가 자동차를 시동하는 데에 사용되는 경우에만, 스위치 회로(40)를 턴 온시키며, 따라서 시동 전원의 전량을 절약하면서도 자동차가 시동되는 것을 확보할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 컨트롤러(70)는 수신된 부하 전압 신호에 따라 자동차 배터리의 전압값이 미리 설정된 전압 문턱값보다 작은지 여부를 판단하고, 자동차 배터리의 전압값이 미리 설정된 전압 문턱값보다 작은 경우, 미리 설정된 시간 내에 수신된 부하 전압 신호에 따라 미리 설정된 시간 내의 자동차 배터리의 전압값의 하강 폭이 미리 설정된 하강 폭 문턱값을 초과하는지 여부를 판단하며, 미리 설정된 시간 내의 자동차 배터리의 전압값의 하강 폭이 미리 설정된 하강 폭 문턱값을 초과하는 경우, 자동차 배터리의 부하 전압이 미리 설정된 조건을 만족한다고 판단하고, 구동 신호(RELAY_EN2)를 출력하여 스위치 회로(40)를 턴 온시키며, 시동 전원으로 자동차에 전력을 공급하도록 한다. 자동차 배터리의 전압값이 미리 설정된 전압 문턱값보다 작은 경우, 자동차 배터리의 전기량이 부족하여 전기량 부족 상태에 있는 것을 나타낸다. 미리 설정된 시간 내의 자동차 배터리의 전압값의 하강 폭이 미리 설정된 하강 폭 문턱값을 초과하는 경우, 자동차 배터리가 자동차를 시동하는 데에 사용됨을 설명한다. 이와 같이, 컨트롤러(70)는 단지 전기량이 부족한 자동차 배터리가 스마트 연결 장치(100)에 정확하게 연결되고, 자동차 배터리가 자동차를 시동하는 데에 사용되는 경우에만, 스위치 회로(40)를 턴 온시키며, 따라서 시동 전원의 전량을 절약하면서도 자동차가 시동되는 것을 확보할 수 있으며, 자동차 배터리가 시동 전원에 대한 역 방향 충전을 방지할 수 있다.
하나의 실시예에 있어서, 스마트 연결 장치(100)는 부하 연결 상태 표시 모듈(60)을 더 포함한다. 부하 연결 상태 표시 모듈(60)은 정확하게 연결된 상태 표시 모듈(62) 및 역 연결 상태 표시 모듈(61)을 포함할 수 있다. 컨트롤러(70)는 또한 외부 부하가 부하 연결 단부(30)에 정확하게 연결되어 있다고 판단된 경우에, 정확하게 연결된 상태 표시 모듈(62)을 제어하여 표시 신호를 발송함으로써 사용자에게 대응하는 작동 상태를 알려주도록 한다. 정확하게 연결된 상태 표시 모듈(62)은 적어도 하나의 발광 다이오드 또는 적어도 하나의 버저를 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 컨트롤러(70)는 마이크로 컨트롤러 유닛(Micro-controller Unit，MCU), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(Field-Programmable Gate Array, FPGA) 또는 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor，DSP) 등 프로그래밍 제어 장치를 사용할 수 있다. 컨트롤러(70)는 스마트 연결 장치(100)의 논리 연산 및 제어 센터로서, 주로 데이터 수집 및 변환, 논리 연산, 데이터 통신 및 구동 출력 기능의 실행을 담당하며, 컨트롤러(70)의 전력 공급은 전압 조정 모듈(81)에 의해 출력되는 안정적인 전압 VCC이다.
본 실시예에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(70)는 복수개의 입력 및 출력 포트를 포함하는 마이크로 컨트롤러(U2)이다. 컨트롤러(70)는 복수개의 입력 및 출력 포트를 통해 기타 기능 모듈 또는 외부 장치와 통신 및 정보 호환을 진행함으로써, 스마트 연결 장치(100)의 연결, 구동 및 제어 등 기능을 실현할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 스마트 연결 장치(100)는 컨트롤러(70)에 전기적으로 연결되는 통신 인터페이스 모듈(도시되지 않음)을 더 포함할 수 있다. 컨트롤러(70)는 통신 인터페이스 모듈을 통해 외부 장치(외부 전원 장치, 외부 부하)에 연결되어 외부 장치와 통신할 수 있으며, 외부 전원 장치의 배터리 어셈블리의 현재 배터리 전압, 최대 전류 출력 능력, 배터리 온도, 작동 상태, 소프트웨어 버전 정보 등을 획득한다. 그리고 획득된 관련 정보에 따라 외부 전원 장치의 배터리 어셈블리의 전기적 파라미터가 외부 부하에 대한 방전 출력의 조건을 충족하는지 여부를 판단하며, 따라서 구동 신호(RELAY_EN2)를 출력하여 스위치 회로(40)를 턴 온시킬지 여부를 결정한다. 컨트롤러(70)는 또한 자신의 소프트웨어 버전 정보, 스마트 연결 장치(100)의 정상 및 비정상 작동 상태, 외부 부하의 전압 및 출력 전류 신호 등을 외부 전원 장치로 전송하여 적응 및 관련된 보호를 수행할 수 있다. 즉, 스마트 연결 장치(100)의 컨트롤러(70)는 통신 인터페이스 모듈을 통해 외부 장치와 정보 호환을 진행하여 대응하는 제어를 수행할 수 있다.
통신 인터페이스 모듈에서 제공되는 통신이 시간을 초과하여 중단되거나, 또는 통신 인터페이스 모듈을 통해 교환된 데이터 정보가 비정상적이거나, 또는 외부 전원 장치에 의해 제공된 전압이 프로그램에 의해 설정한 역치 범위 내에 있지 않는 경우, 컨트롤러(70)는 구동 신호(RELAY_EN2)의 출력을 중단함으로써, 스위치 회로(40)를 턴 오프시켜 전류 출력 회로(11)를 차단하고, 시스템 및 외부 장치의 안전을 보장하기 위해 대응하는 상태 지시를 출력한다.
선택적으로, 스마트 연결 장치(100)는 컨트롤러(70)에 전기적으로 연결된 온도 검출 모듈(84)을 더 포함한다. 온도 검출 모듈(84)은 스위치 장치(41) 및/또는 내장된 배터리 어셈블리 등의 작동 온도를 검출하며, 검출된 온도값을 컨트롤러(70)로 피드백하는 데에 사용된다. 컨트롤러(70)는 수신된 온도값에 따라 스위치 장치(41) 및/또는 내장된 배터리 어셈블리 등의 작동 온도가 미리 설정된 문턱값을 초과하는지 여부를 분석하고, 스위치 장치(41) 및/또는 내장된 배터리 어셈블리 등의 작동 온도가 미리 설정된 문턱값을 초과하는 경우, 구동 신호(RELAY_EN2)의 출력을 일시 정지함으로써 스위치 회로(40)를 턴 오프시켜 전류 출력 회로(11)를 차단하고, 시스템 작동의 안전성을 보장한다.
선택적으로, 스마트 연결 장치(100)는 전원 연결 단부(20)와 부하 연결 단부(30) 사이에 전기적으로 연결된 전류 검출 모듈(85)을 더 포함하고, 전류 검출 모듈(85)은 또한 컨트롤러(70)에 전기적으로 연결된다. 전류 검출 모듈(85)은 스위치 회로(40)가 턴 온 상태에 있는 기간에 전류 출력 회로(11)의 전류, 즉 배터리 어셈블리가 외부 부하로 출력하는 방전 전류를 실시간으로 수집하고 검출된 전류 샘플링 신호를 컨트롤러(70)로 피드백한다. 본 실시예에 있어서, 전류 검출 모듈(85)은 전원 음극 연결 단부(BAT-)와 부하 음극 연결 단부(CAR-) 사이에 전기적으로 연결된다. 다른 실시예에서, 전류 검출 모듈(85)은 또한 전원 양극 연결 단부(BAT+)와 부하 양극 연결 단부(CAR+) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 컨트롤러(70)는 또한 수신된 전류 샘플링 신호에 따라 배터리 어셈블리의 방전 출력이 정상적인지 여부를 분석하고, 배터리 어셈블리의 방전 출력이 비정상적이면, 구동 신호(RELAY_EN2)의 출력을 일시 정지함으로써 스위치 회로(40)를 턴 오프시켜 전류 출력 회로(11)를 차단하고, 시스템 작동의 안전성을 보장한다.
선택적으로, 스마트 연결 장치(100)는 전류 검출 모듈(85) 및 컨트롤러(70)에 각각 전기적으로 연결된 과전류 및 단락 보호 모듈(86)을 더 포함한다. 과전류 및 단락 보호 모듈(86)은 전류 검출 모듈(85)에서 출력된 전류 샘플링 신호의 값이 미리 설정된 문턱값을 초과하는지 여부를 모니터링하고, 전류 샘플링 신호의 값이 미리 설정된 문턱값을 초과하는 경우, 컨트롤러(70)로 중단 트리거 신호를 출력하여 컨트롤러(70)가 구동 신호를 전송하는 것을 즉시 중단하게 함으로써, 스위치 회로(40)를 신속하게 턴 오프시킬 수 있고, 전류 출력 회로(11)를 차단하여 시스템 작동의 안전성을 보장할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 과전류 및 단락 보호 모듈(86)의 출력 단부는 또한 스위치 회로(40)에 직접 연결될 수 있으며, 따라서 전류 샘플링 신호의 값이 미리 설정된 문턱값을 초과하는 경우, 스위치 회로(40)를 직접 차단한다.
당업자라면 상술한 개략도 1은 단지 외부 부하의 연결 상태를 검출하는 기능 및 외부 부하에 대한 배터리 어셈블리의 방전 출력 기능을 수행하는 스마트 연결 장치(100)의 예시임을 이해할 수 있으며, 이것은 스마트 연결 장치(100)의 구성을 한정하고자 하는 것은 아니며, 스마트 연결 장치(100)는 도시된 것보다 더 많거나 적은 구성요소를 포함하거나, 일부 구성요소의 조합 또는 다른 구성요소를 포함할 수도 있다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 본 출원은 상술한 스마트 연결 장치(100)를 이용한 시동 전원(200)을 제공한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 시동 전원(200)은 하우징(201), 배터리 어셈블리(202) 및 상술한 스마트 연결 장치(100)를 포함한다. 배터리 어셈블리(202) 및 스마트 연결 장치(100)의 구성 요소의 적어도 일부, 예를 들어, 전원 연결 단부(20), 부하 연결 단부(30), 스위치 회로(40), 구동 전원 모듈(43), 역 연결 검출 모듈(50), 컨트롤러(70), 전압 조정 모듈(81), 부하 전압 검출 모듈(83), 온도 검출 모듈(84), 전류 검출 모듈(85), 과전류 및 단락 보호 모듈(86) 등은 하우징(201) 내에 설치될 수 있다. 스마트 연결 장치(100)의 구성 요소의 적어도 일부, 예를 들어, 부하 연결 상태 표시 모듈(60), 버튼 제어 모듈(82) 등은 하우징(201) 위에 설치될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 시동 전원(200)은 하우징(201)에 설치된 충전 인터페이스(204)를 더 포함한다. 충전 인터페이스(204)는 상용 전원(Mains electricity)과 같은 외부 전원에 전기적으로 연결되어, 외부 전원의 전력을 공급 받아 배터리 어셈블리(202)를 충전하는 데에 사용된다. 여기서, 충전 인터페이스(204)의 유형은 DC 인터페이스, USB 인터페이스, Micro USB 인터페이스, Mini USB 인터페이스, Type-A 인터페이스 및 Type-C 인터페이스를 포함하지만, 이것에 제한되지 않는다.
스마트 연결 장치(100)의 전원 연결 단부(20)는 시동 전원(200)의 배터리 어셈블리(202)에 전기적으로 연결된다.
본 실시예에 있어서, 도 5~도 6에 도시된 바와 같이, 시동 전원(200)은 하우징(201)에 설치된 연결 소켓(203)을 더 포함한다. 연결 소켓(203)은 스마트 연결 장치(100)의 부하 연결 단부(30)에 전기적으로 연결된다. 연결 소켓(203)은 외부 연결 부품(400)에 의해 외부 부하에 전기적으로 연결되는 데에 사용된다. 구체적으로, 연결 부품(400)의 일단은 연결 소켓(203)에 착탈 가능하게 연결되고, 연결 부품(400)의 타단은 외부 부하에 착탈 가능하게 연결된다. 시동 전원(200)의 외관 구조는 도 6에 도시된 시동 전원(200)의 구조, 또는 도 8에 도시된 시동 전원(200')의 구조, 또는 다른 구조를 채용할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 시동 전원(200)의 외관 구조에 대해서는 구체적으로 제한하지 않는다.
본 실시예에 있어서, 연결 부품(400)은 와이어 클램프이며, 제 1 와이어 클램프(401), 제 2 와이어 클램프(402), 케이블(403) 및 연결 플러그(404)를 포함한다. 케이블(403)은 제 1 와이어 클램프(401)와 제 2 와이어 클램프(401)를 각각 연결 플러그(404)에 연결하는 데에 사용된다. 연결 플러그(404)는 연결 소켓(203)에 착탈 가능하게 전기적으로 연결된다. 제 1 와이어 클램프(401)는 외부 부하의 양극을 클램핑하는데 사용되고, 제 2 와이어 클램프(402)는 외부 부하의 음극을 클램핑하는데 사용된다. 외부 부하의 양극과 음극은 제 1 와이어 클램프(401), 제 2 와이어 클램프(402), 연결 플러그(404), 연결 소켓(203)을 통해 부하 연결 단부(30)의 부하 양극 연결 단부(CAR+) 및 부하 음극 연결 단부(CAR-)에 일대일로 대응되게 전기적으로 연결된다.
선택적으로, 다른 실시예에 있어서, 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 시동 전원(200')은 연결 부품(205)을 더 포함한다. 연결 부품(205)의 일단은 스마트 연결 장치(100)의 부하 연결 단부(30)에 전기적으로 연결되고, 연결 부품(205)의 타단은 외부 부하에 전기적으로 연결된다. 즉, 연결 부품(205)의 일단은 시동 전원(200')에 내장된다. 본 실시예에 있어서, 연결 부품(205)은 와이어 클램프이다. 여기서, 연결 부품(205)은 연결 플러그(404)를 포함하지 않는 것을 제외하고, 다른 구조는 연결 부품(400)의 구조와 유사하므로, 더 상세하게 설명하지 않는다.
본 출원에서 제공하는 시동 전원(200, 200')은 상술한 스마트 연결 장치(100)를 사용하며, 구동 신호의 전송 경로에 구동 신호 전송 모듈을 설치하고, 역 연결 검출 모듈이 출력하는 제어 신호를 이용하여 구동 신호 전송 모듈이 구동 신호를 전송하는 것을 직접 제어함으로써, 외부 부하가 역 연결될 때에 구동 신호의 전송 경로를 차단하고, 외부 부하의 역 연결 상태에 대응하는 제 1 제어 신호에 신속하게 응답하며, 외부 부하에 대한 배터리 어셈블리의 방전 출력을 적시에 차단할 수 있고, 관련 보호 기능의 검출 속도와 유효성을 크게 향상시키며, 전원 출력 제어 시스템의 안전성과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 본 출원에서 제공하는 스마트 연결 장치의 핵심 부품은 비용이 저렴하고 주변 회로가 간단하고 신뢰성이 있으므로, 시동 전원(200, 200')의 재료비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 제품 판매 후의 인력 자본과 재료 원가를 절감할 수 있다.
도 9 내지 도 10을 참조하면, 본 출원은 상술한 스마트 연결 장치(100)를 사용하는 배터리 클램프(300)를 제공한다. 배터리 클램프(300)는 하우징(301), 전원 입력 인터페이스(302), 연결 부품(303) 및 상술한 스마트 연결 장치(100)를 포함한다. 전원 입력 인터페이스(302)는 하우징(301)에 설치되고, 전원 입력 인터페이스(302)는 배터리 어셈블리(도시되지 않음)를 포함하는 외부 전원 장치(500), 예를 들어, 비상 시동 전원에 전기적으로 연결된다. 본 실시예에 있어서, 전원 입력 인터페이스(302)는 연결 플래그이고, 외부 전원 장치(500)는 배터리 클램프(300)의 전원 입력 인터페이스(302)에 적합한 연결 포트(501)를 더 포함하며, 배터리 클램프(300)는 전원 입력 인터페이스(302)를 통해 연결 포트(501)에 착탈 가능하게 전기적으로 연결됨으로써 외부 전원 장치(500)와의 전기적 연결을 실현한다.
스마트 연결 장치(100)의 구성 요소의 적어도 일부, 예를 들어 전원 연결 단부(20), 부하 연결 단부(30), 스위치 회로(40), 구동 전원 모듈(43), 역 연결 검출 모듈(50), 컨트롤러(70), 전압 조정 모듈(81), 부하 전압 검출 모듈(83), 온도 검출 모듈(84), 전류 검출 모듈(85), 과전류 및 단락 보호 모듈(86) 등은 하우징(301) 내에 설치될 수 있다. 스마트 연결 장치(100)의 구성 요소의 적어도 일부, 예를 들어, 부하 연결 상태 표시 모듈(60), 버튼 제어 모듈(82) 등은 하우징(301) 위에 설치될 수 있다.
스마트 연결 장치(100)의 전원 연결 단부(20)는 전원 입력 인터페이스(302)에 전기적으로 연결되고, 전원 입력 인터페이스(302)를 통해 외부 전원 장치(500)의 배터리 어셈블리에 전기적으로 연결된다.
연결 부품(303)의 일단은 스마트 연결 장치(100)의 부하 연결 단부(30)에 전기적으로 연결되고, 연결 부품(303)의 타단은 외부 부하에 전기적으로 연결된다. 본 실시예에 있어서, 연결 부품(303)은 와이어 클램프이다. 여기서, 연결 부품(303)은 연결 플러그(404)를 포함하지 않는 것을 제외하고, 다른 구조는 연결 부품(400)의 구조와 유사하므로, 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
여기서, 배터리 클램프(300)의 외관 구조는 도 10에 도시된 배터리 클램프(300)의 구조 또는 다른 구조를 채용할 수 있으며, 본 출원에서는 배터리 클램프(300)의 외관 구조에 대하여 특별히 한정하지 않는다.
본 출원에서 제공하는 배터리 클램프(300)는 상술한 스마트 연결 장치(100)를 사용하며, 구동 신호의 전송 경로에 구동 신호 전송 모듈을 설치하고, 역 연결 검출 모듈이 출력하는 제어 신호를 이용하여 구동 신호 전송 모듈이 구동 신호를 전송하는 것을 직접 제어함으로써, 외부 부하가 역 연결될 때에 구동 신호의 전송 경로를 차단하고, 외부 부하의 역 연결 상태에 대응하는 제 1 제어 신호에 신속하게 응답하며, 외부 부하에 대한 배터리 어셈블리의 방전 출력을 적시에 차단할 수 있고, 관련 보호 기능의 검출 속도와 유효성을 크게 향상시키며, 전원 출력 제어 시스템의 안전성과 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 본 출원에서 제공하는 스마트 연결 장치의 핵심 부품은 비용이 저렴하고 주변 회로가 간단하고 신뢰성이 있으므로, 배터리 클램프(300)의 재료비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 제품 판매 후의 인력 자본과 재료 원가를 절감할 수 있다.
마지막으로, 상술한 실시예는 본 출원의 기술 방안을 설명하는 데에 사용될 뿐이며, 본 발명을 한정하고자 하는 것은 아니다. 바람직한 실시예를 참조하여 본 출원을 상세하게 설명하였지만, 당업자라면 본 출원의 기술방안의 정신과 범위를 벗어나지 않는 전제하에, 기술 방안에 대해 수정 또는 동등한 교체를 실시할 수 있다.
스마트 연결 장치 100
전류 출력 회로 11
전원 연결 단부 20
전원 양극 연결 단부 BAT+
전원 음극 연결 단부 BAT-
부하 연결 단부 30
부하 양극 연결 단부 CAR+
부하 음극 연결 단부 CAR-
제 1 접지 단부 PGND
스위치 회로 40
스위치 장치 41
스위치 구동 모듈 42
구동 신호 입력 단부 421
스위치 유닛 Q2
레지스터 R2、R3、R17
다이오드 D6
구동 전원 모듈 43
구동 신호 전송 모듈 44
제 1 입력 단부 441
제 2 입력 단부 442
출력 단부 443
논리 AND 게이트 U3
검출 유닛 10
역 연결 검출 모듈 50
제 1 검출 단부 51
제 2 검출 단부 52
구동 전압 입력 단부 53
제어 신호 출력 단부 54
제 1 트랜지스터 Q3
제 2 트랜지스터 Q6
제 3 트랜지스터 Q1
레지스터 R4、R5、R11、R21、R22、R27
다이오드 D1
제너 다이오드 D9
제 2 접지 단부 GND
부하 연결 상태 표시 모듈 60
역 연결 상태 표시 모듈 61
표시 유닛 611
발광 다이오드 LED2
경보 유닛 612
스피커 LS1
레지스터 R10、R16
커패시터 C6
정확하게 연결된 상태 표시 모듈 62
컨트롤러 70
마이크로 컨트롤러 U2
전압 조정 모듈 81
버튼 제어 모듈 82
부하 전압 검출 모듈 83
온도 검출 모듈 84
전류 검출 모듈 85
과전류 및 단락 보호 모듈 86
시동 전원 200、200’
하우징 201、201’
배터리 어셈블리 202
연결 포트 203
충전 인터페이스 204
배터리 클램프 300
하우징 301
전원 입력 인터페이스 302
연결 부품 400、205、303
제 1 와이어 클램프 401
제 2 와이어 클램프 402
케이블 403
연결 플래그 404
외부 전원 장치 500
연결 포트 501

Claims (22)

  1. 스마트 연결 장치로서,
    배터리 어셈블리와 전기적으로 연결하는 데에 사용되는 전원 연결 단부와;
    외부 부하와 전기적으로 연결하는 데에 사용되는 부하 연결 단부와;
    상기 전원 연결 단부와 상기 부하 연결 단부 사이에 전기적으로 연결되는 스위치 회로와;
    구동 신호를 출력하는 데에 사용되는 컨트롤러 - 상기 스위치 회로는 상기 컨트롤러에서 출력된 구동 신호에 따라 턴 온 상태로 되어 상기 배터리 어셈블리와 상기 외부 부하 사이의 전기적 연결을 턴 온시키고, 상기 외부 부하에 대한 상기 배터리 어셈블리의 방전 출력을 실현함 - 와;
    상기 스위치 회로와 상기 컨트롤러 사이에 전기적으로 연결되어 상기 컨트롤러에서 출력된 구동 신호를 상기 스위치 회로로 전송하는 데에 사용되는 구동 신호 전송 모듈과;
    상기 부하 연결 단부 및 상기 구동 신호 전송 모듈에 각각 전기적으로 연결되고, 상기 부하 연결 단부와 상기 외부 부하의 연결 상태를 검출하고, 검출된 연결 상태에 따라 대응하는 제어 신호를 출력하며, 또한 상기 제어 신호를 상기 구동 신호 전송 모듈로 전송하여 상기 구동 신호 전송 모듈이 상기 구동 신호를 전송하는 것을 제어함으로써, 상기 스위치 회로의 온/오프 상태를 제어하는 데에 사용되는 검출 유닛;
    을 포함하고,
    상기 제어 신호는 제 1 제어 신호를 포함하고, 상기 제 1 제어 신호는 상기 구동 신호 전송 모듈을 제어하여 상기 구동 신호를 전송하는 것을 일시 정지함으로써, 상기 스위치 회로를 오프 상태로 유지시키고, 상기 배터리 어셈블리와 상기 외부 부하 사이의 전기적 연결을 차단시켜 상기 외부 부하에 대한 상기 배터리 어셈블리의 방전 출력을 금지하는 데에 사용되는 것을 특징으로 하는 스마트 연결 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출 유닛은 역 연결 검출 모듈을 포함하고,
    상기 역 연결 검출 모듈은 상기 외부 부하가 상기 부하 연결 단부에 역 연결된 것을 검출하면 상기 제 1 제어 신호를 출력하는 데에 사용되는 것을 특징으로 하는 스마트 연결 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 스마트 연결 장치는 상기 역 연결 검출 모듈에 전기적으로 연결되는 역 연결 상태 표시 모듈을 더 포함하고,
    상기 역 연결 검출 모듈은 또한 상기 역 연결 상태 표시 모듈에 상기 제 1 제어 신호를 출력함으로써, 상기 역 연결 상태 표시 모듈을 제어하여 경보 신호를 발송하여 역 연결 경보 프롬프트를 수행하도록 하는 데에 사용되는 것을 특징으로 하는 스마트 연결 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어 신호는 제 2 제어 신호를 더 포함하고,
    상기 역 연결 검출 모듈은 또한 상기 부하 연결 단부가 무부하 상태에 있거나 또는 상기 외부 부하가 상기 부하 연결 단부에 정확하게 연결된 것을 검출하면, 상기 구동 신호 전송 모듈에 제 2 제어 신호를 송신함으로써, 상기 구동 신호 전송 모듈이 상기 구동 신호를 전송하는 것을 회복하도록 제어하는 데에 사용되는 것을 특징으로 하는 스마트 연결 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 구동 신호 전송 모듈은
    상기 컨트롤러에 전기적으로 연결되며, 상기 컨트롤러에서 출력되는 구동 신호를 수신하는 데에 사용되는 제 1 입력 단부와;
    상기 역 연결 검출 모듈에 전기적으로 연결되며, 상기 역 연결 검출 모듈에서 출력되는 제어 신호를 수신하는 데에 사용되는 제 2 입력 단부와;
    상기 스위치 회로에 전기적으로 연결되는 출력 단부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 연결 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 구동 신호 전송 모듈의 제 1 입력 단부가 상기 구동 신호를 수신하고, 상기 구동 신호 전송 모듈의 제 2 입력 단부가 상기 역 연결 검출 모듈에서 출력된 제 2 제어 신호를 수신하면, 상기 구동 신호 전송 모듈의 출력 단부는 상기 구동 신호를 상기 스위치 회로로 전송하며;
    상기 구동 신호 전송 모듈은 상기 제 2 입력 단부가 상기 역 연결 검출 모듈에서 출력된 제 1 제어 신호를 수신하면 상기 구동 신호의 전송을 일시 정지하는 것을 특징으로 하는 스마트 연결 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구동 신호 전송 모듈은 논리 소자 또는 스위치 장치로 구성된 논리 제어 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 연결 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 구동 신호 전송 모듈은 논리 AND 게이트를 포함하고, 상기 논리 AND 게이트는 상기 제 1 입력 단부 및 상기 제 2 입력 단부가 수신한 신호에 대하여 논리와 연산을 수행하는 데에 사용되며, 상기 구동 신호는 하이 레벨 신호이고, 상기 제 1 제어 신호는 로우 레벨 신호인 것을 특징으로 하는 스마트 연결 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출 유닛은 트랜지스터로 구성된 스위치 회로의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 연결 장치.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 부하 연결 단부는 부하 양극 연결 단부와 부하 음극 연결 단부를 포함하고, 상기 부하 음극 연결 단부는 제 1 접지 단부와 전기적으로 연결되며;
    상기 역 연결 검출 모듈은,
    상기 부하 양극 연결 단부에 전기적으로 연결되는 제 1 검출 단부와;
    상기 부하 음극 연결 단부에 전기적으로 연결되는 제 2 검출 단부와;
    전압원에 전기적으로 연결되는 구동 전압 입력 단부 - 상기 역 연결 검출 모듈은 상기 구동 전압 입력 단부를 통해 상기 전압원에서 제공되는 구동 전압을 수신함 - 와;
    커패시터를 통해 상기 구동 전압 입력 단부에 전기적으로 연결되는 제어 신호 출력 단부와;
    복수개의 트랜지스터;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 연결 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수개의 트랜지스터는 제 1 트랜지스터와 제 2 트랜지스터를 포함하고, 상기 제 1 트랜지스터는 상기 제 1 검출 단부와 상기 제 2 트랜지스터의 제어 단부 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 트랜지스터의 제어 단부는 또한 상기 제 2 검출 단부에 전기적으로 연결되며,
    상기 구동 신호 전송 모듈의 제 2 입력 단부는 상기 제어 신호 출력 단부와 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 트랜지스터와 상기 제 2 트랜지스터는 하이 레벨로 도통되는 트랜지스터를 사용하는 것을 특징으로 하는 스마트 연결 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수개의 트랜지스터는 제 3 트랜지스터를 더 포함하며,
    상기 제 2 트랜지스터는 제 2 접지 단부와 상기 제 3 트랜지스터의 제어 단부 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 제 2 트랜지스터의 제어 단부는 레지스터를 통해 상기 구동 전압 입력 단부에 전기적으로 연결되며,
    상기 제 3 트랜지스터는 상기 제 2 접지 단부와 상기 제어 신호 출력 단부 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 제 3 트랜지스터의 제어 단부는 레지스터를 통해 상기 구동 전압 입력 단부에 전기적으로 연결되며,
    상기 제 3 트랜지스터는 하이 레벨로 도통되는 트랜지스터를 사용하는 것을 특징으로 하는 스마트 연결 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어 신호는 제 2 제어 신호를 더 포함하고,
    상기 역 연결 검출 모듈은 또한 상기 부하 연결 단부가 무부하 상태에 있거나 또는 상기 외부 부하가 상기 부하 연결 단부에 정확하게 연결된 것을 검출하면, 상기 구동 신호 전송 모듈에 제 2 제어 신호를 송신함으로써, 상기 구동 신호 전송 모듈이 구동 신호를 전송하는 것을 회복하도록 제어하며,
    상기 외부 부하가 상기 부하 연결 단부에 역 연결된 경우, 상기 제 1 트랜지스터가 턴 온되고, 상기 제 2 트랜지스터는 턴 오프되며, 상기 제 3 트랜지스터가 턴 온되고, 상기 제어 신호 출력 단부는 턴 온된 상기 제 3 트랜지스터를 통해 상기 제 2 접지 단부에 전기적으로 연결되어 로우 레벨 상태에 있게 되며, 상기 구동 신호 전송 모듈의 제 2 입력 단부에 상기 제 1 제어 신호를 출력하고, 상기 제 1 제어 신호는 로우 레벨 신호이고;
    상기 부하 연결 단부가 무부하 상태에 있거나, 또는 상기 외부 부하가 상기 부하 연결 단부에 정확하게 연결되면, 상기 제 1 트랜지스터가 턴 오프되고, 상기 제 2 트랜지스터는 턴 온되며, 상기 제 3 트랜지스터는 턴 오프되고, 상기 제어 신호 출력 단부는 상기 구동 전압 입력 단부에 전기적으로 연결되어 하이 레벨 상태에 있으며, 상기 구동 신호 전송 모듈의 제 2 입력 단부에 상기 제 2 제어 신호를 출력하고, 상기 제 2 제어 신호는 하이 레벨 신호인 것을 특징으로 하는 스마트 연결 장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 검출 유닛은 센서 디바이스로 구성된 검출 회로를 포함하며,
    상기 센서 디바이스는 광 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 연결 장치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트 연결 장치는 상기 부하 연결 단부 및 상기 컨트롤러에 전기적으로 연결된 부하 전압 검출 모듈을 더 포함하고, 상기 부하 전압 검출 모듈은 상기 부하 연결 단부를 통해 상기 외부 부하의 부하 전압을 검출하고, 대응하는 부하 전압 신호를 출력하며, 검출된 상기 부하 전압을 상기 컨트롤러에 피드백하는 데에 사용되며;
    상기 컨트롤러는 또한 상기 부하 전압 검출 모듈에 의해 피드백된 부하 전압 신호를 수신하고, 상기 부하 전압 신호에 따라 상기 외부 부하의 연결 상태 및 전압 변화 상태를 확정하는 데에 사용되며;
    상기 컨트롤러는 또한 상기 외부 부하가 상기 부하 연결 단부에 정확하게 연결되고 상기 외부 부하의 부하 전압이 미리 설정된 조건을 만족하는 것으로 판단되면 상기 구동 신호를 출력하는 데에 사용되는 것을 특징으로 하는 스마트 연결 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치 회로는
    상기 전원 연결 단부와 상기 부하 연결 단부 사이에 전기적으로 연결되는 스위치 장치와;
    상기 스위치 장치와 상기 구동 신호 전송 모듈 사이에 전기적으로 연결되어 상기 스위치 장치의 온/오프를 실현하는 데에 사용되는 스위치 구동 모듈;
    을 포함하고,
    상기 구동 신호 전송 모듈은 상기 구동 신호를 상기 스위치 구동 모듈로 전송하여 상기 스위치 구동 모듈을 통해 상기 스위치 장치를 턴 온시키는 데에 사용되는 것을 특징으로 하는 스마트 연결 장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 스마트 연결 장치는 상기 스위치 회로에 전기적으로 연결되는 구동 전원 모듈을 더 포함하고, 상기 구동 전원 모듈은 상기 스위치 회로에 전기 에너지를 제공하는 데에 사용되며;
    상기 구동 전원 모듈은 상기 전원 연결 단부에 전기적으로 연결되고, 상기 스위치 회로의 전기 에너지는 상기 전원 연결 단부에 전기적으로 연결된 배터리 어셈블리에 의해 공급되거나; 또는 상기 구동 전원 모듈은 전압 조정 모듈에 전기적으로 연결되고, 상기 스위치 회로의 전기 에너지는 상기 전압 조정 모듈에서 출력되는 안정적인 전압에 의해 공급되는 것을 특징으로 하는 스마트 연결 장치.
  18. 제 3 항에 있어서,
    상기 역 연결 상태 표시 모듈은 표시 유닛 및 경보 유닛 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 표시 유닛은 상기 역 연결 검출 모듈에 전기적으로 연결되고, 상기 역 연결 검출 모듈은 또한 상기 표시 유닛에 제 1 제어 신호를 송신함으로써, 상기 표시 유닛을 제어하여 상기 표시 유닛이 발광하거나 또는 정보를 표시하여 역 연결 경보 프롬프트를 수행하도록 하는 데에 사용되고,
    상기 경보 유닛은 상기 역 연결 검출 모듈에 전기적으로 연결되고, 상기 역 연결 검출 모듈은 또한 상기 경보 유닛에 제 1 제어 신호를 송신함으로써, 상기 경보 유닛을 제어하여 경보음을 내어 역 연결 경보 프롬프트를 수행하도록 하는 데에 사용되는 것을 특징으로 하는 스마트 연결 장치.
  19. 시동 전원에 있어서,
    하우징과;
    배터리 어셈블리와;
    제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 기재된 스마트 연결 장치를 포함하고,
    상기 배터리 어셈블리 및 상기 스마트 연결 장치의 구성 요소의 적어도 일부는 상기 하우징 내에 설치되고, 상기 스마트 연결 장치의 전원 연결 단부는 상기 시동 전원의 배터리 어셈블리에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 시동 전원.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 시동 전원은 상기 하우징에 설치된 연결 소켓을 더 포함하고, 상기 연결 소켓은 상기 스마트 연결 장치의 부하 연결 단부에 전기적으로 연결되며, 상기 연결 소켓은 외부 연결 부품을 통해 외부 부하에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 시동 전원.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 시동 전원은 연결 부품을 더 포함하고, 상기 연결 부품의 일단은 상기 스마트 연결 장치의 부하 연결 단부에 전기적으로 연결되고, 상기 연결 부품의 타단은 상기 외부 부하에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 시동 전원.
  22. 배터리 클램프에 있어서,
    하우징과;
    상기 하우징에 설치되고, 배터리 어셈블리를 포함하는 외부 전원 장치에 전기적으로 연결하는 데에 사용되는 전원 입력 인터페이스와;
    제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 기재된 스마트 연결 장치 - 상기 스마트 연결 장치의 구성 요소 중 적어도 일부는 상기 하우징 내에 설치되고, 상기 스마트 연결 장치의 전원 연결 단부는 상기 전원 입력 인터페이스에 전기적으로 연결되며, 또한 상기 전원 입력 인터페이스를 통해 상기 외부 전원 장치의 배터리 어셈블리에 전기적으로 연결됨 - 와;
    일단은 상기 스마트 연결 장치의 부하 연결 단부에 전기적으로 연결되고, 타단은 외부 부하에 전기적으로 연결되는 연결 부품;
    을 포함하는 배터리 클램프.
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