一种带充电保护的汽车应急电源的制作方法

本实用新型涉及汽车应急电源技术领域，具体是涉及一种带充电保护的汽车应急电源。

背景技术：

汽车应急启动电源是为了在汽车因电瓶电量不足而导致无法完成点火动作时，汽车紧急启动的一种辅助工具，其可以直接连接电瓶并提供短时的供电，以辅助完成点火动作，完成工作后，需要进行充电，以满足下次的使用电量，而现有技术中，一般是通过市电进行充电，充电模块的组成一般有整流电路、降压电路等形成充电电流对锂电池进行供电，而市电电流或电压失稳时，容易使锂电池损坏，产生安全隐患。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述问题，现旨在提供一种带充电保护的汽车应急电源，以解决上述问题，

具体技术方案如下：一种带充电保护的汽车应急电源，包括充电接口、充电模块和锂电池，所述充电模块耦接所述锂电池和充电接口之间，且所述充电模块工作时于其输出端形成有充电电流和充电电压，

还包括

电流采样模块，所述电流采样模块耦接于充电模块，采样并生成一跟随所述充电电流变化的电流采样信号；

电流比较模块，所述电流比较模块耦接于所述电流采样模块并配置有一电流基准信号，当所述电流采样信号的值大于所述电流基准信号的值时，所述电流比较模块输出第一异常信号；

电压采样模块，所述电压采样模块耦接于充电模块，采样并生成一跟随所述充电电压变化的电压采样信号；

电压比较模块，所述电压比较模块耦接于所述电压采样模块并配置有一电压基准信号，当所述电压采样信号的值大于所述电压基准信号的值时，所述电压比较模块输出第二异常信号；

保护模块，所述保护模块耦接于所述充电模块的输出端，包括第一开关单元和保护负载，所述第一开关单元受控于所述第一异常信号或第二异常信号动作以使所述保护负载于所述充电模块构成回路。

进一步的，所述充电模块和所述充电接口之间连接有第二开关单元，所述第二开关单元受控于所述第一异常信号或第二异常信号断开。

进一步的，所述充电模块和所述锂电池之间连接有第三开关单元，所述第三开关单元受控于所述第一异常信号或第二异常信号断开。

进一步的，所述充电模块包括变压器、整流电路、降压电路以及充电电路，所述变压器一次侧耦接所述充电接口，所述变压器的二次侧耦接所述整流电路的输入端，所述整流电路输出端耦接所述降压电路的输入端，所述降压电路的输出端耦接所述充电电路的输入端，所述充电电路的输出端耦接于所述锂电池。

进一步的，所述电流采样模块包括电流互感器、整流单元以及采样电容，所述电流互感器的采样端耦接于所述变压器的二次侧，所述电流互感器的输出端耦接所述整流单元的输入端，所述整流单元的输出端耦接所述采样电容，且于所述采样电容上生成所述电流采样信号。

进一步的，所述电流比较模块包括第一比较器以及电流基准部，所述电流基准部包括串联设置的第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述第一电阻和第二电阻耦接的节点提供所述电流基准信号，所述第一比较器的两个输入端分别接收电流采样信号和电流基准信号。

进一步的，所述电压采样模块包括直流电压传感器，所述直流电压传感器的采样端耦接于所述降压电路的输出端，所述直流电压传感器的输出端用于输出所述电压采样信号。

进一步的，所述电压比较模块包括第二比较器以及电压基准部，所述电压基准部包括串联设置的第四电阻、第五电阻和第六电阻，所述第四电阻和第五电阻耦接的节点提供所述电压基准信号，所述第二比较器的两个输入端分别接收电压采样信号和电压基准信号。

进一步的，所述保护负载包括并联设置的TVS管和保护电阻。

进一步的，还包括有告警模块，所述告警模块包括第四开关单元、蜂鸣器以及告警灯，所述第四开关单元受控于所述第一异常信号或第二异常信号闭合，所述第四开关单元闭合时所述蜂鸣器和所述告警灯工作。

上述技术方案的积极效果是：通过这样设置，在充电时及时对充电电压和充电电流值进行采样，通过采样结果判断是否处于异常状态从而控制保护单元工作以减小充电电压或充电电流的大小，保证锂电池的充电安全。

附图说明

图1为本实用新型的一种带充电保护的汽车应急电源的原理图；

图2为本实用新型的实施例1中间歇驱动模块电路示意图；

图3为本实用新型的实施例2中间歇驱动模块电路示意图；

图4为本实用新型的比较模块及告警模块电路示意图；

图5为本实用新型的电压采样保持电路的电路原理示意图。

附图中：100、充电接口；200、锂电池；300、充电模块；310、变压器；320、整流电路；330、降压电路；340、充电电路；410、电流采样模块；411、电流互感器；412、整流单元；413、采样电容；420、电流比较模块；421、电流基准部；422、第一比较器；510、电压采样模块；511、直流电压传感器；521、电压基准部；522、第二比较器；520、电压比较模块；600、保护模块；610、保护负载；700、告警模块。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图1至附图4对本实用新型提供的技术方案作具体阐述，但以下内容不作为本实用新型的限定。

一种带充电保护的汽车应急电源，包括充电接口100、充电模块300和锂电池200，充电模块300耦接锂电池200和充电接口100之间，且充电模块300工作时于其输出端形成有充电电流和充电电压，

还包括

电流采样模块410，电流采样模块410耦接于充电模块300，采样并生成一跟随充电电流变化的电流采样信号；

电流比较模块420，电流比较模块420耦接于电流采样模块410并配置有一电流基准信号，当电流采样信号的值大于电流基准信号的值时，电流比较模块420输出第一异常信号；

电压采样模块510，电压采样模块510耦接于充电模块300，采样并生成一跟随充电电压变化的电压采样信号；

电压比较模块520，电压比较模块520耦接于电压采样模块510并配置有一电压基准信号，当电压采样信号的值大于电压基准信号的值时，电压比较模块520输出第二异常信号；

保护模块600，保护模块600耦接于充电模块300的输出端，包括第一开关单元和保护负载610，第一开关单元受控于第一异常信号或第二异常信号动作以使保护负载610于充电模块300构成回路。

充电模块300和充电接口100之间连接有第二开关单元，第二开关单元受控于第一异常信号或第二异常信号断开。

充电模块300和锂电池200之间连接有第三开关单元，第三开关单元受控于第一异常信号或第二异常信号断开。

第一异常信号和第二异常信号控制开关单元的方式包括如下几种方式，1、第一异常信号和第二异常信号均控制继电器线圈的得电和失电，如图2所示，通过S1信号控制Q1导通，从而控制后续线圈动作，使K1、K2、K3、K4线圈得电，从而控制线圈动作到响应的位置，也就是说，将对应的第一开关单元、第二开关单元、第三开关单元和第四开关单元均设置为继电器触点，所以通过继电器线圈就可以控制对应的触点动作；2、开关单元可以设置成晶闸管、三极管、场效应管等无触点元件，通过将第一异常信号或第二异常信号的逻辑电平输出到对应无触点开关元件的被控端就可以实现对开关单元的通断控制。

参照图3所示，充电模块300包括变压器310、整流电路320、降压电路330以及充电电路340，变压器310一次侧耦接充电接口100，变压器310的二次侧耦接整流电路320的输入端，整流电路320输出端耦接降压电路330的输入端，降压电路330的输出端耦接充电电路340的输入端，充电电路340的输出端耦接于锂电池200。整流电路320包括由四个二极管组成的全桥整流电路320，且输出端还连接有一稳压单元，用于整流电路320的稳压。降压电路330可以设置为降压芯片用于提供充电电路340的充电电压，降压芯片可以选为220V-24V，也可以选为220V-12V的降压芯片，不做局限。

参照图3和图4所示，电流采样模块410包括电流互感器411、整流单元412以及采样电容413，电流互感器411的采样端耦接于变压器310的二次侧，电流互感器411的输出端耦接整流单元412的输入端，整流单元412的输出端耦接采样电容413，且于采样电容413上生成电流采样信号。参照图3所示，电流互感器411耦接在变压器310二次侧的输出端，就可以对流经变压器310二次侧的电压进行采样就可以得到以采样电流，采样电流通过整流单元412整流于采样电容413上产生一电压值，在通过比较器和基准电流部产生的电流基准电压值进行比较，就可以判断是否正常，如果电流采样信号的值大于电流基准信号的值，则比较器输出异常信号。参照图4所示，电流比较模块420包括第一比较器422以及电流基准部421，电流基准部421包括串联设置的第一电阻、第二电阻和第三电阻(R11-R13)，第三电阻R13设置为可调电阻，第一电阻R11和第二电阻R12耦接的节点提供电流基准信号，第一比较器422的两个输入端分别接收电流采样信号和电流基准信号，输出对应的第一异常信号。

参照图3和图4所示，电压采样模块510包括直流电压传感器511，直流电压传感器511的采样端耦接于降压电路330的输出端，直流电压传感器511的输出端用于输出电压采样信号。参照图4所示，电压比较模块520包括第二比较器522以及电压基准部521，电压基准部521包括串联设置的第四电阻、第五电阻和第六电阻(R14-R16)，第四电阻R14和第五电阻R15耦接的节点提供电压基准信号，而对应的，第六电阻R16设置为可调电阻，第二比较器522的两个输入端分别接收电压采样信号和电压基准信号。图4所示的D1和D2输出的节点S1用于输出第一异常信号或第二异常信号，D1和D2构成或门的关系。

如图4所示，保护负载610包括并联设置的TVS管TVS和保护电阻R。称瞬变电压抑制二极管是在稳压管工艺基础上发展起来的一种新产品，其电路符号和普通稳压二极管相同,外形也与普通二极管无异,当TVS管两端经受瞬间的高能量冲击时，它能以极高的速度(最高达1*10-12秒)使其阻抗骤然降低，同时吸收一个大电流，将其两端间的电压箝位在一个预定的数值上，从而确保后面的电路元件免受瞬态高能量的冲击而损坏，保护电阻起到泄流的作用，保护电流稳定输出。还包括有告警模块700，告警模块700包括第四开关单元K4、蜂鸣器SP以及告警灯LED，第四开关单元受控于第一异常信号或第二异常信号闭合，第四开关单元K4闭合时蜂鸣器和告警灯工作。告警模块700和保护负载610分别通过无触点开关K1和K3控制，起到了较佳的控制效果，保证不会引起电弧。蜂鸣器SP和告警灯LED采用并联设置。

以上仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。