电源控制电路、移动电源以及电连接装置的制造方法

文档序号:10626329阅读:532来源:国知局
电源控制电路、移动电源以及电连接装置的制造方法
【专利摘要】本申请公开了一种移动电源及其电源控制电路,以及一种电连接装置。电源控制电路包括:电压检测模块,其被配置为检测外部电源的电压,并生成电压检测信号;控制模块,其被配置为接收所述电压检测信号,并且根据所述电压检测信号生成耦联控制信号;电源耦联模块,其被配置为可操作地耦联第一电源模块与第二电源模块,以及接收耦联控制信号,并且根据所述耦联控制信号变换所述第一电源模块和所述第二电源模块的耦联关系,以控制相互耦联的第一电源模块和第二电源模块以不同的输出电压输出电能。本申请电源控制电路能够根据外部电源的电压自动控制其所耦联的电源以不同的输出电压输出电能。
【专利说明】
电源控制电路、移动电源以及电连接装置
技术领域
[0001 ] 本申请涉及电源技术领域,更具体地,涉及一种电源控制电路、移动电源以及电连接装置。
【背景技术】
[0002]汽车电瓶是用于给汽车上的各种电子设备供电的装置。此外,汽车电瓶还被用于启动汽车的发动机。通常而言,在发动机启动后,发动机即可以给汽车电瓶进行充电,以保证汽车电瓶具有足够的电量。但是因为某些原因,例如老化、损坏或者过度放电,汽车电瓶可能没有足够的电量以供汽车启动之用。一些汽车应急电源产品被用来在汽车电瓶无法启动汽车时提供应急启动。
[0003]然而,汽车电瓶具有12V和24V两种规格,其分别可以启动汽油发动机和柴油发动机。现有的汽车应急电源仅能够输出12V或24V中一种规格的输出电压,因而其仅能够应急启动汽油发动机和柴油发动机中的一种,而不能够兼顾这两种应急启动的需要。
[0004]此外,现有的汽车发动机在被应急启动时,必须要求其与外接电源的正极和负极对应连接。在一些情况下,由于使用者的疏忽,可能会连错了正负极,这可能造成电瓶损坏,或者短路等安全风险。
[0005]因此,有必要提供一种新型的移动电源,以解决现有技术存在的至少一个问题。

【发明内容】

[0006]本申请的至少一个目的在于提供一种移动电源和电连接装置,以解决现有技术存在的至少一个问题。
[0007]本申请的一个方面公开了一种电源控制电路。该电源控制电路包括:电压检测模块,其被配置为检测外部电源的电压,并生成电压检测信号;控制模块,其被配置为接收所述电压检测信号,并且根据所述电压检测信号生成耦联控制信号;电源耦联模块,其被配置为可操作地耦联第一电源模块与第二电源模块,以及接收耦联控制信号,并且根据所述耦联控制信号变换所述第一电源模块和所述第二电源模块的耦联关系,以控制相互耦联的第一电源模块和第二电源模块以不同的输出电压输出电能。
[0008]在一些实施例中,所述控制模块被进一步配置为将所述电压检测信号与第一电压范围和第二电压范围进行比较,在所述电压检测信号属于所述第一电压范围时生成使得所述第一电源模块和所述第二电源模块串联耦接的耦联控制信号,以及在所述电压检测信号属于所述第二电压范围时生成使得所述第一电源模块和所述第二电源模块并联耦接的耦联控制信号。
[0009]在一些实施例中,所述控制模块被进一步配置为在所述电压检测信号处于所述第一电压范围与所述第二电压范围外时生成使得所述第一电源模块和所述第二电源模块断开耦联的耦联控制信号。
[0010]在一些实施例中,所述第一电压范围包括14.4V至25.4V,所述第二电压范围包括8.1V 至 12.7V0
[0011 ] 在一些实施例中,所述控制模块被进一步配置为在所述电压检测信号处于所述第一电压范围与所述第二电压范围之间时生成警告信号。
[0012]在一些实施例中,所述电源耦联模块具有第一端子和第二端子,其被配置为分别耦接所述第一电源模块的正极和负极;所述电源耦联模块还具有第三端子和第四端子,其被配置为分别耦接所述第二电源模块的正极和负极;其中,相互耦联的第一电源模块和第二电源模块在所述第三端子和所述第二端子之间输出电能。
[0013]在一些实施例中,所述电源耦联模块包括:第一开关,其耦接在所述第一端子和所述第三端子之间;第二开关,其耦接在所述第一端子和所述第四端子之间;第三开关,其耦接在所述第二端子和所述第四端子之间;所述控制模块被配置为将所述电压检测信号与第一电压范围和第二电压范围进行比较,在所述电压检测信号属于所述第一电压范围时生成使得所述第二开关闭合、所述第一开关和所述第三开关断开的耦联控制信号,以及在所述电压检测信号属于所述第二电压范围时生成使得所述第一开关和所述第三开关闭合、所述第二开关断开的耦联控制信号。
[0014]在一些实施例中,电源耦联模块包括:开关驱动模块,其被配置为接收所述耦联控制信号并将其提供给所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关以控制其闭合或断开,其中所述开关驱动模块被进一步配置为限制所述第二开关同所述第一开关和/或所述第三开关同时闭合。
[0015]在一些实施例中,所述外部电源耦接在所述第三端子和所述第二端子之间,所述电压检测模块耦接在所述第三端子和所述第二端子之间以检测所述外部电源的电压。
[0016]在一些实施例中,所述电压检测模块包括分压器,所述分压器被配置为对所检测的外部电源的电压进行分压,以得到所述电压检测信号。
[0017]在一些实施例中,所述电源控制电路还包括:电流检测模块,其被配置为检测相互耦联的第一电源模块和第二电源模块输出的输出电流,并且在所述输出电流超过预定电流范围生成过流检测信号;所述控制模块被进一步配置为接收所述过流检测信号,并且根据所述过流检测信号生成禁止所述第一电源模块和第二电源模块输出电能的耦联控制信号。
[0018]在一些实施例中,所述电源控制电路还包括:电流检测模块,其被配置为检测相互耦联的第一电源模块和第二电源模块输出的输出电流,并且在所述输出电流超过预定电流范围时生成过流检测信号;所述控制模块被进一步配置为接收所述过流检测信号,并且根据所述过流检测信号生成禁止所述第一电源模块和第二电源模块输出电能的耦联控制信号。
[0019]在一些实施例中,所述电源控制电路还包括:极性检测模块,其被配置为检测外部电源的电压极性;所述控制模块被进一步配置为根据所检测的外部电源的电压极性生成耦联控制信号,以禁止或允许相互耦联的第一电源模块和第二电源模块输出电能。
[0020]在一些实施例中,所述电源控制电路还包括:极性检测模块,其被配置为检测外部电源的电压极性;所述控制模块被进一步配置为根据所检测的外部电源的电压极性生成耦联控制信号,变换所述第一电源模块和所述第二电源模块的耦联关系,以使得所述外部电源以预定极性耦接到所述相互耦联的第一电源模块和第二电源模块。
[0021]在一些实施例中,所述控制模块被进一步配置为接收手动输入信号,并且根据所述手动输入信号生成使得相互耦联的第一电源模块和第二电源模块输出电能的耦联控制信号。
[0022]在一些实施例中,所述控制模块被进一步配置为对所述手动输入信号引起的电能输出进行计时,并且在所述电能输出时间超过预定时限后输出禁止所述第一电源模块和第二电源模块输出电能的耦联控制信号。
[0023]根据本申请的另一方面,还提供了一种移动电源,其包括根据前述方面所述的电源控制电路,以及第一电源模块和第二电源模块。
[0024]在一些实施例中,所述第一电源模块包括第一电池组,所述第二电源模块包括第二电池组。
[0025]在一些实施例中,所述第一电池组和所述第二电池组是磷酸铁锂电池,电压范围在8到14.4V之间,允许+/-0.3V的容差;或者所述第一电池组和所述第二电池组是钴酸锂电池,电压范围在8.1到12.6V之间,允许+/-0.3的容差。
[0026]在一些实施例中,所述移动电源被用于发动机的应急启动。
[0027]根据本申请的又一方面,还提供了一种电源控制方法,其用于控制包括第一电源模块和第二电源模块的电源输出电能,所述方法包括:检测外部电源的电压;以及根据所检测的外部电源的电压变换所述第一电源模块和所述第二电源模块的耦联关系,以使得相互耦联的第一电源模块和第二电源模块以不同的输出电压输出电能。
[0028]在一些实施例中,所述变换耦联的步骤包括:将所检测的外部电源电压与第一电压范围和第二电压范围进行比较,在所检测的外部电源电压属于所述第一电压范围时使得所述第一电源模块和所述第二电源模块串联耦接,以及在所检测的外部电源电压属于所述第二电压范围时使得所述第一电源模块和所述第二电源模块并联耦接。
[0029]在一些实施例中,所述第一电压范围包括14.4V至25.4V,所述第二电压范围包括
8.1V 至 12.7V。
[0030]在一些实施例中,所述方法还包括:检测相互耦联的第一电源模块和第二电源模块的输出电流;比较所述输出电流与预定参考电流,在所述输出电流超过所述预定参考电流时禁止所述第一电源模块和第二电源模块输出电能。
[0031]在一些实施例中,所述方法还包括:检测外部电源的电压极性;以及根据所检测的外部电源的电压极性确定是否禁止相互耦联的第一电源模块和第二电源模块输出电能。
[0032]在一些实施例中,所述方法还包括:检测外部电源的电压极性;以及根据所检测的外部电源的电压极性变换所述第一电源模块和所述第二电源模块的耦联关系,以使得所述外部电源以预定极性耦接到所述相互耦联的第一电源模块和第二电源模块。
[0033]在一些实施例中,所述电源控制方法被用于发动机的应急启动。
[0034]本申请上述方面的电源控制电路和方法能够根据外部电源的电压自动控制电源以不同的输出电压输出电能,从而避免因电源电压和外部电源电压不匹配的原因而发生电路故障或引起安全危险。
[0035]根据本申请的再一方面,还提供了一种电连接装置,包括:耦联模块,其具有第一端子和第二端子,以及第三端子和第四端子,其中所述第一端子被可操作地耦联到所述第三端子和所述第四端子中的一个端子,所述第二端子被可操作地耦联到所述第三端子和所述第四端子中的另一个端子;电源极性检测模块,其被配置为检测所述第一端子与所述第二端子之间的第一电压极性,以及检测所述第三端子与所述第四端子之间的第二电压极性;以及控制模块,其被配置为根据所检测的第一电压极性与第二电压极性生成耦联控制信号,以控制所述第一端子和所述第二端子同所述第三端子和所述第四端子相应地耦联,其中,所述第一端子和所述第二端子之间的电压极性同所述第三端子和所述第四端子之间的电压极性相同。
[0036]在一些实施例中,所述电源极性检测模块包括:第一光电親合器,其被親接在所述第一端子和所述第二端子之间,被配置为根据所述第一端子和所述第二端子之间的电压差生成指示所述第一电压极性的第一极性检测信号;第二光电耦合器,其被耦接在所述第三端子和所述第四端子之间,被配置为根据所述第三端子和所述第四端子之间的电压差生成指示所述第二电压极性的第二极性检测信号。
[0037]在一些实施例中,所述电源极性检测模块还包括:第一分压器,其被配置为对所述第一端子和第二端子之间的电压进行分压,并且将分压后的电压发送到所述第一光电耦合器的输入端;第二分压器,其被配置为对所述第三端子和第四端子之间的电压进行分压,并且将分压后的电压发送到所述第二光电親合器的输入端;其中,所述第一光电親合器根据分压后的电压生成指示所述第一电压极性的第一极性检测信号;所述第二光电耦合器根据分压后的电压生成指示所述第二电压极性的第二极性检测信号。
[0038]在一些实施例中,所述电连接装置还包括:第一电压检测模块,其耦接到所述第一端子和所述第二端子以检测其间的电压幅值;第二电压检测模块,其耦接到所述第三端子和所述第四端子以检测其间的电压幅值;所述控制模块被进一步配置为对第一和第二端子之间的电压幅值同第三和第四端子之间的电压幅值进行比较,并且在这两个电压幅值处于不同的电压范围时,生成使得所述第一端子和第二端子同所述第三端子和第四端子断开耦联的耦联控制信号。
[0039]在一些实施例中,所述耦联模块包括:第一开关,其耦接在所述第一端子和所述第三端子之间;第二开关,其耦接在所述第一端子和所述第四端子之间;第三开关,其耦接在所述第二端子和所述第三端子之间;第四开关,其耦接在所述第二端子和所述第四端子之间;所述控制模块被配置为根据所检测的第一电压极性与第二电压极性生成使得所述第一开关和所述第四开关闭合、所述第二开关和所述第三开关断开的耦联控制信号,或者生成使得所述第二开关和所述第三开关闭合、所述第一开关和所述第四开关断开的耦联控制信号。
[0040]在一些实施例中,所述控制模块被进一步配置为对第一和第二端子之间的电压幅值同第三和第四端子之间的电压幅值进行比较,并且在这两个电压幅值处于不同的电压范围时,生成使得所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关断开的耦联控制信号。
[0041 ] 在一些实施例中,所述控制模块被进一步配置为对使得所述第一端子和第二端子同所述第三端子和所述第四端子保持耦联的耦联控制信号的输出进行计时,并且在其输出时间超过第一预定时限时生成使得所述第一电源和所述第二电源断开耦联的耦联控制信号;所述控制模块被进一步配置为在输出所述使得所述第一电源和所述第二电源断开耦联的耦联控制信号之后经过第二预定时限,重新根据所检测的第一电压极性与第二电压极性生成耦联控制信号,以控制所述第一端子和所述第二端子同所述第三端子和所述第四端子親联。
[0042]在一些实施例中,所述电连接装置还包括:第一极性定向模块,其具有两个输入端,分别耦接到所述第一端子和所述第二端子,所述第一极性定向模块被配置为将这两个输入端接收的电压差转换为具有预定极性的电压;和/或第二极性定向模块,其具有两个输入端,分别耦接到所述第三端子和所述第四端子,所述第二极性定向模块被配置为将这两个输入端接收的电压差转换为具有所述预定极性的电压。
[0043]在一些实施例中,所述电连接装置还包括:电压转换模块,其被配置为接收所述第一极性定向模块和/或所述第二极性定向模块输出的电压,并且将其转换为具有预定电压幅值的电压,以对所述电连接装置的其他模块供电。
[0044]在一些实施例中,所述电连接装置被用于应急启动,其中所述第一端子和第二端子被连接到救援电源的两端,所述第三端子和第四端子被连接到待救援电瓶或待救援发动机的两端。
[0045]本申请前述方面的电连接装置能够根据其所连接的两个电源的电压极性自动地调整这两个电源的连接,从而保证其正极和负极分别对应连接。
[0046]以上为本申请的概述,可能有简化、概括和省略细节的情况,因此本领域的技术人员应该认识到,该部分仅是示例说明性的,而不旨在以任何方式限定本申请范围。本概述部分既非旨在确定所要求保护主题的关键特征或必要特征,也非旨在用作为确定所要求保护主题的范围的辅助手段。
【附图说明】
[0047]通过下面说明书和所附的权利要求书并与附图结合,将会更加充分地清楚理解本申请内容的上述和其他特征。可以理解,这些附图仅描绘了本申请内容的若干实施方式,因此不应认为是对本申请内容范围的限定。通过采用附图,本申请内容将会得到更加明确和详细地说明。
[0048]图1示出了根据本申请一个实施例的电源控制电路100示意图;
[0049]图2示出了根据本申请一个实施例的电源控制电路200的示意图;
[0050]图3示出了图2所示的电源控制电路200的开关驱动模块的示意图;
[0051]图4示出了图2所示的电源控制电路200的极性检测模块的示意图;
[0052]图5示出了图2所示的电源控制电路200的短路检测模块的示意图;
[0053]图6示出了图2所示的电源控制电路200中电池模块的均衡和过充过放保护电路的不意图;
[0054]图7示出了根据本申请一个实施例的电源控制方法700的示意图;
[0055]图8示出了根据本申请一个实施例的电连接装置800的示意图;
[0056]图9示出了图8所示的电连接装置800的电源极性检测模块的示意图;
[0057]图10示出了图8所示的电连接装置800的极性定向模块的示意图;
[0058]图11示出了图8所示的电连接装置800的电压转换模块的示意图;
[0059]图12示出了图8所示的电连接装置800的低压线性稳压器的示意图;
[0060]图13示出了图8所示的电连接装置800的外观的示意图;
[0061]图14示出了图8所示的电连接装置被用于连接两个电源时的示意图。
【具体实施方式】
[0062]在下面的详细描述中,参考了构成其一部分的附图。在附图中,类似的符号通常表示类似的组成部分,除非上下文另有说明。【具体实施方式】、附图和权利要求书中描述的示例性实施方式并非旨在限定。在不偏离本申请的主题的精神或范围的情况下,可以采用其他实施方式,并且可以做出其他变化。可以理解,可以对本文中一般性描述的、在附图中图解说明的本申请内容的各个方面进行多种不同构成的配置、替换、组合、设计,而所有这些都明确地构成本申请内容的一部分。
[0063]本发明的第一方面
[0064]图1示出了根据本申请一个实施例的电源控制电路100示意图。在实际应用中,电源控制电路100可以与两个或更多个电源模块(电池或电池组)相互连接,以调整这些电源模块相互耦联后能够输出的电压。换言之,配备了电源控制电路100的电源模块构成了输出电压可变的移动电源。该移动电源可以根据外部负载的电压需求来调整其输出电压,从而能够以不同的输出电压输出电能。在一些实施例中,移动电源可以被用于对汽车、摩托车或者其他机动车或机械设备的发动机进行应急启动。相应地,电源控制电路还具有检测这些发动机启动电压需求的功能,例如通过检测这些发动机电瓶的电压来判断发动机所需的启动电压,从而使得移动电源能够根据所检测的电压需求自动输出对应的输出电压。
[0065]在下文的实施例中,电源控制电路100以及使用这种电源控制电路100的移动电源的结构、运行和功能被结合机动车发动机应急启动这一具体应用场合进行说明,但是可以理解这并不作为对本申请的电源控制电路的限制。本领域技术人员可以认识到本申请的电源控制电路、移动电源也可以用于其他应用场合,例如用于外部电源(例如机动车电瓶、充电电池)进行充电,等等。
[0066]如图1所示,该电源控制电路100连接第一电源模块130和第二电源模块140。第一电源模块130和第二电源模块140例如可以是包括一个或多个电池的电池组,或者其他能够储存或提供电能供给的元件。在一些实施例中,每个电池组具有相等的电压,并且其电源电压不小于12.6V。例如,这两个电源模块130和140的电池组是磷酸铁锂电池,电压范围在8到14.4V之间,允许+/-0.3V的容差;或者这两个电源模块130和140的电池组是钴酸锂电池,电压范围在8.1到12.6V之间,允许+/-0.3的容差。电源控制电路100控制这两个电源模块130和140耦接到外部电源150和负载160,其中外部电源150与负载160相互连接。在一些实施例中,负载160是发动机,或者具体地,用于发动机上配备的起动电动机(例如直流串激示电动机)。在正常情况下,负载160是由外部电源150供电的,因而发动机160的启动电压与外部电源150的输出电压大体相等。但是,由于外部电源150自身的一些原因,例如老化损坏或者过度放电,外部电源150没有足够的电量,不能够在该启动电压需求下提供足够的启动电流来启动负载160。需要说明的是,在图1所示的实施例中,外部电源150和负载160被示为一端耦接到电源控制电路100,而另一端并未示出。在实际应用中,该未示出的一端可以耦接到参考电位,例如接地。同样地,电源控制电路100也仅示出了一个输出端,其另一输出端也可以耦接到参考电位,例如接地。可以理解,在一些实施例中,电源控制电路100可以具有两个输出端,以分别耦接外部电源150和负载160各自的两个输入端。
[0067]电源控制电路100包括电压检测模块101,其耦接到外部电源150以检测外部电源150的电压。电压检测模块101包括两个输入端,其分别与外部电源150的正极和负极电耦接,以获得外部电源150输出电压的电压幅值。换言之,电压检测模块101也可以耦接在电源控制电路100输出电能的两个输出端之间。
[0068]电压检测模块101根据所检测的外部电源150的电压生成电压检测信号。该电压检测信号用于指示外部电源150的电压幅值。在一些实施例中,电压检测模块101可以将采样得到的外部电源150电压幅值作为电压检测信号。例如,该电压检测信号是与外部电源150电压幅值相等的模拟信号。在一些例子中,电压检测模块101还可以对所米样的电压幅值进行处理,例如对其进行分压,以得到与该电压幅值成比例的信号,并且将该信号作为电压检测信号。可以理解,电压检测信号可以是模拟信号,也可以是数字信号,例如电压检测模块101可以包括一个模拟/数字转换器以完成模拟信号到数字信号的转换。
[0069]电源控制电路100还包括控制模块103和电源耦联模块105。控制模块103耦接到电压检测模块101,用于接收电压检测信号,并且根据电压检测信号生成耦联控制信号。 例如,控制模块103可以将电压检测信号与不同的预定电压值或电压范围进行比较,并且根据该比较结果的不同生成不同的耦联控制信号。
[0070]电源耦联模块105可操作地耦联第一电源模块130和第二电源模块140。具体地, 电源耦联模块105从控制模块103接收耦联控制信号,并且根据该耦联控制信号变换第一电源模块130和第二电源模块140的耦联关系。例如,电源耦联模块105可以包括分别连接第一电源模块130和第二电源模块140的正负极的多个端子,例如4个端子。电源耦联模块105还可以包括多个导线,其中每个导线连接电源耦联模块105的多个端子中的两个端子。这些导线上设置有开关,例如M0S开关或者继电器。这样,通过耦联控制信号控制这些开关的闭合和断开状态,电源耦联模块105的多个端子就可以以不同的导电路径相互连接,进而使得第一电源模块130和第二电源模块140以不同的电路连接方式相互耦联。例如,电源耦联模块105可以将第一电源模块130的正极和第二电源模块140的正极相互连接,并且将第一电源模块130的负极和第二电源模块140的负极相互连接,从而使得这两个电源模块以并联方式相互耦联。当第一电源模块130和第二电源模块140的输出电压相同时,并联连接的两个电源模块输出的电压等于各自的输出电压。又例如,电源耦联模块105 可以将第一电源模块130的正极和第二电源模块140的负极相互连接,两个电源模块被串联连接。进一步地,可以将第一电源模块130的负极接地,而在第二电源模块140的正极输出电压。这样,当第一电源模块130和第二电源模块140的输出电压相同时,串联连接的两个电源模块输出的电压等于各自输出电压的两倍。在一些情况下,电源耦联模块105还可以根据耦联控制信号断开第一电源模块130和第二电源模块140的连接,或者可选地断开这两个电源模块与外部电源150的连接,从而使得不输出电压(也即输出电压为零)。简言之,电源耦联模块可以根据耦联控制信号变换第一电源模块130和第二电源模块140的耦联关系,以控制相互耦联的第一电源模块130和第二电源模块140以不同的输出电压输出电能。
[0071]可以看出,当采用上述电源控制电路100的移动电源被用于对机动车发动机进行应急启动时,通过检测外部电源150的电压来识别外部电源电压,并且根据检测结果来调整移动电源输出电压,移动电源就能够自动地适配不同规格的发动机启动电压需求,从而提高了移动电源的兼容性。
[0072]例如,控制模块103可以将电压检测信号与第一电压范围和第二电压范围进行比较。其中,第一电压范围大体等于或略低于24V柴油发动机电瓶满电量时的输出电压,其例如为16.2V至25.4V ;而第二电压范围大体等于或略低于12V汽油机发动机电瓶满电量时的输出电压,其例如为8.1V至12.7V。当电压检测信号属于第一电压范围时,控制模块103 可以生成使得第一电源模块130和第二电源模块140串联耦接的耦联控制信号,以使得相互耦联的这两个电源模块的输出电压相互叠加;而当电压检测信号属于第二电压范围时, 控制模块103可以生成使得第一电源模块130和第二电源模块140并联耦接的耦联控制信号,以使得相互耦联的这两个电源模块的输出电压等于各自的输出电压(输出电压相等)。 换言之,当检测到外部电源150是12V汽油发动机电瓶时,移动电源可以输出约12V的输出电压;而当检测到外部电源150是24V柴油发动机电瓶时,移动电源可以输出约24V的输出电压。
[0073]相应地,当控制模块103比较发现电压检测信号处于第一电压范围与第二电压范围外时,其可以生成使得第一电源模块130和第二电源模块140断开耦联的耦联控制信号, 该耦联控制信号可以控制第一电源模块130和140不再向外部电源150和负载160提供输出电压。可以理解,第一电压范围和第二电压范围通常是不同的范围,并且不相互重叠。对于在第一电压范围和第二电压范围之间的电压检测信号,通常可以认为被检测的外部电源 150满电量,或者可能不是符合预定规格的电源。对于后者,控制模块103可以生成警告信号,该警告信号可以通过例如显示器或扬声器或其它信息提示模块提供给使用者。在一些实施例中,当电压检测信号属于13.5V至14.4V时,控制信号103生成警告信号。
[0074]在一些实施例中,电源控制电路100还可以包括极性检测模块107,用以检测外部电源150的电压极性,也即外部电源150的哪个电极与移动电源的电压输出端相连接。相应地,控制模块103可以根据所检测的外部电源150的电压极性生成相应的耦联控制信号, 以禁止或允许相互耦联的第一电源模块130和第二电源模块140输出电能。例如,如果发现外部电源150的正极被连接到耦联的两个电源模块电势较高的电极,则允许输出电能; 反之则禁止输出电能。这可以避免因接反正负极导致的电路故障。
[0075]可选地,在一些实施例中,控制模块103也可以根据所检测的外部电源150的电压极性生成耦联控制信号,该耦联控制信号使得外部电源150以预定极性耦接到相互耦联的第一电源模块130和第二电源模块140。具体地,如果发现外部电源150的正极被连接到耦联的两个电源模块电势较高的电极,则允许输出电能;反之,则切换外部电源150与耦联的两个电源模块的连接关系,从而使得外部电源150的正极被连接到耦联的两个电源模块电势较高的电极,进而允许输出电能。这种自动切换电极的结构也避免了因接反正负极导致的电路故障,并且更便于使用。
[0076]需要说明的是,上述根据极性检测和电压检测来变换电源耦联的控制方式可以同时实现在控制模块103中。例如,极性检测可以具有较高的优先级,而电压检测的优先级较低。当在进行生成耦联控制信号的判断和比较时,控制模块103可以先比较极性检测结果, 并且在极性比较结果允许移动电源输出电能时,再进行电压比较以及相应的耦联控制信号的生成操作。
[0077]在一些实施例中,电源控制电路100还可以具有手动耦联控制的功能。具体地,可以提供一输入模块接收使用者的手动输入,例如切换12V或24V的输入。输入模块将该手动输入转换为手动输入信号。该手动输入信号可以直接提供给控制模块103。相应地,控制模块103能够根据手动输入信号生成使得相互耦联的第一电源模块和第二电源模块输出电能的耦联控制信号,从而控制电源耦联模块105工作。在一些实施例中,控制模块103可以为对手动输入信号引起的电能输出进行计时,并且在电能输出时间超过预定时限后输出禁止第一电源模块130和第二电源模块140输出电能的耦联控制信号。这可以避免移动电源对外部电源150和负载160持续地过度供电。
[0078]图2示出了根据本申请一个实施例的电源控制电路200的示意图。该电源控制电路200被用于耦接并控制第一电源模块230和第二模块240,以使得其作为移动电源给外部电源250和发动机260供电。
[0079]如图2所示,电源控制电路包括电压检测模块201、控制模块203以及电源耦联模块205。其中,电源耦联模块205具有第一端子T1和第二端子T2,其分别耦接第一电源模块230的正极和负极;电源耦联模块205还具有第三端子T3和第四端子T4,其分别耦接第二电源模块240的正极和负极。第二端子T2被耦接到参考电位,例如接地,而第三端子被耦接到外部电源250和发动机260,以使得相互耦联的第一电源模块230和第二电源模块 240在第三端子T3与第二端子T2之间产生输出电压,并且输出电能。当外部电源250和发动机260的一端也親接在参考电位或者接近参考电位的电位时,该端子等同于親接到第二端子T2。
[0080]电压检测模块201用于检测外部电源250的电压。具体地,电压检测模块201的两个输入端分别耦接到第三端子T3和参考电位(地),而外部电源250也耦接在第三端子 T3和参考电位之间。在图2所示的实施例中,电压检测模块201包括分压器,其由第一检测电阻211和第二检测电阻213构成。这样,电压检测模块201可以将其输入端采样得到的外部电源250电压进行分压,以得到对应的电压检测信号。该电压检测信号随外部电源 250电压的不同而变化。
[0081] 控制模块203接收电压检测信号,并且将其与预定的第一电压范围和第二电压范围进行比较。根据电压比较结果的不同,控制模块203生成不同的耦联控制信号。
[0082]电源耦联模块205包括第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3。其中,第一开关 K1耦接在第一端子T1和第三端子T3之间;第二开关K2耦接在第一端子T1和第四端子T4 之间;第三开关K3耦接在第二端子T2和第四端子T4之间。在耦联控制信号的控制下,这几个开关闭合、断开状态会发生变化,从而使得第一电源模块230和第二电源模块240的耦联关系发生变化。具体地,当电压检测信号属于第一电压范围时,控制模块203生成使得第二开关K2闭合、第一开关K1和第三开关K3断开的耦联控制信号,这使得第一电源模块230 的正极与第二电源模块240的负极相互连接,从而将这两个电源模块串联耦接在一起。串联耦接的两个电源模块在第三端子T3处的输出电压等于这两个电源模块的电压和。在电压检测信号属于所述第二电压范围时,控制模块203生成使得第一开关K1和第三开关K3 闭合、而第二开关K2断开的耦联控制信号,这使得第一电源模块230的正极、负极分别与第二电源模块240的正极、负极相互连接,从而将这两个电源模块并联耦接在一起。这两个电源模块的输出电压相等,因此,其并联耦联后输出电压不变。
[0083]图2所示的电路要求第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3不能够同时闭合。为了避免出现这三个开关同时闭合的情况,在一些实施例中,耦联控制信号被通过图3所示的开关驱动模块提供给第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3。开关驱动模块可以限制第二开关K2同第一开关K1和/或第三开关K3同时闭合,换言之,只要第一开关K1和第三开关K3中的一个闭合,则第二开关K2就不会被闭合。
[0084]图3示出了开关驱动模块的一种电路图。其中图2所示的第一开关K1、第二开关 K2和第三开关K3均为低电平使能,也即当控制端是低电平时开关闭合。耦联控制信号包括Relay K1信号、Relay K2信号和Relay K3信号。当Relay K1信号为高电平时,三极管 Q14导通,其集电极为低电平,因而控制第一开关K1导通。类似地,当Relay K3信号为高电平时,第三开关导通。此外,当Relay K1信号和Relay K3信号同时为低电平时,二极管D13 和D14截止,因而三极管Q27截止。三极管Q21集电极的电压由Relay K2信号决定:Relay K2信号为高电平时,三极管Q21集电极为低电平,第二开关K2导通。然而,只要Relay K1 信号和Relay K3信号中的一个信号为高电平,二极管D13或D14就会导通,从而使得三极管Q27导通,进而将三极管Q21的基极拉低,三极管Q21截止。这样,第二开关K2的控制端就保持高电平,第二开关K2也不会导通。
[0085]仍如图2所示,电源控制电路200还包括电流检测模块215,其用于检测相互耦接的第一电源模块230和第二电源模块240输出的输出电流。当被用于发动机应急启动时, 该输出电流被大体全部加载在发动机260上。电流检测模块200可以在输出电流超过预定电流范围时生成过流检测信号。控制模块203接收该过流检测信号,并且根据过流检测信号生成禁止第一电源模块和第二电源模块输出电流的耦联控制信号。
[0086]具体地,电流检测模块215包括检测电阻217和比较器219。其中,检测电阻217 用于采集从第三端子T3流入到参考电位的电流。一般地,检测电阻217的电阻值远小于分压器的第一检测电阻211和第二检测电阻213的电阻值,因而其不会影响电压检测模块201 对外部电源250电压的检测。此外,当应急启动时,发动机260的内部等效电阻远小于外部电源250和分压器的电阻值,因此,第一电源模块230和第二电源模块240的输出电流大体全部或至少大部分流过发动机260。
[0087]输出电流在检测电阻217上形成一电压值,其正比于被检测的输出电流。比较器 219将检测电阻217两端的电压与一预定参考电压进行比较,如果该电压超过预定参考电压,说明被检测的输出电流过大,则比较器输出指示输出电流超过预定电流范围的过流检测信号。这样,当控制模块203接收指示输出电流超过预定电流范围的过流检测信号后,其就控制第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3断开,从而禁止继续输出电流。
[0088]在一些实施例中,电源控制电路200还可以包括极性检测模块(图2未示出),用以检测外部电源250的电压极性。相应地,控制模块203可以根据所检测的外部电源250 的电压极性生成相应的耦联控制信号,以禁止或允许相互耦联的第一电源模块230和第二电源模块240输出电能。在一些实施例中,控制模块203也可以根据所检测的外部电源250 的电压极性生成耦联控制信号,该耦联控制信号使得外部电源250以预定极性耦接到相互耦联的第一电源模块230和第二电源模块240。
[0089]图4示出了图2所示的电源控制电路200的极性检测模块的示意图。如图4所示, 该极性检测模块包括电阻R42和电阻R33构成的分压器,该分压器与图2所示的电压检测模块201并联耦接,也即耦接在第三端子T3和参考电位或者接近参考电位的电位(例如图2所示的端子T5)之间。此外,极性检测模块还包括光电耦合器U3。当第三端子T3耦接到外部电源250的正极时,光电親合器U3导通,从而使得光电親合器的输出端V_SN3输出低电平的极性检测信号。响应于低电平的极性检测信号,控制模块203判断外部电源250的正负极与第一电源模块230和第二电源模块240的正负极对应连接,因而允许相互耦接的电源模块输出电能,以供给给外部电源250或发动机260。相反,如果第三端子T3耦接到外部电源250的负极,贝lj光电親合器U3断开,从而使得光电親合器的输出端V_SN3输出高电平的极性检测信号。响应于高电平的极性检测信号,控制模块203判断外部电源250的正负极与第一电源模块230和第二电源模块240的正负极反接,因而需要禁止相互耦接的电源模块输出电能,这可以避免发动机260和外部电源250受损。
[0090]在一些情况下,图2所示的电源控制电路200的两个输出端T3和T5有可能因为操作失误或其他原因而短接,因此,在一些实施例中,电源控制电路200还可以设置有短路检测模块(图2中未示出)。图5示出了图2所示的电源控制电路200可以采用的短路检测模块的示意图。该短路检测模块可以检测电源控制电路的两个输出端是否短接,并生成相应的短路检测信号(Car batt short Scan)。相应地,控制模块可以根据该短路检测信号来判断输出端是否短接,进而控制移动电源是否输出电流。
[0091]如图5所示,短路检测模块的两个输入端分别连接到电源控制电路的两个输出端,也即图2所示的端子T3以及图2所示的端子T5或参考电位;而短路检测模块的输出端则耦接到控制模块,用于将生成的短路检测信号提供给控制模块。
[0092]短路检测模块包括三极管Q8和比较器U28A。具体地,当移动电源的两个输出端未短接时,三极管Q8的栅极为低电平,因而其截止,三级管Q8的漏极为高电平。在此情况下, 比较器U28A的同相输入端电平高于反相输入端电平,比较器U28A输出的短路检测信号为高电平,其指示未发生短接。相反,当移动电源的两个输出端短接时,三极管Q8的栅极电平为高电平,因而三极管Q8导通,这使得比较器U28A的同相输入端被拉低,低于反相输入端电平,从而使得比较器U28A输出的短路检测信号翻转,变为低电平,其指示移动电源的两个输出〗而短接。
[0093]仍参考图2,正如前述,当控制模块203接收到指示移动电源输出端短接的短路检测信号后,其生成相应的耦联控制信号,以禁止相互耦联的第一电源模块230和第二电源模块240输出电流。例如,控制模块203可以控制图2所示的第一开关K1、第二开关K2和第三开关K3同时断开。由于第四端子T4悬空,因而第二电源模块不会输出电流。
[0094]在一些实施例中,第一电源模块和第二电源模块可以是电池组,其分别包括多个串联耦接的电池。相应地,电源控制电路200可以包括均衡电路。当对电池组进行充电时, 均衡电路能够保证各个电池被均衡充电。此外,电源控制电路200还可以包括过充过放电路,其可以避免电池组中的每个电池被过充或过放电,从而提高电池组的使用寿命。图6示出了图2所示的电源控制电路200中电池模块的均衡和过充过放保护电路的示意图。均衡电路和过充过放保护电路的结构及其运行可以参考现有的电源均衡和过充过放保护电路, 在此不再赘述。
[0095]图7示出了根据本申请一个实施例的电源控制方法700。该电源控制方法可以由图1或图2所示的电源控制电路实施,以控制包括第一电源模块和第二电源模块的电源输出电能。在实际应用中,该电源控制方法700可以用于对发动机进行应急启动,例如对汽车、摩托车或其他机动车的发动机进行应急启动。
[0096]如图7所示,电源控制方法700包括:在步骤S702,检测外部电源的电压;以及在步骤S704,根据所检测的外部电源的电压变换所述第一电源模块和所述第二电源模块的耦联关系,以使得相互耦联的第一电源模块和第二电源模块以不同的输出电压输出电能。
[0097]在一些实施例中,所述变换耦联的步骤包括:将所检测的外部电源电压与第一电压范围和第二电压范围进行比较,在所检测的外部电源电压属于所述第一电压范围时使得所述第一电源模块和所述第二电源模块串联耦接,以及在所检测的外部电源电压属于所述第二电压范围时使得所述第一电源模块和所述第二电源模块并联耦接。
[0098]在一些实施例中,所述第一电压范围包括14.4V至25.4V,所述第二电压范围包括 8.1V 至 12.7V〇
[0099]在一些实施例中,所述方法还包括:检测相互耦联的第一电源模块和第二电源模块的输出电流;比较所述输出电流与预定参考电流,在所述输出电流超过所述预定参考电流时禁止所述第一电源模块和第二电源模块输出电能。
[0100]在一些实施例中,所述方法还包括:检测外部电源的电压极性;以及根据所检测的外部电源的电压极性确定是否禁止相互耦联的第一电源模块和第二电源模块输出电能。
[0101]在一些实施例中,所述方法还包括:检测外部电源的电压极性;以及根据所检测的外部电源的电压极性变换所述第一电源模块和所述第二电源模块的耦联关系,以使得所述外部电源以预定极性耦接到所述相互耦联的第一电源模块和第二电源模块。
[0102]本发明的第二方面
[0103]在一些情况下,发动机的应急启动也可以通过搭接电瓶来进行。具体地,可以将正常状态的电瓶(救援电源)与异常状态的电瓶(待救援电瓶)或待救援发动机连接,从而利用该正常状态的电瓶来启动发动机。然而,使用者必须保证这两个电瓶正负极正确连接, 否则很有可能造成短路,损害电瓶,甚至发生爆炸。
[0104]为了解决上述问题,本申请还提供了一种电连接装置。该电连接装置能够根据被连接的电瓶的电压极性自动地调整这两个电瓶之间的耦联关系,从而确保两个电瓶正负极正确连接。
[0105]图8示出了根据本申请一个实施例的电连接装置800。在实际应用中,该电连接装置800可以用于连接两个外部电源,例如汽车电瓶,以在其间传递电量;或者其可以将一个外部电源连接到另一个外部电源及负载(例如发动机)以向负载提供电能,例如进行应急启动。
[0106]如图8所示,电连接装置800包括耦联模块801,其具有第一端子N1和第二端子 N2,以及第三端子N3和第四端子N4。其中,第一端子N1和第二端子N2配对使用,在使用时其被连接第一电源830 ;第三端子N3和第四端子N4配对使用,在使用时,其被连接第二电源840。例如,第一电源830是正常状态的电瓶,而第二电源840是异常状态的电源,例如处于过放电状态。第二电源840通常被还与发动机850相连接,从而使得第一电源830实质上与发动机850连接。
[0107]第一端子N1和第二端子N2可以被可操作地、选择性地耦联到第三端子N3和第四端子N4,从而使得第一电源830同第二电源840及发动机850可操作地耦联。具体地,第一端子N1被可操作地耦联到第三端子N3和第四端子N4中的一个端子,而第二端子N2被可操作地耦联到第三端子N3和第四端子N4中的另一个端子。因此,通过电连接装置800传递电能,第一电源830可以向发动机850提供启动电流,以使得其能够应急启动;或者第一电源830也可以对第二电源840充电。
[0108]在图8所不的实施例中,親联模块801包括第一开关S1,其親接在第一端子N1和第三端子N3之间;第二开关S2,其耦接在第一端子N1和第四端子N4之间;第三开关S3,其耦接在第二端子N2和所述第三端子N3之间;第四开关S4,其耦接在第二端子N2和第四端子N4之间。这些开关的闭合和断开状态会影响第一端子N1及第二端子N2同第三端子N3 及第四端子N4之间的耦联关系,进而变换第一电源830与第二电源840之间的连接关系。 可以理解,在其他的实施例中,耦联模块801可以包括不同数量的开关,并且其通过不同的路径将四个端子N1-N4相互连接。
[0109]电连接装置800还包括电源极性检测模块803,其用于检测第一端子N1与第二端子N2之间的第一电压极性,以及第三端子N3和第四端子N4之间的第二电压极性。在图8 所示的实施例中,电源极性检测模块803包括两个电源极性检测模块,也即第一电源极性检测模块和第二电源极性检测模块。其中,第一电源极性检测模块的两个输入端分别耦接到第一端子N1和第二端子N2,以获取其间的电压差,进而根据所获取的电压差确定第一端子N1和第二端子N2之间的第一电压极性。该第一电压极性对应于耦接在第一端子N1和第二端子N2之间的第一电源830的电压极性。例如,当第一电源830的正极耦接到第一端子N1,而负极耦接到第二端子N2时,第一电压极性可以是正向,其表明第一端子N1的电压高于第二端子N2的电压。相反,当第一电源830的负极耦接到第一端子N1,而正极耦接到第二端子N2时,第一电压极性可以是反向,其表明第一端子N1的电压低于第二端子N2的电压。第一电源极性检测模块可以生成第一电压极性检测信号,以指示第一电压极性。类似地,第二电源极性检测模块的两个输入端分别耦接到第三端子N3和第四端子N4,以获取其间的电压差,进而根据所获取的电压差确定第三端子N3和第四端子N4之间的第二电压极性。第二电源极性检测模块可以生成第二电压极性检测信号,以指示第二电压极性。
[0110]图9示出了图8所示的电连接装置800的第一电源极性检测模块的示意图。第二电源极性检测模块可以采用相同或相似的结构。
[0111]如图9所示,第一电源极性检测模块包括电阻R42和电阻R33构成的分压器,以及光电耦合器PC817。其中,分压器的两端耦接到第一端子PA_A(对应于图8的第一端子N1) 和第二端子PA_B (对应于图8的第二端子N2),以检测第一电源两端的电压差。经分压器分压后的信号被提供给光电親合器U3。当第一端子PA_A电压高于第二端子PA_B电压时,光电耦合器U3导通,第一电源极性检测模块输出端V_SN3输出低电平;相反,当第一端子PA_ A电压低于第二端子PA_B电压时,光电親合器U3截止,第一电源极性检测模块输出端V_ SN3输出高电平。换言之,第一电源极性检测模块可以根据第一端子和第二端子之间的电压差生成指示第一电压极性的第一极性检测信号。类似地,第二电源极性检测模块可以根据第三端子和第四端子之间的电压差生成指示第二电压极性的第二极性检测信号。
[0112]可以理解,图8所示的电源极性检测模块的电路结构仅为示例,在实际应用中,可以对其进行各种修改和变换。例如,可以仅采用一组分压器和光电二极管的结构来实现一个电压极性检测模块,并通过选择开关来选择在不同的时刻测量第一端子/第二端子和第三端子/第四端子。换言之,同一个电源极性检测模块被分时复用地进行检测。
[0113]仍如图8所示,电连接装置800还包括控制模块805,其耦接到第一电源极性检测模块和第二电源极性检测模块,以接收第一极性检测信号和第二极性检测信号。控制模块 805根据第一极性检测信号和第二极性检测信号生成耦联控制信号,并且耦接到耦联模块 801,以变换第一端子N1和第二端子N2同第三端子N3和第四端子N4之间的耦联关系。其中在耦联时,第一端子N1和第二端子N2之间的电压极性同第三端子N3和第四端子N4之间的电压极性相同。
[0114]具体地,当第一极性检测信号和第二极性检测信号相同时,这表示第一电源830 与第一端子/第二端子的连接与第二电源840与第三端子/第四端子的连接的极性相同, 那么控制模块805可以控制第一端子N1连接到第三端子N3,而第二端子N2连接到第四端子N4。在这种情况下,第一电源830的正极与第二电源840的正极连接,而第一电源830的负极与第二电源840的负极连接。这样,第一电源830可以对第二电源840进行充电,或者对发动机850进行应急启动。对于图8所示的实施例,第一开关S1和第四开关S4闭合而第二开关S2和第三开关S3断开时,第一端子N1连接到第三端子N3,而第二端子N2连接到第四端子N4。
[0115]当第一极性检测信号与第二极性检测信号相反时,这表示第一电源830与第一端子/第二端子的连接与第二电源840与第三端子/第四端子的连接的极性相反,那么控制模块805可以控制第一端子N1连接到第四端子N4,而第二端子N2连接到第三端子N3。在这种情况下,电连接装置800保证了第一电源830的正极与第二电源840的正极连接,而第一电源830的负极与第二电源840的负极连接。对于图8所示的实施例,第一开关S1和第四开关S4断开而第二开关S2和第三开关S3闭合时,第一端子N1连接到第四端子N4,而第二端子N2连接到第三端子N3。
[0116]在一些实施例中,电连接装置还可以包括电压检测模块(图8中未示出)。具体地,电压检测模块可以包括两个子模块:第一电压检测模块,其耦接到第一端子N1和第二端子N2以检测其间的电压幅值;以及第二电压检测模块,其耦接到第三端子N3和第四端子 N4以检测其间的电压幅值。相应地,控制模块可以对第一和第二端子之间的电压幅值同第三和第四端子之间的电压幅值进行比较,并且在这两个电压幅值处于不同的电压范围时, 生成使得第一端子N1和第二端子N2同第三端子N3和第四端子N4断开耦联的耦联控制信号。这就保证了电压不同的电源不会相互连接,从而避免了一些危险的使用,例如避免了 12V电源被与24V电源相连。可以理解,两个电压幅值处于不同的电压范围说明这两个电源的规格具有差异。例如救援电源是12V电源,其电压幅值为12.5V,属于8.1V至13.5V的范围(对应于12V电瓶可能的输出电压);而待救援电源是24V电源,其电压幅值为19.5V,属于14.4V至25.4V的范围(对应于24V电瓶可能的输出电压)。如果两对端子之间的电压幅值均处于同一电压范围,例如一对端子之间的电压幅值为12.1V,而另一对端子之间的电压幅值为9.6V,则可以认为这两个电源是规格相同的电源。
[0117]对于图8所示的电连接装置800,其中的各个模块可以通过一独立的电源进行供电,或者可选地,也可以利用其所耦接的第一电源830和/或第二电源840进行供电。图10 至图12即示出了利用第一电源830和/或第二电源840供电的供电电路,该供电电路可以生成电连接装置800的其他电路模块所需的直流工作电源。在一些实施例中,供电电路包括图10所示的极性定向模块和图11所示的电压转换模块。在另一些实施例中,供电电路还包括稳压器,例如图12所示的低压差线性稳压器(LDO)的电路。
[0118]图10示出了被耦接到第一端子和第二端子的第一极性定向模块的示意图。类似地,耦接到第三端子和第四端子的第二极性定向模块可以具有相同或相似的结构。
[0119]如图10所示,第一极性定向模块包括四个二极管,其中,第一二极管D6耦接在第一端子PA_A (对应于图8的第一端子N1)与中间端子VIN_A之间,第二二极管D7耦接在第一端子PA_A与地之间;第三二极管D8耦接在第二端子PA_B(对应于图8的第二端子N2) 与地之间,而第四二极管D9耦接在第二端子PA_B与中间端子VIN_A之间。可以看出,无论第一端子PA_A和第二端子PA_B如何与第一电源耦接,中间端子VIN_A始终输出一具有预定极性的电压,在图10中是正电压,其幅值与第一端子PA_A和第二端子PA_B之间的电压差绝对值相同。
[0120]图11示出了与第一极性定向模块和第二极性定向模块耦接的电压转换模块。如图11所示,该电压转换模块耦接到第一极性定向模块的中间端子VIN_A,并且还耦接到第二极性定向模块的中间端子VIN_B,以接收这两个极性定向模块中任一个输出的电压。电压转换模块实质是一个DC-DC降压电路,其将12V或24V的电源电压转换为电连接装置的至少部分模块所需的工作电压,例如8V或6V。
[0121]图12示出了低压差线性稳压器(LD0),其耦接到图11所示的电压转换模块,并且将产生的工作电压进一步转换为更低的电压,例如5V或更低,以供给电连接装置800的某些丰旲块。
[0122]仍如图8所示,在实际应用中,电连接装置800可以用于发动机850的应急启动。 因此,第一电源830无需与第二电源840及发动机850保持长时间的连接。此外,在一些情况下,要避免第一电源830与第二电源840及发动机850长时间连接,这是因为由于操作不当等原因,电连接装置800的端子N1-N4与第一电源830/第二电源840可能失去连接。例如,第二电源850的负极从第四端子N4脱落。如果这时仍然保持耦联模块801中各个开关的闭合/断开状态,有可能发生危险。因此,在一些实施例中,控制模块805对使得第一端子N1和第二端子N2同第三端子N4和第四端子N4保持耦联(即其中的两个开关闭合)的耦联控制信号的输出进行计时,并且在其输出时间超过第一预定时限时生成使得第一电源 830和第二电源840断开耦联的耦联控制信号。在一些实施例中,第一预定时限例如是1秒至10秒,优选为2秒至5秒。进一步地,控制模块在输出使得第一电源830和第二电源840 断开耦联的耦联控制信号之后经过第二预定时限,重新获取第一极性检测信号和第二极性检测信号,并且根据这两个极性检测信号的比较结果重新生成耦联控制信号,从而继续控制第一端子N1和第二端子N2以相同的电压极性与第三端子N3和第四端子N4耦联。在一些实施例中,第二预定时限是〇.2秒至5秒,优选为0.5秒至1秒。例如,控制模块805可以在使得第一电源830和第二电源840连通5秒之后,断开这两个电源之间的连接并保持 0.5秒,再重新自动检测。
[0123]图13示出了图8所示的电连接装置的外部示意图。如图13所示,该电连接装置的4个端子各自通过一根导电引线引出,并且与待连接的电源相连接。这些导电引线的端部可以具有导电夹以夹持电源的电极。在一些实施例中,该电连接装置是用于连接机动车电瓶的过江龙。
[0124]图14示出了图8所示的电连接装置被用于连接两个电源的示意图。可以看出,不管电连接的第一端子/第二端子以及第三端子/第四端子如何与第一电源和第二电源如何连接,该电连接装置都能够自动识别这两个电源的极性,并且保证第一电源、第二电源的正负极对应连接。
[0125]在本申请的一些实施例中,图1和图2所示的控制模块、以及图8所示的控制模块可以通过一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件来实现。
[0126]应当注意,尽管在上文详细描述中提及了本申请实施例的电源控制电路和电连接装置的若干模块或子模块,但是这种划分仅仅是示例性的而非强制性的。实际上,根据本申请的实施例,上文描述的两个或更多模块的特征和功能可以在一个模块中具体化。反之,上文描述的一个模块的特征和功能可以进一步划分为由多个模块来具体化。
[0127]此外,尽管在附图中以特定顺序描述了本申请方法的操作,但是,这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作,或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反,流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地,可以省略某些步骤, 将多个步骤合并为一个步骤执行,和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
[0128]本技术领域的普通技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附的权利要求书,理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中,措词“包括”不排除其他的元素和步骤,并且措辞“一”、“一个”不排除复数。在发明的实际应用中,一个零件可以执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应理解为对范围的限制。
【主权项】
1.一种电源控制电路,其特征在于,包括: 电压检测模块,其被配置为检测外部电源的电压,并生成电压检测信号; 控制模块,其被配置为接收所述电压检测信号,并且根据所述电压检测信号生成耦联控制信号; 电源耦联模块,其被配置为可操作地耦联第一电源模块与第二电源模块,以及接收耦联控制信号,并且根据所述耦联控制信号变换所述第一电源模块和所述第二电源模块的耦联关系,以控制相互耦联的第一电源模块和第二电源模块以不同的输出电压输出电能。2.根据权利要求1所述的电源控制电路,其特征在于,所述控制模块被进一步配置为将所述电压检测信号与第一电压范围和第二电压范围进行比较,在所述电压检测信号属于所述第一电压范围时生成使得所述第一电源模块和所述第二电源模块串联耦接的耦联控制信号,以及在所述电压检测信号属于所述第二电压范围时生成使得所述第一电源模块和所述第二电源模块并联耦接的耦联控制信号。3.根据权利要求2所述的电源控制电路,其特征在于,所述控制模块被进一步配置为在所述电压检测信号处于所述第一电压范围与所述第二电压范围外时生成使得所述第一电源模块和所述第二电源模块断开耦联的耦联控制信号。4.根据权利要求2所述的电源控制电路,其特征在于,所述第一电压范围包括14.4V至25.4V,所述第二电压范围包括8.1V至12.7V。5.根据权利要求2所述的电源控制电路,其特征在于,所述控制模块被进一步配置为在所述电压检测信号处于所述第一电压范围与所述第二电压范围之间时生成警告信号。6.根据权利要求1所述的电源控制电路,其特征在于,所述电源耦联模块具有第一端子和第二端子,其被配置为分别耦接所述第一电源模块的正极和负极;所述电源耦联模块还具有第三端子和第四端子,其被配置为分别耦接所述第二电源模块的正极和负极;其中,相互耦联的第一电源模块和第二电源模块在所述第三端子和所述第二端子之间输出电能。7.根据权利要求6所述的电源控制电路,其特征在于,所述电源耦联模块包括: 第一开关,其耦接在所述第一端子和所述第三端子之间; 第二开关,其耦接在所述第一端子和所述第四端子之间; 第三开关,其耦接在所述第二端子和所述第四端子之间; 所述控制模块被配置为将所述电压检测信号与第一电压范围和第二电压范围进行比较,在所述电压检测信号属于所述第一电压范围时生成使得所述第二开关闭合、所述第一开关和所述第三开关断开的耦联控制信号,以及在所述电压检测信号属于所述第二电压范围时生成使得所述第一开关和所述第三开关闭合、所述第二开关断开的耦联控制信号。8.根据权利要求7所述的电源控制电路,其特征在于,电源耦联模块包括: 开关驱动模块,其被配置为接收所述耦联控制信号并将其提供给所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关以控制其闭合或断开,其中所述开关驱动模块被进一步配置为限制所述第二开关同所述第一开关和/或所述第三开关同时闭合。9.根据权利要求6所述的电源控制电路,其特征在于,所述外部电源耦接在所述第三端子和所述第二端子之间,所述电压检测模块耦接在所述第三端子和所述第二端子之间以检测所述外部电源的电压。10.根据权利要求9所述的电源控制电路,其特征在于,所述电压检测模块包括分压器,所述分压器被配置为对所检测的外部电源的电压进行分压,以得到所述电压检测信号。11.根据权利要求10所述的电源控制电路,其特征在于,所述电源控制电路还包括: 电流检测模块,其被配置为检测相互耦联的第一电源模块和第二电源模块输出的输出电流,并且在所述输出电流超过预定电流范围生成过流检测信号; 所述控制模块被进一步配置为接收所述过流检测信号,并且根据所述过流检测信号生成禁止所述第一电源模块和第二电源模块输出电能的耦联控制信号。12.根据权利要求1所述的电源控制电路,其特征在于,所述电源控制电路还包括: 电流检测模块,其被配置为检测相互耦联的第一电源模块和第二电源模块输出的输出电流,并且在所述输出电流超过预定电流范围时生成过流检测信号; 所述控制模块被进一步配置为接收所述过流检测信号,并且根据所述过流检测信号生成禁止所述第一电源模块和第二电源模块输出电能的耦联控制信号。13.根据权利要求1所述的电源控制电路,其特征在于,所述电源控制电路还包括: 极性检测模块,其被配置为检测外部电源的电压极性; 所述控制模块被进一步配置为根据所检测的外部电源的电压极性生成耦联控制信号,以禁止或允许相互耦联的第一电源模块和第二电源模块输出电能。14.根据权利要求1所述的电源控制电路,其特征在于,所述电源控制电路还包括: 极性检测模块,其被配置为检测外部电源的电压极性; 所述控制模块被进一步配置为根据所检测的外部电源的电压极性生成耦联控制信号,变换所述第一电源模块和所述第二电源模块的耦联关系,以使得所述外部电源以预定极性耦接到所述相互耦联的第一电源模块和第二电源模块。15.根据权利要求1所述的电源控制电路,其特征在于,所述控制模块被进一步配置为接收手动输入信号,并且根据所述手动输入信号生成使得相互耦联的第一电源模块和第二电源模块输出电能的耦联控制信号。16.根据权利要求15所述的电源控制电路,其特征在于,所述控制模块被进一步配置为对所述手动输入信号引起的电能输出进行计时,并且在所述电能输出时间超过预定时限后输出禁止所述第一电源模块和第二电源模块输出电能的耦联控制信号。17.—种移动电源,包括根据前述权利要求中任一项所述的电源控制电路,以及所述第一电源模块和所述第二电源模块。18.根据权利要求17所述的移动电源,其特征在于,所述第一电源模块包括第一电池组,所述第二电源模块包括第二电池组。19.根据权利要求18所述的移动电源,其特征在于,所述第一电池组和所述第二电池组是磷酸铁锂电池,电压范围在8到14.4V之间,上下范围允许+/-0.3V的容差;或者所述第一电池组和所述第二电池组是钴酸锂电池,电压范围在8.1到12.6V之间,上下范围允许+/-0.3V的容差。20.根据权利要求17所述的移动电源,其特征在于,所述移动电源被用于发动机的应急启动。21.一种电源控制方法,用于对包括第一电源模块和第二电源模块的电源的电能输出进行控制,其特征在于,所述方法包括: 检测外部电源的电压;以及 根据所检测的外部电源的电压变换所述第一电源模块和所述第二电源模块的耦联关系,以使得相互耦联的第一电源模块和第二电源模块以不同的输出电压输出电能。22.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,所述变换耦联的步骤包括: 将所检测的外部电源电压与第一电压范围和第二电压范围进行比较,在所检测的外部电源电压属于所述第一电压范围时使得所述第一电源模块和所述第二电源模块串联耦接,以及在所检测的外部电源电压属于所述第二电压范围时使得所述第一电源模块和所述第二电源模块并联耦接。23.根据权利要求22所述的方法,其特征在于,所述第一电压范围包括14.4V至25.4V,所述第二电压范围包括8.1V至12.7V。24.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,所述方法还包括: 检测相互耦联的第一电源模块和第二电源模块的输出电流; 比较所述输出电流与预定参考电流,在所述输出电流超过所述预定参考电流时禁止所述第一电源模块和第二电源模块输出电能。25.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,所述方法还包括: 检测外部电源的电压极性;以及 根据所检测的外部电源的电压极性确定是否禁止相互耦联的第一电源模块和第二电源模块输出电能。26.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,所述方法还包括: 检测外部电源的电压极性;以及 根据所检测的外部电源的电压极性变换所述第一电源模块和所述第二电源模块的耦联关系,以使得所述外部电源以预定极性耦接到所述相互耦联的第一电源模块和第二电源丰旲块。27.根据权利要求21所述的方法,其特征在于,所述电源控制方法被用于发动机的应急启动。28.—种电连接装置,其特征在于,包括: 耦联模块,其具有第一端子和第二端子,以及第三端子和第四端子,其中所述第一端子被可操作地耦联到所述第三端子和所述第四端子中的一个端子,所述第二端子被可操作地耦联到所述第三端子和所述第四端子中的另一个端子; 电源极性检测模块,其被配置为检测所述第一端子与所述第二端子之间的第一电压极性,以及检测所述第三端子与所述第四端子之间的第二电压极性;以及 控制模块,其被配置为根据所检测的第一电压极性与第二电压极性生成耦联控制信号,以控制所述第一端子和所述第二端子同所述第三端子和所述第四端子相应地耦联,其中,所述第一端子和所述第二端子之间的电压极性同所述第三端子和所述第四端子之间的电压极性相同。29.根据权利要求28所述的电连接装置,其特征在于,所述电源极性检测模块包括: 第一光电耦合器,其被耦接在所述第一端子和所述第二端子之间,被配置为根据所述第一端子和所述第二端子之间的电压差生成指示所述第一电压极性的第一极性检测信号; 第二光电耦合器,其被耦接在所述第三端子和所述第四端子之间,被配置为根据所述第三端子和所述第四端子之间的电压差生成指示所述第二电压极性的第二极性检测信号。30.根据权利要求29所述的电连接装置,其特征在于,所述电源极性检测模块还包括: 第一分压器,其被配置为对所述第一端子和第二端子之间的电压进行分压,并且将分压后的电压发送到所述第一光电親合器的输入端; 第二分压器,其被配置为对所述第三端子和第四端子之间的电压进行分压,并且将分压后的电压发送到所述第二光电耦合器的输入端; 其中,所述第一光电耦合器根据分压后的电压生成指示所述第一电压极性的第一极性检测信号;所述第二光电耦合器根据分压后的电压生成指示所述第二电压极性的第二极性检测信号。31.根据权利要求28所述的电连接装置,其特征在于,所述电连接装置还包括: 第一电压检测模块,其耦接到所述第一端子和所述第二端子以检测其间的电压幅值; 第二电压检测模块,其耦接到所述第三端子和所述第四端子以检测其间的电压幅值; 所述控制模块被进一步配置为对第一和第二端子之间的电压幅值同第三和第四端子之间的电压幅值进行比较,并且在这两个电压幅值处于不同的电压范围时,生成使得所述第一端子和第二端子同所述第三端子和第四端子断开耦联的耦联控制信号。32.根据权利要求28所述的电连接装置,其特征在于,所述耦联模块包括: 第一开关,其耦接在所述第一端子和所述第三端子之间; 第二开关,其耦接在所述第一端子和所述第四端子之间; 第三开关,其耦接在所述第二端子和所述第三端子之间; 第四开关,其耦接在所述第二端子和所述第四端子之间; 所述控制模块被配置为根据所检测的第一电压极性与第二电压极性生成使得所述第一开关和所述第四开关闭合、所述第二开关和所述第三开关断开的耦联控制信号,或者生成使得所述第二开关和所述第三开关闭合、所述第一开关和所述第四开关断开的耦联控制信号。33.根据权利要求32所述的电连接装置,其特征在于,所述控制模块被进一步配置为对第一和第二端子之间的电压幅值同第三和第四端子之间的电压幅值进行比较,并且在这两个电压幅值处于不同的电压范围时,生成使得所述第一开关、所述第二开关、所述第三开关和所述第四开关断开的耦联控制信号。34.根据权利要求28所述的电连接装置,其特征在于,所述控制模块被进一步配置为对使得所述第一端子和第二端子同所述第三端子和所述第四端子保持耦联的耦联控制信号的输出进行计时,并且在其输出时间超过第一预定时限时,生成使得所述第一电源和所述第二电源断开耦联的耦联控制信号; 所述控制模块被进一步配置为在输出所述使得所述第一电源和所述第二电源断开耦联的耦联控制信号之后经过第二预定时限,重新根据所检测的第一电压极性与第二电压极性生成耦联控制信号,以控制所述第一端子和所述第二端子同所述第三端子和所述第四端子親联。35.根据权利要求28所述的电连接装置,其特征在于,所述电连接装置还包括:第一极性定向模块,其具有两个输入端,分别耦接到所述第一端子和所述第二端子,所述第一极性定向模块被配置为将这两个输入端接收的电压差转换为具有预定极性的电压;和/或 第二极性定向模块,其具有两个输入端,分别耦接到所述第三端子和所述第四端子,所述第二极性定向模块被配置为将这两个输入端接收的电压差转换为具有所述预定极性的电压。36.根据权利要求35所述的电连接装置,其特征在于,所述电连接装置还包括: 电压转换模块,其被配置为接收所述第一极性定向模块和/或所述第二极性定向模块输出的电压,并且将其转换为具有预定电压幅值的电压,以对所述电连接装置的其他模块供电。37.根据权利要求28所述的电连接装置,其特征在于,所述电连接装置被用于应急启动,其中所述第一端子和第二端子被连接到救援电源的两端,所述第三端子和第四端子被连接到待救援电瓶或待救援发动机的两端。
【文档编号】H01R13/64GK105990896SQ201510080573
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月13日
【发明人】雷云
【申请人】深圳市华思旭科技有限公司
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