一种启动电源电路的制作方法

本实用新型涉及汽车技术领域，更具体的说，涉及一种启动电源电路。

背景技术：

汽车电瓶又称汽车蓄电池，可在车辆启动发动机时，给发动机提供强大的启动电流。当汽车电瓶由于某些原因导致无法为车辆提供启动电流时，汽车启动电源就会代替汽车电瓶对汽车进行启动打火。

汽车电瓶无法为车辆提供启动电流的原因有多种，例如，汽车电瓶电量不足、汽车电瓶的健康状态出现问题等，现有技术中一般需要相关维修人员排查汽车电瓶的出现故障的原因，排查过程费时费力，排查效率低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型公开一种启动电源电路，以解决现有人工排查汽车电瓶故障原因，费时费力和排查效率低的问题。

一种启动电源电路，包括：

微控制器，具有多个信号采集端口和多个信号控制端口；

输入端与汽车电瓶正端连接的电压检测电路，所述电压检测电路的输出端与所述微控制器的电压信号采集端口连接，所述电压信号采集端口用于采集汽车未启动时的汽车电瓶电压和汽车启动时的汽车电瓶电压，其中，所述电压信号采集端口为所述多个信号采集端口中的一个；

输入端与所述汽车电瓶正端连接，接地端连接汽车电瓶负端的内阻检测电路，所述内阻检测电路的输出端连接所述微控制器的电流信号采集端口，所述电流信号采集端口用于采集汽车电瓶放电时的电流，其中，所述电流信号采集端口为所述多个信号采集端口中的一个；

输入端与汽车储能元件和所述微控制器的公共端连接，输出端与所述汽车电瓶正端连接的可控开关电路，所述可控开关电路的控制端连接所述微控制器的第一信号控制端口，所述第一信号控制端口用于输出控制所述可控开关电路导通的导通控制信号，其中，所述第一信号控制端口为所述多个信号控制端口中的一个；

所述微控制器的第二信号控制端口用于在所述微控制器检测到所述汽车电瓶时，输出所述微控制器根据所述汽车未启动时的汽车电瓶电压、所述汽车启动时的汽车电瓶电压和所述电流得到的所述汽车电瓶的内阻、电瓶电量和电瓶健康状况，其中，所述第二信号控制端口为所述多个信号控制端口中的一个。

优选的，还包括：

与所述第二信号控制端口连接，用于对所述内阻、所述电瓶电量和所述电瓶健康状况进行显示的显示电路。

优选的，所述电压检测电路包括：第一分压支路、第二分压支路和第一电容器；

所述第一分压支路的一端连接所述汽车电瓶正端，所述第一分压支路的另一端通过所述第二分压支路连接接地端；

所述第一电容器并联连接在所述第二分压支路的两端，所述第一分压支路、所述第二分压支路和所述第一电容器的公共端连接所述电压信号采集端口。

优选的，所述可控开关电路包括：继电器、二极管、第一开关管、第一电阻和第二电阻；

所述继电器的常开触点的一端连接汽车储能元件正端，所述常开触点的另一端连接所述汽车电瓶正端，所述继电器的线圈的一端连接所述汽车储能元件正端，所述线圈的另一端连接所述第一开关管的输入端，其中，汽车储能元件负端与所述汽车电瓶负端连接；

所述第一开关管的控制端通过所述第一电阻连接所述第一信号控制端口，所述第一开关管的输出端通过所述第二电阻连接接地端；

所述二极管的阳极连接所述线圈和所述第一开关管的公共端，所述二极管的阴极连接所述汽车储能元件正端。

优选的，所述第一开关管为MOS管。

优选的，所述可控开关电路包括：第二开关管、第三开关管、第三电阻和第四电阻；

所述第二开关管的控制端通过所述第三电阻连接所述第一信号控制端口，所述第二开关管的输入端与所述第三开关管的输入端连接，所述第二开关管的输出端连接汽车储能元件负端；

所述第三开关管的控制端通过所述第四电阻连接所述第一信号控制端口，所述第三开关管的输出端连接所述汽车电瓶负端，其中，汽车储能元件正端和所述汽车电瓶正端连接。

优选的，所述内阻检测电路包括：第五电阻、第四开关管和第六电阻；

所述第五电阻的一端连接所述汽车电瓶正端，所述第五电阻的另一端连接所述第四开关管的输入端，所述第四开关管的输出端通过所述第六电阻连接所述汽车电瓶负端，所述第四开关管的公共端连接所述微控制器的使能端，所述第四开关管和所述第六电阻的公共端作为所述内阻检测电路的输出端连接所述电流信号采集端口。

优选的，还包括：串联连接在所述使能端和所述第四开关管之间的第七电阻。

优选的，还包括：限流电阻，所述限流电阻的一端连接所述电流信号采集端口，所述限流电阻的另一端连接所述第四开关管和所述第六电阻的公共端。

优选的，还包括：第二电容器，所述第二电容器的一端连接所述限流电阻和所述微控制器的公共端，所述第二电容器的另一端连接接地端。

从上述的技术方案可知，本实用新型公开了一种启动电源电路，包括：微控制器、电压检测电路、内阻检测电路和可控开关电路，当汽车内安装汽车电瓶时，本实用新型可以检测汽车电瓶的内阻、电瓶电量和电瓶健康状况，并且，微控制器还可通过控制可控开关电路导通，使汽车储能元件输出启动电流启动汽车。由此可知，本实用新型公开的启动电源电路同时具有启动汽车和检测汽车电瓶参数的功能，因此，当汽车电瓶无法提供启动电流时，本实用新型在提供启动电流的同时还可以检测汽车电瓶的相关参数，实现对汽车电瓶故障的检测，从而有效解决了现有人工排查故障费时费力、排查效率低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例公开的一种启动电源电路的电路图；

图2为本实用新型实施例公开的另一种启动电源电路的电路图；

图3为本实用新型实施例公开的一种电压检测电路的电路图；

图4为本实用新型实施例公开的一种可控开关电路的电路图；

图5为本实用新型实施例公开的另一种可控开关电路的电路图；

图6为本实用新型实施例公开的一种内阻检测电路的电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例公开了一种启动电源电路，以解决现有人工排查汽车电瓶故障原因，费时费力和排查效率低的问题。

参见图1，本实用新型实施例公开的一种启动电源电路的电路图，该电路包括：微控制器U1、电压检测电路11、内阻检测电路12和可控开关电路13。

其中：

微控制器U1，具有多个信号采集端口和多个信号控制端口。

电压检测电路11的输入端与汽车电瓶正端KAR+连接，电压检测电路11的输出端与微控制器U1的电压信号采集端口连接，电压信号采集端口用于采集汽车未启动时的汽车电瓶电压和汽车启动时的汽车电瓶电压，其中，电压信号采集端口为微控制器U1的多个信号采集端口中的一个。

内阻检测电路12的输入端与汽车电瓶正端KAR+连接，内阻检测电路12的接地端连接汽车电瓶负端KAR-，内阻检测电路12的输出端连接微控制器U1的电流信号采集端口，电流信号采集端口用于采集汽车电瓶10放电时的电流，其中，电流信号采集端口为微控制器U1的多个信号采集端口中的一个。

可控开关电路13的输入端与汽车储能元件20和微控制器U1的公共端连接，可控开关电路13的输出端与汽车电瓶正端KAR+连接,可控开关电路13的控制端连接微控制器U1的第一信号控制端口，第一信号控制端口用于输出控制可控开关电路13导通的导通控制信号，其中，第一信号控制端口为微控制器U1的多个信号控制端口中的一个。

微控制器U1的第二信号控制端口用于在微控制器U1检测到汽车电瓶10时，输出微控制器U1根据汽车未启动时的汽车电瓶电压、汽车启动时的汽车电瓶电压和内阻检测电路12输出的电流得到的汽车电瓶10的内阻、电瓶电量和电瓶健康状况，其中，第二信号控制端口为微控制器U1的多个信号控制端口中的一个。

需要说明的是，当微控制器U1没有检测到汽车电瓶或检测到电车电瓶的压降速率不小于预设速率时也会生成导通控制信号，以控制可控开关电路13导通。

为方便理解，针对启动电源电路的工作原理，具体阐述如下：

启动电源电路在实际应用中需与汽车储能元件20连接。

当微控制器U1检测到当前汽车内没有安装汽车电瓶10(即电压检测电路11输出至微控制器U1的电压为零)，或微控制器U1检测到汽车电瓶10在启动汽车时(即汽车电瓶10的压降速率不小于预设速率)时，微控制器U1通过控制可控开关电路13导通，使汽车储能元件20输出启动电流启动汽车。

需要说明的是，若在汽车内安装汽车电瓶10时导通可控开关电路13，汽车电瓶10和汽车储能元件20将并联连接，并共同输出启动电流启动汽车。

与此同时，当汽车内安装汽车电瓶10后，微控制器可以检测到汽车电瓶10的内阻、电瓶电量和电瓶健康状况，检测过程具体如下：

假设，当汽车未启动时，电压检测电路11检测到汽车电瓶电压为V₁，汽车启动时的汽车电瓶电压为V₂，汽车启动时流过汽车电瓶10的电流为I₀；

则汽车电瓶10的内阻R′＝(V₁-V₂)/I₀。

汽车电瓶10的电瓶电量CCA＝(V₁-7.2)*0.7/R′。

汽车电瓶10的电瓶健康状况SOH＝(CCA*CCA)/(CCA1*CCA1)*100％，其中，CCA1为汽车电瓶10全新满电是标称的CCA值，CCA1值由用户通过向微控制器U1输入指令设定。

综上可知，本实用新型公开的启动电源电路，在汽车内安装汽车电瓶10时，可以检测汽车电瓶10的内阻、电瓶电量和电瓶健康状况，并且，微控制器U1还可以通过控制可控开关电路13导通，使汽车储能元件20输出启动电流启动汽车。由此可知，本实用新型公开的启动电源电路同时具有启动汽车和检测汽车电瓶参数的功能，因此，当汽车电瓶无法提供启动电流时，本实用新型在提供启动电流的同时还可以检测汽车电瓶10的相关参数，实现对汽车电瓶10故障的检测，从而有效解决了现有人工排查故障费时费力、排查效率低的问题。

为进一步优化上述实施例，参见图2，本实用新型另一实施例公开的启动电源电路的电路图，在图1所述实施例的基础上，还包括：显示电路14；

显示电路14与微控制器U1的第二信号控制端口连接，用于对汽车电瓶10的内阻、电瓶电量和电瓶健康状况进行显示。

其中，汽车电瓶10的内阻、电瓶电量和电瓶健康状况还可以语音的形式告知用户，此时，仅需将微控制器U1的第二信号控制端口与语音报警器连接即可。

为进一步优化上述实施例，参见图3，本实用新型实施例公开的一种电压检测电路的电路图，电压检测电路包括：第一分压支路、第二分压支路和第一电容器C1；

所述第一分压支路的一端连接汽车电瓶正端KAR+，所述第一分压支路的另一端通过所述第二分压支路连接接地端；

第一电容器C1并联连接在所述第二分压支路的两端，所述第一分压支路、所述第二分压支路和第一电容器C1的公共端连接微控制器U1的电压信号采集端口VIN_SN，微控制器U1通过读取公共端处的电压获得汽车电瓶10的电压。

具体的，公共端与微控制器U1内部的ADC(模数转换器)连接。

其中，第一分压支路可以包括一个电阻(例如图3中示出的R11)或是多个串联连接的电阻，同样，第二分压支路可以包括一个电阻(例如图3中示出的R12)或是多个串联连接的电阻。

为进一步优化上述实施例，参见图4，本实用新型实施例公开的一种可控开关电路的电路图，可控开关电路包括：继电器K1、二极管D1、第一开关管Q1、第一电阻R1和第二电阻R2。

其中，继电器K1的常开触点的一端连接汽车储能元件正端B+，所述常开触点的另一端连接汽车电瓶正端KAR+，继电器K1的线圈的一端连接汽车储能元件正端B+，所述线圈的另一端连接所述第一开关管Q1的输入端，其中，汽车储能元件负端B-与所述汽车电瓶负端KAR-(图中未示出)连接；

第一开关管Q1的控制端通过第一电阻R1连接微控制器U1的第一信号控制端口ON/OFF，第一开关管Q1的输出端通过第二电阻R2连接接地端；

二极管D1的阳极连接所述线圈和第一开关管Q1的公共端，二极管D1的阴极连接汽车储能元件正端B+。

可控开关电路的工作原理为：

当微控制器U1的第一信号控制端口ON/OFF输出高电平时，第一开关管Q1的2脚和3脚导通，继电器K1的线圈有电流流过，使继电器K1的常开触点闭合，即继电器K1的1脚和2脚导通；当微控制器U1的第一信号控制端口ON/OFF输出低电平时，第一开关管Q1关断，继电器K1的线圈失电，继电器K1的常开触点断开。

优选的，第一开关管Q1为MOS管。

为进一步优化上述实施例，参见图5，本实用新型另一实施例公开的一种可控开关电路的电路图，可控开关电路包括：第二开关管Q2、第三开关管Q3、第三电阻R3和第四电阻R4；

其中，第二开关管Q2的控制端通过第三电阻R3连接微控制器U1的第一信号控制端口ON/OFF，第二开关管Q2的输入端与第三开关管Q3的输入端连接，第二开关管Q2的输出端连接汽车储能元件负端B-；

第三开关管Q3的控制端通过第四电阻R4连接微控制器U1的第一信号控制端口ON/OFF，第三开关管Q3的输出端连接汽车电瓶负端KAR-，其中，汽车储能元件正端B+和汽车电瓶正端KAR+连接。

可控开关电路的工作原理为：

当微控制器U1的第一信号控制端口ON/OFF输出高电平时，第二开关管Q2和第三开关管Q3同时导通，汽车储能元件20向汽车输出启动电流；当当微控制器U1的第一信号控制端口ON/OFF输出低电平时，第二开关管Q2和第三开关管Q3同时关断。

优选的，第二开关管Q2和第三开关管Q3可以均为NMOS管，或是均为PMOS管。

为进一步优化上述实施例，参见图6，本实用新型实施例公开的一种内阻检测电路的结构示意图，内阻检测电路包括：第五电阻R5、第四开关管Q4和第六电阻R6；

第五电阻R5的一端连接汽车电瓶正端KAR+，第五电阻R5的另一端连接第四开关管Q4的输入端，第四开关管Q4的输出端通过第六电阻R6连接汽车电瓶负端KAR-，第四开关管Q4的公共端连接微控制器U1的使能端TEST_EN，第四开关管Q4和第六电阻R6的公共端作为所述内阻检测电路的输出端连接微控制器U1的电流信号采集端口KAR_I。

为进一步优化上述实施例，内阻检测电路还可以包括：

串联连接在使能端TEST_EN和第四开关管Q4之间的第七电阻R7。

为进一步优化上述实施例，内阻检测电路还可以包括：限流电阻R8；

限流电阻R8的一端连接电流信号采集端口KAR_I，限流电阻R8的另一端连接第四开关管Q4和第六电阻R6的公共端。

为进一步优化上述实施例，内阻检测电路还可以包括：用于滤波的第二电容器C2；

第二电容器C2的一端连接限流电阻R8和微控制器U1的公共端，第二电容器C2的另一端连接接地端。

内阻检测电路的工作原理为：

当汽车未启动时，微控制器U1通过电压检测电路11检测到汽车电瓶电压为V₁，然后微控制器U1向使能端TEST_EN输出高电平，第四开关管Q4导通，汽车电瓶10通过第五电阻R5放电产生电流，电流流过第六电阻R6，第六电阻R6两端形成电压差，微控制器U1通过电流信号采集端口KAR_I得到流过汽车电瓶10的电流I₀，同时通过电压检测电路11检测到此时汽车电瓶电压为V₂，从而微控制器U1计算得到汽车电瓶10的内阻R′＝(V₁-V₂)/I₀。随后，微控制器U1向使能端TEST_EN输出低电平，第四开关管Q4关断。

需要说明的是，图6中的控制器U1包括控制器芯片及其外围电路。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。