一种汽车启动装置的制作方法

本发明涉及汽车应急启动电源技术领域，尤其涉及一种汽车启动装置。

背景技术：

锂电池启动电源目前在市面上越来越流行，由于其携带方便，且功能多样，启动能力强，深受消费者喜爱；但是锂电池在进行启动时，逆接，短路，过流，逆充都有可能发生，因此锂电池启动电源智能夹的保护功能尤为重要，现有的锂电池启动电源智能夹采用两种方案对电路进行保护：

方案一：mos管方案，利用mos管和单片机来完成保护；mos管具有体积小和保护速度快的优点，但是mos管也有瞬间耐大电流能力差，耐静电能力差和耐高电压脉冲能力差的弊端；一旦mos管失效，会导致如下后果：

一、启动汽车时，一旦启动电源的夹子与电池发生逆接，会导致起火爆炸；

二、启动汽车时，一旦汽车通过启动电源启动，发电机就会给电池充电，如果汽车电池的电压超过锂电池启动电源电压，形成倒灌，会导致起火爆炸；

三、如果用户不小心，将电池的正负极夹子短接，将会将电池短路，会导致起火爆炸；

方案二，继电器方案，利用继电器和单片机来完成保护；

继电器方案具有保证智能夹短时间通过大电流和保证智能夹能够瞬时承受过大电压的优点，但是现有的继电器方案中当缺乏对智能夹控制电路的逆接保护,对智能夹控制电路的过流保护，对汽车启动电源的温度保护以及对汽车启动电源的电源检测，容易导致启动电源起火爆炸。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种汽车启动装置，具体包括：

两个智能夹，分别连接汽车电瓶的正极输入端和负极输入端，每个所述智能夹的两绝缘夹体的内侧分别设有一导电夹片，且两所述导电夹片分别连接一电源线和一信号线；

控制电路，分别连接两所述智能夹和一汽车启动电源，所述控制电路包括一继电器、一保护电路和一控制芯片，所述保护电路的输入端分别连接两所述智能夹，所述保护电路的输出端通过所述继电器连接所述汽车启动电源，所述保护电路的输出端还连接所述控制芯片；

所述保护电路包括：

逆接保护电路，所述逆接保护电路的输入端分别连接两所述智能夹的所述信号线，所述逆接保护电路的输出端分别连接所述继电器和所述控制芯片；

过流保护电路，所述过流保护电路的输入端分别连接两所述智能夹的所述电源线，所述过流保护电路的输出端分别连接所述继电器和所述控制芯片；

至少一温度探头，所述温度探头的一端设置于所述汽车启动电源内部，另一端伸出所述汽车启动电源，且所述温度探头连接所述控制芯片。

优选的，所述汽车启动电源采用锂电池供电，且所述汽车启动电源内封装有若干块所述锂电池，则所述温度探头的一端夹持于相邻的两块所述锂电池之间，另一端伸出所述汽车启动电源。

优选的，两所述智能夹分别为连接所述汽车电瓶的正极输入端的正极输出夹和连接所述汽车电瓶的负极输入端的负极输出夹；

所述逆接保护电路包括：

运算放大器，所述运算放大器的输出端连接一第一二极管的阴极，所述第一二极管的阳极连接所述继电器，所述运算放大器的输出端还通过一第一电阻连接控制芯片；

所述运算放大器的同相输入端分别连接一第二电阻，一第三电阻和一第四电阻，且所述第二电阻的另一端连接一5v电源，所述第三电阻的另一端接地，所述第四电阻的另一端连接分别一第五电阻和一第二二极管的阴极，所述第五电阻的另一端连接所述正极输出夹的所述信号线，所述第二二极管阴极连接所述负极输出夹的所述信号线；

所述运算放大器的反相输入端分别连接一第六电阻和一第七电阻，所述第六电阻的另一端连接一5v电源，所述第七电阻的另一端接地；

所述运算放大器的正电源端连接一5v电源，所述运算放大器的负电源端接地。

优选的，所述控制电路还包括：

一电源检测电路，所述电源检测电路分别连接所述控制芯片、所述汽车启动电源和所述正极输出夹的所述信号线。

优选的，所述电源检测电路包括：

p沟增强型mos管，所述p沟增强型mos管的漏极分别连接一第八电阻，一稳压二极管的阴极和汽车启动电源的正极输出端，所述p沟增强型mos管的栅极分别连接所述第八电阻的另一端和一第十电阻，所述p沟增强型mos管的源极分别连接所述稳压二极管的阳极和一第九电阻，所述第九电阻的另一端连接一第三二极管的阳极，所述第三二极管的阴极连接所述正极输出夹的所述信号线；

三极管，所述三极管的基极分别连接一第十一电阻和一第十二电阻，所述第十一电阻另一端连接控制芯片，所述第十二电阻另一端接地；

所述三极管的集电极连接所述第十电阻另一端，所述三极管发射极接地。

优选的，所述信号线和所述电源线套设于一外护套内。

优选的，还包括一显示装置，连接所述控制芯片，所述控制芯片分别获取所述保护电路的输出结果、所述温度探头的输出结果和所述电源检测电路的输出结果并发送至所述显示装置进行显示。

优选的，所述控制芯片采用单片机芯片。

优选的，所述绝缘夹体内部设有一第一电路板，所述控制电路集成于所述第一电路板上；或

所述绝缘夹体外部设有一第二电路板，所述控制电路集成于所述第二电路板上。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

1)设置温度探头，对汽车启动电源的实时温度进行检测，避免温度过大导致锂电池爆炸。

2)设置逆接保护电路，在两智能夹逆接时能够控制继电器断开以停止汽车启动电源输出，避免锂电池爆炸。

3)设置电源检测电路，通过控制芯片发送pwm信号，能够在智能夹的输出端检测到该pwm信号时表示汽车启动电源无效或者智能夹未夹紧，以提示用户进行查看。

4)设置过流保护电路，对智能夹的输出电流进行检测，并在该输出电流超过一电流阈值时控制停止汽车启动电源输出，避免电流过大导致锂电池爆炸。

附图说明

图1为本发明的较佳的实施例中，一种汽车启动装置的原理框图。

图2为本发明的较佳的实施例中，逆接保护电路的电路示意图。

图3为本发明的较佳的实施例中，电源检测电路的电路示意图。

图4为本发明的较佳的实施例中，智能夹的结构示意图。

图5为本发明的较佳的实施例中，温度探头与汽车启动电源的连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式，只要符合本发明的主旨，则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。

本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供本发明提供一种汽车启动装置，如图1所示，具体包括：

两个智能夹1，分别连接汽车电瓶2的正极输入端和负极输入端，每个智能夹1的两绝缘夹体的内侧分别设有一导电夹片12，且两导电夹片12分别连接一电源线13和一信号线14；

控制电路2，分别连接两智能夹1和一汽车启动电源3，控制电路2包括一继电器21、一保护电路22和一控制芯片23，保护电路22的输入端分别连接两智能夹1，保护电路22的输出端通过继电器21连接汽车启动电源3，保护电路22的输出端还连接控制芯片23；

保护电路22包括：

逆接保护电路221，逆接保护电路221的输入端分别连接两智能夹1的信号线14，逆接保护电路221的输出端分别连接继电器21和控制芯片23；

过流保护电路222，过流保护电路222的输入端分别连接两智能夹1的电源线13，过流保护电路222的输出端分别连接继电器21和控制芯片23；

至少一温度探头5，温度探头5的一端设置于汽车启动电源3内部，另一端伸出汽车启动电源3，且温度探头5连接控制芯片23。

具体地，本实施例中，通过控制电路2分别连接汽车电瓶2和汽车启动电源3，控制电路2通过控制继电器21吸合及断开来实现汽车启动电源3电能输出的通断，并通过保护电路22对汽车启动电源3进行保护：

设置逆接保护电路221，该逆接保护电路221具有两个输出支路，一个输出支路连接控制芯片23，另一个输出支路连接继电器，在两根信号线14逆接时逆接保护电路221的连接继电器的输出支路的输出信号将发生变化，此时，可以通过关断继电器的供电电源或者关断继电器的驱动信号的方式控制继电器21断开以停止汽车启动电源3输出，同时，连接控制芯片23的输出支路的输出信号也会发生变化，控制芯片23采集到该输出信号的变化时能够判断此时发生了逆接。

设置过流保护电路222对两电源线13上的输出电流数据进行采集并反馈给控制芯片23，控制芯片23将实时电流数据与预设的电流阈值进行比较，并在实时电流数据大于电流阈值的时候控制芯片23生成继电器控制指令并发送至继电器21以控制继电器21断开，停止汽车启动电源3输出。

本发明的较佳的实施例中，如图5所示，汽车启动电源3采用锂电池供电，且汽车启动电源3内封装有若干块锂电池，则温度探头5的一端夹持于相邻的两块锂电池之间，另一端伸出汽车启动电源3。

具体地，本实施例中，温度探头5实时采集相邻的锂电池之间的温度，并将采集到的温度数据反馈给控制芯片23，控制芯片23将实时温度数据与预设的温度阈值进行比较，当实时温度数据超过温度阈值的时候控制芯片23生成继电器控制指令并发送至继电器21以控制继电器21断开，停止汽车启动电源3输出。

本发明的较佳的实施例中，如图2所示，智能夹1分别为连接汽车电瓶2的正极输入端的正极输出夹和连接汽车电瓶2的负极输入端的负极输出夹；

逆接保护电路221包括：

运算放大器u1，运算放大器u1的输出端连接一第一二极管d1的阴极，第一二极管d1的阳极连接继电器21，运算放大器u1的输出端还通过一第一电阻r1连接控制芯片23；

运算放大器u1的同相输入端分别连接一第二电阻r2，一第三电阻r3和一第四电阻r4，且第二电阻r4的另一端连接一5v电源，第三电阻r3的另一端接地，第四电阻r4的另一端连接分别一第五电阻r5和一第二二极管d2的阴极，第五电阻r5的另一端连接正极输出夹的信号线14，第二二极管d2阴极连接负极输出夹的信号线14；

运算放大器u1的反相输入端分别连接一第六电阻r6和一第七电阻r7，第六电阻r6的另一端连接一5v电源，第七电阻r7的另一端接地；

运算放大器u1的正电源端连接一5v电源，运算放大器u1的负电源端接地。

具体地，本实施例中，两智能夹1的信号线14正常连接时，正极输出端的信号线14连接第二二极管d2的阴极，第二二极管d2不导通，因此运算放大器u1正向输入端输入的是正极输出端的信号线14输入的流经第五电阻r5和第四电阻r4的信号并由运算放大器u1输出端输出采样信号reversesign至控制芯片23；当逆接发生时，正极输出端的信号线14连接第二二极管d2阳极，第二二极管d2导通，此时第四电阻r4和第五电阻r5并联，而正常连接时第四电阻r4和第五电阻r5串联，因此输入运算放大器u1正向输入端的信号发生变化，继而运算放大器u1输出的采样信号reversesign发生变化并反馈给控制芯片23，同时运算放大器u1输出端的输出的延时控制信号relayreverseoff生效并发送至继电器21以控制继电器21断开。

本发明的较佳的实施例中，控制电路2还包括：

一电源检测电路24，电源检测电路24分别连接控制芯片23、汽车启动电源3和正极输出夹的信号线14。

具体地，本实施例中，控制芯片23发送pwm信号至电源检测电路24的输入端，当正极输出夹的信号线14上接收到的是直流信号时，则汽车启动电源3有效且导电夹片12与汽车电瓶2正常连接；当正极输出夹的信号线14上接收到的是pwm信号时，则汽车启动电源3无效或导电夹片12未夹。

本发明的较佳的实施例中，如图3所示，电源检测电路24包括：

p沟增强型mos管q2，p沟增强型mos管q2的漏极分别连接一第八电阻r8，一稳压二极管q1的阴极和汽车启动电源的正极输出端bat+，p沟增强型mos管q2的栅极分别连接第八电阻r8的另一端和一第十电阻r10，p沟增强型mos管q2的源极分别连接稳压二极管q1的阳极和一第九电阻r9，第九电阻r9的另一端连接一第三二极管d3的阳极，第三二极管d3的阴极连接正极输出夹的信号线14；

三极管n1，三极管n1的基极分别连接一第十一电阻r11和一第十二电阻r12，第十一电阻r11另一端连接控制芯片23，第十二电阻r12另一端接地；

三极管n1的集电极连接第十电阻r10另一端，三极管n1发射极接地。

具体的，本实施例中，在汽车启动电源3有效且导电夹片12与汽车电瓶2正常连接时，汽车启动电源的正极输出端bat+输出电源信号，流经p沟增强型mos管q2，第九电阻r9和第三二极管d3至正极输出夹的信号线14，在正极输出夹的信号线14处将检测到直流信号；而在汽车启动电源3无效或智能夹1未夹时，汽车启动电源3的正极输出端的电压无法发送至正极输出夹的信号线14，控制芯片23发出的pwm信号流经第十一电阻r11，三极管n1，第十电阻r10，p沟增强型mos管q2，第九电阻r9和第三二极管d3至正极输出夹的信号线14，在正极输出夹的信号线14处将检测到pwm信号。

本发明的较佳的实施例中，信号线14和电源线13套设于一外护套内。

具体地，本实施例中，通过设置外护套以保护信号线14和电源线13不直接受外界机械损伤和化学腐蚀，增强机械强度，提高使用寿命。

本发明的较佳的实施例中，还包括一显示装置6，连接控制芯片23，控制芯片23分别获取保护电路22的输出结果、温度探头5的输出结果和电源检测电路24的输出结果并发送至显示装置6进行显示。

具体的，本实施例中，对于逆接保护电路221，控制芯片23通过逆接保护电路221的一个输出支路的信号变化判断发生逆接后，还能够将该逆接状态作为逆接保护电路221的输出结果发送至显示装置6进行实时显示，用户通过显示装置6能够快速直观地获取逆接状态提示，以便及时采取应对措施。

对于过流保护电路222，控制芯片23在检测到实时电流输出大于电流阈值时判断此时处于过流状态后，还能够将该过流状态作为过流保护电路222的输出结果发送至显示装置6进行实时显示，用户通过显示装置6能够快速直观地获取过流状态提示，以便及时采取应对措施。

对于温度探头检测到的实时温度数据，控制芯片23在检测实时温度大于温度阈值时判断此时处于过温状态后，还能够将该过温状态作为温度探头的输出结果发送至显示装置6进行实时显示，用户通过显示装置6能够快速直观地获取过温状态提示，以便及时采取应对措施。

对于电源检测电路24，控制芯片23发送pwm信号，通过在智能夹的输出端接收到该pwm信号以判断电源无效或者夹子未夹紧，还能够将该电源无效或者夹子未夹紧状态作为电源检测电路24的输出结果发送至显示装置6进行实时显示，用户通过显示装置6能够快速直观地获取电源无效或夹子未夹状态提示，以便及时采取应对措施。

作为优选的实施方式，控制芯片23内部还设有一存储模块，用于保存预先生成的分别对应于逆接状态、过流状态、过温状态、电源无效或夹子未夹状态的操作步骤提示，控制芯片23在检测到上述逆接状态、过流状态、过温状态、电源无效或夹子未夹状态时，优选分别调用相应的操作步骤提示并发送至所述显示装置6进行显示，用户可以根据该操作步骤提示采取相应的应对措施。更为优选的，该显示装置6上还设有语音播放模块，通过该语音播放模块能够通过语音播放的方式为用户提供上述逆接状态、过流状态、过温状态、电源无效或夹子未夹状态提示和/或对应的操作步骤提示。

本发明的较佳的实施例中，控制芯片23采用单片机芯片。

具体地，本实施例中，单片机芯片具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便的优点，通过使用单片机芯片实现了在较小的空间内对内部各电路的低功耗控制。

本发明的较佳的实施例中，绝缘夹体内部设有一第一电路板，控制电路2集成于第一电路板上；或

绝缘夹体外部设有一第二电路板，控制电路2集成于第二电路板上。

具体地，本实施例中，控制电路2可以集成设置在绝缘夹体内部的第一电路板上，也能集成设置在绝缘夹体外部的第二电路板上，可以根据使用环境进行选择集成安装，更加灵活方便。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明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，均应当包含在本发明的保护范围内。