专利名称：电池低电压保护器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用在汽车或摩托车上利用电子技术来分析电池电压下降是快速还是缓慢的而作出保护，以避免电池过量放电的电池低电压保护器。
背景技术：
汽车、摩托车的普遍使用，虽然给外出的人们带来了很多方便，但在使用过程中也经常会出现下列问题车主或司机在泊车后忘记关掉车内或车外的电器，如车内的照明灯或车外的泊车灯，如此将导致在停泊一段时间后，车主或司机再想激活引擎时，就会发觉汽车或摩托车中的电池已不能提供足够的电力来激活引擎，而一但出现此问题，就需要请求维修服务或另买一组新电池，这样不仅给司机或车主带来诸多不便，而且会带来更多的额外支出(包括时间和金钱支出)。
为了解决上述问题，目前市面上已出现了多种电池电压保护器如美国专利第US 5200877号名称为“Battery protection system”中公开的一组电动开关设计及其控制流程，此产品在使用过程中不管电池的电压下降是快还是慢，均会等待一段时间后再验查电压是否低于预定值，若低于预定值才会切断电池与负载(以下均为汽车、摩托车内部电器、发动机或车外耗电器材)的连接，而这种产品在等待的时间内，若电池电流输出很大，极易迅速耗尽电池的容量，无法实现保护电池的目的，另外，此专利中的产品于电池与负载断开时，电动开关部分仍与电池连接，仍使电池处于放电状态，因此仍有可能耗尽电池的电量，导致无法启动发电机。
美国专利第US 6424511号名称为“Automotive battery disconnectdevice”中公开的一组电动开关设计、原理及控制器同样存在电池与负载断开时没有完全断开电池正极，仍处于放电状态的问题。
美国专利第US 4493001号名称为“Motor vehicle battery rundownprotection system”中公开的一组电动开关和控制器的电路设计和原理也同样存在电池与负载断开时没有完全断开电池正极，仍处于放电状态的问题，另外此专利中的产品还存在安装时不够方便的问题。
美国专利第US 5272380名称为“Electrical supply control system fora motor vehicle”公开的产品也存在安装不方便及断开电池与负载后电池还连接有其它耗电器材的问题。
美国专利第US 5315228号名称为“Battery charge monitor and fuelgauge”中公开的产品主要存在无法分辩电压是快速下降还是缓慢下降，从而导致无法正常启动发动机的问题。
另外，上述所述产品均没有安装给用户在安装后立刻测试是否处于正常工作状态及用户了解现时状态的测试装置与显示装置。
为此，本发明中的创作人凭借其多年从事相关行业的经验与实践，并经潜心研究与开发，终于创造出一种能够有效克服上述问题的电池低电压保护器。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电池低电压保护器，该电池低电压保护器可以彻底切断电池的所有耗电器，确保电池的电压，同时安装很方便，而且该电池低电压保护器可以根据下降电压的快慢来判断是否断开电池。
本发明的另一目的在于提供一种电池低电压保护器，该电池低电压保护器可以在安装后进行工作测试及显示其是否处理正常工作状态的显示装置。
本发明中的电池低电压保护器延伸出三根导线，其中输入端经开关推动组、导线与电池的正极连接，输出端通过导线与负载连接，接地端通过导线与电池负极及车体连接；所述电池低电压保护器包括有下跌电压积分电路、电压感应器、时间开关控制电路及开关推动组
所述下跌电压积分电路随着电池的电压下降而下降，上升而上升，并可分辩电池电压是快速下降还是慢速下降，同时将该电压信号输出至电压感应器；所述电压感应器用于感应下跌电压积分电路输出的电压信号，并与一预定电压值比较后将电压信号输出至开关推动组；所述时间开关控制电路用于控制电池电压保护器延迟一段时间才开始电压验查工作；所述开关推动组用于连接与断开下跌电压积分电路、负载与电池正极间的连接，以彻底断开与电池正极连接的所有耗电器材。
所述下跌电压积分电路包括有一个电压下降滞后电池电压下降小于一分钟时间的二极管，该二极管串连着一组电子零件，这组电子零件为两个串连的电阻及一个并联的电容，在两个电阻之间的电压为下跌电压积分电路的电压输出信号。
所述电压感应器位于下跌电压积分电路与开关推动组之间，该电压感应器感应到下跌电压积分电路输出的电压信号等于预设电压值时，立即将电压信号通过一三极管控制开关推动组断开。
所述时间开关控制电路可临时关掉电压感应器的电压信号输出维特约八至十五分钟，让电池低电压保护器不会影响司机或车主激活引擎。
所述时间开关控制电路包括有与一三极管(Q2)串接的两电阻(R5、R4)、一二极管(D2)及一电容(C2)，其中电阻(R5)与二极管(D2)并联后再与电阻(R4)串接。
所述电池低电压保护器与下跌电压积分电路并联连接有一显示装置，该显示装置为一指示灯(D3)。
所述电池低电压保护器于下跌电压积分电路与电压感应器之间连接有一测试开关(SW2)，当测试开关(SW2)闭合时，直接输出一低于预定电压值的电压信号给电压感应器，由电压感应器控制开关推动组断开电池的正极。
本发明中的电池低电压保护器利用下跌电压积分电路中的电容来随电池的电压变化而变化，且在电池电压快速下降时具有小于一分钟时的滞后，从而可以确保发动机启动时导致电池电压下降而保护器不会断开开关推动组的问题。
本发明中的电池低电压保护器借助于开关推动组的连接方式改变，而使电池与负载断开后没有任何耗电器材，确保电池处于完全断电状态，确保激活引擎所需的电压。
另外，本发明中的电池低电压保护器借助于显示装置与测试装置的设置，可以在安装完成后对保护器进行测试，以便确保安装准确，同时可以明确看出保护器是否处于正常工作状态。
图1是本发明中电池低电压保护器的功能结构框图；图2是本发明中电池低电压的运作流程图；图3是本发明电池低电压保护器的电路原理图。
具体实施例方式
如图1所示，本发明中的电池低电压保护器延伸出有三根导线A、B、C，其中输入端的导线A与电池101正极连接，输出端的导线B与汽车电器系统及发电机103(也可以是摩托车电器系统及发电机)连接，接地端导线C与车体及电池101的负极连接。
如图1所示，电池低电压保护器107包括有下跌电压积分电路106(简称积分器)、电压感应器108、时间开关控制电路104、开关推动组105、显示装置和测试装置113。
如图3所示，积分器106的主要功能是验查电池101的电压，并随着电池101电压的上升而上升，下降而下降，同时将该变化的电压信号输出至电压感应器108。该积分器106由一组二极管D1和电容C1及两个电阻R1、R2组成，当电池101的电压下跌时，电容C1的电压(电阻R1、R2之间的电压)也随之下跌，且电容C1跟着下降的电压下降约需小于一分钟的时间。所以电池101的电压变化较快时，积分器106需要一段时间才能接近电池101的电压，即电池101快速下降电压后需等待一分钟的时间才会控制开关推动组105断开电池101，而在这一分钟的时间内可以激活汽车或摩托车的发动机，并快速地对电池101进行充电，如此可以确保电池101的电压，并进一步使电池101的电压上升，随之下跌电压积分电路106中的电压也随着上升；而当电池101的电压下降速度较慢时，积分器106会跟电池101的电压下降速度相同。因此，当电池101的电压缓慢下降时，积分器106的电压同时随着下降，并将该变化的电压信号输出至电压感应器108，由电压感应器108控制开关推动组105断开电池101的正极。
电压感应器108位于下跌电压积分电路106与开关推动组105之间，而开关推动组105位电池低电压保护器107与电池101的正极之间，电压感应器108主要用于接收积分器106输出的电压信号，并立即发出信号经三极管Q2、电阻R3、三极管Q1到开关推动组105，瞬间关掉电源。该电压感应器108可使用SeikoInstrument公司生产的、型号为S-808/9系列的芯片。
开关推动组105包括有推动电路和电磁力辅助开关，其中推动电路采用市售成熟产品，而电磁力辅助开关一般采用Omron公司生产的型号为A8G的开关或Matsushita公司生产型号为AJ8R的开关，由于该开关推动组位于电池低电压保护器107与电池101正极之间，因此只要断开开关推动组105，即可完全断开电池101的所有耗电器材。
时间开关控制电路104由电容C2、电阻R5、R4、二极管D2、三极管Q2组成，其中三极管Q2串接两电阻R5、R4、二极管D2及电容C2，而电阻R5与二极管D2并联后再与电阻R4串接。该时间开关控制电路可以暂停电池低压保护器107约八至十五分钟时间的功能，以便司机或车主可利用这段时间激活引擎。如果在八至十五分钟后引擎仍未激活，本发明中的电池低电压保护器107会自动恢复低电压保护功能。
显示装置为一与下跌电压积分电路106并联连接的指示灯D3。
测试装置113为一连接在下跌电压积分电路106与电压感应器108之间的测试开关SW2及电阻，当测试开关SW2闭合时，直接输入一低于预定电压值的电压信号给电压感应器108，由电压感应器108输出信号经三极管Q2、电阻R2、三极管Q1后控制开关推动组105断开电池101的正极。
如图2所示，本发明中电池低电压保护器的运作流程如下当电池低电压保护器107通过三导线A、B、C分别与电池101、汽车中电器系统、发电机103及接地(电池负极)连接后，处于正常工作状态，首先验查电池101的电压是否等于或低于下跌电压积分电路106的电压，如果是，下跌电压积分电路106的电压随之下降，并且由下跌电压积分电路106将电压信号传输至电压感应器108，由电压感应器108将该电压信号与预定电压值(如11.7V)进行比较，若等于或低于该预定电压值，就立刻激活开关推动组105关闭电池101，否则继续验查电池101的电压。
在上述过程中，若电池101的电压下降速度较为缓慢时，下跌电压积分电路106与电池101电压下降的速度一致，因此可以立即通过电压感应器108激活开关推动组105，断开电池101的正极；若电池101的电压下降速度为快速状态(如发动机的启动)时，下跌电压积分电路106的电压会滞后不到一分钟的时间，因此，电压感应器108不会在电池101电压下降的同时控制开关推动组105关闭电池101的正极，而当等到下跌电压积分电路106的电压也下降时，发动机103已被启动，使电池101的电压上升，从而下跌电压积分电路106的电压也随之上升，故开关推动组105不会断开电池101的正极，保证汽车内部的电器系统及发动机103正常工作。
在上述电池低电压的运作过程中，若由于电池101的电压缓慢下降，而导致电池低电压保护器107的开关推动组105断开电池101的正极后，车主或司机可以直接按压开关推动组105，使电池与电池低电压保护器及汽车电器系统、发动机，并立即激活引擎，此时，电池低电压保护器中的时间开关控制电路可以延迟保护器进行断电工作八至十五分钟，以便有足够的时间激活引擎。
本发明中的电池低电压保护器由于安装有显示装置与测试装置，从而可以通过显示装置明确看出保护器是否处于正常工作状态，即当保护器的显示灯亮时可以明确知道电池101具有足够的电量，而当显示灯灭掉时，可以直接推回开关推动组105，再激活引擎。
另外，本发明中的电池组低电压保护器由于安装有测试装置113，从而可在任何时间对保护器进行测试，而测试时，只需按压测试开关SW2，即可提供一低于预定电压值的电压信号给电压感应器108，由电压感应器108控制开关推动组105断开电池101，而需要恢复时只需将开关推动组105推回闭合状态即可。
综上所述，本发明中的电池低电压保护器确实能够实现本发明的目的，有效改善目前电池电压保护器所存在的问题，而且本发明中的保护器结构更为简单，安装更为方便。
权利要求
1.一种电池低电压保护器，延伸出三根导线，其特征在于所述电池低电压保护器的输入端经开关推动组、导线与电池的正极连接，输出端通过导线与负载连接，接地端通过导线与电池负极及车体连接；所述电池低电压保护器包括有下跌电压积分电路、电压感应器、时间开关控制电路及开关推动组，其中所述下跌电压积分电路随着电池的电压下降而下降，上升而上升，并可分辩电池电压是快速下降还是慢速下降，同时将该电压信号输出至电压感应器；所述电压感应器用于感应下跌电压积分电路输出的电压信号，并与一预定电压值比较后将电压信号输出至开关推动组；所述时间开关控制电路用于控制电池电压保护器延迟一段时间才开始电压验查工作；所述开关推动组用于连接与断开下跌电压积分电路、负载与电池正极间的连接，以彻底断开与电池正极连接的所有耗电器材。
2.根据权利要求1中所述的电池低电压保护器，其特征在于所述下跌电压积分电路包括有一个电压下降滞后电池电压下降小于一分钟时间的二极管，该二极管串连着一组电子零件，这组电子零件为两个串连的电阻及一个并联的电容，在两个电阻之间的电压为下跌电压积分电路的电压输出信号。
3.根据权利要求1中所述的电池低电压保护器，其特征在于所述电压感应器位于下跌电压积分电路与开关推动组之间，该电压感应器感应到下跌电压积分电路输出的电压信号等于预设电压值时，立即将电压信号通过一三极管控制开关推动组断开。
4.根据权利要求1中所述的电池低电压保护器，其特征在于所述开关推动组为电磁力辅助开关。
5.根据权利要求1中所述的电池低电压保护器，其特征在于所述时间开关控制电路可临时关掉电压感应器的电压信号输出维特约八至十五分钟，让电池低电压保护器不会影响司机或车主激活引擎。
6.根据权利要求1或5中所述的电池低电压保护器，其特征在于所述时间开关控制电路包括有与一三极管(Q2)串接的两电阻(R5、R4)、一二极管(D2)及一电容(C2)，其中电阻(R5)与二极管(D2)并联后再与电阻(R4)串接。
7.根据权利要求1中所述的电池低电压保护器，其特征在于所述电池低电压保护器与下跌电压积分电路并联连接有一显示装置，该显示装置为一指示灯(D3)。
8.根据权利要求1中所述的电池低电压保护器，其特征在于所述电池低电压保护器于下跌电压积分电路与电压感应器之间连接有一测试开关(SW2)，当测试开关(SW2)闭合时，直接输出一低于预定电压值的电压信号给电压感应器，由电压感应器控制开关推动组断开电池的正极。
9.根据权利要求1中所述的电池低电压保护器，其特征在于所述电压感应器使用Seiko Instrument公司生产的、型号为S-808/9系列的芯片。
10.根据权利要求1或4中所述的电池低电压保护器，其特征在于所述开关推动组包括有推动电路和开关，其中开关采用Omron公司生产的型号为A8G的开关或Matsushita公司生产型号为AJ8R的开关。
全文摘要
一种电池低电压保护器的输入端经开关推动组与电池的正极连接，输出端与负载连接，接地端与电池负极及车体连接；该电池低电压保护器包括有下跌电压积分电路、电压感应器、时间开关控制电路及开关推动组，下跌电压积分电路随着电池的电压下降而下降，上升而上升，并可对电压是快速下降还是慢速下降进行区别与判断，同时将该电压信号输出至电压感应器；电压感应器用于感应下跌电压积分电路的电压，并与一预定电压值比较后将电压信号输出至开关推动组；时间开关控制电路用于控制电池电压保护器单元延迟一段时间才开始电压验测工作；开关推动组用于连接与断开下跌电压积分电路、负载与电池正极间的连接。
文档编号H02JGK1551446SQ20041000437
公开日2004年12月1日 申请日期2004年2月17日 优先权日2003年5月12日
发明者卢家裕 申请人:御亚香港有限公司