专利名称：自动检测暨切换电力极性的汽车接电导线装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种自动检测暨切换电力极性的汽车接电导线装置，尤指一种于两汽车间进行紧急输电时，可确保电瓶的电力极性正确连接的接电导线装置。
(2)背景技术一般汽车的电力供应来源，最为普遍的方式即借助安装于汽车内的蓄电瓶，以提供车子启动之际所需电力及其它仪表装置所需的工作电压。虽然车辆本身提供电瓶的电力显示装置，但仍有机会因驾驶者本身的疏忽，造成电瓶过度放电而导致电力不足。
常见造成电瓶电力不足的原因在于当驾驶者离开车子后，忘记将车灯关闭，这样历经一段时间后，电瓶即因长久放电而造成电力不足；此外，另一导致电力不足的起因在于电瓶的使用寿命，电瓶经长期使用后，因内部原料的化学反应使得电力逐渐降低。然而无论是何种原因导致电力不足，均带给驾驶者极大的不便，首当其冲的一点即是车辆无法发动。一旦此种情况发生后，其紧急解决方式即借用另一车辆的蓄电瓶，并通过一车用接电导线组与自身电瓶连结以紧急输配电力。
但目前所使用的接电导线组，并无任何电力极性保护的措施，仅是于两对电夹上标示出不同颜色，以供使用者于操作时识别用，此种作法仍是具有相当高的潜在危险性，一旦使用者误判极性时，两电瓶间的电力即成反接状态，极易产生火花、爆炸等意外伤害，故操作过程中不得不慎。故鉴于目前所使用的汽车接电导线组，因无任何保护措施，是无法作为一可让使用者安全操作的装置，显然有极待改进的必要。
(3)实用新型内容因此，本实用新型的主要目的在于提供一种可自动检测暨切换电力极性的汽车接电导线装置，其可检测判断两对电夹所连接的汽车电瓶极性是否一致，并依据判断结果切换两对电夹的连接关系，而确保两电瓶的极性是正确连接。
为实现上述目的，本实用新型所采行的主要技术手段是将两对汽车电夹均连接至一保护电路，利用该保护电路检测并切换两对电夹彼此之间的连结关系，以确保两对电夹所连结的电瓶的电力极性是为正确连接，其中，该保护电路包括有一极性检测单元，其输入端是连接该各电夹，用以检测电夹所连接电瓶的电源极性；一切换单元，是设于该两对电夹之间，其中该切换单元是再通过一驱动单元连接至该极性检测单元的输出端，藉由该极性检测单元的输出信号，可控制该切换单元适当动作，进而正确切换两对电夹的连结关系；一回路电流检知单元，是连接于该两对电夹之间，以检知两对电夹是否构成一导通回路，其中该回路电流检知单元是输出一检知信号予该极性检测单元，以检知有无电夹自电瓶上脱落；一电源供应单元，是提供该极性检测单元所需的工作电压。
该极性检测单元是由一微处理器构成，于该微处理器的输入端是通过一缓冲电路而连接至两对电夹，利用微处理器内建的比对程序可判断出电夹所连接的电瓶的极性状态，进而输出一适当的切换控制信号；该切换单元是由一双刀双投继电器所构成，该继电器具备两组激磁线圈，而通过组成该驱动单元的两开关晶体，将可个别决定激磁线圈的激磁与否；两激磁线圈个别控制一组切换节点，以控制连接于此两组切换节点上两对电夹的连接关系；该回路电流检知单元是由一间歇振荡器(Blocking Oscillator)所组成，利用两对电夹间所形成的回路电流控制该振荡器的振荡与否，利用振荡器有无存在振荡动作而作为回路状态的检知信号，此检知信号是进一步输出至该微处理器中；该电源供应单元是以两组桥式整流器及一齐纳二极管组成，利用齐纳二极管的稳压特性，提供该微处理器一稳定的直流工作电压。
藉由该设计，当两对电夹分别连接电瓶后，该极性检测单元将判断该两对电夹的极性状态，并输出一控制信号予该驱动单元，进而控制该切换单元作出适当的切换，以确保两对电夹之间的电力极性连接是正确无误。
为进一步说明本实用新型的目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本实用新型进行详细的描述。
(4)
图1是本实用新型的电路方块图。
图2是本实用新型的一切换动作示意图。
图3是本实用新型的又一切换动作示意图。
图4是本实用新型的详细电路图。
(5)具体实施方式
首先请参阅图1所示，为本实用新型的电路方块图，两对电夹组100、200的各电夹a～d均与一保护电路1连接，其中该两电夹组100、200是分别与电瓶A、B连接，又该保护电路1包括有一极性检测单元10，其输入端通过一缓冲电路20连接至该各个电夹a～d。
一驱动单元，是以两开关晶体31、32组成，各开关晶体31、32是连接于该极性检测单元10的输出端。
一切换单元40，在本实施例中由一双刀双投继电器构成，该继电器是具有两组激磁线圈41、42，各激磁线圈41、42是分别对应连接该驱动单元的两开关晶体31、32。另外，该继电器的两组输出节点A1、A2、B1、B2，是分别利用两激磁线圈41、42控制一组切换节点C1、C2后，进而决定其切换状态。其中，第一组输出节点A1、A2是与第二电夹组200的两电夹C、D连接；而该切换节点组C1、C2是与第一电夹组100的两电夹A、B连接。
另外，该两组输出节点本身亦呈交错连接，即输出节点A1、B2相接，而输出节点A2、B1相接。
一回路电流检知单元50，是设于两电夹组100、200之间，用以检测两电夹组100、200间是否构成一完整导通回路，该回路电流检知单元50是输出一检知信号予该极性检测单元10。
一电源供应单元60，是用以提供该极性检测单元10所需的工作电压，该电源供应单元60是与两电夹组100、200连接，故当任一电夹组100、200先连接至电瓶A、B后，电源供应单元60可立刻输出工作电压。另外，电源供应单元60亦同时提供一电流予该继电器的两激磁线圈4142。
而有关本实用新型的电路动作部分，则如以下所述首先，请参阅下列表格，为该极性检测单元1的比对真值表，是依据两对电夹组100、200所连接的电力极性，而判断驱动单元中的两开关晶体31、32的导通与否，进而决定激磁线圈41、42的激磁状态
表一比对真值表首先，当两电夹组100、200其中之一先行与电瓶A、B连接后，电源供应单元60即刻输出一工作电压予极性检测单元10，此时继电器的两切换节点C1、C2仍是位于中点，而不与任何输出节点A1、A2、B1、B2构成导通。
而一旦两电夹组100、200均与电瓶A、B连接后，极性检测单元10即刻依据该表一进行判断程序，其可概分为以下二种状况一，两电瓶A、B连接极性一致请参阅图2所示，在表格前二列所示状态下，即电夹a与电夹c的极性相同，此时极性检测单元10即控制第一开关晶体31导通，而第二开关晶体32仍旧维持截止，此时因第一激圈线圈41构成导通回路，故一激磁电流自电源供应单元60流经第一激圈线圈41，故两切换节点C1、C2同步自中点切换至第一组输出节点A1、A2，此时电夹a是与电夹c连接，而电夹b是与电夹d连接，两电瓶A、B开始进行输配电。
二，两电瓶A、B连接极性不一致请参阅图3所示，在表格后二列所示状态下，即电夹a与电夹c的极性两者相反，此时极性检测单元10即控制第二开关晶体32导通，而第一开关晶体31维持截止。此时因第二激圈线圈42构成导通回路，故一激磁电流自电源供应单元60流经第二激圈线圈42，藉由第二激圈线圈42的磁感应力，两切换节点C1、C2同时自中点切换至第二组输出节点B1、B2，因两组输出节点A1、A2、B1、B2本身已呈交错连接，故电夹a转为与电夹d连接，而电夹b是转为与电夹c连接，经此转接后，两电瓶A、B仍是确保连接极性为一致。
于两电瓶A、B正确连接而进行输电动作的际，该回路电流检知单元50可随时监控两电瓶A、B的回路状态是否正常，一旦有任何电夹自电瓶上脱落或是经由使用者取下时，回路电流检知单元50将因检测不到电流而送出检知信号予该极性检测单元10，该极性检测单元10将立刻令两开关晶体31、32转为截止，故两切换节点C1、C2将转回自中点。此时使用者若需再重新操作时，两电夹均须先自电瓶A、B取向，尔后再重新夹在电瓶上。请参阅图4所示，为本实用新型详细电路图的一具体实施例，其中该极性检测单元10是利用一微处理器10’构成，于微处理器10’中即内建该表一的比对程序，又该连接于微处理器10’输入端的缓冲电路20主要是利用四个晶体管21～24组成。
该电源供应单元60，是以两组桥式整流器61、62与一齐纳二极管63共同构成，该两组桥式整流器61、62是分别与两电瓶A、B连接，经整流后的电压是输出至该齐纳二极管63，利用齐纳二极管63具有稳压的特性，可提供稳定的直流工作电压予微处理器10’。
而该回路电流检知单元50则以一间歇振荡器构成，该间歇振荡器包括有一感应线圈组51，其一次侧线圈是串接于两电夹组100、200之间，而其二次侧线圈则连接至第一晶体管Q1的射极，该第一晶体管Q1的基极端则通过一电阻R4连接至齐纳二极管63的负端；一分压电阻串，是由三个串接于该齐纳二极管63负端与接地之间的电阻器R1、R2、R3构成，其中电阻R1、R2的串接点F是与该第一晶体管Q1的集极连接；一第二晶体管Q2，其基极端是连接至该电阻R2、R3的串接点G，其射极端为接地，而集极端则连接至微处理器10’的一输入端及该齐纳二极管63的负端。
有关该间歇振荡器的动作如下所述
当两电瓶A、B并无进行输配电操作时，于感应线圈组51的一次侧线圈是无电流通过(即I＝O)，此时振荡电路正常振荡，而第一晶体管Q1的集极有电流流经，此时节点F是呈低电压准位，第二晶体管Q2截止，故微处理器10’是接收到一高电压准位的信号。
而当两电瓶A、B开始进行输配电操作时，于一次侧线圈上有电流流过，此时感应线圈组51的铁芯饱和，故振荡停止，导致节点F的电压准位提高，连带的使第二晶体管Q1导通，故微处理器10’是接收到一低电压准位的信号。该微处理器10’是根据所接收到的电压准位，便可判断出目前两电瓶间的回路导通状态。
综上所述，本实用新型的汽车接电导线装置，其两电夹组于操作之际，使用者已无需刻意区分连接电瓶的极性配置，本身即可自动检测电瓶极性并加以适当切换，使两电瓶之间永保极性正确连接，这样，因极性误接所导致的意外伤害即可加以避免，相较于目前一般所采行的方式，功效已大为提高。
当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型权利要求书的范围内。
权利要求1.一种自动检测暨切换电力极性的汽车接电导线装置，包括有两对电夹，可分别连接至两电瓶，各电夹连接至一保护电路，其特征在于，该保护电路包括有一极性检测单元，其输入端是连接该各电夹，用以检测电夹所连接电瓶的电力极性；一切换单元，是设于该两对电夹之间，其中该切换单元是再通过一驱动单元连接至该极性检测单元的输出端，藉由该极性检测单元的输出信号，可控制该切换单适当动作，进而正确切换两对电夹的连结关系；一回路电流检知单元，是连接于该两对电夹之间，以检知两对电夹是否构成一导通回路，其中该回路电流检知单元是输出一检知信号予该极性检测单元，以检知有无电夹自电瓶上移除；以及一电源供应单元，是提供该极性检测单元所需的工作电压。
2.如权利要求1所述的自动检测暨切换电力极性的汽车接电导线装置，其特征在于，该极性检测单元是以一微处理器构成，于该微处理器的输入端是通过一缓冲电路而连接至各电夹，于该微处理器内是建立一比对程序，以判断出电夹所连接的电瓶的极性状态，进而输出一适当的切换控制信号予该驱动单元。
3.如权利要求1所述的自动检测暨切换电力极性的汽车接电导线装置，其特征在于，该切换单元是由一双刀双投继电器所构成，该继电器具备两组激磁线圈，而通过组成该驱动单元，将可个别决定各激磁线圈的激磁与否；两激磁线圈是个别控制一组切换节点，以控制连接于此两组切换节点上两对电夹的连接关系。
4.如权利要求1所述的自动检测暨切换电力极性的汽车接电导线装置，其特征在于，该回路电流检知单元是由一间歇振荡器所组成，利用两对电夹间所形成的回路电流控制该振荡器的振荡与否，利用振荡器有无存在振荡动作而作为回路状态的检知信号，此检知信号是进一步输出至该极性检测单元中。
5.如权利要求1所述的自动检测暨切换电力极性的汽车接电导线装置，其特征在于，该电源供应单元是以两组桥式整流器及一齐纳二极管组成，两桥式整流器是可分别与两电瓶连接，该齐纳二极管则连接至两桥式整流器的输出端，利用齐纳二极管的稳压特性提供该极性检测单元一稳定的直流工作电压。
6.如权利要求3所述的自动检测暨切换电力极性的汽车接电导线装置，其特征在于，该驱动单元是由两开关晶体组成，两开关晶体是分别控制该双刀双投继电器的两激磁线圈。
7.如权利要求3或6所述的自动检测暨切换电力极性的汽车接电导线装置，其特征在于，该双刀双投继电器是包括有该两激磁线圈；两切换节点，是分别连接至一对电夹的各电夹部；第一输出节点组，是分别连接至另对电夹的各电夹部；第二输出节点组，是与该第一输出节点组呈交错连接。
8.如权利要求4所述的自动检测暨切换电力极性的汽车接电导线装置，其特征在于，该间歇振荡器包括有一感应线圈组，其一次侧线圈是串接于两对电夹之间，而其二次侧线圈则连接至第一晶体管的射极，该第一晶体管的基极端则通过一电阻连接至电源供应单元；一分压电阻串，是由三个串接于该电源供应单元负端与接地之间的电阻器R1、R2、R3构成，其中电阻R1、R2的串接点F是与该第一晶体管的集极连接；一第二晶体管，其基极端是连接至该电阻R2、R3的串接点G，其射极端为接地，而集极端则连接至该极性检测单元的一输入端及该电源供应单元。
专利摘要本实用新型为一种自动检测暨切换电力极性的汽车接电导线装置，是由两对电夹的导线与一保护电路连接，该保护电路主要是由一微处理器、一组线圈驱动电路及一双刀双投继电器构成，微处理器的输入端是分别连该两对电夹，而输出端则通过该组线圈驱动电路控制该双刀双投继电器，其中该双刀双投继电器是设于两对电夹之间；当微处理器检测两对电夹所连接的汽车电瓶极性后，将加以判断电力极性应如何正确连接，据此判断结果控制该双刀双投继电器的切换动作，确保两对电夹的电力极性连接无误。
文档编号H02H11/00GK2574274SQ0225202
公开日2003年9月17日 申请日期2002年8月22日 优先权日2002年8月22日
发明者刘柏材 申请人:刘宪章, 刘柏材