一种汽车启动电源接线夹脱落保护与反接保护系统及方法与流程

本发明涉及汽车启动电源接线夹脱落检测技术，特别涉及一种汽车启动电源接线夹脱落保护与反接保护系统及方法。

背景技术：

汽车电源接线夹的故障通常会对汽车的启动造成严重的影响，一般的状况包括启动电压不足、启动电压过高以及出现反接的状况，如果在启动之前不做判断，会造成机械或者电气故障。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种汽车启动电源接线夹脱落保护与反接保护系统及方法。

本发明采用如下技术方案：

一种汽车启动电源接线夹脱落保护与反接保护系统，包括内部电池、开关电路、接入装置、接线夹、mcu控制电路、外部电池检测分压电路、输出接线夹电流检测电路以及防反接保护电路，所述内部电池通过开关电路连接接入装置，所述接入装置连接接线夹，在开关电路的前端设置有mcu控制电路、所述外部电池检测分压电路接在所述开关电路和接入装置之间，所述接入装置连接输出接线夹电流检测，所述防反接保护电路与mcu控制电路连接。

本发明还提供了一种汽车启动电源接线夹脱落保护与反接保护方法，包括如下步骤：

步骤1：开机后，按打火键进入打火状态，接入装置判断接入的状态，既“正常接入”/“反接”，若“正常接入”则执行步骤2，反之，执行步骤5；

步骤2：若接入装置与接线夹“正常接入”，外部电池检测电路动作，判断外部电池的分压电压信号，并将该分压电压信号传递给mcu控制电路；

步骤3：mcu控制电路判断该分压电压的阈值范围，并与mcu控制电路内设定的标准阈值进行比较，得出比较结果；

步骤4：根据步骤3中得到的比较结果，进行如下操作指令：

s1：若检测结果落入标准阈值，接入装置与接线夹正常导通；

s2：若检测结果低于标准阈值，则开关电路接通，接入装置与接线夹接入，内部电池向外部电池充电，此时，输出接线夹电流检测电路实时检测接线夹的通断；

s3：若检测结果高于标准阈值，mcu控制电路控制开关电路反复接通和断开，用于判断接入状况；

步骤5：若接入装置与接线夹“反接”，防反接保护电路动作，由mcu控制电路控制开关电路断开。

进一步地，所述标准阈值的电压为2～13.2v。

进一步地，所述步骤2中s2的执行步骤如下：如果外部电池电压比内部电池电压低时，内部电池将会对外部电池时行充电，此时输出接线夹电流检测电路输出电流采样电阻为内部电池输出的负极线两端的压降，经过运放ic5外围电路进行放大，放大后的信号v5送到mcu控制电路的检测端口，通过检测内部电池对外部所接的外部电池放电电流的大小，来判断打火接线夹是否脱落；v5的值大于0.05v时，判断为打火接线夹连接正常，所对应的放电电流值为1-3a之间，即对外部电池放电电流大于1-3a之间时，开关电路一直保持吸合，接线夹连接正常，可正常进行汽车打火，当打火夹脱落时，内部电池对外放电电流为0a，v5的电压为0v，mcu控制电路的relay输出控制脚输出低电平，q13截止，开关电路不工作，打火功能关闭。

进一步地，所述步骤2中s3的执行步骤如下：外部电池电压比内部电池电压高或相近时，外部电池对外电的电流将会小于1-3a以下，v5的值小于0.05v，此时mcu控制电路控制开关电路关闭0.5秒，然后再吸合3秒，如此一直反复循环检测接线夹是否脱落，在这检测期间如果接线夹脱落，则开关电路关闭输出，如果接线夹一直未脱落，检测5分钟后自动关机。

进一步地，所述步骤4的执行步骤如下：开机后，按打火按键进入打火状态时，接入装置所接的打火夹如果与外部电池的正负板连接相反时，d16正向导通，光耦ic7导通，mcu控制电路的resvese反接信号检测端口将会被拉低到0电平，此时mcu关闭k1,打火功能也法开启；当打火夹与外部电池正确连接时，d16/ic7反偏不导通，mcu控制电路检测resvese信号为5v高电平，打火功能可正常开启。

本发明提供的技术方案可以有效的检测外部电源的电压状况，并依据外部电源的电压状况进行不同的操作动作，保障正常的启动，于此同时，本发明还提供了一种防反接的保护措施，可防止反接造成的电气故障。

附图说明

图1为本发明系统的框架原理图图；

图2为本发明中接线夹脱落保护电路的工作原理图；

图3为本发明中防反接保护电路的工作原理图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

参照图1至图3，本发明公开了一种汽车启动电源接线夹脱落保护与反接保护系统，包括内部电池1、开关电路2、接入装置3、接线夹4、mcu控制电路5、外部电池检测分压电路6、输出接线夹电流检测电路7以及防反接保护电路8，所述内部电池1通过开关电路2连接接入装置3，所述接入装置3连接接线夹4，在开关电路2的前端设置有mcu控制电路5、所述外部电池检测分压电路6接在所述开关电路2和接入装置3之间，所述接入装置3连接输出接线夹4电流检测，所述防反接保护电路8与mcu控制电路5连接。

本发明还提供了一种汽车启动电源接线夹脱落保护与反接保护方法，包括如下步骤：

步骤1：开机后，按打火键进入打火状态，接入装置3判断接入的状态，既“正常接入”/“反接”，若“正常接入”则执行步骤2，反之，执行步骤5；

步骤2：若接入装置3与接线夹4“正常接入”，外部电池检测电路动作，判断外部电池的分压电压信号，并将该分压电压信号传递给mcu控制电路5；

步骤3：mcu控制电路5判断该分压电压的阈值范围，并与mcu控制电路5内设定的标准阈值进行比较，得出比较结果；

步骤4：根据步骤3中得到的比较结果，进行如下操作指令：

s1：若检测结果落入标准阈值，接入装置3与接线夹4正常导通；

s2：若检测结果低于标准阈值，则开关电路2接通，接入装置3与接线夹4接入，内部电池1向外部电池充电，此时，输出接线夹电流检测电路7实时检测接线夹4的通断；

s3：若检测结果高于标准阈值，mcu控制电路5控制开关电路2反复接通和断开，用于判断接入状况；

步骤5：若接入装置3与接线夹4“反接”，防反接保护电路8动作，由mcu控制电路5控制开关电路2断开。

进一步地，所述标准阈值的电压为2～13.2v。

进一步地，所述步骤2中s2的执行步骤如下：如果外部电池电压比内部电池1电压低时，内部电池1将会对外部电池时行充电，此时输出接线夹电流检测电路7输出电流采样电阻为内部电池1输出的负极线两端的压降，经过运放ic5外围电路进行放大，放大后的信号v5送到mcu控制电路5的检测端口，通过检测内部电池1对外部所接的外部电池放电电流的大小，来判断打火接线夹4是否脱落；v5的值大于0.05v时，判断为打火接线夹4连接正常，所对应的放电电流值为1-3a之间，即对外部电池放电电流大于1-3a之间时，开关电路2一直保持吸合，接线夹4连接正常，可正常进行汽车打火，当打火夹脱落时，内部电池1对外放电电流为0a，v5的电压为0v，mcu控制电路5的relay输出控制脚输出低电平，q13截止，开关电路2不工作，打火功能关闭。

进一步地，所述步骤2中s3的执行步骤如下：外部电池电压比内部电池1电压高或相近时，外部电池对外电的电流将会小于1-3a以下，v5的值小于0.05v，此时mcu控制电路5控制开关电路2关闭0.5秒，然后再吸合3秒，如此一直反复循环检测接线夹4是否脱落，在这检测期间如果接线夹4脱落，则开关电路2关闭输出，如果接线夹4一直未脱落，检测5分钟后自动关机。

进一步地，所述步骤4的执行步骤如下：开机后，按打火按键进入打火状态时，接入装置3所接的打火夹如果与外部电池的正负板连接相反时，d16正向导通，光耦ic7导通，mcu控制电路5的resvese反接信号检测端口将会被拉低到0电平，此时mcu关闭k1,打火功能也法开启；当打火夹与外部电池正确连接时，d16/ic7反偏不导通，mcu控制电路5检测resvese信号为5v高电平，打火功能可正常开启。

参照图2和图3，本发明提供了如下实施例：

实施例1：

接线夹4脱落保护电路工作原理分析：开机后，按打火按键进入打火状态时，j5所接的打火夹正确连接到外部电池，由电阻r95和电阻r94组成的外部电池检测分压电路6，分压电压out-check送给mcu控制电路5判断外部所接的外部电池电压是否在正常的打火范围内（2-13.2v），当检测到外部所接外部电池电压低于或高于正常打火的范围值是，mcu控制电路5的relay输出控制脚输出低电平，q13截止，k1不工作，bat1正极与j5断开，打火功能关闭。当外部电池电压在2-13.2v之间时，k1吸合，bat1与j5接通，打火功能开启，k1吸合后：

①如果外部电池电压比产品内部电池1bat1电压低时，bat1将会对外部电池时行充电，此时输出接线夹电流检测电路7由运放ic5，电阻r99、电阻r98、电阻r40、电阻r112、电阻r48、电容c41、电容c17、电容c40、电容c42元件组成，输出电流采样电阻为电池bat1输出的负极线两端的压降，即采样上图中的b点和a点之间的压降，经过运放ic5等外围电路进行放大，放大后的信号v5送到mcu控制电路5的ad检测端口，通过检测电池bat1对外部所接的外部电池放电电流的大小，来判断打火接线夹4是否脱落。v5的值大于0.05v时，判断为打火接线夹4连接正常，所对应的放电电流值为1-3a之间，即对外部电池放电电流大于1-3a之间时，继电器k1一直保持吸合，接线夹4连接正常，可正常进行汽车打火，当打火夹脱落时，bat1对外放电电流为0a，v5的电压为0v，mcu控制电路5的relay输出控制脚输出低电平，q13截止，k1不工作，打火功能关闭。

②如果外部电池电压比内部电池1bat1电压高或相近时，bat1对外电的电流将会小于1-3a以下，v5的值小于0.05v，此时mcu控制电路5控制继电器k1关闭0.5秒，然后再吸合3秒，如此一直反复循环检测接线夹4是否脱落，在这检测期间如果接线夹4脱落，测继电器k1关闭输出，如果接线夹4一直未脱落，检测5分钟后自动关机。

防反接保护电路8工作原理分析：防反接保护电路8由光耦ic7/d16，电阻r90、电阻r97组成，开机后，按打火按键进入打火状态时，j5所接的打火夹如果与外部电池的正负板连接相反时，d16正向导通，光耦ic7导通，mcu控制电路5的resvese反接信号检测端口将会被拉低到0电平，此时mcu控制电路5关闭继电器k1,打火功能也法开启。当打火夹与外部电池正确连接时，d16/ic7反偏不导通，mcu控制电路5检测resvese信号为5v高电平，打火功能可正常开启。

本发明提供的技术方案可以有效的检测外部电源的电压状况，并依据外部电源的电压状况进行不同的操作动作，保障正常的启动，于此同时，本发明还提供了一种防反接的保护措施，可防止反接造成的电气故障。

以上对本发明实施例所公开的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。