电压检测电路、车辆应急启动电源及电瓶夹的制作方法

1.本技术涉及电路技术领域，尤其是涉及一种电压检测电路、车辆应急启动电源及电瓶夹。


背景技术：

2.车辆一直以来都是人类重要的交通工具之一。目前，市面上的车辆应急启动电源产品，大多采用关闭回路正极的开关方式，此种开关方式的开关模块需要使用较多电子元器件，存在成本高问题。


技术实现要素：

3.本技术公开了一种电压检测电路，能够解决成本高的技术问题。
4.第一方面，本技术提供了一种电压检测电路，所述电压检测电路包括电压检测模块、处理模块、开关模块及负载端口，所述负载端口包括第一正极和第一负极，所述电压检测模块包括隔离传感单元；其中，
5.所述电压检测模块分别与所述第一正极和所述第一负极电连接，用于检测所述第一正极和所述第一负极之间的电压，并根据所述第一正极和所述第一负极之间的电压得到检测信号；
6.所述开关模块分别与所述处理模块及所述第一负极电连接；
7.所述处理模块用于根据所述检测信号控制所述开关模块的导通状态。
8.所述开关模块与所述第一负极电连接，用于控制所述第一负极的所在回路，且所述电压检测模块用于检测所述第一正极和所述第一负极之间的电压值。所述处理模块可以根据所述第一电极与所述第二电极之间的电压，控制所述第一负极所在回路，实现自动的逻辑控制。
9.可选的，所述电压检测电路还包括电源端，所述开关模块还用于与所述电源端的第二负极电连接，所述第一正极与所述电源端的第二正极电连接，其中，
10.所述开关模块开启时，所述第一负极能够通过所述开关模块与所述第二负极实现电连接，以使得所述电源端能够为所述负载端口输出供电。
11.可选的，所述隔离传感单元包括信号发射单元和信号接收单元，所述信号发射单元电连接所述第一正极和所述第一负极，所述信号接收单元电连接所述处理模块；其中，
12.所述信号发射单元用于基于所述第一正极和所述第一负极的电压，生成能够被所述信号接收单元非电气耦合接收的信号，所述信号接收单元用于基于从所述信号发射单元接收的信号，向所述处理模块发送所述检测信号。
13.可选的，所述信号接收单元的负极和所述处理模块的接地端均电连接所述开关模块的一端，所述信号发射单元的负极和所述第一负极电连接所述开关模块的另一端。
14.可选的，所述电压检测模块包括发光单元及感光单元，所述发光单元分别与所述第一正极和所述第一负极电连接，所述感光单元电连接所述处理模块；其中，
15.所述发光单元用于基于所述第一正极和所述第一负极之间的电压发送光信号；
16.所述感光单元用于接收所述光信号，并基于所述光信号产生所述检测信号。
17.可选的，所述电压检测电路还包括驱动模块，所述驱动模块分别与所述处理模块及所述开关模块电连接，所述处理模块还用于向所述驱动模块发送控制信号，以驱动所述开关模块开启。
18.可选的，所述开关模块包括多个nmos晶体管。
19.可选的，在所述处理模块检测到所述第一正极和所述第一负极之间的电压值大于0v的情况下，所述处理模块输出控制信号，以通过所述控制信号使所述开关模块开启。
20.可选的，在所述处理模块检测到所述第一正极和所述第一负极之间的电压值大于或等于预设电压阈值的情况下，所述处理模块输出控制信号，以通过所述控制信号使所述开关模块开启。
21.可选的，在所述处理模块检测到所述第一正极和所述第一负极之间的电压值下降，或下降速率达到预设下降速率的情况下，所述处理模块输出控制信号，以通过所述控制信号使所述开关模块开启。
22.可选的，所述电压检测电路还包括供电模块，所述供电模块分别与所述处理模块及所述第二正极电连接，所述供电模块用于为所述处理模块供电。
23.第二方面，本技术还提供了一种车辆应急启动电源，所述应急启动电源包括如第一方面所述的电压检测电路及电源，所述电源为所述电源端提供电压/电流。
24.第三方面，本技术还提供了一种电瓶夹，所述电瓶夹包括壳体以及如第一方面所述的电压检测电路，所述电压检测电路至少部分结构设置于所述壳体内。
附图说明
25.为了更清楚的说明本技术实施方式中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本技术一实施方式提供的电压检测电路框架示意图。
27.图2为本技术一实施方式提供的电压检测模块电路示意图。
28.图3为本技术一实施方式提供的电压检测模块电路示意图。
29.图4为本技术一实施方式提供的开关模块及驱动模块电路示意图。
30.图5为本技术一实施方式提供的电压检测电路示意图。
31.图6为本技术一实施方式提供的车辆应急启动电源装置示意图。
32.图7为本技术一实施方式提供的电瓶夹示意图。
33.标号说明：检测信号-car_ad、控制信号-mos_en、电压检测电路-1、电压检测模块-11、隔离传感单元-111、信号发射单元-1111、信号接收单元-1112、发光单元-112、感光单元-113、负载端口-12、第一正极121、第一负极122、处理模块-13、开关模块-14、电源端-15、第二正极-151、第二负极-152、驱动模块-16、供电模块-17、车辆应急启动电源2、电源-21、电瓶夹-3、壳体-31、智能电瓶夹-32。
具体实施方式
34.下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本技术中的实施方式，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方式，都属于本技术保护的范围。
35.本技术实施例中所涉及的“电连接”可以包括直接电连接或间接电连接，以及，“连接”可以包括直接连接或间接连接。
36.本技术提供了一种电压检测电路1，请参阅图1，图1为本技术一实施方式提供的电压检测电路框架示意图。所述电压检测电路1包括电压检测模块11、处理模块13、开关模块14及负载端口12，所述负载端口12包括第一正极121和第一负极122，所述电压检测模块11包括隔离传感单元111；其中，所述电压检测模块11分别与所述第一正极121和第一负极122电连接，用于检测所述第一正极121和所述第一负极122之间的电压，并根据所述第一正极121和所述第一负极122之间的电压得到检测信号car_ad；所述开关模块14分别与所述处理模块13及所述第一负极122电连接；所述处理模块13用于根据所述检测信号car_ad控制所述开关模块14的导通状态。
37.相关技术中，如果通过开关关闭所述第一正极121所在的回路，实现关闭电源端向负载端口12输出，此种开关方式，所需要的电子元器件成本可能较大；或者，通过开关关闭所述第一负极122所在的回路，实现关闭电源端向负载端口12输出，此种开关方式导致所述处理模块13无法直接检测到所述第一正极121和所述第一负极122之间的电压，从而无法实现相应的逻辑控制。
38.可以理解的，在本实施方式中，所述开关模块14与所述第一负极122电连接，用于控制所述第一负极122的所在回路，且所述电压检测模块11用于检测所述第一正极121和所述第一负极122之间的电压值。所述处理模块13可以根据所述第一电极与所述第二电极之间的电压，控制所述第一负极122所在回路，实现自动的逻辑控制。
39.在一种可能的实施方式中，请再次参阅图1，所述电压检测电路1还包括电源端15，所述开关模块14还用于与所述电源端15的第二负极152电连接，所述第一正极121与所述电源端15的第二正极151电连接，其中，所述开关模块14开启时，所述第一负极122能够通过所述开关模块14与所述第二负极152实现电连接，以使得所述电源端15能够为所述负载端口12输出供电。
40.具体的，由于所述开关模块14分别与所述第一负极122和所述第二负极152电连接，实现第一负极122和第二负极152之间的通断控制。当所述开关模块14关闭时，所述第一负极122与所述第二负极152不导通，从而使得所述电源端15无法为所述负载端口12供电，达到切断所述电源端15为所述负载端口12供电的效果；当所述处理模块13控制所述开关模块14开启时，所述第一负极122与所述第二负极152导通，以使得所述电源端15为所述负载端口12供电。
41.在一种可能的实施方式中，请一并参阅图2，图2为本技术一实施方式提供的电压检测模块框架示意图。所述隔离传感单元111包括信号发射单元1111和信号接收单元1112，所述信号发射单元1111电连接所述第一正极121和所述第一负极122，所述信号接收单元1112电连接所述处理模块13；其中，所述信号发射单元1111用于基于所述第一正极121和所
述第一负极122的电压，生成能够被所述信号接收单元1112非电气耦合接收的信号，所述信号接收单元1112用于基于从所述信号发射单元1111接收的信号，向所述处理模块13发送所述检测信号。
42.具体的，由于所述信号发射单元1111能够基于所述第一正极121和所述第一负极122的电压，生成能够被所述信号接收单元1112非电气耦合接收的信号，从而使得在所述开关模块14断开的情况下，所述处理模块13仍可以通过所述电压检测模块11检测所述第一正极121和所述第一负极122之间的电压值。
43.示例性地，非电气耦合的方式可以包括光耦合、声耦合、电磁感应耦合等，或者其它不要求所述信号发射单元1111和所述信号接收单元1112共地电气连接的耦合方式，均在本技术实施例的保护范围内。
44.在一种可能的实施方式中，请一并参阅图3，图3为本技术一实施方式提供的电压检测模块电路示意图。所述信号接收单元1112的负极和所述处理模块13的接地端均电连接所述开关模块14的一端，所述信号发射单元1111的负极和所述第一负极122电连接所述开关模块14的另一端。
45.在一种可能的实施方式中，所述信号接收单元1112的负极、所述处理模块13的接地端、所述第二负极152均电连接所述开关模块14的一端，此时，由第二负极152为所述信号接收单元1112和所述处理模块13提供地端；所述信号发射单元1111的负极和所述第一负极122电连接所述开关模块14的另一端。
46.在本实施方式中，请再次参阅图3。所述电压检测模块11包括发光单元112及感光单元113，所述发光单元112分别与所述第一正极121和所述第一负极122电连接，所述感光单元113电连接所述处理模块13；其中，所述发光单元112用于基于所述第一正极121和所述第一负极122之间的电压发送光信号；所述感光单元113用于接收所述光信号，并基于所述光信号产生所述检测信号car_ad。
47.具体的，所述发光单元112作为所述信号发射单元1111，所述感光单元作为所述信号接收单元1112。当所述发光单元112的两端正向电流或电压时，所述发光单元112正常工作发出光线，且可以理解的，所述发光单元112发出的光线的光强，与加载在所述发光单元112两端的正向电流或电压的大小呈正相关，也就是说，所述发光单元112两端的正向电流或电压越大，所述发光单元112发出的光线的光强越大。
48.当所述感光单元113接收光线时，所述感光单元113的内阻减小，且其内阻减小的程度与接收光线的光强呈正相关，也就是说，所述感光单元113接收的光线光强越大，所述感光单元113的内阻越小。
49.在本实施方式中，如图2所示，电压检测模块11还包括分压电阻，所述感光单元113和所述分压电阻串联接地。所述感光单元113的内阻越小，所述感光单元113与所述分压电阻电连接的一端电压值越大，从而使得所述感光单元113一端产生的所述检测信号car_ad的电压值越大，也就是说，所述检测信号car_ad的电压值与所述感光单元113的内阻呈反相关。
50.可以理解的，在本实施方式中，通过所述发光单元112及所述感光单元113，即使在所述第一负极122与所述第二负极152未导通的情况下，也就是所述开关模块14关断时，也能够将所述第一正极121与所述第一负极122之间的电压值通过所述电压检测模块11耦合
至所述处理模块13。在其他可能的实施方式中，本技术实施例对所述电压检测模块11的电路不加以限制。
51.在一种可能的实施方式中，发光单元112可以包括发光二极管，感光单元113可以包括光敏二极管。
52.在一种可能的实施方式中，请再次参阅图1，所述电压检测电路1还包括驱动模块16，所述驱动模块16分别与所述处理模块13及所述开关模块14电连接，所述处理模块13还用于向所述驱动模块16发送控制信号mos_en，以驱动所述开关模块14开启。
53.需要说明的是，在电路中，所述开关模块14可以采用晶体管或继电器作为主要的电子元器件之一，为了实现自动的逻辑控制，所述电压检测电路1还包括所述驱动模块16，当所述处理模块13还向所述驱动模块16发送控制信号mos_en时，所述驱动模块16可用于驱动所述开关模块14开启。
54.在一种可能的实施方式中，所述开关模块14包括一个或多个场效应管(mosfet，mos)。
55.在一种可能的实施方式中，所述开关模块14包括一个或多个nmos管。在一种可能的实施方式中，请一并参阅图4，图4为本技术一实施方式提供的开关模块及驱动模块电路示意图。所述开关模块14包括多个nmos晶体管。
56.需要说明的是，本技术提供的电路图中，相同标号所代表的节点是电连接在一起的，例如gnd、bat+等。在各个附图中，car+为所述第一正极121，car-为所述第一负极122，bat+为所述第二正极151，gnd为所述第二负极152，在下文中将不再赘述。
57.具体的，由于所述车辆上电的一瞬间电流较大，因此，在本实施方式中，所述开关模块14包括多个并联的nmos晶体管，使得上电电流分散于多个并联的nmos晶体管，从而避免过大的上电电流对所述开关模块14中的电子元器件造成损坏。
58.在本实施方式中，所述开关模块14采用nmos晶体管，nmos晶体管与pmos晶体管的区别在于，nmos晶体管的导通电阻小，且易于制造。可以理解的，所述开关模块14采用nmos晶体管，可以进一步减少所述电压检测电路1的物料成本。
59.在一种可能的实施方式中，在所述处理模块13检测到所述第一正极121和所述第一负极122之间的电压值大于0v的情况下，所述处理模块13输出控制信号mos_en，以通过所述控制信号mos_en使所述开关模块14开启。
60.如此，当所述处理模块13能够检测到负载端口12的所述第一正极121和所述第一负极122之间的电压值大于0v时，也就是说，此时负载端口12接入负载设备(如车辆电瓶)，负载设备两端向所述第一正极121和所述第一负极122提供电压，驱动所述发光单元112发光，使得所述感光单元113向所述处理模块13发送相应的检测信号car_ad。这时，所述处理模块13可以控制所述开关模块14开启，使得所述电源端15向所述负载端口12输出供电，从而为所述负载端口12所连接的负载设备供电。
61.在一种可能的实施方式中，在所述处理模块13检测到所述第一正极121和所述第一负极122之间的电压值大于或等于预设电压阈值的情况下，所述处理模块13输出控制信号mos_en，以通过所述控制信号mos_en使所述开关模块14开启。
62.如此，当所述处理模块13检测到所述第一正极121和所述第一负极122之间的电压值大于或等于预设电压阈值时，所述处理模块13控制所述开关模块14开启，使得所述电源
端15向负载端口12输出供电，从而为所述负载端口12供电。预设电压阈值可以基于所述负载端口12连接的负载设备的工作电压设定，例如，预设电压阈值可以为7v、8v、9v、9.5v或10v。当负载设备为车辆电瓶时，负载设备达到预设电压阈值才允许所述电源端15向所述负载端口12连接的负载设备输出供电，这样保证车辆启动后能够利用自身的电瓶正常工作。
63.可以理解的，在其他可能的实施方式中，所述预设电压阈值可以随实际情况发生变化，所述预设电压阈值的变化可以是静态的，也可以是动态的。所述处理模块13控制所述驱动模块16的逻辑也可以是不同的，本技术对此不加以限制。
64.在一种可能的实施方式中，在所述处理模块13检测到所述第一正极121和所述第一负极122之间的电压值下降，或下降速率达到预设下降速率的情况下，所述处理模块13输出控制信号mos_en，以通过所述控制信号mos_en使所述开关模块14开启。
65.如此，当所述第一正极121和所述第一负极122之间的电压值下降，或下降速率达到预设下降速率时，表明所述车辆出现掉电的情况，车辆可能正在进行打火操作，此时，所述处理模块13控制所述开关模块14开启，使得所述电源端15为所述负载端口12供电，从而为所连接的所述车辆供电，为车辆启动提供电能。这样，所述处理模块13在检测到车辆打火时允许向车辆提供电能，实现供电的智能化，又节约用电。
66.在一种可能的实施方式中，当所述第一正极121和所述第一负极122之间的电压值小于电源端的电压值时，所述处理模块13向所述驱动模块16发送所述控制信号，以驱动所述开关模块14开启。如此，可以避免所述第一正极121和所述第一负极122所连接的负载设备向电源端15的电源倒灌电流。
67.在一种可能的实施方式中，请再次参阅图1，所述电压检测电路1还包括供电模块17，所述供电模块17分别与所述处理模块13及所述第二正极151电连接，所述供电模块17用于为所述处理模块13供电。
68.一示例，所述电源端15提供的电流或电压通常较大，无法直接为所述处理模块13等直接供电，因此，需要所述供电模块17对所述电源端15提供的电流或电压进行调压处理。在本实施方式中，所述供电模块17与所述第二正极151电连接，所述第二正极151提供的电压值通过所述供电模块17降至5v，并传输至所述处理模块13，以使得所述处理模块13正常工作。又一示例，电源端15提供的电流或电压可能不稳定，供电模块可以对电源端15提供的电流或电压进行稳压处理，以向所述处理模块13提供稳定的电流或电压。此外，供电模块17也可以是上述两个示例的结合。
69.可以理解的，在其他可能的实施方式中，只要不影响所述处理模块13正常工作，例如，额外提供电源为所述处理模块13供电，本技术对所述供电模块17的设置方式不加以限制。
70.在一种可能的实施方式中，请一并参阅图5，图5为本技术一实施方式提供的电压检测电路示意图。需要说明的是，图5中出现的电子元器件及电连接方式仅仅为本技术提供的一种实施方式，并不代表本技术限制了所述电压检测电路1的电路结构。
71.其中，u3为所述隔离传感单元111，r15为限流电阻，d4为防反二极管。当car+和car-正向连接至负载设备时，u3内部的所述发光单元112开启工作，当car+和car-之间的电压越高，则内部所述发光单元112的光强越大，接收的所述感光单元113导通越良好，内阻越小。所述感光单元113和r14分压后，输出所述检测信号car_ad电压信号，所述检测信号car_
ad电压正比于car+电压值。所述处理模块13通过检测所述检测信号car_ad电压大小即可判断负载设备的电压值大小。所述处理模块13根据不同负载设备的电压值输出不同的控制逻辑，用于输出所述控制信号mos_en信号，使得回路负端的所述开关模块14开启或关闭。
72.在一种可能的实施方式中，处理模块13可以包括驱动板、微处理器、其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件中的一种或多种组件。其中，驱动板可以包括是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
73.本技术还提供了一种车辆应急启动电源2，请一并参阅图6，图6为本技术一实施方式提供的车辆应急启动电源装置示意图。所述车辆应急启动电源2包括如上文所述的电压检测电路1及电源21，所述电源21为所述电源端15提供电压或电流。具体的，所述电压检测电路1请参阅上文描述，在此不再赘述。
74.本技术还提供了一种电瓶夹3，请一并参阅图6及图7，图7为本技术一实施方式提供的电瓶夹示意图。所述电瓶夹3包括壳体31以及如上文所述的电压检测电路1，所述电压检测电路1至少部分结构设置于所述壳体31内。
75.具体的，所述电瓶夹3还包括两个夹子32，所述两个夹子32中，一个为正极夹子，用于夹设于负载设备(如汽车电瓶)的正极，另一个为负极夹子，用于夹设于负载设备的负极。可以理解的，在其他可能的实施方式中，电瓶夹3还可以是其他结构，本技术对此不加以限制。
76.本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本技术的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式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技术的限制。