專利名稱：電池低電壓保護器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種應用在汽車或摩托車上利用電子技術來分析電池電壓下降是快速還是緩慢的而作出保護，以避免電池過量放電的電池低電壓保護器。
背景技術：
汽車、摩托車的普遍使用，雖然給外出的人們帶來了很多方便，但在使用過程中也經常會出現下列問題車主或司機在泊車后忘記關掉車內或車外的電器，如車內的照明燈或車外的泊車燈，如此將導致在停泊一段時間后，車主或司機再想激活引擎時，就會發覺汽車或摩托車中的電池已不能提供足夠的電力來激活引擎，而一但出現此問題，就需要請求維修服務或另買一組新電池，這樣不僅給司機或車主帶來諸多不便，而且會帶來更多的額外支出(包括時間和金錢支出)。
為了解決上述問題，目前市面上已出現了多種電池電壓保護器如美國專利第US 5200877號名稱為“Battery protection system”中公開的一組電動開關設計及其控制流程，此產品在使用過程中不管電池的電壓下降是快還是慢，均會等待一段時間后再驗查電壓是否低于預定值，若低于預定值才會切斷電池與負載(以下均為汽車、摩托車內部電器、發動機或車外耗電器材)的連接，而這種產品在等待的時間內，若電池電流輸出很大，極易迅速耗盡電池的容量，無法實現保護電池的目的，另外，此專利中的產品于電池與負載斷開時，電動開關部分仍與電池連接，仍使電池處于放電狀態，因此仍有可能耗盡電池的電量，導致無法啟動發電機。
美國專利第US 6424511號名稱為“Automotive battery disconnectdevice”中公開的一組電動開關設計、原理及控制器同樣存在電池與負載斷開時沒有完全斷開電池正極，仍處于放電狀態的問題。
美國專利第US 4493001號名稱為“Motor vehicle battery rundownprotection system”中公開的一組電動開關和控制器的電路設計和原理也同樣存在電池與負載斷開時沒有完全斷開電池正極，仍處于放電狀態的問題，另外此專利中的產品還存在安裝時不夠方便的問題。
美國專利第US 5272380名稱為“Electrical supply control system fora motor vehicle”公開的產品也存在安裝不方便及斷開電池與負載后電池還連接有其它耗電器材的問題。
美國專利第US 5315228號名稱為“Battery charge monitor and fuelgauge”中公開的產品主要存在無法分辯電壓是快速下降還是緩慢下降，從而導致無法正常啟動發動機的問題。
另外，上述所述產品均沒有安裝給用戶在安裝后立刻測試是否處于正常工作狀態及用戶了解現時狀態的測試裝置與顯示裝置。
為此，本發明中的創作人憑借其多年從事相關行業的經驗與實踐，并經潛心研究與開發，終于創造出一種能夠有效克服上述問題的電池低電壓保護器。
發明內容
本發明的主要目的在于提供一種電池低電壓保護器，該電池低電壓保護器可以徹底切斷電池的所有耗電器，確保電池的電壓，同時安裝很方便，而且該電池低電壓保護器可以根據下降電壓的快慢來判斷是否斷開電池。
本發明的另一目的在于提供一種電池低電壓保護器，該電池低電壓保護器可以在安裝后進行工作測試及顯示其是否處理正常工作狀態的顯示裝置。
本發明中的電池低電壓保護器延伸出三根導線，其中輸入端經開關推動組、導線與電池的正極連接，輸出端通過導線與負載連接，接地端通過導線與電池負極及車體連接；所述電池低電壓保護器包括有下跌電壓積分電路、電壓感應器、時間開關控制電路及開關推動組
所述下跌電壓積分電路隨著電池的電壓下降而下降，上升而上升，并可分辯電池電壓是快速下降還是慢速下降，同時將該電壓信號輸出至電壓感應器；所述電壓感應器用于感應下跌電壓積分電路輸出的電壓信號，并與一預定電壓值比較后將電壓信號輸出至開關推動組；所述時間開關控制電路用于控制電池電壓保護器延遲一段時間才開始電壓驗查工作；所述開關推動組用于連接與斷開下跌電壓積分電路、負載與電池正極間的連接，以徹底斷開與電池正極連接的所有耗電器材。
所述下跌電壓積分電路包括有一個電壓下降滯后電池電壓下降小于一分鐘時間的二極管，該二極管串連著一組電子零件，這組電子零件為兩個串連的電阻及一個并聯的電容，在兩個電阻之間的電壓為下跌電壓積分電路的電壓輸出信號。
所述電壓感應器位于下跌電壓積分電路與開關推動組之間，該電壓感應器感應到下跌電壓積分電路輸出的電壓信號等于預設電壓值時，立即將電壓信號通過一三極管控制開關推動組斷開。
所述時間開關控制電路可臨時關掉電壓感應器的電壓信號輸出維特約八至十五分鐘，讓電池低電壓保護器不會影響司機或車主激活引擎。
所述時間開關控制電路包括有與一三極管(Q2)串接的兩電阻(R5、R4)、一二極管(D2)及一電容(C2)，其中電阻(R5)與二極管(D2)并聯后再與電阻(R4)串接。
所述電池低電壓保護器與下跌電壓積分電路并聯連接有一顯示裝置，該顯示裝置為一指示燈(D3)。
所述電池低電壓保護器于下跌電壓積分電路與電壓感應器之間連接有一測試開關(SW2)，當測試開關(SW2)閉合時，直接輸出一低于預定電壓值的電壓信號給電壓感應器，由電壓感應器控制開關推動組斷開電池的正極。
本發明中的電池低電壓保護器利用下跌電壓積分電路中的電容來隨電池的電壓變化而變化，且在電池電壓快速下降時具有小于一分鐘時的滯后，從而可以確保發動機啟動時導致電池電壓下降而保護器不會斷開開關推動組的問題。
本發明中的電池低電壓保護器借助于開關推動組的連接方式改變，而使電池與負載斷開后沒有任何耗電器材，確保電池處于完全斷電狀態，確保激活引擎所需的電壓。
另外，本發明中的電池低電壓保護器借助于顯示裝置與測試裝置的設置，可以在安裝完成后對保護器進行測試，以便確保安裝準確，同時可以明確看出保護器是否處于正常工作狀態。
圖1是本發明中電池低電壓保護器的功能結構框圖；圖2是本發明中電池低電壓的運作流程圖；圖3是本發明電池低電壓保護器的電路原理圖。
具體實施例方式
如圖1所示，本發明中的電池低電壓保護器延伸出有三根導線A、B、C，其中輸入端的導線A與電池101正極連接，輸出端的導線B與汽車電器系統及發電機103(也可以是摩托車電器系統及發電機)連接，接地端導線C與車體及電池101的負極連接。
如圖1所示，電池低電壓保護器107包括有下跌電壓積分電路106(簡稱積分器)、電壓感應器108、時間開關控制電路104、開關推動組105、顯示裝置和測試裝置113。
如圖3所示，積分器106的主要功能是驗查電池101的電壓，并隨著電池101電壓的上升而上升，下降而下降，同時將該變化的電壓信號輸出至電壓感應器108。該積分器106由一組二極管D1和電容C1及兩個電阻R1、R2組成，當電池101的電壓下跌時，電容C1的電壓(電阻R1、R2之間的電壓)也隨之下跌，且電容C1跟著下降的電壓下降約需小于一分鐘的時間。所以電池101的電壓變化較快時，積分器106需要一段時間才能接近電池101的電壓，即電池101快速下降電壓后需等待一分鐘的時間才會控制開關推動組105斷開電池101，而在這一分鐘的時間內可以激活汽車或摩托車的發動機，并快速地對電池101進行充電，如此可以確保電池101的電壓，并進一步使電池101的電壓上升，隨之下跌電壓積分電路106中的電壓也隨著上升；而當電池101的電壓下降速度較慢時，積分器106會跟電池101的電壓下降速度相同。因此，當電池101的電壓緩慢下降時，積分器106的電壓同時隨著下降，并將該變化的電壓信號輸出至電壓感應器108，由電壓感應器108控制開關推動組105斷開電池101的正極。
電壓感應器108位于下跌電壓積分電路106與開關推動組105之間，而開關推動組105位電池低電壓保護器107與電池101的正極之間，電壓感應器108主要用于接收積分器106輸出的電壓信號，并立即發出信號經三極管Q2、電阻R3、三極管Q1到開關推動組105，瞬間關掉電源。該電壓感應器108可使用SeikoInstrument公司生產的、型號為S-808/9系列的芯片。
開關推動組105包括有推動電路和電磁力輔助開關，其中推動電路采用市售成熟產品，而電磁力輔助開關一般采用Omron公司生產的型號為A8G的開關或Matsushita公司生產型號為AJ8R的開關，由于該開關推動組位于電池低電壓保護器107與電池101正極之間，因此只要斷開開關推動組105，即可完全斷開電池101的所有耗電器材。
時間開關控制電路104由電容C2、電阻R5、R4、二極管D2、三極管Q2組成，其中三極管Q2串接兩電阻R5、R4、二極管D2及電容C2，而電阻R5與二極管D2并聯后再與電阻R4串接。該時間開關控制電路可以暫停電池低壓保護器107約八至十五分鐘時間的功能，以便司機或車主可利用這段時間激活引擎。如果在八至十五分鐘后引擎仍未激活，本發明中的電池低電壓保護器107會自動恢復低電壓保護功能。
顯示裝置為一與下跌電壓積分電路106并聯連接的指示燈D3。
測試裝置113為一連接在下跌電壓積分電路106與電壓感應器108之間的測試開關SW2及電阻，當測試開關SW2閉合時，直接輸入一低于預定電壓值的電壓信號給電壓感應器108，由電壓感應器108輸出信號經三極管Q2、電阻R2、三極管Q1后控制開關推動組105斷開電池101的正極。
如圖2所示，本發明中電池低電壓保護器的運作流程如下當電池低電壓保護器107通過三導線A、B、C分別與電池101、汽車中電器系統、發電機103及接地(電池負極)連接后，處于正常工作狀態，首先驗查電池101的電壓是否等于或低于下跌電壓積分電路106的電壓，如果是，下跌電壓積分電路106的電壓隨之下降，并且由下跌電壓積分電路106將電壓信號傳輸至電壓感應器108，由電壓感應器108將該電壓信號與預定電壓值(如11.7V)進行比較，若等于或低于該預定電壓值，就立刻激活開關推動組105關閉電池101，否則繼續驗查電池101的電壓。
在上述過程中，若電池101的電壓下降速度較為緩慢時，下跌電壓積分電路106與電池101電壓下降的速度一致，因此可以立即通過電壓感應器108激活開關推動組105，斷開電池101的正極；若電池101的電壓下降速度為快速狀態(如發動機的啟動)時，下跌電壓積分電路106的電壓會滯后不到一分鐘的時間，因此，電壓感應器108不會在電池101電壓下降的同時控制開關推動組105關閉電池101的正極，而當等到下跌電壓積分電路106的電壓也下降時，發動機103已被啟動，使電池101的電壓上升，從而下跌電壓積分電路106的電壓也隨之上升，故開關推動組105不會斷開電池101的正極，保證汽車內部的電器系統及發動機103正常工作。
在上述電池低電壓的運作過程中，若由于電池101的電壓緩慢下降，而導致電池低電壓保護器107的開關推動組105斷開電池101的正極后，車主或司機可以直接按壓開關推動組105，使電池與電池低電壓保護器及汽車電器系統、發動機，并立即激活引擎，此時，電池低電壓保護器中的時間開關控制電路可以延遲保護器進行斷電工作八至十五分鐘，以便有足夠的時間激活引擎。
本發明中的電池低電壓保護器由于安裝有顯示裝置與測試裝置，從而可以通過顯示裝置明確看出保護器是否處于正常工作狀態，即當保護器的顯示燈亮時可以明確知道電池101具有足夠的電量，而當顯示燈滅掉時，可以直接推回開關推動組105，再激活引擎。
另外，本發明中的電池組低電壓保護器由于安裝有測試裝置113，從而可在任何時間對保護器進行測試，而測試時，只需按壓測試開關SW2，即可提供一低于預定電壓值的電壓信號給電壓感應器108，由電壓感應器108控制開關推動組105斷開電池101，而需要恢復時只需將開關推動組105推回閉合狀態即可。
綜上所述，本發明中的電池低電壓保護器確實能夠實現本發明的目的，有效改善目前電池電壓保護器所存在的問題，而且本發明中的保護器結構更為簡單，安裝更為方便。
權利要求
1.一種電池低電壓保護器，延伸出三根導線，其特征在于所述電池低電壓保護器的輸入端經開關推動組、導線與電池的正極連接，輸出端通過導線與負載連接，接地端通過導線與電池負極及車體連接；所述電池低電壓保護器包括有下跌電壓積分電路、電壓感應器、時間開關控制電路及開關推動組，其中所述下跌電壓積分電路隨著電池的電壓下降而下降，上升而上升，并可分辯電池電壓是快速下降還是慢速下降，同時將該電壓信號輸出至電壓感應器；所述電壓感應器用于感應下跌電壓積分電路輸出的電壓信號，并與一預定電壓值比較后將電壓信號輸出至開關推動組；所述時間開關控制電路用于控制電池電壓保護器延遲一段時間才開始電壓驗查工作；所述開關推動組用于連接與斷開下跌電壓積分電路、負載與電池正極間的連接，以徹底斷開與電池正極連接的所有耗電器材。
2.根據權利要求1中所述的電池低電壓保護器，其特征在于所述下跌電壓積分電路包括有一個電壓下降滯后電池電壓下降小于一分鐘時間的二極管，該二極管串連著一組電子零件，這組電子零件為兩個串連的電阻及一個并聯的電容，在兩個電阻之間的電壓為下跌電壓積分電路的電壓輸出信號。
3.根據權利要求1中所述的電池低電壓保護器，其特征在于所述電壓感應器位于下跌電壓積分電路與開關推動組之間，該電壓感應器感應到下跌電壓積分電路輸出的電壓信號等于預設電壓值時，立即將電壓信號通過一三極管控制開關推動組斷開。
4.根據權利要求1中所述的電池低電壓保護器，其特征在于所述開關推動組為電磁力輔助開關。
5.根據權利要求1中所述的電池低電壓保護器，其特征在于所述時間開關控制電路可臨時關掉電壓感應器的電壓信號輸出維特約八至十五分鐘，讓電池低電壓保護器不會影響司機或車主激活引擎。
6.根據權利要求1或5中所述的電池低電壓保護器，其特征在于所述時間開關控制電路包括有與一三極管(Q2)串接的兩電阻(R5、R4)、一二極管(D2)及一電容(C2)，其中電阻(R5)與二極管(D2)并聯后再與電阻(R4)串接。
7.根據權利要求1中所述的電池低電壓保護器，其特征在于所述電池低電壓保護器與下跌電壓積分電路并聯連接有一顯示裝置，該顯示裝置為一指示燈(D3)。
8.根據權利要求1中所述的電池低電壓保護器，其特征在于所述電池低電壓保護器于下跌電壓積分電路與電壓感應器之間連接有一測試開關(SW2)，當測試開關(SW2)閉合時，直接輸出一低于預定電壓值的電壓信號給電壓感應器，由電壓感應器控制開關推動組斷開電池的正極。
9.根據權利要求1中所述的電池低電壓保護器，其特征在于所述電壓感應器使用Seiko Instrument公司生產的、型號為S-808/9系列的芯片。
10.根據權利要求1或4中所述的電池低電壓保護器，其特征在于所述開關推動組包括有推動電路和開關，其中開關采用Omron公司生產的型號為A8G的開關或Matsushita公司生產型號為AJ8R的開關。
全文摘要
一種電池低電壓保護器的輸入端經開關推動組與電池的正極連接，輸出端與負載連接，接地端與電池負極及車體連接；該電池低電壓保護器包括有下跌電壓積分電路、電壓感應器、時間開關控制電路及開關推動組，下跌電壓積分電路隨著電池的電壓下降而下降，上升而上升，并可對電壓是快速下降還是慢速下降進行區別與判斷，同時將該電壓信號輸出至電壓感應器；電壓感應器用于感應下跌電壓積分電路的電壓，并與一預定電壓值比較后將電壓信號輸出至開關推動組；時間開關控制電路用于控制電池電壓保護器單元延遲一段時間才開始電壓驗測工作；開關推動組用于連接與斷開下跌電壓積分電路、負載與電池正極間的連接。
文檔編號H02JGK1551446SQ20041000437
公開日2004年12月1日 申請日期2004年2月17日 優先權日2003年5月12日
發明者盧家裕 申請人:御亞香港有限公司