一種雙電源切換控制裝置的制作方法

本發明涉及智能控制技術領域，尤其涉及一種雙電源切換控制裝置。

背景技術：

在過去的近十年時間里，中國專用汽車年產量從18萬輛增至164萬輛，中國專用汽車行業已進入快速發展時期，未來一定時期內還將維持高位需求。

據統計2009年全國汽車產量突破1300萬輛，成為世界最大的汽車生產國和消費國；其中商用車產銷量突破330萬輛，同比增長逾30％；運輸和施工作業等專用汽車亦連續三年產銷量超過150萬輛，2009年專用汽車總產量已超過164萬輛，在全部載貨汽車產量中的比重超過55％，載貨汽車專用化率上升速度很快，專用汽車產品的品種也由2000年的1337個快速增長到現在約5000個。

隨著車載設備的不斷發展，車載設備種類增多，消耗功率越來越大，為保證車輛運行時能連續、安全、可靠地向車載設備提供足夠的電能，各個專用車廠家提出了雙電瓶供電模式，即利用主電瓶與服務電瓶雙供電，以滿足車載電氣設備的供電要求。

現有的雙電瓶供電模式由于沒有自動切換裝置，在工作時，常常會出現車載電氣設備的電壓過高而兩個電瓶同時都在提供點的情況，造成車載電器設備的電壓持續過高，易發生各種事故，同時也會降低主電瓶和服務電瓶的使用壽命。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種雙電源切換控制裝置，能夠實現主電瓶與備用電瓶的分離與結合，防止車載電器設備出現持續電壓過高的情況，提高車載電器設備及電瓶的使用壽命。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種雙電源切換控制裝置，設置于待檢測的車載電氣設備的電源端，包括工作狀態檢測單元、單片機處理單元、功率放大單元及控制單元，工作狀態檢測單元設置于待檢測的車載電器設備的電源端，工作狀態檢測單元的輸出端與單片機處理單元的輸入端相連，單片機處理單元的輸出端與功率放大單元的輸入端相連，功率放大單元的輸出端與控制單元的輸入端相連，控制單元的輸出端分別控制連接主電瓶和備用電瓶。

所述工作狀態檢測單元包括第一檢測單元及第二檢測單元，第一檢測單元及第二檢測單元分別檢測汽車內不同部位的電壓，所述第一芯片的同步時鐘輸入端經第一電容連接第一芯片的時鐘輸入端，第一芯片的數據輸入端經第二電容連接電源正極，第一芯片的數據輸入端還經第二電容及第一晶振組成的串聯電路接地，第一芯片的鎖存信號輸入端經第三電容連接第一芯片的鎖存信號緩沖輸出端，第一芯片的輸出緩沖輸出端經第四電容接地，第一芯片的第一輸入端及第二輸入端分別連接待測的車載電氣設備的電源端，第一芯片的第一輸出端及第二輸出端分別連接單片機處理單元的輸入端，第一芯片的第三輸入端經第五電容連接電源正極，第一芯片的電源端連接電源正極，第一芯片的電源端還經第二電容連接第一芯片的同步時鐘輸入端；

所述第二芯片的第一輸入端及第二輸入端分別連接待測的車載電氣設備的電源端，第二芯片的第一輸出端、第二輸出端、第三輸入端及第四輸入端分別連接單片機處理單元的輸入端，第二芯片的電源端經第六電容連接電源正極，第二芯片的電源端還經第六電容接地，第六電容兩端并聯有第二晶振，第二芯片的地端接地。

所述單片機處理單元采用單片機，單片機的第一輸入端、第二輸入端及第三輸入端分別連接第二芯片的第一輸出端、第二輸出端及第三輸入端，單片機的第四輸入端及第五輸入端分別連接第一芯片的第一輸出端及第二輸出端，單片機的第一時鐘信號輸入端經第七電容接地，單片機的第一時鐘信號輸入端還經第七電容及第一電感組成的串聯電路連接單片機的第二時鐘信號輸入端，單片機的第一時鐘信號輸入端還經第三晶振連接單片機的第二時鐘信號輸入端，單片機的第二時鐘信號輸入端經第八電容接地；單片機的第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端及第四輸出端分別連接功率放大單元的的輸入端。

所述單片機的第五輸出端還經第一電阻連接第一光電耦合器的第一輸入端，第一光電耦合器的第二輸入端接地，第一光電耦合器的第一輸出端連接車載逆變器的電源，第一光電耦合器的第二輸出端連接車載逆變器的控制端。

所述功率放大單元采用第三芯片，第三芯片的第一輸入端連接單片機的第四輸出端，第三芯片的第二輸入端連接單片機的第一輸出端，第三芯片的第三輸入端連接單片機的第二輸出端，第三芯片的第四輸入端連接單片機的第二輸出端，第三芯片的第一輸出端及第二輸出端分別連接控制單元，第三芯片的電源端連接電源正極，第三芯片的地端接地。

所述控制單元包括主電瓶控制電路及服務電瓶控制電路，主電瓶控制電路的輸入端連接第三芯片的第一輸出端，主電瓶控制電路上設置有第二光電耦合器，第二光電耦合器的第一輸入端接地，第二輸入端連接第三芯片的第一輸出端，第二光電耦合器的第二輸入端還經第二電阻連接電源正極，第二光電耦合器的第一輸出端經第三電阻連接第一保護器的輸入端，第一保護器的輸出端連接主電瓶，第二光電耦合器的第二輸出端經第四電阻、第一二極管及第五電阻組成的串聯電路接地，第四電阻兩端并聯有第六電阻，第五電阻兩端并聯有第七電阻；

服務電瓶控制電路上設置有第三光電耦合器，第三光電耦合器的第一輸入端接地，第二輸入端連接第三芯片的第二輸出端，第三光電耦合器的第二輸入端還經第八電阻連接電源正極，第三光電耦合器的第一輸出端經第九電阻連接服務電瓶，第三光電耦合器的第二輸出端經第十電阻、第二二極管及第十一電阻組成的串聯電路接地，第十電阻兩端并聯有第十二電阻，第十一電阻兩端并聯有第十三電阻。

保護電路的輸出端分別連接第三芯片的第五輸入端及第六輸入端，保護電路采用第四芯片，第四芯片的第一輸入端經第十四電阻連接電源正極，第四芯片的第一輸入端還經第一電位器接地，第一電位器的滑動端連接第四芯片的第一輸入端，第四芯片的第二輸入端經第十五電阻連接電源正極，第四芯片的第二輸入端還經第二電位器接地，第二電位器的滑動端連接第四芯片的第二輸入端，第四芯片的第一輸出端連接第三芯片的第五輸入端，第四芯片的第二輸出端連接第三芯片的第六輸入端，第四芯片的第一輸出端經第十六電阻及第十七電阻組成的串聯電路連接第四芯片的第二輸出端，第四芯片的電源端連接電源正極，第四芯片的電源端還經第十六電阻連接連接第四芯片的第二輸出端，第四芯片的電源端還經第五晶振接地，第五晶振的兩端并聯有第九電容；

第四芯片的第三輸入端及第四輸入端均經地十八電阻連接第三二極管的正極，第三二極管的負極連接第二保護器的第輸入端，第二保護器的輸出端經第十九電阻連接第三二極管的正極，第十九電阻的兩端依次并聯有第十電容及第六晶振，第三二極管的負極經第十一電容連接第二保護器的第一輸出端，第十一電容的兩端依次并聯有第二十電阻及第二十一電阻。

所述第一芯片采用DIP16，第二芯片采用DIP14，單片機采用AVRMEGA16單片機，第三芯片采用DIP14，第四芯片采用DIP8，第一保護器及第二保護器均采用CHJC。

本發明通過工作狀態檢測單元來檢測待測電氣設備的電源電壓，根據工作狀態檢測單元檢測到的電壓值，通過單片機處理單元、功率放大單元及控制單元來控制主電瓶和服務電瓶的動作，實現主電瓶和服務電瓶的分離與結合，防止車載電器設備出現持續電壓過高的情況；工作狀態檢測單元采用DIP封裝芯片，造價低廉，檢測結果準確；單片機處理單元有28個雙向I/O口，在使用時，可以根據實際情況將所有待測的車載電器設備的電源接到單片機上，可以實現對所有待測車載電氣設備的檢測。此外，功率放大單元的輸入端還連接有保護電路，保護電路采用DIP8，能夠防止功率放大單元及控制單元由于過電壓而產生損壞。本發明檢測結果準確，動作迅速，且造價低廉，適用于所有電氣設備的電源電壓的檢測，適用性強。

附圖說明

圖1為本發明的電路原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發明所述的一種雙電源切換控制裝置，設置于待檢測的車載電氣設備的電源端，包括工作狀態檢測單元、單片機處理單元、功率放大單元及控制單元，工作狀態檢測單元設置于待檢測的車載電器設備的電源端，工作狀態檢測單元的輸出端與單片機處理單元的輸入端相連，單片機處理單元的輸出端與功率放大單元的輸入端相連，功率放大單元的輸出端與控制單元的輸入端相連，控制單元的輸出端分別控制連接主電瓶和備用電瓶。工作狀態檢測單元用于檢測待測的車載電器設備的電壓，單片機處理單元用于對工作狀態檢測單元檢測到的電壓信號進行處理，并發出控制信號，功率放大單元用于對單片機處理單元發出的信號進行放大，控制單元用于控制主電瓶與服務電瓶動作。

所述工作狀態檢測單元包括第一檢測單元及第二檢測單元，第一檢測單元及第二檢測單元分別檢測汽車內不同部位的電壓，第一檢測單元采用第一芯片，在本實施例中，第一芯片采用DIP16，第一芯片的同步時鐘輸入端(第1引腳)經第一電容C1連接第一芯片的時鐘輸入端(第3引腳)，第一芯片的數據輸入端(第2引腳)經第二電容C2連接電源正極，第一芯片的數據輸入端(第2引腳)還經第二電容C2及第一晶振J1組成的串聯電路接地，第一芯片的鎖存信號輸入端(第4引腳)經第三電容C3連接第一芯片的鎖存信號緩沖輸出端(第5引腳)，第一芯片的輸出緩沖輸出端(第6引腳)經第四電容C4接地，第一芯片的第一輸入端(第14引腳)及第二輸入端(第13引腳)分別連接待測的車載電氣設備的電源端，第一芯片的第一輸出端(第11引腳)及第二輸出端(第12引腳)分別連接單片機處理單元的輸入端，第一芯片的第三輸入端(第15引腳)經第五電容C5連接電源正極，第一芯片的電源端(第16引腳)連接電源正極，第一芯片的電源端(第16引腳)還經第二電容C2連接第一芯片的同步時鐘輸入端(第1引腳)。

第二檢測單元采用第二芯片，在本實施例中，第二芯片采用DIP14，第二芯片的第一輸入端(第6引腳)及第二輸入端(第4引腳)分別連接待測的車載電氣設備的電源端，第二芯片的第一輸出端(第1引腳)、第二輸出端(第4引腳)、第三輸入端(第3引腳)及第四輸入端(第2引腳)分別連接單片機處理單元的輸入端，第二芯片的電源端(第8引腳)經第六電容C6連接電源正極，第二芯片的電源端(第8引腳)還經第六電容C6接地，第六電容C6兩端并聯有第二晶振J2，第二芯片的地端(第5引腳)接地。

單片機處理單元采用AVRMEGA16單片機，單片機的第一輸入端(第9引腳)、第二輸入端(第10引腳)及第三輸入端(第11引腳)分別連接第二芯片的第一輸出端(第1引腳)、第二輸出端(第4引腳)及第三輸入端(第3引腳)，單片機的第四輸入端(第12引腳)及第五輸入端(第13引腳)分別連接第一芯片的第一輸出端(第11引腳)及第二輸出端(第12引腳)，單片機的第一時鐘信號輸入端(第7引腳)經第七電容C7接地，單片機的第一時鐘信號輸入端(第7引腳)還經第七電容C7及第一電感L1組成的串聯電路連接單片機的第二時鐘信號輸入端(第8引腳)，單片機的第一時鐘信號輸入端(第7引腳)還經第三晶振J3連接單片機的第二時鐘信號輸入端(第8引腳)，單片機的第二時鐘信號輸入端(第8引腳)經第八電容C8接地；單片機的第一輸出端(第20引腳)、第二輸出端(第21引腳)、第三輸出端(第23引腳)及第四輸出端(第24引腳)分別連接功率放大單元的的輸入端。

單片機的第五輸出端(第22引腳)還經第一電阻R1連接第一光電耦合器OC1的第一輸入端，第一光電耦合器OC1的第二輸入端接地，第一光電耦合器OC1的第一輸出端連接車載逆變器的電源，第一光電耦合器OC1的第二輸出端連接車載逆變器的控制端。第一光電耦合器OC1用于控制車載逆變器工作與停止。

本發明中的單片機有28個雙向I/O口，在使用時，可以根據實際情況將所有待測的車載電器設備的電源接到單片機上，以實現對所有待測車載電氣設備的檢測。

功率放大單元采用第三芯片，在本實施例中，第三芯片采用DIP14，第三芯片的第一輸入端(第2引腳)連接單片機的第四輸出端(第24引腳)，第三芯片的第二輸入端(第4引腳)連接單片機的第一輸出端(第20引腳)，第三芯片的第三輸入端(第8引腳)連接單片機的第二輸出端(第21引腳)，第三芯片的第四輸入端(第12引腳)連接單片機的第二輸出端(第23引腳)，第三芯片的第一輸出端(第13引腳)及第二輸出端(第1引腳)分別連接控制單元，第三芯片的電源端(第14引腳)連接電源正極，第三芯片的地端(第7引腳)接地。

控制單元包括主電瓶控制電路及服務電瓶控制電路，主電瓶控制電路的輸入端連接第三芯片的第一輸出端(第13引腳)，主電瓶控制電路上設置有第二光電耦合器OC2，第二光電耦合器OC2的第一輸入端接地，第二輸入端連接第三芯片的第一輸出端(第13引腳)，第二光電耦合器OC2的第二輸入端還經第二電阻R2連接電源正極，第二光電耦合器OC2的第一輸出端經第三電阻R3連接第一保護器B1的輸入端(第2引腳)，第一保護器B1的輸出端(第1引腳)連接主電瓶，第二光電耦合器OC2的第二輸出端經第四電阻R4、第一二極管D1及第五電阻R5組成的串聯電路接地，第四電阻R4兩端并聯有第六電阻R6，第五電阻R5兩端并聯有第七電阻R7。

服務電瓶控制電路上設置有第三光電耦合器OC3，第三光電耦合器OC3的第一輸入端接地，第二輸入端連接第三芯片的第二輸出端(第1引腳)，第三光電耦合器OC3的第二輸入端還經第八電阻R8連接電源正極，第三光電耦合器OC3的第一輸出端經第九電阻R9連接服務電瓶，第三光電耦合器OC3的第二輸出端經第十電阻R10、第二二極管D2及第十一電阻R11組成的串聯電路接地，第十電阻R10兩端并聯有第十二電阻R12，第十一電阻R11兩端并聯有第十三電阻R13。

本發明還包括保護電路，保護電路的輸出端分別連接第三芯片的第五輸入端(第5引腳)及第六輸入端(第11引腳)，保護電路用于保護功率放大單元及控制單元，防止功率放大單元及控制單元由于過電壓而產生損壞。保護電路采用第四芯片，在本實施例中，第四芯片采用DIP8，第四芯片的第一輸入端(第2引腳)經第十四電阻R14連接電源正極，第四芯片的第一輸入端(第2引腳)還經第一電位器P1接地，第一電位器P1的滑動端連接第四芯片的第一輸入端(第2引腳)，第四芯片的第二輸入端(第6引腳)經第十五電阻R15連接電源正極，第四芯片的第二輸入端(第6引腳)還經第二電位器P2接地，第二電位器P2的滑動端連接第四芯片的第二輸入端(第6引腳)，第四芯片的第一輸出端(第1引腳)連接第三芯片的第五輸入端(第5引腳)，第四芯片的第二輸出端(第7引腳)連接第三芯片的第六輸入端(第11引腳)，第四芯片的第一輸出端(第7引腳)經第十六電阻R16及第十七電阻R17組成的串聯電路連接第四芯片的第二輸出端(第7引腳)，第四芯片的電源端(第8引腳)連接電源正極，第四芯片的電源端(第8引腳)還經第十六電阻R16連接連接第四芯片的第二輸出端(第7引腳)，第四芯片的電源端(第8引腳)還經第五晶振J5接地，第五晶振J5的兩端并聯有第九電容C9。

第四芯片的第三輸入端(第3引腳)及第四輸入端(第5引腳)均經地十八電阻R18連接第三二極管D3的正極，第三二極管D3的負極連接第二保護器的輸入端(第2引腳)，第二保護器的輸出端(第1引腳)經第十九電阻R19連接第三二極管D3的正極，第十九電阻R19兩端依次并聯有第十電容C10及第六晶振J6，第三二極管D3的負極經第十一電容C11連接第二保護器的第一輸出端(第1引腳)，第十一電容C11的兩端依次并聯有第二十電阻R19及第二十一電阻R19。在本實施例中，第一保護器及第二保護器采用CHJC。

本發明在工作時，首先由第一檢測單元及第二檢測單元檢測待測電氣設備的電源電壓，若待測電氣設備的電源電壓低于設定值，在本實施例中，設定值為13.5V，則單片機的輸出控制信號，經功率放大單元放大之后，控制主電瓶及服務電瓶均工作；若待測電氣設備的電源電壓高于設定值，則單片機輸出控制信號，經功率放大單元放大之后，控制服務電瓶斷開，實現主電瓶與服務電瓶的分離，防止電瓶出現自循環而損壞電瓶壽命。

本發明能夠實現主電瓶與備用電瓶的分離，防止車載電器設備出現持續電壓過高的情況，工作安全可靠。