一种具有高效安全保护的汽车应急启动电源的制作方法

1.本实用新型涉及汽车应急启动电源技术领域，尤其是涉及一种具有高效安全保护的汽车应急启动电源。


背景技术：

2.随着科技的发展和人们经济水平的不断提高，汽车已成为大众出行的主要交通工具，汽车在使用过程中，会出现熄火或者启动不起来的时候，需要借助外接电来启动汽车；汽车应急启动电源是给驾车出行爱车人士和商务人士所开发出来的一款多功能便携式移动电源。它的特色功能是用于汽车亏电或者其他原因无法启动汽车的时候能启动汽车，同时将应急电源、户外照明等功能结合起来，是户外出行必备的产品之一。现有技术中的汽车应急启动电源一般包括如下几个部分：壳体、锂电池、充电输入输出接头以及控制电路模块，控制电路模块支持锂电池充电或放电。
3.然而现有的汽车应急启动电源在使用过程中，当出现各种不良状况时，其内部电路不能够具有相应的安全保护措施，不能够对产品本身在运行过程中进行一个高效的检测，往往会造成使用过程中出现发热过高或者电路烧坏的情况，影响产品的使用寿命；此外，汽车应急启动电源在使用过程中，主要采用指示灯的方式提示使用者当前的工作状态，如深圳市普乐思电子科技有限公司申请的201921013435.4号，名称为“一种带快充的汽车应急启动电源装置”，东莞市正辉新能源有限公司申请的202020348151.7号，名称为“一种用于汽车应急启动的移动电源主板电路”，其不具备语音提醒功能，在某些无法用眼睛观看指示灯的情况下，将会给使用者带来不便。


技术实现要素：

4.本实用新型为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。
5.一种具有高效安全保护的汽车应急启动电源，包括壳体，在壳体内设置有锂电池、pcb主板和电路模块，电路模块装置在pcb主板上，pcb主板上设置有扬声器、type-c输入输出端口、usb输出端口、usb输出控制按键、lcd显示屏、打火控制按键和打火输出端口，扬声器、type-c输入输出端口、usb输出端口、usb输出控制按键、lcd显示屏、打火控制按键和打火输出端口均对接在壳体的侧部，电路模块包括mcu控制电路、打火控制电路、电池过放过充保护电路、usb输出控制电路、type-c输入输出控制电路和语音控制电路，打火控制电路、电池过放过充保护电路、usb输出控制电路、type-c输入输出控制电路和语音控制电路分别与mcu控制电路电连接；usb输出控制按键、lcd显示屏和打火控制按键分别与mcu控制电路电连接，扬声器通过语音控制电路与mcu控制电路电连接，type-c输入输出端口通过type-c输入输出控制电路与mcu控制电路电连接，usb输出端口通过usb输出控制电路与mcu控制电路电连接，打火输出端口通过打火控制电路与mcu控制电路电连接。
6.优选的，在壳体的前侧还设置有led照明灯，壳体上对应led照明灯的旁部位置处设置有照明灯控制按键，电路模块设置有照明灯控制开关电路，照明灯控制按键与mcu控制
电路电连接，led照明灯通过照明灯控制开关电路与mcu控制电路电连接。
7.优选的，pcb主板包括有pcb操作主板、pcb控制主板和pcb照明主板，pcb操作主板、pcb控制主板和pcb照明主板之间设置有连接端子，有pcb操作主板、pcb控制主板和pcb照明主板通过连接端子电连接，扬声器、type-c输入输出端口、usb输出端口、usb输出控制按键、lcd显示屏和打火控制按键对接于pcb操作主板上，打火输出端口对接于pcb控制主板上，led照明灯和照明灯控制按键对接在pcb照明主板上。
8.优选的，mcu控制电路包括mcu主控芯片以及与mcu主控芯片电连接的功能键控制电路及外围电路，mcu主控芯片是型号为“ht67f489”的单片机，功能键控制电路包括usb输出启动电路、打火输出启动电路和照明灯启动电路，usb输出控制按键通过usb输出启动电路与mcu主控芯片电连接，打火控制按键通过打火输出启动电路与mcu主控芯片电连接，照明灯控制按键通过照明灯启动电路与mcu主控芯片电连接。
9.优选的，打火控制电路包括有打火电流检测放大电路、电池反充电流检测放大电路、打火输出极性反接检测电路和外部电压检测电路。
10.优选的，usb输出控制电路包括有usb口输出控制开关电路和usb口输出电流检测放大电路。
11.优选的，type-c输入输出控制电路包括有dc-dc降压电路和type-c口输出按键控制电路。
12.优选的，壳体上对应打火输出端口的位置处设置有覆盖打火输出端口的防尘罩。
13.优选的，usb输出控制按键、打火控制按键和照明灯控制按键上均设置有按压标识件，在按压标识件的上端和下端均设置有定位于壳体内的弹性条，按压标识件通过弹性条实现按压操作。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.本技术设置打火控制电路，打火控制电路采用打火电流检测放大电路、电池反充电流检测放大电路、打火输出极性反接检测电路和外部电压检测电路；打火电流检测放大电路用以判断打火输出口是否有打火动作或过流发生；电池反充电流检测放大电路对产品内的电池进行反充电，检测反充电流过大时，打火输出关闭；打火输出极性反接检测电路用于检测打火夹输出正负极性接反的情况，当打火夹输出正负极性接反时，将控制打火输出关闭；外部电压检测电路用于判断当前打火夹子所接上的设备电压是否在合理的打火电压范围，以做相应的应对措施；当产品出现各种不良状况时，便能够做相应的应对措施。
16.通过设置扬声器，产品在工作过程中能够通过扬声器发出相应的语音来提醒使用者当前处于何种状态，通过扬声器对按键进行提醒，当按下usb输出控制按键、打火控制按键或者照明灯控制按键时，均能够发出相应的语音来提醒使用者，在出现故障的情况下也能够做相应的报警，给使用者带来更多的便携。
17.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅
是本实用新型的一些实施例，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。
19.图1是本实用新型的结构示意图；
20.图2是本实用新型的结构爆炸图；
21.图3是本实用新型的电路模块连接示意框图；
22.图4是本实用新型中电路模块与各硬件的连接示意框图；
23.图5是本实用新型中电路模块的具体电路连接示意框图；
24.图6是本实用新型中mcu主控芯片以及其外围电路的结构示意图；
25.图7是本实用新型中功能键控制电路的结构示意图；
26.图8是本实用新型中打火控制电路的结构示意图；
27.图9是本实用新型中电池过放过充保护电路的结构示意图；
28.图10是本实用新型中usb口输出控制开关电路的结构示意图；
29.图11是本实用新型中dc-dc降压电路的一部分结构示意图；
30.图12是本实用新型中dc-dc降压电路的另一部分结构示意图；
31.图13是本实用新型中照明灯控制开关电路的结构示意图；
32.图14是本实用新型中语音控制电路的结构示意图。
33.图中的附图标记及名称如下：
34.壳体10、pcb主板20、电路模块30、锂电池11、led照明灯12、照明灯控制按键13、防尘罩14、按压标识件15、扬声器21、type-c输入输出端口22、usb输出端口23、usb输出控制按键24、lcd显示屏25、打火控制按键26、打火输出端口27、mcu控制电路31、打火控制电路32、电池过放过充保护电路33、usb输出控制电路34、type-c输入输出控制电路35、语音控制电路36、照明灯控制开关电路37、pcb操作主板201、pcb控制主板202、pcb照明主板203、mcu主控芯片311、usb输出启动电路312、打火输出启动电路313、照明灯启动电路314、打火电流检测放大电路321、电池反充电流检测放大电路322、打火输出极性反接检测电路323、外部电压检测电路324、、usb口输出控制开关电路341、usb口输出电流检测放大电路342、dc-dc降压电路351、type-c口输出按键控制电路352。
具体实施方式
35.下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。
36.请参阅图1～5，本实用新型实施例中，一种具有高效安全保护的汽车应急启动电源，包括壳体10，在壳体10内设置有锂电池11、pcb主板20和电路模块30，电路模块30装置在pcb主板20上，pcb主板20上设置有扬声器21、type-c输入输出端口22、usb输出端口23、usb输出控制按键24、lcd显示屏25、打火控制按键26和打火输出端口27，扬声器21、type-c输入输出端口22、usb输出端口23、usb输出控制按键24、lcd显示屏25、打火控制按键26和打火输出端口27均对接在壳体10的侧部，电路模块30包括mcu控制电路31、打火控制电路32、电池过放过充保护电路33、usb输出控制电路34、type-c输入输出控制电路35和语音控制电路
36，打火控制电路32、电池过放过充保护电路33、usb输出控制电路34、type-c输入输出控制电路35和语音控制电路36分别与mcu控制电路31电连接；usb输出控制按键24、lcd显示屏25和打火控制按键26分别与mcu控制电路31电连接，扬声器21通过语音控制电路36与mcu控制电路31电连接，type-c输入输出端口22通过type-c输入输出控制电路35与mcu控制电路31电连接，usb输出端口23通过usb输出控制电路34与mcu控制电路31电连接，打火输出端口27通过打火控制电路32与mcu控制电路31电连接。
37.在上述技术手段中，通过设置扬声器21、type-c输入输出端口22、usb输出端口23、usb输出控制按键24、lcd显示屏25、打火控制按键26和打火输出端口27组成汽车应急启动电源的主要硬件部分，实现汽车应急启动电源本身功能以及能够给电子产品进行充电，并且通过lcd显示屏25能够对产品当前的使用情况以及电量进行查看，通过扬声器21还能够对产品当前的工作状态进行语音播报，使得产品具备多功能化，给使用者带来诸多便捷，电路模块30采用mcu控制电路31控制打火控制电路32、电池过放过充保护电路33、usb输出控制电路34、type-c输入输出控制电路35和语音控制电路36，能够对产品的type-c输入输出端口22、usb输出端口23、打火输出端口27以及锂电池11进行控制和检测，能够在出现故障的情况下及时做出相应的应对措施，使得产品的使用寿命有所提高。
38.进一步的如图1-4所示，在壳体10的前侧还设置有led照明灯12，壳体10上对应led照明灯12的旁部位置处设置有照明灯控制按键13，电路模块30设置有照明灯控制开关电路37，照明灯控制按键13与mcu控制电路31电连接，led照明灯12通过照明灯控制开关电路37与mcu控制电路31电连接。
39.在上述技术方案中，通过设置led照明灯12，采用照明灯控制按键13来给mcu控制电路31发送驱动指令信号，从而驱动led照明灯12，提高了汽车应急启动电源的功能多样化。
40.进一步的如图2所示，pcb主板20包括有pcb操作主板201、pcb控制主板202和pcb照明主板203，pcb操作主板201、pcb控制主板202和pcb照明主板203之间设置有连接端子，有pcb操作主板201、pcb控制主板202和pcb照明主板203通过连接端子电连接，扬声器21、type-c输入输出端口22、usb输出端口23、usb输出控制按键24、lcd显示屏25和打火控制按键26对接于pcb操作主板201上，打火输出端口27对接于pcb控制主板202上，led照明灯12和照明灯控制按键13对接在pcb照明主板203上。将pcb主板20设置为pcb操作主板201、pcb控制主板202和pcb照明主板203，能够实现对各个硬件进行合理的布局，提高了产品整体结构的紧凑性，从而缩小了产品整体的体积，便于携带。
41.为了更清楚地说明本产品的工作原理，将结合电路图进行进一步的解释：
42.如图5-7所示，mcu控制电路31包括mcu主控芯片311以及与mcu主控芯片311电连接的功能键控制电路及外围电路，mcu主控芯片311是型号为“ht67f489”的单片机，功能键控制电路包括usb输出启动电路312、打火输出启动电路313和照明灯启动电路314，usb输出控制按键24通过usb输出启动电路312与mcu主控芯片311电连接，打火控制按键26通过打火输出启动电路313与mcu主控芯片311电连接，照明灯控制按键13通过照明灯启动电路314与mcu主控芯片311电连接；mcu主控芯片311采用型号为“ht67f489”的单片机，能够对各个硬件模块进行程序控制，设置功能键控制电路，sw2为打火控制按键26，sw1为usb输出控制按键24，sw3-a为照明灯控制按键13，sw1-sw2同时按下可控制语音的开启与关闭；sw1-sw3-a
可分别独立控制各功能的开启与关闭；打火控制电路32包括有打火电流检测放大电路321、电池反充电流检测放大电路322、打火输出极性反接检测电路323和外部电压检测电路324；usb输出控制电路34包括有usb口输出控制开关电路341和usb口输出电流检测放大电路342；type-c输入输出控制电路35包括有dc-dc降压电路351和type-c口输出按键控制电路352。
43.如图8所示，当按下sw2按键后，mcu主控芯片311的第9脚输出高电平，使q19导通，继电器k1-k5打开，打火输出口即有12v电压输出，控制q19导通与截止即可控制打火输出；ic5b、r94、r95、r96、r97、r98、c50等组成打火电流检测放大电路321，打火输出电流检测采样电池负极电子线两端电压降，被放大后的电压信号经r94送到mcu主控芯片311的第17脚，用以判断打火输出口是否有打火动作或过流发生；ic4b、r80、r125、r82、r83、c41、c42、c69组成电池反充电流检测放大电路322，放大后的信号送到mcu主控芯片311的第19脚，当打火成功后，汽车发动机会对产品内的电池进行反充电，检测反充电流过大时，mcu的9脚输出低电平，q19截止，打火输出关闭；r99、r100组成外部电压检测电路324，将检测到的外部电压值送到mcu主控芯片311的15脚，来判断当前打火夹子所接上的设备电压是否在合理的打火电压范围，如果外部电压超出范围，mcu主控芯片311的9脚输出低电平，q19截止，打火输出关闭；d14、r72、ic1、r73组成打火输出极性反接检测电路323，检测信号送到mcu主控芯片311的11脚，当打火夹输出正负极性接反时，ic1正向导通，把mcu主控芯片311的11脚高电平拉低，mcu主控芯片311的9脚保持输出低电平，q19截止，打火输出关闭。
44.如图9所示，ic2、q7、q1、q2、q3、q4、q5、q6、q18等外围元件组成电池过放过充保护电路33，当锂电池11输出电压出现在过放时，锂电池11电压放到10.8v时，ic2的第6脚输出低电平，使q7、q1、q3截止，自动关闭锂电池11输出；当锂电池11在充电状态，锂电池11电压充到超过16.8v时，ic2的第5脚输出低电平，使q7、q2截止,自动关闭锂电池11充电输入，确保锂电池11不会出现过充而损坏锂电池11；当锂电池11输出端有过流或短路发生时，r63上产生较大压降，经过r63送到ic2的第9脚，同时ic2的第5脚与6脚输出低电平，使q7、q1、q3截止,自动关闭锂电池11的输出。
45.如图10所示，q12、q11、q13、r59组成usb口输出控制开关电路341，通过ic10的第18脚输出高电平即可打开通用usb输出端口23的输出，反之关闭usb输出端口23的输出；ic4a、r76、r77、r78、r75、r74、c40、c39、c37组成usb口输出电流检测放大电路342，放大后的信号经过r76送到mcu主控芯片311的第14脚，判断usb输出端口23输出电流是否小于0.2a，当检测到usb输出端口23输出电流小0.2a时，30分后自动关闭usb输出端口23输出，反之保持输出。
46.如图11-12所示，ic10、ic9、l1、q9等外围元件组成dc-dc降压电路351，把锂电池1116vdc电压转换成12v、9v、5v三种电压输出，ic10为手机自动识别ic，通过自动识手机，并控制ic10的第1脚，自动切换输出电压合适的快充电压与电流，以满足手机实现快充功能；q9、q10、q17组成type-c输入输出端口22输出开关控制电路，通过mcu主控芯片311的第20脚输出高电平即可打开type-c输入输出端口22的输出，反之关闭type-c输入输出端口22的输出。
47.ic9作为整个系统的电源管理芯片，这是一颗同步buck-boost正向充电，反向放电转化器，当系统需要从电池获取能量时，可实现电池反向放电功能；ic10是一颗通过了协会
usb pd3.0认证的快充协议芯片；具有30v的额定电压和多重内置保护，包括过热保护、恒功率、恒流和过压保护，以确保系统的安全运行。
48.如图13所示，q22、r49、r53组成照明灯控制开关电路37，通过mcu主控芯片311的第12脚输出高电平即可打开照明灯，反之关闭照明灯。
49.如图14所示，语音控制电路36采用型号为“hfc071p17”的芯片，任何按键开后，ic8即开启工作，ic8通过r13与mcu主控芯片311的第44脚进行数据传输，将相关产品内的锂电池11电压电量、锂电池11温度、输入、输出功能数据通过ic8处理，使得产品具有语音播报功能。
50.进一步的如图1-2所示，壳体10上对应打火输出端口27的位置处设置有覆盖打火输出端口27的防尘罩14。
51.进一步的如图2所示，usb输出控制按键24、打火控制按键26和照明灯控制按键13上均设置有按压标识件15，在按压标识件15的上端和下端均设置有定位于壳体10内的弹性条，按压标识件15通过弹性条实现按压操作。
52.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。