電源控制電路、移動電源以及電連接裝置的制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種移動電源及其電源控制電路，以及一種電連接裝置。電源控制電路包括：電壓檢測模塊，其被配置為檢測外部電源的電壓，并生成電壓檢測信號；控制模塊，其被配置為接收所述電壓檢測信號，并且根據所述電壓檢測信號生成耦聯控制信號；電源耦聯模塊，其被配置為可操作地耦聯第一電源模塊與第二電源模塊，以及接收耦聯控制信號，并且根據所述耦聯控制信號變換所述第一電源模塊和所述第二電源模塊的耦聯關系，以控制相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊以不同的輸出電壓輸出電能。本申請電源控制電路能夠根據外部電源的電壓自動控制其所耦聯的電源以不同的輸出電壓輸出電能。
【專利說明】
電源控制電路、移動電源以及電連接裝置
技術領域
[0001 ] 本申請涉及電源技術領域，更具體地，涉及一種電源控制電路、移動電源以及電連接裝置。
【背景技術】
[0002]汽車電瓶是用于給汽車上的各種電子設備供電的裝置。此外，汽車電瓶還被用于啟動汽車的發(fā)動機。通常而言，在發(fā)動機啟動后，發(fā)動機即可以給汽車電瓶進行充電，以保證汽車電瓶具有足夠的電量。但是因為某些原因，例如老化、損壞或者過度放電，汽車電瓶可能沒有足夠的電量以供汽車啟動之用。一些汽車應急電源產品被用來在汽車電瓶無法啟動汽車時提供應急啟動。
[0003]然而，汽車電瓶具有12V和24V兩種規(guī)格，其分別可以啟動汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機。現有的汽車應急電源僅能夠輸出12V或24V中一種規(guī)格的輸出電壓，因而其僅能夠應急啟動汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機中的一種，而不能夠兼顧這兩種應急啟動的需要。
[0004]此外，現有的汽車發(fā)動機在被應急啟動時，必須要求其與外接電源的正極和負極對應連接。在一些情況下，由于使用者的疏忽，可能會連錯了正負極，這可能造成電瓶損壞，或者短路等安全風險。
[0005]因此，有必要提供一種新型的移動電源，以解決現有技術存在的至少一個問題。

【發(fā)明內容】

[0006]本申請的至少一個目的在于提供一種移動電源和電連接裝置，以解決現有技術存在的至少一個問題。
[0007]本申請的一個方面公開了一種電源控制電路。該電源控制電路包括:電壓檢測模塊，其被配置為檢測外部電源的電壓，并生成電壓檢測信號；控制模塊，其被配置為接收所述電壓檢測信號，并且根據所述電壓檢測信號生成耦聯控制信號；電源耦聯模塊，其被配置為可操作地耦聯第一電源模塊與第二電源模塊，以及接收耦聯控制信號，并且根據所述耦聯控制信號變換所述第一電源模塊和所述第二電源模塊的耦聯關系，以控制相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊以不同的輸出電壓輸出電能。
[0008]在一些實施例中，所述控制模塊被進一步配置為將所述電壓檢測信號與第一電壓范圍和第二電壓范圍進行比較，在所述電壓檢測信號屬于所述第一電壓范圍時生成使得所述第一電源模塊和所述第二電源模塊串聯耦接的耦聯控制信號，以及在所述電壓檢測信號屬于所述第二電壓范圍時生成使得所述第一電源模塊和所述第二電源模塊并聯耦接的耦聯控制信號。
[0009]在一些實施例中，所述控制模塊被進一步配置為在所述電壓檢測信號處于所述第一電壓范圍與所述第二電壓范圍外時生成使得所述第一電源模塊和所述第二電源模塊斷開耦聯的耦聯控制信號。
[0010]在一些實施例中，所述第一電壓范圍包括14.4V至25.4V，所述第二電壓范圍包括8.1V 至 12.7V0
[0011 ] 在一些實施例中，所述控制模塊被進一步配置為在所述電壓檢測信號處于所述第一電壓范圍與所述第二電壓范圍之間時生成警告信號。
[0012]在一些實施例中，所述電源耦聯模塊具有第一端子和第二端子，其被配置為分別耦接所述第一電源模塊的正極和負極；所述電源耦聯模塊還具有第三端子和第四端子，其被配置為分別耦接所述第二電源模塊的正極和負極；其中，相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊在所述第三端子和所述第二端子之間輸出電能。
[0013]在一些實施例中，所述電源耦聯模塊包括:第一開關，其耦接在所述第一端子和所述第三端子之間；第二開關，其耦接在所述第一端子和所述第四端子之間；第三開關，其耦接在所述第二端子和所述第四端子之間；所述控制模塊被配置為將所述電壓檢測信號與第一電壓范圍和第二電壓范圍進行比較，在所述電壓檢測信號屬于所述第一電壓范圍時生成使得所述第二開關閉合、所述第一開關和所述第三開關斷開的耦聯控制信號，以及在所述電壓檢測信號屬于所述第二電壓范圍時生成使得所述第一開關和所述第三開關閉合、所述第二開關斷開的耦聯控制信號。
[0014]在一些實施例中，電源耦聯模塊包括:開關驅動模塊，其被配置為接收所述耦聯控制信號并將其提供給所述第一開關、所述第二開關和所述第三開關以控制其閉合或斷開，其中所述開關驅動模塊被進一步配置為限制所述第二開關同所述第一開關和/或所述第三開關同時閉合。
[0015]在一些實施例中，所述外部電源耦接在所述第三端子和所述第二端子之間，所述電壓檢測模塊耦接在所述第三端子和所述第二端子之間以檢測所述外部電源的電壓。
[0016]在一些實施例中，所述電壓檢測模塊包括分壓器，所述分壓器被配置為對所檢測的外部電源的電壓進行分壓，以得到所述電壓檢測信號。
[0017]在一些實施例中，所述電源控制電路還包括:電流檢測模塊，其被配置為檢測相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊輸出的輸出電流，并且在所述輸出電流超過預定電流范圍生成過流檢測信號；所述控制模塊被進一步配置為接收所述過流檢測信號，并且根據所述過流檢測信號生成禁止所述第一電源模塊和第二電源模塊輸出電能的耦聯控制信號。
[0018]在一些實施例中，所述電源控制電路還包括:電流檢測模塊，其被配置為檢測相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊輸出的輸出電流，并且在所述輸出電流超過預定電流范圍時生成過流檢測信號；所述控制模塊被進一步配置為接收所述過流檢測信號，并且根據所述過流檢測信號生成禁止所述第一電源模塊和第二電源模塊輸出電能的耦聯控制信號。
[0019]在一些實施例中，所述電源控制電路還包括:極性檢測模塊，其被配置為檢測外部電源的電壓極性；所述控制模塊被進一步配置為根據所檢測的外部電源的電壓極性生成耦聯控制信號，以禁止或允許相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊輸出電能。
[0020]在一些實施例中，所述電源控制電路還包括:極性檢測模塊，其被配置為檢測外部電源的電壓極性；所述控制模塊被進一步配置為根據所檢測的外部電源的電壓極性生成耦聯控制信號，變換所述第一電源模塊和所述第二電源模塊的耦聯關系，以使得所述外部電源以預定極性耦接到所述相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊。
[0021]在一些實施例中，所述控制模塊被進一步配置為接收手動輸入信號，并且根據所述手動輸入信號生成使得相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊輸出電能的耦聯控制信號。
[0022]在一些實施例中，所述控制模塊被進一步配置為對所述手動輸入信號引起的電能輸出進行計時，并且在所述電能輸出時間超過預定時限后輸出禁止所述第一電源模塊和第二電源模塊輸出電能的耦聯控制信號。
[0023]根據本申請的另一方面，還提供了一種移動電源，其包括根據前述方面所述的電源控制電路，以及第一電源模塊和第二電源模塊。
[0024]在一些實施例中，所述第一電源模塊包括第一電池組，所述第二電源模塊包括第二電池組。
[0025]在一些實施例中，所述第一電池組和所述第二電池組是磷酸鐵鋰電池，電壓范圍在8到14.4V之間，允許+/-0.3V的容差；或者所述第一電池組和所述第二電池組是鈷酸鋰電池，電壓范圍在8.1到12.6V之間，允許+/-0.3的容差。
[0026]在一些實施例中，所述移動電源被用于發(fā)動機的應急啟動。
[0027]根據本申請的又一方面，還提供了一種電源控制方法，其用于控制包括第一電源模塊和第二電源模塊的電源輸出電能，所述方法包括:檢測外部電源的電壓；以及根據所檢測的外部電源的電壓變換所述第一電源模塊和所述第二電源模塊的耦聯關系，以使得相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊以不同的輸出電壓輸出電能。
[0028]在一些實施例中，所述變換耦聯的步驟包括:將所檢測的外部電源電壓與第一電壓范圍和第二電壓范圍進行比較，在所檢測的外部電源電壓屬于所述第一電壓范圍時使得所述第一電源模塊和所述第二電源模塊串聯耦接，以及在所檢測的外部電源電壓屬于所述第二電壓范圍時使得所述第一電源模塊和所述第二電源模塊并聯耦接。
[0029]在一些實施例中，所述第一電壓范圍包括14.4V至25.4V，所述第二電壓范圍包括
8.1V 至 12.7V。
[0030]在一些實施例中，所述方法還包括:檢測相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊的輸出電流；比較所述輸出電流與預定參考電流，在所述輸出電流超過所述預定參考電流時禁止所述第一電源模塊和第二電源模塊輸出電能。
[0031]在一些實施例中，所述方法還包括:檢測外部電源的電壓極性；以及根據所檢測的外部電源的電壓極性確定是否禁止相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊輸出電能。
[0032]在一些實施例中，所述方法還包括:檢測外部電源的電壓極性；以及根據所檢測的外部電源的電壓極性變換所述第一電源模塊和所述第二電源模塊的耦聯關系，以使得所述外部電源以預定極性耦接到所述相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊。
[0033]在一些實施例中，所述電源控制方法被用于發(fā)動機的應急啟動。
[0034]本申請上述方面的電源控制電路和方法能夠根據外部電源的電壓自動控制電源以不同的輸出電壓輸出電能，從而避免因電源電壓和外部電源電壓不匹配的原因而發(fā)生電路故障或引起安全危險。
[0035]根據本申請的再一方面，還提供了一種電連接裝置，包括:耦聯模塊，其具有第一端子和第二端子，以及第三端子和第四端子，其中所述第一端子被可操作地耦聯到所述第三端子和所述第四端子中的一個端子，所述第二端子被可操作地耦聯到所述第三端子和所述第四端子中的另一個端子；電源極性檢測模塊，其被配置為檢測所述第一端子與所述第二端子之間的第一電壓極性，以及檢測所述第三端子與所述第四端子之間的第二電壓極性；以及控制模塊，其被配置為根據所檢測的第一電壓極性與第二電壓極性生成耦聯控制信號，以控制所述第一端子和所述第二端子同所述第三端子和所述第四端子相應地耦聯，其中，所述第一端子和所述第二端子之間的電壓極性同所述第三端子和所述第四端子之間的電壓極性相同。
[0036]在一些實施例中，所述電源極性檢測模塊包括:第一光電親合器，其被親接在所述第一端子和所述第二端子之間，被配置為根據所述第一端子和所述第二端子之間的電壓差生成指示所述第一電壓極性的第一極性檢測信號；第二光電耦合器，其被耦接在所述第三端子和所述第四端子之間，被配置為根據所述第三端子和所述第四端子之間的電壓差生成指示所述第二電壓極性的第二極性檢測信號。
[0037]在一些實施例中，所述電源極性檢測模塊還包括:第一分壓器，其被配置為對所述第一端子和第二端子之間的電壓進行分壓，并且將分壓后的電壓發(fā)送到所述第一光電耦合器的輸入端；第二分壓器，其被配置為對所述第三端子和第四端子之間的電壓進行分壓，并且將分壓后的電壓發(fā)送到所述第二光電親合器的輸入端；其中，所述第一光電親合器根據分壓后的電壓生成指示所述第一電壓極性的第一極性檢測信號；所述第二光電耦合器根據分壓后的電壓生成指示所述第二電壓極性的第二極性檢測信號。
[0038]在一些實施例中，所述電連接裝置還包括:第一電壓檢測模塊，其耦接到所述第一端子和所述第二端子以檢測其間的電壓幅值；第二電壓檢測模塊，其耦接到所述第三端子和所述第四端子以檢測其間的電壓幅值；所述控制模塊被進一步配置為對第一和第二端子之間的電壓幅值同第三和第四端子之間的電壓幅值進行比較，并且在這兩個電壓幅值處于不同的電壓范圍時，生成使得所述第一端子和第二端子同所述第三端子和第四端子斷開耦聯的耦聯控制信號。
[0039]在一些實施例中，所述耦聯模塊包括:第一開關，其耦接在所述第一端子和所述第三端子之間；第二開關，其耦接在所述第一端子和所述第四端子之間；第三開關，其耦接在所述第二端子和所述第三端子之間；第四開關，其耦接在所述第二端子和所述第四端子之間；所述控制模塊被配置為根據所檢測的第一電壓極性與第二電壓極性生成使得所述第一開關和所述第四開關閉合、所述第二開關和所述第三開關斷開的耦聯控制信號，或者生成使得所述第二開關和所述第三開關閉合、所述第一開關和所述第四開關斷開的耦聯控制信號。
[0040]在一些實施例中，所述控制模塊被進一步配置為對第一和第二端子之間的電壓幅值同第三和第四端子之間的電壓幅值進行比較，并且在這兩個電壓幅值處于不同的電壓范圍時，生成使得所述第一開關、所述第二開關、所述第三開關和所述第四開關斷開的耦聯控制信號。
[0041 ] 在一些實施例中，所述控制模塊被進一步配置為對使得所述第一端子和第二端子同所述第三端子和所述第四端子保持耦聯的耦聯控制信號的輸出進行計時，并且在其輸出時間超過第一預定時限時生成使得所述第一電源和所述第二電源斷開耦聯的耦聯控制信號；所述控制模塊被進一步配置為在輸出所述使得所述第一電源和所述第二電源斷開耦聯的耦聯控制信號之后經過第二預定時限，重新根據所檢測的第一電壓極性與第二電壓極性生成耦聯控制信號，以控制所述第一端子和所述第二端子同所述第三端子和所述第四端子親聯。
[0042]在一些實施例中，所述電連接裝置還包括:第一極性定向模塊，其具有兩個輸入端，分別耦接到所述第一端子和所述第二端子，所述第一極性定向模塊被配置為將這兩個輸入端接收的電壓差轉換為具有預定極性的電壓；和/或第二極性定向模塊，其具有兩個輸入端，分別耦接到所述第三端子和所述第四端子，所述第二極性定向模塊被配置為將這兩個輸入端接收的電壓差轉換為具有所述預定極性的電壓。
[0043]在一些實施例中，所述電連接裝置還包括:電壓轉換模塊，其被配置為接收所述第一極性定向模塊和/或所述第二極性定向模塊輸出的電壓，并且將其轉換為具有預定電壓幅值的電壓，以對所述電連接裝置的其他模塊供電。
[0044]在一些實施例中，所述電連接裝置被用于應急啟動，其中所述第一端子和第二端子被連接到救援電源的兩端，所述第三端子和第四端子被連接到待救援電瓶或待救援發(fā)動機的兩端。
[0045]本申請前述方面的電連接裝置能夠根據其所連接的兩個電源的電壓極性自動地調整這兩個電源的連接，從而保證其正極和負極分別對應連接。
[0046]以上為本申請的概述，可能有簡化、概括和省略細節(jié)的情況，因此本領域的技術人員應該認識到，該部分僅是示例說明性的，而不旨在以任何方式限定本申請范圍。本概述部分既非旨在確定所要求保護主題的關鍵特征或必要特征，也非旨在用作為確定所要求保護主題的范圍的輔助手段。
【附圖說明】
[0047]通過下面說明書和所附的權利要求書并與附圖結合，將會更加充分地清楚理解本申請內容的上述和其他特征。可以理解，這些附圖僅描繪了本申請內容的若干實施方式，因此不應認為是對本申請內容范圍的限定。通過采用附圖，本申請內容將會得到更加明確和詳細地說明。
[0048]圖1示出了根據本申請一個實施例的電源控制電路100示意圖；
[0049]圖2示出了根據本申請一個實施例的電源控制電路200的示意圖；
[0050]圖3示出了圖2所示的電源控制電路200的開關驅動模塊的示意圖；
[0051]圖4示出了圖2所示的電源控制電路200的極性檢測模塊的示意圖；
[0052]圖5示出了圖2所示的電源控制電路200的短路檢測模塊的示意圖；
[0053]圖6示出了圖2所示的電源控制電路200中電池模塊的均衡和過充過放保護電路的不意圖；
[0054]圖7示出了根據本申請一個實施例的電源控制方法700的示意圖；
[0055]圖8示出了根據本申請一個實施例的電連接裝置800的示意圖；
[0056]圖9示出了圖8所示的電連接裝置800的電源極性檢測模塊的示意圖；
[0057]圖10示出了圖8所示的電連接裝置800的極性定向模塊的示意圖；
[0058]圖11示出了圖8所示的電連接裝置800的電壓轉換模塊的示意圖；
[0059]圖12示出了圖8所示的電連接裝置800的低壓線性穩(wěn)壓器的示意圖；
[0060]圖13示出了圖8所示的電連接裝置800的外觀的示意圖；
[0061]圖14示出了圖8所示的電連接裝置被用于連接兩個電源時的示意圖。
【具體實施方式】
[0062]在下面的詳細描述中，參考了構成其一部分的附圖。在附圖中，類似的符號通常表示類似的組成部分，除非上下文另有說明。【具體實施方式】、附圖和權利要求書中描述的示例性實施方式并非旨在限定。在不偏離本申請的主題的精神或范圍的情況下，可以采用其他實施方式，并且可以做出其他變化?？梢岳斫?，可以對本文中一般性描述的、在附圖中圖解說明的本申請內容的各個方面進行多種不同構成的配置、替換、組合、設計，而所有這些都明確地構成本申請內容的一部分。
[0063]本發(fā)明的第一方面
[0064]圖1示出了根據本申請一個實施例的電源控制電路100示意圖。在實際應用中，電源控制電路100可以與兩個或更多個電源模塊(電池或電池組)相互連接，以調整這些電源模塊相互耦聯后能夠輸出的電壓。換言之，配備了電源控制電路100的電源模塊構成了輸出電壓可變的移動電源。該移動電源可以根據外部負載的電壓需求來調整其輸出電壓，從而能夠以不同的輸出電壓輸出電能。在一些實施例中，移動電源可以被用于對汽車、摩托車或者其他機動車或機械設備的發(fā)動機進行應急啟動。相應地，電源控制電路還具有檢測這些發(fā)動機啟動電壓需求的功能，例如通過檢測這些發(fā)動機電瓶的電壓來判斷發(fā)動機所需的啟動電壓，從而使得移動電源能夠根據所檢測的電壓需求自動輸出對應的輸出電壓。
[0065]在下文的實施例中，電源控制電路100以及使用這種電源控制電路100的移動電源的結構、運行和功能被結合機動車發(fā)動機應急啟動這一具體應用場合進行說明，但是可以理解這并不作為對本申請的電源控制電路的限制。本領域技術人員可以認識到本申請的電源控制電路、移動電源也可以用于其他應用場合，例如用于外部電源(例如機動車電瓶、充電電池)進行充電，等等。
[0066]如圖1所示，該電源控制電路100連接第一電源模塊130和第二電源模塊140。第一電源模塊130和第二電源模塊140例如可以是包括一個或多個電池的電池組，或者其他能夠儲存或提供電能供給的元件。在一些實施例中，每個電池組具有相等的電壓，并且其電源電壓不小于12.6V。例如，這兩個電源模塊130和140的電池組是磷酸鐵鋰電池，電壓范圍在8到14.4V之間，允許+/-0.3V的容差；或者這兩個電源模塊130和140的電池組是鈷酸鋰電池，電壓范圍在8.1到12.6V之間，允許+/-0.3的容差。電源控制電路100控制這兩個電源模塊130和140耦接到外部電源150和負載160，其中外部電源150與負載160相互連接。在一些實施例中，負載160是發(fā)動機，或者具體地，用于發(fā)動機上配備的起動電動機(例如直流串激示電動機)。在正常情況下，負載160是由外部電源150供電的，因而發(fā)動機160的啟動電壓與外部電源150的輸出電壓大體相等。但是，由于外部電源150自身的一些原因，例如老化損壞或者過度放電，外部電源150沒有足夠的電量，不能夠在該啟動電壓需求下提供足夠的啟動電流來啟動負載160。需要說明的是，在圖1所示的實施例中，外部電源150和負載160被示為一端耦接到電源控制電路100，而另一端并未示出。在實際應用中，該未示出的一端可以耦接到參考電位，例如接地。同樣地，電源控制電路100也僅示出了一個輸出端，其另一輸出端也可以耦接到參考電位，例如接地。可以理解，在一些實施例中，電源控制電路100可以具有兩個輸出端，以分別耦接外部電源150和負載160各自的兩個輸入端。
[0067]電源控制電路100包括電壓檢測模塊101，其耦接到外部電源150以檢測外部電源150的電壓。電壓檢測模塊101包括兩個輸入端，其分別與外部電源150的正極和負極電耦接，以獲得外部電源150輸出電壓的電壓幅值。換言之，電壓檢測模塊101也可以耦接在電源控制電路100輸出電能的兩個輸出端之間。
[0068]電壓檢測模塊101根據所檢測的外部電源150的電壓生成電壓檢測信號。該電壓檢測信號用于指示外部電源150的電壓幅值。在一些實施例中，電壓檢測模塊101可以將采樣得到的外部電源150電壓幅值作為電壓檢測信號。例如，該電壓檢測信號是與外部電源150電壓幅值相等的模擬信號。在一些例子中，電壓檢測模塊101還可以對所米樣的電壓幅值進行處理，例如對其進行分壓，以得到與該電壓幅值成比例的信號，并且將該信號作為電壓檢測信號?？梢岳斫?，電壓檢測信號可以是模擬信號，也可以是數字信號，例如電壓檢測模塊101可以包括一個模擬/數字轉換器以完成模擬信號到數字信號的轉換。
[0069]電源控制電路100還包括控制模塊103和電源耦聯模塊105。控制模塊103耦接到電壓檢測模塊101，用于接收電壓檢測信號，并且根據電壓檢測信號生成耦聯控制信號。 例如，控制模塊103可以將電壓檢測信號與不同的預定電壓值或電壓范圍進行比較，并且根據該比較結果的不同生成不同的耦聯控制信號。
[0070]電源耦聯模塊105可操作地耦聯第一電源模塊130和第二電源模塊140。具體地， 電源耦聯模塊105從控制模塊103接收耦聯控制信號，并且根據該耦聯控制信號變換第一電源模塊130和第二電源模塊140的耦聯關系。例如，電源耦聯模塊105可以包括分別連接第一電源模塊130和第二電源模塊140的正負極的多個端子，例如4個端子。電源耦聯模塊105還可以包括多個導線，其中每個導線連接電源耦聯模塊105的多個端子中的兩個端子。這些導線上設置有開關，例如M0S開關或者繼電器。這樣，通過耦聯控制信號控制這些開關的閉合和斷開狀態(tài)，電源耦聯模塊105的多個端子就可以以不同的導電路徑相互連接，進而使得第一電源模塊130和第二電源模塊140以不同的電路連接方式相互耦聯。例如，電源耦聯模塊105可以將第一電源模塊130的正極和第二電源模塊140的正極相互連接，并且將第一電源模塊130的負極和第二電源模塊140的負極相互連接，從而使得這兩個電源模塊以并聯方式相互耦聯。當第一電源模塊130和第二電源模塊140的輸出電壓相同時，并聯連接的兩個電源模塊輸出的電壓等于各自的輸出電壓。又例如，電源耦聯模塊105 可以將第一電源模塊130的正極和第二電源模塊140的負極相互連接，兩個電源模塊被串聯連接。進一步地，可以將第一電源模塊130的負極接地，而在第二電源模塊140的正極輸出電壓。這樣，當第一電源模塊130和第二電源模塊140的輸出電壓相同時，串聯連接的兩個電源模塊輸出的電壓等于各自輸出電壓的兩倍。在一些情況下，電源耦聯模塊105還可以根據耦聯控制信號斷開第一電源模塊130和第二電源模塊140的連接，或者可選地斷開這兩個電源模塊與外部電源150的連接，從而使得不輸出電壓(也即輸出電壓為零)。簡言之，電源耦聯模塊可以根據耦聯控制信號變換第一電源模塊130和第二電源模塊140的耦聯關系，以控制相互耦聯的第一電源模塊130和第二電源模塊140以不同的輸出電壓輸出電能。
[0071]可以看出，當采用上述電源控制電路100的移動電源被用于對機動車發(fā)動機進行應急啟動時，通過檢測外部電源150的電壓來識別外部電源電壓，并且根據檢測結果來調整移動電源輸出電壓，移動電源就能夠自動地適配不同規(guī)格的發(fā)動機啟動電壓需求，從而提高了移動電源的兼容性。
[0072]例如，控制模塊103可以將電壓檢測信號與第一電壓范圍和第二電壓范圍進行比較。其中，第一電壓范圍大體等于或略低于24V柴油發(fā)動機電瓶滿電量時的輸出電壓，其例如為16.2V至25.4V ;而第二電壓范圍大體等于或略低于12V汽油機發(fā)動機電瓶滿電量時的輸出電壓，其例如為8.1V至12.7V。當電壓檢測信號屬于第一電壓范圍時，控制模塊103 可以生成使得第一電源模塊130和第二電源模塊140串聯耦接的耦聯控制信號，以使得相互耦聯的這兩個電源模塊的輸出電壓相互疊加；而當電壓檢測信號屬于第二電壓范圍時， 控制模塊103可以生成使得第一電源模塊130和第二電源模塊140并聯耦接的耦聯控制信號，以使得相互耦聯的這兩個電源模塊的輸出電壓等于各自的輸出電壓(輸出電壓相等)。 換言之，當檢測到外部電源150是12V汽油發(fā)動機電瓶時，移動電源可以輸出約12V的輸出電壓；而當檢測到外部電源150是24V柴油發(fā)動機電瓶時，移動電源可以輸出約24V的輸出電壓。
[0073]相應地，當控制模塊103比較發(fā)現電壓檢測信號處于第一電壓范圍與第二電壓范圍外時，其可以生成使得第一電源模塊130和第二電源模塊140斷開耦聯的耦聯控制信號， 該耦聯控制信號可以控制第一電源模塊130和140不再向外部電源150和負載160提供輸出電壓?？梢岳斫?，第一電壓范圍和第二電壓范圍通常是不同的范圍，并且不相互重疊。對于在第一電壓范圍和第二電壓范圍之間的電壓檢測信號，通?？梢哉J為被檢測的外部電源 150滿電量，或者可能不是符合預定規(guī)格的電源。對于后者，控制模塊103可以生成警告信號，該警告信號可以通過例如顯示器或揚聲器或其它信息提示模塊提供給使用者。在一些實施例中，當電壓檢測信號屬于13.5V至14.4V時，控制信號103生成警告信號。
[0074]在一些實施例中，電源控制電路100還可以包括極性檢測模塊107,用以檢測外部電源150的電壓極性，也即外部電源150的哪個電極與移動電源的電壓輸出端相連接。相應地，控制模塊103可以根據所檢測的外部電源150的電壓極性生成相應的耦聯控制信號， 以禁止或允許相互耦聯的第一電源模塊130和第二電源模塊140輸出電能。例如，如果發(fā)現外部電源150的正極被連接到耦聯的兩個電源模塊電勢較高的電極，則允許輸出電能； 反之則禁止輸出電能。這可以避免因接反正負極導致的電路故障。
[0075]可選地，在一些實施例中，控制模塊103也可以根據所檢測的外部電源150的電壓極性生成耦聯控制信號，該耦聯控制信號使得外部電源150以預定極性耦接到相互耦聯的第一電源模塊130和第二電源模塊140。具體地，如果發(fā)現外部電源150的正極被連接到耦聯的兩個電源模塊電勢較高的電極，則允許輸出電能；反之，則切換外部電源150與耦聯的兩個電源模塊的連接關系，從而使得外部電源150的正極被連接到耦聯的兩個電源模塊電勢較高的電極，進而允許輸出電能。這種自動切換電極的結構也避免了因接反正負極導致的電路故障，并且更便于使用。
[0076]需要說明的是，上述根據極性檢測和電壓檢測來變換電源耦聯的控制方式可以同時實現在控制模塊103中。例如，極性檢測可以具有較高的優(yōu)先級，而電壓檢測的優(yōu)先級較低。當在進行生成耦聯控制信號的判斷和比較時，控制模塊103可以先比較極性檢測結果， 并且在極性比較結果允許移動電源輸出電能時，再進行電壓比較以及相應的耦聯控制信號的生成操作。
[0077]在一些實施例中，電源控制電路100還可以具有手動耦聯控制的功能。具體地，可以提供一輸入模塊接收使用者的手動輸入，例如切換12V或24V的輸入。輸入模塊將該手動輸入轉換為手動輸入信號。該手動輸入信號可以直接提供給控制模塊103。相應地，控制模塊103能夠根據手動輸入信號生成使得相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊輸出電能的耦聯控制信號，從而控制電源耦聯模塊105工作。在一些實施例中，控制模塊103可以為對手動輸入信號引起的電能輸出進行計時，并且在電能輸出時間超過預定時限后輸出禁止第一電源模塊130和第二電源模塊140輸出電能的耦聯控制信號。這可以避免移動電源對外部電源150和負載160持續(xù)地過度供電。
[0078]圖2示出了根據本申請一個實施例的電源控制電路200的示意圖。該電源控制電路200被用于耦接并控制第一電源模塊230和第二模塊240,以使得其作為移動電源給外部電源250和發(fā)動機260供電。
[0079]如圖2所示，電源控制電路包括電壓檢測模塊201、控制模塊203以及電源耦聯模塊205。其中，電源耦聯模塊205具有第一端子T1和第二端子T2,其分別耦接第一電源模塊230的正極和負極；電源耦聯模塊205還具有第三端子T3和第四端子T4,其分別耦接第二電源模塊240的正極和負極。第二端子T2被耦接到參考電位，例如接地，而第三端子被耦接到外部電源250和發(fā)動機260,以使得相互耦聯的第一電源模塊230和第二電源模塊 240在第三端子T3與第二端子T2之間產生輸出電壓，并且輸出電能。當外部電源250和發(fā)動機260的一端也親接在參考電位或者接近參考電位的電位時，該端子等同于親接到第二端子T2。
[0080]電壓檢測模塊201用于檢測外部電源250的電壓。具體地，電壓檢測模塊201的兩個輸入端分別耦接到第三端子T3和參考電位(地)，而外部電源250也耦接在第三端子 T3和參考電位之間。在圖2所示的實施例中，電壓檢測模塊201包括分壓器，其由第一檢測電阻211和第二檢測電阻213構成。這樣，電壓檢測模塊201可以將其輸入端采樣得到的外部電源250電壓進行分壓，以得到對應的電壓檢測信號。該電壓檢測信號隨外部電源 250電壓的不同而變化。
[0081] 控制模塊203接收電壓檢測信號，并且將其與預定的第一電壓范圍和第二電壓范圍進行比較。根據電壓比較結果的不同，控制模塊203生成不同的耦聯控制信號。
[0082]電源耦聯模塊205包括第一開關K1、第二開關K2和第三開關K3。其中，第一開關 K1耦接在第一端子T1和第三端子T3之間；第二開關K2耦接在第一端子T1和第四端子T4 之間；第三開關K3耦接在第二端子T2和第四端子T4之間。在耦聯控制信號的控制下，這幾個開關閉合、斷開狀態(tài)會發(fā)生變化，從而使得第一電源模塊230和第二電源模塊240的耦聯關系發(fā)生變化。具體地，當電壓檢測信號屬于第一電壓范圍時，控制模塊203生成使得第二開關K2閉合、第一開關K1和第三開關K3斷開的耦聯控制信號，這使得第一電源模塊230 的正極與第二電源模塊240的負極相互連接，從而將這兩個電源模塊串聯耦接在一起。串聯耦接的兩個電源模塊在第三端子T3處的輸出電壓等于這兩個電源模塊的電壓和。在電壓檢測信號屬于所述第二電壓范圍時，控制模塊203生成使得第一開關K1和第三開關K3 閉合、而第二開關K2斷開的耦聯控制信號，這使得第一電源模塊230的正極、負極分別與第二電源模塊240的正極、負極相互連接，從而將這兩個電源模塊并聯耦接在一起。這兩個電源模塊的輸出電壓相等，因此，其并聯耦聯后輸出電壓不變。
[0083]圖2所示的電路要求第一開關K1、第二開關K2和第三開關K3不能夠同時閉合。為了避免出現這三個開關同時閉合的情況，在一些實施例中，耦聯控制信號被通過圖3所示的開關驅動模塊提供給第一開關K1、第二開關K2和第三開關K3。開關驅動模塊可以限制第二開關K2同第一開關K1和/或第三開關K3同時閉合，換言之，只要第一開關K1和第三開關K3中的一個閉合，則第二開關K2就不會被閉合。
[0084]圖3示出了開關驅動模塊的一種電路圖。其中圖2所示的第一開關K1、第二開關 K2和第三開關K3均為低電平使能，也即當控制端是低電平時開關閉合。耦聯控制信號包括Relay K1信號、Relay K2信號和Relay K3信號。當Relay K1信號為高電平時，三極管 Q14導通，其集電極為低電平，因而控制第一開關K1導通。類似地，當Relay K3信號為高電平時，第三開關導通。此外，當Relay K1信號和Relay K3信號同時為低電平時，二極管D13 和D14截止，因而三極管Q27截止。三極管Q21集電極的電壓由Relay K2信號決定:Relay K2信號為高電平時，三極管Q21集電極為低電平，第二開關K2導通。然而，只要Relay K1 信號和Relay K3信號中的一個信號為高電平，二極管D13或D14就會導通，從而使得三極管Q27導通，進而將三極管Q21的基極拉低，三極管Q21截止。這樣，第二開關K2的控制端就保持高電平，第二開關K2也不會導通。
[0085]仍如圖2所示，電源控制電路200還包括電流檢測模塊215,其用于檢測相互耦接的第一電源模塊230和第二電源模塊240輸出的輸出電流。當被用于發(fā)動機應急啟動時， 該輸出電流被大體全部加載在發(fā)動機260上。電流檢測模塊200可以在輸出電流超過預定電流范圍時生成過流檢測信號?？刂颇K203接收該過流檢測信號，并且根據過流檢測信號生成禁止第一電源模塊和第二電源模塊輸出電流的耦聯控制信號。
[0086]具體地，電流檢測模塊215包括檢測電阻217和比較器219。其中，檢測電阻217 用于采集從第三端子T3流入到參考電位的電流。一般地，檢測電阻217的電阻值遠小于分壓器的第一檢測電阻211和第二檢測電阻213的電阻值，因而其不會影響電壓檢測模塊201 對外部電源250電壓的檢測。此外，當應急啟動時，發(fā)動機260的內部等效電阻遠小于外部電源250和分壓器的電阻值，因此，第一電源模塊230和第二電源模塊240的輸出電流大體全部或至少大部分流過發(fā)動機260。
[0087]輸出電流在檢測電阻217上形成一電壓值，其正比于被檢測的輸出電流。比較器 219將檢測電阻217兩端的電壓與一預定參考電壓進行比較，如果該電壓超過預定參考電壓，說明被檢測的輸出電流過大，則比較器輸出指示輸出電流超過預定電流范圍的過流檢測信號。這樣，當控制模塊203接收指示輸出電流超過預定電流范圍的過流檢測信號后，其就控制第一開關K1、第二開關K2和第三開關K3斷開，從而禁止繼續(xù)輸出電流。
[0088]在一些實施例中，電源控制電路200還可以包括極性檢測模塊(圖2未示出)，用以檢測外部電源250的電壓極性。相應地，控制模塊203可以根據所檢測的外部電源250 的電壓極性生成相應的耦聯控制信號，以禁止或允許相互耦聯的第一電源模塊230和第二電源模塊240輸出電能。在一些實施例中，控制模塊203也可以根據所檢測的外部電源250 的電壓極性生成耦聯控制信號，該耦聯控制信號使得外部電源250以預定極性耦接到相互耦聯的第一電源模塊230和第二電源模塊240。
[0089]圖4示出了圖2所示的電源控制電路200的極性檢測模塊的示意圖。如圖4所示， 該極性檢測模塊包括電阻R42和電阻R33構成的分壓器，該分壓器與圖2所示的電壓檢測模塊201并聯耦接，也即耦接在第三端子T3和參考電位或者接近參考電位的電位(例如圖2所示的端子T5)之間。此外，極性檢測模塊還包括光電耦合器U3。當第三端子T3耦接到外部電源250的正極時，光電親合器U3導通，從而使得光電親合器的輸出端V_SN3輸出低電平的極性檢測信號。響應于低電平的極性檢測信號，控制模塊203判斷外部電源250的正負極與第一電源模塊230和第二電源模塊240的正負極對應連接，因而允許相互耦接的電源模塊輸出電能，以供給給外部電源250或發(fā)動機260。相反，如果第三端子T3耦接到外部電源250的負極，貝lj光電親合器U3斷開，從而使得光電親合器的輸出端V_SN3輸出高電平的極性檢測信號。響應于高電平的極性檢測信號，控制模塊203判斷外部電源250的正負極與第一電源模塊230和第二電源模塊240的正負極反接，因而需要禁止相互耦接的電源模塊輸出電能，這可以避免發(fā)動機260和外部電源250受損。
[0090]在一些情況下，圖2所示的電源控制電路200的兩個輸出端T3和T5有可能因為操作失誤或其他原因而短接，因此，在一些實施例中，電源控制電路200還可以設置有短路檢測模塊(圖2中未示出)。圖5示出了圖2所示的電源控制電路200可以采用的短路檢測模塊的示意圖。該短路檢測模塊可以檢測電源控制電路的兩個輸出端是否短接，并生成相應的短路檢測信號(Car batt short Scan)。相應地，控制模塊可以根據該短路檢測信號來判斷輸出端是否短接，進而控制移動電源是否輸出電流。
[0091]如圖5所示，短路檢測模塊的兩個輸入端分別連接到電源控制電路的兩個輸出端，也即圖2所示的端子T3以及圖2所示的端子T5或參考電位；而短路檢測模塊的輸出端則耦接到控制模塊，用于將生成的短路檢測信號提供給控制模塊。
[0092]短路檢測模塊包括三極管Q8和比較器U28A。具體地，當移動電源的兩個輸出端未短接時，三極管Q8的柵極為低電平，因而其截止，三級管Q8的漏極為高電平。在此情況下， 比較器U28A的同相輸入端電平高于反相輸入端電平，比較器U28A輸出的短路檢測信號為高電平，其指示未發(fā)生短接。相反，當移動電源的兩個輸出端短接時，三極管Q8的柵極電平為高電平，因而三極管Q8導通，這使得比較器U28A的同相輸入端被拉低，低于反相輸入端電平，從而使得比較器U28A輸出的短路檢測信號翻轉，變?yōu)榈碗娖?，其指示移動電源的兩個輸出〗而短接。
[0093]仍參考圖2,正如前述，當控制模塊203接收到指示移動電源輸出端短接的短路檢測信號后，其生成相應的耦聯控制信號，以禁止相互耦聯的第一電源模塊230和第二電源模塊240輸出電流。例如，控制模塊203可以控制圖2所示的第一開關K1、第二開關K2和第三開關K3同時斷開。由于第四端子T4懸空，因而第二電源模塊不會輸出電流。
[0094]在一些實施例中，第一電源模塊和第二電源模塊可以是電池組，其分別包括多個串聯耦接的電池。相應地，電源控制電路200可以包括均衡電路。當對電池組進行充電時， 均衡電路能夠保證各個電池被均衡充電。此外，電源控制電路200還可以包括過充過放電路，其可以避免電池組中的每個電池被過充或過放電，從而提高電池組的使用壽命。圖6示出了圖2所示的電源控制電路200中電池模塊的均衡和過充過放保護電路的示意圖。均衡電路和過充過放保護電路的結構及其運行可以參考現有的電源均衡和過充過放保護電路， 在此不再贅述。
[0095]圖7示出了根據本申請一個實施例的電源控制方法700。該電源控制方法可以由圖1或圖2所示的電源控制電路實施，以控制包括第一電源模塊和第二電源模塊的電源輸出電能。在實際應用中，該電源控制方法700可以用于對發(fā)動機進行應急啟動，例如對汽車、摩托車或其他機動車的發(fā)動機進行應急啟動。
[0096]如圖7所示，電源控制方法700包括:在步驟S702,檢測外部電源的電壓；以及在步驟S704,根據所檢測的外部電源的電壓變換所述第一電源模塊和所述第二電源模塊的耦聯關系，以使得相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊以不同的輸出電壓輸出電能。
[0097]在一些實施例中，所述變換耦聯的步驟包括:將所檢測的外部電源電壓與第一電壓范圍和第二電壓范圍進行比較，在所檢測的外部電源電壓屬于所述第一電壓范圍時使得所述第一電源模塊和所述第二電源模塊串聯耦接，以及在所檢測的外部電源電壓屬于所述第二電壓范圍時使得所述第一電源模塊和所述第二電源模塊并聯耦接。
[0098]在一些實施例中，所述第一電壓范圍包括14.4V至25.4V，所述第二電壓范圍包括 8.1V 至 12.7V〇
[0099]在一些實施例中，所述方法還包括:檢測相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊的輸出電流；比較所述輸出電流與預定參考電流，在所述輸出電流超過所述預定參考電流時禁止所述第一電源模塊和第二電源模塊輸出電能。
[0100]在一些實施例中，所述方法還包括:檢測外部電源的電壓極性；以及根據所檢測的外部電源的電壓極性確定是否禁止相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊輸出電能。
[0101]在一些實施例中，所述方法還包括:檢測外部電源的電壓極性；以及根據所檢測的外部電源的電壓極性變換所述第一電源模塊和所述第二電源模塊的耦聯關系，以使得所述外部電源以預定極性耦接到所述相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊。
[0102]本發(fā)明的第二方面
[0103]在一些情況下，發(fā)動機的應急啟動也可以通過搭接電瓶來進行。具體地，可以將正常狀態(tài)的電瓶(救援電源)與異常狀態(tài)的電瓶(待救援電瓶)或待救援發(fā)動機連接，從而利用該正常狀態(tài)的電瓶來啟動發(fā)動機。然而，使用者必須保證這兩個電瓶正負極正確連接， 否則很有可能造成短路，損害電瓶，甚至發(fā)生爆炸。
[0104]為了解決上述問題，本申請還提供了一種電連接裝置。該電連接裝置能夠根據被連接的電瓶的電壓極性自動地調整這兩個電瓶之間的耦聯關系，從而確保兩個電瓶正負極正確連接。
[0105]圖8示出了根據本申請一個實施例的電連接裝置800。在實際應用中，該電連接裝置800可以用于連接兩個外部電源，例如汽車電瓶，以在其間傳遞電量；或者其可以將一個外部電源連接到另一個外部電源及負載(例如發(fā)動機)以向負載提供電能，例如進行應急啟動。
[0106]如圖8所示，電連接裝置800包括耦聯模塊801，其具有第一端子N1和第二端子 N2，以及第三端子N3和第四端子N4。其中，第一端子N1和第二端子N2配對使用，在使用時其被連接第一電源830 ;第三端子N3和第四端子N4配對使用，在使用時，其被連接第二電源840。例如，第一電源830是正常狀態(tài)的電瓶，而第二電源840是異常狀態(tài)的電源，例如處于過放電狀態(tài)。第二電源840通常被還與發(fā)動機850相連接，從而使得第一電源830實質上與發(fā)動機850連接。
[0107]第一端子N1和第二端子N2可以被可操作地、選擇性地耦聯到第三端子N3和第四端子N4,從而使得第一電源830同第二電源840及發(fā)動機850可操作地耦聯。具體地，第一端子N1被可操作地耦聯到第三端子N3和第四端子N4中的一個端子，而第二端子N2被可操作地耦聯到第三端子N3和第四端子N4中的另一個端子。因此，通過電連接裝置800傳遞電能，第一電源830可以向發(fā)動機850提供啟動電流，以使得其能夠應急啟動；或者第一電源830也可以對第二電源840充電。
[0108]在圖8所不的實施例中，親聯模塊801包括第一開關S1，其親接在第一端子N1和第三端子N3之間；第二開關S2,其耦接在第一端子N1和第四端子N4之間；第三開關S3,其耦接在第二端子N2和所述第三端子N3之間；第四開關S4,其耦接在第二端子N2和第四端子N4之間。這些開關的閉合和斷開狀態(tài)會影響第一端子N1及第二端子N2同第三端子N3 及第四端子N4之間的耦聯關系，進而變換第一電源830與第二電源840之間的連接關系。 可以理解，在其他的實施例中，耦聯模塊801可以包括不同數量的開關，并且其通過不同的路徑將四個端子N1-N4相互連接。
[0109]電連接裝置800還包括電源極性檢測模塊803,其用于檢測第一端子N1與第二端子N2之間的第一電壓極性，以及第三端子N3和第四端子N4之間的第二電壓極性。在圖8 所示的實施例中，電源極性檢測模塊803包括兩個電源極性檢測模塊，也即第一電源極性檢測模塊和第二電源極性檢測模塊。其中，第一電源極性檢測模塊的兩個輸入端分別耦接到第一端子N1和第二端子N2,以獲取其間的電壓差，進而根據所獲取的電壓差確定第一端子N1和第二端子N2之間的第一電壓極性。該第一電壓極性對應于耦接在第一端子N1和第二端子N2之間的第一電源830的電壓極性。例如，當第一電源830的正極耦接到第一端子N1，而負極耦接到第二端子N2時，第一電壓極性可以是正向，其表明第一端子N1的電壓高于第二端子N2的電壓。相反，當第一電源830的負極耦接到第一端子N1，而正極耦接到第二端子N2時，第一電壓極性可以是反向，其表明第一端子N1的電壓低于第二端子N2的電壓。第一電源極性檢測模塊可以生成第一電壓極性檢測信號，以指示第一電壓極性。類似地，第二電源極性檢測模塊的兩個輸入端分別耦接到第三端子N3和第四端子N4,以獲取其間的電壓差，進而根據所獲取的電壓差確定第三端子N3和第四端子N4之間的第二電壓極性。第二電源極性檢測模塊可以生成第二電壓極性檢測信號，以指示第二電壓極性。
[0110]圖9示出了圖8所示的電連接裝置800的第一電源極性檢測模塊的示意圖。第二電源極性檢測模塊可以采用相同或相似的結構。
[0111]如圖9所示，第一電源極性檢測模塊包括電阻R42和電阻R33構成的分壓器，以及光電耦合器PC817。其中，分壓器的兩端耦接到第一端子PA_A(對應于圖8的第一端子N1) 和第二端子PA_B (對應于圖8的第二端子N2)，以檢測第一電源兩端的電壓差。經分壓器分壓后的信號被提供給光電親合器U3。當第一端子PA_A電壓高于第二端子PA_B電壓時，光電耦合器U3導通，第一電源極性檢測模塊輸出端V_SN3輸出低電平；相反，當第一端子PA_ A電壓低于第二端子PA_B電壓時，光電親合器U3截止，第一電源極性檢測模塊輸出端V_ SN3輸出高電平。換言之，第一電源極性檢測模塊可以根據第一端子和第二端子之間的電壓差生成指示第一電壓極性的第一極性檢測信號。類似地，第二電源極性檢測模塊可以根據第三端子和第四端子之間的電壓差生成指示第二電壓極性的第二極性檢測信號。
[0112]可以理解，圖8所示的電源極性檢測模塊的電路結構僅為示例，在實際應用中，可以對其進行各種修改和變換。例如，可以僅采用一組分壓器和光電二極管的結構來實現一個電壓極性檢測模塊，并通過選擇開關來選擇在不同的時刻測量第一端子/第二端子和第三端子/第四端子。換言之，同一個電源極性檢測模塊被分時復用地進行檢測。
[0113]仍如圖8所示，電連接裝置800還包括控制模塊805,其耦接到第一電源極性檢測模塊和第二電源極性檢測模塊，以接收第一極性檢測信號和第二極性檢測信號。控制模塊 805根據第一極性檢測信號和第二極性檢測信號生成耦聯控制信號，并且耦接到耦聯模塊 801，以變換第一端子N1和第二端子N2同第三端子N3和第四端子N4之間的耦聯關系。其中在耦聯時，第一端子N1和第二端子N2之間的電壓極性同第三端子N3和第四端子N4之間的電壓極性相同。
[0114]具體地，當第一極性檢測信號和第二極性檢測信號相同時，這表示第一電源830 與第一端子/第二端子的連接與第二電源840與第三端子/第四端子的連接的極性相同， 那么控制模塊805可以控制第一端子N1連接到第三端子N3,而第二端子N2連接到第四端子N4。在這種情況下，第一電源830的正極與第二電源840的正極連接，而第一電源830的負極與第二電源840的負極連接。這樣，第一電源830可以對第二電源840進行充電，或者對發(fā)動機850進行應急啟動。對于圖8所示的實施例，第一開關S1和第四開關S4閉合而第二開關S2和第三開關S3斷開時，第一端子N1連接到第三端子N3,而第二端子N2連接到第四端子N4。
[0115]當第一極性檢測信號與第二極性檢測信號相反時，這表示第一電源830與第一端子/第二端子的連接與第二電源840與第三端子/第四端子的連接的極性相反，那么控制模塊805可以控制第一端子N1連接到第四端子N4,而第二端子N2連接到第三端子N3。在這種情況下，電連接裝置800保證了第一電源830的正極與第二電源840的正極連接，而第一電源830的負極與第二電源840的負極連接。對于圖8所示的實施例，第一開關S1和第四開關S4斷開而第二開關S2和第三開關S3閉合時，第一端子N1連接到第四端子N4,而第二端子N2連接到第三端子N3。
[0116]在一些實施例中，電連接裝置還可以包括電壓檢測模塊(圖8中未示出)。具體地，電壓檢測模塊可以包括兩個子模塊:第一電壓檢測模塊，其耦接到第一端子N1和第二端子N2以檢測其間的電壓幅值；以及第二電壓檢測模塊，其耦接到第三端子N3和第四端子 N4以檢測其間的電壓幅值。相應地，控制模塊可以對第一和第二端子之間的電壓幅值同第三和第四端子之間的電壓幅值進行比較，并且在這兩個電壓幅值處于不同的電壓范圍時， 生成使得第一端子N1和第二端子N2同第三端子N3和第四端子N4斷開耦聯的耦聯控制信號。這就保證了電壓不同的電源不會相互連接，從而避免了一些危險的使用，例如避免了 12V電源被與24V電源相連?？梢岳斫?，兩個電壓幅值處于不同的電壓范圍說明這兩個電源的規(guī)格具有差異。例如救援電源是12V電源，其電壓幅值為12.5V，屬于8.1V至13.5V的范圍(對應于12V電瓶可能的輸出電壓)；而待救援電源是24V電源，其電壓幅值為19.5V，屬于14.4V至25.4V的范圍(對應于24V電瓶可能的輸出電壓)。如果兩對端子之間的電壓幅值均處于同一電壓范圍，例如一對端子之間的電壓幅值為12.1V，而另一對端子之間的電壓幅值為9.6V，則可以認為這兩個電源是規(guī)格相同的電源。
[0117]對于圖8所示的電連接裝置800，其中的各個模塊可以通過一獨立的電源進行供電，或者可選地，也可以利用其所耦接的第一電源830和/或第二電源840進行供電。圖10 至圖12即示出了利用第一電源830和/或第二電源840供電的供電電路，該供電電路可以生成電連接裝置800的其他電路模塊所需的直流工作電源。在一些實施例中，供電電路包括圖10所示的極性定向模塊和圖11所示的電壓轉換模塊。在另一些實施例中，供電電路還包括穩(wěn)壓器，例如圖12所示的低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)的電路。
[0118]圖10示出了被耦接到第一端子和第二端子的第一極性定向模塊的示意圖。類似地，耦接到第三端子和第四端子的第二極性定向模塊可以具有相同或相似的結構。
[0119]如圖10所示，第一極性定向模塊包括四個二極管，其中，第一二極管D6耦接在第一端子PA_A (對應于圖8的第一端子N1)與中間端子VIN_A之間，第二二極管D7耦接在第一端子PA_A與地之間；第三二極管D8耦接在第二端子PA_B(對應于圖8的第二端子N2) 與地之間，而第四二極管D9耦接在第二端子PA_B與中間端子VIN_A之間?？梢钥闯觯瑹o論第一端子PA_A和第二端子PA_B如何與第一電源耦接，中間端子VIN_A始終輸出一具有預定極性的電壓，在圖10中是正電壓，其幅值與第一端子PA_A和第二端子PA_B之間的電壓差絕對值相同。
[0120]圖11示出了與第一極性定向模塊和第二極性定向模塊耦接的電壓轉換模塊。如圖11所示，該電壓轉換模塊耦接到第一極性定向模塊的中間端子VIN_A，并且還耦接到第二極性定向模塊的中間端子VIN_B，以接收這兩個極性定向模塊中任一個輸出的電壓。電壓轉換模塊實質是一個DC-DC降壓電路，其將12V或24V的電源電壓轉換為電連接裝置的至少部分模塊所需的工作電壓，例如8V或6V。
[0121]圖12示出了低壓差線性穩(wěn)壓器(LD0)，其耦接到圖11所示的電壓轉換模塊，并且將產生的工作電壓進一步轉換為更低的電壓，例如5V或更低，以供給電連接裝置800的某些豐旲塊。
[0122]仍如圖8所示，在實際應用中，電連接裝置800可以用于發(fā)動機850的應急啟動。 因此，第一電源830無需與第二電源840及發(fā)動機850保持長時間的連接。此外，在一些情況下，要避免第一電源830與第二電源840及發(fā)動機850長時間連接，這是因為由于操作不當等原因，電連接裝置800的端子N1-N4與第一電源830/第二電源840可能失去連接。例如，第二電源850的負極從第四端子N4脫落。如果這時仍然保持耦聯模塊801中各個開關的閉合/斷開狀態(tài)，有可能發(fā)生危險。因此，在一些實施例中，控制模塊805對使得第一端子N1和第二端子N2同第三端子N4和第四端子N4保持耦聯(即其中的兩個開關閉合)的耦聯控制信號的輸出進行計時，并且在其輸出時間超過第一預定時限時生成使得第一電源 830和第二電源840斷開耦聯的耦聯控制信號。在一些實施例中，第一預定時限例如是1秒至10秒，優(yōu)選為2秒至5秒。進一步地，控制模塊在輸出使得第一電源830和第二電源840 斷開耦聯的耦聯控制信號之后經過第二預定時限，重新獲取第一極性檢測信號和第二極性檢測信號，并且根據這兩個極性檢測信號的比較結果重新生成耦聯控制信號，從而繼續(xù)控制第一端子N1和第二端子N2以相同的電壓極性與第三端子N3和第四端子N4耦聯。在一些實施例中，第二預定時限是〇.2秒至5秒，優(yōu)選為0.5秒至1秒。例如，控制模塊805可以在使得第一電源830和第二電源840連通5秒之后，斷開這兩個電源之間的連接并保持 0.5秒，再重新自動檢測。
[0123]圖13示出了圖8所示的電連接裝置的外部示意圖。如圖13所示，該電連接裝置的4個端子各自通過一根導電引線引出，并且與待連接的電源相連接。這些導電引線的端部可以具有導電夾以夾持電源的電極。在一些實施例中，該電連接裝置是用于連接機動車電瓶的過江龍。
[0124]圖14示出了圖8所示的電連接裝置被用于連接兩個電源的示意圖?？梢钥闯觯还茈娺B接的第一端子/第二端子以及第三端子/第四端子如何與第一電源和第二電源如何連接，該電連接裝置都能夠自動識別這兩個電源的極性，并且保證第一電源、第二電源的正負極對應連接。
[0125]在本申請的一些實施例中，圖1和圖2所示的控制模塊、以及圖8所示的控制模塊可以通過一個或多個應用專用集成電路(ASIC)、數字信號處理器(DSP)、數字信號處理設備(DSPD)、可編程邏輯器件(PLD)、現場可編程門陣列(FPGA)、控制器、微控制器、微處理器或其他電子元件來實現。
[0126]應當注意，盡管在上文詳細描述中提及了本申請實施例的電源控制電路和電連接裝置的若干模塊或子模塊，但是這種劃分僅僅是示例性的而非強制性的。實際上，根據本申請的實施例，上文描述的兩個或更多模塊的特征和功能可以在一個模塊中具體化。反之，上文描述的一個模塊的特征和功能可以進一步劃分為由多個模塊來具體化。
[0127]此外，盡管在附圖中以特定順序描述了本申請方法的操作，但是，這并非要求或者暗示必須按照該特定順序來執(zhí)行這些操作，或是必須執(zhí)行全部所示的操作才能實現期望的結果。相反，流程圖中描繪的步驟可以改變執(zhí)行順序。附加地或備選地，可以省略某些步驟， 將多個步驟合并為一個步驟執(zhí)行，和/或將一個步驟分解為多個步驟執(zhí)行。
[0128]本技術領域的普通技術人員可以通過研究說明書、公開的內容及附圖和所附的權利要求書，理解和實施對披露的實施方式的其他改變。在權利要求中，措詞“包括”不排除其他的元素和步驟，并且措辭“一”、“一個”不排除復數。在發(fā)明的實際應用中，一個零件可以執(zhí)行權利要求中所引用的多個技術特征的功能。權利要求中的任何附圖標記不應理解為對范圍的限制。
【主權項】
1.一種電源控制電路，其特征在于，包括: 電壓檢測模塊，其被配置為檢測外部電源的電壓，并生成電壓檢測信號； 控制模塊，其被配置為接收所述電壓檢測信號，并且根據所述電壓檢測信號生成耦聯控制信號； 電源耦聯模塊，其被配置為可操作地耦聯第一電源模塊與第二電源模塊，以及接收耦聯控制信號，并且根據所述耦聯控制信號變換所述第一電源模塊和所述第二電源模塊的耦聯關系，以控制相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊以不同的輸出電壓輸出電能。2.根據權利要求1所述的電源控制電路，其特征在于，所述控制模塊被進一步配置為將所述電壓檢測信號與第一電壓范圍和第二電壓范圍進行比較，在所述電壓檢測信號屬于所述第一電壓范圍時生成使得所述第一電源模塊和所述第二電源模塊串聯耦接的耦聯控制信號，以及在所述電壓檢測信號屬于所述第二電壓范圍時生成使得所述第一電源模塊和所述第二電源模塊并聯耦接的耦聯控制信號。3.根據權利要求2所述的電源控制電路，其特征在于，所述控制模塊被進一步配置為在所述電壓檢測信號處于所述第一電壓范圍與所述第二電壓范圍外時生成使得所述第一電源模塊和所述第二電源模塊斷開耦聯的耦聯控制信號。4.根據權利要求2所述的電源控制電路，其特征在于，所述第一電壓范圍包括14.4V至25.4V，所述第二電壓范圍包括8.1V至12.7V。5.根據權利要求2所述的電源控制電路，其特征在于，所述控制模塊被進一步配置為在所述電壓檢測信號處于所述第一電壓范圍與所述第二電壓范圍之間時生成警告信號。6.根據權利要求1所述的電源控制電路，其特征在于，所述電源耦聯模塊具有第一端子和第二端子，其被配置為分別耦接所述第一電源模塊的正極和負極；所述電源耦聯模塊還具有第三端子和第四端子，其被配置為分別耦接所述第二電源模塊的正極和負極；其中，相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊在所述第三端子和所述第二端子之間輸出電能。7.根據權利要求6所述的電源控制電路，其特征在于，所述電源耦聯模塊包括: 第一開關，其耦接在所述第一端子和所述第三端子之間； 第二開關，其耦接在所述第一端子和所述第四端子之間； 第三開關，其耦接在所述第二端子和所述第四端子之間； 所述控制模塊被配置為將所述電壓檢測信號與第一電壓范圍和第二電壓范圍進行比較，在所述電壓檢測信號屬于所述第一電壓范圍時生成使得所述第二開關閉合、所述第一開關和所述第三開關斷開的耦聯控制信號，以及在所述電壓檢測信號屬于所述第二電壓范圍時生成使得所述第一開關和所述第三開關閉合、所述第二開關斷開的耦聯控制信號。8.根據權利要求7所述的電源控制電路，其特征在于，電源耦聯模塊包括: 開關驅動模塊，其被配置為接收所述耦聯控制信號并將其提供給所述第一開關、所述第二開關和所述第三開關以控制其閉合或斷開，其中所述開關驅動模塊被進一步配置為限制所述第二開關同所述第一開關和/或所述第三開關同時閉合。9.根據權利要求6所述的電源控制電路，其特征在于，所述外部電源耦接在所述第三端子和所述第二端子之間，所述電壓檢測模塊耦接在所述第三端子和所述第二端子之間以檢測所述外部電源的電壓。10.根據權利要求9所述的電源控制電路，其特征在于，所述電壓檢測模塊包括分壓器，所述分壓器被配置為對所檢測的外部電源的電壓進行分壓，以得到所述電壓檢測信號。11.根據權利要求10所述的電源控制電路，其特征在于，所述電源控制電路還包括: 電流檢測模塊，其被配置為檢測相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊輸出的輸出電流，并且在所述輸出電流超過預定電流范圍生成過流檢測信號； 所述控制模塊被進一步配置為接收所述過流檢測信號，并且根據所述過流檢測信號生成禁止所述第一電源模塊和第二電源模塊輸出電能的耦聯控制信號。12.根據權利要求1所述的電源控制電路，其特征在于，所述電源控制電路還包括: 電流檢測模塊，其被配置為檢測相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊輸出的輸出電流，并且在所述輸出電流超過預定電流范圍時生成過流檢測信號； 所述控制模塊被進一步配置為接收所述過流檢測信號，并且根據所述過流檢測信號生成禁止所述第一電源模塊和第二電源模塊輸出電能的耦聯控制信號。13.根據權利要求1所述的電源控制電路，其特征在于，所述電源控制電路還包括: 極性檢測模塊，其被配置為檢測外部電源的電壓極性； 所述控制模塊被進一步配置為根據所檢測的外部電源的電壓極性生成耦聯控制信號，以禁止或允許相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊輸出電能。14.根據權利要求1所述的電源控制電路，其特征在于，所述電源控制電路還包括: 極性檢測模塊，其被配置為檢測外部電源的電壓極性； 所述控制模塊被進一步配置為根據所檢測的外部電源的電壓極性生成耦聯控制信號，變換所述第一電源模塊和所述第二電源模塊的耦聯關系，以使得所述外部電源以預定極性耦接到所述相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊。15.根據權利要求1所述的電源控制電路，其特征在于，所述控制模塊被進一步配置為接收手動輸入信號，并且根據所述手動輸入信號生成使得相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊輸出電能的耦聯控制信號。16.根據權利要求15所述的電源控制電路，其特征在于，所述控制模塊被進一步配置為對所述手動輸入信號引起的電能輸出進行計時，并且在所述電能輸出時間超過預定時限后輸出禁止所述第一電源模塊和第二電源模塊輸出電能的耦聯控制信號。17.—種移動電源，包括根據前述權利要求中任一項所述的電源控制電路，以及所述第一電源模塊和所述第二電源模塊。18.根據權利要求17所述的移動電源，其特征在于，所述第一電源模塊包括第一電池組，所述第二電源模塊包括第二電池組。19.根據權利要求18所述的移動電源，其特征在于，所述第一電池組和所述第二電池組是磷酸鐵鋰電池，電壓范圍在8到14.4V之間，上下范圍允許+/-0.3V的容差；或者所述第一電池組和所述第二電池組是鈷酸鋰電池，電壓范圍在8.1到12.6V之間，上下范圍允許+/-0.3V的容差。20.根據權利要求17所述的移動電源，其特征在于，所述移動電源被用于發(fā)動機的應急啟動。21.一種電源控制方法，用于對包括第一電源模塊和第二電源模塊的電源的電能輸出進行控制，其特征在于，所述方法包括: 檢測外部電源的電壓；以及 根據所檢測的外部電源的電壓變換所述第一電源模塊和所述第二電源模塊的耦聯關系，以使得相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊以不同的輸出電壓輸出電能。22.根據權利要求21所述的方法，其特征在于，所述變換耦聯的步驟包括: 將所檢測的外部電源電壓與第一電壓范圍和第二電壓范圍進行比較，在所檢測的外部電源電壓屬于所述第一電壓范圍時使得所述第一電源模塊和所述第二電源模塊串聯耦接，以及在所檢測的外部電源電壓屬于所述第二電壓范圍時使得所述第一電源模塊和所述第二電源模塊并聯耦接。23.根據權利要求22所述的方法，其特征在于，所述第一電壓范圍包括14.4V至25.4V，所述第二電壓范圍包括8.1V至12.7V。24.根據權利要求21所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 檢測相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊的輸出電流； 比較所述輸出電流與預定參考電流，在所述輸出電流超過所述預定參考電流時禁止所述第一電源模塊和第二電源模塊輸出電能。25.根據權利要求21所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 檢測外部電源的電壓極性；以及 根據所檢測的外部電源的電壓極性確定是否禁止相互耦聯的第一電源模塊和第二電源模塊輸出電能。26.根據權利要求21所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 檢測外部電源的電壓極性；以及 根據所檢測的外部電源的電壓極性變換所述第一電源模塊和所述第二電源模塊的耦聯關系，以使得所述外部電源以預定極性耦接到所述相互耦聯的第一電源模塊和第二電源豐旲塊。27.根據權利要求21所述的方法，其特征在于，所述電源控制方法被用于發(fā)動機的應急啟動。28.—種電連接裝置，其特征在于，包括: 耦聯模塊，其具有第一端子和第二端子，以及第三端子和第四端子，其中所述第一端子被可操作地耦聯到所述第三端子和所述第四端子中的一個端子，所述第二端子被可操作地耦聯到所述第三端子和所述第四端子中的另一個端子； 電源極性檢測模塊，其被配置為檢測所述第一端子與所述第二端子之間的第一電壓極性，以及檢測所述第三端子與所述第四端子之間的第二電壓極性；以及 控制模塊，其被配置為根據所檢測的第一電壓極性與第二電壓極性生成耦聯控制信號，以控制所述第一端子和所述第二端子同所述第三端子和所述第四端子相應地耦聯，其中，所述第一端子和所述第二端子之間的電壓極性同所述第三端子和所述第四端子之間的電壓極性相同。29.根據權利要求28所述的電連接裝置，其特征在于，所述電源極性檢測模塊包括: 第一光電耦合器，其被耦接在所述第一端子和所述第二端子之間，被配置為根據所述第一端子和所述第二端子之間的電壓差生成指示所述第一電壓極性的第一極性檢測信號; 第二光電耦合器，其被耦接在所述第三端子和所述第四端子之間，被配置為根據所述第三端子和所述第四端子之間的電壓差生成指示所述第二電壓極性的第二極性檢測信號。30.根據權利要求29所述的電連接裝置，其特征在于，所述電源極性檢測模塊還包括: 第一分壓器，其被配置為對所述第一端子和第二端子之間的電壓進行分壓，并且將分壓后的電壓發(fā)送到所述第一光電親合器的輸入端； 第二分壓器，其被配置為對所述第三端子和第四端子之間的電壓進行分壓，并且將分壓后的電壓發(fā)送到所述第二光電耦合器的輸入端； 其中，所述第一光電耦合器根據分壓后的電壓生成指示所述第一電壓極性的第一極性檢測信號；所述第二光電耦合器根據分壓后的電壓生成指示所述第二電壓極性的第二極性檢測信號。31.根據權利要求28所述的電連接裝置，其特征在于，所述電連接裝置還包括: 第一電壓檢測模塊，其耦接到所述第一端子和所述第二端子以檢測其間的電壓幅值； 第二電壓檢測模塊，其耦接到所述第三端子和所述第四端子以檢測其間的電壓幅值； 所述控制模塊被進一步配置為對第一和第二端子之間的電壓幅值同第三和第四端子之間的電壓幅值進行比較，并且在這兩個電壓幅值處于不同的電壓范圍時，生成使得所述第一端子和第二端子同所述第三端子和第四端子斷開耦聯的耦聯控制信號。32.根據權利要求28所述的電連接裝置，其特征在于，所述耦聯模塊包括: 第一開關，其耦接在所述第一端子和所述第三端子之間； 第二開關，其耦接在所述第一端子和所述第四端子之間； 第三開關，其耦接在所述第二端子和所述第三端子之間； 第四開關，其耦接在所述第二端子和所述第四端子之間； 所述控制模塊被配置為根據所檢測的第一電壓極性與第二電壓極性生成使得所述第一開關和所述第四開關閉合、所述第二開關和所述第三開關斷開的耦聯控制信號，或者生成使得所述第二開關和所述第三開關閉合、所述第一開關和所述第四開關斷開的耦聯控制信號。33.根據權利要求32所述的電連接裝置，其特征在于，所述控制模塊被進一步配置為對第一和第二端子之間的電壓幅值同第三和第四端子之間的電壓幅值進行比較，并且在這兩個電壓幅值處于不同的電壓范圍時，生成使得所述第一開關、所述第二開關、所述第三開關和所述第四開關斷開的耦聯控制信號。34.根據權利要求28所述的電連接裝置，其特征在于，所述控制模塊被進一步配置為對使得所述第一端子和第二端子同所述第三端子和所述第四端子保持耦聯的耦聯控制信號的輸出進行計時，并且在其輸出時間超過第一預定時限時，生成使得所述第一電源和所述第二電源斷開耦聯的耦聯控制信號； 所述控制模塊被進一步配置為在輸出所述使得所述第一電源和所述第二電源斷開耦聯的耦聯控制信號之后經過第二預定時限，重新根據所檢測的第一電壓極性與第二電壓極性生成耦聯控制信號，以控制所述第一端子和所述第二端子同所述第三端子和所述第四端子親聯。35.根據權利要求28所述的電連接裝置，其特征在于，所述電連接裝置還包括:第一極性定向模塊，其具有兩個輸入端，分別耦接到所述第一端子和所述第二端子，所述第一極性定向模塊被配置為將這兩個輸入端接收的電壓差轉換為具有預定極性的電壓；和/或 第二極性定向模塊，其具有兩個輸入端，分別耦接到所述第三端子和所述第四端子，所述第二極性定向模塊被配置為將這兩個輸入端接收的電壓差轉換為具有所述預定極性的電壓。36.根據權利要求35所述的電連接裝置，其特征在于，所述電連接裝置還包括: 電壓轉換模塊，其被配置為接收所述第一極性定向模塊和/或所述第二極性定向模塊輸出的電壓，并且將其轉換為具有預定電壓幅值的電壓，以對所述電連接裝置的其他模塊供電。37.根據權利要求28所述的電連接裝置，其特征在于，所述電連接裝置被用于應急啟動，其中所述第一端子和第二端子被連接到救援電源的兩端，所述第三端子和第四端子被連接到待救援電瓶或待救援發(fā)動機的兩端。
【文檔編號】H01R13/64GK105990896SQ201510080573
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月13日
【發(fā)明人】雷云
【申請人】深圳市華思旭科技有限公司