一种耦合启动控制装置及车载富氧净化装置
技术领域
本实用新型涉及富氧技术领域，尤其是涉及一种耦合启动控制装置及车载富氧净化装置。
背景技术
我国是汽车消费大国，随着富氧技术发展完善，车载富氧必然是今后一个重要的发展方向，尤其在高原缺氧环境对车载富氧需要迫切。
目前，在飞机上采取高压氧方式富氧，即以高压方式将氧气储存到氧气瓶中再富氧，类似煤气罐工作方式。在火车上富氧方法与室内富氧方式原理一致，即通过变压吸附装置PSA将氧气送到相对封闭的局部环境。由于氧气瓶是高压助燃物，在汽车上不能以高压氧方式富氧，更不可能以化学制氧方法进行富氧，因此在汽车上只能通过变压吸附装置PSA进行富氧。
由于变压吸附装置PSA主要核心部件之一是压缩机，且车内环境较小，一般只能安装3个小型PSA，而PSA消耗电能较大，在富氧过程中存在电瓶欠压亏电问题，难以保证汽车发动机正常工作。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决车载富氧过程中因电瓶欠压使发动机不能正常工作的技术问题，而提出的一种耦合启动控制装置及车载富氧净化装置。
本实用新型实施例提供一种耦合启动控制装置，包括微控制器、主电源、辅助电源、耦合开关电路和升压充电电路；
所述主电源和辅助电源，用于为所述控制装置供电，所述辅助电源在所述控制装置处于空闲状态时供电，且所述主电源和辅助电源互为耦合；
所述微控制器，连接所述耦合开关电路，用于根据接收的外部信号输出控制信号给耦合开关电路；
所述耦合开关电路，连接所述主电源和辅助电源，用于根据所述微控制器的控制信号选通所述主电源或辅助电源；
所述耦合开关电路，还连接所述升压充电电路，用于选通主电源时，断开辅助电源，并为所述辅助电源充电。
进一步，所述微控制器包括A/D转换器，所述A/D转换器连接所述主电源，用于采集所述主电源的电压，并将采集的电压转换为数字信号。
进一步，所述耦合开关电路包括开关电路1和开关电路2，所述开关电路1和开关电路2均信号连接所述微控制器，用于根据所述微控制器的控制信号进行选通；所述开关电路1的输入端电连接所述主电源的输出端和升压充电电路的输入端，所述开关电路2的输入端电连接所述辅助电源的输出端。
进一步，还包括稳压电路，所述稳压电路的输出端电连接所述微控制器的电源端，所述稳压电路的输入端分别电连接所述开关电路1和开关电路2的输出端。
进一步，还包括无线通信模块，所述无线通信模块电连接所述稳压电路，所述无线通信模块数据连接所述微控制器。
进一步，所述主电源为车载电瓶，所述辅助电源为锂电池。
本实用新型实施例还提供一种车载富氧净化装置，包括上述耦合启动控制装置、驱动装置和至少一个变压吸附装置，
所述耦合启动控制装置，连接驱动装置，用于根据接收的外部设备指令接通主电源，并输出驱动信号，同时关闭辅助电源为辅助电源充电；
所述驱动装置，连接所述变压吸附装置，用于根据接收的驱动信号控制所述变压吸附装置的压缩机控制板的通断。
进一步，所述变压吸附装置为三个，所述每个变压吸附装置均信号连接所述微控制器，用于根据所述微控制器的控制信号按一定的顺序开关；所述驱动装置包括继电器驱动电路和大电流继电器，所述继电器驱动电路分别连接所述微控制器和大电流继电器，所述大电流继电器连接主电源和每个变压吸附装置的压缩机控制板。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本实用新型实施例提供了一种耦合启动控制装置及车载富氧净化装置，耦合启动控制装置通过采用主电源和辅助电源来耦合供电，在初始状态时微控制器工作在空闲工作模式，无线通信模块处于静态模式，此时开关电路1断开，开关电路2接通，由锂电池给微控制器和无线通信模块供电，车载电瓶与外围电路完全断开，功耗很低；按遥控器“启动”按键，无线通信模块接收“启动”信号并唤醒微控制器；微控制器接收启动信号并输出控制信号①有效，使开关电路1接通、开关电路2断开，此时车载电瓶给微控制器和无线通信模块供电，结束锂电池对系统的供电，同时车载电瓶通过升压充电电路给锂电池充电；微控制器通过A/D采集车载电瓶电压；如果车载电瓶电压不正常，则微控制器撤销控制信号①，使开关电路2接通、开关电路1断开，再次由锂电池给微控制器和无线通信模块供电，车载电瓶又与外围电路完全断开，恢复到初始状态；如果车载电瓶电压正常，微控制器输出控制信号②有效，此时开关电路2断开，开关电路1接通，由车载电瓶给微控制器和无线通信模块供电，锂电池与外围电路完全断开，并由升压充电电路给锂电池充电。因此，主电源和辅助电源的耦合启动有效解决了车载富氧净化装置使车载电瓶欠压亏电问题。
车载富氧净化装置采用耦合启动控制装置，利用微控制器的控制使各压缩机控制板依次启动，避免瞬间电路过载；且具有自诊断功能，最大限度的平衡了制氧净化和亏电保护。
附图说明
图1为本实用新型实施例一提供的耦合启动控制装置示意图；
图2为本实用新型实施例二提供的车载富氧净化装置示意图；
图3为本实用新型实施例二提供的车载富氧净化装置工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
目前，在汽车上只能通过变压吸附装置PSA进行富氧。由于变压吸附装置PSA主要核心部件之一是压缩机，且车内环境较小，只能安装多个小型PSA，一般为3个，而PSA消耗电能较大，在富氧过程中存在电瓶欠压亏电问题致使汽车发动机不能正常工作。本实用新型实施例提供的一种耦合启动控制装置、方法及车载富氧净化装置，可以解决车载富氧过程中因电瓶欠压使发动机不能正常工作的技术问题。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例一
本实施例提供一种耦合启动控制装置，如图1所示，包括微控制器、主电源、辅助电源、耦合开关电路和升压充电电路；图中粗实线箭头线部分是实际电连路，细实线箭头线是中断信号，虚线是控制信号，无箭头实线是数据线。
本实施例中，所述主电源为车载电瓶，所述辅助电源为锂电池。所述主电源和辅助电源，用于为所述控制装置供电，所述辅助电源在所述控制装置处于空闲状态时供电，且所述主电源和辅助电源互为耦合。也就是说，在微控制器处于空闲状态时，只需要锂电池为其供电，因为锂电池待电时间长，而且空闲状态的微控制器功耗低，因此不需要消耗车载电瓶的电压，以使其车载电瓶不会出现电瓶欠压而使发动机不能正常工作的情况。
所述微控制器，连接所述耦合开关电路，用于根据接收的外部信号输出控制信号给耦合开关电路。所述耦合开关电路，连接所述主电源和辅助电源，用于根据所述微控制器的控制信号选通所述主电源或辅助电源；所述耦合开关电路，还连接所述升压充电电路，用于选通主电源时，断开辅助电源，并为所述辅助电源充电。
当微控制器接收到外部信号时，微控制器被唤醒处于工作状态，这时微控制器发出控制信号，使耦合开关电路的辅助电源支路断开，主电源支路接通，由主电源供电。同时，主电源通过升压充电电路为辅助电源充电，以便主电源断开时，辅助电源能维持其微控制器在休闲工作状态时的功耗。
进一步，所述微控制器包括A/D转换器，所述A/D转换器连接所述主电源，用于采集所述主电源的电压，并将采集的电压转换为数字信号。如果主电源电压不正常，则微控制器撤销控制信号①，使开关电路2接通、开关电路1断开，再次由锂电池给微控制器和无线通信模块供电，车载电瓶又与外围电路完全断开，恢复到初始状态。
本实施例中，所述耦合开关电路包括开关电路1和开关电路2，所述开关电路1和开关电路2均信号连接所述微控制器，用于根据所述微控制器的控制信号进行选通；所述开关电路1的输入端电连接所述主电源的输出端和升压充电电路的输入端，所述开关电路2的输入端电连接所述辅助电源的输出端。
本实施例中，为了使供给微控制器的电压稳定，不影响微控制器的工作，还包括稳压电路，所述稳压电路的输出端电连接所述微控制器的电源端，所述稳压电路的输入端分别电连接所述开关电路1和开关电路2的输出端。
本实施例中，为了能无线接收外部设备的信号，还包括无线通信模块，所述无线通信模块电连接所述稳压电路，所述无线通信模块数据连接所述微控制器。无线通信模块在平时处于静态模式，消耗功率低，由辅助电源供电，当无线通信模块接收到外部设备信号时，将信号通过数据线传输给微控制器，使微控制器被唤醒处于工作状态，选择主电源供电，辅助电源断开且充电。
本装置的工作原理为：在初始状态时微控制器工作在空闲工作模式，无线通信模块处于静态模式，此时开关电路1断开，开关电路2接通，由锂电池给微控制器和无线通信模块供电，车载电瓶与外围电路完全断开，功耗很低；按遥控器“启动”按键，无线通信模块接收“启动”信号并唤醒微控制器；微控制器接收启动信号并输出控制信号①有效，使开关电路1接通、开关电路2断开，此时车载电瓶给微控制器和无线通信模块供电，结束锂电池对系统的供电，同时车载电瓶通过升压充电电路给锂电池充电；微控制器通过A/D采集车载电瓶电压；如果车载电瓶电压不正常，则微控制器撤销控制信号①，使开关电路2接通、开关电路1断开，再次由锂电池给微控制器和无线通信模块供电，车载电瓶又与外围电路完全断开，恢复到初始状态；如果车载电瓶电压正常，微控制器输出控制信号②有效，此时开关电路2断开，开关电路1接通，由车载电瓶给微控制器和无线通信模块供电，锂电池与外围电路完全断开，并由升压充电电路给锂电池充电。因此，主电源和辅助电源的耦合启动有效解决了车载富氧净化装置使车载电瓶欠压亏电问题。
基于同一实用新型构思，本申请提供了实施例一对应的车载富氧净化装置，详见实施例二。
实施例二
本实施例提供一种车载富氧净化装置，如图2、图3所示，包括实施例一所述的耦合启动控制装置、驱动装置和至少一个变压吸附装置，
所述耦合启动控制装置，连接驱动装置，用于根据接收的外部设备指令接通主电源，并输出驱动信号，同时关闭辅助电源为辅助电源充电；
所述驱动装置，连接所述变压吸附装置，用于根据接收的驱动信号控制所述变压吸附装置的压缩机控制板的通断。
本实施例中，所述变压吸附装置为三个，所述每个变压吸附装置均信号连接所述微控制器，用于根据所述微控制器的控制信号按一定的顺序开关；所述驱动装置包括继电器驱动电路和大电流继电器，所述继电器驱动电路分别连接所述微控制器和大电流继电器，所述大电流继电器连接主电源和每个变压吸附装置的压缩机控制板。
本实施例的具体工作过程为：(1)初始状态为微控制器工作在空闲工作模式，无线通信模块处于静态模式，大电流继电器断开，所有压缩机停止工作，此时开关电路1断开，开关电路2接通，由锂电池给微控制器和无线通信模块供电，车载电瓶与外围电路完全断开，功耗很低；(2)按遥控器“启动”按键，无线通信模块接收“启动”信号并唤醒微控制器；(3)微控制器接收启动信号并输出控制信号①有效，使开关电路1接通、开关电路2断开，此时车载电瓶给微控制器和无线通信模块供电，结束锂电池对系统的供电，同时车载电瓶通过升压充电电路给锂电池充电；(4)微控制器通过A/D采集车载电瓶电压，并将采集的电压与存储的预设电压进行比较；(5)如果车载电瓶电压不正常，则微控制器撤销控制信号①，使开关电路2接通、开关电路1断开，再次由锂电池给微控制器和无线通信模块供电，车载电瓶又与外围电路完全断开，不启动任何一个制氧压缩机，恢复到初始状态；如果车载电瓶电压正常，微控制器输出控制信号②有效，接通大电流继电器给所有压缩机控制板供电；(6)微控制器依次输出控制信号③、④、⑤有效，以达到依次启动压缩机控制板1、压缩机控制板2、压缩机控制板3，这种压缩机控制板逐次启动，避免瞬间电路过载；(7)在制氧过程中，微控制器实时采集车载电瓶的电压，如果探测到电压持续下降，则微控制器撤销控制信号③，关闭1台压缩机，如果后续仍然检测到车载电瓶的电压持续下降，则微控制器再撤销控制信号④，再关闭另外1台压缩机，直至完全关闭制氧系统；如果在检测过程中，探测到车载电瓶电压低于某个固定值时，则立即关闭车载制氧系统，并恢复到初始状态；(8)按遥控器“关闭”按键，微控制器通过无线通信模块接收到“关闭”信息后，撤销控制信号③、④、⑤，停止各压缩机工作，结束制氧，撤销控制信号②，断开大电流继电器以停止车载电瓶给压缩机控制板供电，撤销控制信号①，开关电路1断开、开关电路2接通，停止车载电瓶给微控制器和无线通信模块供电，转由锂电池开始供电，再次恢复到空闲工作状态。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
