專利名稱：一種移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)電路及實(shí)現(xiàn)該保護(hù)電路的方法。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是便攜式移動(dòng)電子設(shè)備的迅猛發(fā)展，各式電子產(chǎn)品例如手提計(jì)算機(jī)、MP3、MP4、移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)等已與人們?nèi)粘Ｉ钊跒橐惑w。這些電子產(chǎn)品一般均為內(nèi)置電池，由于其電池容量有限使其續(xù)航能力得到一定的限制，特別是在出差旅游中往往不能及時(shí)進(jìn)行充電，對(duì)人們的工作、生活帶來諸多不便。移動(dòng)電源的出現(xiàn)暫時(shí)解決了這一瓶頸，但是安全措施是移動(dòng)電源重要保證，由于移動(dòng)電源的電池(包括鋰電，鎳勁電池等)，在不符合規(guī)范的應(yīng)用下或者某種外界因素的干擾，會(huì)造成爆炸甚至人身傷害時(shí)有發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供了一種對(duì)移動(dòng)電源負(fù)載突變的安全保護(hù)裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)電路，其特征在于，包括
負(fù)載突變檢測(cè)電路，用于判斷負(fù)載是否發(fā)生突變；
微控制器，與負(fù)載突變檢測(cè)電路的輸出端電性連接，用于對(duì)負(fù)載突變進(jìn)行補(bǔ)償或控制負(fù)載停止工作；
控制器，其輸入端與微控制器的輸出端電性連接，其輸出端與負(fù)載電性連接，用于執(zhí)行微控制器發(fā)出的命令；
所述負(fù)載突變檢測(cè)電路包括內(nèi)部干擾檢測(cè)電路和用于采集外界干擾侵入信號(hào)的外界干擾采集單元，內(nèi)部干擾檢測(cè)電路和外界干擾采集單元的輸入端均與負(fù)載電性連接，輸出端均連接至微控制器，所述外界干擾采集單元通過微處理器與一反相器電性連接，反相器的輸出端電連接至負(fù)載，用于對(duì)外界干擾侵入信號(hào)的抵消。優(yōu)選地，所述內(nèi)部干擾檢測(cè)電路包括電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器，電流傳感器、電壓傳感器和溫度傳感器的輸入端均與負(fù)載電連接，它們的輸出端均與微控制器電連接。作為改進(jìn)，所述一種移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)電路進(jìn)一步包括一設(shè)定值輸入單元，所述設(shè)定值輸入單元連接至微控制器，所述設(shè)定值輸入單元設(shè)有第一設(shè)定值、第二設(shè)定值、第三設(shè)定值，所述第一設(shè)定值與電流傳感器得出的電流偏離值進(jìn)行比較，所述第二設(shè)定值與電壓傳感器得出的電壓偏離值進(jìn)行比較，所述第三設(shè)定值與溫度傳感器得出的溫度偏離值進(jìn)行比較。優(yōu)選地，所述第一設(shè)定值、第二設(shè)定值、第三設(shè)定值均相等。針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之二在于提供了一種對(duì)移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)方法，包括以下步驟
A、判斷負(fù)載是否發(fā)生突變；
B、若發(fā)生突變，判斷是外部干擾侵入信號(hào)還是內(nèi)部干擾信號(hào)；
C、若為內(nèi)部干擾信號(hào)，微控制器通過PID算法對(duì)負(fù)載突變進(jìn)行補(bǔ)償或者控制負(fù)載停止工作，若為外部干擾侵入信號(hào)，反相器對(duì)該外部干擾侵入信號(hào)進(jìn)行抵消。優(yōu)選地，所述步驟A前還包括負(fù)載突變檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載的相關(guān)參數(shù)和外界干擾侵入信號(hào)；所述相關(guān)參數(shù)包括電流干擾值yl、電壓干擾值y2、溫度干擾值y3。作為改進(jìn)，根據(jù)電流干擾值yI計(jì)算電流偏離值Λ Xl，根據(jù)電壓干擾值y2計(jì)算電壓偏離值Λ Χ2、根據(jù)溫度干擾值y3計(jì)算溫度偏離值Λ Χ3，所述Λ Xl= (ylX α I) / (tX β )；ΔΧ2= (y2X α2)/ (tX β ) ；Δ X2= (y2X α I)/ (tX β );其中α I 為電流偏離值靈敏度，α 2為電壓偏尚值靈敏度，α 3為溫度偏尚值靈敏度，t為時(shí)間，β為時(shí)間靈敏度。優(yōu)選地，所述步驟8的判斷方法是若厶乂1、厶乂2、厶乂3中任一值大于零，則為內(nèi)部干擾信號(hào)，若外界干擾采集單元得到的外界干擾侵入信號(hào)的值大于零，則為外部干擾信號(hào)。作為改進(jìn)，步驟C中，若內(nèi)部干擾信號(hào)為有效偏差時(shí)，則微處理器通過PID算法對(duì)負(fù)載突變進(jìn)行補(bǔ)償，反之則控制負(fù)載停止工作，其中，有效偏差需同時(shí)滿足以下條件Λ Xl小于設(shè)定值輸入單元的第一設(shè)定值，Δ Χ2小于設(shè)定值輸入單元的第二設(shè)定值，Δ Χ3小于設(shè)定值輸入單元的第三設(shè)定值。優(yōu)選地，所述第一設(shè)定值、第二設(shè)定值和第三設(shè)定值均相等，所述α 1=α 2=α 3。本發(fā)明一種移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)電路及方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于本發(fā)明對(duì)內(nèi)部干擾信號(hào)和外部干擾侵入信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，通過PID算法對(duì)內(nèi)部干擾信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償以抑制負(fù)載突變，并通過反相器的加法運(yùn)算對(duì)外部干擾侵入信號(hào)進(jìn)行抵消，從而保證了負(fù)載及移動(dòng)電源的安全，延長(zhǎng)了移動(dòng)電源的使用壽命。


附圖I為本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)框圖； 附圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例的移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的一種一種移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)電路及方法做進(jìn)一步描述，以便于更清楚的理解本發(fā)明所要求保護(hù)的技術(shù)思想。附圖I為本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)電路的結(jié)構(gòu)框圖。如圖I所示，一種移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)電路，其包括用于判斷負(fù)載9是否發(fā)生突變的負(fù)載突變檢測(cè)電路，與負(fù)載突變檢測(cè)電路的輸出端電性連接，用于對(duì)負(fù)載突變進(jìn)行補(bǔ)償或控制負(fù)載停止工作的微控制器I，控制器2,控制器2的輸入端與微控制器I的輸出端電性連接，控制器2的輸出端與負(fù)載電性連 接，用于執(zhí)行微控制器I發(fā)出的命令。負(fù)載突變檢測(cè)電路包括內(nèi)部干擾檢測(cè)電路和用于采集外界干擾侵入信號(hào)的外界干擾采集單元6，內(nèi)部干擾檢測(cè)電路和外界干擾采集單元的輸入端均與負(fù)載電性連接，輸出端均連接至微控制器I，外界干擾采集單元通過微處理器I與一反相器7電性連接，反相器7的輸出端電連接至負(fù)載，用于對(duì)外界干擾侵入信號(hào)的抵消。內(nèi)部干擾檢測(cè)電路包括電流傳感器3、電壓傳感器4、溫度傳感器5，電流傳感器3、電壓傳感器4和溫度傳感器5的輸入端均與負(fù)載電連接，它們的輸出端均與微控制器電連接。本發(fā)明一種移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)電路進(jìn)一步包括一設(shè)定值輸入單元8，設(shè)定值輸入單元8連接至微控制器，所述設(shè)定值輸入單元設(shè)有第一設(shè)定值、第二設(shè)定值、第三設(shè)定值，所述第一設(shè)定值與電流傳感器得出的電流偏離值進(jìn)行比較，所述第二設(shè)定值與電壓傳感器得出的電壓偏離值進(jìn)行比較，所述第三設(shè)定值與溫度傳感器得出的溫度偏離值進(jìn)行比較。在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，第一設(shè)定值、第二設(shè)定值、第三設(shè)定值均相等。該裝置具體的工作原理如圖2的流程圖所示，移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)方法步驟如下
S101、負(fù)載突變檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載的相關(guān)參數(shù)和外界干擾侵入信號(hào)；所述相關(guān)參數(shù)包括電流干擾值yl、電壓干擾值y2、溫度干擾值y3，根據(jù)電流干擾值yl計(jì)算電流偏離值Λ XI，根據(jù)電壓干擾值y2計(jì)算電壓偏離值Λ Χ2、根據(jù)溫度干擾值y3計(jì)算溫度偏離值Δ X3，所述Λ Xl= (ylX α I) / (tX β ) ；Δ Χ2= (y2X α 2) / (tX β ) ；Δ Χ2= (y2X α I)/ (tX β );其中α I為電流偏離值靈敏度，α 2為電壓偏離值靈敏度，α 3為溫度偏離值靈敏度，t為時(shí)間，β為時(shí)間靈敏度，α I、α 2、α 3以及β的大小在0_1之間，具體值根據(jù)需要實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，另外α 、α2、α 3可以使用相同的偏差靈敏度。3102、判斷負(fù)載是否發(fā)生突變，判斷的方法為厶乂1、厶乂2、厶乂3以及外界干擾采集單元得到的外界干擾侵入信號(hào)的值中任一值大于零，則為負(fù)載發(fā)生突變。S103、判斷突變是外部干擾侵入信號(hào)還是內(nèi)部干擾信號(hào)，判斷方法為若Λ XI、ΔΧ2.ΔΧ3中任意值大于零，則為內(nèi)部干擾信號(hào)，若外界干擾采集單元得到的外界干擾侵入信號(hào)的值大于零，則為外部干擾信號(hào)。當(dāng)然，外部干擾侵入信號(hào)和內(nèi)部干擾信號(hào)信號(hào)是可以同時(shí)存在的，對(duì)二者的處理方式為分別進(jìn)行處理，具體見如下步驟。需要說明的是，若是很小的外部干擾侵入信號(hào)和內(nèi)部干擾信號(hào)，其對(duì)負(fù)載及移動(dòng)電源的工作影響可以忽略的情況下，可以不必進(jìn)行處理，即是可以在設(shè)定值輸入單元8設(shè)定一閾值，當(dāng)上述的Λ XI、Λ Χ2、Δ Χ3以及外界干擾侵入信號(hào)的值小于該閾值時(shí)，不對(duì)該信號(hào)進(jìn)行處理。S104、判斷得出為內(nèi)部干擾信號(hào)，則對(duì)該內(nèi)部干擾信號(hào)進(jìn)行處理，處理的過程見步驟 S105-S107 所示。S105、首先判斷該內(nèi)部干擾信號(hào)是否為有效偏差，所謂的有效偏差，在本發(fā)明較佳的實(shí)施例中，是指同時(shí)滿足以下條件Λ Xl小于設(shè)定值輸入單元的第一設(shè)定值，Δ Χ2小于設(shè)定值輸入單元的第二設(shè)定值，Δ Χ3小于設(shè)定值輸入單元的第三設(shè)定值。其中第一設(shè)定值、第二設(shè)定值、第三設(shè)定值可以是相同的取值。內(nèi)部干擾信號(hào)是有效偏差時(shí)，執(zhí)行步驟S107，反之，則執(zhí)行步驟S106。S106、微控制器通過控制器控制負(fù)載停止工作。S107、微控制器通過PID算法對(duì)負(fù)載的突變進(jìn)行補(bǔ)償，通過微處理器的調(diào)節(jié)，由PID按偏差的比例(P)，積分(I)，微分(D)進(jìn)行運(yùn)算和限制，例如限制電流，減小發(fā)熱等，使負(fù)載回到正常的工作范圍來，通過一定的參數(shù)修復(fù)而能夠使負(fù)載正常工作。PID算法的離散化公式為
Δ u (t) = qOe(t) + qle(t_l) + q2e(t_2)；
當(dāng) |e(t) I < Y 時(shí)； qO = Kp(l+T/Ti+Td/T)； ql = -Kp(l+2Td/T)； q2 = Kp*Td/T ；
當(dāng) |e(t) I > Y 時(shí)； qO = Kp(l+Td/T)； ql = -Kp(l+2Td/T)； q2 = Kp*Td /T ； u (t) = u (t~l) + Au(t)；
其中u(t)為控制器的輸出值，e(t)為控制器輸入與設(shè)定值之間的誤差，Kp為比例系數(shù)，Ti為積分時(shí)間常數(shù)，Td為微分時(shí)間常數(shù)，T為調(diào)節(jié)周期，Y為積分分離閾值。例如溫度傳感器傳來的參數(shù)，溫度呈現(xiàn)出直線上升的趨勢(shì)，正常的負(fù)載工作情況下，溫度都是比較平穩(wěn)的，不可能出現(xiàn)這種情況；所以微處理器通過計(jì)算，馬上得出負(fù)載有某種(溫度)參數(shù)出現(xiàn)了突變，可能是由于電流過大或元器件損壞或操作不當(dāng)所引起的。電路需馬上作出反應(yīng)，限制輸出電流或電壓，或者斷開負(fù)載的工作，并提出警示，從而避免突變續(xù)繼下去，起到了保護(hù)負(fù)載實(shí)變的功能。S108、判斷得出為外部干擾侵入信號(hào)，則對(duì)該外部干擾侵入信號(hào)進(jìn)行處理，處理的過程為步驟S109。S109、外界干擾侵入信號(hào)會(huì)影響到負(fù)載設(shè)備的穩(wěn)定工作和運(yùn)行，電子的運(yùn)行速度達(dá)到接近于光速，所以電子在運(yùn)行時(shí)間可以忽略不記，在電路中加入了反相器，通過反相器的加法運(yùn)算后，大部分干擾信號(hào)在加法器上會(huì)相抵消，及時(shí)地把外部的干擾信號(hào)制止，防止了負(fù)載由于干擾的影響產(chǎn)生突變，增大電流，電壓，聚升溫度的產(chǎn)生。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及變形，而所有的這些改變以及變形都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)電路，其特征在于，包括 負(fù)載突變檢測(cè)電路，用于判斷負(fù)載是否發(fā)生突變； 微控制器，與負(fù)載突變檢測(cè)電路的輸出端電性連接，用于對(duì)負(fù)載突變進(jìn)行補(bǔ)償或控制負(fù)載停止工作； 控制器，其輸入端與微控制器的輸出端電性連接，其輸出端與負(fù)載電性連接，用于執(zhí)行微控制器發(fā)出的命令； 所述負(fù)載突變檢測(cè)電路包括內(nèi)部干擾檢測(cè)電路和用于采集外界干擾侵入信號(hào)的外界干擾采集單元，內(nèi)部干擾檢測(cè)電路和外界干擾采集單元的輸入端均與負(fù)載電性連接，輸出端均連接至微控制器，所述外界干擾采集單元通過微處理器與一反相器電性連接，反相器的輸出端電連接至負(fù)載，用于對(duì)外界干擾侵入信號(hào)的抵消。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)電路，其特征在于，所述內(nèi)部干擾檢測(cè)電路包括電流傳感器、電壓傳感器、溫度傳感器，電流傳感器、電壓傳感器和溫度傳感器的輸入端均與負(fù)載電連接，它們的輸出端均與微控制器電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)電路，其特征在于，所述一種移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)電路進(jìn)一步包括一設(shè)定值輸入單元，所述設(shè)定值輸入單元連接至微控制器，所述設(shè)定值輸入單元設(shè)有第一設(shè)定值、第二設(shè)定值、第三設(shè)定值，所述第一設(shè)定值與電流傳感器得出的電流偏離值進(jìn)行比較，所述第二設(shè)定值與電壓傳感器得出的電壓偏離值進(jìn)行比較，所述第三設(shè)定值與溫度傳感器得出的溫度偏離值進(jìn)行比較。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)電路，其特征在于，所述第一設(shè)定值、第二設(shè)定值、第三設(shè)定值均相等。
5.移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)的方法，其特征在于，包括以下步驟 A、判斷負(fù)載是否發(fā)生突變； B、若發(fā)生突變，判斷是外部干擾侵入信號(hào)還是內(nèi)部干擾信號(hào)； C、若為內(nèi)部干擾信號(hào)，微控制器通過PID算法對(duì)負(fù)載突變進(jìn)行補(bǔ)償或者控制負(fù)載停止工作，若為外部干擾侵入信號(hào)，反相器對(duì)該外部干擾侵入信號(hào)進(jìn)行抵消。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟A前還包括負(fù)載突變檢測(cè)電路實(shí)時(shí)檢測(cè)負(fù)載的相關(guān)參數(shù)和外界干擾侵入信號(hào)；所述相關(guān)參數(shù)包括電流干擾值yl、電壓干擾值y2、溫度干擾值y3。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，根據(jù)電流干擾值yl計(jì)算電流偏離值Δ Xl，根據(jù)電壓干擾值12計(jì)算電壓偏離值Λ Χ2、根據(jù)溫度干擾值y3計(jì)算溫度偏離值Λ Χ3，所述 Λ Xl= (yix α I) / (tX β ) ； Δ X2= (y2X α 2) / (tX β ) ； Δ X2= (y2X α I) /(tX β );其中α I為電流偏離值靈敏度，α 2為電壓偏離值靈敏度，α 3為溫度偏離值靈敏度，t為時(shí)間，β為時(shí)間靈敏度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟B的判斷方法是若ΛΧ1、ΛΧ2、Δ Χ3中任一值大于零，則為內(nèi)部干擾信號(hào)，若外界干擾采集單元得到的外界干擾侵入信號(hào)的值大于零，則為外部干擾信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，步驟C中，若內(nèi)部干擾信號(hào)為有效偏差時(shí)，則微處理器通過PID算法對(duì)負(fù)載突變進(jìn)行補(bǔ)償，反之則控制負(fù)載停止工作，其中，有效偏差需同時(shí)滿足以下條件ΛΧ1小于設(shè)定值輸入單元的第一設(shè)定值，ΛΧ2小于設(shè)定值輸入單元的第二設(shè)定值，A X3小于設(shè)定值輸入單元的第三設(shè)定值。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一設(shè)定值、第二設(shè)定值和第三設(shè)定值均相等，所述a l=a 2= a 3。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)電路，其包括負(fù)載突變檢測(cè)電路，微控制器，控制器，所述負(fù)載突變檢測(cè)電路包括內(nèi)部干擾檢測(cè)電路和用于采集外界干擾侵入信號(hào)的外界干擾采集單元，還涉及移動(dòng)電源負(fù)載突變安全保護(hù)方法，包括以下步驟A、判斷負(fù)載是否發(fā)生突變；B、判斷是外部干擾侵入信號(hào)還是內(nèi)部干擾信號(hào)；C、若為內(nèi)部干擾信號(hào)，微控制器對(duì)負(fù)載突變進(jìn)行補(bǔ)償或者控制負(fù)載停止工作，若為外部干擾侵入信號(hào)，反相器對(duì)該外部干擾侵入信號(hào)進(jìn)行抵消。本發(fā)明對(duì)內(nèi)部干擾信號(hào)和外部干擾侵入信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，對(duì)內(nèi)部干擾信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償以抑制負(fù)載突變，通過反相器對(duì)外部干擾侵入信號(hào)進(jìn)行抵消，保證了負(fù)載及移動(dòng)電源的安全，延長(zhǎng)了移動(dòng)電源的使用壽命。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102638076SQ201210104620
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月10日
發(fā)明者王建鎮(zhèn) 申請(qǐng)人:廣州市微爾數(shù)碼科技有限公司