CN102510047B - 3d眼镜充放电保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种3D眼镜充放电保护装置，包括MCU、充电管理模块、充电电池、输入电压检测电路及充放电控制电路，充电管理模块与充电电池连接，用于接收外部电源的输入电压给充电电池充电；输入电压检测电路输入端与充电管理模块的电源输入端连接，输出端与MCU连接；充放电控制电路连接在充电电池与MCU之间；MCU检测到充电电池充电时，通过控制充放电控制电路使负载不工作；当充电电池放电时，根据检测到的充放电控制电路输出的放电电压，控制充放电控制电路使负载工作或进入待机模式。本发明可避免充电检测误判断，提高充电电池充电电路的工作有效性及3D眼镜的使用安全性；并可延长充电电池的工作寿命。

Description

3D眼镜充放电保护装置

技术领域

本发明涉及3D(three-dimensional，三维图形)眼镜技术领域，尤其涉及一种3D眼镜充放电保护装置。

背景技术

随着电视等图像显示技术的迅速发展以及人们消费需求的提高，电视等图像显示技术逐步从2D向3D发展。

目前，为了观看3D图像，有一种较为成熟的方式是：为3D电视等显示器配置液晶电子光阀眼镜，该液晶电子光阀眼镜设有一个同步发射和接收装置，电视按照一定的规律显示左眼和右眼的图像，眼镜的接收装置接收相应的同步信号，分别控制左右眼的液晶光阀，使左右眼分别看到相应的图像，最后在人的大脑中合成立体的图像。

上述液晶电子光阀眼镜需要外部为其提供电源，目前，通常采取钮扣电池的供电方式。但是，纽扣电池的供电时间短，需要频繁更换电池，不仅成本高，而且不利于环保。

现有技术中也有采用锂电池，通过USB(Universal Serial BUS，通用串行总线)接口与外部电源连接，对锂电池进行充电，虽然解决了频繁更换电池的问题，但是，由于锂电池与眼镜中的MCU(Micro Control Unit，微控制单元)并联，而MCU作为负载需要耗电，其产生的电流在锂电池充电时，会使充电电路发生误判断，无法完成充电结束的检测；此外，在锂电池放电保护动作后，充电电路为MCU提供电源，此时充电电路的输出电压会被拉低到1.28V，使得MCU不能正常工作，锂电池的充电过程也无法正常进行；另外，为了延长锂电池的工作寿命，在锂电池放电到电压下限时，需要关断负载，而现有技术无法实现放电时的安全切断；而且，现有的3D眼镜对锂电池的充电电路没有采取有效的保护措施，3D眼镜在使用过程中充电存在锂电池起火或爆炸的危险。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种3D眼镜充放电保护装置，旨在提高3D眼镜充放电电路的安全性与工作有效性，并延长充电电池的工作寿命。

为了达到上述目的，本发明提出一种3D眼镜充放电保护装置，包括：微控制单元MCU、充电管理模块、充电电池、输入电压检测电路以及充放电控制电路，其中：

所述充电管理模块，与所述充电电池连接，用于接收外部电源的输入电压，给所述充电电池充电；

所述输入电压检测电路，其输入端与所述充电管理模块的电源输入端连接，输出端与所述MCU连接；

所述充放电控制电路，连接在所述充电电池与MCU之间；

所述MCU，当检测到充电电池充电时，用于通过控制所述充放电控制电路使负载不工作；当充电电池放电时，用于根据检测到的所述充放电控制电路输出的放电电压，控制所述充放电控制电路使负载工作或进入待机模式。

优选地，所述输入电压检测电路包括：输入电压检测单元、第一电子开关以及第一二极管；所述第一二极管的阴极与MCU连接，所述第一二极管的阳极通过所述第一电子开关与所述充电管理模块的电源输入端连接；所述输入电压检测单元一端与所述充电管理模块的电源输入端连接，另一端连接所述第一电子开关的触发端子，用于检测所述电源输入端的输入电压，当所述输入电压达到预定输入电压时，控制所述第一电子开关导通，使所述输入电压经所述第一电子开关及第一二极管后，提供给所述MCU。

优选地，所述充放电控制电路包括第二二极管及第二电子开关，所述第二二级管与所述第二电子开关并联；所述第二电子开关连接在所述充电电池与MCU之间，所述MCU还与所述第二电子开关的触发端子连接，当充电电池充电时，MCU控制所述第二电子开关的触发端子，使该第二电子开关断开；当充电电池放电时，若MCU检测到所述第二二极管输出端的放电电压大于预定上限值，则控制所述第二电子开关的触发端子，使该第二电子开关导通，接收所述充电电池的供电，使负载工作；若MCU检测到所述放电电压小于预定下限值，则控制所述第二电子开关的触发端子，使该第二电子开关断开，该MCU进入待机模式。

优选地，所述输入电压检测电路包括第一MOS管、偏置电阻R1及第一二极管，所述第一MOS管的源极连接所述充电管理模块的电源输入端，漏极通过所述第一二极管与所述MCU连接，栅极通过所述偏置电阻R1接地。

优选地，所述充放电控制电路包括第二二极管及第二MOS管，所述第二二极管并联在所述第二MOS管的源极与漏极之间，所述第二MOS管的栅极连接所述MCU，源极连接第一二极管的阴极，漏极连接充电电池；当充电电池充电时，MCU控制所述第二MOS管关断；当充电电池放电时，若MCU检测到所述第二二极管输出端的放电电压大于预定上限值，则控制所述第二MOS管开启，若MCU检测到所述放电电压小于预定下限值，则控制所述第二MOS管关断，该MCU进入待机模式。

优选地，所述第一、二MOS管均为P型MOS管。

优选地，所述MCU与所述第一二极管之间连接有检测电阻R2。

优选地，所述充电管理模块为MP2603集成电路。

优选地，所述预定输入电压为5V；所述预定上限值为2.5V；所述预定下限值为3V。

优选地，所述充电管理模块为充电管理IC，所述充电电池为锂电池。

本发明提出的一种3D眼镜充放电保护装置，通过输入电压检测电路检测充电管理模块是否有输入电压给充电电池充电，若有，MCU则控制充放电控制电路使负载不工作，断开MCU的供电回路与充电电池的充电回路，使充电电池正常充电，避免充电检测误判断，提高了充电电池充电电路的工作有效性，同时避免了3D眼镜正常使用时充电存在起火或爆炸的危险，提高了3D眼镜的使用安全性；当充电电池放电时，MCU根据检测到的充放电控制电路输出的放电电压，控制充放电控制电路使负载工作或进入待机模式，当充电电池放电到电压下限时，MCU关断负载，从而延长了锂电池等充电电池的工作寿命。

附图说明

图1是本发明3D眼镜充放电保护装置第一实施例的原理框图；

图2是本发明3D眼镜充放电保护装置第一实施例的电路结构示意图；

图3是本发明3D眼镜充放电保护装置第二实施例的电路结构示意图。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例解决方案主要是：在充电电池充电时，保证3D眼镜处于不工作状态，避免充电检测误判断，同时避免了3D眼镜正常使用时充电存在起火或爆炸的危险，提高3D眼镜的使用安全；在充电电池放电时，当电池电压达到预定下限值时，切断负载，使眼镜不工作，以提高充电电池的使用寿命。

如图1所示，图1为本发明3D眼镜充放电保护装置第一实施例的原理框图。本实施例3D眼镜充放电保护装置，包括：MCU102、充电管理模块101、充电电池E、输入电压检测电路10以及充放电控制电路20，其中，充电电池可以为锂电池或其他充电电池，此处对此不作限制，所述充电管理模块可以是充电管理IC，此处对此同样不作限制。

在本实施例中，充电管理模块101与充电电池E连接，用于接收外部电源的输入电压，给充电电池E充电；

输入电压检测电路10，其输入端与充电管理模块101的电源输入端连接，输出端与MCU102连接，该输入电压检测电路10用于检测充电管理模块101的电源输入端的输入电压，并将检测到的输入电压提供给MCU102。

充放电控制电路20，连接在充电电池E与MCU102之间，在充电电池E充电时，受MCU102控制，使MCU102的供电回路与充电电池E的充电回路断开，充电电池E可以正常充电，避免充电检测误判断，同时避免了3D眼镜正常使用时充电存在起火或爆炸的危险，提高3D眼镜的使用安全；在充电电池放电时，受MCU102控制，在充电电池E的放电电压未达到预定下限值时，使充电电池E为MCU102供电，眼镜可以正常工作，在充电电池E的放电电压达到预定下限值时，切断负载，使MCU102处于待机模式，眼镜不工作，以延长充电电池E的使用寿命。

MCU102用于当检测到充电电池E充电时，控制充放电控制电路20使负载不工作；当充电电池E放电时，根据检测到的充放电控制电路20输出的放电电压，控制充放电控制电路20使负载工作或进入待机模式。

具体地，如图2所示，为本发明3D眼镜充放电保护装置第一实施例的电路结构示意图。在本实施例中，输入电压检测电路10包括：输入电压检测单元103、第一电子开关K1以及第一二极管D1；第一二极管D1的阴极与MCU102连接，第一二极管D1的阳极通过第一电子开关K1与充电管理模块101的电源输入端连接；输入电压检测单元103一端与充电管理模块101的电源输入端连接，另一端连接第一电子开关K1的触发端子，用于检测充电管理模块101的电源输入端的输入电压，当输入电压达到预定输入电压时，控制第一电子开关K1导通，使输入电压经第一电子开关K1及第一二极管D1后，提供给MCU102。

本实施例中MCU102与第一二极管D1之间连接有检测电阻R2，MCU102通过检测电阻R2检测到充电电池E的充电电压后，根据该充电电压控制充放电控制电路20，使负载不工作，从而使充电电池E可以正常充电，避免充电检测误判断，同时避免了3D眼镜正常使用时充电存在起火或爆炸的危险，提高3D眼镜的使用安全。

充放电控制电路20包括第二二极管D2及第二电子开关K2，第二二级管D2并联在第二电子开关K2的两端；第二电子开关K2连接在充电电池E与MCU102之间，MCU102还与第二电子开关K2的触发端子连接，当充电电池E充电时，MCU102检测到第一二极管D1输出端的充电电压，MCU102控制第二电子开关K2的触发端子，使该第二电子开关K2断开，此时，第二二极管D2反向偏置，不导通，MCU102的供电回路与充电电池E的充电回路断开，从而使充电电池E可以正常充电，避免充电检测误判断，同时避免了3D眼镜正常使用时充电存在起火或爆炸的危险，提高3D眼镜的使用安全。

当充电电池E放电时，充电电池E通过第二二极管D2为MCU102供电，若MCU102检测到第二二极管D2输出端的放电电压大于预定上限值，则控制第二电子开关D2的触发端子，使该第二电子开关D2导通，MCU102可以接收充电电池E的供电，使负载工作；若MCU102检测到放电电压小于预定下限值，则控制第二电子开关D2的触发端子，使该第二电子开关D2断开，该MCU102进入待机模式，从而提高了充电电池E的使用寿命。

需要说明的是，本实施例中充电管理模块101可以为MP2603集成电路；上述预定输入电压为5V；充电电池E放电电压的预定上限值为2.5V，预定下限值为3V，当MCU102检测到充电电池E的放电电压高于2.5V时，控制第二电子开关D2导通，使得负载可以正常工作；当MCU102检测到充电电池E的放电电压低于3V时，控制第二电子开关D2断开，切断负载，使MCU102进入待机模式。

本实施例的工作原理为：

当充电电池E需要充电时，外部有5V电压输入充电管理模块101的电源输入端，充电管理模块101给充电电池E充电。

同时，输入电压检测单元103检测到充电管理模块101的电源输入端的输入电压为5V，表明充电电池E处于充电状态，输入电压检测单元103控制所述第一电子开关K1导通，输入电压通过该第一电子开关K1及第一二极管D1提供给MCU102，MCU102通过检测电阻R2检测到该输入电压，判定此输入电压为充电电池E的充电电压，则控制第二电子开关K2断开，第二二极管D2因反向偏置不导通，将充电电池E的充电回路与MCU102的供电回路断开，充电电池E通过充电管理模块101正常充电。

当充电电池E放电时，充电电池E通过第二二极管D2为MCU102供电，MCU102检测到第二二极管D2输出端的放电电压大于2.5V，则使第二电子开关K2导通，MCU102可以接收充电电池E的供电，使负载工作；当充电电池E的放电电压降低到3V以下，则使第二电子开关K2断开，切断负载，该MCU102进入待机模式，从而提高了充电电池E的使用寿命。

本实施例通过输入电压检测电路10检测充电管理模块101是否有输入电压给充电电池E充电，若有，MCU102则控制充放电控制电路20使负载不工作，断开MCU102的供电回路与充电电池E的充电回路，使充电电池E正常充电，避免充电检测误判断，提高了充电电池E充电电路的工作有效性，同时避免了3D眼镜正常使用时充电存在起火或爆炸的危险，提高了3D眼镜的使用安全性；当充电电池E放电时，MCU102根据检测到的充放电控制电路20输出的放电电压，控制充放电控制电路20使负载工作或进入待机模式，当充电电池E放电到电压下限时，MCU102关断负载，从而延长充电电池E的工作寿命。

如图3所示，图3为本发明3D眼镜充放电保护装置第二实施例的电路结构示意图。本实施例3D眼镜充放电保护装置的原理框图与上述第一实施例相同，本实施例3D眼镜充放电保护装置的电路结构图与上述第一实施例相似，其不同之处在于：

本实施例中，输入电压检测电路10包括第一MOS管Q1、偏置电阻R1及第一二极管D1，第一MOS管Q1的源极S连接充电管理模块101的电源输入端，漏极D通过第一二极管D1与MCU102连接，栅极G通过偏置电阻R1接地。

充放电控制电路20包括第二二极管D2及第二MOS管Q2，第二二极管D2并联在第二MOS管Q2的源极S与漏极D之间，第二MOS管Q2的栅极G连接MCU102，源极S连接第一二极管D1的阴极，漏极D连接充电电池E；当充电电池E充电时，MCU102控制第二MOS管Q2关断；当充电电池E放电时，若MCU检测到第二二极管D2输出端的放电电压大于预定上限值，则控制第二MOS管Q2开启，若MCU102检测到放电电压小于预定下限值，则控制第二MOS管Q2关断，该MCU102进入待机模式。

本实施例中第一、二MOS管Q1、Q2均为P型MOS管。其他与第一实施例相同。

本实施例的工作原理为：

当充电电池E需要充电时，外部有5V电压输入至充电管理模块(本实施例以MP2603 101举例进行说明)的电源输入端，MP2603 101给充电电池E充电。

同时，第一MOS管Q1通过偏置电阻R1得到偏置而导通，将检测到的MP2603 101的电源输入端的输入电压5V，通过第一二极管D1由MCU102的P1输入端提供给MCU102，MCU102的P3输入端通过检测电阻R2检测到该输入电压，判断此输入电压为充电电池E的充电电压，MCU102的P2输出端输出高电平让第二MOS管Q2关断，第二二极管D2因反向偏置不导通，将充电电池E的充电回路与MCU102的供电回路断开，充电电池E通过MP2603 101正常充电。

当充电电池E放电时，充电电池E通过第二二极管D2为MCU102供电，MCU102的P1输入端检测到第二二极管D2输出端的放电电压大于2.5V，P2输出端输出低电平，使第二MOS管Q2开启，MCU102可以接收充电电池E的供电，使负载工作；当充电电池E的放电电压降低到3V以下，MCU102的P2输出端输出高电平，让第二MOS管Q2关断，切断负载，该MCU102进入待机模式，从而提高了充电电池E的使用寿命。

本发明实施例通过输入电压检测电路10检测MP2603 101是否有输入电压给充电电池E充电，若有，MCU102则控制充放电控制电路20使负载不工作，断开MCU102的供电回路与充电电池E的充电回路，使充电电池E正常充电，避免充电检测误判断，提高了充电电池E充电电路的工作有效性，同时避免了3D眼镜正常使用时充电存在起火或爆炸的危险，提高了3D眼镜的使用安全性；当充电电池E放电时，MCU102根据检测到的充放电控制电路20输出的放电电压，控制充放电控制电路20使负载工作或进入待机模式，当充电电池E放电到电压下限时，MCU102关断负载，从而延长了充电电池E的工作寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种3D眼镜充放电保护装置，其特征在于，包括：微控制单元MCU、充电管理模块、充电电池、输入电压检测电路以及充放电控制电路，其中：

所述充电管理模块，与所述充电电池连接，用于接收外部电源的输入电压，给所述充电电池充电；

所述输入电压检测电路，其输入端与所述充电管理模块的电源输入端连接，输出端与所述MCU连接；

所述充放电控制电路，连接在所述充电电池与MCU之间；

所述MCU，当检测到充电电池充电时，用于通过控制所述充放电控制电路使负载不工作；当充电电池放电时，用于根据检测到的所述充放电控制电路输出的放电电压，控制所述充放电控制电路使负载工作或进入待机模式。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输入电压检测电路包括：输入电压检测单元、第一电子开关以及第一二极管；所述第一二极管的阴极与所述MCU连接，所述第一二极管的阳极通过所述第一电子开关与所述充电管理模块的电源输入端连接；所述输入电压检测单元一端与所述充电管理模块的电源输入端连接，另一端连接所述第一电子开关的触发端子，用于检测所述电源输入端的输入电压，当所述输入电压达到预定输入电压时，控制所述第一电子开关导通，使所述输入电压经所述第一电子开关及第一二极管后，提供给所述MCU。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述充放电控制电路包括第二二极管及第二电子开关，所述第二二极管与所述第二电子开关并联；所述第二电子开关连接在所述充电电池与MCU之间，所述MCU还与所述第二电子开关的触发端子连接，当充电电池充电时，MCU控制所述第二电子开关的触发端子，使该第二电子开关断开；当充电电池放电时，若MCU检测到所述第二二极管输出端的放电电压大于预定上限值，则控制所述第二电子开关的触发端子，使该第二电子开关导通，接收所述充电电池的供电，使负载工作；若MCU检测到所述放电电压小于预定下限值，则控制所述第二电子开关的触发端子，使该第二电子开关断开，该MCU进入待机模式。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输入电压检测电路包括第一MOS管、偏置电阻R1及第一二极管，所述第一MOS管的源极连接所述充电管理模块的电源输入端，漏极通过所述第一二极管与所述MCU连接，栅极通过所述偏置电阻R1接地。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述充放电控制电路包括第二二极管及第二MOS管，所述第二二极管并联在所述第二MOS管的源极与漏极之间，所述第二MOS管的栅极连接所述MCU，源极连接第一二极管的阴极，漏极连接充电电池；当充电电池充电时，MCU控制所述第二MOS管关断；当充电电池放电时，若MCU检测到所述第二二极管输出端的放电电压大于预定上限值，则控制所述第二MOS管开启，若MCU检测到所述放电电压小于预定下限值，则控制所述第二MOS管关断，该MCU进入待机模式。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一、二MOS管均为P型MOS管。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述MCU与所述第一二极管之间连接有检测电阻R2。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的装置，其特征在于，所述充电管理模块为MP2603集成电路。

9.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述预定输入电压为5V；所述预定上限值为2.5V；所述预定下限值为3V。

10.根据权利要求1-7任意一项所述的装置，其特征在于，所述充电管理模块为充电管理IC，所述充电电池为锂电池。