CN103176416B - 一种便携式投影仪的电源管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便携式投影仪的电源管理系统，其包括锂电池、充电模块、电源模块和上电控制模块，锂电池与充电模块、电源模块连接，电源模块还与上电控制模块连接，电源模块采用DC/DC转换器与低压差线性稳压器配合供电，上电控制模块具有按键自动上电、智能检测控制和下载自动上电的功能。本发明便携式投影仪的电源管理系统可以降低便携式投影仪的功耗，延长使用时间，一次充电后使用时间在1小时以上，用户无需随身携带电源适配器，使用方便。

Description

一种便携式投影仪的电源管理系统
技术领域
本发明涉及一种投影仪，特别是涉及一种便携式投影仪的电源管理系统。
背景技术
目前，便携式多媒体设备日益增多，如数码相机、数字摄像机、便携式多媒体播放器（PMP）和移动电话，这些设备的屏幕相对来说比较小，只能满足个人欣赏，如果要多人共享，则需要更大的视觉画面，投影仪是一个很好的选择。由于上述设备的移动便携性，也同样要求投影仪携带方便，移动性强。
现在的微型投影仪大多数采用外部220V交流电通过适配器供电，用户不需要担心功耗问题，但是需要随身携带电源适配器；还有较少的微型投影仪采用Li（锂）电池供电，携带方便，但是由于功耗较大，使用时间较短。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的缺陷，提供一种便携式投影仪的电源管理系统，其能最大限度上降低投影仪功耗。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种便携式投影仪的电源管理系统，其特征在于，其包括锂电池、充电模块、电源模块和上电控制模块，锂电池与充电模块、电源模块连接，电源模块还与上电控制模块连接，电源模块采用DC/DC转换器与低压差线性稳压器配合供电，上电控制模块具有按键自动上电、智能检测控制和下载自动上电的功能。
优选地，所述锂电池的容量大于1500mAh。
优选地，所述锂电池的容量为1800mAh。
优选地，所述充电模块采用恒流充电电流大于750mA的充电芯片。
优选地，所述DC/DC转换器和低压差线性稳压器给一便携式投影仪中的投影镜头模组光源、单片机和视频模块供电。
优选地，所述按键自动上电是在开机键按下后产生一个高电平的按键信号，该按键信号通过一个二极管后形成上电控制信号，给电源模块上电，同时单片机上电启动，输出高电平的上电保持信号，通过二极管后维持高电平的上电控制信号。
优选地，所述智能检测控制功能是在便携式投影仪的电源管理系统上电初始化后，自动检测是否有视频输入，如果有视频输入则打开给投影镜头模组光源供电的点光源供电电源；当锂电池电压低于门限电压时，通过LED灯闪烁进行提示，并通过控制开关亮度控制信号降低光源供电电流。
优选地，所述下载自动上电功能是在一下载板连接投影仪尾插后，投影仪尾插的上电控制信号和下载使能信号被下载板拉高，便携式投影仪的电源管理系统自动上电并进入下载模式。
本发明的积极进步效果在于：通过本发明便携式投影仪的电源管理系统，可以降低便携式投影仪功耗，延长使用时间，一次充电使用后时间在1小时以上，用户无需随身携带电源适配器，使用方便。
附图说明
图1为本发明便携式投影仪的电源管理系统的示意图；
图2为本发明中充电模块的电路图；
图3为本发明中电源模块供电和控制的原理图；
图4为本发明中实现按键自动上电功能的原理图；
图5为本发明中为智能检测控制功能的流程图；
图6为本发明中下载自动上电功能的原理图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1所示，本发明便携式投影仪的电源管理系统包括Li电池、充电模块、电源模块和上电控制模块，Li电池与充电模块、电源模块连接，电源模块还与上电控制模块连接。电源模块采用DC/DC转换器（一种电压转换器）与LDO（低压差线性稳压器）配合供电，上电控制模块具有按键自动上电、智能检测控制和下载自动上电的功能。便携式投影仪包括投影镜头模组光源、单片机和视频模块，视频模块包括视频处理器和视频解码器等。
Li电池的容量大于1500mAh，本实施例中使用的Li电池容量为1800mAh，采用大容量电池是延长便携投影仪使用时间最直接的方法，当然容量越大，电池体积越大，所以以保证投影仪一次充电后的使用时间大于1小时为宜。
由于便携式投影仪电池容量较大，较大的充电电流可以保证电池迅速充电。充电模块采用恒流充电电流大于750mA的充电芯片，比如中星微公司的充电管理芯片VA7206MP，如图2所示，恒流充电电流Ireg = (Vcsreg/R106) = (140mV/0.15ohm) = 933mA，预充电电流Iprechg = (Vprechg/R106) * (1+R105/5.1k) = (15.5mV/0.15ohm) * (1+3.3/5.1) =170mA。
如图3所示，电源模块采用DC/DC转换器和LDO配合供电。大电流电源U207采用凌特公司的LTC3454型DC/DC转换器，给投影镜头模组光源提供恒定功率输出大电流，其最大恒定输出电流为1A，输出电压2.6V。根据需求和投影仪散热情况，可以设置多档电流输出，例如300mA、700mA、1A等，注意电感选择工作电流大于1.2A的。输出电压为16V的升压DC/DC转换器U205采用Richtech公司的RT9284型DC/DC转换器，其输出端接输出电压为15V的LDO（低压差线性稳压器）U206，低压差线性稳压器U206采用Richtech公司的RT9022型低压差线性稳压器，其稳定输出15V电压供给视频处理器HX7027的伽玛参考电压VGAM。DC/DC转换器U201采用Richtech公司的RT8009型DC/DC转换器，其可以输出3.3V恒定电压，最大输出600mA电流。DC/DC转换器U201输出给下列电源供电：Winbond单片机W78I516、HIMAX公司的LCOS驱动器HX7027、HIMAX公司的视频处理器HX8852和TI公司的视频解码器TVP5150，Winbond单片机W78I516的电源耗电为100mA左右，LCOS(硅基液晶显示)驱动器HX7027的数字电源VDDD耗电大约10mA，视频处理器HX8852的IO电源VDDIO_LCOS最大耗电60mA，视频解码器TVP5150的IO电源IO_DVDD最大耗电60mA，另外给视频处理器HX8852和视频解码器TVP5150供电的低压差线性稳压器U202、低压差线性稳压器U203、低压差线性稳压器U204的电源输入也来自于DC/DC转换器U201。低压差线性稳压器U202采用Richtech公司的RT9193_28型低压差线性稳压器，其可以输出2.8V恒定电压，最大输出300mA电流。低压差线性稳压器U202输出给视频处理器HX8852的IO电源供电，最大耗电60mA。低压差线性稳压器U203采用Richtech公司的RT9193_18型低压差线性稳压器，其可以输出1.8V恒定电压，最大输出300mA电流。低压差线性稳压器U202输出给下列电源供电：视频处理器HX8852和视频解码器TVP5150，视频处理器HX8852的SDRAM电源VDD_SD最大耗电16mA，视频解码器TVP5150的模拟电源AVDD最大耗电32mA，视频解码器TVP5150的数字电源DVDD最大耗电33mA。低压差线性稳压器U204采用Richtech公司的RT9193_15型低压差线性稳压器，其可以输出1.5V恒定电压，最大输出300mA电流。低压差线性稳压器U204输出给视频处理器HX8852电源供电，视频处理器HX8852的核电源VDD_CORE最大耗电38mA，视频处理器HX8852的锁相环电源VDD_PLL最大耗电6.5mA。给投影镜头模组光源供电的恒定功率输出的大电流电源采用独立的开关亮度控制信号LED_EN1和LED_EN2，3.3V的DC/DC转换器和1.5/1.8/2.8V输出的低压差线性稳压器采用公用的开关控制信号PWR_ON，输出电压为16V的升压DC/DC转换器和输出电压为15V的低压差线性稳压器采用公用的开关控制信号VGAM_EN。
上电控制模块采用按键自动上电技术，如图4所示，开机键SW1按下后产生一个高电平的按键信号PWR_KEY，该信号电平为电池电压VBAT经电阻R1和电阻R2分压后的电压，此处R1=1k欧姆，R2=10k欧姆。按键信号PWR_KEY通过二极管D1后形成上电控制信号PWR_ON，给电源模块中的3.3V的DC/DC转换器和1.5/1.8/2.8V输出的低压差线性稳压器上电，同时单片机上电启动，输出高电平的上电保持信号PWR_HOLD，通过二极管D2后维持高电平的上电控制信号PWR_ON，此时松开按键，系统也能保证供电。
上电控制模块采用智能检测控制技术，其工作流程如图5所示，便携式投影仪的电源管理系统上电初始化后，自动检测是否有视频输入，如果有视频输入，则打开点光源供电电源给投影仪镜头模组的光源供电，开始投影。投影中，通过电压比较器采集电池电压并检测电池电压是否低于3.5V，当锂电池电压低于门限电压3.5V时，比较器输出低电平给MCU（Micro Controller Unit，微控制单元），MCU收到该低电平后，通过控制开关亮度控制信号LED_EN1和LED_EN 2调低点光源亮度，即降低光源供电电流以减少耗电，并且每隔10s控制LED指示灯闪烁提醒一次，如果LED指示灯闪烁了10次提醒后用户仍然继续使用，MCU控制点光源关闭，并且单片机自动关闭投影仪。
上电控制模块采用采用下载自动上电技术，如图6所示，投影仪尾插的上电控制信号PWR_ON默认被拉低，下载板连接投影仪尾插后，投影仪尾插的上电控制信号PWR_ON被外部下载板拉高，便携式投影仪的电源管理系统自动上电，单片机启动；同时下载板连接投影仪尾插时，下载使能信号PROG也被外部下载板拉高，单片机启动时检测到该信号为高则进入下载模式，然后通过UART串口的RX管脚和TX管脚进行程序下载。
综上所述，通过本发明便携式投影仪的电源管理系统，可以降低便携式投影仪功耗，延长使用时间，一次充电后使用时间在1小时以上，用户无需随身携带电源适配器，使用方便。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (8)

1.一种便携式投影仪的电源管理系统，其特征在于，其包括锂电池、充电模块、电源模块和上电控制模块，锂电池与充电模块、电源模块连接，电源模块还与上电控制模块连接，电源模块采用DC/DC转换器与低压差线性稳压器配合供电，上电控制模块具有按键自动上电、智能检测控制和下载自动上电的功能；
所述智能检测控制功能是在便携式投影仪的电源管理系统上电初始化后，自动检测是否有视频输入，如果有视频输入则打开给投影镜头模组光源供电的点光源供电电源。
2.如权利要求1所述的便携式投影仪的电源管理系统，其特征在于，所述锂电池的容量大于1500mAh。
3.如权利要求2所述的便携式投影仪的电源管理系统，其特征在于，所述锂电池的容量为1800mAh。
4.如权利要求1所述的便携式投影仪的电源管理系统，其特征在于，所述充电模块采用恒流充电电流大于750mA的充电芯片。
5.如权利要求1所述的便携式投影仪的电源管理系统，其特征在于，所述DC/DC转换器和低压差线性稳压器给一便携式投影仪中的投影镜头模组光源、单片机和视频模块供电。
6.如权利要求1所述的便携式投影仪的电源管理系统，其特征在于，所述按键自动上电是在开机键按下后产生一个高电平的按键信号，该按键信号通过一个二极管后形成上电控制信号，给电源模块上电，同时单片机上电启动，输出高电平的上电保持信号，通过二极管后维持高电平的上电控制信号。
7.如权利要求1所述的便携式投影仪的电源管理系统，其特征在于，当锂电池电压低于门限电压时，通过LED灯闪烁进行提示，并通过控制开关亮度控制信号降低光源供电电流。
8.如权利要求1所述的便携式投影仪的电源管理系统，其特征在于，所述下载自动上电功能是在一下载板连接投影仪尾插后，投影仪尾插的上电控制信号和下载使能信号被下载板拉高，便携式投影仪的电源管理系统自动上电并进入下载模式。
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