CN110597152B - 基于微控制器的防强闪光镜片开关态自适应控制电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于微控制器的防强闪光镜片开关态自适应控制电路，包括电源转换电路、光照度传感器、电压跟随电路、同向微分电路、控制器MCU单元、频率电压电路、放电电路、高压调整单元和电源电池，光照度传感器依次通过电压跟随电路和同向微分电路与控制器MCU单元连接，控制器MCU单元依次通过频率电压电路和高压调整单元与防强闪光镜片连接，控制器MCU单元的另一个输出端直接与高压调整单元连接，电源电池通过电源转换电路分别与控制器MCU单元、光照度传感器和高压调整单元连接，高压调整单元与防强闪光镜片连接，控制器MCU单元通过放电电路与防强闪光镜片连接。自动跟随光照度实现防强闪光自适应，便于参数的快速修改、提高控制的精确性。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于微控制器的防强闪光镜片开关态自适应控制电路。
背景技术
国内目前采用的防闪光控制技术，实现方式上均采用模拟电路的方式，采用555进行定时设置，模拟电路实现的防闪光控制，存在定时偏差，参数更改并不利于功能扩展，本发明通过数字方式实现对光强速率的检测和逻辑控制，通过中断方式实现光控制的快速响应，由于采用了数字方式则利于装置参数的快速修改、提高逻辑控制的实时精确性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种基于微控制器的防强闪光镜片开关态自适应控制电路，自动跟随光照度实现防强闪光自适应，便于参数的快速修改、提高逻辑控制的实时精确性。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种基于微控制器的防强闪光镜片开关态自适应控制电路，包括电源转换电路、光照度传感器、电压跟随电路、同向微分电路、控制器MCU单元、频率电压电路、放电电路、高压调整单元和电源电池，光照度传感器依次通过电压跟随电路和同向微分电路与控制器MCU单元的输入端连接，控制器MCU单元的一个输出端依次通过频率电压电路和高压调整单元与防强闪光镜片连接，控制器MCU单元的另一个输出端直接与高压调整单元连接，电源电池通过电源转换电路分别与控制器MCU单元、光照度传感器和高压调整单元连接，高压调整单元与防强闪光镜片连接，控制器MCU单元通过放电电路与防强闪光镜片连接。
按照上述技术方案，电源电池为锂电池，供电电压为6.6V-8.2V，电压电源转换电路包括低压差转换芯片，用于将电池供电6.6V-8.2V范围内电压转换为5V。
按照上述技术方案，光照度传感器选用高速硅光电二极管，将光照度大小转换成电信号的大小，以便后续的信号处理电路进行检测与控制。
按照上述技术方案，电源转换电路与光照度传感器之间连接有升压电路。
按照上述技术方案，电压跟随电路与控制器MCU单元的另一个输入端之间连接有放大电路。
按照上述技术方案，电源电池与控制器MCU单元的另一个输入端之间连接有电阻分压电路。
按照上述技术方案，控制器MCU单元包括单片机。
按照上述技术方案，单片机的型号为MC9S12G48。
按照上述技术方案，防强闪光镜片为PLZT镜片。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过微控制器及同向微分电路，自动跟随光照度实现防强闪光自适应，利于装置参数的快速修改、提高逻辑控制的实时精确性，实现光照度自动跟随，高压快速充放电、光照度变化速度检测、双冗余安全设计等功能。
附图说明
图1是本发明实施例中基于微控制器的防强闪光镜片开关态自适应控制电路的原理图；
图中，1-电源转换电路，2-光照度传感器，3-电压跟随电路，4-同向微分电路，5-控制器MCU单元，6-频率电压电路，7-放电电路，8-高压调整单元，9-电源电池，10-升压电路，11-电阻分压电路，12-PLZT镜片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1所示，本发明提供的一个实施例中的一种基于微控制器的防强闪光镜片开关态自适应控制电路，包括电源转换电路1、光照度传感器2、电压跟随电路3、同向微分电路4、控制器MCU单元5、频率电压电路6、放电电路7、高压调整单元8和电源电池9，光照度传感器2依次通过电压跟随电路3和同向微分电路4与控制器MCU单元5的输入端连接，控制器MCU单元5的一个输出端依次通过频率电压电路6和高压调整单元8与防强闪光镜片连接，控制器MCU单元5的另一个输出端直接与高压调整单元8连接，电源电池9通过电源转换电路1分别与控制器MCU单元5、光照度传感器2和高压调整单元8连接，高压调整单元8与防强闪光镜片连接，控制器MCU单元5通过放电电路7与防强闪光镜片连接。
进一步地，电源电池9为锂电池，供电电压为6.6V-8.2V，电压电源转换电路1包括低压差转换芯片，用于将电池供电6.6V-8.2V范围内电压转换为5V。
进一步地，光照度传感器选用高速硅光电二极管，将光照度大小转换成电信号的大小，以便后续的信号处理电路进行检测与控制。
进一步地，电源转换电路1与光照度传感器2之间连接有升压电路10。
进一步地，电压跟随电路3与控制器MCU单元5的另一个输入端之间连接有放大电路，用于第二AD采样。
进一步地，电源电池9与控制器MCU单元5的另一个输入端之间连接有电阻分压电路11，用于第一AD采样。
进一步地，控制器MCU单元5包括单片机。
进一步地，单片机的型号为MC9S12G48。
进一步地，光照度传感器为高速硅光电二极管，用于将光照度大小转换成电信号的大小，以便后续的信号处理电路进行检测与控制。
进一步地，防强闪光镜片为PLZT镜片12。
进一步地，PLZT为锆钛酸铅镧陶瓷，是一种铁电陶瓷光电材料。
本发明的工作原理：
本发明技术采用光照度传感器2作为光照度检测输入源，主要包含8个功能单元：电源转换电路1、光照度传感器2单元、电压跟随电路3、输出不反向微分电路、数字控制器MCU单元5、频率电压电路6、放电控制单元、高压调整单元8。电压电源转换电路1采用低压差转换芯片，将电池供电6.6V-8.2V范围内电压转换为5V，可适应锂电池电压范围，从而采取锂电池的供电方式；光照度传感器选用高速硅光电二极管将光照度大小转换成电信号的大小，以便后续的信号处理电路进行检测与控制；升压电路10将5V电源升压为传感器偏置需要的20V电压；电压跟随电路3提高传感器信号的带载能力，并同时满足光信号的检测响应速率；输出不反向微分电路检测光脉冲信号，并提供MCU瞬态高电平信号，使单片机进行触发，该输出不反向微分电路由同向微分电路4及减法电路组成，可实现无相位差及无位移差；数字控制器MC9S12G48实现信号采集、光脉冲检测、控制逻辑的实现及实现高压电压控制输出；频率电压电路6将PWM信号转化为模拟信号，控制高压模块产生相应的高电压，用于控制高压模块输出电压；放电控制模块为快速放电控制电路，可以在短时间内将高压能量进行释放；高压调整单元8实现电压从0V到1000V的调整。本发明主要通过数字控制电路实现闪光的检测、电压控制及逻辑输出控制。
工作状态可分为正常工作、瞬时关断、自动跟随三种工作模式。光电控制时序逻辑管理主要根据控制阈值实现三种工作模式切换和控制转换工作。日常照度条件下电路处于正常工作模式，高压调整模块产生1000V高压，该高压作用于PLZT镜片12，使PLZT镜片12处于透光状态。当发生照度增长率超过规定阈值闪光脉冲时，光照度传感器2产生相应斜率电压，通过同向微分电路4调整为相应电平信号，该信号触发与单片机模拟比较器电压进行比较，当微分电路输出电压超过单片机比较器设定电压后，单片机MC9S12G48进行中断程序，电路进入随时关断模式，单片机输出[1,2]s的定时高电平信号，该信号触发放电电路7控制1000V电压进行快速放电，同时关闭高压模块使能，使高压模块不再产生1000V高压，此时PLZT镜片12处于不透光状态。当[1,2]s定时后，电路进入自动跟随工作模式，单片机产生(30±5)s的定时，该(30±5)s内单片机输出PWM信号产生随光强正比变化的电平，该电平下高压模块跟随调整输出电压，使PLZT镜片12产生正比光强的透过率。当光强超过规定阈值(通过单片机AD采样2)时，电路产生高电平信号触发放电电路7进行1000V电压放电，同时关闭高压模块使能，此时PLZT处于不透光状态，从而实现防闪光光电控制装置的双冗余触发。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于微控制器的防强闪光镜片开关态自适应控制电路，其特征在于，包括电源转换电路、光照度传感器、电压跟随电路、同向微分电路、控制器MCU单元、频率电压电路、放电电路、高压调整单元和电源电池，光照度传感器依次通过电压跟随电路和同向微分电路与控制器MCU单元的输入端连接，控制器MCU单元的一个输出端依次通过频率电压电路和高压调整单元与防强闪光镜片连接，控制器MCU单元的另一个输出端直接与高压调整单元连接，电源电池通过电源转换电路分别与控制器MCU单元、光照度传感器和高压调整单元连接，高压调整单元与防强闪光镜片连接，控制器MCU单元通过放电电路与防强闪光镜片连接。
2.根据权利要求1所述的基于微控制器的防强闪光镜片开关态自适应控制电路，其特征在于，电源电池为锂电池，供电电压为6.6V-8.2V，电压电源转换电路包括低压差转换芯片，用于将电池供电6.6V-8.2V范围内电压转换为5V。
3.根据权利要求1所述的基于微控制器的防强闪光镜片开关态自适应控制电路，其特征在于，光照度传感器为高速硅光电二极管。
4.根据权利要求1所述的基于微控制器的防强闪光镜片开关态自适应控制电路，其特征在于，电源转换电路与光照度传感器之间连接有升压电路。
5.根据权利要求1所述的基于微控制器的防强闪光镜片开关态自适应控制电路，其特征在于，电压跟随电路与控制器MCU单元的另一个输入端之间连接有放大电路。
6.根据权利要求1所述的基于微控制器的防强闪光镜片开关态自适应控制电路，其特征在于，电源电池与控制器MCU单元的另一个输入端之间连接有电阻分压电路。
7.根据权利要求1所述的基于微控制器的防强闪光镜片开关态自适应控制电路，其特征在于，控制器MCU单元包括单片机。
8.根据权利要求7所述的基于微控制器的防强闪光镜片开关态自适应控制电路，其特征在于，单片机的型号为MC9S12G48。
9.根据权利要求1所述的基于微控制器的防强闪光镜片开关态自适应控制电路，其特征在于，防强闪光镜片为PLZT镜片。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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