CN201204545Y - 一种载运工具装载的图像采集显示设备所用电源装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种载运工具装载的图像采集显示设备所用电源装置。具有外壳体及安装在其内电路，所述电路由电压波纹抑制电路、寄生振荡吸收电路、多态电压输出及过温保护电路所组成；电压波纹抑制电路输出端接寄生振荡吸收电路，寄生振荡吸收电路输出端接多态电压输出及过温保护电路。本实用新型提出的电源装置，实现了元件的集成化，减少电压波纹和寄生振荡对成像质量和图象造成扭曲和模糊，提高了传感器采集和显示的图象质量；还解决了多电压供电问题，解决了高温下工作的交通工具对电源的特殊要求，同时解决了外在装置对不同电源的特殊要求以及上电顺序的问题。较传统的电源模块更适合于嵌入式系统的应用，比如智能交通汽车和大型的船舶的监视系统的电源的设计和应用等。

Description

一种载运工具装载的图像采集显示设备所用电源装置

技术领域：

本实用新型涉及一种视频系统，更具体地说涉及一种载运工具装载的图像采集显示设备所用电源装置。

背景技术：

在现有技术中，一种独立于计算机的脱机系统——嵌入式数据采集以及成像系统越来越多的用于车载和船载的视频采集显示系统中，提高了交通工具的安全性。但随之而来的问题之一是该成像系统电源设计的好坏对图象的采集和成像的质量有很大的制约和影响。目前车载和船载设备上较常用的直流稳压电源是串联调整型稳压电源，该类电源属连续控制的线性电源，由于调整管工作于放大区，流过的电流是连续的，能满足很多方面的要求，但其输出电压波纹较大，调整管需损耗较大的功率，导致其效率低下，承受过载和短路的能力差，并且需采用笨重的工频变压器和装有体积较大散热器的大功率调整管，大大地增加了整个装置的体积和重量，严重的影响了电源的稳定性以及电源系统的集成化，因此一方面与运载工具的特殊性要求不符，另一方面在图象采集过程中造成某些信息特征的丢失以及成像质量的严重缺陷，尤其在高温环境下以及多电压供电的要求下不能满足系统的要求。简而言之当载运工具所用电源电压的不稳定以及较大的电压波纹，将对成像系统产生了很强的干扰，使得A/D芯片的精度大大降低，会产生大量的雪花，画面也有严重的变形以及视频图象的不同步，这对目标特征的识别以及所要的搜寻的目标的精度产生了很大的影响。因此所用电源对系统的成像质量以及后期的图象的处理都显得特别的关键。

实用新型内容：

本实用新型的目的是针对现有技术不足之处而提供一种高集成化的、旨在减小电压波纹和寄生振荡对成像质量和图象造成扭曲和模糊的、多电压供电及过温保护的载运工具装载的图像采集显示设备所用电源装置。

本实用新型的目的是通过以下措施来实现：一种载运工具装载的图像采集显示设备所用电源装置，具有外壳体及安装在其内的电路，其特殊之处是所述电路由电压波纹抑制电路、寄生振荡吸收电路、多态电压输出及过温保护电路所组成；电压波纹抑制电路输出端接寄生振荡吸收电路，寄生振荡吸收电路输出端接多态电压输出及过温保护电路；其中：

电压波纹抑制电路包含低电感的电感器L₁、二极管D₁～D₆组成的整流单元、由滤波电容C₁组成的滤波电路以及由三级管T₁、T₂，电阻R₁、R₂、R₃，电容C_l、VS₁瞬态电压抑制器组成的稳压电路；

寄生振荡吸收电路由磁珠F，电容C₂、C_bc和电阻R_f、R_b以及电感L_B、L_C等所组成；

多态电压输出及过温保护电路由稳压芯片MAX17XX，电阻R₁～R₅，电容C₀、C_j、C_s以及电压转换器π_τ组成。

与现有技术相比，由于采用了本实用新型提出的电源装置，实现了元件的集成化，减少电压波纹和寄生振荡对成像质量和图象造成扭曲和模糊，提高了传感器采集和显示的图象质量，对图象的实时显示以及后期的图象处理带来了很大的方便。还解决了多电压供电问题，解决了高温下工作的交通工具对电源的特殊要求，同时解决了外在装置对不同电源的特殊要求以及上电顺序的问题。较传统的电源模块更适合于嵌入式系统的应用，比如智能交通汽车和大型的船舶的监视系统的电源的设计和应用等。

附图说明：

图1为本实用新型实施例原理方框图。

图2为电压波纹抑制电路图。

图3为寄生振荡吸收电路图。

图4多态电压输出及过温保护电路图。

具体实施方式：

下面结合附图对具体实施方式作详细说明：

图1给出了本实用新型实施例的结构示意图。一种载运工具装载的图像采集显示设备所用电源装置，具有外壳体及安装在其内电路，所述其内电路由电压波纹抑制电路1、寄生振荡吸收电路2、多态电压输出及过温保护电路3。电压波纹抑制电路输出端接寄生振荡吸收电路，寄生振荡吸收电路输出端接多态电压输出及过温保护电路。

图2为电压波纹抑制电路图。在电源接入处，D₅作用是防止电源在安装和维修的时电源的正负极反接，在最大的程度上保护电源装置。D₆为瞬态的抑制二极管，由于载运工具会有大功率的器件工作，为了防止大功率器件对电源的损坏，因此用D₆来吸收高压脉冲电压。L₁为低电感磁条，能有效的吸收骚扰信号的能量，在此基础上提供较好的电压信号，同时减小关断电压的峰值，降低关断损耗。L₁，D₅和D₆组成的单元用来吸收电路间的共模干扰和串模干扰，使稳压器在整个输入电压和输出电流变化范围内，提高其工作稳定性和改善瞬变响应。D₁～D₄组成的单相桥式电路，将交流的信号变成了脉动的直流电压。C₁为波纹滤除电容。

调整管T₁，T₂，R₃，R₁和R₂组成了串联式的稳压电路。当外在的阻抗发生变化的时候，而使其输出的电压稳定，VS₁为瞬态电压的抑制器，VD₁采用BYV26C的快速回复二极管。VS₁，R_l，C_l等并联以后，构成具保护功能的吸收电路，吸收漏感上的较大磁能能量。在正常工作的时候，VS₁的损耗非常的小，泄露的磁场能量主要由R_l，C_l承担。VS₁的作用主要是抑制过载情况的下的峰值电压和减小电压源产生的毛刺信号噪声。这样能在电压噪声产生的时候就被抑制，该设计思路的优点在于减轻了后序对整个电压信号滤波电路的设计，电源模块变得轻型更有利于电路集成化。另外本模块使用了并联式的接地方法，有效的减小了高频驻波的现象。

图3为寄生振荡吸收电路图。寄生振荡是指非工作频率的振荡导致高温水套、阻流圈表面严重过热甚至烧毁。高频感应在发热电源装置中，存在着高频寄生振荡和低频寄生振荡，高频寄生振荡是由引线电感、分布电容及电子管极间电容所形成的干扰而引起的，而低频寄生振荡则是由阳栅极阻流圈、隔直电容器、旁路电容器等形成的。不论是高频寄生振荡还是低频寄生振荡，都会影响成像设备的成像质量.因此解决寄生振荡是提高系统的整体性能的一个关键。磁珠FB1和10μF的钽电容C₂的作用是实现吸收电路中的瞬变的电流。晶体管的结电容C_bc与基极回路线圈L_B以及集电极回路线圈L_c组成了三点式震荡电路，为了吸收低频寄生的振荡，串进了R_f单元，这样就抑制了电路系统产生的很强的正反馈，吸收了寄生震荡的能量以及破坏了寄生正反馈的相位关系。R_b为随频率可变的电阻，作用是减少随着频率变化的能量振荡，代替了引线电感和分布的电容，减小了各个器件间相互干扰，抑制了高频率分量对系统的影响。

图4电压多态输出及过温保护电路图。如图所示，电路采用过温保护的稳压芯片MAX17。IN信号角码为电压的输入端，当电源系统装置温度增高到一定的程度的时候，温度传感器件会自动关闭，从而很好的保护电源系统的安全，防止了由于线路间的温度过高造成的短路问题。L_t是实现对输入端电压振荡的微调整。C₀、C_j、C_s是释放在高温环境下产生的较多电荷，避免火花的产生，保障电路安全。如果周边的I/O接电而内核没有得到及时的供电，可能导致处理器和外围的引脚会因反向的驱动出现大的电流，这将影响器件的使用寿命，因此双输出同步脉宽调制的电压转换器π_τ能够自动解决供电的顺序问题，同时满足内核4A的电流，减小了系统的设计的工作量。同时，由于DSP(数字信号处理)芯片以及FPGA(现场可编程门阵列)需要两种电压，其周边的电压一般需要3.8V的电压，而内核电压则需要2.5V的电压，因此在图中的V_aout用来给DSP以及FPGA、寄存器、闪存等外围芯片提供电压，R₁～R₄组成了电压的转换电路、实现了2.5V电压等外围电路所需的多种电压的输出，因此V_cout用来接DSP以及FPGA等器件的内核电压。V_bout输出的模拟的电压，主要给A/D芯片，以及视频解码芯片等供电。RESET实现的是给DSP的手动、自动复位信号。

本实用新型工作时，当交流式的外电压信号输入时，经过整流和滤波单元，吸收了高压脉冲电压，减小了骚扰信号的能量，降低了较大的电压的波纹以及电压的共模干扰和串模干扰，提高了电压信号的稳定性。寄生振荡吸收单元吸收了电路系统产生的低频和高频寄生振荡，避免它们随着直流送到其它级路从而防止形成很强的正反馈，继而产生过大的振荡。电压输出多态及过温保护电路满足了外围电路多电源的要求，保持了电源电压在高温下工作良好的状态，在最大程度上保证了电源系统的安全性以及减小了电压波纹和电压产生的寄生振荡对成像系统的干扰，提高了成像质量。

上述实施例并不构成对本实用新型的限制，凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种载运工具装载的图像采集显示设备所用电源装置，具有外壳体及安装在其内的电路，其特征是：所述电路由电压波纹抑制电路、寄生振荡吸收电路、多态电压输出及过温保护电路所组成；电压波纹抑制电路输出端接寄生振荡吸收电路，寄生振荡吸收电路输出端接多态电压输出及过温保护电路；其中：

电压波纹抑制电路包含低电感的电感器L₁、二极管D₁～D₆组成的整流单元、由滤波电容C₁组成的滤波电路以及由三级管T₁、T₂，电阻R₁、R₂、R₃，电容C₁、VS₁瞬态电压抑制器组成的稳压电路；

寄生振荡吸收电路由磁珠F，电容C₂、C_bc和电阻R_f、R_b以及电感L_B、L_C等所组成；

多态电压输出及过温保护电路由稳压芯片MAX17XX，电阻R₁～R₅，电容C₀、C_j、C_s以及电压转换器π_τ组成。

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