CN206313661U - 多功能激光夜视仪电源电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能激光夜视仪电源电路，包括电路板及设置在电路板上的以下模块：接收外部MCU控制信号的可控上电模块；防止上电造成的冲击的防上电冲击模块；采集输出电压信号，对外输出恒流的可调恒流源模块；分别接受可控上电模块、防上电冲击模块和可调恒流源模块的控制，对外输出可控电流的主电路模块；可控上电模块、可调恒流源模块、防上电冲击模块的输出端分别与主电路模块的输入端电连接，主电路模块设有正极输出端和负极输出端，负极输出端上连接有采样电阻R9，可调恒流源模块的输入端分别与正极输出端和采样电阻R9电连接。本实用新型方便调节、输出电流或电压恒定，能有效防止上电冲击，对外输出可控电流，能延长使用寿命。

Description

多功能激光夜视仪电源电路

技术领域

本实用新型涉及激光夜视仪电路技术领域，具体涉及多功能激光夜视仪电源电路。

背景技术

目前，激光夜视技术是近几年新兴的一种监测手段，白天为可见光，晚上在光敏电阻的感应下，转换为激光。目前已广泛用于军事领域，以及需要24小时提供无间歇监控服务的地方。但是传统的激光夜视技术却又其不可避免的不足之处，如上电瞬间会产生较大的冲击，对设备本身却造成了无法弥补的损害，使用寿命、性能等大打折扣；另外，正常工作时工作电流容易受到负载的影响，电源输出的电流或电压不可调，激光的启动无法进行人为的控制等。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种方便调节、输出电流或电压恒定，能有效防止上电冲击，对外输出可控电流，延长使用寿命的多功能激光夜视仪电源电路。

本实用新型的技术方案是：多功能激光夜视仪电源电路，包括电路板以及设置在电路板上的以下模块：

可控上电模块，接收外部MCU控制信号，输出一平缓的开启信号，用于控制主电路的缓慢开启；

防上电冲击模块，防止上电造成的冲击；

可调恒流源模块，采集输出电压信号，通过自身电路的调整，对外输出恒流；

主电路模块，对输入电源进行相应的处理，分别接受可控上电模块、防上电冲击模块和可调恒流源模块的信号控制，对外输出可控电流；

所述可控上电模块、可调恒流源模块、防上电冲击模块的输出端分别与主电路模块的输入端电连接，所述主电路模块设有正极输出端和负极输出端，所述负极输出端上连接有采样电阻R9，所述可调恒流源模块的输入端分别与正极输出端和采样电阻R9电连接。

所述防上电冲击模块包括与防上电冲击高电位VCC电连接的上电充电电路，所述上电充电电路电连接有电压输出端控制电路，所述电压输出端控制电路的输出端电连接有DC/DC转换电路，所述DC/DC转换电路的输出端与主电路模块的正极输出端和负极输出端连接。

所述上电充电电路包括运算放大器U2D，所述运算放大器U2D的同相输入端连接至二极管F_D1的正极，所述二极管F_D1的负极连接至防上电冲击高电位VCC，所述运算放大器U2D的反向输入端通过电阻F_R2连接至防上电冲击高电位VCC，所述运算放大器U2D的反向输入端还通过电阻F_R3安全接地，所述运算放大器U2D的V+端连接至防上电冲击高电位VCC，所述运算放大器U2D的V-端依次电连接有电容F_C1和电阻F_R1，所述电阻F_R1电连接至防上电冲击高电位VCC，且所述电阻F_R1并联于二极管F_D1的两端，所述运算放大器U2D的V+端还接地设置，所述运算放大器U2D的输出端通过电阻F_R4连接至电压输出端控制电路。

所述电压输出端控制电路包括基极连接在电阻F_R4输出端的三极管F_Q1，所述三极管F_Q1的集电极通过电阻F_R5连接至防上电冲击高电位VCC，所述三极管F_Q1的集电极还连接至三极管F_Q2的基极，所述三极管F_Q2的集电极通过电阻F_R6和电阻F_R7连接至防上电冲击高电位VCC，所述三极管F_Q1的发射极与所述三极管F_Q2的发射极共同接地，所述电阻F_R6和所述电阻F_R7之间的导线电连接至三极管F_Q3的基极，所述三极管F_Q3的发射极连接至防上电冲击高电位VCC，所述三极管F_Q3的集电极通过串联的电阻F_R8和电阻F_R9接地，所述电阻F_R8和所述电阻F_R9之间的导线电连接至二极管F_D2的正极，所述二极管F_D2的负极连接至DC/DC转换电路。

所述DC/DC转换电路包括DC/DC转换器U1，所述二极管F_D2的负极连接至所述DC/DC转换器U1的FB端口上，所述DC/DC转换器U1的一VIN端口通过电容F_C2接地，所述DC/DC转换器U1的另一VIN端口直接接地，所述DC/DC转换器U1的SV端口与主电路模块的正极输出端连接，所述DC/DC转换器U1的GND端口接地且与主电路模块的负极输出端连接。

所述可调恒流源模块包括与可调恒流源高电位VCC电连接的基准电压源电路，与基准电压源电路并联设置的电流输出调节电路，所述电流输出调节电路电连接有电流放大输出电路，所述电流放大输出电路分别与主电路模块的正极输出端和负极输出连接，所述可调恒流源高电位VCC还电连接有上电指示电路。

所述基准电压源电路包括基准电压源Q1，所述基准电压源Q1的正极接地，所述基准电压源Q1的负极通过电阻R1电连接至可调恒流源高电位VCC，所述基准电压源Q1的第三引脚通过电容C7接地，所述基准电压源Q1的第三引脚还连接至电阻R1的输出端。

所述电流输出调节电路包括连接在电阻R1输出端的电阻R2，所述电阻R2串联有电阻R3，所述电阻R3串联有滑动变阻器RV2，所述滑动变阻器RV2的输出端直接连接至其自身的滑动触头，所述滑动变阻器RV2的滑动触头接地。

所述电流放大输出电路包括运算放大器U2A，所述运算放大器U2A的反向输入的连接至电阻R3的输入端，所述运算放大器U2A的同向输入端连接有电阻R4，所述运算放大器U2A的V+端连接至5V电压源，所述5V电压源还连接有电容C2，所述电容C2的负极接地，所述运算放大器U2A的V-端接地，所述运算放大器U2A的输出端通过电容C1连接至电阻R2的输出端，所述运算放大器U2A的输出端还通过串联的电阻R8、电阻R5接地，所述电阻R8与所述电阻R5之间的导线上连接有滑动变阻器RV2，所述滑动变阻器RV2的负极与其滑动触头连接，所述滑动变阻器RV2的负极连接有采样电阻R9，所述采样电阻R9串联有负载电阻R10，所述负载电阻R10的输出端接地，所述滑动变阻器RV2的负极还连接至电阻R4的输出端。

所述上电指示电路包括电连接在可调恒流源高电位VCC上的电阻R7，所述电阻R7的输出端串联有发光二极管VD1，所述发光二极管VD1的负极接地。

本实用新型与现有技术相比较，具有以下优点：通过可控上电模块接受外部MCU控制信号，输出一平缓的开启信号，用于控制主电路的缓慢开启；通过防上电冲击模块，能有效防止上电造成的冲击，延长激光夜视仪的使用寿命；可调恒流源模块采集输出电压信号，通过自身电路的调整，对外输出恒流，保证激光亮度不变，通过主电路模块对上述模块的控制，最终对外输出可控电流。

附图说明

下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的电路原理图；

图2是本实用新型防上电冲击模块的电路原理图；

图3是本实用新型可调恒流源模块的电路原理图。

具体实施方式

参照图1，多功能激光夜视仪电源电路，包括电路板以及设置在电路板上的以下模块：

可控上电模块，接收外部MCU控制信号，输出一平缓的开启信号，用于控制主电路的缓慢开启；可控上电模块为已知模块，在此不再赘述。

防上电冲击模块，防止上电造成的冲击；

可调恒流源模块，采集输出电压信号，通过自身电路的调整，对外输出恒流；

主电路模块，对输入电源进行相应的处理，分别接受可控上电模块、防上电冲击模块和可调恒流源模块的信号控制，对外输出可控电流；

可控上电模块、可调恒流源模块、防上电冲击模块的输出端分别与主电路模块的输入端电连接，主电路模块设有正极输出端和负极输出端，负极输出端上连接有采样电阻R9，可调恒流源模块的输入端分别与正极输出端和采样电阻R9电连接。

如图2所示，防上电冲击模块包括与防上电冲击高电位VCC电连接的上电充电电路，高电位防上电冲击VCC的具体值，可以根据实际恒源使用要求进行设置，可以设置为+5V、+12V、+24V等，上电充电电路电连接有电压输出端控制电路，电压输出端控制电路的输出端电连接有DC/DC转换电路， DC/DC转换电路的输出端与主电路模块的正极输出端和负极输出端连接。正极输出端VOUT+和负极输出端VOUT-向电器设备输出正常的工作电压，保证电器设备正常安全启动。

上电充电电路包括运算放大器U2D，运算放大器U2D的同相输入端（即12号引脚）连接至二极管F_D1的正极，所述二极管F_D1的负极连接至防上电冲击高电位VCC，所述运算放大器U2D的反向输入端（即13号引脚）通过电阻F_R2连接至防上电冲击高电位VCC，所述运算放大器U2D的反向输入端还通过电阻F_R3安全接地，所述运算放大器U2D的V+端（即4号引脚）连接至防上电冲击高电位VCC，所述运算放大器U2D的V-端（即11号引脚）依次电连接有电容F_C1和电阻F_R1，所述电阻F_R1电连接至防上电冲击高电位VCC，且所述电阻F_R1并联于二极管F_D1的两端，所述运算放大器U2D的V+端还接地设置，所述运算放大器U2D的输出端（即14号引脚）通过电阻F_R4连接至电压输出端控制电路。

电压输出端控制电路包括基极连接在电阻F_R4输出端的三极管F_Q1，三极管F_Q1为NPN三极管，直接耦合，三极管F_Q1的集电极通过电阻F_R5连接至防上电冲击高电位VCC，三极管F_Q1的集电极还连接至三极管F_Q2的基极，三极管F_Q2也为NPN三极管，直接耦合，三极管F_Q2的集电极通过电阻F_R6和电阻F_R7连接至防上电冲击高电位VCC，三极管F_Q1的发射极与三极管F_Q2的发射极共同接地，电阻F_R6和电阻F_R7之间的导线电连接至三极管F_Q3的基极，三极管F_Q3为PNP三极管，三极管F_Q3的发射极连接至防上电冲击高电位VCC，三极管F_Q3的集电极通过串联的电阻F_R8和电阻F_R9接地，电阻F_R8和电阻F_R9之间的导线电连接至二极管F_D2的正极，二极管F_D2的负极连接至DC/DC转换电路。

DC/DC转换电路包括DC/DC转换器U1，二极管F_D2的负极连接至DC/DC转换器U1的FB端口（即2号引脚）上， DC/DC转换器U1的一VIN端口（即4号引脚）通过电容F_C2接地， DC/DC转换器U1的另一VIN端口（即5号引脚）直接接地， DC/DC转换器U1的SV端口（即3号引脚）与主电路模块的正极输出端连接， DC/DC转换器U1的GND端口（即1号引脚）接地且与主电路模块的负极输出端连接。当然DC/DC转换器U1的FB端口也可以设置为高电平端口，此时 需要在所述DC/DC转换器U1的FB端口与所述二极管F_D2的负极之间串接一非门。

如图3所示，可调恒流源模块包括与可调恒流源高电位VCC电连接的基准电压源电路，高电位VCC的具体值，可以根据实际恒源使用要求进行设置，可以设置为+5V 、+12V、+24V等，与基准电压源电路并联设置的电流输出调节电路，电流输出调节电路电连接有电流放大输出电路，电流放大输出电路分别与主电路模块的正极输出端和负极输出连接，可调恒流源高电位VCC还电连接有上电指示电路。

基准电压源电路包括基准电压源Q1，基准电压源Q1的正极接地，基准电压源Q1的负极通过电阻R1电连接至可调恒流源高电位VCC，基准电压源Q1的负极与电阻R1的连接处形成结点n3，基准电压源Q1的第三引脚通过电容C7接地，基准电压源Q1的第三引脚还连接至电阻R1的输出端。

电流输出调节电路包括连接在电阻R1输出端的电阻R2，电阻R2串联有电阻R3，电阻R3串联有滑动变阻器RV2，滑动变阻器RV2的输出端直接连接至其自身的滑动触头，滑动变阻器RV2的滑动触头接地。

电流放大输出电路包括运算放大器U2A，运算放大器U2A的反向输入（即2号引脚）的连接至电阻R3的输入端，运算放大器U2A的同向输入端（即3号引脚）连接有电阻R4，运算放大器U2A的V+端（即4号引脚）连接至5V电压源，5V电压源还连接有电容C2，电容C2的负极接地，所述运算放大器U2A的V-端（即11号引脚）接地，运算放大器U2A的输出端通过电容C1连接至电阻R2的输出端，运算放大器U2A的输出端（即1号引脚）还通过串联的电阻R8、电阻R5接地，电阻R8与所述电阻R5之间的导线上连接有滑动变阻器RV2，滑动变阻器RV2的负极与其滑动触头连接，滑动变阻器RV2的负极连接有采样电阻R9，采样电阻R9串联有负载电阻R10，负载电阻R10的输出端接地，滑动变阻器RV2的负极还连接至电阻R4的输出端。

上电指示电路包括电连接在可调恒流源高电位VCC上的电阻R7，电阻R7的输出端串联有发光二极管VD1，发光二极管VD1的负极接地，用于工作状态指示。

具体使用时，通过接受外部的MCU控制信号，可控上电模块输出一平缓的开启信号，用于控制主电路的缓慢开启；在上电瞬间，电容F_C1充电，电阻F_R1与电容F_C1直接的电压从0伏逐渐升高至电源电压，具体时间视电阻F_R1、电容F_C1取值而定；上电瞬间，电源正，电阻F_R2、F_R3串联，与地构成回路，迅速建立电压，此时运算放大器U2D的反向输入端电压高于同向输入端电压，运算放大器U2D的14号引脚输出低电平，三极管F_Q1截止；三极管F_Q2通过电阻F_R5提供偏置电压，导通；电源正，电阻F_R7、电阻F_R6、三极管F_Q2，地构成回路，三极管F_Q3发射结正向偏置，三极管F_Q3导通；电源正，三极管F_Q3、电阻F_R8、电阻F_R9，地构成回路，取电阻F_R9电压信号送至DC/DC转换器U1脚2，禁止U1输出，防止上电冲击；充电一段时间后，电容F_C1间电压达到一定数值，使得运放器正向输入端电压大于反向输入端电压，运放器输出高电平；三极管F_Q1发射结正向偏置，F_Q1导通；由于三极管F_Q2发射结电压小于0.7伏，三极管F_Q2截止；三极管F_Q3发射结电压为0，三极管F_Q3截止，DC/DC转换器U1的2号引脚电压为0，使能输出，完成设备上电。

通过基准电压源Q1使得电阻R1、电阻R2结点处n3的电压保持恒定，控制滑动变阻器RV2，调节所述运算放大器U2A反向输入端的输入电压，由于运算放大器U2A的同向输入端“虚接”，以及运算放大器U2A的高开环增益，使得运算放大器U2A的同向输入端3脚处电压与反向输入端的电压相同，又由于运算放大器U2A同向输入端3脚处电压为采样电阻R9的电压，因而采样电阻R9的电压与反向输入端的电压相同，通过控制滑动变阻器RV2，即可控制所述采样电阻R9电压，采样电阻R9为定值电阻，当电压确定后，由欧姆定律，流过采样电阻R9的电流就一定了，采样电阻R9与负载串联，串联电路电路处处相等，最终保证负载端的电流为恒流，大小可由所述滑动变阻器RV2控制，实现了电压电流可调同时又满足恒流源的要求。

最终将主电路模块对输入电源进行相应的处理，接受上述三个模块的控制，对外输出可控电流。

本实用新型并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.多功能激光夜视仪电源电路，其特征在于：包括电路板以及设置在电路板上的以下模块：

可控上电模块，接收外部MCU控制信号，输出一平缓的开启信号，用于控制主电路的缓慢开启；

防上电冲击模块，防止上电造成的冲击；

可调恒流源模块，采集输出电压信号，通过自身电路的调整，对外输出恒流；

主电路模块，对输入电源进行相应的处理，分别接受可控上电模块、防上电冲击模块和可调恒流源模块的信号控制，对外输出可控电流；

所述可控上电模块、可调恒流源模块、防上电冲击模块的输出端分别与主电路模块的输入端电连接，所述主电路模块设有正极输出端和负极输出端，所述负极输出端上连接有采样电阻R9，所述可调恒流源模块的输入端分别与正极输出端和采样电阻R9电连接。

2.根据权利要求1所述的多功能激光夜视仪电源电路，其特征在于：所述防上电冲击模块包括与防上电冲击高电位VCC电连接的上电充电电路，所述上电充电电路电连接有电压输出端控制电路，所述电压输出端控制电路的输出端电连接有DC/DC转换电路，所述DC/DC转换电路的输出端与主电路模块的正极输出端和负极输出端连接。

3.如权利要求2所述的多功能激光夜视仪电源电路，其特征在于：所述上电充电电路包括运算放大器U2D，所述运算放大器U2D的同相输入端连接至二极管F_D1的正极，所述二极管F_D1的负极连接至防上电冲击高电位VCC，所述运算放大器U2D的反向输入端通过电阻F_R2连接至防上电冲击高电位VCC，所述运算放大器U2D的反向输入端还通过电阻F_R3安全接地，所述运算放大器U2D的V+端连接至防上电冲击高电位VCC，所述运算放大器U2D的V-端依次电连接有电容F_C1和电阻F_R1，所述电阻F_R1电连接至防上电冲击高电位VCC，且所述电阻F_R1并联于二极管F_D1的两端，所述运算放大器U2D的V+端还接地设置，所述运算放大器U2D的输出端通过电阻F_R4连接至电压输出端控制电路。

4.如权利要求3所述的多功能激光夜视仪电源电路，其特征在于：所述电压输出端控制电路包括基极连接在电阻F_R4输出端的三极管F_Q1，所述三极管F_Q1的集电极通过电阻F_R5连接至防上电冲击高电位VCC，所述三极管F_Q1的集电极还连接至三极管F_Q2的基极，所述三极管F_Q2的集电极通过电阻F_R6和电阻F_R7连接至防上电冲击高电位VCC，所述三极管F_Q1的发射极与所述三极管F_Q2的发射极共同接地，所述电阻F_R6和所述电阻F_R7之间的导线电连接至三极管F_Q3的基极，所述三极管F_Q3的发射极连接至防上电冲击高电位VCC，所述三极管F_Q3的集电极通过串联的电阻F_R8和电阻F_R9接地，所述电阻F_R8和所述电阻F_R9之间的导线电连接至二极管F_D2的正极，所述二极管F_D2的负极连接至DC/DC转换电路。

5.如权利要求4所述的多功能激光夜视仪电源电路，其特征在于：所述DC/DC转换电路包括DC/DC转换器U1，所述二极管F_D2的负极连接至所述DC/DC转换器U1的FB端口上，所述DC/DC转换器U1的一VIN端口通过电容F_C2接地，所述DC/DC转换器U1的另一VIN端口直接接地，所述DC/DC转换器U1的SV端口与主电路模块的正极输出端连接，所述DC/DC转换器U1的GND端口接地且与主电路模块的负极输出端连接。

6.根据权利要求1所述的多功能激光夜视仪电源电路，其特征在于：所述可调恒流源模块包括与可调恒流源高电位VCC电连接的基准电压源电路，与基准电压源电路并联设置的电流输出调节电路，所述电流输出调节电路电连接有电流放大输出电路，所述电流放大输出电路分别与主电路模块的正极输出端和负极输出连接，所述可调恒流源高电位VCC还电连接有上电指示电路。

7.如权利要求6所述的多功能激光夜视仪电源电路，其特征在于：所述基准电压源电路包括基准电压源Q1，所述基准电压源Q1的正极接地，所述基准电压源Q1的负极通过电阻R1电连接至可调恒流源高电位VCC，所述基准电压源Q1的第三引脚通过电容C7接地，所述基准电压源Q1的第三引脚还连接至电阻R1的输出端。

8.如权利要求7所述的多功能激光夜视仪电源电路，其特征在于：所述电流输出调节电路包括连接在电阻R1输出端的电阻R2，所述电阻R2串联有电阻R3，所述电阻R3串联有滑动变阻器RV2，所述滑动变阻器RV2的输出端直接连接至其自身的滑动触头，所述滑动变阻器RV2的滑动触头接地。

9.如权利要求8所述的多功能激光夜视仪电源电路，其特征在于：所述电流放大输出电路包括运算放大器U2A，所述运算放大器U2A的反向输入的连接至电阻R3的输入端，所述运算放大器U2A的同向输入端连接有电阻R4，所述运算放大器U2A的V+端连接至5V电压源，所述5V电压源还连接有电容C2，所述电容C2的负极接地，所述运算放大器U2A的V-端接地，所述运算放大器U2A的输出端通过电容C1连接至电阻R2的输出端，所述运算放大器U2A的输出端还通过串联的电阻R8、电阻R5接地，所述电阻R8与所述电阻R5之间的导线上连接有滑动变阻器RV2，所述滑动变阻器RV2的负极与其滑动触头连接，所述滑动变阻器RV2的负极连接有采样电阻R9，所述采样电阻R9串联有负载电阻R10，所述负载电阻R10的输出端接地，所述滑动变阻器RV2的负极还连接至电阻R4的输出端。

10.如权利要求6至9任一权利要求所述的多功能激光夜视仪电源电路，其特征在于：所述上电指示电路包括电连接在可调恒流源高电位VCC上的电阻R7，所述电阻R7的输出端串联有发光二极管VD1，所述发光二极管VD1的负极接地。