CN219351349U - 一种用于红外热成像瞄准镜的高稳定性电源系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种用于红外热成像瞄准镜的高稳定性电源系统，包括电源和电源选择模块，所述电源选择模块的第一输入端与电源连接，电源选择模块的第二输入端与电源之间串联有电容充电模块，所述电容充电模块连接有第一电容，电容充电模块用于接收电源的电信号并给第一电容充电；所述第一电容与电容充电模块连接的一端还与电源选择模块的第二输入端连接；所述电源选择模块的输出端与红外瞄准镜连接。本实用新型第一电容作为备用电源，通过电源选择模块实现两种电源的切换，解决了在扣动扳机瞬间产生的冲击振动引起电池接触不良而导致的电源不稳定甚至是系统掉电的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及红外热成像领域，具体为一种用于红外热成像瞄准镜的高稳定性电源系统。
背景技术
随着红外热成像瞄准镜在民用市场的兴起，红外热成像瞄准镜需求不断增长。红外热成像瞄准镜主要由红外镜头套件、红外机芯模块、电池组件、显示组件、控制按键、整机外壳等组成。其中电源系统通常使用容量3000Mah的18650锂电池，可以提供3.5V-4.2V的电压。由于红外热成像瞄准镜使用的特殊环境或使用年限的影响，在极端环境或者整机老化的情况下，在扣动扳机的瞬间产生的巨大冲击振动，可能会导致电池瞬间接触不良，使得电源系统出现稳定性问题，严重时会导致整机系统断电。
现有技术针对整机电源系统进行改进，主要是采用伸缩性和导电性好的弹簧做电池触点，从而达到对电池的固定作用。使得在扣动扳机的瞬间产生冲击振动时，尽量保证电池与电池正极触点、负极弹簧的接触良好。但在强大的冲击振动下整机还是会出现概率性的系统断电情况，同时在机械结构上的改造无疑同样是会造成整机其他性能的影响，如何能在整机结构上提高整机电源系统的稳定性是亟待解决的问题。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种用于红外热成像瞄准镜的高稳定性电源系统，用以解决上述技术问题中的至少一个。
本实用新型是通过以下技术方案予以实现的：
一种用于红外热成像瞄准镜的高稳定性电源系统，包括电源和电源选择模块，所述电源选择模块的第一输入端与电源连接，电源选择模块的第二输入端与电源之间串联有电容充电模块，所述电容充电模块连接有第一电容，电容充电模块用于接收电源的电信号并给第一电容充电；所述第一电容与电容充电模块连接的一端还与电源选择模块的第二输入端连接；所述电源选择模块的输出端与红外瞄准镜连接。
在上述技术方案中，未扣动扳机时，电源(为设置于红外热成像瞄准镜整机设备的蓄电池舱内的蓄电池)通过电容充电模块给第一电容充电，当扣动扳机时，若电源因接触不良导致供电不足，电源选择模块选择将第一电容输出的电压提供给红外瞄准镜，从而为红外热成像瞄准镜在各种状态下提供稳定的电源。
进一步地，所述电容充电模块包括调压电路、保护电路、检测电路和控制电路；所述调压电路的输入端与电源连接，用于对电源输入的电压值进行调压处理，调压电路的输出端与第一电容连接；所述检测电路用于检测第一电容的电压值，并将检测到的电压值传输至控制电路；所述控制电路的输出端与保护电路的输入端连接。
调压电路是用于对电池输入的电压值进行调压处理，使输出的电压能够满足第一电容的参数。检测电路能实时检测第一电容的电压值并反馈给控制电路，控制电路基于接收到的第一电容的电压值控制保护电路对第一电池的充放电过程进行保护，防止充电超过第一电容的耐压值或放电完成后出现电量不足的情况。
进一步地，所述电源选择模块包括调压器，所述调压器上设置有第一输入引脚和第二输入引脚，所述第一输入引脚与电源连接，第一输入引脚与电源之间连接有继电器JK1；所述第二输入引脚与第一电容连接，第二输入引脚与第一电容之间连接有继电器JK2；所述继电器JK1与电源之间并联有第一信号调理电路，继电器JK2与第一电容之间并联有第二信号调理电路；所述调压器的输出端连接有滤波电路，所述滤波电路的输出端与红外瞄准镜连接；所述滤波电路的输出端还连接有数模转换器，所述数模转换器的输出端与微控制器的输入端连接，所述微控制器的输出端与继电器JK1及继电器JK2连接。
第一信号调理电路是用于对电源提供的电压进行调理处理，第二信号调理电路是用于对第一电容提供的电电压进行调理处理；调压器是将调理后的电压信号转换成可调范围内；滤波电路将采集的电压经过滤波处理后得到真实有效的电压信号，在经过数模转换器将电压信号转换成数字信号，数字信号传输至微控制器中，微控制器将传输进来的信号经过内置的软件程序处理后，做出相应的控制策略，实现对继电器JK1和继电器JK2的控制，从而选择输出电源提供的电压或第一电容提供的电压，确保电源供应的稳定性。
进一步地，所述调压电路包括两个相互并联的电容C1和电容C2，且电容C1和电容C2均与电池并联；电容C2的两端之间连接有电阻R1和滑动变阻器R2，且电阻R1与滑动变阻器R2的固定端连接；电阻R1远离滑动变阻器R2的一端与电容C2之间连接有稳压器；滑动变阻器R2的固定端与稳压器连接，滑动变阻器R2的滑动端与电容C2远离稳压器的一端连接。
进一步地，所述调压电路并联有二极管VD1和二极管VD2，所述二极管VD1和二极管VD2串联，二极管VD1的正极与滑动变阻器R2的固定端连接，二极管VD1的负极与二极管VD2的正极连接，二极管VD2的负极与电阻R1远离滑动变阻器R2的一端连接；二极管VD2的负极还连接有调压器；所述检测电路包括检测芯片、电容C3和电阻R3，所述检测芯片分别与调压器、电容C3和第一电容连接，电容C3远离检测芯片的一端与二极管VD1的正极连接，电阻R3并联于检测芯片连接第一电容的一端和电容C3连接二极管VD1的一端之间。
进一步地，所述保护电路包括串联设置的二极管VD3和滑动变阻器R4，二极管VD3的正极与稳压器靠近电容C2的一端连接，二极管VD3的负极与滑动变阻器R4的固定端连接，滑动变阻器R4的滑动端与调压器远离二极管VD2的一端连接。
进一步地，所述控制电路包括并联设置的电阻R5和二极管VD4，二极管VD4的正极与电阻R3远离检测芯片的一端连接，二极管VD4的负极与调压器远离二极管VD2的一端连接；二极管VD4的两端与电源选择模块连接。
进一步地，所述第一信号调理电路包括并联设置的电阻R6和电容C4，电阻R6的两端分别与第一输入引脚和接地端连接，电容C4的两端分别与第一输入引脚和接地端连接；所述第二信号信号调理电路包括并联设置的电阻R7和电容C5，电阻R7的两端分别与第二输入引脚和接地端连接，电容C5的两端分别与第二输入引脚和接地端连接。
进一步地，所述第一电容为超级电容。
超级电容具有充电速度快、循环使用寿命长、大电流放电能力超强、能量转换效率高、功率密度高等特点，且超级电容体积小、可焊接，不会出现接触不牢靠的问题。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
(1)本实用新型提供的一种用于红外热成像瞄准镜的高稳定性电源系统，在原有的电源系统上增加了第一电容作为备用电源，通过电源选择模块实现两种电源的切换，解决了在扣动扳机瞬间产生的冲击振动引起电池接触不良而导致的电源不稳定甚至是系统掉电的问题，确保红外热成像瞄准镜整机能够正常稳定运行。
(2)超级电容具有充电速度快、循环使用寿命长、大电流放电能力超强、能量转换效率高、功率密度高等特点，且超级电容体积小、可焊接，不会出现接触不牢靠的问题。
附图说明
图1为根据本实用新型实施例的高稳定性电源系统结构图；
图2为根据本实用新型实施例的电源选择模块结构示意图；
图3为根据本实用新型实施例的电容充电模块电路图；
图4为根据本实用新型实施例的电源选择模块电路图。
图中：1、调压电路；2、检测电路；3、控制电路；4、保护电路；5、第一信号调理电路；6、第二信号调理电路；7、滤波电路。
具体实施方式
以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1所示，本实施例提供一种用于红外热成像瞄准镜的高稳定性电源系统，包括电源和电源选择模块，所述电源选择模块的第一输入端与电源连接，电源选择模块的第二输入端与电源之间串联有电容充电模块，所述电容充电模块连接有第一电容，电容充电模块用于接收电源的电信号并给第一电容充电；所述第一电容与电容充电模块连接的一端还与电源选择模块的第二输入端连接；所述电源选择模块的输出端与红外瞄准镜连接。
未扣动扳机时，电源(为设置于红外热成像瞄准镜整机设备的蓄电池舱内的蓄电池)通过电容充电模块给第一电容充电，当扣动扳机时，若电源因接触不良导致供电不足，电源选择模块选择将第一电容输出的电压提供给红外瞄准镜，从而为红外热成像瞄准镜在各种状态下提供稳定的电源。
具体地，所述电容充电模块包括调压电路1、保护电路4、检测电路2和控制电路3；所述调压电路1的输入端与电源连接，用于对电源输入的电压值进行调压处理，调压电路1的输出端与第一电容连接；所述检测电路2用于检测第一电容的电压值，并将检测到的电压值传输至控制电路3；所述控制电路3的输出端与保护电路4的输入端连接。
调压电路1是用于对电池输入的电压值进行调压处理，使输出的电压能够满足第一电容的参数。检测电路2能实时检测第一电容的电压值并反馈给控制电路3，控制电路3基于接收到的第一电容的电压值控制保护电路4对第一电池的充放电过程进行保护，防止充电超过第一电容的耐压值或放电完成后出现电量不足的情况。
具体地，如图2和图4所示，所述电源选择模块包括调压器，所述调压器上设置有第一输入引脚和第二输入引脚，所述第一输入引脚与电源连接，第一输入引脚与电源之间连接有继电器JK1；所述第二输入引脚与第一电容连接，第二输入引脚与第一电容之间连接有继电器JK2；所述继电器JK1与电源之间并联有第一信号调理电路5，继电器JK2与第一电容之间并联有第二信号调理电路6；所述调压器的输出端连接有滤波电路7，所述滤波电路7的输出端与红外瞄准镜连接；所述滤波电路7的输出端还连接有数模转换器，所述数模转换器的输出端与微控制器的输入端连接，所述微控制器的输出端与继电器JK1及继电器JK2连接。
第一信号调理电路5是用于对电源提供的电压进行调理处理，第二信号调理电路6是用于对第一电容提供的电电压进行调理处理；调压器是将调理后的电压信号转换成可调范围内；滤波电路7将采集的电压经过滤波处理后得到真实有效的电压信号，在经过数模转换器将电压信号转换成数字信号，数字信号传输至微控制器中，微控制器将传输进来的信号经过内置的软件程序处理后，做出相应的控制策略，选择输出电源提供的电压或第一电容提供的电压，从而确保电源供应的稳定性。
初始状态下，继电器JK1处于闭合状态，继电器JK2处于断开状态，电源输入的电压经由调压器和滤波电路7后被数模转换器(即D/A转换器)转换成模拟信号，模拟信号传输至微控制器，微控制器内置的软件程序分析电池输入的电压是否异常，若否，则微控制器不发出控制指令，若是，微控制器发出控制指令控制继电器JK1断开，同时控制继电器JK2闭合，从而将第一电容输入的电压经由调压器、滤波电路调整后从电压输出端输出。
具体地，如图3所示，所述调压电路1包括两个相互并联的电容C1和电容C2，且电容C1和电容C2均与电池并联；电容C2的两端之间连接有电阻R1和滑动变阻器R2，且电阻R1与滑动变阻器R2的固定端连接；电阻R1远离滑动变阻器R2的一端与电容C2之间连接有稳压器；滑动变阻器R2的固定端与稳压器连接，滑动变阻器R2的滑动端与电容C2远离稳压器的一端连接。
具体地，所述调压电路1并联有二极管VD1和二极管VD2，所述二极管VD1和二极管VD2串联，二极管VD1的正极与滑动变阻器R2的固定端连接，二极管VD1的负极与二极管VD2的正极连接，二极管VD2的负极与电阻R1远离滑动变阻器R2的一端连接；二极管VD2的负极还连接有调压器；所述检测电路2包括检测芯片、电容C3和电阻R3，所述检测芯片分别与调压器、电容C3和第一电容连接，电容C3远离检测芯片的一端与二极管VD1的正极连接，电阻R3并联于检测芯片连接第一电容的一端和电容C3连接二极管VD1的一端之间。
具体地，所述保护电路4包括串联设置的二极管VD3和滑动变阻器R4，二极管VD3的正极与稳压器靠近电容C2的一端连接，二极管VD3的负极与滑动变阻器R4的固定端连接，滑动变阻器R4的滑动端与调压器远离二极管VD2的一端连接。
具体地，所述控制电路3包括并联设置的电阻R5和二极管VD4，二极管VD4的正极与电阻R3远离检测芯片的一端连接，二极管VD4的负极与调压器远离二极管VD2的一端连接；二极管VD4的两端与电源选择模块连接。
具体地，如图4所示，所述第一信号调理电路5包括并联设置的电阻R6和电容C4，电阻R6的两端分别与第一输入引脚和接地端连接，电容C4的两端分别与第一输入引脚和接地端连接；所述第二信号信号调理电路包括并联设置的电阻R7和电容C5，电阻R7的两端分别与第二输入引脚和接地端连接，电容C5的两端分别与第二输入引脚和接地端连接。
作为一种优选的实施方案，所述第一电容为超级电容。
超级电容具有充电速度快、循环使用寿命长、大电流放电能力超强、能量转换效率高、功率密度高等特点，且超级电容体积小、可焊接，不易出现接触不牢靠的问题。
作为一种优选的实施方案，电源选择模块与红外瞄准镜之间还设置有电源转换模块，所述电源转换模块包括红外机芯电源单元、信号处理电路电源单元、控制按键电源单元和显示组件电源单元，所述红外机芯电源单元的输入端、信号处理电路电源单元的输入端、控制按键电源单元的输入端和显示组件电源单元的输入端均与电源选择模块的输出端连接。所述红外机芯电源单元用于将电源选择模块输出的电压转换成红外机芯的工作电压后传输至红外机芯，所述信号处理电路电源单元用于将将电源选择模块输出的电压转换成信号处理电路的工作电压后传输至信号处理电路，所述控制按键电源单元用于将电源选择模块输出的电压转化成按键工作电压后传输至按键，所述显示组件电源单元用于将电源选择模块输出的电压转换成显示组件的工作电压后传输给显示组件。
本实施例提供的一种用于红外热成像瞄准镜的高稳定性电源系统，在原有的电源系统上增加了第一电容作为备用电源，通过电源选择模块实现两种电源的切换，解决了在扣动扳机瞬间产生的冲击振动引起电池接触不良而导致的电源不稳定甚至是系统掉电问题，确保红外热成像瞄准镜整机能够正常稳定运行。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案。
Claims (9)
1.一种用于红外热成像瞄准镜的高稳定性电源系统，其特征在于，包括电源和电源选择模块，所述电源选择模块的第一输入端与电源连接，电源选择模块的第二输入端与电源之间串联有电容充电模块，所述电容充电模块连接有第一电容，电容充电模块用于接收电源的电信号并给第一电容充电；所述第一电容与电容充电模块连接的一端还与电源选择模块的第二输入端连接；所述电源选择模块的输出端与红外瞄准镜连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于红外热成像瞄准镜的高稳定性电源系统，其特征在于，所述电容充电模块包括调压电路、保护电路、检测电路和控制电路；所述调压电路的输入端与电源连接，用于对电源输入的电压值进行调压处理，调压电路的输出端与第一电容连接；所述检测电路用于检测第一电容的电压值，并将检测到的电压值传输至控制电路；所述控制电路的输出端与保护电路的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于红外热成像瞄准镜的高稳定性电源系统，其特征在于，所述电源选择模块包括调压器，所述调压器上设置有第一输入引脚和第二输入引脚，所述第一输入引脚与电源连接，第一输入引脚与电源之间连接有继电器JK1；所述第二输入引脚与第一电容连接，第二输入引脚与第一电容之间连接有继电器JK2；所述继电器JK1与电源之间并联有第一信号调理电路，继电器JK2与第一电容之间并联有第二信号调理电路；所述调压器的输出端连接有滤波电路，所述滤波电路的输出端与红外瞄准镜连接；所述滤波电路的输出端还连接有数模转换器，所述数模转换器的输出端与微控制器的输入端连接，所述微控制器的输出端与继电器JK1及继电器JK2连接。
4.根据权利要求2所述的一种用于红外热成像瞄准镜的高稳定性电源系统，其特征在于，所述调压电路包括两个相互并联的电容C1和电容C2，且电容C1和电容C2均与电池并联；电容C2的两端之间连接有电阻R1和滑动变阻器R2，且电阻R1与滑动变阻器R2的固定端连接；电阻R1远离滑动变阻器R2的一端与电容C2之间连接有稳压器；滑动变阻器R2的固定端与稳压器连接，滑动变阻器R2的滑动端与电容C2远离稳压器的一端连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于红外热成像瞄准镜的高稳定性电源系统，其特征在于，所述调压电路并联有二极管VD1和二极管VD2，所述二极管VD1和二极管VD2串联，二极管VD1的正极与滑动变阻器R2的固定端连接，二极管VD1的负极与二极管VD2的正极连接，二极管VD2的负极与电阻R1远离滑动变阻器R2的一端连接；二极管VD2的负极还连接有调压器；所述检测电路包括检测芯片、电容C3和电阻R3，所述检测芯片分别与调压器、电容C3和第一电容连接，电容C3远离检测芯片的一端与二极管VD1的正极连接，电阻R3并联于检测芯片连接第一电容的一端和电容C3连接二极管VD1的一端之间。
6.根据权利要求5所述的一种用于红外热成像瞄准镜的高稳定性电源系统，其特征在于，所述保护电路包括串联设置的二极管VD3和滑动变阻器R4，二极管VD3的正极与稳压器靠近电容C2的一端连接，二极管VD3的负极与滑动变阻器R4的固定端连接，滑动变阻器R4的滑动端与调压器远离二极管VD2的一端连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于红外热成像瞄准镜的高稳定性电源系统，其特征在于，所述控制电路包括并联设置的电阻R5和二极管VD4，二极管VD4的正极与电阻R3远离检测芯片的一端连接，二极管VD4的负极与调压器远离二极管VD2的一端连接；二极管VD4的两端与电源选择模块连接。
8.根据权利要求3所述的一种用于红外热成像瞄准镜的高稳定性电源系统，其特征在于，所述第一信号调理电路包括并联设置的电阻R6和电容C4，电阻R6的两端分别与第一输入引脚和接地端连接，电容C4的两端分别与第一输入引脚和接地端连接；所述第二信号调理电路包括并联设置的电阻R7和电容C5，电阻R7的两端分别与第二输入引脚和接地端连接，电容C5的两端分别与第二输入引脚和接地端连接。
9.根据权利要求1所述的一种用于红外热成像瞄准镜的高稳定性电源系统，其特征在于，所述第一电容为超级电容。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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