專利名稱：一種制冷紅外熱像儀及其電源管理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷紅外熱像儀及其電源管理方法，特別是一種支持熱插拔的小型化制冷紅外熱像儀，屬于紅外熱成像技術(shù)領(lǐng)域。其中，電源管理方法涉及有外供電時及無外供電時的供電方法、有外供電 時的外電源熱插拔方法、還有外電池?zé)岵灏畏椒巴怆姵厍袚Q方法。
背景技術(shù)：
信息搜集是信息化戰(zhàn)爭的重要組成部分，決定了對抗局面的走向。由于紅外熱像儀具備靈活性好、隱蔽性強等優(yōu)點，單人偵察逐步成為野外信息搜集的重要手段。在單人偵察裝備中，紅外熱像儀具有被動成像、抗干擾性強、可晝夜觀測的特點，非常適合單人偵察，成為單人偵察的主要偵察裝備。根據(jù)其應(yīng)用特點，適用于單人偵察的紅外熱像儀應(yīng)具備便攜性好、連續(xù)工作時間長、功能性強等特點。為了滿足這些需求，在相當(dāng)長的一段時間里，單人偵察領(lǐng)域主要采用非制冷紅外熱像儀，因為其體積相對較小，功耗也較低。而制冷紅外熱像儀的體積相對較大，功耗較高，這就對制冷紅外熱像儀的結(jié)構(gòu)設(shè)計、電路設(shè)計和電源管理提出了更高的要求。然而，制冷紅外熱像儀具有更好的靈敏度和響應(yīng)速度，性能指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于非制冷紅外熱像儀，能夠大幅提升單人偵察的效果和應(yīng)用價值。因此，有必要開發(fā)便攜性好且連續(xù)工作時間長的制冷紅外熱像儀，以應(yīng)用于單人偵察領(lǐng)域。制冷紅外熱像儀的電源管理，涉及制冷機供電、成像電路組件的供電、GPS供電、顯示模塊供電、調(diào)焦供電、電源間切換和充放電管理，對設(shè)備的工作時間、操作性、電磁特性的影響較大。同時，為保持熱像儀連續(xù)不間斷工作，更換電池或外供電時必須支持熱插拔。中國專利201020209503. 7《一種手持式制冷熱像儀》涉及了手持式制冷紅外熱像儀的光學(xué)系統(tǒng)小型化設(shè)計，但沒有涉及其供電方式和電源管理方法的內(nèi)容。中國專利200510132973. I《紅外熱像儀》涉及了一種小型化非制冷紅外熱像儀的存儲方法、顯示方法和通信方法，也未涉及其電源管理方法。因而，這就要求必須開發(fā)一種支持電源熱切換和熱插拔，在電池耗盡時無需關(guān)機，且具備實時電源監(jiān)控以及電源輸出過流過壓保護(hù)的制冷紅外熱像儀，以滿足單兵偵察對于紅外熱像偵察設(shè)備的應(yīng)用需求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，解決現(xiàn)有技術(shù)的制冷紅外熱像儀無法實現(xiàn)熱插拔和熱切換的問題，在電池耗盡時無需關(guān)機，保證了不間斷對目標(biāo)進(jìn)行偵察和監(jiān)控；能夠?qū)崟r監(jiān)控電池電量和外供電電壓，全關(guān)機后電路板無待機電流，延長電池工作時間和壽命；電源輸出過流過壓、短路保護(hù)以及電池互充反充保護(hù)；采用隔離輸出，從而減小相互之間的干擾和無效功耗。是具有體積小、功耗低、抗電磁干擾能力強、能長時間連續(xù)工作的制冷紅外熱像儀及其電源管理方法。本發(fā)明的一種制冷紅外熱像儀技術(shù)方案是
一種制冷紅外熱像儀，其特征在于，它包括紅外光學(xué)系統(tǒng)、制冷紅外探測器組件、成像電路組件、電源管理組件、GPS模塊和顯示模塊以及控制面板；所述的紅外光學(xué)系統(tǒng)之后連接一個包括有焦平面紅外探測器和制冷機的制冷紅外探測器組件；焦平面紅外探測器除分別與紅外光學(xué)系統(tǒng)以及制冷機連接，還與成像電路組件連接；該成像電路組件還分別與GPS模塊、顯示模塊、控制面板連接；所述電源管理組件分別與紅外光學(xué)系統(tǒng)、制冷機、成像電路組件、GPS模塊以及顯示模塊和控制面板連接。在上述方案的基礎(chǔ)上進(jìn)一步的技術(shù)方案是
所述的制冷紅外熱像儀，其電源管理組件包含一個電源管理電路、一個充電電路、一個內(nèi)電池、一個外電池和一個外供電接口 ；外供電接口與電源管理電路連接；充電電路的輸入端連接外供電，輸出端分別與內(nèi)電池和外電池及電源管理電路連接；外電池的輸入端與充電電路連接，輸出端與電源管理電路連接；內(nèi)電池的輸入端與充電電路連接，輸出端和電源管理電路連接；電源管理電路的輸入端除了與內(nèi)電池、外電池和外供電接口連接外，還與 控制面板連接，輸出端分別與紅外光學(xué)系統(tǒng)、制冷機、成像電路組件、GPS模塊和顯示模塊連接。所述的制冷紅外熱像儀，其單片機分別直接與G2隔離、開關(guān)中斷、AD窗口采樣中斷以及外電池?zé)岵灏沃袛噙B接；G2隔離與連接有電壓轉(zhuǎn)換模塊的檢流檢壓模塊連接；以充電電路與相應(yīng)元器件的連接來表述第一路順序連接有D4 二極管、K3開關(guān)、D5 二極管及檢流檢壓模塊；第二路順序連接的是D2 二極管、D8 二極管、Kl開關(guān)、Al比較器、Gl隔離、開關(guān)中斷；第三路順序連接的是由Kl開關(guān)連接Dl 二極管再連接檢流檢壓模塊；第四路順序連接的是由D2 二極管與K2開關(guān)、D3 二極管再與檢流檢壓模塊連接；第五路是通過分壓電阻與檢流檢壓模塊連接；內(nèi)電池輸入端與充電電路連接，輸出端分別與D2 二極管負(fù)極、D8 二極管正極、以及K2開關(guān)連接；外電池輸入端與充電電路連接，輸出端分別與D4二極管負(fù)極、D9 二極管正極連接，還通過K3開關(guān)、A2比較器、G3隔離與外電池?zé)岵灏沃袛噙B接，A2比較器還與D5 二極管連接；外供電接口與D6 二極管和D7 二極管的正極連接，還通過A3比較器、G4隔離及AD窗口采樣中斷與單片機連接；D1 二極管、D3 二極管、D5 二極管、D6 二極管負(fù)極連通，并與檢流檢壓模塊連接；D7 二極管、D8 二極管和D9 二極管負(fù)極連通，并與Kl開關(guān)連接。一種應(yīng)用于本發(fā)明制冷紅外熱像儀的有外供電時的供電方法技術(shù)方案是其制冷紅外熱像儀包括紅外光學(xué)系統(tǒng)、制冷紅外探測器組件、成像電路組件、電源管理組件、GPS模塊和顯示模塊以及控制面板；所述制冷紅外熱像儀在有外供電時的供電方法包括如下步驟
al、外供電由外供電接口進(jìn)入電源管理電路，在電源管理電路中依次經(jīng)過D6 二極管、檢流檢壓模塊和電壓轉(zhuǎn)換模塊后，轉(zhuǎn)換為其它各個部件所規(guī)定的電壓值，用于為除了制冷機以外的其它各個部件上電；
bl、K2開關(guān)和K3開關(guān)均關(guān)閉，內(nèi)電池和外電池均不供電；
Cl、在關(guān)機狀態(tài)下，通過控制面板按下Kl開關(guān)，若按鍵時間持續(xù)超過2秒，則外供電依次通過D7 二極管、Kl開關(guān)、Al比較器、Gl隔離和開關(guān)中斷，并激活開關(guān)中斷。dl、開關(guān)中斷發(fā)送信號至單片機，將所述的制冷紅外熱像儀開機； el、單片機控制開始給制冷機供電；
H、制冷過程結(jié)束后，所述的制冷紅外熱像儀開始正常工作；gl、開機狀態(tài)下按下Kl開關(guān)，觸發(fā)開關(guān)中斷并開始計時，若超過2秒，則關(guān)機；若小于2秒，則解讀為一次菜單退出命令。一種應(yīng)用于本發(fā)明制冷紅外熱像儀的無外供電時的供電方法技術(shù)方案是其制冷紅外熱像儀包括紅外光學(xué)系統(tǒng)、制冷紅外探測器組件、成像電路組件、電源管理組件、GPS模塊和顯示模塊以及控制面板；所述制冷紅外熱像儀在無外供電時的供電方法包括如下步驟
a2、關(guān)機狀態(tài)下通過控制面板按下Kl開關(guān)，若按鍵時間超過2s秒，開啟K2開關(guān)和K3開關(guān);
b2、內(nèi)電池給各個部件供電并開機；
c2、開機后檢測到有外電池后，關(guān)閉Kl開關(guān)停止內(nèi)電池供電，切換到外電池供電； d2、若無外電池則繼續(xù)由內(nèi)電池供電；
e2、制冷過程結(jié)束后，所述的制冷紅外熱像儀開始正常工作；
f2、開機狀態(tài)下按下Kl開關(guān)，觸發(fā)開關(guān)中斷并開始計時，按下按鍵持續(xù)2秒后關(guān)閉K2開關(guān)和K3開關(guān)，停止內(nèi)電池和外電池供電，徹底關(guān)機；若小于2秒，解讀為一次菜單退出命令。一種應(yīng)用于本發(fā)明制冷紅外熱像儀的外電源熱插拔方法技術(shù)方案是其制冷紅外熱像儀包括紅外光學(xué)系統(tǒng)、制冷紅外探測器組件、成像電路組件、電源管理組件、GPS模塊和顯示模塊以及控制面板；所述制冷紅外熱像儀在有外供電時的外電源熱插拔方法包括如下步驟
a3、有外供電的開機狀態(tài)下，斷開外供電，觸發(fā)AD窗口采樣中斷； b3、單片機開啟K2開關(guān)和K3開關(guān)由內(nèi)電池供電；
c3、穩(wěn)定后，若檢測到有外電池后，關(guān)閉K2開關(guān)停止內(nèi)電池供電，由外電池供電；若無，則繼續(xù)由內(nèi)電池供電；
d3、插入外供電，外供電依次通過A3比較器和G4隔離，觸發(fā)AD窗口采樣中斷；e3、單片機關(guān)閉K2開關(guān)和K3開關(guān)，停止電池供電，切換到外電源供電；f3、外電源供電降低到20. IV以下，等同于斷開外供電；升高到20. IV以上，等同于插入外供電。一種用于本發(fā)明制冷紅外熱像儀的外電池?zé)岵灏畏椒夹g(shù)方案是其制冷紅外熱像儀包括紅外光學(xué)系統(tǒng)、制冷紅外探測器組件、成像電路組件、電源管理組件、GPS模塊和顯示模塊以及控制面板；所述制冷紅外熱像儀外電池?zé)岵灏畏椒òㄈ缦虏襟E
a4、開機狀態(tài)下，斷開外電池，觸發(fā)外電池?zé)岵灏沃袛啵? b4、單片機開啟K2開關(guān)，切換到內(nèi)電池供電； c4、插入外電池，觸發(fā)外電池?zé)岵灏沃袛啵?br>
d4、單片機開啟K3開關(guān)，穩(wěn)定后關(guān)閉K2開關(guān)，由外電池供電并關(guān)閉內(nèi)電池供電。一種應(yīng)用于本發(fā)明制冷紅外熱像儀的內(nèi)外電池切換方法技術(shù)方案是其制冷紅外熱像儀包括紅外光學(xué)系統(tǒng)、制冷紅外探測器組件、成像電路組件、電源管理組件、GPS模塊和顯示模塊以及控制面板；所述制冷紅外熱像儀內(nèi)外電池切換方法包括如下步驟
a5、開機且外電池供電狀態(tài)下，K3開關(guān)一直保持為開啟；
b5、斷開外電池或外電池電量下降到20%時，開啟K2開關(guān)由內(nèi)電池供電；c5、由D5 二極管反向截止外電池供電，切換到內(nèi)電池303供電；
d5、插入外電池，且容量大于20%，關(guān)閉Kl開關(guān)停止內(nèi)電池供電，切換到外電池供電；
e5、在內(nèi)電池單獨供電狀態(tài)下，若其容量下降到20%，30秒報警后關(guān)機。對本發(fā)明制冷紅外熱像儀部分結(jié)構(gòu)原理和作用效果說明如下 紅外光學(xué)系統(tǒng)位于制冷紅外探測器組件之前，將紅外輻射聚焦到焦平面紅外探測器的靶面上，并與電源管理組件連接；焦平面紅外探測器將紅外輻射轉(zhuǎn)換為模擬電信號，它分別與制冷機和成像電路組件連接；制冷機用于提供焦平面紅外探測器工作所需要的低溫環(huán)境，它分別與焦平面紅外探測器和電源管理模塊連接；成像電路組件分別與焦平面紅外探測器、電源管理組件、GPS模塊、顯示模塊和控制面板連接，用于接受焦平面紅外探測器生成的模擬電信號，并完成AD轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)合成排序、非均勻校正、圖像增強，圖像信號生成、GPS信號處理以及人機操控功能；此外，生成偏置電壓和時序信號提供焦平面紅外探測器使用；電源管理組件分別與紅外光學(xué)系統(tǒng)、制冷機、成像電路組件、GPS模塊、顯示模塊以及控制面板連接，用于對紅外光學(xué)系統(tǒng)、制冷機、成像電路組件、GPS模塊和顯示模塊供電，并實現(xiàn)電源切換、充放電管理等功能；GPS模塊與電源管理組件和成像電路組件連接，用以接受GPS信號并發(fā)送到成像電路組件中進(jìn)行處理，從而提供所述制冷紅外熱像儀的經(jīng)度和緯度坐標(biāo)；顯示模塊與成像電路組件和電源管理組件連接，用以接受成像電路組件發(fā)送的圖像信號和經(jīng)度緯度坐標(biāo)，并將圖像和坐標(biāo)顯示在屏幕上，以供使用者觀察；控制面板與成像電路組件和電源管理組件連接，用以實現(xiàn)使用者對所述制冷紅外熱像儀的操作控制；根據(jù)制冷紅外熱像儀的工作特點設(shè)計的這種電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，內(nèi)電池與外電池和外供電之間智能自動切換，在插拔外電池和外電源時保證紅外傳感器不間斷工作。同時，由于主要面向便攜紅外熱像儀應(yīng)用，因此集成充電電路，外供電源同時為電源管理電路和充電電路供電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有顯著的技術(shù)效果，主要表現(xiàn)在
1、更換電池或外電池供電時，支持熱切換和熱插拔，在電池耗盡時無需關(guān)機，保證了這種制冷紅外熱像儀能夠長時間連續(xù)工作，不間斷對目標(biāo)進(jìn)行偵察和監(jiān)控；
2、本發(fā)明能夠?qū)崟r監(jiān)控電池電量和外供電電壓，實現(xiàn)外供電、內(nèi)電池和外電池切換，保護(hù)電池；
3、全關(guān)機后電路板無待機電流，延長電池工作時間和壽命；
4、該設(shè)計具有外電源輸入過壓、欠壓、浪涌和反接保護(hù)，三路電源輸出過流、過熱和連續(xù)短路保護(hù)，電池過放、互充和反充保護(hù)；
5、采用隔離輸出，從而減小相互之間的干擾和無效功耗。
圖I是本發(fā)明的制冷紅外熱像儀下殼體結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明的制冷紅外熱像儀上殼體結(jié)構(gòu)示意 圖3是本發(fā)明的制冷紅外熱像儀的工作原理示意 圖4是本發(fā)明的電源管理組件工作原理示意 圖5是本發(fā)明的電源管理電路工作原理示意圖。
具體實施方式
下面根據(jù)結(jié)合附圖和具體實施示例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。以下實施例1、2，如圖1、2、3、4、5所示，是本發(fā)明一種制冷紅外熱像儀實施例。實施例I :
為一種制冷紅外熱像儀的基本實施例。一種制冷紅外熱像儀，它包括紅外光學(xué)系統(tǒng)101、制冷紅外探測器組件102、成像電路組件103、電源管理組件300、GPS模塊201和顯示模塊202以及控制面板203 ;所述的紅外光學(xué)系統(tǒng)101之后連接一個包括有焦平面紅外探測器102. I和制冷機102. 2的制冷紅外探測器組件102 ;焦平面紅外探測器102. I除分別與紅外光學(xué)系統(tǒng)101以及制冷機102. 2連接，還與成像電路組件103連接；該成像電路組件103還分別與GPS模塊201、顯示模塊202、控制面板203連接；所述電源管理組件300分別與紅外光學(xué)系統(tǒng)101、制冷機102. 2、成像電路組件103、GPS模塊201以及顯示模塊202和控制面板203連接。
如圖3所示，對制冷紅外熱像儀的工作原理及步驟做說明如下
1、操作控制面板203，從而打開電源管理模塊300，將所述的制冷紅外熱像儀開機；
2、開機后，電源管理組件300分別對紅外光學(xué)系統(tǒng)101、制冷機102.2、成像電路組件103、GPS模塊201和顯示模塊202供電；
3、制冷機102.2將焦平面紅外探測器102. I的溫度降低到77K，以滿足焦平面紅外探測器102. I的工作需求；
4、紅外光學(xué)系統(tǒng)101接受紅外輻射，并將紅外輻射聚焦到焦平面紅外探測器102.I的靶面上；
5、焦平面紅外探測器102.I將紅外輻射轉(zhuǎn)換為模擬電信號，并發(fā)送到成像電路組件103當(dāng)中；
6、GPS模塊201接受GPS信號，并將其發(fā)送到成像電路組件103當(dāng)中；
7、成像電路組件103將接受到的模擬電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，完成數(shù)據(jù)合成排序、非均勻校正、圖像增強功能，并將處理后的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬圖像信號；同時，成像電路組件103接受并處理GPS模塊201發(fā)送的GPS信號；然后，成像電路組件103將模擬圖像信號和處理后的GPS信號發(fā)送到顯示模塊202中；此外，成像電路組件103還生成偏置電壓和時序信號提供焦平面紅外探測器102. I使用；
8、顯示模塊202接收模擬圖像信號和GPS信號，將紅外圖像以及所述制冷紅外熱像儀所處的經(jīng)度與緯度坐標(biāo)顯示出來。9、若顯示模塊202顯示的紅外圖像并不清晰，操作控制面板203 ;控制面板203發(fā)送控制信號到電源管理組件300 ;然后電源管理組件300對紅外光學(xué)系統(tǒng)101供電，并驅(qū)動紅外光學(xué)系統(tǒng)101完成調(diào)焦動作，直至圖像清晰。實施例2
是在實施例I基礎(chǔ)上進(jìn)一步的實例。如圖3所示,所述的電源管理組件300包含一個電源管理電路301、一個充電電路302、一個內(nèi)電池303、一個外電池304和一個外供電接口305 ;外供電接口 305與電源管理電路301連接；充電電路302的輸入端連接外供電，輸出端分別與內(nèi)電池303和外電池304及電源管理電路301連接；外電池304的輸入端與充電電路302連接，輸出端與電源管理電路301連接；內(nèi)電池303的輸入端與充電電路302連接，輸出端和電源管理電路301連接；電源管理電路301的輸入端除了與內(nèi)電池303、外電池304和外供電接口 305連接外，還與控制面板203連接，輸出端分別與紅外光學(xué)系統(tǒng)101、制冷機102. 2、成像電路組件103、GPS模塊201和顯示模塊202連接。如圖5所示，所述的電源管理電路301包括單片機301. I、檢流檢壓模塊301. 2、電壓轉(zhuǎn)換模塊301. 3、開關(guān)中斷301. 4、外電池?zé)岵灏沃袛?01. 5,AD窗口采樣中斷301. 6,Kl開關(guān)301. 7、K2開關(guān)301. 8、K3開關(guān) 301. 9,Al 比較器 301. 10、A2 比較器 301. 11、A3 比較器 301. 12,Gl 隔離 301. 13、G2 隔離 301. 14、G3 隔離 301. 15、G4 隔離 301. 16、分壓電阻 301. 17、Dl 二極管 301. 18、D2 二極管 301. 19、D3 二極管 301. 20、D4 二極管 301. 21、D5 二極管 301. 22、D6 二極管 301. 23、D7二極管301. 24、D8 二極管301. 25和D9 二極管301. 26。圖5中單片機301. I分別直接與G2隔離301. 14、開關(guān)中斷301. 4、AD窗口采樣中斷301. 6以及外電池?zé)岵灏沃袛?01. 5連接；G2隔離301. 14與連接有電壓轉(zhuǎn)換模塊301. 3的檢流檢壓模塊301. 2連接；以充電電路302與相應(yīng)元器件的連接來表述第一路順序連接有D4 二極管301. 21、K3開關(guān)301. 9、D5二極管301. 22及檢流檢壓模塊301. 2 ;第二路順序連接的是D2 二極管301. 19、D8 二極管301. 25, Kl開關(guān)301. 7, Al比較器301. 10, Gl隔離301. 13、開關(guān)中斷301. 4 ;第三路順序連接的是由Kl開關(guān)301. 7連接Dl 二極管301. 18再連接檢流檢壓模塊301. 2 ;第四路順序連接的是由D2 二極管301. 19與K2開關(guān)301. 8、D3 二極管301. 20再與檢流檢壓模塊301. 2連接；第五路是通過分壓電阻301. 17與檢流檢壓模塊301. 2連接；內(nèi)電池303輸入端與充電電路302連接，輸出端分別與D2 二極管301. 19負(fù)極、D8 二極管301. 25正極、以及K2開·關(guān)301. 8連接；外電池304輸入端與充電電路302連接，輸出端分別與D4 二極管301. 21負(fù)極、D9 二極管301. 26正極連接，還通過K3開關(guān)301. 9、A2比較器301. 11、G3隔離301. 15與外電池?zé)岵灏沃袛?01. 5連接，A2比較器301. 11還與D5 二極管301. 22連接；外供電接口 305與D6 二極管301. 23和D7 二極管301. 24的正極連接，還通過A3比較器301. 12、G4隔離301. 16及AD窗口采樣中斷301. 6與單片機301. I連接；D1 二極管301. 18、D3 二極管301. 20、D5 二極管301. 22、D6 二極管301. 23負(fù)極連通，并與檢流檢壓模塊301. 2連接；D7二極管301. 24、D8 二極管301. 25和D9 二極管301. 26負(fù)極連通，并與Kl開關(guān)301. 7連接。以下是本發(fā)明制冷紅外熱像儀電源管理方法的實施例。實施例3
是一種應(yīng)用于本發(fā)明制冷紅外熱像儀的有外供電時的供電方法的實施例所述方法其制冷紅外熱像儀包括紅外光學(xué)系統(tǒng)101、制冷紅外探測器組件102、成像電路組件103、電源管理組件300、GPS模塊201和顯示模塊202以及控制面板203 ;所述制冷紅外熱像儀在有外供電時的供電方法包括如下步驟
al、外供電由外供電接口 305進(jìn)入電源管理電路301，在電源管理電路301中依次經(jīng)過D6 二極管301. 23、檢流檢壓模塊301. 2和電壓轉(zhuǎn)換模塊301. 3后，轉(zhuǎn)換為其它各個部件所規(guī)定的電壓值，用于為除了制冷機102. 2以外的其它各個部件上電；
bl、K2開關(guān)301. 8和K3開關(guān)301. 9均關(guān)閉，內(nèi)電池303和外電池304均不供電；
Cl、在關(guān)機狀態(tài)下，通過控制面板203按下Kl開關(guān)301. 7，若按鍵時間持續(xù)超過2秒，則外供電依次通過D7 二極管301. 24,Kl開關(guān)301.7、A1比較器301. 10,Gl隔離301. 13和開關(guān)中斷301. 4，并激活開關(guān)中斷301. 4 ;
dl、開關(guān)中斷301. 4發(fā)送信號至單片機301. 1，將所述的制冷紅外熱像儀開機； el、單片機301. I控制開始給制冷機102. 2供電；H、制冷過程結(jié)束后，所述的制冷紅外熱像儀開始正常工作；
gl、開機狀態(tài)下按下Kl開關(guān)301. 7，觸發(fā)開關(guān)中斷301. 4并開始計時，若超過2秒，則關(guān)機；若小于2秒，則解讀為一次菜單退出命令。實施例4
是一種應(yīng)用于本發(fā)明制冷紅外熱像儀的無外供電時的供電方法實施例其制冷紅外熱像儀包括紅外光學(xué)系統(tǒng)101、制冷紅 外探測器組件102、成像電路組件103、電源管理組件300,GPS模塊201和顯示模塊202以及控制面板203 ;所述制冷紅外熱像儀在無外供電時的供電方法包括如下步驟
a2、關(guān)機狀態(tài)下通過控制面板203按下Kl開關(guān)301. 7，若按鍵時間超過2s秒，開啟K2開關(guān)301. 8和K3開關(guān)301. 9 ；
b2、內(nèi)電池303給各個部件供電并開機；
c2、開機后檢測到有外電池304后，關(guān)閉Kl開關(guān)301. 7停止內(nèi)電池303供電，切換到外電池304供電；
d2、若無外電池304則繼續(xù)由內(nèi)電池303供電；
e2、制冷過程結(jié)束后，所述的制冷紅外熱像儀開始正常工作；
f2、開機狀態(tài)下按下Kl開關(guān)301. 7，觸發(fā)開關(guān)中斷301. 4并開始計時，按下按鍵持續(xù)2秒后關(guān)閉K2開關(guān)301. 8和K3開關(guān)301. 9，停止內(nèi)電池303和外電池304供電，徹底關(guān)機；若小于2秒，解讀為一次菜單退出命令。實施例5
是一種應(yīng)用于本發(fā)明制冷紅外熱像儀的外電源熱插拔方法的實施例其制冷紅外熱像儀包括紅外光學(xué)系統(tǒng)101、制冷紅外探測器組件102、成像電路組件103、電源管理組件300、GPS模塊201和顯示模塊202以及控制面板203 ;所述制冷紅外熱像儀在有外供電時的外電源熱插拔方法包括如下步驟
a3、有外供電的開機狀態(tài)下，斷開外供電，觸發(fā)AD窗口采樣中斷301. 6 ;b3、單片機開啟K2開關(guān)301. 8和K3開關(guān)301.9由內(nèi)電池303供電；c3、穩(wěn)定后，若檢測到有外電池304后，關(guān)閉K2開關(guān)301. 8停止內(nèi)電池303供電，由外電池304供電；若無，則繼續(xù)由內(nèi)電池303供電；
d3、插入外供電，外供電依次通過A3比較器301. 12和G4隔離301. 16，觸發(fā)AD窗口采樣中斷301. 6 ；
e3、單片機關(guān)閉K2開關(guān)301. 8和K3開關(guān)301. 9，停止電池供電，切換到外電源供電；f3、外電源供電降低到20. IV以下，等同于斷開外供電；升高到20. IV以上，等同于插入外供電。實施例6
是一種用于本發(fā)明制冷紅外熱像儀的外電池?zé)岵灏畏椒ǖ膶嵤├渲评浼t外熱像儀包括紅外光學(xué)系統(tǒng)101、制冷紅外探測器組件102、成像電路組件103、電源管理組件300、GPS模塊201和顯示模塊202以及控制面板203 ;所述制冷紅外熱像儀外電池?zé)岵灏畏椒òㄈ缦虏襟E
a4、開機狀態(tài)下，斷開外電池304，觸發(fā)外電池?zé)岵灏沃袛?01. 5 ; b4、單片機301. I開啟K2開關(guān)301. 8，切換到內(nèi)電池303供電；c4、插入外電池304，觸發(fā)外電池?zé)岵灏沃袛?01. 5 ；
d4、單片機301. I開啟K3開關(guān)301. 9，穩(wěn)定后關(guān)閉K2開關(guān)301. 8，由外電池304供電并關(guān)閉內(nèi)電池303供電。實施例I
是一種應(yīng)用于本發(fā)明制冷紅外熱像儀的內(nèi)外電池切換方法的實施例其制冷紅外熱像儀包括紅外光學(xué)系統(tǒng)101、制冷紅外探測器組件102、成像電路組件103、電源管理組件300、GPS模塊201和顯示模塊202以及控制面板203 ;所述制冷紅外熱像儀內(nèi)外電池切換方法包括如下步驟
a5、開機且外電池304供電狀態(tài)下，K3開關(guān)301. 9 一直保持為開啟；b5、斷開外電池304或外電池304電量下降到20 %時，開啟K2開關(guān)301. 8由內(nèi)電池303供電；· c5、由D5 二極管301. 22反向截止外電池304供電，切換到內(nèi)電池303供電；d5、插入外電池304，且容量大于20%，關(guān)閉Kl開關(guān)301. 7停止內(nèi)電池303供電，切換到外電池304供電；
e5、在內(nèi)電池303單獨供電狀態(tài)下，若其容量下降到20%，30秒報警后關(guān)機。本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍不限于上述實施例。
權(quán)利要求
1.ー種制冷紅外熱像儀，其特征在于，它包括紅外光學(xué)系統(tǒng)(101)、制冷紅外探測器組件(102)、成像電路組件(103)、電源管理組件(300)、GPS模塊(201)和顯示模塊(202)以及控制面板(203);所述的紅外光學(xué)系統(tǒng)(101)之后連接ー個包括有焦平面紅外探測器(102. I)和制冷機(102. 2)的制冷紅外探測器組件(102);焦平面紅外探測器(102. I)除分別與紅外光學(xué)系統(tǒng)(101)以及制冷機(102. 2)連接，還與成像電路組件(103)連接；該成像電路組件(103 )還分別與GPS模塊(201)、顯示模塊(202 )、控制面板(203 )連接；所述電源管理組件(300)分別與紅外光學(xué)系統(tǒng)(101 )、制冷機(102. 2)、成像電路組件(103),GPS模塊(201)以及顯示模塊(202)和控制面板(203)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷紅外熱像儀，其特征在于，所述的電源管理組件(300)包含一個電源管理電路(301)、ー個充電電路(302)、一個內(nèi)電池(303)、 一個外電池(304)和一個外供電接ロ(305);外供電接ロ(305)與電源管理電路(301)連接；充電電路(302)的輸入端連接外供電，輸出端分別與內(nèi)電池(303)和外電池(304)及電源管理電路(301)連接；外電池(304)的輸入端與充電電路(302)連接，輸出端與電源管理電路(301)連接；內(nèi)電池(303)的輸入端與充電電路(302)連接，輸出端和電源管理電路(301)連接；電源管理電路(301)的輸入端除了與內(nèi)電池(303)、外電池(304)和外供電接ロ(305)連接外，還與控制面板(203)連接，輸出端分別與紅外光學(xué)系統(tǒng)(101)、制冷機(102. 2)、成像電路組件(103)、GPS模塊(201)和顯示模塊(202)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的制冷紅外熱像儀，其特征在于，單片機(301.I)分別直接與G2隔離(301. 14)、開關(guān)中斷(301. 4)、AD窗ロ采樣中斷(301. 6)以及外電池?zé)岵灏沃袛?301. 5)連接；G2隔離(301. 14)與連接有電壓轉(zhuǎn)換模塊(301. 3)的檢流檢壓模塊(301. 2)連接；以充電電路(302)與相應(yīng)元器件的連接來表述第一路順序連接有D4 ニ極管(301. 21)、K3開關(guān)(301. 9)、D5 ニ極管(301. 22)及檢流檢壓模塊(301. 2);第二路順序連接的是 D2 ニ極管(301. 19)、D8 ニ極管(301. 25), Kl 開關(guān)(301. 7)、A1 比較器(301. 10), Gl隔離(301. 13)、開關(guān)中斷(301. 4);第三路順序連接的是由Kl開關(guān)(301. 7)連接Dl ニ極管(301. 18)再連接檢流檢壓模塊(301. 2);第四路順序連接的是由D2 ニ極管(301. 19)與K2開關(guān)(301.8)、D3 ニ極管(301. 20)再與檢流檢壓模塊(301. 2)連接；第五路是通過分壓電阻(301. 17)與檢流檢壓模塊(301. 2)連接；內(nèi)電池(303)輸入端與充電電路(302)連接，輸出端分別與D2 ニ極管(301. 19)負(fù)極、D8 ニ極管(301. 25)正極、以及K2開關(guān)(301. 8)連接；外電池(304)輸入端與充電電路(302)連接，輸出端分別與D4 ニ極管(301. 21)負(fù)極、D9 ニ極管(301. 26)正極連接，還通過K3開關(guān)(301.9)、A2比較器(301. 11)、G3隔離(301. 15)與外電池?zé)岵灏沃袛?301. 5)連接，A2比較器(301. 11)還與D5 ニ極管(301. 22)連接；外供電接ロ(305)與D6 ニ極管(301. 23)和D7 ニ極管(301. 24)的正極連接，還通過A3比較器(301. 12)、G4隔離(301. 16)及AD窗ロ采樣中斷(301. 6)與單片機(301. I)連接；D1 ニ極管(301. 18)、D3 ニ極管(301. 20)、D5 ニ極管(301. 22)、D6 ニ極管(301. 23)負(fù)極連通，并與檢流檢壓模塊(301. 2)連接；D7 ニ極管(301. 24)、D8 ニ極管(301. 25)和D9 ニ極管(301. 26)負(fù)極連通，并與Kl開關(guān)(301. 7)連接。
4.ー種應(yīng)用于上述任ー權(quán)利要求所述制冷紅外熱像儀的有外供電時的供電方法,其特征在于，制冷紅外熱像儀包括紅外光學(xué)系統(tǒng)(101)、制冷紅外探測器組件(102)、成像電路組件(103)、電源管理組件(300)、GPS模塊(201)和顯示模塊(202)以及控制面板(203);所述制冷紅外熱像儀在有外供電時的供電方法包括如下步驟 al、外供電由外供電接口(305)進(jìn)入電源管理電路(301 )，在電源管理電路(301)中依次經(jīng)過D6 二極管(301. 23)、檢流檢壓模塊(301. 2)和電壓轉(zhuǎn)換模塊(301. 3)后，轉(zhuǎn)換為其它各個部件所規(guī)定的電壓值，用于為除了制冷機(102. 2)以外的其它各個部件上電； bl、K2開關(guān)(301. 8)和K3開關(guān)(301. 9)均關(guān)閉，內(nèi)電池(303)和外電池(304)均不供電； Cl、在關(guān)機狀態(tài)下，通過控制面板(203)按下Kl開關(guān)(301. 7)，若按鍵時間持續(xù)超過2秒，則外供電依次通過D7 二極管(301. 24)、Kl開關(guān)(301. 7)、Al比較器(301. 10)、Gl隔離(301. 13)和開關(guān)中斷(301. 4)，并激活開關(guān)中斷(301. 4)； dl、開關(guān)中斷(301. 4)發(fā)送信號至單片機(301. I)，將所述的制冷紅外熱像儀開機； el、單片機(301. I)控制開始給制冷機(102. 2)供電；·· H、制冷過程結(jié)束后，所述的制冷紅外熱像儀開始正常工作； gl、開機狀態(tài)下按下Kl開關(guān)(301. 7)，觸發(fā)開關(guān)中斷(301. 4)并開始計時，若超過2秒，則關(guān)機；若小于2秒，則解讀為一次菜單退出命令。
5.—種應(yīng)用于上述任一權(quán)利要求所述制冷紅外熱像儀的無外供電時的供電方法,其特征在于，制冷紅外熱像儀包括紅外光學(xué)系統(tǒng)(101)、制冷紅外探測器組件(102)、成像電路組件(103)、電源管理組件(300),GPS模塊(201)和顯示模塊(202)以及控制面板(203);所述制冷紅外熱像儀在無外供電時的供電方法包括如下步驟 a2、關(guān)機狀態(tài)下通過控制面板(203)按下Kl開關(guān)(301. 7)，若按鍵時間超過2s秒，開啟K2 開關(guān)(301. 8)和 K3 開關(guān)(301. 9)； b2、內(nèi)電池(303)給各個部件供電并開機； c2、開機后檢測到有外電池(304)后，關(guān)閉Kl開關(guān)(301. 7)停止內(nèi)電池(303)供電，切換到外電池(304)供電； d2、若無外電池(304)則繼續(xù)由內(nèi)電池(303)供電； e2、制冷過程結(jié)束后，所述的制冷紅外熱像儀開始正常工作； f2、開機狀態(tài)下按下Kl開關(guān)(301. 7)，觸發(fā)開關(guān)中斷(301. 4)并開始計時，按下按鍵持續(xù)2秒后關(guān)閉K2開關(guān)(301. 8)和K3開關(guān)(301. 9)，停止內(nèi)電池(303)和外電池(304)供電，徹底關(guān)機；若小于2秒，解讀為一次菜單退出命令。
6.一種應(yīng)用于上述任一權(quán)利要求所述制冷紅外熱像儀的外電源熱插拔方法，其特征在于，制冷紅外熱像儀包括紅外光學(xué)系統(tǒng)(101)、制冷紅外探測器組件(102)、成像電路組件(103)、電源管理組件(300)、GPS模塊(201)和顯示模塊(202)以及控制面板(203);所述制冷紅外熱像儀在有外供電時的外電源熱插拔方法包括如下步驟 a3、有外供電的開機狀態(tài)下，斷開外供電，觸發(fā)AD窗口采樣中斷(301. 6 );b3、單片機開啟K2開關(guān)(301. 8)和K3開關(guān)(301. 9)由內(nèi)電池(303)供電；c3、穩(wěn)定后，若檢測到有外電池(304 )后，關(guān)閉K2開關(guān)(301. 8 )停止內(nèi)電池(303 )供電，由外電池(304)供電；若無，則繼續(xù)由內(nèi)電池(303)供電； d3、插入外供電，外供電依次通過A3比較器(301. 12)和G4隔離(301. 16)，觸發(fā)AD窗口采樣中斷(301. 6)； e3、單片機關(guān)閉K2開關(guān)(301. 8)和K3開關(guān)(301. 9)，停止電池供電，切換到外電源供電； f3、外電源供電降低到20. IV以下，等同于斷開外供電；升高到20. IV以上，等同于插入外供電。
7.ー種應(yīng)用于上述任ー權(quán)利要求所述制冷紅外熱像儀的外電池?zé)岵灏畏椒?，其特征在于，制冷紅外熱像儀包括紅外光學(xué)系統(tǒng)(101)、制冷紅外探測器組件(102)、成像電路組件(103)、電源管理組件(300)、GPS模塊(201)和顯示模塊(202)以及控制面板(203);所述制冷紅外熱像儀外電池?zé)岵灏畏椒òㄈ缦虏襟E a4、開機狀態(tài)下，斷開外電池(304 )，觸發(fā)外電池?zé)岵灏沃袛?301. 5 ); b4、單片機(301. I)開啟K2開關(guān)(301. 8)，切換到內(nèi)電池(303)供電； c4、插入外電池(304)，觸發(fā)外電池?zé)岵灏沃袛?301. 5)； d4、單片機(301. I)開啟K3開關(guān)(301. 9)，穩(wěn)定后關(guān)閉K2開關(guān)(301. 8)，由外電池(304)供電并關(guān)閉內(nèi)電池(303)供電。
8.ー種應(yīng)用于上述任ー權(quán)利要求所述制冷紅外熱像儀的內(nèi)外電池切換方法，其特征在于，制冷紅外熱像儀包括紅外光學(xué)系統(tǒng)(101)、制冷紅外探測器組件(102)、成像電路組件(103)、電源管理組件(300)、GPS模塊(201)和顯示模塊(202)以及控制面板(203);所述制冷紅外熱像儀內(nèi)外電池切換方法包括如下步驟 a5、開機且外電池(304 )供電狀態(tài)下，K3開關(guān)(301. 9 ) —直保持為開啟；b5、斷開外電池(304)或外電池(304)電量下降到20%時，開啟K2開關(guān)(301. 8)由內(nèi)電池(303)供電； c5、由D5 ニ極管(301. 22)反向截止外電池(304)供電，切換到內(nèi)電池303供電；d5、插入外電池(304)，且容量大于20 %，關(guān)閉Kl開關(guān)(301. 7 )停止內(nèi)電池(303 )供電，切換到外電池(304)供電； e5、在內(nèi)電池(303 )單獨供電狀態(tài)下，若其容量下降到20 %，30秒報警后關(guān)機。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制冷紅外熱像儀及其電源管理方法，包括紅外光學(xué)系統(tǒng)、制冷紅外探測器組件、成像電路組件、電源管理組件、GPS模塊和顯示模塊以及控制面板；紅外光學(xué)系統(tǒng)之后連接一個包括有焦平面紅外探測器和制冷機的制冷紅外探測器組件；成像電路組件還分別與GPS模塊、顯示模塊、控制面板連接；電源管理組件分別與紅外光學(xué)系統(tǒng)、制冷機、成像電路組件、GPS模塊以及顯示模塊和控制面板連接。本發(fā)明的優(yōu)點是支持電源熱切換和熱插拔，保證不間斷對目標(biāo)進(jìn)行偵察和監(jiān)控；實時監(jiān)控電池電量和外供電電壓，全關(guān)機后電路板無待機電流，延長電池工作時間和壽命；電源輸出過流過壓、短路保護(hù)以及電池互充反充保護(hù)；采用隔離輸出，從而減小相互之間的干擾和無效功耗。
文檔編號H02J7/36GK102735346SQ20121024438
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者張智杰, 洪普, 潘德彬, 王晨晟, 郭曉東 申請人:中國船舶重工集團公司第七一七研究所