一种单兵智能化电源管理装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种单兵智能化电源管理装置，包括单片机主控电路、H桥升降压变换电路、充电控制及驱动电路、输入采样电路、第一继电器、输入电流采样电路、输出电流采样、电压反馈电路、输出采样电路、第二继电器、储能电池、单兵充电设备、充电电流设定电阻网络、充电电压设定电阻设定网络和多种能源；输入采样电路用于将采集的输入电压信号连接至单片机主控电路；输出采样电路用于将采集的输出电压信号也连接至单片机主控电路，单片机主控电路根据采集的输入电压和输出电压智能判断能流充电模式；单片机主控电路通过控制充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络的电阻值，实现所述单兵智能化电源管理装置的输出充电电压和充电电流的设定。充电电流的设定。充电电流的设定。

【技术实现步骤摘要】
一种单兵智能化电源管理装置


[0001]本专利技术涉及电源变换及管理
，具体涉及一种单兵智能化电源管理装置。

技术介绍

[0002]随着科技进步和作战技能要求的不断提高，单兵配备的电子装备越来越多，如摄录装置、瞄准装置、夜视镜、先进无线电台、全球定位系统、通信设备、数据终端设备和测距仪等高科技信息化装备。这些单兵电子装备由于制式、电气接口和电压等级不同，往往需要配备专用充电器及电缆。由此可见，在大量使用各种先进电子装备提升士兵作战能力的时候，必然面临种类和数量繁多的充电器及电缆带来的充电不方便、增加士兵负重等问题，制约着士兵作战效能的进一步提升。因此，设计一种单兵智能化电源管理装置，可以自适应灵活接入动力储能电池、太阳能电池、各种便携式发电装置等多种能源，实现不同制式、接口和电压的单兵充电设备的智能化高效充电及管理，对于单兵减重和提高作战效能具有十分重要的意义。
[0003]现有技术中，电源变换及管理的重点在于单输入多输出(例如CN201711083994.8)或者多输入单输出(例如CN201220444544.3)的高效率、高可靠性变换，很少有针对野外作业中各种单兵充电设备由于接口、制式和电平等不同导致电能补充困难的问题而专门开发的电源管理装置。本专利技术设计了一种单兵智能化电源管理装置，可实现动力储能电池、太阳能电池、各种便携式发电装置等多种能源输入，不同制式、接口和电压的单兵充电设备的智能化高效充电及管理。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种单兵智能化电源管理装置。该单兵智能化电源管理装置不同于传统的电源变换装置，它是一种可以实现动力储能电池、太阳能电池、各种便携式发电装置等多种能源输入，并能对不同电压的单兵充电设备进行充电的电源管理装置，充电电流可设置，输入电压和输出电压自动检测、智能识别，可实现升压和降压变换充电。
[0005]为实现上述目的，本申请提出了一种单兵智能化电源管理装置，包括单片机主控电路、H桥升降压变换电路、充电控制及驱动电路、输入采样电路、第一继电器、输入电流采样电路、输出电流采样、电压反馈电路、输出采样电路、第二继电器、储能电池、单兵充电设备、充电电流设定电阻网络、充电电压设定电阻设定网络和多种能源；所述的多种能源通过第一继电器的常闭触点连接至H桥升降压变换电路；所述的输入电流采样电路串联在第一继电器和H桥升降压变换电路之间，实现输入电流采样；所述的H桥升降压变换电路的输出端与所述的输出电流采样电路和第二继电器的常闭触点以及外部的单兵充电设备串联，实现多能源输入对单兵充电设备充电；所述的单兵智能化电源管理装置上电时，第一继电器和第二继电器的线包不通电，第一继电器和第二继电器的常闭触点将外部多种能源接入，同时所述单兵智能化电源管理装置的输出端连接至单兵充电设备；所述的输入采样电路连接在所述单兵智能化电源管理装置的输入电路的正极和负极上，用于将采集的输入电压信
号连接至单片机主控电路；所述的输出采样电路连接在所述单兵智能化电源管理装置的输出电路的正极和负极上，用于将采集的输出电压信号也连接至单片机主控电路从而实现对输入电压和输出电压的采集，同时所述的单片机主控电路根据采集的输入电压和输出电压智能判断能流充电模式；所述单片机主控电路的输出端分别连接至充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络，所述的充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络又连接至充电控制及驱动电路，所述的单片机主控电路通过控制充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络的电阻值，实现所述单兵智能化电源管理装置的输出充电电压和充电电流的设定；所述充电控制及驱动电路的输出端连接至所述H桥升降压变换电路，实现对所述H桥升降压变换电路中的功率开关管的驱动；同时所述输入电流采样电路、输出电流采样电路和输出电压反馈电路的输出端连接至所述充电控制及驱动电路，实现输入电流、输出电流和输出电压的反馈，所述单片机主控电路设定的输出电流和输出电压一起实现充电控制。
[0006]所述的能流充电模式包括：(1)当输入电压和输出电压均大于2.5V时，表明外部的多种能源和单兵充电设备接入所述的单兵智能化电源管理装置，则第一继电器和第二继电器的线包均不通电，第一继电器和第二继电器的常闭触点导通，实现由多种能源向单兵充电设备充电；(2)当输入电压大于2.5V且输出电压小于0.5V时，表明有外部的多种能源接入，但无单兵充电设备接在输出端，此时第一继电器的线包不通电，第一继电器的常闭触点将外部的多种能源接入，同时第二继电器的线包通电，第二继电器的常开触点吸合，储能电池连接至所述单兵智能化电源管理装置的输出端，实现多种能源向储能电池充电；(3)当输入电压小于0.5V且输出电压大于2.5V时，表明输入端没有连接外部能源，输出端连接有单兵充电装备，此时第一继电器的线包通电，储能电池连接至所述单兵智能化电源管理装置的输入端，第二继电器的线包不通电，第二继电器的常闭触点将输出端连接至单兵充电设备，实现储能电池向单兵充电设备充电。
[0007]所述的多种能源包括动力储能电池、太阳能电池和或便携式发电装置。
[0008]所述的单片机主控电路采用PIC18F2423单片机作为主控电路，用于采集输入和输出端口电压，以及输出充电电流，然后进行数据处理，并根据数据处理的计算结果控制第一继电器和第二继电器，实现三种能流充电模式控制；同时智能判断充电设备的充电电压和充电电流，并控制充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络的电阻值，实现充电电压和充电电流的设定。
[0009]所述的充电控制及驱动电路采用SC8701专用高效率同步升降压控制器，能够实现输入和输出电压自动检测，并能够实现2.7V至36V输入以及2V至36V之间的升压或降压输出。
[0010]所述的H桥升降压变换电路包括构成H桥变换电路的第一MOSFET功率开关管、第二MOSFET功率开关管、第三MOSFET功率开关管和第四MOSFET功率开关管，以及电感；所述的第一MOSFET功率开关管和第二MOSFET功率开关管串联；所述的第三MOSFET功率开关管和第四MOSFET功率开关管串联；所述的电感的一端连接在所述的第一MOSFET功率开关管和第二MOSFET功率开关管之间；所述的电感的另一端连接在所述的第三MOSFET功率开关管和第四MOSFET功率开关管之间；当输入电压高于输出电压时，第二MOSFET功率开关管和第四MOSFET功率开关管关断，第三MOSFET功率开关管直通，只有第一MOSFET功率开关管工作在
开关状态，这时所述的H桥升降压变换电路等效为降压电路，实现降压输出；当输入电压低于输出电压时，第二MOSFET功率开关管和第三MOSFET功率开关管关断，第一MOSFET功率开关管直通，只有第四MOSFET功率开关管工作在开关状态，这时所述的H桥升降压变换电路等效为升压电路，实现升压输出。
[0011]所述的充电电流设定电阻网络包括第一电流设定电阻、第二电流设定电阻、第三电流设定电阻及第一控制MOS管和第二控制MOS管，所述的第一电流设定电阻、第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单兵智能化电源管理装置，其特征在于：包括单片机主控电路、H桥升降压变换电路、充电控制及驱动电路、输入采样电路、第一继电器、输入电流采样电路、输出电流采样、电压反馈电路、输出采样电路、第二继电器、储能电池、单兵充电设备、充电电流设定电阻网络、充电电压设定电阻设定网络和多种能源；所述的多种能源通过第一继电器的常闭触点连接至H桥升降压变换电路；所述的输入电流采样电路串联在第一继电器和H桥升降压变换电路之间，实现输入电流采样；所述的H桥升降压变换电路的输出端与所述的输出电流采样电路和第二继电器的常闭触点以及外部的单兵充电设备串联，实现多能源输入对单兵充电设备充电；所述的单兵智能化电源管理装置上电时，第一继电器和第二继电器的线包不通电，第一继电器和第二继电器的常闭触点将外部多种能源接入，同时所述单兵智能化电源管理装置的输出端连接至单兵充电设备；所述的输入采样电路连接在所述单兵智能化电源管理装置的输入电路的正极和负极上，用于将采集的输入电压信号连接至单片机主控电路；所述的输出采样电路连接在所述单兵智能化电源管理装置的输出电路的正极和负极上，用于将采集的输出电压信号也连接至单片机主控电路从而实现对输入电压和输出电压的采集，同时所述的单片机主控电路根据采集的输入电压和输出电压智能判断能流充电模式；所述单片机主控电路的输出端分别连接至充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络，所述的充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络又连接至充电控制及驱动电路，所述的单片机主控电路通过控制充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络的电阻值，实现所述单兵智能化电源管理装置的输出充电电压和充电电流的设定；所述充电控制及驱动电路的输出端连接至所述H桥升降压变换电路，实现对所述H桥升降压变换电路中的功率开关管的驱动；同时所述输入电流采样电路、输出电流采样电路和输出电压反馈电路的输出端连接至所述充电控制及驱动电路，实现输入电流、输出电流和输出电压的反馈，所述单片机主控电路设定的输出电流和输出电压一起实现充电控制。2.根据权利要求1所述的单兵智能化电源管理装置，其特征在于，所述的能流充电模式包括：(1)当输入电压和输出电压均大于2.5V时，表明外部的多种能源和单兵充电设备接入所述的单兵智能化电源管理装置，则第一继电器和第二继电器的线包均不通电，第一继电器和第二继电器的常闭触点导通，实现由多种能源向单兵充电设备充电；(2)当输入电压大于2.5V且输出电压小于0.5V时，表明有外部的多种能源接入，但无单兵充电设备接在输出端，此时第一继电器的线包不通电，第一继电器的常闭触点将外部的多种能源接入，同时第二继电器的线包通电，第二继电器的常开触点吸合，储能电池连接至所述单兵智能化电源管理装置的输出端，实现多种能源向储能电池充电；(3)当输入电压小于0.5V且输出电压大于2.5V时，表明输入端没有连接外部能源，输出端连接有单兵充电装备，此时第一继电器的线包通电，储能电池连接至所述单兵智能化电源管理装置的输入端，第二继电器的线包不通电，第二继电器的常闭触点将输出端连接至单兵充电设备，实现储能电池向单兵充电设备充电。3.根据权利要求1所述的单兵智能化电源管理装置，其特征在于，所述的多种能源包括动力储能电池、太阳能电池和或便携式发电装置。4.根据权利要求1所述的单兵智能化电源管理装置，其特征在于，所述的单片机主控电路采用PIC18F2423单片机作为主控电路，用于采集输入和输出端口电压，以及输出充电电流，然后进行数据处理，并根据数据处理的计算结果控制第一继电器和第二继电器，实现三
种能流充电模式控制；同时智能判断充电设备的充电电压和充电电流，并控制充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络的电阻值，实现充电电压和充电电流的设定。5.根据权利要求1所述的单兵智能化电源管理装置，其特征在于，所述的充电控制及驱动电路采用SC8701专用高效率同步升降压控制器，能够实现输入和输出电压自动检测，并能够实现2.7V至36V输入以及2V至36V之间的升...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓，张伟，祖媛媛，蒋布辉，李茂辉，栗琪凯，孟令卿，王惜亮，
申请(专利权)人：军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所，
类型：发明
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