專利名稱：一種輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種供電裝置，尤其是涉及一種輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置。
背景技術：
通常，為了便于攜帶，輕武器火力控制系統(tǒng)只由一個電池驅動，并且系統(tǒng)的主控板 和紅外處理板必須在電池的最大連續(xù)放電電流范圍內被驅動。火力控制系統(tǒng)還必須能夠向 需要瞬時大功率的設備供電，需要瞬時大功率的情況包括例如驅動激光測距儀模塊以及在 最大脈沖放電電流范圍內引信裝定器的能量存儲等等。例如，瞬時大功率需要電池向系統(tǒng)連續(xù)供應1. 5安的平均電流的情況下，供應至 少0. 5秒的時間，并且每5秒的周期內供應一次。達成這一目的的辦法是使用具有足夠高 容量的電池或能夠補償瞬時高電流的超級電容器。因此，由電池驅動且便攜的輕武器系統(tǒng)穩(wěn)定供電的最合適方法是設計出一種具有 電池和超級電容器聯(lián)合體的供電裝置但是，這一辦法會造成以下問題當電池給電容器初始充電時，需要電池產生過電 流，這將對電池造成損害。也會對輕武器火控系統(tǒng)中的其他電子元器件造成損害。因此，現有的使用電池和超級電容器聯(lián)合體的供電裝置采用電流限制電路來防止 超級電容器初始充電時產生的過電流。然而，為了防止過電流的發(fā)生，當前的電流限制電路 將電流限定為一固定的電流值而不顧系統(tǒng)的供電狀況。因此，不能有效使用系統(tǒng)電能，從而 導致超級電容器充電時間延長。尤其是，在輕武器火力控制系統(tǒng)中，驅動激光測距儀模塊、紅外遮光器以及和引信 裝定器的快速能量存儲都需要更精確地功率控制，超級電容器的充電時間縮短也尤為重 要，因此在輕武器火力控制系統(tǒng)中，有效利用系統(tǒng)電能這一問題更加重要。特別是，在為了最小化整個系統(tǒng)的尺寸而只使用一個電池驅動的輕武器火力控制 系統(tǒng)中，需要電源向負載穩(wěn)定地提供所需電壓，然而所需電壓幾倍甚至幾百倍于電池電壓。 因此，還需要有一個能夠升壓電池電壓的升壓轉換器和超級電容器以有效提供瞬時大功 率。然而在實踐中，例如在一個激光測距儀模塊之類的負載在幾毫秒內需要數百伏電 壓的情況下，如果超級電容器被通過升壓轉換器預先升壓的電池電壓充滿，則會產生一個 很高的初始涌入電流，這將會對超級電容器和其他元器件帶來重創(chuàng)?？紤]到升壓轉換器的 平均效率是80-85%，這還會導致充電效率降低的問題。
發(fā)明內容因此，為了解決現有技術中的問題，本實用新型的目的是提供一種供電裝置，特別 提供一種由電池驅動的輕武器火力控制系統(tǒng)以及類似輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置，其 中，供給超級電容器的有限電流值可以使用微處理器根據系統(tǒng)的電力狀況而變化，超級電容器初始充電時產生的涌入電流的影響可以被最小化，且充電效率獲得提高。為達到上述目的，本實用新型提供一種輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置，其中，所 述供電裝置包括電池，其用于向所述輕武器火力控制系統(tǒng)供電；可變電流控制器，其與所述電池連接，用于控制所述電池輸出的電流根據需要變 化；微處理器，其與所述可變電流控制器和設置在所述可變電流控制器和負載之間的 第一升壓轉換器連通，用以檢查所述輕武器火力控制系統(tǒng)供電狀況和超級電容器的實時電 壓，并且控制所述可變電流控制器和所述第一升壓轉換器的開關；超級電容器，其一端設置在所述電池和所述負載之間的電路上，且與所述第一升 壓轉換器連通，另一端接地，所述超級電容器可以接受電池充電，且能夠向所述負載釋放瞬 時大功率。進一步地，本實用新型所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置中，所述負載包括 弓I信裝定器或遮光器驅動電路。進一步地，本實用新型所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置中，所述負載為激 光測距儀模塊。進一步地，本實用新型所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置中，所述可變電流 控制器包括兩種電流控制模式低電流控制模式和高電流控制模式。進一步地，本實用新型所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置中，所述可變電流 控制器包括三種電流控制模式低電流控制模式、中電流控制模式和高電流控制模式。進一步地，本實用新型所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置中，所述微處理器 包括監(jiān)控模塊和控制模塊，所述監(jiān)控模塊用于檢查所述輕武器火力控制系統(tǒng)供電狀況和超 級電容器的實時電壓，而所述控制模塊用于控制所述可變電流控制器和所述第一升壓轉換 器的開關。進一步地，本實用新型所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置中，所述超級電容 器為多個串聯(lián)在一起的子電容器。進一步地，本實用新型所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置中，所述激光測距 儀模塊和所述超級電容器之間還設有第二升壓轉換器。進一步地，本實用新型所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置中，所述第二升壓 轉換器與所述微處理器相連，并接受所述微處理器的開關控制。進一步地，本實用新型所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置中，所述可變電流 控制器為可供所述電池和負載之間的電路系統(tǒng)的電流限定值連續(xù)變化的控制器。進一步地，本實用新型所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置中，所述供電裝置 還包括穩(wěn)壓二極管，其設置在所述電池向所述超級電容器供電的電路上。使用可變電流控制器，并且系統(tǒng)中超級電容器的電力狀態(tài)被實時檢測，從而根據 所檢測的結果切換可變電流控制器的限定值，由此，限制電流值可以變化，從而在電池的連 續(xù)放電電流的有限范圍內，可以向系統(tǒng)穩(wěn)定地供電。此外，在超級電容器充電的過程中，電 力控制微處理器實時監(jiān)測超級電容器的充電電壓，同時首先通過穩(wěn)壓二極管向電容器充 電，并且當超級電容器所充電壓達到與電池電壓相同的電壓水平時，隨后將超級電容器充至最終電壓。因此，與利用升壓轉換器從開始直接充至最終電壓相比，涌入電流的影響可以 被最小化，超級電容器的充電效率提高。
圖1為現有的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置的結構示意圖；圖2為根據本實用新型的一個實施方式的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置的結 構示意圖；圖3為根據本實用新型的另一個實施方式的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置的 結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖，對本實用新型進行詳細的描述。圖1顯示了用于提供瞬時大功率的常用供電裝置的構造，由電池2供應的電能被 提供至負載5、超級電容器6和其他電器設備1。在提供給負載5和超級電容器6的電流值 被設定為電流限制電路3進行電流限定值，其中通常由其他電器設備5消耗的最大電流值 被排除在電池1的最大脈沖放電電流之外。因此，超級電容6通過升壓轉換器4被充滿。如 上所述，當負載5需要瞬時大功率時，被充電的超級電容6可以輔助電池2，由此向負載5供 應瞬時大電流。圖2顯示了一種基于本實用新型的輕型武器火力控制系統(tǒng)的供電設備的構造。供 電裝置首先包括電池1，其用于向所述輕武器火力控制系統(tǒng)供電，換言之，電池1既向負載6 供電，又向超級電容器供電。電池1同時還向其他電器元件或電路板供電。在電池1與負載6之間的連接電路上，還設有可變電流控制器3，其與所述電池連 接，用于控制所述電池輸出的電流根據需要變化?？勺冸娏骺刂破?能夠根據需要條件從 電池1輸出的電流的大小。例如，如果電池1初始向超級電容器供電，則可變電流控制器3 將電流控制在一較低的值，而隨著超級電容器中電量的增加，超級電容器的電壓也逐漸增 大。當超級電容器的電壓增大至與電池的電壓相當時，可變電流控制器3將切換電流限定 值至一較高的值，此時第一升壓轉換器4同時啟動，電池1通過較高的電流值和第一升壓轉 換器4的升壓作用繼續(xù)向超級電容器充電，直到將超級電容器充滿為止。這樣既能增加超 級電容器的充電效率，又能降低充電過程中的涌入電流，降低涌入電流對系統(tǒng)中電子元器 件造成的傷害。供電裝置還包括微處理器2，其與所述可變電流控制器和設置在所述可變電流控 制器和負載之間的第一升壓轉換器4連通，用以檢查所述輕武器火力控制系統(tǒng)供電狀況和 超級電容器的實時電壓，并且控制所述可變電流控制器和所述第一升壓轉換器的開關。微 處理器2監(jiān)測輕武器火力控制系統(tǒng)供電狀況主要是指監(jiān)測電池1為電路系統(tǒng)提供的電流 值，以免發(fā)生過電流現象傷害電池本身。而微處理器2監(jiān)測超級電容器的實時電壓，則是為 了了解超級電容器的充電狀況。當檢測到超級電容器已經預充電到其電壓值與電池的電壓 值相當時，則微處理器2通知可變電流控制器切換電流限制值至一較高的值，并開啟第一 升壓轉換器4，以繼續(xù)向超級電容器5充電，直至超級電容器5被充滿。超級電容器5，其一端設置在所述電池和所述負載之間的電路上，且與所述第一升壓轉換器4連通，另一端接地，所述超級電容器5可以接受電池1充電。在超級電容器5被 充滿之后，超級電容器5可以與電池1 一起向負載放電，從而使得負載6獲得瞬時大功率。 例如，在輕武器的射擊模式下，引信裝定器要在每5秒產生持續(xù)500毫秒的7. 5W瞬時高功 率；遮光器驅動電路要在用于紅外零點校正時產生持續(xù)300毫秒的7. 5W的瞬時高功率；當 驅動激光測距儀模塊時，激光測距儀模塊需要持續(xù)100毫秒的300V電壓和大約25毫安電 流。而本實用新型的設計均能夠滿足所述諸如引信裝定器、遮光器驅動電路或者激光測距 儀模塊之類的負載需要的瞬時大功率。本實用新型所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置中，所述可變電流控制器包括 兩種電流控制模式低電流控制模式和高電流控制模式。電池1對超級電容器5初始充電 時，可變電流控制器采用低電流控制模式，而當超級電容器5的電壓與電池電壓相當時，可 變電流控制器切換為高電流控制模式。本實用新型所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置中，所述可變電流控制器包括 三種電流控制模式低電流控制模式、中電流控制模式和高電流控制模式。在這種情況下， 電池1對超級電容器5初始充電時，可變電流控制器采用低電流控制模式，而當超級電容器 5的電壓與電池電壓相當時，可變電流控制器切換為高電流控制模式。而當電池1和超級電 容器5聯(lián)合放電時，可變電流控制器切換到中電流控制模式，以即使在瞬時大功率的情況 下，也保持系統(tǒng)電流穩(wěn)定。防止大電流對系統(tǒng)中的電器元件造成傷害。本實用新型的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置中，所述微處理器包括監(jiān)控模塊和 控制模塊，所述監(jiān)控模塊用于檢查所述輕武器火力控制系統(tǒng)供電狀況和超級電容器的實時 電壓，而所述控制模塊用于控制所述可變電流控制器和所述第一升壓轉換器的開關。本實用新型的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置中，所述超級電容器為多個串聯(lián)在 一起的子電容器。多個串聯(lián)在一起的子電容器可以以較低的成本實現較高的電壓。在本實用新型的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置中，所述激光測距儀模塊和所述 超級電容器5之間還可以設有第二升壓轉換器7 (如圖3所示)，第二升壓轉換器7設置在 激光測距儀和超級電容器之間，是為了減小電流泄露。超級電容器5和電池1提供的電能 可以由第二升壓轉換器7進一步升壓，再提供給激光測距儀。在本實用新型所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置中，所述第二升壓轉換器7 與所述微處理器相連，并接受所述微處理器的開關控制。當所述微處理器檢測到超級電容 器5向激光測距儀供電，則會開啟第二升壓轉換器7。在本實用新型所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置中，所述可變電流控制器3 為可供所述電池和負載之間的電路系統(tǒng)的電流連續(xù)變化的控制器。這樣所述可變電流控制 器3可以根據微處理器的指示，隨時控制電路的電流限定值符合需要。本實用新型所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置中，所述供電裝置還包括穩(wěn)壓 二極管(圖中未示出)，其設置在所述電池向所述超級電容器供電的電路上。當所述電池1 向所述超級電容器5初始供電時，通過穩(wěn)壓二極管充電，而當電池1向超級電容器再次充電 時，還是通過穩(wěn)壓二極管以及升壓轉換器充電，這樣有利于保持系統(tǒng)電路穩(wěn)定，并且使充電 過程中產生的涌入電流最小化。本實用新型所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置的工作流程如下電能由電池 1向系統(tǒng)供電；可變電流控制器3限定一較低電流提供給系統(tǒng)；超級電容5首先由電池的低電流充電；超級電容器5由穩(wěn)壓二極管充電至與電池1的電壓相當的預定電壓。如果超級 電容已達到預定電壓，微處理器2將第一升壓轉換器4開啟，同時可變電流控制器3從低電 流控制模塊切換到高電流控制模塊，超級電容通過第一升壓轉換器4再次充電，直到將超 級電容器5充滿；可變電流控制器3從高電流控制模塊切換到低電流控制模塊，超級電容器 5和電池11聯(lián)合將電壓提供給需要大功率的負載。 盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列 運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領域，對于熟悉本領域的人員而言，可容易地 實現另外的修改，因此在不背離權利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限 于特定的細節(jié)和這里示出與描述的圖例。
權利要求1.一種輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置，其特征在于，所述供電裝置包括電池，其用于向所述輕武器火力控制系統(tǒng)供電；可變電流控制器，其與所述電池連接，用于控制所述電池輸出的電流根據需要變化；微處理器，其與所述可變電流控制器和設置在所述可變電流控制器和負載之間的第一 升壓轉換器連通，用以檢查所述輕武器火力控制系統(tǒng)供電狀況和超級電容器的實時電壓， 并且控制所述可變電流控制器和所述第一升壓轉換器的開關；超級電容器，其一端設置在所述電池和所述負載之間的電路上，且與所述第一升壓轉 換器連通，另一端接地，所述超級電容器可以接受電池充電，且能夠向所述負載釋放瞬時大 功率。
2.如權利要求1所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置，其特征在于，所述負載包括 弓丨信裝定器或遮光器驅動電路。
3.如權利要求1所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置，其特征在于，所述負載為激 光測距儀模塊。
4.如權利要求1所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置，其特征在于，所述可變電流 控制器包括兩種電流控制模式低電流控制模式和高電流控制模式。
5.如權利要求1所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置，其特征在于，所述可變電流 控制器包括三種電流控制模式低電流控制模式、中電流控制模式和高電流控制模式。
6.如權利要求1所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置，其特征在于，所述微處理器 包括監(jiān)控模塊和控制模塊，所述監(jiān)控模塊用于檢查所述輕武器火力控制系統(tǒng)供電狀況和超 級電容器的實時電壓，而所述控制模塊用于控制所述可變電流控制器和所述第一升壓轉換 器的開關。
7.如權利要求1所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置，其特征在于，所述超級電容 器為多個串聯(lián)在一起的子電容器。
8.如權利要求2所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置，其特征在于，所述激光測距 儀模塊和所述超級電容器之間還設有第二升壓轉換器。
9.如權利要求8所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置，其特征在于，所述第二升壓 轉換器與所述微處理器相連，并接受所述微處理器的開關控制。
10.如權利要求5所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置，其特征在于，所述可變電流 控制器為可供所述電池和負載之間的電路系統(tǒng)的電流限定值連續(xù)變化的控制器。
11.如權利要求1所述的輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置，其特征在于，所述供電裝置 還包括穩(wěn)壓二極管，其設置在所述電池向所述超級電容器供電的電路上。
專利摘要本實用新型涉及一種輕武器火力控制系統(tǒng)的供電裝置，包括電池，其用于向所述輕武器火力控制系統(tǒng)供電；可變電流控制器，其與電池連接，用于控制所述電池輸出的電流根據需要變化；微處理器，其與可變電流控制器和設置在可變電流控制器和負載之間的第一升壓轉換器連通，用以檢查所述輕武器火力控制系統(tǒng)供電狀況和超級電容器的實時電壓，并且控制可變電流控制器和所述第一升壓轉換器的開關；超級電容器，其一端設置在所述電池和負載之間的電路上，且與第一升壓轉換器連通，另一端接地，所述超級電容器可以接受電池充電，且能夠向所述負載釋放瞬時大功率。本實用新型的供電裝置能夠向負載提供瞬時大功率，并且減小涌入電流造成的危害。
文檔編號H02J15/00GK201846095SQ200920261218
公開日2011年5月25日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權日2009年12月10日
發(fā)明者吳秋菊, 李兵, 楊國慶 申請人:深圳市今朝時代新能源技術有限公司