一种MR眼镜供电保护电路
技术领域
本发明涉及MR眼镜保护领域,特别是一种MR眼镜供电保护电路。
背景技术
目前,在电子消费类产品中大多数产品中没有对电路安全进行设计,一旦电路发生故障时,虽然有一些常规的保护电路,如保险丝、压敏电路等,但是当电路发生故障时,还是能够释放出的能量将保护电路器件烧毁,如常见的“保险丝烧断,压敏电阻击穿烧毁”,严重时引发电路板局部烧毁,产生大量烟雾和味道,给使用者带来体验上的不适。对于常规电器的上述保护方法能够满足如CPU、电源IC等的保护,但是对于MR,VR等头戴设备,由于与人体接触而且是在头部,其安全方面的要求将更加严格,且MR,VR等头戴设备如果安装保险丝,熔断之后还需再次安装,使用体验不高,因此上述保护方法将不适用于MR,VR等头戴设备。
现有技术中,CN109659924B也公开了一种保护电路及AR/VR头戴设备,但该现有技术文件无法准确区分浪涌电流或者短路故障的发生,出现浪涌电流或者短路故障都会切断供电,影响到AR/VR眼镜的使用。
因此本发明提供一种的新的方案来解决此问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种MR眼镜供电保护电路,有效的解决了现有技术中MR眼镜保护电路存在的问题。
其解决的技术方案是,一种MR眼镜供电保护电路,所述保护电路包括电流检测电路、控制处理电路,所述电流检测电路将电流传感器U1检测到的电流信号经滤波器进行滤波后传输至输出器上,输出器将电流信号进行计算后产生差值信号,并将电流信号和差值信号传输至控制处理电路,所述控制处理电路将电流检测电路传输过来的电流信号进行比较,比较输出的高电平将电流信号进行加速后开启继电器。
进一步地,所述电流检测电路包括电流传感器U1、滤波器、输出器。
进一步地,所述滤波器包括电阻R1,电阻R1的一端分别连接电流传感器U1的2引脚、电容C1的一端,电阻R1的另一端分别连接电容C2的一端、运放器U2A的同相端,运放器U2A的反相端分别连接电阻R3的一端、电阻R4的一端,运放器U2A的输出端与电阻R4的另一端相连接,电阻R3的另一端分别连接电容C2的另一端、电容C1的另一端、电流传感器U1的3引脚并连接地,电流传感器U1的1引脚连接正极性电源VCC。
进一步地,所述输出器包括电容C3,电容C3的一端与滤波器中的运放器U2A的输出端相连接,电容C3的另一端分别连接电阻R6的一端、二极管D1的正极、三极管Q1的基极,三极管Q1的集电极分别连接电阻R6的另一端、MOS管Q6的漏极、滤波器中的电流传感器U1的1引脚并连接正极性电源VCC,三极管Q1的发射极分别连接三极管Q2的发射极、电阻R8的一端、双向稳压管D3的一端、电阻R11的一端,双向稳压管D3的另一端与电阻R15的一端相连接,电阻R15的另一端与电容C5的一端相连接,电阻R8的另一端分别连接地电阻R9的一端、运放器U4A的同相端,运放器U4A的反相端分别连接电阻R17的一端、电容C8的一端、电阻R11的另一端,运放器U4A的输出端分别连接电阻R17的另一端、电阻R14的一端,电阻R14的另一端与MOS管Q6的栅极相连接,MOS管Q6的源极分别连接电阻R18的一端、二极管D7的正极,二极管D7的负极分别连接双向触发二极管D8的一端、电容C9的一端,电容C9的另一端分别连接电阻R18的另一端、电容C5的另一端、三极管Q2的集电极、电阻R7的另一端、电容C8的另一端、滤波器中的电容C2的另一端并连接地。
进一步地,所述控制处理电路包括运放器U5A,运放器U5A的同相端与晶闸管Q5的阴极相连接,晶闸管Q5的阳极分别连接电流检测电路中的电阻R8的一端、晶闸管Q4的阳极,晶闸管Q5的控制极与电流检测电路中的双向触发二极管D8的另一端相连接,运放器U5A的反相端分别连接电阻R13的可调端、电阻R13的上端、电阻R12的一端、双向稳压管D4的一端,电阻R12的另一端分别连接电阻R10的一端、电流检测电路中的电阻R6的另一端并连接正极性电源VCC,运放器U5A的输出端分别连接二极管D5的正极、双向稳压管D4的另一端,二极管D5负极与电阻R16的一端相连接,电阻R16的另一端分别连接电容C6的一端、双向触发二极管D6的一端,双向触发二极管D6的另一端与晶闸管Q4的控制极相连接,晶闸管Q4的阴极分别连接电阻R2的一端、电容C7的一端,电容C7的另一端分别连接电阻R2的另一端、三极管Q3的基极,三极管Q3的集电极分别连接继电器、电阻R10的另一端,三极管Q3的发射极与电阻R19的一端相连接,电阻R19的另一端分别连接电阻R13的下端、电容C6的另一端、电流检测电路中的电容C5的另一端并连接地。
由于以上技术方案的采用,本发明与现有技术相比具有如下优点:
(1)通过设置电流传感器U1检测电路在工作时的电流信号,利用滤波器对电流信号进行滤波,滤除电流信号中所夹带的干扰信号如电源在供电时所产生的干扰信号,避免干扰信号对电流信号的准确性产生影响,提高电流信号的准确性,并利用输出器对电流信号进行计算产生差值信号,检测并分析电路的电流信号是否处于上升状态,形成对电流信号的变化进行监测的效果,并利用差值信号将控制处理电路导通,利用控制处理电路分析出电流信号是否有引起电路发生短路的现象,并在分析出电路即将发生短路时,利用电流信号加速导通继电器,形成对供电电源的保护,进一步保证了电流信号检测的准确性;
(2)输出器与控制处理电路分别对电流信号进行的计算处理与比较处理,避免了电流信号的幅值在因供电电源的影响而瞬时变化超过阈值,导致供电电源受到电流变化的影响而损坏,也提供了对MR眼镜的供电电源的新的有效保护方式。
附图说明
图1为本发明的电路原理图。
具体实施方式
为有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效,在以下配合参考附图1对实施例的详细说明中,将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容,均是以说明书附图为参考。
下面将参照附图描述本发明的各示例性的实施例。
一种MR眼镜供电保护电路,应用在MR眼镜里的供电电源的输出端上,所述保护电路包括电流检测电路、控制处理电路,所述供电电源指的是MR眼镜的蓄电池,多为锂电池。
所述电流检测电路包括电流传感器U1、滤波器、输出器,所述电流检测电路利用电流传感器U1检测电路在工作时的电流信号,电流传感器U1采用霍尔电流传感器来进行检测,霍尔电流传感器为现有技术,在此不多做赘述,检测到的电流信号利用滤波器中的电阻R1、电容C1、电容C2进行π型滤波,滤除电流信号中所夹带的干扰信号如电源在供电时所产生的干扰信号,避免干扰信号对电流信号的准确性产生影响,利用运放器U2A对电流信号进行补偿放大,使得电流信号恢复至未进行滤波时的幅值大小,电流信号传输至输出器上,利用电容C3将电流信号传输至三极管Q1、三极管Q2上,提高电流信号的响应能力,并利用二极管D1、二极管D2来抑制电流信号产生交越失真,利用双向稳压管D3来抑制浪涌现象的产生,同时避免了电流信号的幅值在因供电电源的影响而瞬时变化超过阈值,进而导致保险丝熔断的现象发生,并利用电阻R15和电容C5将引起浪涌现象的部分电流信号的幅值泄放至地,保证MR眼镜在使用时的安全性,并避免影响到运放器U4A对电流信号的运算,同时利用电阻R11和电容C8将电流信号进行延时并存放在运放器U4A的反相端上(延时至下一电流信号被传输至运放器U4A的同相端上),运放器U4A输出这一时刻的电流信号与上一时刻的电流信号的差值,并将差值信号经MOS管Q6进行放大,当放大后的差值信号不能将二极管D7导通时,表明电流信号的幅值不处在上升的状态,电路没有发生短路的危险,当放大后的差值信号将二极管D7导通时,表明电流信号的幅值在上升,则放大后的差值信号经电容C9、二极管D7传输至双向触发二极管D8上,双向触发二极管D8将放大后的差值信号传输至控制处理电路上,同时将电流信号传输至控制处理电路。
所述滤波器包括电阻R1,电阻R1的一端分别连接电流传感器U1的2引脚、电容C1的一端,电阻R1的另一端分别连接电容C2的一端、运放器U2A的同相端,运放器U2A的反相端分别连接电阻R3的一端、电阻R4的一端,运放器U2A的输出端与电阻R4的另一端相连接,电阻R3的另一端分别连接电容C2的另一端、电容C1的另一端、电流传感器U1的3引脚并连接地,电流传感器U1的1引脚连接正极性电源VCC。
所述输出器包括电容C3,电容C3的一端与滤波器中的运放器U2A的输出端相连接,电容C3的另一端分别连接电阻R6的一端、二极管D1的正极、三极管Q1的基极,三极管Q1的集电极分别连接电阻R6的另一端、MOS管Q6的漏极、滤波器中的电流传感器U1的1引脚并连接正极性电源VCC,三极管Q1的发射极分别连接三极管Q2的发射极、电阻R8的一端、双向稳压管D3的一端、电阻R11的一端,双向稳压管D3的另一端与电阻R15的一端相连接,电阻R15的另一端与电容C5的一端相连接,电阻R8的另一端分别连接地电阻R9的一端、运放器U4A的同相端,运放器U4A的反相端分别连接电阻R17的一端、电容C8的一端、电阻R11的另一端,运放器U4A的输出端分别连接电阻R17的另一端、电阻R14的一端,电阻R14的另一端与MOS管Q6的栅极相连接,MOS管Q6的源极分别连接电阻R18的一端、二极管D7的正极,二极管D7的负极分别连接双向触发二极管D8的一端、电容C9的一端,电容C9的另一端分别连接电阻R18的另一端、电容C5的另一端、三极管Q2的集电极、电阻R7的另一端、电容C8的另一端、滤波器中的电容C2的另一端并连接地。
所述控制处理电路利用双向触发二极管D8传输过来的放大后的差值信号将晶闸管Q5导通,电流信号分别利用晶闸管Q5、晶闸管Q4进行接收,晶闸管Q5将把电流检测电路传输过来的电流信号传输至运放器U5A上,运放器U5A将电流信号与电阻R12和电阻R13分压提供的标准信号进行比较,所述标准信号为电流阈值,双向稳压管D4则用来加速比较结果的转化,当运放器U5A输出的比较结果未将二极管D5导通时,表明电路在工作时的电流虽在上升,但还处于安全状态,所述电路为保证MR眼镜正常工作的电路,而当运放器U5A输出的比较结果将二极管D5导通时,表明电路在工作时的电流不处于安全状态,易有短路现象的发生,此时二极管D5通过电阻R16、电容C6、双向触发二极管D6将晶闸管Q4导通,晶闸管Q4则将电流信号经电阻R2、电容C7将三极管Q3加速导通,三极管Q3则快速将继电器导通,继电器则立即断开电路与供电电源之间的连接,以形成对供电电源的保护,其中继电器在电路的工作电流恢复正常时重新恢复供电电源与电路的连接。
所述控制处理电路包括运放器U5A,运放器U5A的同相端与晶闸管Q5的阴极相连接,晶闸管Q5的阳极分别连接电流检测电路中的电阻R8的一端、晶闸管Q4的阳极,晶闸管Q5的控制极与电流检测电路中的双向触发二极管D8的另一端相连接,运放器U5A的反相端分别连接电阻R13的可调端、电阻R13的上端、电阻R12的一端、双向稳压管D4的一端,电阻R12的另一端分别连接电阻R10的一端、电流检测电路中的电阻R6的另一端并连接正极性电源VCC,运放器U5A的输出端分别连接二极管D5的正极、双向稳压管D4的另一端,二极管D5负极与电阻R16的一端相连接,电阻R16的另一端分别连接电容C6的一端、双向触发二极管D6的一端,双向触发二极管D6的另一端与晶闸管Q4的控制极相连接,晶闸管Q4的阴极分别连接电阻R2的一端、电容C7的一端,电容C7的另一端分别连接电阻R2的另一端、三极管Q3的基极,三极管Q3的集电极分别连接继电器、电阻R10的另一端,三极管Q3的发射极与电阻R19的一端相连接,电阻R19的另一端分别连接电阻R13的下端、电容C6的另一端、电流检测电路中的电容C5的另一端并连接地。
本发明在进行具体使用的时候,所述电流检测电路包括电流传感器U1、滤波器、输出器,所述电流检测电路将检测到的电流信号利用滤波器中的电阻R1、电容C1、电容C2进行π型滤波,滤除电流信号中所夹带的干扰信号如电源在供电时所产生的干扰信号,利用运放器U2A对电流信号进行补偿放大,并将电流信号传输至输出器上,利用电容C3将电流信号传输至三极管Q1、三极管Q2上,并利用二极管D1、二极管D2来抑制电流信号产生交越失真,利用双向稳压管D3来抑制浪涌现象的产生,保证MR眼镜在使用时的安全性,同时利用电阻R11和电容C8将电流信号进行延时并存放在运放器U4A的反相端上,运放器U4A输出这一时刻的电流信号与上一时刻的电流信号的差值,并将差值信号经MOS管Q6进行放大,当放大后的差值信号将二极管D7导通时,表明电流信号的幅值在上升,则放大后的差值信号经电容C9、二极管D7传输至双向触发二极管D8上,双向触发二极管D8将放大后的差值信号传输至控制处理电路上,同时将电流信号传输至控制处理电路,所述控制处理电路利用双向触发二极管D8将晶闸管Q5导通,电流信号分别利用晶闸管Q5、晶闸管Q4进行接收,晶闸管Q5将把电流检测电路传输过来的电流信号传输至运放器U5A上,运放器U5A将电流信号与电阻R12和电阻R13分压提供的标准信号进行比较,双向稳压管D4则用来加速比较结果的转化,当运放器U5A输出的比较结果未将二极管D5导通时,表明电路在工作时的电流虽在上升,但还处于安全状态,而当运放器U5A输出的比较结果将二极管D5导通时,表明电路在工作时的电流不处于安全状态,易有短路现象的发生,此时二极管D5通过电阻R16、电容C6、双向触发二极管D6将晶闸管Q4导通,晶闸管Q4则将电流信号经电阻R2、电容C7将三极管Q3加速导通,三极管Q3则快速将继电器导通,继电器则断开电路与供电电源之间的连接,以形成对供电电源的保护。
通过设置电流传感器U1检测电路在工作时的电流信号,利用滤波器对电流信号进行滤波,滤除电流信号中所夹带的干扰信号如电源在供电时所产生的干扰信号,避免干扰信号对电流信号的准确性产生影响,提高电流信号的准确性,并利用输出器对电流信号进行计算产生差值信号,检测并分析电路的电流信号是否处于上升状态,形成对电流信号的变化进行监测的效果,并利用差值信号将控制处理电路导通,利用控制处理电路分析出电流信号是否有引起电路发生短路的现象,并在分析出电路即将发生短路时,利用电流信号加速导通继电器,形成对供电电源的保护,进一步保证了电流信号的准确性,输出器与控制处理电路分别对电流信号进行的计算处理与比较处理,避免了电流信号的幅值在因供电电源的影响而瞬时变化超过阈值,导致供电电源受到电流变化的影响而损坏的问题出现,也提供了对MR眼镜的供电电源的有效保护方式。