一种支持电池切换的设备及供电方法与流程

1.本发明属于电子技术领域，具体涉及一种支持电池切换的设备及供电方法。


背景技术：

2.现阶段消费类观瞄/枪瞄红外成像仪普遍采用锂电池供电，锂电池供机器使用一段时间后存在电池电量耗尽而需要关机换有电的电池才能继续工作的问题，且此种现象在锂电池本身容量小或整机功耗高时表现得更鲜明，目前为了解决此类问题，行业内的做法时选用更大电池容量的电池或降低整机功耗。
3.但是，更换更大容量的电池，由于电池容量和电池尺寸相关，当电池尺寸固定的情况下电池容量不能无限增大，本质上无法解决此类问题；降低整机功耗，受限于电子元器件和整机功能，整机功耗不能大幅度降低，本质上也无法解决此类问题。
4.为解决此类问题及优化机器使用体验，在此提出一种支持电池切换的设备及供电方法，包括不限于消费类观瞄/枪瞄红外热成像仪领域。通过设计双电池自由切换电路及软件设计，可以实现双电池无优先级放电或优先级放电，能够实现在机器使用过程中拔掉任一电池而机器正常工作，从而解决需要频繁关机换有电的电池的操作，优化了客户使用体验，增加了产品竞争力。


技术实现要素：

5.针对上述提出的技术问题，本发明提供一种支持电池切换的设备及供电方法。
6.第一方面，本发明提供了一种支持电池切换的设备，包括：目镜、电池仓组件、电路板和镜头，所述电池仓组件的正负极通过引线与所述电路板相连；所述目镜与所述镜头之间设置所述电路板；
7.所述电池仓组件用于放置电池；
8.所述电路板上设置有电池切换电路，通过所述电池切换电路自动控制所述电池仓组件中的电池给整机供电。
9.具体地，所述切换电路包括至少两条电路支路，所述电路支路包括防反电路、电量检测电路、缓启动电路、肖特基二极管、理想二极管和电源切换芯片；
10.所述电路支路的连接方式为：所述防反电路、所述缓启动电路和所述理想二极管串联，所述电量检测电路连接在所述防反电路和所述缓启动电路之间，所述肖特基二极管并联在所述上理想二极管；
11.所述至少两条电路支路并联在所述电源切换芯片上。
12.具体地，所述电池切换电路的供电电源分别对应所述电池仓组件内各个电池仓，电池仓内的电池向对应的电路支路供电。
13.具体地，当所述电池仓组件中任一个电池仓装入电池，其余电池仓都没有装入电池时，所述电池切换电路控制所述任一个电池仓中的电池通过与所述任一个电池仓对应的防反电路、缓启动电路、理想二极管或肖特基二极管和电源切换芯片给整机供电。
14.具体地，当所述电池仓组件中的电池仓都装有电池时，所述电池切换电路根据需求选择其中一个电池仓中的电池进行放电，通过放电电池所在的电路支路给整机供电。
15.具体地，当所述电池仓组件中任一电池仓的电池被拔掉时，通过被拔掉的电池对应的电路支路中的电量检测电路判断所述被拔掉的电池是否是正在放电的电池；
16.当被拔掉的电池是正在放电的电池时，剩余电路支路中的电量检测电路在剩余电池仓中选择剩余电量最高的电池作为放电电池，并且通过剩余电量最高的电池所在电路支路的第一肖特基二极管蓄流继续给整机供电，随后判断剩余电量最高的电池所在的电路支路的第一理想二极管使能管脚en是否导通，当第一理想二极管使能管脚en导通时，供电电流由所述第一肖特二极管切换至所述第一理想二极管进行放电，当第一理想二极管使能管脚en没有导通时，继续通过第一肖特基二极管供电；
17.当所述被拔掉的电池不是正在放电的电池时，继续使用正在放电的电池放电。
18.具体地，当所述被拔掉的电池是正在放电的电池时，如果所述剩余电池仓中的电池电量一样时，在所述剩余电池仓中随机选择一个电池仓内的电池作为放电电池；
19.通过放电电池所在电路支路的第二肖特基二极管蓄流继续给整机供电，随后判断放电电池所在的电路支路的第二理想二极管使能管脚en是否导通，当第二理想二极管使能管脚en导通时，供电电流由所述第二肖特二极管切换至所述第二理想二极管进行放电，当第二理想二极管使能管脚en没有导通时，继续通过第二肖特基二极管供电。
20.第二方面，本发明还提供了一种支持电池切换的设备的供电方法，用于给上述任一项的支持电池切换的设备供电，该技术方案包括：
21.提供目镜、电池仓组件、电路板和镜头，所述电池仓组件的正负极通过引线与所述电路板相连；所述目镜与所述镜头之间设置所述电路板；
22.所述电池仓组件用于放置电池；
23.所述电路板上设置有电池切换电路，通过所述电池切换电路自动控制所述电池仓组件中的电池给整机供电。
24.第三方面，本发明提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有程序指令，其中，在程序指令运行时控制计算机存储介质所在设备执行上述任意一项的支持电池切换的设备。
25.第四方面，本发明提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述任意一项的支持电池切换的设备。
26.本发明公开一种支持电池切换的设备及供电方法，与现有技术相比，本发明的有益效果至少如下所述：
27.本发明克服了之前相关产品锂电池供机器使用一段时间后存在电池电量耗尽而需要关机换有电的电池才能继续工作和拔掉正在使用的电池就会导致关机的问题，支持双电池自由切换，机器在使用过程中可以拔掉任一电池而整机可以继续工作，从而可以不关机通过更换电池实现机器一直正常工作，且此电池自由切换电路创造性的进行使用理想二极管和肖特基二极管，优化了整机功耗损耗和进行了电池保护。通过设计双电池自由切换电路及软件设计，可以实现双电池无优先级放电或优先级放电，能够实现在机器使用过程中拔掉任一电池而机器正常工作，从而解决需要频繁关机换有电的电池的操作，优化了客户使用体验，增加了产品竞争力。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
29.图1为本发明的一种支持电池切换的设备的结构示意图；
30.图2为本发明的实施例中的电池切换电路的电路原理图。
具体实施方式
31.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明经行进一步的详细说明。显然，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术普通人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.需要说明，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
33.以电池仓组件包括两个电池仓为例对本发明进行说明。需要说明的是，本发明的电池仓组件至少包括两个电池仓。
34.图1所示是本发明提供的一种支持电池切换的设备的一个实施例的结构示意图。如图1所示，该设备包括：目镜10、电池仓1 20、电池仓2 30、电路板40和镜头50，电池仓1 20的正负极和电池仓2 30的正负极分别通过引线与电路板40相连；所述目镜10与所述镜头50之间设置所述电路板40。
35.电池仓1 20和电池仓2 30用于放置电池。
36.电路板40上设置有电池切换电路，通过电池切换电路自动切换电池仓1 20和/或电池仓2 30中的电池给整机供电。
37.目镜10是用于将显示的物像放大从而在明视距离处形成一个清晰的虚像；电池仓1 20和电池仓2 30是放电池的容器；电路板40为电子元器件的集合体，通过各种搭接设计可实现各种功能；镜头50用于接受和汇聚被测物体的红外辐射。
38.镜头50用于供光线通过，选用可见光镜头或红外镜头。
39.具体地，所述切换电路包括至少两条电路支路，所述电路支路包括防反电路、电量检测电路、缓启动电路、肖特基二极管、理想二极管和电源切换芯片；
40.所述电路支路的连接方式为：所述防反电路、所述缓启动电路和所述理想二极管串联，所述电量检测电路连接在所述防反电路和所述缓启动电路之间，所述肖特基二极管并联在所述上理想二极管；
41.所述至少两条电路支路并联在所述电源切换芯片上。
42.以两条电路支路为例对本发明技术方案进行说明，图2所示为本发明实施例中的
电池切换电路的电路原理图，通过电池切换电路实现拔掉任一电池而整机可以继续工作。
43.可根据用户需求使用任一电池优先放电或双电池一起供电，在插入双电池供电时，可任一拆卸其中某一电池而机器正常工作不断电。
44.第一电路支路包括防反电路1、电量检测电路1、缓启动电路1、肖特基二极管1和理想二极管1，第二电路支路包括防反电路2、电量检测电路2、缓启动电路2、肖特基二极管2和理想二极管2，电池切换电路还包括电源切换芯片；
45.第一电路支路的连接方式为：防反电路1、缓启动电路1和理想二极管1串联，电量检测电路连接在防反电路1和缓启动电路1之间，肖特基二极管1并联在上理想二极管1；
46.第二电路支路的连接方式为：防反电路2、缓启动电路2和理想二极管2串联，电量检测电路连接在防反电路2和缓启动电路2之间，肖特基二极管2并联在上理想二极管2；
47.第一电路支路和第二电路支路同时并联在电源切换芯片上。
48.外置电池即为装在电池仓中的电池，用于为机器提供电力，使机器正常运行；防反电路用于防反接电路，防止电池反接烧毁电路板或其它问题；电量检测电路用于实时检测电池电量；缓启动电路，起到缓启动作用，防抖动延时上电和控制机器输入电流的上升斜率和幅值；理想二极管，当以正向偏压施加电压时(以图2为例，正向偏压的方向为从左到右)，其性能类似于理想导体，而当以反向偏压施加电压时(以图2为例，反向偏压的方向为从右到左)，其性能类似于理想的绝缘体，可以人为的通过en(使能)控制理想二极管的开启或关闭；肖特基二极管，在本实施例中的作用是蓄流作用；电源切换芯片，用于实现电池和usb供电时的电源切换功能，判断选择使用何种电源供电。
49.电源切换芯片的作用是用于电池和usb供电的切换，当检测到usb插入供电时，自动断开电池供电。
50.具体地，所述电池切换电路的供电电源分别对应所述电池仓组件内各个电池仓，电池仓内的电池向对应的电路支路供电。
51.具体地，当所述电池仓组件中任一个电池仓装入电池，其余电池仓都没有装入电池时，所述电池切换电路控制所述任一个电池仓中的电池通过与所述任一个电池仓对应的防反电路、缓启动电路、理想二极管或肖特基二极管和电源切换芯片给整机供电。
52.示例性地，当只有电池仓1中装入电池时，电池切换电路控制电池仓1中的电池通过防反电路1、缓启动电路1、理想二极管1或肖特基二极管1和电源切换芯片给整机供电；
53.当只有电池仓2中装入电池时，电池切换电路控制电池仓2中的电池通过防反电路2、缓启动电路2、理想二极管2或肖特基二极管2和电源切换芯片给整机供电。
54.具体地，当所述电池仓组件中的电池仓都装有电池时，所述电池切换电路根据需求选择其中一个电池仓中的电池进行放电，通过放电电池所在的电路支路给整机供电。
55.示例性地，当电池仓1和电池仓2中都装有电池时，电池切换电路根据需求选择电池仓1或电池仓2中的电池进行放电，通过放电电池所在的电路支路给整机供电。
56.根据用户需求，通过编程实现任一电池优先放电或双电池同时放电。
57.具体地，当所述电池仓组件中任一电池仓的电池被拔掉时，通过被拔掉的电池对应的电路支路中的电量检测电路判断所述被拔掉的电池是否是正在放电的电池；
58.当被拔掉的电池是正在放电的电池时，剩余电路支路中的电量检测电路在剩余电池仓中选择剩余电量最高的电池作为放电电池，并且通过剩余电量最高的电池所在电路支
路的第一肖特基二极管蓄流继续给整机供电，随后判断剩余电量最高的电池所在的电路支路的第一理想二极管使能管脚en是否导通，当第一理想二极管使能管脚en导通时，供电电流由所述第一肖特二极管切换至所述第一理想二极管进行放电，当第一理想二极管使能管脚en没有导通时，继续通过第一肖特基二极管供电；
59.当所述被拔掉的电池不是正在放电的电池时，继续使用正在放电的电池放电。
60.肖特基二极管的作用是蓄流作用。理想二极管的工作原理是，当以正向偏压施加电压时,其性能类似于理想导体，而当以反向偏压施加电压时，其性能类似于理想的绝缘体，可以人为通过en(使能)控制理想二极管的开启，开启后，电流才会从肖特基二极管切换至理想二极管。
61.示例性地，当电池仓1和电池仓2都装入电池时，电池仓1和电池仓2的电池都可以通过各自电路支路的防反电路
→
缓启动电路
→
理想二极管(肖基特二极管)
→
电源切换芯片给整机供电，此时，通过控制理想二极管的en(使能)来控制理想二极管的通断，即可以实现电池的自由切换功能，实现实时选择电池仓1或电池仓2的电池进行放电，如果拔掉任意一个电池仓的电池，均不会掉电。
62.示例性地，当正在使用电池仓1的电池给系统供电时，如果拔掉电池仓1的电池，电池仓2中的电池会马上通过肖特基二极管2蓄流给整机供电，通过电量检测电路2电池仓2电路支路的理想二极管2导通，肖特基二极管2不导通，以此来减小功耗损耗，系统依然可正常运行；如果拔掉电池仓2的电池，因为当前是电池1在放电，所以整机正常工作不受影响。反之，正在使用电池仓2的电池给系统供电的情况一样。
63.通过电池电量检测电路可实现电池是否在位检测及电压电压，根据所检测出的电压值来控制理想二极管打开或关闭。
64.具体地，当所述被拔掉的电池是正在放电的电池时，如果所述剩余电池仓中的电池电量一样时，在所述剩余电池仓中随机选择一个电池仓内的电池作为放电电池；
65.通过放电电池所在电路支路的第二肖特基二极管蓄流继续给整机供电，随后判断放电电池所在的电路支路的第二理想二极管使能管脚en是否导通，当第二理想二极管使能管脚en导通时，供电电流由所述第一肖特二极管切换至所述第二理想二极管进行放电，当第二理想二极管使能管脚en没有导通时，继续通过第二肖特基二极管供电。
66.示例性地，假如有3个电池仓a、b、c，a、b、c内分别有电池a、b、c，放电电池是a，当电池a被拔掉以后，在b和c中选择剩余电池电量最高的电池作为放电电池，若b和c剩余电池电量一样高，则从b和c中随机选择一个作为放电电池。
67.本发明的实施例还提供了一种支持电池切换的设备的供电方法，该技术方案包括：
68.提供目镜、电池仓组件、电路板和镜头，所述电池仓组件的正负极通过引线与所述电路板相连；所述目镜与所述镜头之间设置所述电路板；
69.所述电池仓组件用于放置电池；
70.所述电路板上设置有电池切换电路，通过所述电池切换电路自动控制所述电池仓组件中的电池给整机供电。
71.根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有程序指令，其中，在程序指令运行时控制计算机存储介质所在设备执行上述任意一
项的支持电池切换的设备。
72.根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行上述任意一项的支持电池切换的设备。
73.以上上述的实施例仅表达了本发明的实施优选方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种支持电池切换的设备，其特征在于，包括：目镜、电池仓组件、电路板和镜头，所述电池仓组件的正负极通过引线与所述电路板相连；所述目镜与所述镜头之间设置所述电路板；所述电池仓组件用于放置电池；所述电路板上设置有电池切换电路，通过所述电池切换电路自动控制所述电池仓组件中的电池给整机供电。2.根据权利要求1所述的一种支持电池切换的设备，其特征在于，所述切换电路包括至少两条电路支路，所述电路支路包括防反电路、电量检测电路、缓启动电路、肖特基二极管、理想二极管和电源切换芯片；所述电路支路的连接方式为：所述防反电路、所述缓启动电路和所述理想二极管串联，所述电量检测电路连接在所述防反电路和所述缓启动电路之间，所述肖特基二极管并联在所述理想二极管上；所述至少两条电路支路并联在所述电源切换芯片上。3.根据权利要求1所述的一种支持电池切换的设备，其特征在于，所述电池切换电路的供电电源分别对应所述电池仓组件内各个电池仓，电池仓内的电池向对应的电路支路供电。4.根据权利要求2所述的一种支持电池切换的设备，其特征在于，当所述电池仓组件中任一个电池仓装入电池，其余电池仓都没有装入电池时，所述电池切换电路控制所述任一个电池仓中的电池通过与所述任一个电池仓对应的防反电路、缓启动电路、理想二极管或肖特基二极管和电源切换芯片给整机供电。5.根据权利要求2所述的一种支持电池切换的设备，其特征在于，当所述电池仓组件中的电池仓都装有电池时，所述电池切换电路根据需求选择其中一个电池仓中的电池进行放电，通过放电电池所在的电路支路给整机供电。6.根据权利要求4所述的一种支持电池切换的设备，其特征在于，当所述电池仓组件中任一电池仓的电池被拔掉时，通过被拔掉的电池对应的电路支路中的电量检测电路判断所述被拔掉的电池是否是正在放电的电池；当所述被拔掉的电池是正在放电的电池时，剩余电路支路中的电量检测电路在剩余电池仓中选择剩余电量最高的电池作为放电电池，并且通过所述剩余电量最高的电池所在电路支路的第一肖特基二极管蓄流继续给整机供电，随后判断所述剩余电量最高的电池所在的电路支路的第一理想二极管使能管脚en是否导通，当所述第一理想二极管使能管脚en导通时，供电电流由所述第一肖特二极管切换至所述第一理想二极管进行放电，当所述第一理想二极管使能管脚en没有导通时，继续通过所述第一肖特基二极管供电；当所述被拔掉的电池不是正在放电的电池时，继续使用正在放电的电池放电。7.根据权利要求6所述的一种支持电池切换的设备，其特征在于，当所述被拔掉的电池是正在放电的电池时，如果所述剩余电池仓中的电池电量一样时，在所述剩余电池仓中随机选择一个电池仓内的电池作为放电电池；通过所述放电电池所在电路支路的第二肖特基二极管蓄流继续给整机供电，随后判断所述放电电池所在的电路支路的第二理想二极管使能管脚en是否导通，当所述第二理想二极管使能管脚en导通时，供电电流由所述第二肖特二极管切换至所述第二理想二极管进行
放电，当所述第二理想二极管使能管脚en没有导通时，继续通过所述第二肖特基二极管供电。8.一种支持电池切换的设备的供电方法，用于实现给如权利要求1至7任一项所述的支持电池切换的设备供电，其特征在于，提供目镜、电池仓组件、电路板和镜头，所述电池仓组件的正负极通过引线与所述电路板相连；所述目镜与所述镜头之间设置所述电路板；所述电池仓组件用于放置电池；所述电路板上设置有电池切换电路，通过所述电池切换电路自动控制所述电池仓组件中的电池给整机供电。9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有程序指令，其中，在所述程序指令运行时控制所述计算机存储介质所在设备执行权利要求1至7中任意一项所述的支持电池切换的设备。10.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至7中任意一项所述的支持电池切换的设备。

技术总结
本发明属于电子技术领域，公开了一种支持电池切换的设备及供电方法：包括目镜、电池仓1、电池仓2、电路板和镜头，目镜、电路板和镜头分别连接安装在机体上，电池仓1和电池仓2位于目镜两侧，电池仓1的正负极和电池仓2的正负极分别通过引线与电路板相连；电池仓1和电池仓2用于放置电池；电路板上设置有电池切换电路，通过电池切换电路自动切换电池仓1和/或电池仓2中的电池给整机供电。本发明的一种不需要关机可支持电池切换的设计，可单电池或双电池同时供电，实现不关机状态下更换电池，解决了红外热像行业由于整机功耗过大或电池容量受限而需要频繁关机更换有电电池的问题。限而需要频繁关机更换有电电池的问题。限而需要频繁关机更换有电电池的问题。


技术研发人员：黄晟 陈鑫 张明龙
受保护的技术使用者：武汉高德智感科技有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/10/11