武警超短波手持电台充电装置的制作方法

本实用新型涉及通用充放电接口技术领域，具体涉及一种武警超短波手持电台充电装置。

背景技术：

武警部队在执勤处突过程中，需要进行各种形式手段的通信保障，而超短波手持台是应用非常广泛的装备之一。在实际执行通信保障任务时发现，现有超短波手持台在使用过程中存在以下3个缺点：

（1）超短波手持台GP338除了存在超短波通信通信距离短，信号容易被遮蔽遮挡问题外，手持台自身也存在充电保障困难的问题。在通信保障过程中，手持台电池一般需要一天充电一次，如果使用频繁甚至需要一天多充，而手持台自带座充或者集群充电器由于体积大、特定接口，导致在进行充电时极不方便，给通信保障造成很多困难。

（2）在执行任务时，由于使用超短波手持台的人员层次多、数量大，使用频繁，手持台配发数量较多，这样容易造成在任务中混淆各自手持台，手持台管控困难。

（3）在通信保障任务中，使用的通信装备多、保障时间长，由于超短波手持台体积较小，在使用过程中如果丢失，不容易找回。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种武警超短波手持电台充电装置，通过该充电装置能够利用标准5V直流电源向武警超短波手持电台的电池进行充电，极大地方便了手持台的使用。

本实用新型的技术方案为：

武警超短波手持电台充电装置，包括控制单元、充电逆变单元和供电单元。供电单元向控制单元提供5V直流稳压供电，控制单元控制充电逆变单元利用外接的5V直流电源向武警超短波手持电台的电池充电。

具体的，充电装置包括输出逆变单元。控制单元控制输出逆变单元将武警超短波手持电台的电池中所储电能以5V直流电源输出。

具体的，控制单元包括便携电源微控制器U6及其外围电路。

具体的，充电逆变单元包括充电端口USB1、储能电感L1、整流器D1、分压电阻R5、分压电阻R10、电容C26、输入滤波电容C5、分压电阻R6、泄放电阻R11、场效应管Q2~Q3、电容C7~C9、高精度电阻R1和高精度电阻R7。储能电感L1和整流器D1串联接在充电端口USB1与充电逆变单元的输出端P1+之间，输出端P1+外接武警超短波手持电台的电池，分压电阻R5和分压电阻R10串联接在充电端口USB1与地之间，分压电阻R5和分压电阻R10的串联节点接便携电源微控制器U6的输入检测端DC DET，电容C26接在分压电阻R5和分压电阻R10的串联节点与地之间，输入滤波电容C5接在充电端口USB1与地之间，场效应管Q2~Q3的栅极经分压电阻R6接便携电源微控制器U6的脉宽输出端PWM，场效应管Q2~Q3的源极接储能电感L1和整流器D1的串联节点，场效应管Q2~Q3的漏极接地，泄放电阻R11接在场效应管Q2~Q3的栅极与地之间，电容C8和C9分别接在输出端P1+与地之间，高精度电阻R1和高精度电阻R7串联接在输出端P1+与地之间，电容C7接在高精度电阻R1和高精度电阻R7的串联节点与地之间，高精度电阻R1和高精度电阻R7的串联节点接便携电源微控制器U6的电池检测端BAT。

具体的，输出逆变单元包括直流一体化变换芯片U2、储能电感L2、放电端口USB2、反馈电容C1、输入滤波电容C6、分压电阻R8、分压电阻R2、分压电阻R9、电阻R4、输出滤波电容C2~C4、检测保护电阻R13和电阻R12。直流一体化变换芯片U2的型号为SY8113。反馈电容C1和储能电感L2串联接在直流一体化变换芯片U2的脚1与放电端口USB2之间，反馈电容C1和储能电感L2的串联节点接直流一体化变换芯片U2的脚6，直流一体化变换芯片U2的脚5外接武警超短波手持电台的电池，输入滤波电容C6接在直流一体化变换芯片U2的脚5与地之间，直流一体化变换芯片U2的脚4接便携电源微控制器U6的输入保护端OUT-EN，分压电阻R8接在直流一体化变换芯片U2的脚4与地之间，分压电阻R2和分压电阻R9串联接在放电端口USB2与地之间，分压电阻R2和分压电阻R9的串联节点接直流一体化变换芯片U2的脚3，输出滤波电容C2~C4分别接在放电端口USB2与地之间，放电端口USB2通过电阻R4接便携电源微控制器U6的输出自动检测端AUTO KEY，放电端口USB2经检测保护电阻R13接地，放电端口USB2经电阻R12接便携电源微控制器U6的输出检测端O-CUR。

具体的，充电装置包括电量显示单元。电量显示单元包括四个指示灯LED1~LED4，四个所述指示灯LED1~LED4分别接便携电源微控制器U6的输出端。

具体的，充电装置包括近场通信单元NFC。近场通信单元NFC用于对充电装置进行电子识别。

具体的，充电装置包括无线射频防丢单元。无线射频防丢单元包括设置在充电装置上的发射器和与所述发射器相适配的接收器，发射器由供电单元供电。

具体的，充电装置包括照明单元。照明单元包括场效应管Q1、电阻R16、电阻R14、电阻R30和灯珠LED5。场效应管Q1的栅极经电阻R16接便携电源微控制器U6的电量显示公共端LED-EN，场效应管Q1的源极经电阻R14和灯珠LED5接输出逆变单元的5V直流输出端，场效应管Q1的漏极接地，电阻R30接在场效应管Q1的栅极与地之间。

本实用新型的有益效果：本实用新型的控制单元和充电逆变单元利用标准5V直流电源实现了向武警超短波手持电台的电池充电，解决了现有技术依靠特定接口向武警超短波手持电台电池充电的问题，极大地方便了手持台的使用。本实用新型设置了输出逆变单元，能够利用输出逆变单元的放电端口USB2将武警超短波手持电台电池中的储能向外输出，提高了电池电能的使用效率。使用者通过观察电量显示单元能够方便快捷地获知电池的当前电量情况，提早做好充电工作或合理安排电能使用，为后续工作做好准备。利用近场通信单元NFC能够将手持台使用者的身份信息写入，避免混淆手持台，解决了手持台管控困难的问题。无线射频防丢单元能够在发射器与接收器距离超出预定距离时及时发出告警，提醒使用者潜在的丢失可能；在搜寻丢失的手持台时，当发射器与接收器处于信号接收范围内时，能够及时发出告警，提醒使用者仔细搜寻该区域，帮助使用者尽快找到丢失的手持台。综上所述，该实用新型在进行通信保障任务中，实现了超短波手持台保障的以下几个优点：

1.通过转换充电接口，采用统一的充电接口，方便快捷的实现对超短波手持台的充电功能，同时由于手持台具有放电功能，可以实现手持台之间或者手持台对其他设备的充电功能，有效解决了在执行通信保障任务时，用电保障难的问题。

2.通过在手持台上加入LED照明功能，实现了手持台在夜间使用时的一装多用功能。

3.通过加入电子识别标签功能，有效解决了手持台在高频率、多人次使用时混淆的问题。

4.通过在手持台上加入防丢失功能，解决在超短波手持台在使用过程中容易丢失的问题，提高了装备的安全可靠性和实用性。

附图说明

图1为本实用新型的组成示意图。

图2为本实用新型中控制单元的电路原理图。

图3为本实用新型中充电逆变单元的电路原理图。

图4为本实用新型中输出逆变单元的电路原理图。

图5为本实用新型中电量显示单元的电路原理图。

图6为本实用新型中供电单元的电路原理图。

图7为本实用新型中照明单元的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，实施例的充电装置包括控制单元、充电逆变单元、输出逆变单元和供电单元。供电单元向控制单元提供5V直流稳压供电，控制单元控制充电逆变单元利用外接的5V直流电源向武警超短波手持电台的电池充电。控制单元控制输出逆变单元将武警超短波手持电台的电池中所储电能以5V直流电源输出。实施例中的控制单元为HR7P155型便携电源微控制器U6及其外围电路，见图2，图2中端口P+接电池，按键开关K1是电量显示和照明灯控制按键。短按按键开关K1执行电量显示，长按按键开关K13秒钟则照明灯启动。供电单元的电路原理图见图6，图6中U3为低功耗三端集成稳压电路，型号HL71XX-5。供电单元为主控单元提供5V直流稳压供电，C12、C13是滤波电容，R15为供电电阻，端口P3+接便携电源微控制器U6的电源端VDD。

如图3所示，充电逆变单元包括充电端口USB1、储能电感L1、整流器D1、分压电阻R5、分压电阻R10、电容C26、输入滤波电容C5、分压电阻R6、泄放电阻R11、场效应管Q2~Q3、电容C7~C9、高精度电阻R1和高精度电阻R7。储能电感L1和整流器D1串联接在充电端口USB1与充电逆变单元的输出端P1+之间，输出端P1+外接武警超短波手持电台的电池，分压电阻R5和分压电阻R10串联接在充电端口USB1与地之间，分压电阻R5和分压电阻R10的串联节点接便携电源微控制器U6的输入检测端DC DET，电容C26接在分压电阻R5和分压电阻R10的串联节点与地之间，输入滤波电容C5接在充电端口USB1与地之间，场效应管Q2~Q3的栅极经分压电阻R6接便携电源微控制器U6的脉宽输出端PWM，场效应管Q2~Q3的源极接储能电感L1和整流器D1的串联节点，场效应管Q2~Q3的漏极接地，泄放电阻R11接在场效应管Q2~Q3的栅极与地之间，电容C8和C9分别接在输出端P1+与地之间，高精度电阻R1和高精度电阻R7串联接在输出端P1+与地之间，电容C7接在高精度电阻R1和高精度电阻R7的串联节点与地之间，高精度电阻R1和高精度电阻R7的串联节点接便携电源微控制器U6的电池检测端BAT。

当充电端口USB1外接5V直流电源时，5V直流电源通过充电端口USB1管脚1加在分压电阻R5、R10组成的分压电路的两端，分压得到约1.7V的电压接U6的输入检测端DC DET向控制单元提供电源接入信号，这时控制单元根据信号判断是否向电池充电，主控单元利用U6的脉宽输出端PWM输出脉宽调制信号，该脉宽调制信号通过分压电阻R6加在场效应管Q3和Q2的栅极，双管同步做开关动作，将直流电源变成脉冲电流，5V的输入电源通过储能电感L1、场效应管Q3和Q2到地，完成储能电感L1磁场能的存储，当场效应管Q2或Q3截止时储能电感L1磁场能的存储转变为左负右正的电场能，该电场能与5V电源叠加通过D1的整流，C8、C9滤波后向电池充电。R1、R2是高精度电阻，组成分压网络得到取样电压，送往主控单元，用来检测输出电压的高低。C7为消除脉冲干扰的电容，C5是输入滤波电容，R11是泄放电阻，Q2、Q3并联可增大充电电流。

如图4所示，输出逆变单元包括直流一体化变换芯片U2、储能电感L2、放电端口USB2、反馈电容C1、输入滤波电容C6、分压电阻R8、分压电阻R2、分压电阻R9、电阻R4、输出滤波电容C2~C4、检测保护电阻R13和电阻R12。直流一体化变换芯片U2的型号为SY8113。反馈电容C1和储能电感L2串联接在直流一体化变换芯片U2的脚1与放电端口USB2之间，反馈电容C1和储能电感L2的串联节点接直流一体化变换芯片U2的脚6，直流一体化变换芯片U2的脚5外接武警超短波手持电台的电池，输入滤波电容C6接在直流一体化变换芯片U2的脚5与地之间，直流一体化变换芯片U2的脚4接便携电源微控制器U6的输入保护端OUT-EN，分压电阻R8接在直流一体化变换芯片U2的脚4与地之间，分压电阻R2和分压电阻R9串联接在放电端口USB2与地之间，分压电阻R2和分压电阻R9的串联节点接直流一体化变换芯片U2的脚3，输出滤波电容C2~C4分别接在放电端口USB2与地之间，放电端口USB2通过电阻R4接便携电源微控制器U6的输出自动检测端AUTO KEY，放电端口USB2经检测保护电阻R13接地，放电端口USB2经电阻R12接便携电源微控制器U6的输出检测端O-CUR。

当负载插上放电端口USB2后，主控单元通过U6的自动检测端AUTO KEY的电平变化确定是否向放电端口USB2输出5V电源，同时主控单元通过U6的输入保护端OUT-EN输出高电平，加在U2的使能端第4脚上，U2开始启动工作，将从P2＋接口输入的电池的6.6—8.4V的电池电源转换成5V 1A电源输出。L2是储能电感，C1是反馈电容，C6是输入滤波电容，R8是分压电阻，R2和R9组成分压电路采样出电压送到U2的采样输入端第三脚，用来控制输出电压的稳定性，C2、C3、C4为输出滤波电容，用来平滑输出电压，减小电源的纹波系数。R13检测保护电阻，用来防止电源过载，主控单元通过R12检测到R13上的压降，如果电压高到一定值时，就将U6的输入保护端OUT-EN的电平置低，U2就停止输出；当检测电压低到一定值时，主控单元认为空载，控制输出逆变单元停止工作。

实施例中的充电装置还包括电量显示单元，见图5。电量显示单元包括四个指示灯LED1~LED4，四个所述指示灯LED1~LED4分别接便携电源微控制器U6的输出端。四个指示灯LED1~LED4对应显示电池电量的25%、50%、75%和100%。由主控单元对电池电量进行检测，并以检测结果控制指示灯LED1~LED4的显示。如图5所示，当显示0%的电量时LEDC低电平，LEDB低电平，LEDA低电平；当显示25%的电量时LEDC低电平，LEDB低电平，LEDA高电平；当显示50%的电量时LEDC低电平，LEDB电平与LEDA电平交替高低变化；当显示75%的电量时LEDC高电平，LEDB电平与LEDA电平交替高低变化；当显示100%的电量时LEDC、LEDB电平与LEDA电平交替高低变化。

实施例中的充电装置还包括近场通信单元NFC、无线射频防丢单元和照明单元。近场通信单元NFC用于对充电装置进行电子识别，利用近场通信单元NFC能够将手持台使用者的身份信息写入，避免混淆手持台。无线射频防丢单元包括设置在充电装置上的发射器和与发射器相适配的接收器，发射器由供电单元供电，接收器由手持台的使用者随身佩戴。当手持台超过使用者设定的距离时，接收机就会发出警音或者震动信号提示，可设安全范围0—30米。照明单元的电路原理图如图7所示，当照明功能开启后主控单元控制输出逆变单元启动将电池电源转换为稳定的5V直流电压，同时主控单元中U6的电量显示公共端LED-EN输出高电平信号，该高电平信号通过电阻R16加在场效应管Q1的栅极，Q1导通后5V直流电源通过电阻R14向灯珠LED5供电，此时灯珠LED5发光照明；主控单元收到关闭操作后U6的电量显示公共端LED-EN输出高低平信号，灯珠LED5熄灭，电阻R30为分压电阻。

实施例克服了超短波手持台充电保障困难、夜间使用照明问题以及由于手持台使用频繁、流动大所造成的手持台容易丢失的问题。通过采用集中方式保障与个人方式保障相结合的方法，重点突出个人自我保障，有效解决实际工作中的存在的问题。

以上所述实施方式仅为本实用新型的优选实施例，而并非本实用新型可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本实用新型原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。