[實用新型]海底觀測網絡的不間斷電源管理系統

有效

• 申請號: 201220286203.8
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN202679060U
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 杜立彬;呂斌;李正寶;吳承璇;祁國梁;曲君樂;王章軍;賀海靖;張浩;楊倩;王秀芬;劉杰;雷卓
• 申請（專利權）人: 山東省科學院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: H02J9/06
• 分類號: H02J9/06;H02J7/00
• 代理公司: 青島聯智專利商標事務所有限公司 37101
• 代理人: 邵新華

技術領域

本實用新型屬于海洋觀測系統技術領域，具體地說，是涉及一種用于對海底觀測網絡的電源系統實現監控與維護的控制管理系統。

背景技術

海底觀測網絡系統可提供多要素、多學科的長期實時觀測，可應用于包括基礎科學研究、資源與能源、勘探開發利用、災害與環境保護、航海等方面的研究工作，滿足對海底、水體和海面各種參數要素的觀測需求。

海底觀測網絡系統中電能是海底觀測網絡的命脈，沒有電能整個系統就不能運轉。當海底觀測網絡系統由于故障等原因導致主電網斷開時，海底觀測網絡中的儀器和設備將會停止運行，觀測數據將會中斷，整個網絡將陷入癱瘓狀態。為了保證海底觀測網絡的正常運行，在系統接駁盒中往往設置有后備電池組作為不間斷電源，以確保海底觀測的長期性和連續性，進而為深海科研工作提供完整的數據。

為了實現海底觀測網絡的不間斷供電，需要設計出完善的主電源與后備電源切換控制電路、充電電路和電源參數檢測電路。而目前市場上針對海底觀測網絡還沒有完善的不間斷電源管理系統，因而無法滿足海底觀測網絡長期正常運行的應用需求。

發明內容

本實用新型針對海底觀測網絡提供了一種不間斷電源管理系統，滿足了海底觀測網絡長期正常運行的應用需求。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案予以實現：

一種海底觀測網絡的不間斷電源管理系統，包括對主電源輸出的直流高壓進行降壓變換的降壓模塊、后備電源以及中央處理器；所述降壓模塊的輸出端通過第一開關的開關通路一方面連接一顆二極管的陰極，所述二極管的陽極連接所述的后備電源，另一方面輸出供電電源至所述的中央處理器以及海底觀測網絡中的節點電路控制板；通過所述降壓模塊和后備電源輸出的直流電源分別通過電壓檢測電路和電流檢測電路進行采樣后，輸出檢測信號至所述的中央處理器，所述中央處理器輸出控制信號至第一開關的控制端。

為了實現對后備電源的充電蓄能，以確保在主電源故障時，后備電源中能夠存儲有充足的電能滿足海底觀測網絡中各儀器、設備的用電需求，所述降壓模塊的輸出端通過第三開關的開關通路連接所述的后備電源，所述中央處理器輸出控制信號至第三開關的控制端，在主電源正常且后備電源欠壓時，控制第三開關導通，利用主電源為后備電源充電。

進一步的，所述降壓模塊的輸出端通過第三開關的開關通路連接一逆變電路的輸入端，所述逆變電路的輸出端連接充電電路，通過充電電路輸出充電電流至所述的后備電源。

優選的，所述后備電源優選采用鋰電池組，其輸出的直流電壓的幅值等于降壓模塊輸出的直流電壓的幅值。

為了實現對后備電源工作溫度異常狀況的檢測，優選在所述后備電源上連接一熱敏電阻，通過熱敏電阻檢測后備電源的溫度，并輸出檢測信號至所述的中央處理器。

又進一步的，所述電壓檢測電路、電流檢測電路和熱敏電阻分別連接模數轉換器，通過模數轉換器將模擬量的檢測信號轉換成數字信號輸出至所述的中央處理器。

為了滿足中央處理器與節點電路控制板的不同供電需求，優選將所述降壓模塊的輸出端通過第一開關分別與兩個直流-直流轉換器的輸入端對應連接，其中一個直流-直流轉換器的輸出端通過第二開關的開關通路連接節點電路控制板的供電端，所述第二開關的控制端接收中央處理器輸出的控制信號；另外一個直流-直流轉換器的輸出端通過第四開關的開關通路連接中央處理器的供電端，所述第四開關的控制端接收節點電路控制板輸出的控制信號。

再進一步的，在所述第四開關的開關通路與中央處理器的供電端之間還連接有一穩壓電路，穩壓生成中央處理器所需的供電電源；優選的，所述第一開關、第二開關和第四開關優選采用常閉開關，以減少開關的動作次數。

優選的，所述中央處理器優選通過串口通訊芯片與所述的節點電路控制板進行串口通信，傳輸控制信號。

更進一步的，在所述中央處理器中內置有以太網控制器，連接以太網接口，所述以太網接口連接以太網交換機，并通過所述以太網交換機與海岸基站連接通訊，以滿足海岸基站與中央處理器之間的遠距離通信要求。

與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果是：本實用新型針對海底觀測網絡節點系統的長期不間斷供電需求而專門設計了一種不間斷電源管理系統，此電源管理系統可以實時監測電源系統參數，能夠根據系統異常狀況快速主動地在主電源與后備電源之間進行切換控制，并可根據海岸基站發出的指令對電源管理系統進行故障應急處理，從而在最大程度上維持了海底觀測網絡系統的正常運轉，降低了系統的維護成本。