[發明專利]用于海底原位觀測的電源智能管理電路

有效

• 申請號: 201410102459.2
• 申請日: 2014-03-19
• 公開（公告）號: CN103887870A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 趙鐵虎;胡剛;章雪挺;梅賽;齊君;曾凡宗;單瑞
• 申請（專利權）人: 青島海洋地質研究所
• 主分類號: H02J7/36
• 分類號: H02J7/36
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 萬桂斌

技術領域

本發明屬于海洋觀測技術的電源分配與管理技術領域，具體涉及一種基于智能芯片控制多個電池為多個電子設備提供選擇性供電的電路。

背景技術

為了更深入的調查海洋環境參數，越來越多的海洋探測設備被部署在海面、水體、海底進行長期觀測，而限制電子設備長期運轉的主要瓶頸就是電能，所以如何高效地運用電能顯得越來越突出。對于部署在海底的海洋探測設備而言，在潮汐能電池、氫燃料電池、海水電化學原電池等技術尚不成熟完善的情況下，一次性干電池仍是首要選擇。如果采用目前商業化產品中最大儲能的一次性干電池，對于某些耗能較大的探測設備而言，電池密封倉的體積會非常大，這對整體設備的加工、安裝以及布放、回收，會造成很大程度的影響。

目前的一種新思路是采用多桶電池分布式供電，既在機械設計上解決了重量分布問題，又避免了電池一旦出現故障對系統的致命性影響。但目前尚缺乏一種專門的水下電源管理電路，對多組電源輸入進行智能化判斷、選擇、分配，并控制多路探測設備或傳感器的供電。這一技術空白限制了海洋長期觀測技術的發展。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于智能控制芯片的多個電池輪換為多個電子設備提供選擇性供電的電路，以克服海洋長期觀測平臺所用水下電池不能高效、長期供應的難題。

本發明的用于海底原位觀測的電源智能管理電路，包括電池選擇開關電路、供電選擇開關電路、降壓穩壓電路、備用電源切換電路、主控電路，電池選擇開關電路、供電選擇開關電路、降壓穩壓電路、備用電源切換電路分別與主控電路之間電連接；電池選擇開關電路通過MOS管電路來實現對供電電池組的選擇，同時對電池的電壓進行分壓，供主控電路采集；供電選擇開關電路通過MOS管電路對電子設備的供電進行管理；降壓穩壓電路給其他電路及其外圍設備供電；備用電源切換電路的當備用電池電壓大于主電池電路電壓時，備用電池給本電路系統供電，當備用電池電壓小于主電池電路電壓時，主電池給本系統供電，進行主電源與備用電源的自動切換，實現系統的無縫供電；主控電路采集電池組的電壓獲得電池組電壓，控制電池的供電開關和電子設備的供電開關，與上位機通過串口進行通訊獲得上位機指令。

電池選擇開關電路的主要功能是通過MOS管電路來實現對供電電池組的選擇，同時對電池的電壓進行分壓，供主控電路采集。所述的電池選擇開關電路包括電池Power1、P溝道增強型MOSFETQ1、發光二極管LED1、NPN三級管Q2、電解電容C13、二極管D1、瓷片電容C1、五個電阻R28、R34、R44、R2和R-1；電池Power1的正極串接電阻R28、R34接地；Power1的正極與電阻R28的公共端連接電解電容C13的正極，電解電容C13的負極接地；Power1的正極、電阻R28與電解電容C13的正極的公共端串接電阻R2連接到NPN三級管Q2的集電極，電阻R2與NPN三級管Q2的集電極的公共端連接到MOSFETQ1的柵極，Power1的正極、電阻R28、電解電容C13的正極與電阻R2的公共端連接到Q1的源極，NPN三級管Q2的基極串接瓷片電容C1接地，NPN三級管Q2的基極與瓷片電容C1的公共端連接電阻R44，NPN三級管Q2的發射極接地；MOSFETQ1的漏極連接二極管D1的陽極，MOSFETQ1的漏極與D1陽極的公共端連接到電阻R-1，R-1的另一端連接到LED1的陽極，LED1的陰極接地；Power1的負極接地。

供電選擇開關電路的主要功能是通過MOS管電路對電子設備的供電進行管理；降壓穩壓電路的主要功能是通過一級電源轉換芯片IC1輸出一個+5V電壓給其他電路供電，通過二級電源芯片IC2輸出一個+3.3V電壓給單片機及其外圍設備供電。所述的供電選擇開關電路模塊包括P溝道增強型MOSFETQ9、NPN三級管Q20、瓷片電容C5、兩個電阻R10和R43；Q9的源極串接電阻R10連接到Q20的集電極，電阻R10與Q20的集電極的公共端連接到Q9的柵極，Q9的漏極連接到OUT1的1腳連接，OUT1的2腳接地；Q20的發射極接地，Q20的基極串接瓷片電容C5接地，Q20的基極與瓷片電容C5的公共端連接到電阻R43的一端。