[發明專利]一種多功能水下感應耦合充電系統

在審

• 申請號: 201410620807.5
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN104362768A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 于海濱;盛慶華;周巧娣;陳葉銘
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 韓洪

技術領域

本發明屬于信息技術領域，特別地涉及一種多功能水下感應耦合充電系統。

背景技術

21世紀是海洋的世紀，人類正迎來開發海洋、利用海洋的新時代。而在海洋資源的開發過程中，絕大多數情況下均需要使用不同類型的水下探測取樣裝備。目前，按照裝備與水面支持設備(母船或平臺)間聯系方式的不同，水下探測取樣裝備可以分為有纜和無纜兩大類。但是考慮到纜長、纜重、纜的承重能力以及機械強度和電氣特性等因素，有纜探測取樣裝備的活動范圍和工作效率受到很大限制。而無纜自治式探測取樣裝備(如自治水下機器人AUV、Argo浮標等)由于與母船或平臺之間無任何物理連接，不會受到電纜限制，可適應于更加廣闊的海域和更復雜的水下環境，它代表了水下探測取樣技術的未來發展方向。

但是，能源補給問題卻成為制約水下無纜探測取樣裝備性能發揮的重要因素，亟需一種對接簡便、安全可靠、使用壽命長并且成本低廉的電能傳輸方案，使得無纜探測取樣裝備可直接在水下完成自主充電，并在充電完成后自動開始下一個任務周期，從而在省去大量繁瑣的回收與布放工作的同時，大幅提升水下無纜探測取樣裝備的自主性、安全性和作業效率。現有的水下無線充電系統的功率較低，常常忽略對電壓、電流以及功率芯片溫度的測量，既不能高效的完全充電任務，也不能保證設備的安全運行，因而一種多功能水下感應耦合充電系統的研究和發展就顯得尤其重要。

故，針對目前現有技術中存在的上述缺陷，實有必要進行研究，以提供一種方案，解決現有技術中存在的缺陷，避免造成。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種多功能水下感應耦合充電系統，通過耦合模塊實現無線充電，同時主控制芯片實時測量輸入電壓電流、功率芯片溫度，接收輸出電壓電流數據極大的提高了水下感應耦合充電系統的穩定性。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種多功能水下感應耦合充電系統，包括水下工作站、供電端、設備端和耦合器，所述供電端進一步包括第一主控模塊、第一通信模塊、光電隔離模塊、逆變模塊、第一電壓測量模塊、第一電流測量模塊、溫度測量模塊、散熱模塊和第一電源模塊，所述設備端進一步包括第二主控模塊、第二通信模塊、整流模塊、第二電壓測量模塊、第二電流測量模塊和第二電源模塊，其中第一主控模塊和第二主控模塊采用STM32用于對監測到的信號進行分析、變換等操作；第一通信模塊和第二通信模塊采用MAX3232芯片，用于實現以串口為通信方式與PC機進行通信，實時發送和接收信息；所述光電隔離模塊采用PS2815光電隔離芯片，起到保護電路的作用；逆變模塊采用IR2110驅動芯片和IRFP460芯片，用于實現直流變交流；電壓測量模塊采用維博WBV342D01測壓模塊完成對供電電壓的測量；電流測量模塊采用ACS758芯片和LM358放大器完成對供電電流的測量；溫度測量模塊主要采用MLX90614非接觸式紅外測溫芯片對功率芯片進行溫度測量；整流模塊由快恢復二極管DSEP29完成交流電轉直流電的功能；水下工作站將300VDC傳輸到供電端中的逆變模塊，通過逆變電路將直流電轉換成交流電，之后通過耦合器其中一個線圈，利用電磁感應原理，在耦合器的另一個線圈中產生交流電，此交流電通過整流模塊中的整流電路，轉換成可以給設備充電的直流電，供電端的溫度測量模塊測量電源器件的溫度，控制散熱模塊工作，設備端的第一電壓測量模塊和第一電流測量模塊測量分別測量供電端的電壓電流，設備端的第二電壓測量模塊和第二電流測量模塊分別測量設備端的電壓電流，測量信號通過由光電隔離電路保護的通信模塊通過RS232傳輸到上位機。