[發(fā)明專利]一種用于海底觀測(cè)網(wǎng)的接駁盒供電系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810810791.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110752580B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李默竹;孫凱;秦寶成;于開(kāi)洋;任福琳;梁洪光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): H02H3/08
• 分類號(hào): H02H3/08;H02J9/06
• 代理公司: 沈陽(yáng)科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富

本發(fā)明涉及一種用于海底觀測(cè)網(wǎng)的接駁盒供電系統(tǒng)及方法，為海底觀測(cè)網(wǎng)接駁盒內(nèi)部的控制設(shè)備以及掛接在接駁盒外部的測(cè)量?jī)x器提供并分配所需電能。包括控制器、電源轉(zhuǎn)換電路、儲(chǔ)能電池組、電源分配電路、檢測(cè)及保護(hù)電路。控制器負(fù)責(zé)整個(gè)供電系統(tǒng)的運(yùn)行控制以及狀態(tài)監(jiān)視；電源轉(zhuǎn)換電路能將高壓電轉(zhuǎn)換為低壓電，供用電設(shè)備直接使用；儲(chǔ)能電池組可以在沒(méi)有外部電能輸入的情況下自動(dòng)為接駁盒的用電設(shè)備提供電能，維持系統(tǒng)運(yùn)行；電源分配、檢測(cè)以及保護(hù)電路能夠?qū)玉g盒上的用電設(shè)備進(jìn)行控制，實(shí)時(shí)檢測(cè)各回路的用電狀態(tài)，并提供硬件和軟件方面的保護(hù)措施，在出現(xiàn)過(guò)流、短路等故障時(shí)能夠準(zhǔn)確的判斷故障原因并及時(shí)做出響應(yīng)，確保接駁盒上設(shè)備的用電安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及海底觀測(cè)設(shè)備的供電，具體的說(shuō)是一種用于海底觀測(cè)網(wǎng)的接駁盒供電系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著對(duì)海洋探索和利用需求的不斷增加，海洋觀測(cè)的方式也日益增加，觀測(cè)范圍也由海面延伸至海底。海底觀測(cè)網(wǎng)就是一種用于深海，可以長(zhǎng)時(shí)間、實(shí)時(shí)、連續(xù)進(jìn)行原位觀測(cè)的海洋裝備。如果把地面與海面看作地球科學(xué)的第一個(gè)觀測(cè)平臺(tái)，把空中的遙測(cè)遙感看作第二個(gè)觀測(cè)平臺(tái)，那么在海底建立的觀測(cè)系統(tǒng)，則是第三個(gè)觀測(cè)平臺(tái)。

海底觀測(cè)網(wǎng)的本質(zhì)就是一個(gè)海底實(shí)驗(yàn)室，其主要由陸地上的岸基站，海底的接駁盒組成并通過(guò)光電復(fù)合纜相連接。接駁盒可以根據(jù)工作地點(diǎn)以及作用的不同來(lái)搭載不同的測(cè)量?jī)x器設(shè)備。一個(gè)典型的海底觀測(cè)網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。岸基站主要負(fù)責(zé)為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)提供電能，同時(shí)岸基站控制計(jì)算機(jī)與水下網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及控制器保持通信聯(lián)系，能夠進(jìn)行控制指令的發(fā)布以及數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和存儲(chǔ)。接駁盒是系統(tǒng)中的重要觀測(cè)節(jié)點(diǎn)，按照在網(wǎng)絡(luò)中所處位置和功能的不同分為主接駁盒和次接駁盒。主接駁盒與主干光電復(fù)合纜相連接，是水下部分網(wǎng)絡(luò)的控制中樞。主接駁盒可以輸出的功率較大，輸出電壓較高，能夠級(jí)聯(lián)其他接駁盒。次接駁盒通常位于觀測(cè)網(wǎng)的支干上，其上可以搭載多種測(cè)量器設(shè)備，用于特定地點(diǎn)的水文參數(shù)測(cè)量。次接駁盒能夠?yàn)樵O(shè)備提供不同的供電以及通信的接口，將設(shè)備采集的信息回傳至岸基站。

由于接駁盒工作在海底并且負(fù)責(zé)控制著大量的用電設(shè)備，因此其內(nèi)部的供電系統(tǒng)首先要具備很強(qiáng)的可靠性，保證儀器設(shè)備可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的進(jìn)行工作，其次要能夠?qū)崟r(shí)的檢測(cè)所有關(guān)鍵部位的電壓、電流狀態(tài)，再次具備完善的硬件及軟件的保護(hù)措施，針對(duì)不同故障準(zhǔn)確響應(yīng)，確保供電系統(tǒng)以及整個(gè)接駁盒系統(tǒng)的用電安全。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)海底觀測(cè)網(wǎng)接駁盒控制、通信以及外部探測(cè)設(shè)備的供配電需求，本發(fā)明提供一種用于海底觀測(cè)網(wǎng)的接駁盒供電系統(tǒng)，提供多種電壓輸出，保障在供電線路發(fā)生故障時(shí)快速啟動(dòng)硬件及軟件保護(hù)程序，切斷故障環(huán)節(jié)，確保供電系統(tǒng)的安全性。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種用于海底觀測(cè)網(wǎng)的接駁盒供電系統(tǒng)，包括控制器、電源轉(zhuǎn)換電路、儲(chǔ)能電池組電路、電源分配電路、電源檢測(cè)及保護(hù)電路；

所述儲(chǔ)能電池組電路，連接外部高壓電源、電源轉(zhuǎn)換電路、高壓電源分配電路，將內(nèi)部存儲(chǔ)的高壓電源提供給電源轉(zhuǎn)換電路或高壓電源分配電路；

所述電源轉(zhuǎn)換電路，連接外部高壓電源、多個(gè)低壓電源分配電路，將外部高壓電轉(zhuǎn)換為不同的低壓電輸出給多個(gè)低壓電源分配電路；

所述電源分配電路，包括多個(gè)高壓、低壓電源分配電路，連接水下用電設(shè)備，通過(guò)內(nèi)部繼電器控制該高壓或低壓電源分配電路的通斷；所述高壓電源分配電路還直接連接外部高壓電源，將外部高壓電源提供給用電設(shè)備。

所述電源檢測(cè)及保護(hù)電路，設(shè)置在各電源分配電路上且連接控制器，檢測(cè)各電源分配電路的電流信號(hào)和接收控制器的控制信號(hào)并經(jīng)過(guò)內(nèi)部比較器比較，輸出開(kāi)斷驅(qū)動(dòng)信號(hào)給各電源分配電路的繼電器；

控制器，連接電源檢測(cè)及保護(hù)電路、用電設(shè)備、岸基站的上位機(jī)，接收上位機(jī)指令、控制各個(gè)電源分配電路的通斷，以及與用電設(shè)備進(jìn)行通信。

所述儲(chǔ)能電池組電路為多個(gè)鉛酸電池組串聯(lián)得到。

所述儲(chǔ)能電池組電路的充、放電接口處設(shè)置二極管。