[發明專利]一種利用超級電容供電的浮標的水下系統

在審

• 申請號: 201811108298.2
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN110943523A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 李醒飛;李洪宇;張惠琳;謝子銘;徐佳毅;付叢叢
• 申請（專利權）人: 天津大學青島海洋技術研究院
• 主分類號: H02J7/34
• 分類號: H02J7/34;H02J7/02;H02J50/10;H02J5/00;H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種利用超級電容供電的浮標的水下系統，其特征在于：包括：中央處理器；為中央處理器提供時鐘信號的晶振單元；電源單元；超級電容單元；整流濾波單元；其中，中央處理器連接晶振單元，通過I/O口與各個傳感器連接；中央處理器和傳感器由超級電容供電；為實現超級電容的充電，由水下耦合器次級線圈輸出電壓作為整流濾波電路的輸入電壓，經整流濾波后的電壓作為超級電容充電電路的輸入電壓為超級電容充電，通過超級電容均衡電路實現電路保護，使各個超級電容充電到額定電壓，并不會過沖。本發明利用水下系統耦合器次級線圈實現超級電容充電，使水下系統不再需要掛載多余的電池；超級電容可進行多次的充放電，延長水下系統的使用周期。

技術領域

本發明涉及海洋監測領域，涉及一種利用水下耦合器次級線圈輸出電壓，經過一系列整流濾波電路、充電電路、均衡電路對超級電容進行充電，利用自身電能為水下中央處理器和傳感器進行供電的水下系統。

背景技術

21世紀是海洋的世紀，海洋中蘊含著豐富的自然資源，中國有多達300萬平方公里的海洋國土，其中的海洋資源如果能加以有效利用，將為我國經濟發展提供強大的動力。近年來，海洋立體監測網就是人們探索海洋，認識海洋的重要舉措，海洋立體監測網的完善和發展，有利于人們對于海洋自然災害等的預報，可以大大降低海洋災害帶來的損失，能更加方便的服務于人類。

海洋浮標監測系統就是海洋立體監測網中的重要一環，由于海洋浮標可以長期值守在人跡罕至，條件惡劣的海域，因此海洋浮標對于海洋立體監測網的全天候、不間斷海洋監測具有重要意義，但是目前從國內外的研究中可以發現，海洋浮標的技術雖然在不斷進步，但是對于海洋浮標水下系統的供電方式的研究并沒有很大的突破，國際上普遍流行的作法是采用水下系統自帶電池來提供電能，這種供電方式具有很大的局限性，當電池耗盡時就需要出海進行電池的更換，需要耗費大量的人力物力財力，而且更換電池的過程中監測需要中斷，這可能會丟失一些重要數據的采集。

發明內容

針對現有技術存在的難題，本發明一種利用超級電容供電的浮標的水下系統，利用水下電磁耦合器次級線圈的輸出電壓對超級電容進行充電，并利用超級電容儲存的電能為水下中央處理器和各個傳感器供電。本發明利用超級電容實現供電，使水下系統不再需要掛載多余的電池，節省了水下系統的空間；超級電容可利用水下系統耦合器次級線圈的電壓實現自身的充電，無需再打撈水下系統更換供電裝置；超級電容可進行多次的充放電，延長水下系統的使用周期。

一種利用超級電容供電的浮標的水下系統包括：

中央處理器，中央處理器的I/O端口分別與晶振單元、電源單元和各個傳感器相連接。

為中央處理器提供時鐘信號的晶振單元；

電源單元，電源單元包括5V穩壓模塊、12V穩壓模塊、3.3V穩壓模塊和超級電容充電模塊；

整流濾波單元，其中水下耦合器次級線圈輸出電壓作為整流濾波電路的輸入電壓，整流濾波輸出電壓為超級電容充電。

所述中央處理器連接晶振單元、電源單元，通過I/O口與各個傳感器連接；為實現超級電容的充電，由水下耦合器次級線圈輸出電壓作為所述整流濾波電路的輸入電壓，經整流濾波輸出后的電壓作為所述超級電容充電電路的輸入電壓為超級電容充電，通過超級電容均衡電路實現電路保護，使各個超級電容充電到額定電壓，并不會過沖。電量達到額定電壓的超級電容為中央處理器和傳感器供電。

一種利用超級電容供電的浮標的水下系統，超級電容可利用水下系統耦合器次級線圈的電壓實現自身的充電，無需再打撈水下系統更換供電裝置；利用超級電容實現供電，使水下系統不再需要掛載多余的電池，節省了水下系統的空間；設計超級電容均衡電路實現電路保護，使超級電容充電時不會發生過沖；超級電容可進行多次的充放電，延長水下系統的使用周期。

附圖說明

圖1為本發明功能模塊示意圖；