本發(fā)明屬于海洋探測設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及該領(lǐng)域中的一種應(yīng)用于水面漂浮設(shè)備的電源通斷電路及方法。

背景技術(shù)：

隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，海洋變得越來越重要，要開發(fā)利用海洋，首先要了解海洋，需要對海洋進行各種探測。一部分探測設(shè)備本身就需要漂浮在海面上工作，例如各種小型監(jiān)測浮標、指示浮標；另外，布放在海底或海水不同深度的探測設(shè)備，也往往需要在其漂浮到海面上時再利用與之連接的信標等裝置輔助回收。無論是浮標還是信標，其內(nèi)部能源多為蓄電池。

由于海面波浪起伏不定，上述的海面漂浮設(shè)備在工作過程中不可避免的存在晃動；而在運輸和存儲的過程中，并不需要海面漂浮設(shè)備工作，最好能斷掉設(shè)備的電源，以節(jié)省電能。但海面漂浮設(shè)備為滿足防水要求均為密封結(jié)構(gòu)，無法像陸上設(shè)備一樣通過直接插拔電纜或撥動開關(guān)等方式實現(xiàn)設(shè)備的上下電。

中國發(fā)明專利cn103777536b公開了一種用于海面漂浮設(shè)備中的電源穩(wěn)定通斷控制電路，該電路包括開關(guān)單元，所述開關(guān)單元的輸入端與電源相連接，輸出端與穩(wěn)壓變換電路的輸入端相連接，穩(wěn)壓變換電路的輸出端與微控制器及設(shè)備其它用電單元相連接；該開關(guān)單元由相互并聯(lián)的重力開關(guān)和電子開關(guān)組成，微控制器通過檢測電路檢測重力開關(guān)的通斷、通過驅(qū)動電路控制電子開關(guān)的通斷。該電路雖然可以既保證海面漂浮設(shè)備不受波浪晃動的影響穩(wěn)定上電，又可以實現(xiàn)在需要的時候方便斷電，但是需要微控制器（mcu）的控制，容易因程序出錯導(dǎo)致開關(guān)通斷失誤，可靠性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種在無軟件程序控制的情況下采用純硬件通斷方式的電源通斷電路及方法。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種應(yīng)用于水面漂浮設(shè)備的電源通斷電路，其改進之處在于：所述的電路包括重力開關(guān)，該重力開關(guān)的一端與輸入電源電連接，另一端與二極管d1和d2的陽極電連接，二極管d1的陰極為輸出電源端，二極管d2的陰極則通過偏置電阻r3和r4接地，旁路電容c4和場效應(yīng)管q2的柵極-源極與偏置電阻r4并聯(lián)連接；輸入電源還通過偏置電阻r1和r2與場效應(yīng)管q2的漏極電連接，旁路電容c1和場效應(yīng)管q1的柵極-源極與偏置電阻r1并聯(lián)連接，場效應(yīng)管q1的漏極則與二極管d1的陰極電連接，相互并聯(lián)的去耦電容c2和c3一端接地，一端與二極管d1的陰極電連接。

進一步的，所述的重力開關(guān)數(shù)量為兩個，該兩個重力開關(guān)之間相互并聯(lián)。

進一步的，所述的重力開關(guān)為水銀開關(guān)，所述的水銀開關(guān)在上下正置時導(dǎo)通，上下倒置時斷開。

進一步的，所述的場效應(yīng)管q1為p-mos管。

進一步的，所述的場效應(yīng)管q2為n-mos管。

一種應(yīng)用于水面漂浮設(shè)備的電源通斷方法，使用上述的電路，其改進之處在于：場效應(yīng)管q1構(gòu)成延時開關(guān)；場效應(yīng)管q2，偏置電阻r1、r2、r3、r4，旁路電容c1、c4，去耦電容c2、c3和二極管d2構(gòu)成驅(qū)動電路；重力開關(guān)和延時開關(guān)并聯(lián)后一端與輸入電源電連接、另一端為輸出電源端，驅(qū)動電路一端接至輸出電源端、另一端與延時開關(guān)電連接；

當重力開關(guān)導(dǎo)通時，驅(qū)動電路得電后開始充電并使延時開關(guān)導(dǎo)通；當重力開關(guān)斷開時，驅(qū)動電路斷電后開始放電使延時開關(guān)延時斷開，延時時間由驅(qū)動電路旁路電容c4的容量和偏置電阻r4的阻值決定，在延時期間若重力開關(guān)再次導(dǎo)通，驅(qū)動電路在得電后恢復(fù)充電并繼續(xù)使延時開關(guān)導(dǎo)通。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明所公開的電源通斷電路，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，體積小，易操作，可用于各種海洋探測設(shè)備，采用純硬件通斷方式，比程序控制更可靠，通斷電操作簡單，且通電過程不受波浪晃動影響，非常實用。上下倒置一段時間后自動斷電，不會破壞設(shè)備原有的密封性，非常便于設(shè)備的運輸和存儲，在海洋設(shè)備上有很好的實用意義。

本發(fā)明所公開的電源通斷電路，使用兩個并聯(lián)的水銀開關(guān)作為重力開關(guān)，避免采用單個水銀開關(guān)時，因單個水銀開關(guān)的故障導(dǎo)致設(shè)備無法上電，采用兩個水銀開關(guān)，故障率低，可靠性提高。

本發(fā)明所公開的電源通斷電路及方法，在重力開關(guān)上下正置導(dǎo)通時，驅(qū)動電路得電后開始充電并使延時開關(guān)導(dǎo)通，在重力開關(guān)上下倒置斷開時驅(qū)動電路斷電并開始放電使延時開關(guān)延時斷開，在延時期間若重力開關(guān)再次上下正置導(dǎo)通，驅(qū)動電路在得電瞬間恢復(fù)充電并繼續(xù)使延時開關(guān)導(dǎo)通，從而保證在重力開關(guān)短時間上下倒置斷開的情況下電源不斷，這對于在海浪顛簸環(huán)境下工作的水面漂浮設(shè)備非常重要，它避免了因頻繁搖晃導(dǎo)致電源通斷無常而頻繁啟停設(shè)備，減少了設(shè)備故障。若重力開關(guān)保持上下倒置斷開，則延時開關(guān)在預(yù)定的延時時間（即驅(qū)動電路的電量耗盡時間）后斷開，設(shè)備斷電。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1所公開電源通斷電路的電路連接示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例1所公開電源通斷方法的流程示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1，如圖1所示，本實施例公開了一種應(yīng)用于水面漂浮設(shè)備的電源通斷電路，所述的電路包括重力開關(guān)s，該重力開關(guān)的一端與輸入電源電連接，另一端與二極管d1和d2的陽極電連接，二極管d1的陰極為輸出電源端，二極管d2的陰極則通過偏置電阻r3和r4接地，旁路電容c4和場效應(yīng)管q2的柵極-源極與偏置電阻r4并聯(lián)連接；輸入電源還通過偏置電阻r1和r2與場效應(yīng)管q2的漏極電連接，旁路電容c1和場效應(yīng)管q1的柵極-源極與偏置電阻r1并聯(lián)連接，場效應(yīng)管q1的漏極則與二極管d1的陰極電連接，相互并聯(lián)的去耦電容c2和c3一端接地，一端與二極管d1的陰極電連接。

作為一種可供選擇的方式，在本實施例中，所述的重力開關(guān)數(shù)量為兩個，該兩個重力開關(guān)之間相互并聯(lián)。所述的重力開關(guān)為水銀開關(guān)，所述的水銀開關(guān)在上下正置時導(dǎo)通，上下倒置時斷開。所述的場效應(yīng)管q1為p-mos管。所述的場效應(yīng)管q2為n-mos管。

具體的說，重力開關(guān)s與二極管d1串聯(lián)于輸入電源和輸出電源端之間，當重力開關(guān)s上下正置導(dǎo)通時電源接通，二極管d1的作用是防止接入輸出電源端的負載電流回流。場效應(yīng)管q1的源極和漏極并聯(lián)于重力開關(guān)s的兩端，導(dǎo)通后亦能使電源接通，使電源的通斷不受重力開關(guān)s的影響。偏置電阻r1、r2為場效應(yīng)管q1正常工作提供偏置，去耦電容c2、c3為接入輸出電源端的負載提供去耦，使電源輸出穩(wěn)定。場效應(yīng)管q2的柵極經(jīng)過偏置電阻r3和二極管d2與二極管d1的陽極相連接，偏置電阻r4和旁路電容c4并聯(lián)后一端接入場效應(yīng)管q2的柵極，另一端接地。重力開關(guān)s導(dǎo)通時旁路電容c4開始充電，偏置電阻r3、r4為場效應(yīng)管q2的正常工作提供偏置；重力開關(guān)s斷開時旁路電容c4開始放電，與偏置電阻r4形成rc回路，使場效應(yīng)管q2的柵極可在一段時間內(nèi)接收到高電平信號，從而使場效應(yīng)管q2維持一段時間的導(dǎo)通狀態(tài)，二極管d2是為了防止旁路電容c4向接入輸出電源端的負載放電。

本實施例所公開的應(yīng)用于水面漂浮設(shè)備的電源通斷電路的工作過程為：在需要電源接通時，把重力開關(guān)s上下正置導(dǎo)通，在本實施例中使用水銀開關(guān)s作為重力開關(guān)，水銀開關(guān)s內(nèi)的水銀球由于重力落下導(dǎo)通水銀開關(guān)底部的兩個金屬片使水銀開關(guān)s導(dǎo)通，電源接通。同時輸入電源經(jīng)二極管d2、偏置電阻r3、r4和地形成回路，偏置電阻r4兩端的電壓即場效應(yīng)管q2柵極-源極間電壓，因場效應(yīng)管q2為n-mos管，在偏置電阻r4兩端的電壓大于開啟電壓時，場效應(yīng)管q2的源極-漏極導(dǎo)通，輸入電源經(jīng)偏置電阻r1、r2、場效應(yīng)管q2和地形成回路，偏置電阻r1兩端的電壓即場效應(yīng)管q1柵極-源極間電壓，因場效應(yīng)管q1為p-mos管，在偏置電阻r1兩端的電壓大于開啟電壓時，場效應(yīng)管q1的源極-漏極導(dǎo)通。重力開關(guān)s及二極管d1與場效應(yīng)管q1并聯(lián)，由于二極管存在導(dǎo)通壓降而場效應(yīng)管q1的導(dǎo)通電阻很小，所以場效應(yīng)管q1的源極-漏極導(dǎo)通后電流幾乎全部通過場效應(yīng)管q1流入輸出電源端。

若重力開關(guān)s上下倒置斷開，旁路電容c4開始放電與偏置電阻r4形成rc回路，在偏置電阻r4兩端的電壓大于開啟電壓時，場效應(yīng)管q2的源極-漏極依然導(dǎo)通，從而使場效應(yīng)管q1的源極-漏極保持導(dǎo)通，在此過程中電源不斷，實現(xiàn)電源的通斷不受重力開關(guān)s的影響，二極管d2是為了防止旁路電容c4向接入輸出電源端的負載放電。一段時間（即預(yù)定的延時時間）內(nèi)，若重力開關(guān)s再次上下正置導(dǎo)通，旁路電容c4開始充電并使場效應(yīng)管q1的源極-漏極保持導(dǎo)通，若重力開關(guān)s沒有再次導(dǎo)通，旁路電容c4放電至偏置電阻r4兩端的電壓小于開啟電壓時，場效應(yīng)管q2的源極-漏極斷開，偏置電阻r1兩端的電壓降為0，場效應(yīng)管q1的源極-漏極斷開，電源斷開。

如圖2所示，本實施例還公開了一種應(yīng)用于水面漂浮設(shè)備的電源通斷方法，使用上述的電路，場效應(yīng)管q1構(gòu)成延時開關(guān)；場效應(yīng)管q2，偏置電阻r1、r2、r3、r4，旁路電容c1、c4，去耦電容c2、c3和二極管d2構(gòu)成驅(qū)動電路；重力開關(guān)和延時開關(guān)并聯(lián)后一端與輸入電源電連接、另一端為輸出電源端，驅(qū)動電路一端接至輸出電源端、另一端與延時開關(guān)電連接；

當重力開關(guān)導(dǎo)通時，驅(qū)動電路得電后開始充電并使延時開關(guān)導(dǎo)通；當重力開關(guān)斷開時，驅(qū)動電路斷電后開始放電使延時開關(guān)延時斷開，延時時間由驅(qū)動電路旁路電容c4的容量和偏置電阻r4的阻值決定，在延時期間若重力開關(guān)再次導(dǎo)通，驅(qū)動電路在得電后恢復(fù)充電并繼續(xù)使延時開關(guān)導(dǎo)通。