一種水下機(jī)器人rov的電源管理電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種水下機(jī)器人ROV的電源管理電路，包括外接電源、上位機(jī)供電模塊和下位機(jī)供電模塊，上、下位機(jī)供電模塊均包括用于供電的雙電源電路和實(shí)現(xiàn)雙電源電路切換的自動(dòng)切換電路，一電源電路是外接電源被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直流電給上、下位機(jī)供電，另一電源電路是蓄電池供電模塊，外接電源在供電的同時(shí)將被轉(zhuǎn)換成直流充電電源給蓄電池供電模塊充電；本實(shí)用新型的有益效果是通過(guò)一個(gè)外接電源，實(shí)現(xiàn)備用電源的儲(chǔ)備并實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的雙電源自動(dòng)切換供電，使供電方式更加簡(jiǎn)單、并提高了切換的效率。
【專利說(shuō)明】—種水下機(jī)器人ROV的電源管理電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電源自動(dòng)切換電路，具體來(lái)說(shuō)涉及到一種自動(dòng)充電并切換的雙電源管理電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，一些重要的設(shè)備需要配置備用電源，當(dāng)主電源出現(xiàn)故障時(shí)，需要自動(dòng)切換到備用電源模式，防止設(shè)備運(yùn)行的中斷。傳統(tǒng)最常用的切換方式采用繼電器來(lái)切換，繼電器切換需要較長(zhǎng)時(shí)間、開(kāi)關(guān)頻率有一定的限制等缺點(diǎn)，且當(dāng)前用于切換的兩個(gè)電源一般都是外接電源，造成了供電布局的繁瑣。中國(guó)專利文獻(xiàn)中，公布號(hào)為CN102593946A、名稱為一種基于功率MOSFET應(yīng)用的雙電源自動(dòng)切換電路的文獻(xiàn)公開(kāi)一種方案(參見(jiàn)該申請(qǐng)說(shuō)明書(shū)全文)，包括一個(gè)電壓檢測(cè)器、三個(gè)三極管、兩個(gè)P溝道的功率M0SFET、兩個(gè)二極管、兩個(gè)二級(jí)發(fā)光管以及若干電阻元件組成的，當(dāng)主電源電壓發(fā)生跌落的時(shí)候就可以第一時(shí)間驅(qū)動(dòng)電壓檢測(cè)器完成電源自動(dòng)切換工作。
[0003]上述現(xiàn)有技術(shù)解決了繼電器切換的諸多缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了主電源和備用電源之間不間斷自動(dòng)切換，但是上述方案仍采用了兩個(gè)外接電源，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種水下機(jī)器人ROV電源管理系統(tǒng)，目的是通過(guò)一個(gè)外接電源，實(shí)現(xiàn)備用電源的儲(chǔ)備并實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的雙電源自動(dòng)切換供電，使供電方式更加簡(jiǎn)單、并提高了切換的效率。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是提供一種水下機(jī)器人ROV電源管理系統(tǒng)，包括外接電源、上位機(jī)供電模塊和下位機(jī)供電模塊，上、下位機(jī)供電模塊均包括用于供電的雙電源電路和實(shí)現(xiàn)雙電源電路切換的自動(dòng)切換電路，一電源電路是外接電源被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直流電給上、下位機(jī)供電，另一電源電路是蓄電池供電模塊，外接電源在給上、下位機(jī)供電的同時(shí)將被轉(zhuǎn)換成直流充電電源給蓄電池供電模塊充電。
[0006]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本方案基于對(duì)供電方式的改進(jìn)，設(shè)計(jì)了通過(guò)一個(gè)外接電源，在給設(shè)備供電的同時(shí)，利用該外接電源儲(chǔ)備備用電源，當(dāng)外接電源出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)切換至備用電源模式，本方案充分地利用外接電源，使供電方式更加簡(jiǎn)便，在電源管理電路中產(chǎn)生了積極的效果。
[0007]基于上述方案，本實(shí)用新型還做了如下改進(jìn):
[0008]上位機(jī)的蓄電池供電模塊包括第一直流充電電源，第一直流充電電源分別通過(guò)電阻與第一 MOS管的柵極、漏極相連，第一 MOS管的柵、源極接有電阻，第一 MOS管的源極接地，第一 MOS管的柵極與控制電路的第一引腳相連，第二 MOS管的源極與第一直流充電電源相連，第二 MOS管的柵極與第一 MOS管的漏極相連，第二 MOS管的漏極通過(guò)第一蓄電池接地；本改進(jìn)方案通過(guò)控制第一 MOS管的柵極實(shí)現(xiàn)蓄電池的充電，可以通過(guò)蓄電池電壓的檢測(cè)或其他方式，在蓄電池的電量下降到一定閾值時(shí)，控制電路向第一 MOS管的柵極輸出高電平，蓄電池開(kāi)始充電；本改進(jìn)方案充分利用了外接電源，將外接電源轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直流充電電源給蓄電池供電，通過(guò)對(duì)第一 MOS管的控制，實(shí)現(xiàn)蓄電池的充電，完成了備用電源的儲(chǔ)備。
[0009]上位機(jī)的自動(dòng)切換電路包括分別通過(guò)二極管與兩個(gè)電源電路的輸出端連接的開(kāi)關(guān)按鍵，二極管的正極與第三MOS管的源極相連，第三MOS管的柵極與第四MOS管的漏極相連，第三MOS管的柵極、源極間接有電阻、漏極通過(guò)二極管輸出電壓，開(kāi)關(guān)按鍵的另一端分別連接第五MOS管的源極、通過(guò)電阻連接第四MOS管的柵極，第四MOS管的源極接地、柵極與源極間接有電阻，第五MOS管的源極、柵極間接有二極管，第五MOS管的源極與第三MOS管的漏極間接有電阻，第五MOS管的漏極通過(guò)二極管輸出電壓；本改進(jìn)方案通過(guò)第五MOS實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的作用，當(dāng)接有外接電源時(shí)，第五MOS管不導(dǎo)通，外接電源裝換成相應(yīng)的直流電源給上位機(jī)供電，當(dāng)沒(méi)有外接電源時(shí)，第五MOS管導(dǎo)通，蓄電池實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的供電；通過(guò)MOS管實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)電源電路的自動(dòng)切換，其中開(kāi)關(guān)按鍵是總開(kāi)關(guān)，按下后，上、下位機(jī)開(kāi)始進(jìn)入供電工作模式。
[0010]下位機(jī)的蓄電池供電模塊包括第二直流充電電源，第二直流充電電源分別通過(guò)電阻與第二十一 MOS管的柵極、第二十二 MOS管的柵極相連，第二十一 MOS管的柵、源極接有電阻，第二十一 MOS管的源極接地，第二十一 MOS管的柵極與控制電路的第二控制引腳相連，第二十二 MOS管的源極與第二直流充電電源相連，第二十二 MOS管的柵極與第二十一MOS管的漏極間接有電阻，第二十二 MOS管的漏極通過(guò)第二蓄電池接地；本改進(jìn)方案的原理與上位機(jī)的蓄電池供電模塊相同，區(qū)別點(diǎn)在于下位機(jī)的第二直流充電電源的電壓高于上位機(jī)的第一直流充電電源，為了保證第二i MOS管的導(dǎo)通壓降,在充電電源與第二i MOS管的漏極間，即第二十一 MOS管的漏極與第二十二 MOS管的柵極間接有一壓降電阻。
[0011]下位機(jī)的自動(dòng)切換電路包括第二十五MOS管，第二十五MOS管的源極與下位機(jī)蓄電池供電模塊的輸出端相連，源極與柵極間接有串聯(lián)的電阻和二極管，漏極通過(guò)兩個(gè)并聯(lián)的二極管輸出電壓，第二十五MOS管的柵極還通過(guò)電阻與下位機(jī)的另一供電電源電路的輸出端相連，下位機(jī)的另一供電電源電路的輸出端通過(guò)兩個(gè)并聯(lián)的二極管輸出電壓；本改進(jìn)方案的下位機(jī)雙電源的切換是通過(guò)MOS的開(kāi)關(guān)作用實(shí)現(xiàn)的，外接電源存在時(shí)，外接電源轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直流電源給下位機(jī)供電，此時(shí)MOS管不導(dǎo)通，當(dāng)沒(méi)有外接電源時(shí)，MOS管導(dǎo)通蓄電池電源給下位機(jī)供電，此外，由于下位機(jī)的供電電源電壓值大，在輸出時(shí)米用兩個(gè)二極管并聯(lián)方式分流。
[0012]自動(dòng)切換電路的電壓輸出端并聯(lián)由電容構(gòu)成的濾波電路；本改進(jìn)方案是為了保證輸出電壓的質(zhì)量，濾去不必要的干擾。
[0013]在上、下位機(jī)供電模塊的每路電源的電壓輸出端并聯(lián)由電阻構(gòu)成的電壓取樣電路；本改進(jìn)方案是每隔一段時(shí)間檢測(cè)每路電源的電量，供系統(tǒng)做參考處理，以便能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的電氣方框圖
[0015]圖2是本實(shí)用新型的上位機(jī)供電電路圖
[0016]圖3是本實(shí)用新型的下位機(jī)供電電路圖【具體實(shí)施方式】
[0017]本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)供電方式更加簡(jiǎn)單，充分利用外接電源，提高工作效率，其總的構(gòu)思是這樣的:結(jié)合雙電源供電管理的模式，利用外接電源儲(chǔ)備備用電源，實(shí)現(xiàn)一個(gè)外接電源產(chǎn)生雙電源供電，并可自動(dòng)切換的供電模式，本實(shí)用新型將上述電路進(jìn)行優(yōu)化及相關(guān)部件的組合，最終實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
[0018]下面將結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]實(shí)施例
[0020]如圖1所示，一種水下機(jī)器人ROV的電源管理電路，包括外接電源、上、下位機(jī)供電模塊和控制電路，上、下位機(jī)供電模塊均包括用于供電的雙電源電路和實(shí)現(xiàn)雙電源電路切換的自動(dòng)切換電路，一電源電路是外接電源被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直流電給上、下位機(jī)供電，另一電源電路是蓄電池供電模塊，外接電源在給上、下位機(jī)供電的同時(shí)將被轉(zhuǎn)換成直流充電電源給蓄電池供電模塊充電。
[0021]如圖2所不,上位機(jī)的蓄電池供電模塊包括第一直流充電電源,第一直流充電電源通過(guò)電阻Rl、R3分別與第一 MOS管Ql的柵極、漏極相連，第一 MOS管Ql的柵、源極接有電阻R2，第一 MOS管Ql的源極接地，第一 MOS管Ql的柵極與控制電路的第一引腳相連，第
二MOS管Q2的源極與第一直流充電電源相連，第二 MOS管Q2的柵極與第一 MOS管Ql的漏極相連，第二 MOS管Q2的漏極通過(guò)第一蓄電池接地，在第一蓄電池兩端并有兩個(gè)串聯(lián)的電阻R4、R5，定時(shí)測(cè)取電阻R5上的壓降，用于參考第一蓄電池的實(shí)時(shí)電量；
[0022]上位機(jī)的自動(dòng) 切換電路包括分別通過(guò)二極管Dl、D2與兩個(gè)電源電路的輸出端連接的開(kāi)關(guān)按鍵，二極管D2的正極與第三MOS管Q3的源極相連，第三MOS管Q3的柵極與第四MOS管Q4的漏極相連，第三MOS管Q3的柵極、源極間接有電阻R8、漏極通過(guò)二極管D5輸出電壓，開(kāi)關(guān)按鍵的另一端分別連接第五MOS管Q5的源極、通過(guò)電阻R9連接第四MOS管Q4的柵極，第四MOS管Q4的源極接地、柵極與源極間接有電阻R10，第五MOS管Q5的源極、柵極間接有二極管D3，第五MOS管Q5的源極與第三MOS管Q3的漏極間接有電阻Rl I，第五MOS管Q5的漏極通過(guò)二極管D4輸出電壓，電壓輸出端并有由電容Cl、C2并聯(lián)形成的濾波電路。
[0023]如圖3所示，下位機(jī)的蓄電池供電模塊包括第二直流充電電源，第二直流充電電源分別通過(guò)電阻R21、R23與第二十一 MOS管Q21的柵極、第二十二 MOS管Q22的柵極相連，第二十一 MOS管Q21的柵、源極接有電阻R22，第二十一 MOS管Q21的源極接地，第二十一MOS管Q21的柵極與控制電路的第二控制引腳相連，第二十二 MOS管Q22的源極與第二直流充電電源相連，第二十二 MOS管Q22的柵極與第二十一 MOS管Q21的漏極間接有電阻R29，第二十二 MOS管Q22的漏極通過(guò)第二蓄電池接地，在第二蓄電池兩端并有兩個(gè)串聯(lián)的電阻R24、R25，定時(shí)測(cè)取電阻R25上的壓降，用于參考第二蓄電池的實(shí)時(shí)電量；
[0024]下位機(jī)的自動(dòng)切換電路包括第二十五MOS管Q25，第二十五MOS管Q25的源極與下位機(jī)蓄電池供電模塊的輸出端相連，源極與柵極間接有串聯(lián)的電阻R31和二極管D23，漏極通過(guò)并聯(lián)的二極管D24、D27輸出電壓，第二十五MOS管Q25的柵極還通過(guò)電阻R28與下位機(jī)的另一供電電源電路的輸出端相連，下位機(jī)的另一供電電源電路的輸出端通過(guò)兩個(gè)并聯(lián)的二極管D25、D26輸出電壓，電壓輸出端并有由兩個(gè)電容C21、C22并聯(lián)形成的濾波電路。
【權(quán)利要求】
1.一種水下機(jī)器人ROV的電源管理電路，包括外接電源、上、下位機(jī)供電模塊和控制電路，上、下位機(jī)供電模塊均包括用于供電的雙電源電路和實(shí)現(xiàn)雙電源電路切換的自動(dòng)切換電路，其特征在于:一電源電路是外接電源被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的直流電給上、下位機(jī)供電，另一電源電路是蓄電池供電模塊，外接電源在給上、下位機(jī)供電的同時(shí)將被轉(zhuǎn)換成直流充電電源給蓄電池供電模塊充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源管理電路，其特征在于:上位機(jī)的蓄電池供電模塊包括第一直流充電電源，第一直流充電電源分別通過(guò)電阻(R1、R3)與第一 MOS管(Ql)的柵極、漏極相連，第一 MOS管(Ql)的柵、源極接有電阻(R2)，第一 MOS管(Ql)的源極接地，第一 MOS管(Ql)的柵極與控制電路的第一引腳相連，第二 MOS管(Q2)的源極與第一直流充電電源相連，第二 MOS管(Q2)的柵極與第一 MOS管(Ql)的漏極相連，第二 MOS管(Q2)的漏極通過(guò)第一蓄電池接地。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源管理電路，其特征在于:上位機(jī)的自動(dòng)切換電路包括一端分別通過(guò)二極管(D1、D2)與兩個(gè)電源電路的輸出端連接的開(kāi)關(guān)按鍵，二極管(D2)的正極與第三MOS管(Q3)的源極相連，第三MOS管(Q3)的柵極與第四MOS管(Q4)的漏極相連，第三MOS管(Q3)的柵極、源極間接有電阻(R8)，漏極通過(guò)二極管(D5)輸出電壓，開(kāi)關(guān)按鍵的另一端分別連接第五MOS管(Q5)的源極、通過(guò)電阻(R9)連接第四MOS管(Q4)的柵極，第四MOS管(Q4)的源極接地，柵極與源極間接有電阻(R10)，第五MOS管(Q5)的源極、柵極間接有二極管(D3)，第五MOS管(Q5)的源極與第三MOS管(Q3)的漏極間接有電阻(R11)，第五MOS管(Q5)的漏極通過(guò)二極管(D4)輸出電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源管理電路，其特征在于:下位機(jī)的蓄電池供電模塊包括第二直流充電電源，第二直流充電電源分別通過(guò)電阻(R21、R23)與第二十一 MOS管(Q21)的柵極、第二十二 MO S管(Q22)的柵極相連，第二十一 MOS管(Q21)的柵、源極接有電阻(R22)，第二十一 MOS管(Q21)的源極接地，第二十一 MOS管(Q21)的柵極與控制電路的第二控制引腳相連，第二十二 MOS管(Q22)的源極與第二直流充電電源相連，第二十二 MOS管(Q22)的柵極與第二十一 MOS管(Q21)的漏極間接有電阻(R29)，第二十二 MOS管(Q22)的漏極通過(guò)第二蓄電池接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源管理電路，其特征在于:下位機(jī)的自動(dòng)切換電路包括第二十五MOS管(Q25)，第二十五MOS管(Q25)的源極與下位機(jī)蓄電池供電模塊的輸出端相連，源極與柵極間接有串聯(lián)的電阻(R31)和二極管(D23)，漏極通過(guò)兩個(gè)并聯(lián)的二極管(D24、D27)輸出電壓，第二十五MOS管(Q25)的柵極還通過(guò)電阻(R28)與下位機(jī)的另一供電電源電路的輸出端相連，下位機(jī)的另一供電電源電路的輸出端通過(guò)兩個(gè)并聯(lián)的二極管(D25、D26)輸出電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的電源管理電路，其特征在于:自動(dòng)切換電路的電壓輸出端并聯(lián)由電容構(gòu)成的濾波電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電源管理電路，其特征在于:在上、下位機(jī)供電模塊的每路電源的電壓輸出端并聯(lián)由電阻構(gòu)成的電壓取樣電路。
【文檔編號(hào)】H02J9/06GK203800692SQ201420103227
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】馬秀芬, 范平, 張鈞凱, 唐明 申請(qǐng)人:青島羅博飛海洋技術(shù)有限公司