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現(xiàn)雙電源電路切換的自動切換電路，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將被轉(zhuǎn)換成直流充電電源給蓄電池供電模塊充電；本實用新型的有益效果是通過一個外接電源，實現(xiàn)備用電源的儲備并實現(xiàn)對設(shè)備的雙電源自動切換供電，使供電方式更加簡單、并提高了切換的效率。
【專利說明】—種水下機(jī)器人ROV的電源管理電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電源自動切換電路，具體來說涉及到一種自動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，需要自動切換到備用電源模式，防止設(shè)備運行的中斷。傳統(tǒng)最常用的切換方式采用繼電器來切換，繼電器切換需要較長時間、開關(guān)頻率有一定的限制等缺點，且當(dāng)前用于切換的兩個電源一般都是外接電源，造成了供電布局的繁瑣。中國專利文獻(xiàn)中，公布號為CN102593946A、名稱為一種基于功率MOSFET應(yīng)用的雙電源自動切換電路的文獻(xiàn)公開一種方案(參見該申請說明書全文)，包括一個電壓檢測器、三個三極管、兩個P溝道的功率M0SFET、兩個二極管、兩個二級發(fā)光管以及若干電阻元件組成的，當(dāng)主電源電壓發(fā)生跌落的時候就可以第一時間驅(qū)動電壓檢測器完成電源自動切換工作。
[0003]上述現(xiàn)有技術(shù)解決了繼電器切換的諸多缺點，實現(xiàn)了主電源和備用電源之間不間斷自動切換，但是上述方案仍采用了兩個外接電源，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型解決的技術(shù)問題是提供一種水下機(jī)器人ROV電源管理系統(tǒng)，目的是通過一個外接電源，實現(xiàn)備用電源的儲備并實現(xiàn)對設(shè)備的雙電源自動切換供電，使供電方式更加簡單、并提高了切換的效率。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(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現(xiàn)雙電源電路切換的自動切換電路，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，本方案基于對供電方式的改進(jìn)，設(shè)計了通過一個外接電源，在給設(shè)備供電的同時，利用該外接電源儲備備用電源，當(dāng)外接電源出現(xiàn)故障時，自動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管的漏極通過第一蓄電池接地；本改進(jìn)方案通過控制第一 MOS管的柵極實現(xiàn)蓄電池的充電，可以通過蓄電池電壓的檢測或其他方式，在蓄電池的電量下降到一定閾值時，控制電路向第一 MOS管的柵極輸出高電平，蓄電池開始充電；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，通過對第一 MOS管的控制，實現(xiàn)蓄電池的充電，完成了備用電源的儲備。
[0009]上位機(jī)的自動切換電路包括分別通過二極管與兩個電源電路的輸出端連接的開關(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、漏極通過二極管輸出電壓，開關(guān)按鍵的另一端分別連接第五MOS管的源極、通過電阻連接第四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管的漏極通過二極管輸出電壓；本改進(jìn)方案通過第五MOS實現(xiàn)開關(guān)的作用，當(dāng)接有外接電源時，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)沒有外接電源時，第五MOS管導(dǎo)通，蓄電池實現(xiàn)上位機(jī)的供電；通過MOS管實現(xiàn)了兩個電源電路的自動切換，其中開關(guān)按鍵是總開關(guān)，按下后，上、下位機(jī)開始進(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，漏極通過兩個并聯(lián)的二極管輸出電壓，第二十五MOS管的柵極還通過電阻與下位機(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兩個并聯(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MOS的開關(guān)作用實現(xiàn)的，外接電源存在時，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MOS管不導(dǎo)通，當(dāng)沒有外接電源時，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，在輸出時米用兩個二極管并聯(lián)方式分流。
[0012]自動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)方案是每隔一段時間檢測每路電源的電量，供系統(tǒng)做參考處理，以便能夠及時發(fā)現(xiàn)故障。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的電氣方框圖
[0015]圖2是本實用新型的上位機(jī)供電電路圖
[0016]圖3是本實用新型的下位機(jī)供電電路圖【具體實施方式】
[0017]本實用新型為了實現(xiàn)供電方式更加簡單，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，利用外接電源儲備備用電源，實現(xiàn)一個外接電源產(chǎn)生雙電源供電，并可自動切換的供電模式，本實用新型將上述電路進(jìn)行優(yōu)化及相關(guān)部件的組合，最終實現(xiàn)本實用新型。
[0018]下面將結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明做詳細(xì)說明。
[0019]實施例
[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現(xiàn)雙電源電路切換的自動切換電路，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的漏極通過第一蓄電池接地，在第一蓄電池兩端并有兩個串聯(lián)的電阻R4、R5，定時測取電阻R5上的壓降，用于參考第一蓄電池的實時電量；
[0022]上位機(jī)的自動 切換電路包括分別通過二極管Dl、D2與兩個電源電路的輸出端連接的開關(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、漏極通過二極管D5輸出電壓，開關(guān)按鍵的另一端分別連接第五MOS管Q5的源極、通過電阻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的漏極通過第二蓄電池接地，在第二蓄電池兩端并有兩個串聯(lián)的電阻R24、R25，定時測取電阻R25上的壓降，用于參考第二蓄電池的實時電量；
[0024]下位機(jī)的自動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兩個并聯(lián)的二極管D25、D26輸出電壓，電壓輸出端并有由兩個電容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現(xiàn)雙電源電路切換的自動切換電路，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)的自動切換電路包括一端分別通過二極管(D1、D2)與兩個電源電路的輸出端連接的開關(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)，漏極通過二極管(D5)輸出電壓，開關(guān)按鍵的另一端分別連接第五MOS管(Q5)的源極、通過電阻(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)，漏極通過兩個并聯(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兩個并聯(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】H02J9/06GK203800692SQ201420103227
【公開日】2014年8月27日 申請日期: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 申請人:青島羅博飛海洋技術(shù)有限公司