一種測(cè)深儀儲(chǔ)能電容恒流充電的裝置制造方法

一種測(cè)深儀儲(chǔ)能電容恒流充電的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種測(cè)深儀儲(chǔ)能電容恒流充電的裝置。包括：可控開(kāi)關(guān)電源模塊(1)和儲(chǔ)能電容(2)之間具有一個(gè)恒流充電電路模塊(3)，電壓采樣信號(hào)調(diào)理電路模塊(5)定時(shí)采樣、發(fā)送儲(chǔ)能電容(2)的電壓值；單片機(jī)控制電路模塊(4)根據(jù)電壓采樣值與電壓設(shè)定值進(jìn)行比較，控制可控開(kāi)關(guān)電源模塊(1)的電平、同時(shí)控制恒流充電電路模塊(3)通/斷。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)充電方法導(dǎo)致電源或變壓器體積較大、或者充電速度較慢，以及電容充電時(shí)給接收機(jī)引入噪聲等問(wèn)題，取得了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、降低成本、改善明顯等有益效果。
【專利說(shuō)明】—種測(cè)深儀儲(chǔ)能電容恒流充電的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及聲納測(cè)深系統(tǒng)，特別涉及一種測(cè)深儀儲(chǔ)能電容恒流充電的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]聲吶是利用水中聲波對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、定位和通信的電子設(shè)備，是水聲學(xué)中應(yīng)用最廣泛、最重要的一種裝置。聲吶技術(shù)至今已有100年歷史，英國(guó)海軍的劉易斯?尼克森發(fā)明的第一部聲吶儀是一種被動(dòng)式的聆聽(tīng)裝置，主要用來(lái)偵測(cè)冰山。這種技術(shù)，到第一次世界大戰(zhàn)時(shí)被應(yīng)用到戰(zhàn)場(chǎng)上，用來(lái)偵測(cè)潛藏在水底的潛水艇。目前，聲吶已成為各國(guó)海軍進(jìn)行水下監(jiān)視使用的主要技術(shù)，通常用于對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、分類、定位和跟蹤；進(jìn)行水下通信和導(dǎo)航，保障海上裝備的戰(zhàn)術(shù)機(jī)動(dòng)和水中武器的使用。此外，聲吶技術(shù)還廣泛用于魚(yú)雷制導(dǎo)、水雷引信，以及魚(yú)群探測(cè)、海洋石油勘探、船舶導(dǎo)航、水下作業(yè)、水文測(cè)量和海底地質(zhì)地貌的勘測(cè)等。聲吶和許多科學(xué)技術(shù)的發(fā)展一樣，社會(huì)的需要和科技的進(jìn)步促進(jìn)了聲吶技術(shù)的發(fā)展。
[0003]在我國(guó)，運(yùn)用聲吶技術(shù)開(kāi)發(fā)的探測(cè)儀，品類很多，尤其是現(xiàn)有測(cè)深儀使用的儲(chǔ)能電容恒流充電的裝置，基本上通過(guò)調(diào)節(jié)線性電源輸出電壓連接限流電阻對(duì)儲(chǔ)能電容進(jìn)行充電，或切換工頻變壓器輸出抽頭從而得到不同輸出電壓實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電容的電壓控制。
[0004]以上充電方法有以下幾方面的缺點(diǎn):
[0005]I)無(wú)法實(shí)現(xiàn)恒流充電:在電源輸出電壓與儲(chǔ)能電容電壓的壓差較大時(shí)，充電電流較大，這要求線性電源或變壓器需要較大的輸出功率，導(dǎo)致電源或變壓器體積較大；2)當(dāng)電源輸出電壓與儲(chǔ)能電容電壓的壓差小時(shí)，充電電流較小、充電速度較慢。3)電源輸出電壓在任意時(shí)刻給儲(chǔ)能電容充電，充電時(shí)刻不可控，導(dǎo)致電容充電時(shí)給接收機(jī)引入電源的開(kāi)關(guān)信號(hào)噪聲。
[0006]目前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術(shù)的說(shuō)明或報(bào)道，也尚未收集到國(guó)內(nèi)外類似的資料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決現(xiàn)有技術(shù)充電方法導(dǎo)致電源或變壓器體積較大、或者充電速度較慢，以及電容充電時(shí)給接收機(jī)引入電源的開(kāi)關(guān)信號(hào)噪聲等問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)深儀儲(chǔ)能電容恒流充電的裝置。利用本發(fā)明，不但達(dá)到對(duì)儲(chǔ)能電容恒流充電的要求，而且解決了上述的三個(gè)問(wèn)題。
[0008]為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種測(cè)深儀儲(chǔ)能電容恒流充電的裝置，該裝置包括可控開(kāi)關(guān)電源和儲(chǔ)能電容，根據(jù)本發(fā)明，該裝置還包括:
[0009]上述可控開(kāi)關(guān)電源模塊和儲(chǔ)能電容之間具有一個(gè)恒流充電電路模塊；儲(chǔ)能電容的輸入端連接一個(gè)電壓采樣信號(hào)調(diào)理電路模塊；上述電壓采樣信號(hào)調(diào)理電路模塊與一個(gè)單片機(jī)控制電路模塊連接，定時(shí)采樣、發(fā)送儲(chǔ)能電容的電壓值；單片機(jī)控制電路模塊接收電壓采樣信號(hào)調(diào)理電路模塊的電壓采樣值，并通過(guò)通信接口接收外部充電電壓設(shè)定值進(jìn)行比較，等待充電同步信號(hào)觸發(fā)，輸出開(kāi)關(guān)電源控制電平控制可控開(kāi)關(guān)電源模塊的電平，同時(shí)輸出恒流充電通/斷控制信號(hào)控制恒流充電電路模塊通/斷。
[0010]上述恒流充電電路模塊包括:兩個(gè)P溝道MOSFET Vl和V4 ；
[0011]上述P溝道MOSFET Vl的源極通過(guò)限流電阻Rl與開(kāi)關(guān)電源模塊連接，其柵極通過(guò)并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管V3、電阻R3與開(kāi)關(guān)電源模塊連接，并通過(guò)電阻R6與三極管V7的集電極連接；V7的基極通過(guò)電阻R8與單片機(jī)控制電路模塊連接，受其恒流充電通/斷控制信號(hào)控制，并通過(guò)電阻RlO接地；P溝道M0SFETV1的漏極通過(guò)限流電阻R2、單向?qū)ǘO管V2與儲(chǔ)能電容連接，輸出恒流電壓向儲(chǔ)能電容充電；
[0012]上述P溝道MOSFET V4的源極通過(guò)限流電阻R4與開(kāi)關(guān)電源模塊連接，其柵極通過(guò)并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管V6、電阻R5與開(kāi)關(guān)電源模塊連接，并通過(guò)電阻R7與三極管V8的集電極連接；V8的基極通過(guò)電阻R9與單片機(jī)控制電路模塊連接，受其恒流充電通/斷控制信號(hào)控制，并通過(guò)電阻Rl I接地；P溝道M0SFETV4的漏極通過(guò)單向?qū)ǘO管V5與儲(chǔ)能電容連接，輸出恒流電壓向儲(chǔ)能電容充電。
[0013]本發(fā)明一種測(cè)深儀儲(chǔ)能電容恒流充電的裝置，由于采取上述的技術(shù)方案，采取恒流充電電路模塊對(duì)儲(chǔ)能電容進(jìn)行恒流充電，有效延長(zhǎng)了電容壽命；采用電壓采樣電路，通過(guò)控制恒流充電電路的通斷，從而控制儲(chǔ)能電容的充電電壓值，可實(shí)現(xiàn)充電電壓達(dá)到任意設(shè)定電壓(小于開(kāi)關(guān)電源電壓最大輸出值)；采用可控開(kāi)關(guān)電源提供儲(chǔ)能電容的充電電壓，可控開(kāi)關(guān)電源具有效率高、體積小，有利于測(cè)深儀設(shè)備小型化。此外，測(cè)深儀在接收回波信號(hào)時(shí)，單片機(jī)控制電路關(guān)斷開(kāi)關(guān)電源，使開(kāi)關(guān)電源停止工作，因此，避免了開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)噪聲對(duì)測(cè)深儀接收機(jī)的電磁干擾。
[0014]因此，本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)充電方法導(dǎo)致電源或變壓器體積較大、或者充電速度較慢，以及電容充電時(shí)給接收機(jī)引入電源的開(kāi)關(guān)信號(hào)噪聲等問(wèn)題，取得了電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、改善明顯等有益效果。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明測(cè)深儀儲(chǔ)能電容恒流充電裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0016]圖2為本發(fā)明測(cè)深儀恒流充電時(shí)序圖；
[0017]圖3為本發(fā)明測(cè)深儀儲(chǔ)能電容恒流充電電路模塊的電原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0019]圖1為本發(fā)明測(cè)深儀儲(chǔ)能電容恒流充電裝置的結(jié)構(gòu)框圖；如圖1的實(shí)施例所示，該裝置包括:
[0020]可控開(kāi)關(guān)電源模塊I和儲(chǔ)能電容2之間具有一個(gè)恒流充電電路模塊3，儲(chǔ)能電容2的輸入端連接一個(gè)電壓采樣信號(hào)調(diào)理電路模塊5，電壓采樣信號(hào)調(diào)理電路模塊5與一個(gè)單片機(jī)控制電路模塊4連接，電壓采樣信號(hào)調(diào)理電路模塊5定時(shí)采樣、發(fā)送儲(chǔ)能電容2的電壓值；單片機(jī)控制電路模塊4接收電壓采樣信號(hào)調(diào)理電路模塊5的電壓采樣值，并通過(guò)通信接口接收外部充電電壓設(shè)定值進(jìn)行比較，等待充電同步信號(hào)觸發(fā)，輸出開(kāi)關(guān)電源控制電平控制可控開(kāi)關(guān)電源模塊I的電平；同時(shí)輸出恒流充電通/斷控制信號(hào)控制恒流充電電路模塊3通/斷。
[0021]該電路中的可控開(kāi)關(guān)電源模塊1、單片機(jī)控制電路模塊4、電壓采樣信號(hào)調(diào)理電路模塊5采用通用電路設(shè)計(jì)，本發(fā)明的主要貢獻(xiàn)在于在可控開(kāi)關(guān)電源模塊I和儲(chǔ)能電容2之間插入了一個(gè)恒流充電電路模塊3。上述恒流充電電路模塊3利用MOSFET工作于放大區(qū)、及其電壓負(fù)反饋原理實(shí)現(xiàn)恒流充電。
[0022]圖3為本發(fā)明測(cè)深儀儲(chǔ)能電容恒流充電電路模塊3的電原理圖，如圖3的實(shí)施例所示，該裝置包括:
[0023]P 溝道 MOSFET VU V4 ；
[0024]P溝道MOSFET Vl的源極通過(guò)限流電阻Rl與開(kāi)關(guān)電源I連接，其柵極通過(guò)并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管V3、電阻R3與開(kāi)關(guān)電源I連接，并通過(guò)電阻R6與三極管V7的集電極連接，V7的基極通過(guò)電阻R8與單片機(jī)控制電路模塊的4連接，受其恒流充電通/斷控制信號(hào)控制，并通過(guò)電阻RlO接地；P溝道MOSFET Vl的漏極通過(guò)限流電阻R2、單向?qū)ǘO管V2與儲(chǔ)能電容2連接，輸出恒流電壓向儲(chǔ)能電容2充電。
[0025]P溝道MOSFET V4的源極通過(guò)限流電阻R4與開(kāi)關(guān)電源I連接，其柵極通過(guò)并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管V6、電阻R5與開(kāi)關(guān)電源I連接，并通過(guò)電阻R7與三極管V8的集電極連接，V8的基極通過(guò)電阻R9與單片機(jī)控制電路模塊的3連接，受其恒流充電通/斷控制信號(hào)控制，并通過(guò)電阻Rl I接地；P溝道MOSFET V4的漏極通過(guò)單向?qū)ǘO管V5與儲(chǔ)能電容2連接，輸出恒流電壓向儲(chǔ)能電容2充電。
[0026]下面對(duì)本發(fā)明的工作過(guò)程作進(jìn)一步描述。
[0027]圖1為本發(fā)明測(cè)深儀儲(chǔ)能電容恒流充電裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明測(cè)深儀恒流充電時(shí)序圖。如圖2和圖1所示，單片機(jī)控制電路模塊4通過(guò)通信接口接收到外部充電電壓設(shè)定值，等充電同步信號(hào)到達(dá)后，觸發(fā)開(kāi)關(guān)電源控制電平及恒流充電通/斷控制電平，使得可控開(kāi)關(guān)電源I工作并輸出電壓，通過(guò)恒流充電電路3輸出恒流電流給儲(chǔ)能電容2充電；充電完成，發(fā)射機(jī)開(kāi)始發(fā)射信號(hào)，同時(shí)，接收機(jī)進(jìn)行采樣數(shù)據(jù)與信號(hào)處理，此時(shí)，儲(chǔ)能電容停止充電、開(kāi)關(guān)電源關(guān)閉。
[0028]電壓采樣信號(hào)調(diào)理電路模塊5定時(shí)采樣儲(chǔ)能電容2的電壓，當(dāng)儲(chǔ)能電容2的電壓等于充電電壓設(shè)定值后，單片機(jī)控制電路模塊4關(guān)斷可控開(kāi)關(guān)電源I，使開(kāi)關(guān)電源I停止工作，并且操作恒流充電通/斷控制恒流充電電路3關(guān)斷，然后測(cè)深儀的發(fā)射機(jī)與接收機(jī)開(kāi)始工作，接收機(jī)采樣數(shù)據(jù)完畢，開(kāi)始新的周期，進(jìn)行儲(chǔ)能電容恒流充電工作。
[0029]本發(fā)明測(cè)深儀儲(chǔ)能電容恒流充電電路模塊3中，場(chǎng)效應(yīng)管V1、V4采用P溝道M0SFET，利用MOSFET工作于放大區(qū)、電壓負(fù)反饋原理實(shí)現(xiàn)恒流充電:由單片機(jī)控制電路模塊4發(fā)出恒流充電通/斷控制信號(hào)控制三極管V7、V8，使場(chǎng)效應(yīng)管V1、V4導(dǎo)通。
[0030]當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)管V1、V4導(dǎo)通電流增大時(shí)，因R1、R4的電壓負(fù)反饋?zhàn)饔茫琕1、V4柵極控制電壓減小，V1、V4漏極輸出電流減小，從而該恒流電路保持一定的恒定電流對(duì)儲(chǔ)能電容2充電；
[0031 ] 這樣，儲(chǔ)能電容2的電壓與開(kāi)關(guān)電源I的電壓差較大時(shí)，導(dǎo)通恒流充電電路3中場(chǎng)效應(yīng)管Vl對(duì)儲(chǔ)能電容進(jìn)行慢速充電；儲(chǔ)能電容的電壓與開(kāi)關(guān)電源的電壓差較小時(shí)，導(dǎo)通恒流充電電路3中場(chǎng)效應(yīng)管V4對(duì)儲(chǔ)能電容進(jìn)行快速充電。
[0032]由上所述，本發(fā)明測(cè)深儀儲(chǔ)能電容恒流充電電路模塊的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0033]I)恒流充電電路能夠?qū)?chǔ)能電容進(jìn)行恒流充電，可有效延長(zhǎng)電容壽命；
[0034]采用電壓采樣電路，通過(guò)控制恒流充電電路的通斷，從而控制儲(chǔ)能電容的充電電壓值，可實(shí)現(xiàn)充電電壓達(dá)到任意設(shè)定電壓(小于開(kāi)關(guān)電源電壓最大輸出值)；
[0035]2)采用可控開(kāi)關(guān)電源提供儲(chǔ)能電容的充電電壓，可控開(kāi)關(guān)電源具有效率高、體積小，有利于測(cè)深儀設(shè)備小型化；
[0036]3)測(cè)深儀在接收回波信號(hào)時(shí)，單片機(jī)控制電路關(guān)斷開(kāi)關(guān)電源，使開(kāi)關(guān)電源停止工作，可阻止開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)噪聲對(duì)測(cè)深儀接收機(jī)的電磁干擾。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)深儀儲(chǔ)能電容恒流充電的裝置，包括可控開(kāi)關(guān)電源和儲(chǔ)能電容，其特征在于，該裝置還包括: 所述的可控開(kāi)關(guān)電源模塊和儲(chǔ)能電容之間具有一個(gè)恒流充電電路模塊；儲(chǔ)能電容的輸入端連接一個(gè)電壓采樣信號(hào)調(diào)理電路模塊；所述的電壓采樣信號(hào)調(diào)理電路模塊與一個(gè)單片機(jī)控制電路模塊連接； 所述的電壓采樣信號(hào)調(diào)理電路模塊定時(shí)采樣、發(fā)送儲(chǔ)能電容的電壓值；單片機(jī)控制電路模塊接收電壓采樣信號(hào)調(diào)理電路模塊的電壓采樣值，并通過(guò)通信接口接收外部充電電壓設(shè)定值進(jìn)行比較，等待充電同步信號(hào)觸發(fā)，輸出開(kāi)關(guān)電源控制電平控制可控開(kāi)關(guān)電源模塊的電平，同時(shí)輸出恒流充電通/斷控制信號(hào)控制恒流充電電路模塊通/斷。
2.如權(quán)利要求1所述的儲(chǔ)能電容恒流充電的裝置，其特征在于:所述的恒流充電電路模塊包括: 兩個(gè)P溝道MOSFET Vl和V4 ； 所述的P溝道MOSFET Vl的源極通過(guò)限流電阻Rl與開(kāi)關(guān)電源模塊連接，其柵極通過(guò)并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管V3、電阻R3與開(kāi)關(guān)電源模塊連接，并通過(guò)電阻R6與三極管V7的集電極連接；V7的基極通過(guò)電阻R8與單片機(jī)控制電路模塊連接，受其恒流充電通/斷控制信號(hào)控制，并通過(guò)電阻RlO接地；P溝道M0SFETV1的漏極通過(guò)限流電阻R2、單向?qū)ǘO管V2與儲(chǔ)能電容連接，輸出恒流電壓向儲(chǔ)能電容充電； 所述的P溝道MOSFET V4的源極通過(guò)限流電阻R4與開(kāi)關(guān)電源模塊連接，其柵極通過(guò)并聯(lián)的穩(wěn)壓二極管V6、電阻R5與開(kāi)關(guān)電源模塊連接，并通過(guò)電阻R7與三極管V8的集電極連接；V8的基極通過(guò)電阻R9與單片機(jī)控制電路模塊連接，受其恒流充電通/斷控制信號(hào)控制，并通過(guò)電阻Rl I接地；P溝道M0SFETV4的漏極通過(guò)單向?qū)ǘO管V5與儲(chǔ)能電容連接，輸出恒流電壓向儲(chǔ)能電容充電。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK104410124SQ201410719475
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】林挺清, 祝鴻浩, 劉亮 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七二六研究所