【技术实现步骤摘要】
本技术涉及水下电子设备电源管理，具体涉及一种带大负载能力的非接触式电源管理电路。
技术介绍
1、目前，水下电子设备的电源系统由高压动力电池、电源管理系统、充电管理系统等多个控制子系统构成，对系统的上下电操作需要电源管理系统和电机控制器协同控制，对大负载的供电需要高压控制系统来实现，而目前电源管理系统多选取专用的集成芯片，成本较高，控制逻辑复杂，过程繁琐。
2、另一方面，由于电池组密封在水下电子设备内部，工作人员一般需要先拆下水密盖板，利用计算机和调试缆来连接到设备，才能实现系统的上下电操作，设备入水前需要再装上水密盖板，这样大大增加了水下电子设备电源系统的复杂度。
3、基于此，继续一种电源管理电路，来降低系统上下电操作的复杂性，提高工作效率。
技术实现思路
1、针对上述问题，本技术提供了一种带大负载能力的非接触式电源管理电路，通过干簧管单元可实现电路的非接触式闭合和断开，降低了电源系统上下电操作的复杂度，相较于现有水下电子设备采用电源管理芯片的控制模式，电路结构更加简单，成本更低。
2、具体地，本技术是这样实现的：
3、一种带大负载能力的非接触式电源管理电路，包括：
4、干簧管单元，安装于航行体内部壳体上，且与电池连接，用于永磁体靠近时电池通电或断电；
5、高压控制单元，分别与干簧管单元和电池连接，用于触发脉冲信号的电平保持，以及负载与电池之间的接通/断开；
6、保护电路单元，分别与高压控制单元和负
7、进一步地，所述干簧管单元包括：常闭型干簧管sw1、常开型干簧管sw2、电阻r2和电容c5；
8、常闭型干簧管sw1，一端与电池连接，另一端与高压控制单元连接；
9、电阻r2上端与电池连接，下端与常开型干簧管sw2连接；
10、常开型干簧管sw2另一端接电容c5上端，电容c5下端接地；
11、当用永磁体靠近常开型干簧管sw2时电池上电，当用永磁体靠近常闭型干簧管sw1时电池断电。
12、进一步地，所述高压控制单元包括：大功率接触器k1、pnp三极管q1、npn三极管q2、n沟道mos管q3、二极管v1和电阻组件；
13、大功率接触器k1的1脚与二极管v1的负极相连，2脚与保护电路单元输入端相连，3脚与二极管v1的正极和n沟道mos管q3的漏极相连，4脚与电池正极相连；电阻组件与pnp三极管q1、npn三极管q2和n沟道mos管q3连接。
14、进一步地，所述电阻组件包括：电阻r1、电阻r3～r10；
15、其中，电阻r1、电阻r3和电阻r4为三角形连接，电阻r1和电阻r4的公共端与pnp三极管q1的基极相连，电阻r3和电阻r4的公共端与npn三极管q2的集电极相连，电阻r1和电阻r3的公共端与pnp三极管q1的发射极、大功率接触器k1的1脚及二极管v1的负极相连；
16、电阻r5左端、电阻r7左端、电阻r10上端与干簧管单元相连，电阻r5右端与pnp三极管q1集电极相连，电阻r7右端与npn三极管q2基极相连；
17、电阻r6、电阻r8、电阻r9组成三角形连接，电阻r6和电阻r9的公共端与n沟道mos管q3的栅极相连，电阻r6和电阻r8的公共端与pnp三极管q1的集电极相连，电阻r8和电阻r9的公共端、电阻r10的下端、npn三极管q2的发射极、n沟道mos管q3的源极接地。
18、进一步地，所述保护电路单元包括：压敏电阻m1、气体放电管g1、瞬态电压抑制二极管v2及滤波电路；
19、电压抑制二极管v2的负极、压敏电阻m1的下端、气体放电管g1的上端均与电池的负极相连，气体放电管g1的下端接地。
20、进一步地，所述滤波电路包括：电感l1、电容c1～c4；
21、其中，电感l1左端和压敏电阻m1的上端与高压控制单元相连，电容c1～c4和瞬态电压抑制二极管v2的正极均与电感l1的右端相连，电容c1～c4的负极与电池的负极相连。
22、本技术的工作原理：
23、当常闭型干簧管sw1和常开型干簧管sw2没有被触发时，npn三极管q2的基极没有电流通过，npn三极管q2处于截止状态，npn三极管q2的集电极和发射极等效于断开，使得pnp三极管q1的基极无电流回路，pnp三极管q1也处于截止状态，进而使得n沟道mos管q3的栅极无电压，所以n沟道q3处于关闭状态，此时大功率接触器k1的线圈未通电，大功率接触器k1处于断开状态，电池高压供电无法到达下一级工作单元，故负载未被驱动。
24、当用永磁体靠近常开型干簧管sw2时，常开型干簧管sw2变为闭合状态，此时vcc通过电阻r2和r10分压，在电阻r10两端产生压降，使得npn三极管q2的基极电阻r7上有电流通过，npn三极管q2变为导通状态，其集电极等效于接地，故vcc进而能够通过常闭型干簧管sw2到达pnp三极管q1的基极电阻回路，r1、r3和r4为pnp三极管q1提供开启电压，产生基极电流后使得pnp三极管q1导通，再通过r6、r8、r9组成的三角形结构分压，使得n沟道mos管q3导通。此时大功率接触器k1线圈通电，线圈电流会产生磁场，使得静铁芯产生电磁吸力来吸引动铁芯，使得大功率接触器k1触点闭合。高压电池的正极将通过高压控制模块进入下一级单元。
25、npn三极管q2的作用是维持pnp三极管q1导通。当高压控制单元上电过程完成后，即使再用永磁体靠近常开型干簧管sw2使其断开，vcc依然可以通过常闭型干簧管sw1回路维持pnp三极管q1导通，n沟道mos管q3导通，即高压控制单元具有自锁能力，能够实现触发脉冲信号的电平保持。
26、当高压电池供电通过高压控制单元后将到达保护电路单元，当电路出现过压状态时，压敏电阻m1会被击穿，进行电压钳位，相当于短路，吸收多余的电流。气体放电管g1的作用则是泄放通过m1的瞬时过电流，限制过电压，进一步保护负载。当电池电压低于m1的阈值时，流过m1的电流极小，m1等效于阻值无穷大，此时电池正极将通过电感l1给负载供电。电感l1及电容c1～c4的作用主要是进行滤波，提高电源电路的工作稳定性。瞬态电压抑制二极管v2并联在电路中，其对过电压的反应速度会比压敏电阻m1和气体放电管g1快，能够防止电源管理电路被速度很快的电压尖峰损坏。
27、当水下电子设备完成工作任务并被打捞上岸后，只需用永磁体靠近常闭型干簧管sw1使其断开，三极管q1的基极将无电流回路，即q1截止，进而mos管q3也截止，使得大功率接触器触点断开，从而实现设备的非接触式断电。
28、与现有技术相比，本技术的有益效果：
29、(1)采用干簧管单元实现了电路的非接触式闭合和断开，降低了电源系统上下电操作的复杂度，提高了工作效率。
30、(2)相较于现有水下电子设备采用电源管理芯片本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种带大负载能力的非接触式电源管理电路，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的带大负载能力的非接触式电源管理电路，其特征在于，所述干簧管单元包括：常闭型干簧管SW1、常开型干簧管SW2、电阻R2和电容C5；
3.如权利要求1所述的带大负载能力的非接触式电源管理电路，其特征在于，所述高压控制单元包括：大功率接触器K1、PNP三极管Q1、NPN三极管Q2、N沟道MOS管Q3、二极管V1和电阻组件；
4.如权利要求3所述的带大负载能力的非接触式电源管理电路，其特征在于，所述电阻组件包括：电阻R1、电阻R3～R10；
5.如权利要求1所述的带大负载能力的非接触式电源管理电路，其特征在于，所述保护电路单元包括：压敏电阻M1、气体放电管G1、瞬态电压抑制二极管V2及滤波电路；
6.如权利要求5所述的带大负载能力的非接触式电源管理电路，其特征在于，所述滤波电路包括：电感L1、电容C1～C4；
【技术特征摘要】
1.一种带大负载能力的非接触式电源管理电路，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的带大负载能力的非接触式电源管理电路，其特征在于，所述干簧管单元包括：常闭型干簧管sw1、常开型干簧管sw2、电阻r2和电容c5；
3.如权利要求1所述的带大负载能力的非接触式电源管理电路，其特征在于，所述高压控制单元包括：大功率接触器k1、pnp三极管q1、npn三极管q2、n沟道mos管q3、二极管v1和电阻组件；...
【专利技术属性】
技术研发人员：李康，罗金旺，马红跃，
申请(专利权)人：昆明船舶设备研究试验中心中国船舶集团有限公司七五〇试验场，
类型：新型
国别省市：
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