本实用新型涉及供电技术，尤其涉及一种小型水产养殖作业动力船。
背景技术：
近年来，在国家的高度重视和大力扶持下，我国的造船业取得了令人瞩目的成就。常规的船舶动力系统是由柴油机为动力，其中柴油机直接驱动占55％，柴油机齿轮传动占39％。除此之外由于燃气轮机在质量和尺寸方面占有绝对的优势，加上它优良的加速性能和可靠性，因而被舰艇和高速客船等所推广采用。柴油机由于要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度，所以比较笨重，体积较大，成本较高，燃油经济性低下，使用价格昂贵，布置方便，需要另外添点供电照明设备，工作噪音大，能源消耗大，不利于节能减排，并且燃烧柴油也对环境造成一定的污染，对水产养殖造成一定干扰，影响水生生物的正常生长；由于海洋养殖大多为近海养殖，为了节约成本，大部分家庭式水产养殖作业船基本上还是以撑杆划船为主，因此造了家庭水产养殖户海上作业的效率不高，产值低，而且采用燃油设备实现自动控制有限，降低船舶的稳定性，安全没有保障。
技术实现要素：
本实用新型是解决现有技术所存在的技术问题，提供一种结构简单、成本低、噪音小、能耗小、方便控制的小型水产养殖作业动力船。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
一种小型水产养殖作业动力船，包括船体，所述船体内设有充电模块、升压模块、逆变模块、照明模块、驱动控制模块、蓄电池组和DSP处理器，所述充电模块连接蓄电池组，所述蓄电池组连接升压模块，所述升压模块连接逆变模块和照明模块，所述逆变模块连接驱动控制模块，所述DSP处理器与升压模块、逆变模块和照明模块连接；所述充电模块设有市电输入口和太阳能板，所述太阳能板设于船体顶部；所述照明模块连接有led灯和光敏传感器，均设于船体内；所述驱动控制模块连接有电机，电机设于船体后方；所述DSP处理器连接有控制面板和音频播放器，所述音频播放器设于船体尾部；所述蓄电池组设有电池管理芯片，实现对蓄电池组的充电管理。
所述DSP处理器采用TMS320F28335，对升压模块、逆变模块和照明模块进行A/D信号采样和发送PWM反馈信号。
所述的控制面板为人机界面，可以进行一键启动、速度、灯光、音频和充电的参数设定，以及工作状态、总里程、剩余电量的显示。
所述控制面板设置有防水。
本实用新型的有益效果是：采用DSP技术结合蓄电池来为小型养殖作业船提供所需的动力，布置方便、工作噪声低、节能、易于实现自动控制的优点，该装置具有环保、经济、安全、智能的特点，从而提升作业船的整体性能和经济性能，能更好的保障用户的生命安全和财产安全，让用户在不增加其运输成本的基础上，拥有一个操作简便、安全、绿色、环保的作业环境；能够更好的满足用户对产品多样化的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一种小型水产养殖作业动力船的结构示意图。
图2为本实用新型一种小型水产养殖作业动力船的框架示意图。
图3为本实用新型一种小型水产养殖作业动力船的电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见图1-3所示，一种小型水产养殖作业动力船，包括船体8，所述船体8内设有充电模块1、升压模块2、逆变模块3、照明模块4、驱动控制模块5、蓄电池组6和DSP处理器7，所述充电模块1连接蓄电池组6，所述蓄电池组6连接升压模块2，所述升压模块2连接逆变模块3和照明模块4，所述逆变模块3连接驱动控制模块5，所述DSP处理器7与升压模块2、逆变模块3和照明模块4连接；所述充电模块1设有市电输入口11和太阳能板12，所述太阳能板12设于船体顶部；所述照明模块4连接有led灯41和光敏传感器42，均设于船体8内；所述驱动控制模块5连接有电机51，电机51设于船体8后方，电机连接有桨叶52；所述DSP处理器7连接有控制面板71和音频播放器72，所述音频播放器72设于船体8尾部；所述蓄电池组6设有电池管理芯片61，实现对蓄电池组6的充电管理。
所述DSP处理器7采用TMS320F28335，对升压模块2、逆变模块3和照明模块4进行A/D信号采样和发送PWM反馈信号。
所述的控制面板71为人机界面，可以进行一键启动、速度、灯光、音频和充电的参数设定，以及工作状态、总里程、剩余电量的显示。
所述控制面板71设置有防水，防水采用密封圈或封胶。
充电模块，充电模块1采用反激式电源结合电池管理芯片61实现对蓄电池组的充电管理。
充电模块1电路中，220V交流市电或经转换的太阳能电压通过EMI模块后经过整理滤波得到300V左右直流电压经过两个启动电阻降压后加载到UC3842的7脚(电源端)，为芯片提供大于16V的启动电压。同时母线电压经过变压器耦合到次级，当UC3842启动后由辅助电源绕组提供芯片正常工作的电压。变压器次级输出端经由肖特基管MBR20100整流后经由LC滤波后得到所需要的稳定电压。为确保在市电电源出现波动时同样能得到所需的稳定电压，反馈网络部分采用线性光耦PC817和三端可调稳压源TL431以及阻容网络构成的误差放大器对输出电压进行精确控制，保证输出电压的稳定。
为了防止电路在工作过程中出现过流、过压现象从而损坏开关管等器件，电路中还设有过流保护，当电路短路时产生过流时，开关管的漏极电流迅速上升，导致UC3842的3脚(电流检测输入端)电压上升，当检测电压超过1V时，芯片PWM锁存复位，6脚(PWM输出端)无输出，开关管截止，电路停止工作，从而实现电路的过流保护。
UC3906是一种蓄电池充电专用芯片，其内部包含了蓄电池最佳充电控制所需的全部电路。芯片可以根据不同电池的需求，控制充电器所需要的电压和电流。同时可以实现三种不同状态的充电形式：大电流恒流充电状态、可控的过充状态、精密的浮充状态。
升压模块，升压模块2采用驱动芯片IR2110及其外围元器件构成驱动电路，主电路采用半桥式DC/DC变换电路，IR2110共有上下两路驱动，可作为半桥式变换电路的斩波管跟续流管的驱动。
升压模块2电路中，IR2110用于驱动半桥变换电路时，由D9自举二极管、C4自举电容，及C7滤波电容等外围器件构成了自举电路。其中驱动H0端接TV8功率管，L0接TV7功率管。当IR2110的HIN脚为高电平时驱动H0端也为高电平，反之HIN脚为低电平，输出端H0也为低电平。当HIN为高电平时半桥上臂功率管TV8导通；HIN为低电平时，TV8关断截止，经过短暂的死区时间后，LIN脚变为高电平，功率管TV7导通。如此循环反复。
主电路采用半桥式变换电路，功率管由DSP处理器提供的PWM以恒定的频率开关。当电路工作在升压状态时，功率管TV7导通时，电池电压直接加到电感L上，电能储存在电感中，功率管TV8截止，负载电压由输出电容提供。当功率管TV7关断，TV8导通，蓄电池组6和电感能量通过功率管及肖特基管向输出端流动，并且对输出电容进行充电，从而达到升压目的，可以通过改变功率管TV7的PWM占空比来改变输出电压的大小。
逆变模块，逆变模块3由两片IR2110构成的驱动来驱动全桥逆变电路，由于IR2110内部有自带隔离，所以它们能共用同一个驱动电源而无须隔离。
逆变模块3电路中，逆变电路的驱动电路跟升压电路的驱动电路一样是采用驱动芯片IR2110构成的驱动电路，其工作原理也是一样的，存在的区别就是逆变电路中的驱动电路需要把IR2110的辅助电源同自举充电电源隔开，从而实现隔离。逆变工程中，由DSP处理器7产生的SPWM经过IR2110后，致使全桥电路中的开关管V1、V4和V2、V3轮流导通后经由负载电路到标准的正弦波。
负载电路为LC滤波电路。电解电容旁的两个快恢复二极管UF4007作用是防止电解电容反向充电而损坏。桥式逆变电路工作时V1、V4桥臂为一组，V2、V3桥臂为一组，当V1、V4导通时，V2、V3截止；当V2、V3导通时，V1、V4截止。每个SPWM周期中V1、V4与V2、V3交替导通截止，从而产生双极性的SPWM波。如此通过控制开关管的工作状态，且有LC滤波振荡电路，使得输出脉冲的宽度按正弦规律变化，和正弦波等效，输出即为单相双极性正弦波。若要改变输出电压的大小，则可通过调制率改变上述各脉冲的宽度即可。负载处采用LC滤波器来滤除开关频率及邻近频率的谐波。
驱动控制模块5，采用的负载电机其额定工作电压是交流24V，因此选用交流电压互感器和交流电流互感器分别对电机的工作电压及电流进行监控。
驱动控制模块5中，考虑到一般的半波整流电路中，由于受到二极管的伏安特性的限制，因此无法对微弱信号进行整流。本电路采用精密整流电路，其能将微弱的交流电压转换成直流电压。只要使输入运放的净输入电压产生非常微小的变化，就能改变D11和D12的工作状态，再利用反相求和电路即可实现全波整流。信号经过精密整流后输入到DSP处理器7将其转化为数字信号，再将转化后的采样值输入液晶屏进行显示。
由于电流信号无法直接被DSP处理器7采样，通过电流传输线穿过电流互感器将电流信号转变为电压信号送入精密整流电路。后端精密全波整流电路工作原理与电压采样模块工作原理相同。电流信号转换为电压信号后，采样值送入DSP处理器7后折算成电流值再进行转换，最后送入液晶屏进行显示。
由于采用的是三线制交流电机，白线与黄线之间并联一个裂相电容，用于控制电机的正反转。当24V交流电压施加于黑线与白线之间，电机正转。当24V交流电压施加于黑线与黄线之间则电机反转。因此继电器对电机的正反转进行控制。其中裂相电容的容量决定着电机运行功率的大小，能够精准的控制电机的转速。
应用中，对船体8进行充电，直接插上220V交流电，在电池管理芯片61的调节控制下，经过充电模块1稳压后产生一个24V直流电压，对蓄电池组6进行大电流恒流充电状态，当蓄电池组6电压到达11.2V，自动进入可控的过冲状态，当蓄电池组6电压到达12V后，进入精密的浮充状态，充满后指示灯亮起。工作时，通过控制面板171设定各工作参数，按下一键启动按钮，进入正常工作状态，升压模块2将蓄电池组6的供电进行两路升压，一路供应照明模块4，并根据光敏传感器42感测到的数据，通过A/D信号传输给DSP处理器7，再由DSP处理器7产生的PWM占空比来调节照明模块4连接的LED灯41的亮度，自动调节不同时候的照明要求；另一路与逆变模块3相连接，对42V直流电压进行逆变产生交流24V电压，逆变模块3输出与驱动控制模块15连接，DSP处理器7改变SPWM调试度来改变逆变模块3输出幅度与频率从而控制传输给驱动控制模块5的电压；最终由驱动控制模块5结合控制面板71来实现对电机转速的控制和显示状况。如果养殖的水产需要播放相应的音频来增产或安抚水产生物，则通过控制面板71来通过音频播放器72播放存储的音频。
本实用新型的有益效果是：采用DSP技术结合蓄电池来为小型养殖作业船提供所需的动力，布置方便、工作噪声低、节能、易于实现自动控制的优点，该装置具有环保、经济、安全、智能的特点，从而提升作业船的整体性能和经济性能，能更好的保障用户的生命安全和财产安全，让用户在不增加其运输成本的基础上，拥有一个操作简便、安全、绿色、环保的作业环境；能够更好的满足用户对产品多样化的需求。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。