一种海底观测网Siim输出隔离控制电路的制作方法

本实用新型涉及一种海底观测网Siim输出隔离控制电路。

背景技术：

海底观测网是将观测设备放到海底，并将这些观测设备联网，从而在海底形成一个原始数据采集网络，然后再将采集数据送到岸上的基地进行分析处理的一种网络。

Siim是海底设备接口模块（Subsea Instrument Interface Modules）的英文缩写，它连接海底观测设备，为其供电和与其通信。受海底环境限制，要求Siim需要具有很高的可靠性，另外Siim连接多个观测设备，输出隔离和输出控制也很重要。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种海底观测网Siim输出隔离控制电路，提高Siim的可靠性，解决输出隔离和输出控制的问题。

为了解决所述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种海底观测网Siim输出隔离控制电路，包括场效应管驱动电路、继电器隔离电路和电源隔离电路，所述电源隔离电路包括波形产生电路、与波形产生输出端连接的逆变电路、以及与逆变电路输出端连接的多个整流滤波电路，整流滤波电路的输出端与场效应管驱动电路、继电器隔离电路相连，电源隔离电路为场效应管驱动电路和继电器隔离电路提供电源。

本实用新型所述海底观测网Siim输出隔离控制电路，所述波形产生电路包括驱动芯片U3、电阻R7、电阻R9、电容C4、电容C9、电容C10、二极管D10，电容C4、电阻R7、电阻R9、电容C9依次串联并两端接地，驱动芯片的8脚连接于电容C4、电阻R7之间并连接+12V电源，驱动芯片的7脚连接于电阻R7、R9之间，驱动芯片的6脚连接于电阻R9、电容C9之间并且连接驱动芯片的2脚，驱动芯片的5脚通过电容C10接地，驱动芯片的1脚接地，驱动芯片的4脚接+12V电源，驱动芯片的3脚连接逆变电路并通过二极管D10接地，二极管D10的阳极接地；所述逆变电路包括场效应管Q3、电容C7、稳压二极管D8、变压器U2和电阻R15，电阻R15连接于驱动芯片的3脚与场效应管Q3的栅极之间，场效应管Q3的源极接地，场效应管Q3的漏极分别连接稳压二极管D8的阳极和变压器U2主线圈的一端，稳压二极管D8的阴极、变压器U2主线圈的另一端连接至+12V电源并通过电容C7接地，变压器U2有多个次级线圈，每个次级线圈连接1个整流滤波电路；整流滤波电路包括二极管D6、电阻R6、电容C5、电阻R5，变压器U2次级线圈的一端通过二极管D6、电阻R6连接输出端VB1，变压器U2次级线圈的另一端连接输出端VS1，电容C5、电阻R5并联于变压器U2次级线圈的两端之间。

本实用新型所述海底观测网Siim输出隔离控制电路，所述场效应管驱动电路包括场效应管Q1、场效应管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R4、二极管D3、二极管D4、二极管D5、电感C1和驱动芯片U1；驱动芯片U1的1脚连接整流滤波电路的输出端VB1，驱动芯片U1的3脚通过电阻R4连接整流滤波电路的输出端VS1，电感C1连接于驱动芯片的1脚与3脚之间；驱动芯片U1的2脚与电阻R1、电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端与场效应管Q1的栅极连接，电阻R2的另一端与场效应管Q2的栅极连接，场效应管Q1的漏极、场效应管Q2的漏极与+48V连接，场效应管Q1的源极与场效应管Q2的源极连接后分别连接至+48V-IN、VS1；驱动芯片U1的8脚连接外部驱动信号，驱动芯片U1的6脚、7脚并接于地，二极管D3、二极管D4、二极管D5串连于第一驱动芯片的3脚与6脚之间并且二极管的阴极接3脚，阳极接6脚。

本实用新型所述海底观测网Siim输出隔离控制电路，所述继电器隔离电路包括光电耦合器LS1、继电器RL1、继电器RL2、二极管D1、二极管D2、接插件J2、电阻R3，光电耦合器LS1的1脚通过电阻R3接+5V电源，光电耦合器LS1的2脚外部驱动，光电耦合器LS1的4脚、6脚连接+12V电源，光电耦合器LS1的5脚与二极管D1的阴极、二极管D2的阴极、继电器RL1的2脚、继电器RL2的2脚连接；二极管D1的阳极与继电器RL1的1脚连接并接于地；二极管D2的阳极与继电器RL2的1脚连接并接于地；继电器RL1的4脚与场效应管Q2的源极连接；继电器RL2的4脚与-48V电源电压输出连接；接插件J2的1脚与继电器RL1的3脚连接；接插件J2的2脚与继电器RL2的3脚连接。

本实用新型所述海底观测网Siim输出隔离控制电路，所述变压器U2有4个次级线圈。

本实用新型所述海底观测网Siim输出隔离控制电路，驱动芯片U1型号采用IR2181，驱动芯片U3型号采用LM555，场效应管Q3型号采用IRFD12、第一稳压二极管D8型号采用1.5KE51CA。

本实用新型所述海底观测网Siim输出隔离控制电路，光电耦合器LS1的型号采用PVG612，继电器RL1、第二继电器RL2型号采用G81B245。

本实用新型的有益效果：1、可靠性高，本实用新型中采用电子开关和机械开关相结合的方式完成隔离控制，这种控制方式即解决了场效应管等电子开关电气不隔离的缺点也解决了继电器等机械开关触点拉弧的缺点。2、隔离效果好，本实用新型中采用高真空继电器能够承受10KV的直流电压。3、控制电路隔离供电，扩展能力强。本实用新型中电子开关和机械开关的控制电路采用隔离供电，可实现多路隔离控制，有利于扩展。

附图说明

图1为电源隔离电路原理图；

图2为场效应管驱动电路原理图；

图3为继电器隔离电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

一种海底观测网Siim输出隔离控制电路，包括场效应管驱动电路、继电器隔离电路和电源隔离电路，所述电源隔离电路包括波形产生电路、与波形产生输出端连接的逆变电路、以及与逆变电路输出端连接的多个整流滤波电路，整流滤波电路的输出端与场效应管驱动电路、继电器隔离电路相连，电源隔离电路为场效应管驱动电路和继电器隔离电路提供电源。

本实施例中，所述的电源隔离电路可以提供4路隔离电源，能够为4路场效应管驱动电路和继电器隔离电路提供电源，由于4路场效应管驱动电路和继电器隔离电路具有相同的特征，因此本实施例中只对1路场效应管驱动电路和继电器隔离电路进行说明。

如图1所示，为电源隔离电路原理图，电源隔离电路由波形产生电路、逆变电路和整流滤波电路组成。

所述波形产生电路包括驱动芯片U3、电阻R7、电阻R9、电容C4、电容C9、电容C10、二极管D10，电容C4、电阻R7、电阻R9、电容C9依次串联并两端接地，驱动芯片的8脚连接于电容C4、电阻R7之间并连接+12V电源，驱动芯片的7脚连接于电阻R7、R9之间，驱动芯片的6脚连接于电阻R9、电容C9之间并且连接驱动芯片的2脚，驱动芯片的5脚通过电容C10接地，驱动芯片的1脚接地，驱动芯片的4脚接+12V电源，驱动芯片的3脚连接逆变电路并通过二极管D10接地，二极管D10的阳极接地。

所述逆变电路包括场效应管Q3、电容C7、稳压二极管D8、变压器U2和电阻R15，波形产生电路为场效应管Q3提供驱动信号，逆变电路实现供电电源隔离。电阻R15连接于驱动芯片的3脚与场效应管Q3的栅极之间，场效应管Q3的源极接地，场效应管Q3的漏极分别连接稳压二极管D8的阳极和变压器U2主线圈的一端，稳压二极管D8的阴极、变压器U2主线圈的另一端连接至+12V电源并通过电容C7接地，变压器U2有多个次级线圈，每个次级线圈连接1个整流滤波电路；整流滤波电路包括二极管D6、电阻R6、电容C5、电阻R5，变压器U2次级线圈的一端通过二极管D6、电阻R6连接输出端VB1，变压器U2次级线圈的另一端连接输出端VS1，电容C5、电阻R5并联于变压器U2次级线圈的两端之间。

如图2所示，为场效应管驱动电路原理图，所述场效应管驱动电路包括场效应管Q1、场效应管Q2、电阻R1、电阻R2、电阻R4、二极管D3、二极管D4、二极管D5、电感C1和驱动芯片U1；第一驱动芯片U1同时控制第一场效应管Q1和第二场效应管Q2的开通和关断。驱动芯片U1的1脚连接整流滤波电路的输出端VB1，驱动芯片U1的3脚通过电阻R4连接整流滤波电路的输出端VS1，电感C1连接于驱动芯片的1脚与3脚之间；驱动芯片U1的2脚与电阻R1、电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端与场效应管Q1的栅极连接，电阻R2的另一端与场效应管Q2的栅极连接，场效应管Q1的漏极、场效应管Q2的漏极与+48V连接，场效应管Q1的源极与场效管Q2的源极连接后分别连接至+48V-IN、VS1；驱动芯片U1的8脚连接外部驱动信号，驱动芯片U1的6脚、7脚并接于地，二极管D3、二极管D4、二极管D5串连于第一驱动芯片的3脚与6脚之间并且二极管的阴极接3脚，阳极接6脚。

所述继电器隔离电路包括光电耦合器LS1、继电器RL1、继电器RL2、二极管D1、二极管D2、接插件J2和电阻R3，第一光电耦合器LS1同时控制第一继电器RL1和第二继电器RL2的开通和闭合。光电耦合器LS1的1脚通过电阻R3接+5V电源，光电耦合器LS1的2脚外部驱动，光电耦合器LS1的4脚、6脚连接+12V电源，光电耦合器LS1的5脚与二极管D1的阴极、二极管D2的阴极、继电器RL1的2脚、继电器RL2的2脚连接；二极管D1的阳极与继电器RL1的1脚连接并接于地；二极管D2的阳极与继电器RL2的1脚连接并接于地；继电器RL1的4脚与场效应管Q2的源极连接；继电器RL2的4脚与-48V电源电压输出连接；接插件J2的1脚与继电器RL1的3脚连接；接插件J2的2脚与继电器RL2的3脚连接。

本实施例中，驱动芯片U1型号采用IR2181，驱动芯片U3型号采用LM555，场效应管Q3型号采用IRFD12、第一稳压二极管D8型号采用1.5KE51CA。光电耦合器LS1的型号采用PVG612，继电器RL1、第二继电器RL2型号采用G81B245。

以上描述的仅是本实用新型的基本原理和优选实施例，本领域技术人员根据本实用新型作出的改进和替换，属于本实用新型的保护范围。