海底观测网络次级接驳盒的电压转换系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种海底观测网络次级接驳盒的电压转换系统。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的迅猛发展，海底观测系统日趋成为探索海洋的新型热门手段。对于海底观测网而言，整个观测系统最重要的在于电能的分配与数据的传输，因此合理分配稳定可靠的电能是一个重要的环节。稳定可靠的电能对于整个观测系统是至关重要的:有利于为下端观测设备提供稳定的电能，保证设备的正常运行；有利于提高整个观测系统的可靠性，保证系统持久稳定的运行。
[0003]由于次级接驳盒处在深海区域，海洋环境复杂多变，对于次级接驳盒的电压转换系统提出的要求有:闻可罪性、闻稳定性。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是设计一种海底观测网络次级接驳盒的电压转换系统，为海底观测网络下端科学设备提供稳定、可靠的48V直流电能输出。
[0005]为达到上述目的，本发明拟采用的技术解决方案是:
本发明的海底观测网络次级接驳盒的电压转换系统包括:稳压保护电路、2N+1路将375V直流电压转换为48V直流电压的电压转换电路以及通信控制模块，所述的稳压保护电路的输入端与375V直流电压相连，输出端与2N+1路电压转换电路的输入端相连，2N+1路电压转换电路中的2N路输出端分别为48V直流电压供电端，另一路输出端与通信控制模块的输入端相连，通信控制模块的2N个控制信号端分别与2N路电压转换电路的信号端相连，N为正整数。
[0006]通常，选择N=2~4。
[0007]本发明中，所述的通讯控制模块采用ADAM-4000系列，包括一个ADAM4571模块、一个 ADAM4017P 模块和二个 ADAM4055 模块，其中 ADAM4571 模块的 data+ 引脚、ADAM4017P模块的data+引脚、第一 ADAM4055模块的data+引脚以及第二 ADAM4055模块的data+引脚相连；ADAM4571模块的data-引脚、ADAM4017P模块的data-引脚、第一 ADAM4055模块的data-引脚以及第二 ADAM4055模块的data-引脚相连；ADAM4571模块的+Vs引脚、ADAM4017P模块的+Vs引脚、第一 ADAM4055模块的+Vs引脚以及第二 ADAM4055模块的+Vs引脚与直流电压24V+相连；ADAM4571模块的GND引脚、ADAM4017P模块的GND引脚、第一ADAM4055模块的GND引脚以及第二 ADAM4055模块的GND引脚接地。
[0008]为了提高海底观测网络次级接驳盒的电压转换系统的运行可靠性，本发明中的2N+1路电压转换电路中的每一路电压转换电路均采用两路并联冗余的设计方案，它包括:二个型号为V375A48E600BG的电源模块，二个光电耦合器和二个三极管，二个电源模块的引脚+IN与375V直流电压相连，二个电源模块的引脚PR相连，第一电源模块的引脚PC与第一个光电稱合器的引脚C相连,第一电源模块的引脚-1N与第一光电稱合器的引脚E以及GND相连,第一光电稱合器的引脚A与24V直流电压相连,第一光电稱合器的引脚K与第一三极管的集电极相连；第一三极管的发射极接地，基极与通讯控制模块中的第一ADAM4055模块的控制信号端相连；第二电源模块的引脚PC与第二光电稱合器的引脚C相连，第二电源模块的引脚-1N与第二光电耦合器的引脚E以及GND相连，第二光电耦合器的引脚A与24V直流电压相连，第二光电耦合器的引脚K与第二三极管的集电极相连；第二三极管的发射极接地，基极与通讯控制模块中的第二 ADAM4055模块的控制信号端相连。
[0009]本发明的有益效果是:本发明的海底观测网络次级接驳盒的电压转换系统中，每一路电压转换电路均采用工业级VICOR电压转换模块，抗干扰能力强，保证系统的高稳定性；并且采用两路并联冗余设计，保证系统的高可靠性。
【附图说明】
[0010]图1为海底观测网络次级接驳盒的电压转换系统的原理框图；
图2为通讯控制模块示意图；
图3为一路电压转换电路图。
【具体实施方式】
[0011 ] 以下结合附图对本发明做详细的说明。
[0012]参照图1，海底观测网络次级接驳盒的电压转换系统包括:稳压保护电路2、2N+1路将375V直流电压转换为48V直流电压的电压转换电路I以及通信控制模块3，所述的稳压保护电路2的输入端与375V直流电压相连，输出端与2N+1路电压转换电路I的输入端相连，2N+1路电压转换电路I中的2N路输出端分别为48V直流电压供电端，给科学设备提供电源，另一路输出端与通信控制模块3的输入端相连，为通信控制模块3提供工作电源，通信控制模块3的2N个控制信号端分别与2N路电压转换电路2的信号端相连，N为正整数。
[0013]通讯控制模块如图2所示，包括一个ADAM4571模块4、一个ADAM4017P模块5和二个 ADAM4055 模块 6、7，其中 ADAM4571 模块 4 的 data+ 引脚、ADAM4017P 模块 5 的 data+引脚、第一 ADAM4055模块6的data+引脚以及第二 ADAM4055模块7的data+引脚相连；ADAM4571模块4的data-引脚、ADAM4017P模块5的data-引脚、第一 ADAM4055模块6的data-引脚以及第二 ADAM4055模块7的data-引脚相连；ADAM4571模块4的+Vs引脚、ADAM4017P模块5的+Vs引脚、第一 ADAM4055模块6的+Vs引脚以及第二 ADAM4055模块7的+Vs引脚与直流电压24V+相连；ADAM4571模块4的GND引脚、ADAM4017P模块5的GND引脚、第一 ADAM4055模块6的GND引脚以及第二 ADAM4055模块7的GND引脚接地。图示实例，N=4, ADAM4055模块6和ADAM4055模块7各有8个控制信号端J2n和I 2N。
[0014]图3所示为每一路电压转换电路的电路图，采用两路并联冗余的设计方案，包括二个型号为V375A48E600BG的电源模块8、11，二个光电耦合器9、12和二个三极管10、13，二个电源模块8、11的引脚+IN与375V直流电压相连，二个电源模块8、11的引脚PR相连，第一电源模块8的引脚PC与第一个光电稱合器9的引脚C相连,第一电源模块8的引脚-1N与第一光电稱合器9的引脚E及地相连,第一光电稱合器9的引脚A与24V直流电压相连，第一光电耦合器9的引脚K与第一三极管10的集电极相连；第一三极管10的发射极接地，基极与通讯控制模块3中的第一 ADAM4055模块6的控制信号端相连；第二电源模块11的引脚PC与第二光电稱合器12的引脚C相连,第二电源模块11的引脚-1N与第二光电I禹合器12的引脚E及地相连，第二光电耦合器12的引脚A与24V直流电压相连，第二光电耦合器12的引脚K与第二三极管13的集电极相连；第二三极管13的发射极接地，基极与通讯控制模块3中的第二 ADAM4055模块7的控制信号端相连。
[0015]工作原理如下:
375V直流电压经过稳压保护电路后，变为稳定375V直流电压，避免对后端电路产生电压冲击、电压波动等不利影响；稳定的375V直流电压经过2N+1路电压转换电路后，变为直流48V，其中2N路48V输出连接后端科学设备，一路48V输出为系统内部供电；通讯控制模块与2N路电压转换电路相连，通过控制信号控制光电耦合器的通断，继而控制电压转换电路工作与否；2N+1路电压转换电路内部均采用两路并联冗余的设计方案，输出高可靠性直流48V电压。
【主权项】
1.一种海底观测网络次级接驳盒的电压转换系统，其特征在于:包括稳压保护电路(2)、2N+1路将375V直流电压转换为48V直流电压的电压转换电路(I)以及通信控制模块(3)，所述的稳压保护电路(2)的输入端与375V直流电压相连，输出端与2N+1路电压转换电路(I)的输入端相连，2N+1路电压转换电路(I)中的2N路输出端分别为48V直流电压供电端，另一路输出端与通信控制模块(3)的输入端相连，通信控制模块(3)的2N个控制信号端分别与2N路电压转换电路(2)的信号端相连，N为正整数。
2.根据权利要求1所述的海底观测网络次级接驳盒的电压转换系统，其特征在于所述的N=2?4。
3.根据权利要求1所述的海底观测网络次级接驳盒的电压转换系统，其特征在于所述的通讯控制模块(3)包括一个ADAM4571模块(4)、一个ADAM4017P模块(5 )和二个ADAM4055模块(6、7 )，其中ADAM4571模块(4 )的data+引脚、ADAM4017P模块(5 )的data+引脚、第一ADAM4055模块(6)的data+引脚以及第二 ADAM4055模块(7)的data+引脚相连；ADAM4571模块(4)的data-引脚、ADAM4017P模块(5)的data-引脚、第一 ADAM4055模块(6)的data-引脚以及第二 ADAM4055模块(7)的data-引脚相连；ADAM4571模块(4)的+Vs引脚、ADAM4017P模块(5)的+Vs引脚、第一 ADAM4055模块(6)的+Vs引脚以及第二 ADAM4055模块(7)的+Vs引脚与直流电压24V+相连；ADAM4571模块(4)的GND引脚、ADAM4017P模块(5)的GND引脚、第一 ADAM4055模块(6)的GND引脚以及第二 ADAM4055模块(7)的GND弓丨脚接地。
4.根据权利要求1所述的海底观测网络次级接驳盒的电压转换系统，其特征在于每一路电压转换电路(I)包括:二个型号为V375A48E600BG的电源模块(8、11 )，二个光电耦合器(9、12)和二个三极管(10、13)，二个电源模块(8、11)的引脚+IN与375V直流电压相连，二个电源模块(8、11)的引脚PR相连，第一电源模块(8)的引脚PC与第一个光电I禹合器(9)的引脚C相连，第一电源模块(8)的引脚-1N与第一光电耦合器(9)的引脚E及地相连，第一光电稱合器(9)的引脚A与24V直流电压相连,第一光电稱合器(9)的引脚K与第一三极管(10)的集电极相连；第一三极管(10)的发射极接地，基极与通讯控制模块(3)中的第一 ADAM4055模块(6)的控制信号端相连；第二电源模块(11)的引脚PC与第二光电稱合器(12)的引脚C相连，第二电源模块(11)的引脚-1N与第二光电耦合器(12)的引脚E及地相连，第二光电耦合器(12)的引脚A与24V直流电压相连，第二光电耦合器(12)的引脚K与第二三极管(13)的集电极相连；第二三极管(13)的发射极接地，基极与通讯控制模块(3)中的第二 ADAM4055模块(7)的控制信号端相连。
【专利摘要】本发明公开的海底观测网络次级接驳盒的电压转换系统，包括稳压保护电路、2N+1路将375V直流电压转换为48V直流电压的电压转换电路以及通信控制模块，所述的稳压保护电路的输入端与375V直流电压相连，输出端与2N+1路电压转换电路的输入端相连，2N+1路电压转换电路中的2N路输出端分别为48V直流电压供电端，另一路输出端与通信控制模块的输入端相连，通信控制模块的2N个控制信号端分别与2N路电压转换电路的信号端相连，N为正整数。每一路电压转换电路均采用工业级VICOR电压转换模块，抗干扰能力强，保证系统的高稳定性；并且采用两路并联冗余设计，保证系统的高可靠性。
【IPC分类】H03K19-14, H02M3-00
【公开号】CN104639154
【申请号】CN201410785767
【发明人】李德骏, 郁茂旺, 冯建设, 谢尚祥, 王俊, 王晨, 苏凤歌
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月18日