本实用新型涉及电气设备技术领域，具体而言，涉及一种冗余电源、供电装置以及使用该供电装置的无人船。
背景技术：
无人船是一种可以无需遥控，借助精确卫星定位和自身传感即可按照预设任务在水面航行的全自动水面机器，其具有自主规划、自主航行能力，并可自主完成环境感知、目标探测等任务。
随着无人船的应用逐步扩大，以及无人船所应用的环境越来越复杂，所完成的任务也越来越艰巨，对无人船的可靠性、稳定性及安全性提出了更高的要求。电池作为无人船的动力核心，其稳定性以及可靠性显得尤为重要。一旦在无人船执行任务过程中出现了断电等电池无法向无人船供电的问题，要回收无人船成为比较困难的问题。
因此，如何提高无人船电池的可靠性成为目前亟待解决的方法。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种冗余电源、供电装置以及使用该供电装置的无人船，通过在无人船上增加供电的电源数量，以提高无人船电池的可靠性。
第一方面，本实用新型实施例提供了一种冗余电源，包括：至少两个并联的电源模块；
多个所述电源模块的功率输出端均连接至同一个电源总线；
每个所述电源模块上还设置有用于接收外界控制信号的控制端口；
每个所述电源模块还连接有电阻R1；所述电阻R1的另一端为所述电源模块的身份标识读取端口，且不同的所述电源模块连接的电阻R1的阻值不同。
在本实用新型各个实施方式中，优选地，所述电源模块的功率输出端与所述电源总线之间还设置有单向导通电路。
在本实用新型各个实施方式中，优选地，所述单向导通电路包括：二极管；
所述二极管的正极与所述电源模块的功率输出端连接，负极与所述电源总线连接。
在本实用新型各个实施方式中，优选地，所述二极管还连接有散热结构。
在本实用新型各个实施方式中，优选地，所述单向导通电路包括：N-MOS管以及电源控制芯片；
其中，所述N-MOS管的源极S分别与所述电源控制芯片的A端、BYP端，以及所述电源模块的功率输出端连接；且所述源极S与所述电源控制芯片的BYP端还设置有电容；
控制极G与所述电源控制芯片的GATE端连接；
漏极G分别与所述电源控制芯片的C端和VDD端，并与所述电源总线连接。
在本实用新型各个实施方式中，优选地，所述电源模块的数量为偶数个。
在本实用新型各个实施方式中，优选地，所述电源模块包括：供电电源以及与所述供电电源连接的受控开关电路；
所述供电电源的电压输出端连接所述受控开关电路的电压输入端；
所述受控开关电路的电压输出端作为所述电源模块的功率输出端；
所述受控开关电路还设置用于接收所述外界控制电信号的所述控制端口。
在本实用新型各个实施方式中，优选地，所控制端口以及所述身份标识读取端口均为集成电路总线IIC端口。
第二方面，本实用新型实施例提供了一种供电装置，包括：如上述第一方面任意一项所述的冗余电源；
所述冗余电源中，每个电源模块的控制端口连接有用于控制所述冗余电源开断状态的主控芯片；
所述主控芯片还与所述冗余电源的中每个所述电源模块的身份标识输出模块连接。
第三方面，本实用新型实施例提供了一种无人船，包括：无人船主体，以及如上述第二方面所述的供电装置；
所述供电装置安装在所述无人船主体上。
本实用新型实施例所提供的冗余电源、供电装置以及无人船，在冗余电源中包括了至少两个并联的电源模块。当该冗余电源用于无人船上时，无人船的主控芯片能够通过每个电源模块上连接的电阻R1的身份标识读取端口读取到一个电压值或者电流值，且由于不同的电源模块由于所连接的电阻R1的阻值不同，因而无人船的主控芯片能够根据从身份标识读取端口所读取到的电压值或者电流值识别每一个电源模块。当有电源模块掉电或者供电异常的时候，主控芯片能够根据该电压值或者电流值检测到电源模块的异常，从而能够对供电的电源模块进行调整，即使无人船在工作过程中有某个电源模块出现了问题，还有其他的电源模块能够为无人船进行供电，从而提高了无人船电池的可靠性。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1示出了本实用新型实施例所提供的一种冗余电源的结构示意图；
图2示出了本实用新型实施例所提供的另一种冗余电源的结构示意图
图3示出了本实用新型实施例所提供的冗余电源中，电源模块10的结构示意图；
图4示出了本实用新型实施例所提供的一种供电装置的结构示意图。
图示说明：
电源模块10、供电电源101、受控开关电路102；
电源总线20、控制端口30、身份标识读取端口40、单向导通电路50；
冗余电源60、主控芯片70。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
目前的无人船一般使用一个电池进行供电，一旦在无人船工作过程中，该电池的供电出现问题，则会导致无人船很难从工作地点被收回。基于此，本实用新型提供的一种冗余电源、供电装置以及使用该供电装置的无人船，通过在无人船上增加供电的电源数量，当其中一个电池供电出现问题时，可以使用另外一个电池继续工作，提高无人船电池的可靠性。
为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种冗余电池方法进行详细介绍，该冗余电池不仅仅可以用在无人船上，还可以用在其它方面，如无人机、水下机器人等需要保证可靠供电的场合。
需要注意的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
另外，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
参见图1所示，本实用新型实施例所提供的冗余电源包括：至少两个并联的电源模块10；
多个所述电源模10的功率输出端P均连接至同一个电源总线20；
每个所述电源模块10上还设置有用于接收外界控制信号的控制端口30；
每个所述电源模块10还连接有电阻R1；所述电阻R1的另一端为所述电源模块的身份标识读取端口40，且不同的所述电源模块10连接的电阻R1的阻值不同。
在具体实现的时候，冗余电源包括至少两个电源模块10。每一个电源模块10都是一个独立的供电结构。其中，所有电源模块10的功率输出端均连接同一个电源总线，该电源总线用于连接负载。一般地，多个电源模块10一般为并联，既可以同为负载进行供电，又可以单独为电源模块供电。当其中一个电源模块10出现问题的时候，并不影响其他电源模块10的使用。
另外，需要注意的是，可以将电源模块10的数量设置成为偶数个。偶数个电源模块10能够更容易在使用该冗余电源的设备上，例如无人船、无人机等进行平衡设置。
同时，电源模块10上的控制端口30用于接收主控芯片的控制信号，以切断或者连通电源模块10的功率输出端与电源总线20的连接，该控制信号为电平信号，例如当该控制信号为高电平信号时，电源模块10的功率输出端与电源总线20连接；当该控制信号为低电平信号时，则电源模块10的功率输出端与电源总线20断开。
电源模块10上连接一电阻R1，且该电阻R1与该电源模块10，且不同的电源模块10上所连接的电阻R1的阻值不同，因此，连接到电阻R1的身份标识输出端口的主控芯片能够读取到的电压值或者电流值有所区别，因而主控芯片能够根据与该电阻R1所连接的管脚所读取到的电压值或者电流值的不同而区分出每个电源模块10的身份，并判断出当前能够使用的电源模块10的数量。
同时该电阻R1还具有向主控芯片反馈信号的作用。由于该电阻R1是连接在电源模块10的功率输出端以及主控芯片之间的，因此当电源模块10掉电，无法为负载进行供电的时候，主控芯片也无法再从电阻R1所连接的管脚读取到对应的电压值或者电流值，从而能够判断出出现问题的电源模块10具体为哪一个，从而作出后续的电源模块供电决策。
另外，由于不同的电源模块10所连接的电阻R1都不一样，因此主控芯片还可以基于自身所保存的从每个电阻R1上读取的电压或者电流，来与实际读取的电压或者电流进行比对，从而检测电源模块10是否为原装。
本实用新型实施例所提供的冗余电源还包括：单向导通电路50，所述单向导通电路设置在所述电源模块的功率输出端与所述电源总线之间。
在一种可选实施方式中，参见图1所示，该单向导通电路50包括：二极管D1；所述二极管D1的正极与所述电源模块的功率输出端连接，负极与所述电源总线连接。
在具体实现的时候，单向导通电路是为了防止当多个电源模块10同时为负载进行充电时，当其中一个电源模块10的电压由于故障降低所导致的反向为故障电源模块10充电的问题，避免造成负载的供电电压波动，提高负载供电的稳定性。
此处，单向导通电路50所要承载的电流可能会比较大，例如能够到达几十安培，为了降低二极管本身的功耗，选用降压较低，电流较大的二极管。二极管可采用肖特基二极管。
另外，为了保证二极管不会在工作过程中由于过热而出现问题，因此该二极管还连接有散热结构(图1中未标出)，例如可以采用金属散热片等贴合在二极管的表面，加快散热速度。
在一种可选实施方式中，参见图2所示，该单向导通电路50包括：
N-MOS管Q1以及电源控制芯片；
其中，所述N-MOS管Q1的源极S分别与所述电源控制芯片的A端、BYP端，以及所述电源模块的功率输出端连接；且所述源极S与所述电源控制芯片U1的BYP端还设置有电容；
控制极G与所述电源控制芯片的GATE端连接；
漏极G分别与所述电源控制芯片U1的C端和VDD端，并与所述电源总线连接。
在具体实现的时候，在上述实施例中，电源控制芯片可采用TPS2412。使用二极管的方案电路简单，但有其固有的缺点：功耗大、发热严重、需加装散热结构、占用体积大。由于电路中通常为大电流，二极管大部分时间处于前向导通模式，它的压降所引起的功耗不容忽视。最小压降的二极管也有0.45V，在大电流时，例如12A，就有5W的功耗，因此要特别处理散热问题。
为了决绝上述问题，可以采用大功率的金属-氧化物半场效晶体管(Metal-0xide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)来代替上述实施例中的二极管。MOSFET的导通内阻只有几mΩ，大大降低了压降损耗。在大功率应用中，不仅实现了效率更高的解决方案，而且由于无需散热器，所以节省了大量的电路板面积，也减少了设备的散热源。应用电路中MOSFET需要有专业芯片的控制。在本实用新型中，提供了使用电源控制芯片来对MOSFET进行控制，且本实用新型中采用N-MOS管来实现。
通过该电路，能够实现单向导通电源模块与电源总线，防止单个电源模块10欠电时其他工作的电源模块10反向为该欠电的电源模块充电。
参见图3所示，本实用新型实施例所提供的电源模块10包括：供电电源101以及与所述供电电源101连接的受控开关电路102；
所述供电电源101的电压输出端连接所述受控开关电路102的电压输入端；
所述受控开关电路102的电压输出端作为所述电源模块10的功率输出端P；
所述受控开关电路102还设置用于接收所述外界控制电信号的所述控制端口。
具体地，该受控开关电路102受控于主控芯片。该受控开关电路102能够在主控芯片的控制下将供电电源101与电源总线20接通，或者将供电电源101与电源总线20切换。例如，该主控芯片能够基于电源模块的实际情况，决定要是用的电源模块10，然后向对应的电源模块10中的受控开关电路102发送高电平信号，以触发受控开关电路102将供电电源101和电源总线之间接通，将电源模块10投入使用；并且向不投入使用的电源模块10发送低电平信号，使得受控开关电路102将供电电源101和电源总线之间断开。
本实用新型实施例所提供的冗余电源，包括了至少两个并联的电源模块。当该冗余电源用于无人船上时，无人船的主控芯片能够通过每个电源模块上连接的电阻R1的身份标识读取端口读取到一个电压值或者电流值，且由于不同的电源模块由于所连接的电阻R1的阻值不同，因而无人船的主控芯片能够根据从身份标识读取端口所读取到的电压值或者电流值识别每一个电源模块。当有电源模块掉电或者供电异常的时候，主控芯片能够根据该电压值或者电流值检测到电源模块的异常，从而能够对供电的电源模块进行调整，即使无人船在工作过程中有某个电源模块出现了问题，还有其他的电源模块能够为无人船进行供电，从而提高了无人船电池的可靠性。
基于同一实用新型构思，本实用新型实施例中还提供了与冗余电源对应的供电装置，由于本实用新型实施例中的供电装置解决问题的原理与本实用新型实施例上述冗余电源相似，因此供电装置的实施可以参见冗余电源的实施，重复之处不再赘述。
参见图4所示，本实用新型实施例所提供的供电装置，包括：如上述实施例中所述的冗余电源60。还包括：主控芯片70。
其中，所述冗余电源60中，每个电源模块10的控制端口连接有用于控制所述冗余电源开断状态的主控芯片；
所述主控芯片70还与所述冗余电源60的中每个所述电源模块10的身份标识输出模块连接。
在具体实现的时候，主控芯片70通过集成电路总线(InteR1-IntegRlated CiRlcuit，IIC)与冗余电源60连接。
本实用新型实施例所提供的供电装置使用了上述实施例中的冗余电源，能够保证供电装置供电的稳定性。
本实用新型实施例还提供一种无人船，包括：无人船主体80，以及如上述实施例中的供电装置90。
本实用新型实施例所提供的无人船使用了上述实施例中的供电装置，能够保证供电装置向无人船供电的稳定性。
在一可选实施例中，冗余电源中包括两个电源模块10，电源模块10在无人船上沿着无人船的船体轴线对称设置。
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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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所述以权利要求的保护范围为准。