一种水下声纳电子仓发射电路高效电容调节与放电系统的制作方法

本发明涉及声纳系统的电力工程，特别涉及一种水下声纳电子仓发射电路高效电容调节与放电系统。

背景技术：

1、在传统的水下声纳系统中，电子仓的发射电路通常通过直接电源供电方式运行。这种系统依赖于稳定的电源线，通常是通过电缆直接连接到电源。传统系统中对于电压和电流的管理较为简单，通常没有复杂的调节机制来应对电压波动或电流突增。在发射操作过程中，电流的突然增大可能导致电压暂时下降，影响设备的性能。同时电能利用效率通常受限于线缆的长度和物理特性，尤其是在长距离传输中。发射任务结束后，电能的剩余部分常常未被有效利用或存储。传统系统通常不具备根据不同发射任务(如不同的周期、频率和能量需求)调整电能供应的能力。设备配置和电源管理方案通常是固定的，缺乏灵活性。在传统的声纳系统中，电子仓内部产生的热量管理往往不是主要考虑因素，可能导致过热问题。

2、鉴于上述分析可以得到传统电子仓的发射电路技术存在如下技术缺陷：1)电压稳定性问题：由于电缆长度和物理限制，发射时电流突增常常导致电压骤降，影响电子设备的性能和稳定性。2)电能利用效率低：传统方案未能充分利用舱内空间和电能，尤其在发射任务结束后，剩余电能的处理不够高效。3)系统适应性不足：这种直接供电方式缺乏灵活性，难以适应不同的发射周期、频率和能量需求。4)热管理问题：在电缆和电子设备中产生的热量往往未被有效管理，可能导致设备过热。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种水下声纳电子仓发射电路高效电容调节与放电系统，通过智能电容调节，保持了发射电路中的电压稳定，从而提高了电子设备的性能和可靠性，以及增强了系统的灵活性和适应性。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种水下声纳电子仓发射电路高效电容调节与放电系统，包括：

3、舱体连接器，为干端供电线缆与湿端舱体之间的接口，负责传输供电及通信信号；

4、功率输入开关组合矩阵，根据不同的发射需求动态配置电容组合，使系统能够灵活地接入所需电容量以适应特定的功率需求；

5、储能组合电容，由多个同等规格的电容器构成，根据发射任务的特定要求，将相应数量的电容并联或串联接入电路中以提供所需的功率输出；

6、发射驱动电路，采用半桥电路配置，负责将储能组合电容提供的功率转换成适合驱动多个换能器的信号，以完成声纳信号的发射工作。

7、优选的，所述舱体连接器上还包括配置的输入接口电路，该输入接口电路中串入了熔断型保险丝，以保护后级和干端的电源设备。

8、优选的，所述功率输入开关组合矩阵包括：电容接口连接器cp01和机械开关矩阵s1～s16；所述电容接口连接器cp01的01～08脚分别与所述机械开关矩阵s1～s16形成组合式电子开关；

9、所述储能组合电容包括相串联或并联的电容c01～c09、接口pc01～pc09以及接口pccom；其中所述接口pc09和接口pccom分别与输入供电电源的正负极相连接，其余接口pc01～pc08与电容接口连接器cp01的01～08脚对应相连接，通过机械开关矩阵s1～s16来配置电容的并联或串联，实现电路的功率输入调节。

10、优选的，所述发射驱动电路包括半桥电路上下mos管u2和mos管u3、隔离升压变压器t1以及rd吸收电路；驱动信号通过电阻r6和电阻r7分别控制mos管u2和mos管u3的开断，将highv的电压转为交流电，通过隔离升压变压器t1放大去驱动换能器。

11、优选的，还包括辅助电源的供电储能超级电容，作为电能的缓冲储存单元，可吸收储能组合电容在发射过程中产生的额外功率。

12、优选的，还包括功率电阻，作为安全放电途径，用于在需要时将发射的储能组合电容中的电能安全释放。

13、优选的，还包括升压电路，用于将辅助电源的供电储能超级电容的电压升高至系统单片机可工作的5v及3.3v电压水平。

14、优选的，所述升压电路包括：升压电感l1、升压开关mos管q1、单向肖特基二极管d1以及电感l2和电容c4～c6组成的π滤波电路；控制信号通过电阻r5控制mos管q1的开关，使得升压电感l1断断续续通过单向肖特基二极管d1给电容c3充放电，以实现升压的功能。

15、优选的，还包括微控制器电路，用于负责整个系统的发射控制、数据采集、信号调理。

16、本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

17、1、电压稳定性显著提升：通过智能电容调节，保持了发射电路中的电压稳定，从而提高了电子设备的性能和可靠性。

18、2、电能利用效率增加：智能地利用和转移电能，减少了能量浪费，提高了整体系统的能效。

19、3、增强了系统的灵活性和适应性：能够适应不同的发射需求，提供更灵活的电能管理。

20、4、改进的热量管理：有效地管理发射过程中产生的热量，提高了系统的安全性和稳定性。

技术特征：

1.一种水下声纳电子仓发射电路高效电容调节与放电系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种水下声纳电子仓发射电路高效电容调节与放电系统，其特征在于，所述舱体连接器上还包括配置的输入接口电路，该输入接口电路中串入了熔断型保险丝，以保护后级和干端的电源设备。

3.如权利要求1所述的一种水下声纳电子仓发射电路高效电容调节与放电系统，其特征在于，所述功率输入开关组合矩阵包括：电容接口连接器cp01和机械开关矩阵s1～s16；所述电容接口连接器cp01的01～08脚分别与所述机械开关矩阵s1～s16形成组合式电子开关；

4.如权利要求1所述的一种水下声纳电子仓发射电路高效电容调节与放电系统，其特征在于，所述发射驱动电路包括半桥电路上下mos管u2和mos管u3、隔离升压变压器t1以及rd吸收电路；驱动信号通过电阻r6和电阻r7分别控制mos管u2和mos管u3的开断，将highv的电压转为交流电，通过隔离升压变压器t1放大去驱动换能器。

5.如权利要求1所述的一种水下声纳电子仓发射电路高效电容调节与放电系统，其特征在于，还包括辅助电源的供电储能超级电容，作为电能的缓冲储存单元，可吸收储能组合电容在发射过程中产生的额外功率。

6.如权利要求1所述的一种水下声纳电子仓发射电路高效电容调节与放电系统，其特征在于，还包括功率电阻，作为安全放电途径，用于在需要时将发射的储能组合电容中的电能安全释放。

7.如权利要求5所述的一种水下声纳电子仓发射电路高效电容调节与放电系统，其特征在于，还包括升压电路，用于将辅助电源的供电储能超级电容的电压升高至系统单片机可工作的5v及3.3v电压水平。

8.如权利要求7所述的一种水下声纳电子仓发射电路高效电容调节与放电系统，其特征在于，所述升压电路包括：升压电感l1、升压开关mos管q1、单向肖特基二极管d1以及电感l2和电容c4～c6组成的π滤波电路；控制信号通过电阻r5控制mos管q1的开关，使得升压电感l1断断续续通过单向肖特基二极管d1给电容c3充放电，以实现升压的功能。

9.如权利要求7所述的一种水下声纳电子仓发射电路高效电容调节与放电系统，其特征在于，还包括微控制器电路，用于负责整个系统的发射控制、数据采集、信号调理。

技术总结
本发明涉及声纳系统的电力工程技术领域，特别涉及一种水下声纳电子仓发射电路高效电容调节与放电系统。包括：舱体连接器，为干端供电线缆与湿端舱体之间的接口，负责传输供电及通信信号；功率输入开关组合矩阵，根据不同的发射需求动态配置电容组合，使系统能够灵活地接入所需电容量以适应特定的功率需求；储能组合电容，由多个同等规格的电容器构成，根据发射任务的特定要求，将相应数量的电容并联或串联接入电路中以提供所需的功率输出；发射驱动电路，采用半桥电路配置。本发明通过智能电容调节，保持了发射电路中的电压稳定，从而提高了电子设备的性能和可靠性，以及增强了系统的灵活性和适应性。

技术研发人员：杨飞
受保护的技术使用者：海鹰企业集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12