CN104659902B - 船舶信号检测报警系统的不间断供电控制装置及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船舶信号检测报警系统的不间断供电控制装置及实现方法，该装置由场效应管Q1、Q5作为AC/DC整流模块G2输出电源和蓄电池GB给检测报警系统供电的切换开关，采用三极管Q2至Q4及Q6至Q8构成具体切换电路控制场效应管Q1、Q5开关快速切换，实现蓄电池GB和AC/DC整流模块G2一路无电源时，快速切换到另一路，采用中央处理器单元进行故障检测和处理实现多故障报警，当蓄电池GB正常接入和AC/DC整流模块G2有输出电源，根据船舶交流电力系统有电或失电状态条件切换供电电源时，先开启一路电源后，再延时关闭另一路电源，实现了电源无缝切换，具有功耗低，稳定性好。

Description

船舶信号检测报警系统的不间断供电控制装置及实现方法

技术领域

本发明涉及信号检测报警系统的不间断供电控制装置，尤其涉及一种船舶信号检测报警系统的不间断供电控制装置及其实现方法。

背景技术

船舶信号检测报警系统是船舶监测报警系统的重要组成部分，其作用是实时检测船舶机舱参数并判断参数是否越限，若越限时则发出声光报警，并将相关信息传送到存储、打印系统；其所用电源为直流24V，并要求在船舶交流电力系统失电的情况下仍保持信号检测报警系统的不间断供电。

目前采用的船舶信号检测报警系统供电方法是：将交流220V经AC/DC转换模块转换为直流24V，然后再经直流的不间断供电装置(24V DC UPS)给信号检测报警系统供电，其主要缺陷有:1、其中的24V DC UPS为另外增加的设备，价格较高，导致整个船舶信号检测报警系统的成本增加；2、当AC/DC转换模块有故障或24V DC UPS有故障时会导致检测报警系统失电。

同时也有专利文献记载克服了以上缺陷，如专利申请号为:201110167771.6的一种船舶信号检测报警系统的不问断供电控制装置及供电方法，充分利用船上配备的己有的船用蓄电池DC 24V电源和船用计算机配有的交流220V UPS(不间断电源)来实现信号检测报警系统的不间断供电，提高船上已有设备的利用率和效率。交流220V依次串接船用计算机配的交流220V不间断电源、交流220V转直流24V的AC/DC整流模块后供船舶信号检测报警系统，船用蓄电池DC 24V电源不经电压转换直供船舶信号检测报警系统。通过断电延时时间继电器和中间继电器等器件构成船舶信号检测报警系统的不问断供电控制装置，实现：当船舶交流电力系统未失电(交流220V有电)，且船用计算机配的交流220V不间断电源和交流220V转直流24V的AC/DC整流模块完好时，只由交流220V给船舶信号检测报警系统的供电；当船舶交流电力系统失电(交流220V无电)，且船用计算机配的交流220V不间断电源和交流220V转直流24V的AC/DC整流模块完好时，由船用计算机配的交流220V不间断电源经过交流220V转直流24V的AC/DC整流模块继续给船舶信号检测报警系统的供电，并立即开通船用蓄电池DC 24V电源(蓄电池必须在船用计算机配的交流220V不间断电源前接好)给船舶信号检测报警系统的供电，形成AC/DC整流模块和蓄电池以或的方式共同给船舶信号检测报警系统共同供电，延时一段时间后切断AC/DC整流模块给船舶信号检测报警系统的供电，由蓄电池单独给船舶信号检测报警系统的供电，从而实现当船舶交流电力系统失电时无缝切换电源给船舶信号检测报警系统的供电；当船舶交流电力系统未失电(交流220V有电)，但船用计算机配的交流220V不间断电源和/或交流220V转直流24V的AC/DC整流模块故障(AC/DC整流模块无输出)时，立即开通船用蓄电池DC 24V电源(蓄电池必须在AC/DC整流模块无输出前接好)给船舶信号检测报警系统的供电，且通过红色指示灯发出故障提示，并输出故障信号至船舶信号检测报警系统；当蓄电池单独给船舶信号检测报警系统的供电过程中，船舶交流电力系统失电后来电，且船用计算机配的交流220V不间断电源和交流220V转直流24V的AC/DC整流模块完好(AC/DC整流模块有输出)时，恢复船舶交流电力系统的交流220V经船用计算机配的交流220V不间断电源和交流220V转直流24V的AC/DC整流模块给船舶信号检测报警系统的供电，并切断蓄电池给船舶信号检测报警系统的供电的通路；当蓄电池单独给船舶信号检测报警系统的供电过程中，船舶交流电力系统失电后来电，但船用计算机配的交流220V不间断电源和交流220V转直流24V的AC/DC整流模块有故障(AC/DC整流模块无输出)时，仍然保持蓄电池给船舶信号检测报警系统供电；当船舶交流电力系统失电(交流220V无电)，且船用计算机配的交流220V不间断电源和交流220V转直流24V的AC/DC整流模块完好(AC/DC整流模块有输出)时，但蓄电池没有连接，继续由船用计算机配的交流220V不间断电源经过交流220V转直流24V的AC/DC整流模块继续给船舶信号检测报警系统的供电，若在断延时时间继电器延时间内接上蓄电池，立即开通船用蓄电池DC 24V电源给船舶信号检测报警系统的供电，形成AC/DC整流模块和蓄电池以或的方式共同给船舶信号检测报警系统共同供电，断延时时间继电器延时间到切断AC/DC整流模块给船舶信号检测报警系统的供电，由蓄电池单独给船舶信号检测报警系统的供电，此时还能勉强算实现船舶交流电力系统失电时无缝切换电源给船舶信号检测报警系统的供电，若在断延时时间继电器延时间到后接上蓄电池，立即开通船用蓄电池DC 24V电源给船舶信号检测报警系统的供电，并立即切断AC/DC整流模块给船舶信号检测报警系统的供电，此时并没有实现船舶交流电力系统失电时无缝切换电源给船舶信号检测报警系统的供电。经分析申请号为:201110167771.6的一种船舶信号检测报警系统的不间断供电控制装置及供电方法存在如下缺陷：1、当船舶交流电力系统失电后来电，且船用计算机配的交流220V不间断电源和交流220V转直流24V的AC/DC整流模块完好时，从蓄电池切换到船舶交流电力系统给船舶信号检测报警系统供电没有实现很好的无缝切换；2、当蓄电池在船舶交流电力系统失电前没有连接，而在船舶交流电力系统失电(交流220V无电)后连接蓄电池，存在不能很好地实现船舶交流电力系统失电时无缝切换电源给船舶信号检测报警系统的供电；3、当船舶交流电力系统的交流220V经船用计算机配的交流220V不间断电源、交流220V转直流24V的AC/DC整流模块给船舶信号检测报警系统供电时，突然AC/DC整流模块无输出，切换到蓄电池给船舶信号检测报警系统供电的速度慢，由于采用继电器作为切换开关，存在机械触点切换速度慢，4、当船舶交流电力系统失电，由蓄电池给船舶信号检测报警系统供电时，没有进行船用计算机配的交流220V不间断电源和/或交流220V转直流24V的AC/DC整流模块故障(AC/DC整流模块无输出)检测，若此时AC/DC整流模块发生无输出提供不了故障灯指示及输出故障信号至船舶信号检测报警系统，即实现不了超前AC/DC整流模块发生无输出故障时检测和判断；5、因采用继电器来完电源供电切换和控制，机械触点存在使用寿命短，成本高，体积大。

发明内容

本发明的目的和解决的技术问题是针对申请号为201110167771.6专利的供电控制装置及供电方法存在的缺陷，提出以半导体器件为控制和检测主体的一种船舶信号检测报警系统的不间断供电控制装置及实现方法。

本发明的船舶信号检测报警系统的不间断供电控制装置采用的技术方案是：由中央处理器单元、光电耦合器OC、电容C、二极管D1至D7、P沟道增强型的场效应管Q1和Q5、NPN型开关三极管Q2至Q4及Q6至Q8、电阻R1至R20、红色指示灯、白色指示灯组成；所述电阻R2、R4、R6、R17的一端与场效应管Q1的源极全部接入到AC/DC整流模块的输出电源24V的正极，电阻R3的一端和R2的另一端与场效应管Q1的栅极相并接，电阻R3的另一端与三极管Q2的集电极相连接，电阻R4的另一端和二极管D2的阳极与三极管Q3的集电极相并接，场效应管Q1的漏极与二极管D4的阳极相连接，电阻R5的一端和二极管D2、D3的阴极与三极管Q2的基极相并接，电阻R6的另一端和二极管D3的阳极与三极管Q4的集电极相并接，三极管Q4的基极通过电阻R9与中央处理器单元控制电源切换的I/O输出相连接，电阻R7的一端与三极管Q3的基极相连接，电阻R8和R10的一端与R7的另一端相并接后接入中央处理器单元A/D输入接口，电阻R12、R14、R16的一端和R10的另一端与场效应管Q5的源极全部接入到船用24V的蓄电池GB的正极，电阻R12的另一端和R13的一端与场效应管Q5的栅极相并接，电阻R13的另一端与三极管Q6的集电极相连接，电阻R14的另一端和二极管D5的阳极与三极管Q7的集电极相并接，场效应管Q5的漏极与二极管D7的阳极相连接，电阻R15的一端和二极管D5、D6的阴极与三极管Q6的基极相并接，电阻R16的另一端和二极管D6的阳极与三极管Q8的集电极相并接，三极管Q8的基极通过电阻R20与中央处理器单元控制电源切换的I/O另一输出相连接，三极管Q7的基极与电阻R18的一端相连接，电阻R17和R18的另一端与R19的一端相并接后接入中央处理器单元I/O输入接口，二极管D4、D7的阴极相互连接后接入中央处理器单元和船舶信号检测报警系统的电源输入正端VCC，电阻R1的一端与船舶交流电力系统的交流220V电源的一端相连接，电阻R1的另一端和二极管D1的阴极与光电耦合器OC中发光二极管的阳极相并接，光电耦合器OC中发光二极管的阴极与二极管D1的阳极相连接后接入船舶交流电力系统的交流220V电源的另一端，光电耦合器OC中光敏三极管的集电极与中央处理器单元电源输出VCC1相连接，电阻R11的一端和电容C的正极与光电耦合器OC中光敏三极管的发射极相连接后接入中央处理器单元I/O另一输入接口，中央处理器单元的输出还接有红色指示灯和白色指示灯，所述中央处理器单元包含有与船舶信号检测报警系统相适应的故障信号输出端口，通过该故障信号输出端口与船舶信号检测报警系统相连接；电阻R5、R8、R11、R15、R19的另一端和三极管Q2、Q3、Q4、Q6、Q7、Q8的发射极以及电容C的负极、蓄电池GB的负极、中央处理器单元电源的负极、船舶信号检测报警系统的电源负极通过连接线全部接入AC/DC整流模块的输出电源的负极。

所述中央处理器单元以MCU(微控制单元)单元核心，集有各种输入输出接口电路的中央处理器单元，包括有定时器，A/D输入接口，控制电源切换的I/O输出接口，检测电压有无的I/O输入接口，以及控制红色指示灯和白色指示灯点亮与熄灭的输出接口，还集有与船舶信号检测报警系统相适应的故障信号输出端口、以及直流24V转MCU(微控制单元)工作电源VCC1的稳压模块；中央处理器单元用于对船舶交流电力系统的交流220V有无检测、AC/DC整流模块G2电源输出有无检测、蓄电池GB电压大小及有无检测检测，根据不同检测结果进行是否进行电源切换或延时切换，并根据不同检测结果进行指示灯显示提示及送船舶信号检测报警系统报警。所述船舶信号检测报警系统相适应的故障信号输出端口，如船舶信号检测报警系统为开关量，集成的故障信号输出端口即为开关量端口，若船舶信号检测报警系统为通讯接口，集成的故障信号输出端口即为相应的通讯接口。

以上所述接入的蓄电池GB电源电压要求大于21V，不间断供电控制装置才能正常工作。

以上所述的二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7均为开关二极管。

本发明的船舶信号检测报警系统的不间断供电控制装置的实现方法为：

1)当AC/DC整流模块G2有电源输出时，AC/DC整流模块G2输出电源经电阻R17、R19分压后通过电阻R18加至三极管Q7基极的电流使三极管Q7饱和，当AC/DC整流模块G2无电源输出时，AC/DC整流模块G2无电源输出经电阻R17、R19分压后通过电阻R18加至三极管Q7的基极，三极管Q7截止；

2)当接入的蓄电池GB电压设定大于21V时，蓄电池GB电源经电阻R10、R8分压后通过电阻R7加至三极管Q3基极的电流使三极管Q3饱和，当移除蓄电池GB时，蓄电池GB无电源经电阻R10、R8分压后通过电阻R7加至三极管Q3的基极，三极管Q3截止；

3)当AC/DC整流模块G2无电源输出，接入的蓄电池GB电压设定大于21V时，三极管Q7截止，蓄电池GB电源经电阻R14、二极管D5加至三极管Q6的基极，三极管Q6饱和，场效应管Q5的栅源电压|UGS|>其开启电压|UT|，场效应管Q5导通，蓄电池GB的电源通过场效应管Q5的源极和漏极经二极管D7送至中央处理器单元和船舶信号检测报警系统，此时中央处理器单元检测到有蓄电池GB、AC/DC整流模块G2无电源输出，且不管交流电力系统是否有电，中央处理器单元输出低电平通过电阻R20至三极管Q8的基极，三极管Q8截止，蓄电池GB电源又经电阻R16、二极管D6加至三极管Q6的基极，进一步保持场效应管Q5导通，中央处理器单元输出高电平通过电阻R9至三极管Q4的基极，三极管Q4饱和；

4)当接入的蓄电池GB移去，AC/DC整流模块G2有电源输出时，三极管Q3截止，AC/DC整流模块G2电源经电阻R4、二极管D2加至三极管Q2的基极，三极管Q2饱和，场效应管Q1的栅源电压|UGS|>其开启电压|UT|，场效应管Q1导通，AC/DC整流模块G2的输出电源通过场效应管Q1的源极和漏极经二极管D4送至中央处理器单元和船舶信号检测报警系统，此时中央处理器单元检测到AC/DC整流模块G2有电源输出、未接入蓄电池GB，且不管交流电力系统是否有电，中央处理器单元输出低电平通过电阻R9至三极管Q4的基极，三极管Q4截止，AC/DC整流模块G2输出电源又经电阻R6、二极管D3加至三极管Q2的基极，进一步保持场效应管Q1导通，中央处理器单元输出高电平通过电阻R20至三极管Q8的基极，三极管Q8饱和；

5)当AC/DC整流模块G2有电源输出时，中央处理器单元检测到船舶交流电力系统未失电，输出低电平通过电阻R9至三极管Q4的基极，三极管Q4截止，AC/DC整流模块G2输出电源经电阻R6、二极管D3加至三极管Q2的基极，三极管Q2饱和或保持饱和，场效应管Q1导通或保持导通，中央处理器单元延时设定时间后输出高电平通过电阻R20至三极管Q8的基极，三极管Q8饱和；

6)当AC/DC整流模块G2有电源输出，接入的蓄电池GB电压设定大于21V时，中央处理器单元检测到船舶交流电力系统失电，输出低电平通过电阻R20至三极管Q8的基极，三极管Q8截止，蓄电池GB电源经电阻R16、二极管D6加至三极管Q6的基极，三极管Q6饱和，场效应管Q5导通，中央处理器单元延时设定时间后输出高电平通过电阻R9至三极管Q4的基极，三极管Q4饱和；

7)当中央处理器单元检测到AC/DC整流模块G2无输出，但蓄电池GB电压大于等于22V时，输出常亮信号至红色指示灯，当中央处理器单元检测到蓄电池GB电压低于22V或未接入、但检测到AC/DC整流模块G2有输出时，输出慢速闪烁信号至红色指示灯，当中央处理器单元检测到AC/DC整流模块G2无输出，蓄电池GB电压又低于22V时，输出快速闪烁信号至红色指示灯；

8)当船舶交流电力系统有电，且AC/DC整流模块G2有输出时，中央处理器单元输出常亮信号至白色指示灯，当船舶交流电力系统的交流220V无电时，中央处理器单元输出闪烁信号至白色指示灯；

9)当蓄电池GB电压大于等于22V时AC/DC整流模块G2无输出，当AC/DC整流模块G2有输出时蓄电池GB电压低于22V或未接入，当AC/DC整流模块G2无输出和蓄电池GB电压低于22V时，中央处理器单元通过与船舶信号检测报警系统相适应的故障信号输出端口传递不同故障信息至船舶信号检测报警系统。

以上所述的延时设定时间设置为5秒至10秒之间。

有益效果：

本发明一种船舶信号检测报警系统的不间断供电控制装置及实现方法，采用场效应管作为AC/DC整流模块G2输出电源和蓄电池GB给船舶信号检测报警系统供电的切换开关，采用半导体三极管构成具体切换电路，开关切换速度快，采用中央处理器单元进行故障检测和处理及控制切换中需关闭电源延时关闭，从而实现了电源无缝切换和多故障报警，具有功耗低，稳定性好。

附图说明

图1为本发明的船舶信号检测报警系统的不间断供电控制装置的电路原理连接图；

图中：1.中央处理器单元，2.红色指示灯，3.白色指示灯，G1.不间断电源，G2.AC/DC整流模块，OC.光电耦合器，C.电容，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20.电阻，D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7.二极管，Q1、Q5.场效应管，Q2、Q3、Q4、Q6、Q7、Q8.三极管，GB.蓄电池。

具体实施方式

如图1所示，图中不间断电源G1为船用计算机配备的交流220V的不间断电源，AC/DC整流模块G2为交流220V转直流24V的AC/DC整流模块，蓄电池GB为船用DC 24V的蓄电池，检测报警系统为不间断供电控制装置的供电对象，船舶交流电力系统的交流220V接入不间断电源G1的交流输入端，不间断电源G1的输出与AC/DC整流模块G2的输入相连接，图中除不间断电源G1,AC/DC整流模块G2和检测报警系统之外的其它电路部分构成本发明的不间断供电控制装置，该不间断供电控制装置由中央处理器单元1、光电耦合器OC、电容C、七个二极管D1,D2，D3，D4，D5，D6，D7、二个P沟道MOS管型的场效应管Q1，Q5、六个三极管Q2，Q3，Q4，Q6，Q7，Q8、20个电阻R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9，R10，R11，R12，R13，R14，R15，R16，R17，R18，R19，R20、红色指示灯2、白色指示灯3组成；所述电阻R2的一端、电阻R4的一端、电阻R6的一端、电阻R17的一端、以及场效应管Q1的源极端全部接入到AC/DC整流模块G2的输出电源的正极端，电阻R2的另一端、电阻R3的一端与场效应管Q1的栅极端相并接，电阻R3的另一端与三极管Q2的集电极端相连接，电阻R4的另一端、二极管D2的阳极端与三极管Q3的集电极端相并接，场效应管Q1的漏极端与二极管D4的阳极相连接，电阻R5的一端、二极管D2的阴极端、二极管D3的阴极端与三极管Q2的基极端相并接，电阻R6的另一端、二极管D3的阳极端与三极管Q4的集电极端相并接，三极管Q4的基极端通过电阻R9接入到中央处理器单元1的I/O一输出，三极管Q3的基极与电阻R7的一端相连接，电阻R7的另一端、电阻R8的一端与电阻R10的一端相并接后接入中央处理器单元1中的A/D输入接口，电阻R10的另一端、电阻R12的一端、电阻R14的一端、电阻R16的一端、以及场效应管Q5的源极端全部接入到蓄电池GB的正极端，电阻R12的另一端、电阻R13的一端与场效应管Q5的栅极端相并接，电阻R13的另一端与三极管Q6的集电极端相连接，电阻R14的另一端、二极管D5的阳极端与三极管Q7的集电极端相并接，场效应管Q5的漏极端与二极管D7的阳极相连接，电阻R15的一端、二极管D5的阴极端、二极管D6的阴极端与三极管Q6的基极端相并接，电阻R16的另一端、二极管D6的阳极端与三极管Q8的集电极端相并接，三极管Q8的基极端通过电阻R20接入到中央处理器单元1的I/O另一输出，三极管Q7的基极与电阻R18的一端相连接，电阻R18的另一端、电阻R19的一端与电阻R17的另一端相并接后接入中央处理器单元1中的I/O一输入接口，二极管D4的阴极与二极管D7的阴极相互连接后接入中央处理器单元1和船舶信号检测报警系统的电源输入正端VCC，电阻R1的一端与船舶交流电力系统的交流220V电源的一端相连接，电阻R1的另一端、二极管D1的阴极端与光电耦合器OC中发光二极管的阳极端相并接，光电耦合器OC中发光二极管的阴极端与二极管D1的阳极端相连接后接入船舶交流电力系统的交流220V电源的另一端，光电耦合器OC中光敏三极管的集电极接入中央处理器单元1的电源输出VCC1端，电阻R11的一端、电容C的正极与光电耦合器OC中光敏三极管的发射极相连接后接入中央处理器单元1的I/O另一输入接口，中央处理器单元1的输出还接有红色指示灯2和白色指示灯3，中央处理器单元1中包含有与船舶信号检测报警系统相适应的故障信号输出端口，通过该故障信号输出端口与船舶信号检测报警系统相连接，船舶信号检测报警系统中电源的负极、中央处理器单元1中电源的负极、电阻R5的另一端、电阻R8的另一端、电阻R11的另一端、电阻R15的另一端、电阻R19的另一端、三极管Q2的发射极、三极管Q3的发射极、三极管Q4的发射极、三极管Q6的发射极、三极管Q7的发射极、三极管Q8的发射极、电容C的负极、以及蓄电池GB的负极通过连接线与AC/DC整流模块G2的输出电源的负极端相连接。

以上所述的场效应管Q1和Q5为P沟道增强型场效应管，作为电压控制型无触点电源开关。

以上所述的三极管Q2、Q3、Q4、Q6、Q7、Q8均为NPN型开关三极管。

以上所述的二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7均为开关二极管。

所述中央处理器单元1以MCU(微控制单元)单元核心，集有各种输入输出接口电路的中央处理器单元，包括有定时器，A/D输入接口，控制电源切换的I/O输出接口，检测电压有无的I/O输入接口，以及控制红色指示灯2和白色指示灯3点亮与熄灭的输出接口，还集有与船舶信号检测报警系统相适应的故障信号输出端口、以及直流24V转MCU(微控制单元)工作电源VCC1的稳压模块；中央处理器单元1用于对船舶交流电力系统的交流220V有无检测、AC/DC整流模块G2电源输出有无检测、蓄电池GB电压大小及有无检测检测，根据不同检测结果进行是否进行电源切换或延时切换，并根据不同检测结果进行指示灯显示提示及送船舶信号检测报警系统报警。所述船舶信号检测报警系统相适应的故障信号输出端口，如船舶信号检测报警系统为开关量，集成的故障信号输出端口即为开关量端口，若船舶信号检测报警系统为通讯(如RS232)接口，集成的故障信号输出端口即为相应的通讯接口。

以上所述光电耦合器OC、电容C、电阻R1、R11、二极管D1构成船舶交流电力系统的交流220V有无隔离检测电路，当交流220V有电时，光电耦合器OC中光敏三极管的发射极输出高电平“1”至中央处理器单元1的I/O输入接口，当交流220V失电时，光电耦合器OC中光敏三极管的发射极输出低电平“0”至中央处理器单元1的I/O输入接口。电阻R1用于保护光电耦合器OC中发光二极管，电容C用于平滑取样的高电平“1”。

以上所述电阻R17、R19串联后并接在AC/DC整流模块G2输出电源端，构成AC/DC整流模块G2输出电源的有无检测电路，从电阻R17和R19的连接点取电压至中央处理器单元1的I/O输入接口和通过R18加至三极管Q7的基极；当AC/DC整流模块G2输出有电源时，电阻R17和R19的连接点处输出高电平“1”至中央处理器单元1的I/O输入接口和三极管Q7的基极，三极管Q7导通并饱和；当AC/DC整流模块G2无电源输出时，电阻R17和R19的连接点处输出低电平“0”至中央处理器单元1的I/O输入接口和三极管Q7的基极，三极管Q7截止。

以上所述电阻R10、R8串联后并接在蓄电池GB两端，构成蓄电池GB电源取样电路，从电阻R10和R8的连接点取电压至中央处理器单元1的A/D输入接口和通过R7加至三极管Q3的基极，A/D输入接口对取样电压进行模数转换，实现蓄电池GB电源大小及有无检测；当蓄电池GB有电源时，电阻R10和R8的连接点处输出高电平“1”至中央处理器单元1的A/D输入接口和三极管Q3的基极，三极管Q3导通并饱和或导通，中央处理器单元1通过A/D输入接口对这个高电平“1”大小进行检测和判断；当无蓄电池GB时，电阻R10和R8的连接点处输出低电平“0”至中央处理器单元1的A/D输入接口和三极管Q3的基极，三极管Q3截止，中央处理器单元1通过A/D输入接口对这个低电平“0”进行检测和判断，即检测到A/D输入为零时为无蓄电池GB。

当中央处理器单元1通过A/D输入接口对蓄电池GB的24V电源大小进行检测时，本发明设定当检测到电池电压低于22V时，认为电池不足，进行报警处理，当检测到电池电压大于等于22V时，认为电池正常。

同时本发明通过设置电阻R10和R8比值，或电阻R7的大小，使接入的蓄电池GB电压在大于21V时，加到三极管Q3的基极电流也能够保持三极管Q3的导通并饱和。

AC/DC整流模块G2输出电源的正极通过电阻R4将电源引到二极管D2的阳极和三极管Q3的集电极，当AC/DC整流模块G2输出电源有电时，无蓄电池GB，三极管Q3截止，AC/DC整流模块G2输出电源经电阻R4、二极管D2加到三极管Q2的基极，三极管Q2导通并饱和，若接入有蓄电池GB，若蓄电池GB的24V电源电压大于21V，三极管Q3导通并饱和，AC/DC整流模块G2输出电源经电阻R4、二极管D2加载不到三极管Q2的基极，三极管Q2截止，若蓄电池GB的24V电源电压小于等于21V，三极管Q3有可能导通或截止，当三极管Q3截止，相当于无蓄电池GB，AC/DC整流模块G2输出电源经电阻R4、二极管D2加到三极管Q2的基极，三极管Q2导通并饱和，当三极管Q3处于导通(放大区)，AC/DC整流模块G2输出电源经电阻R4、二极管D2加到三极管Q2的基极电流使三极管Q2可能导通或饱和；当AC/DC整流模块G2无输出电源时，不管蓄电池GB是否接入以及接入的蓄电池GB电源电压的大小如何，没有任何电流通过二极管D2加到三极管Q2的基极，三极管Q2截止，以上述说的三极管Q2工作状态均没有考虑通过二极管D3加载电流的情况。电阻R5主要用于保证三极管Q2可靠截止。

蓄电池GB电源的正极通过电阻R14将电源引到二极管D5的阳极和三极管Q7的集电极，通过设置电阻R14大小，使蓄电池GB的24V电源电压大于21V，在三极管Q7截止时，蓄电池GB的电源经电阻R14、二极管D5加到三极管Q6的基极电流使三极管Q6导通并饱和，即当AC/DC整流模块G2无电源输出时，三极管Q7截止，若蓄电池GB的24V电源电压大于21V，蓄电池GB的电源经电阻R14、二极管D5加到三极管Q6的基极电流使三极管Q6导通并饱和，若蓄电池GB的24V电源电压小于等于21V，蓄电池GB的电源经电阻R14、二极管D5加到三极管Q6的基极电流使三极管Q6有可能导通或截止；当三极管Q7导通并饱和，即AC/DC整流模块G2输出电源有电时，不管蓄电池GB是否接入以及接入的蓄电池GB电源电压的大小如何，没有任何电流通过二极管D5加到三极管Q6的基极，三极管Q6截止。以上述说的三极管Q6工作状态均没有考虑通过二极管D6加载电流的情况。电阻R15主要用于保证三极管Q6可靠截止。

当中央处理器单元1输出“0”经过电阻R9加载到三极管Q4的基极时，三极管Q4截止；当中央处理器单元1输出“1”经过电阻R9加载到三极管Q4的基极时，三极管Q4导通并饱和；当中央处理器单元1输出“0”经过电阻R20加载到三极管Q8的基极时，三极管Q8截止；当中央处理器单元1输出“1”经过电阻R20加载到三极管Q8的基极时，三极管Q8导通并饱和。

AC/DC整流模块G2输出电源的正极通过电阻R6将电源引到二极管D3的阳极和三极管Q4的集电极，当三极管Q4截止时，若AC/DC整流模块G2输出电源有电，AC/DC整流模块G2输出电源经电阻R6、二极管D3加到三极管Q2的基极，三极管Q2导通并饱和，若AC/DC整流模块G2无电源输出，没有任何电流通过二极管D3加到三极管Q2的基极，三极管Q2截止，当三极管Q4导通并饱和时，不管AC/DC整流模块G2电源是否有输出，没有任何电流通过二极管D3加到三极管Q2的基极，三极管Q2截止，以上述说的三极管Q2工作状态也均没有考虑通过二极管D2加载电流的情况。

蓄电池GB电源的正极通过电阻R16将电源引到二极管D6的阳极和三极管Q8的集电极，当三极管Q8截止时，通过设置电阻R16大小，若蓄电池GB的24V电源电压大于21V，使蓄电池GB经电阻R16、二极管D6加到三极管Q6的基极电流让三极管Q6导通并饱和，若蓄电池GB的24V电源电压小于等于21V，使蓄电池GB经电阻R16、二极管D6加到三极管Q6的基极电流让三极管Q6导通或截止，当三极管Q8导通并饱和时，不管蓄电池GB是否接入以及接入的蓄电池GB电源电压的大小如何，没有任何电流通过二极管D6加到三极管Q6的基极，三极管Q6截止。以上述说的三极管Q6工作状态也均没有考虑通过二极管D5加载电流的情况。

二极管D2、D3以或的方式加载电流给三极管Q2的基极，二极管D5、D6以或的方式加载电流给三极管Q6的基极。

当AC/DC整流模块G2有输出电源时，不管接入蓄电池GB的电压大小或未接入蓄电池GB，只要三极管Q4截止，三极管Q2就导通并饱和。

当AC/DC整流模块G2有输出电源时，若三极管Q4导通并饱和，三极管Q2工作状态取决于二极管D2的加电情况(也就是取决于三极管Q3的工作状态)。

当接入的AC/DC整流模块G2输出电源无电时，不管接入蓄电池GB的电压大于或未接入蓄电池GB，以及不管三极管Q4工作在何种状态，三极管Q2均截止。

当接入的蓄电池GB的电压大于21V时，不管AC/DC整流模块G2输出电源是否有无，只要三极管Q8截止，三极管Q6就导通并饱和。

当接入的蓄电池GB的电压大于21V时，若三极管Q8导通并饱和，且AC/DC整流模块G2有输出电源，则三极管Q6截止，若三极管Q8导通并饱和，且AC/DC整流模块G2无输出电源，则三极管Q6导通并饱和。

当接入的蓄电池GB的电压小于等于21V时，若AC/DC整流模块G2有输出电源(三极管Q7导通并饱和)，且三极管Q8截止，三极管Q6工作状态由二极管D6所通电流决定，三极管Q6可能导通或截止。

当接入的蓄电池GB的电压小于等于21V时，若AC/DC整流模块G2有输出电源(三极管Q7导通并饱和)，且三极管Q8导通并饱和，则三极管Q6截止。

当接入的蓄电池GB的电压小于等于21V时，若AC/DC整流模块G2无输出电源，且三极管Q8截止，三极管Q6工作状态由二极管D5、D6所通电流决定，三极管Q6可能导通或截止。

当接入的蓄电池GB的电压小于等于21V时，若AC/DC整流模块G2无输出电源，且三极管Q8导通并饱和，三极管Q6工作状态由二极管D5所通电流决定，三极管Q6可能导通或截止。

当蓄电池GB未接入时，不管AC/DC整流模块G2输出电源是否有无，以及不管三极管Q8工作在何种状态，三极管Q6均截止。

本发明要求蓄电池GB电压大于21V，否则切换不可靠。

AC/DC整流模块G2输出通过电阻R2加至P沟道增强型的场效应管Q1的栅极，当Q2截止时，场效应管Q1的栅源电压UGS大于该场效应管Q1的开启电压UT(也就是P沟道增强型的场效应管栅源电压UGS绝对值小于开启电压UT的绝对值)，场效应管Q1截止，切断了AC/DC整流模块G2输出电源到二极管D4阳极的通路，当Q2导通饱和时，场效应管Q1的栅源电压UGS小于该场效应管Q1的开启电压UT(也就是P沟道增强型的场效应管栅源电压UGS绝对值大于开启电压UT的绝对值)，场效应管Q1导通，开通了AC/DC整流模块G2输出电源到二极管D4阳极的通路。电阻R3主要用作场效应管Q1导通时限制栅源电压UGS的最大值(指的绝对值)，保护场效应管Q1不击穿。

蓄电池GB输出通过电阻R12加至P沟道增强型的场效应管Q5的栅极，当Q6截止时，场效应管Q5的栅源电压UGS大于该场效应管Q5的开启电压UT(也就是P沟道增强型的场效应管栅源电压UGS绝对值小于开启电压UT的绝对值)，场效应管Q5截止，切断了蓄电池GB电源到二极管D7阳极的通路，当Q6导通饱和时，场效应管Q5的栅源电压UGS小于该场效应管Q1的开启电压UT(也就是P沟道增强型的场效应管栅源电压UGS绝对值大于开启电压UT的绝对值)，场效应管Q5导通，开通了蓄电池GB电源到二极管D7阳极的通路。电阻R13主要用作场效应管Q5导通时限制栅源电压UGS的最大值(指的绝对值)，保护场效应管Q5不击穿。

AC/DC整流模块G2输出与蓄电池GB电源通过二极管D4、D7的或加至中央处理器单元1和船舶信号检测报警系统输入电源正极VCC端。

中央处理器单元1无工作电源时，三极管Q4、Q8基极电流为零，即三极管Q4、Q8处于截止。

不间断供电控制装置的实现方法如下:

当AC/DC整流模块G2有电源输出时，AC/DC整流模块G2输出电源经电阻R17、R19分压后通过电阻R18加至三极管Q7基极的电流使三极管Q7饱和，当AC/DC整流模块无电源输出时，AC/DC整流模块无电源输出经电阻R17、R19分压后通过电阻R18加至三极管Q7的基极，三极管Q7截止。

当接入的蓄电池GB电压设定大于21V时，蓄电池GB电源经电阻R10、R8分压后通过电阻R7加至三极管Q3基极的电流使三极管Q3饱和，当移除蓄电池GB时，蓄电池GB无电源经电阻R10、R8分压后通过电阻R7加至三极管Q3的基极，三极管Q3截止。

当AC/DC整流模块G2无电源输出，接入的蓄电池GB电压设定大于21V时，三极管Q7截止，蓄电池GB电源经电阻R14、二极管D5加至三极管Q6的基极使三极管Q6饱和，场效应管Q5的栅源电压|UGS|>其开启电压|UT|，场效应管Q5导通，蓄电池GB的电源通过场效应管Q5的源极和漏极经二极管D7送至中央处理器单元1和船舶信号检测报警系统，此时中央处理器单元1检测到有蓄电池GB、AC/DC整流模块G2无电源输出，且不管交流电力系统是否有电，中央处理器单元1输出低电平“0”通过电阻R20至三极管Q8的基极，三极管Q8截止，蓄电池GB电源又经电阻R16、二极管D6加至三极管Q6的基极，进一步保持场效应管Q5导通，中央处理器单元1输出高电平“1”通过电阻R9至三极管Q4的基极，三极管Q4饱和。

当接入的蓄电池GB移去，AC/DC整流模块G2有电源输出时，三极管Q3截止，AC/DC整流模块G2电源经电阻R4、二极管D2加至三极管Q2的基极使三极管Q2饱和，场效应管Q1的栅源电压|UGS|>其开启电压|UT|，场效应管Q1导通，AC/DC整流模块G2的输出电源通过场效应管Q1的源极和漏极经二极管D4送至中央处理器单元1和船舶信号检测报警系统，此时中央处理器单元1检测到AC/DC整流模块G2有电源输出、未接入蓄电池GB，且不管交流电力系统是否有电，中央处理器单元1输出低电平“0”通过电阻R9至三极管Q4的基极，三极管Q4截止，AC/DC整流模块G2输出电源又经电阻R6、二极管D3加至三极管Q2的基极，进一步保持场效应管Q1导通，中央处理器单元1输出高电平“1”通过电阻R20至三极管Q8的基极，三极管Q8饱和。

当AC/DC整流模块有电源输出时，中央处理器单元1检测到船舶交流电力系统未失电，中央处理器单元1输出低电平“0”通过电阻R9至三极管Q4的基极，三极管Q4截止，AC/DC整流模块G2输出电源经电阻R6、二极管D3加至三极管Q2的基极，此时接入有蓄电池GB电压大于21V，则三极管Q2饱和，场效应管Q1导通，此时若未接入蓄电池GB，则三极管Q2保持饱和，场效应管Q1保持导通；中央处理器单元1延时设定时间后输出高电平“1”通过电阻R20至三极管Q8的基极，三极管Q8饱和。

当中央处理器单元1通过电阻R17、R19采样到AC/DC整流模块G2有电源输出，且接入的蓄电池GB电压设定大于21V时，中央处理器单元1通过光电耦合器OC检测到船舶交流电力系统的交流220V失电，输出低电平“0”通过电阻R20至三极管Q8的基极，三极管Q8截止，蓄电池GB电源经电阻R16、二极管D6加至三极管Q6的基极，三极管Q6饱和，场效应管Q5导通，中央处理器单元1延时设定时间后输出高电平“1”通过电阻R9至三极管Q4的基极，三极管Q4饱和。

本发明延时设定时间设置为5秒至10秒之间。

红色指示灯2为故障指示灯，当故障只为AC/DC整流模块G2无输出时常亮，当故障只为蓄电池GB电压低于22V或未接入时慢速闪烁，当故障为AC/DC整流模块G2无输出和蓄电池GB电压低于22V时快速闪烁。

白色指示灯3为电源指示灯，为船舶交流电力系统的交流220V供电时常亮，蓄电池GB供电或船用计算机配备的交流220V的不间断电源供电时闪烁。

当中央处理器单元1通过检测电路检测到AC/DC整流模块G2无输出，但蓄电池GB电压大于等于22V时，输出常亮信号至红色指示灯2，红色指示灯2常亮；当中央处理器单元1通过检测电路检测到蓄电池GB电压低于22V或未接入，但检测到AC/DC整流模块G2有输出时，输出慢速闪烁信号至红色指示灯2，红色指示灯2慢速闪烁，当中央处理器单元1检测到AC/DC整流模块G2无输出，蓄电池GB电压又低于22V时，输出快速闪烁信号至红色指示灯2，红色指示灯2快速闪烁。

当中央处理器单元1检测船舶交流电力系统的交流220V有电，且AC/DC整流模块G2有输出时，中央处理器单元输出常亮信号至白色指示灯3，白色指示灯3常亮。

当中央处理器单元1检测船舶交流电力系统的交流220V无电时，中央处理器单元1输出闪烁信号至白色指示灯3，白色指示灯3闪烁。

当中央处理器单元1检测到蓄电池GB电压大于等于22V时，而AC/DC整流模块G2无输出，当中央处理器单元1检测到AC/DC整流模块G2有输出时，而蓄电池GB电压低于22V或未接入，当中央处理器单元1检测到AC/DC整流模块G2无输出，蓄电池GB电压又低于22V时，中央处理器单元1通过与船舶信号检测报警系统相适应的故障信号输出端口传递不同故障信息至船舶信号检测报警系统进行处理。

上述实施例仅列示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此项技术的人员均可在不违背本发明的精神及范围下，对上述实施例进行修改。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (7)

1.船舶信号检测报警系统的不间断供电控制装置，由中央处理器单元(1)、光电耦合器OC、电容C、二极管D1至D7、P沟道增强型的场效应管Q1和Q5、NPN型开关三极管Q2至Q4及Q6至Q8、电阻R1至R20、红色指示灯(2)、白色指示灯(3)组成；其特征在于，所述电阻R2、R4、R6、R17的一端与场效应管Q1的源极全部接入到AC/DC整流模块的输出电源24V的正极，电阻R3的一端和R2的另一端与场效应管Q1的栅极相并接，电阻R3的另一端与三极管Q2的集电极相连接，电阻R4的另一端和二极管D2的阳极与三极管Q3的集电极相并接，场效应管Q1的漏极与二极管D4的阳极相连接，电阻R5的一端和二极管D2、D3的阴极与三极管Q2的基极相并接，电阻R6的另一端和二极管D3的阳极与三极管Q4的集电极相并接，三极管Q4的基极通过电阻R9与中央处理器单元(1)控制电源切换的I/O输出相连接，电阻R7的一端与三极管Q3的基极相连接，电阻R8和R10的一端与R7的另一端相并接后接入中央处理器单元(1)A/D输入接口，电阻R12、R14、R16的一端和R10的另一端与场效应管Q5的源极全部接入到船用24V的蓄电池GB的正极，电阻R12的另一端和R13的一端与场效应管Q5的栅极相并接，电阻R13的另一端与三极管Q6的集电极相连接，电阻R14的另一端和二极管D5的阳极与三极管Q7的集电极相并接，场效应管Q5的漏极与二极管D7的阳极相连接，电阻R15的一端和二极管D5、D6的阴极与三极管Q6的基极相并接，电阻R16的另一端和二极管D6的阳极与三极管Q8的集电极相并接，三极管Q8的基极通过电阻R20与中央处理器单元(1)控制电源切换的I/O另一输出相连接，三极管Q7的基极与电阻R18的一端相连接，电阻R17和R18的另一端与R19的一端相并接后接入中央处理器单元(1)I/O输入接口，二极管D4、D7的阴极相互连接后接入中央处理器单元(1)和船舶信号检测报警系统的电源输入正端VCC，电阻R1的一端与船舶交流电力系统的交流220V电源的一端相连接，电阻R1的另一端和二极管D1的阴极与光电耦合器OC中发光二极管的阳极相并接，光电耦合器OC中发光二极管的阴极与二极管D1的阳极相连接后接入船舶交流电力系统的交流220V电源的另一端，光电耦合器OC中光敏三极管的集电极与中央处理器单元(1)电源输出VCC1相连接，电阻R11的一端和电容C的正极与光电耦合器OC中光敏三极管的发射极相连接后接入中央处理器单元(1)I/O另一输入接口，中央处理器单元(1)的输出还接有红色指示灯(2)和白色指示灯(3)，所述中央处理器单元(1)包含有与船舶信号检测报警系统相适应的故障信号输出端口，通过该故障信号输出端口与船舶信号检测报警系统相连接；电阻R5、R8、R11、R15、R19的另一端和三极管Q2、Q3、Q4、Q6、Q7、Q8的发射极以及电容C的负极、蓄电池GB的负极、中央处理器单元(1)电源的负极、船舶信号检测报警系统的电源负极通过连接线全部接入AC/DC整流模块的输出电源的负极。

2.如权利要求1所述的船舶信号检测报警系统的不间断供电控制装置，其特征在于，所述的中央处理器单元(1)包含有定时器和A/D输入接口。

3.如权利要求1所述的船舶信号检测报警系统的不间断供电控制装置，其特征在于，所述的与船舶信号检测报警系统相适应的故障信号输出端口包括开关量端口和通讯接口。

4.如权利要求1所述的船舶信号检测报警系统的不间断供电控制装置，其特征在于，所述的蓄电池GB电源电压大于21V。

5.如权利要求1所述的船舶信号检测报警系统的不间断供电控制装置，其特征在于，所述的二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7均为开关二极管。

6.一种如权利要求1所述船舶信号检测报警系统的不间断供电控制装置的实现方法，其特征在于，包括如下步骤:

1)当AC/DC整流模块G2有电源输出时，AC/DC整流模块G2输出电源经电阻R17、R19分压后通过电阻R18加至三极管Q7基极的电流使三极管Q7饱和，当AC/DC整流模块G2无电源输出时，AC/DC整流模块G2无电源输出经电阻R17、R19分压后通过电阻R18加至三极管Q7的基极，三极管Q7截止；

2)当接入的蓄电池GB电压设定大于21V时，蓄电池GB电源经电阻R10、R8分压后通过电阻R7加至三极管Q3基极的电流使三极管Q3饱和，当移除蓄电池GB时，蓄电池GB无电源经电阻R10、R8分压后通过电阻R7加至三极管Q3的基极，三极管Q3截止；

3)当AC/DC整流模块G2无电源输出，接入的蓄电池GB电压设定大于21V时，三极管Q7截止，蓄电池GB电源经电阻R14、二极管D5加至三极管Q6的基极，三极管Q6饱和，场效应管Q5的栅源电压|UGS|>其开启电压|UT|，场效应管Q5导通，蓄电池GB的电源通过场效应管Q5的源极和漏极经二极管D7送至中央处理器单元(1)和船舶信号检测报警系统，此时中央处理器单元(1)检测到有蓄电池GB、AC/DC整流模块G2无电源输出，且不管交流电力系统是否有电，中央处理器单元(1)输出低电平通过电阻R20至三极管Q8的基极，三极管Q8截止，蓄电池GB电源又经电阻R16、二极管D6加至三极管Q6的基极，进一步保持场效应管Q5导通，中央处理器单元(1)输出高电平通过电阻R9至三极管Q4的基极，三极管Q4饱和；

4)当接入的蓄电池GB移去，AC/DC整流模块G2有电源输出时，三极管Q3截止，AC/DC整流模块G2电源经电阻R4、二极管D2加至三极管Q2的基极，三极管Q2饱和，场效应管Q1的栅源电压|UGS|>其开启电压|UT|，场效应管Q1导通，AC/DC整流模块G2的输出电源通过场效应管Q1的源极和漏极经二极管D4送至中央处理器单元(1)和船舶信号检测报警系统，此时中央处理器单元(1)检测到AC/DC整流模块G2有电源输出、未接入蓄电池GB，且不管交流电力系统是否有电，中央处理器单元(1)输出低电平通过电阻R9至三极管Q4的基极，三极管Q4截止，AC/DC整流模块G2输出电源又经电阻R6、二极管D3加至三极管Q2的基极，进一步保持场效应管Q1导通，中央处理器单元(1)输出高电平通过电阻R20至三极管Q8的基极，三极管Q8饱和；

5)当AC/DC整流模块G2有电源输出时，中央处理器单元(1)检测到船舶交流电力系统未失电，输出低电平通过电阻R9至三极管Q4的基极，三极管Q4截止，AC/DC整流模块G2输出电源经电阻R6、二极管D3加至三极管Q2的基极，三极管Q2饱和或保持饱和，场效应管Q1导通或保持导通，中央处理器单元(1)延时设定时间后输出高电平通过电阻R20至三极管Q8的基极，三极管Q8饱和；

6)当AC/DC整流模块G2有电源输出，接入的蓄电池GB电压设定大于21V时，中央处理器单元(1)检测到船舶交流电力系统失电，输出低电平通过电阻R20至三极管Q8的基极，三极管Q8截止，蓄电池GB电源经电阻R16、二极管D6加至三极管Q6的基极，三极管Q6饱和，场效应管Q5导通，中央处理器单元(1)延时设定时间后输出高电平通过电阻R9至三极管Q4的基极，三极管Q4饱和；

7)当中央处理器单元(1)检测到AC/DC整流模块G2无输出，但蓄电池GB电压大于等于22V时，输出常亮信号至红色指示灯(2)，当中央处理器单元(1)检测到蓄电池GB电压低于22V或未接入、但检测到AC/DC整流模块G2有输出时，输出慢速闪烁信号至红色指示灯(2)，当中央处理器单元(1)检测到AC/DC整流模块G2无输出，蓄电池GB电压又低于22V时，输出快速闪烁信号至红色指示灯(2)；

8)当船舶交流电力系统有电，且AC/DC整流模块G2有输出时，中央处理器单元(1)输出常亮信号至白色指示灯(3)，当船舶交流电力系统的交流220V无电时，中央处理器单元(1)输出闪烁信号至白色指示灯(3)；

9)当蓄电池GB电压大于等于22V时AC/DC整流模块G2无输出，当AC/DC整流模块G2有输出时蓄电池GB电压低于22V或未接入，当AC/DC整流模块G2无输出和蓄电池GB电压低于22V时，中央处理器单元(1)通过与船舶信号检测报警系统相适应的故障信号输出端口传递不同故障信息至船舶信号检测报警系统。

7.如权利要求6所述船舶信号检测报警系统的不间断供电控制装置的实现方法，其特征在于，所述延时设定时间设置为5秒至10秒之间。