CN106911246A - 水下电源供应器及其运作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种水下电源供应器及其运作方法，该水下电源供应器包含第一控制器、第二控制器、主控制模块以及多个继电器，用以供应适合不同负载所需电压的水下电源供应器及其运作方法。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种水下电源供应器及其运作方法，特别涉及一种可以依据需求电压不同的负载，供应适合该负载所需电压的水下电源供应器及其运作方法。
【背景技术】
现有许多运用于海洋产业的器具皆需要利用到电力作为其能量供给，因此对于水下作业的器具而言，由于其工作的深度需视实际要求而定，因此能够于水下提供水下作业器具运作电力来源的水下电源供应器便显得相当重要。
然而，传统水下电源供应器上的插座都是针对特定装置及其电压所规划设计，常发生特定的插座已经被占用，而其他插座却仍闲置，大幅降低了水下电源供应器使用上的弹性空间。
此外，当特定的插座故障时就必须把整个水下电源供应器吊离水面并进行维修，才能够继续使用。其除维修的成本高昂之外，亦浪费了许多时间以及人力。
【发明内容】
为解决现有技术中所提及的问题，本发明提供了一种水下电源供应器，包含一电源供应模块、至少一电源连接模块、至少一连接器以及一主控制模块。
其中该电源供应模块，包含一第一控制器以及至少一电源供应单元，该至少一电源供应单元分别与该第一控制器连接；而该至少一电源连接模块包含一第二控制器，该第二控制器与该第一控制器连接。
每一该至少一连接器通过每一该至少一电源连接模块与每一该多个电源供应单元连接，该控制模块则与该第一控制器连接。
本案更提供了一种水下电源供应器的运作方法，首先执行步骤(a)，将一负载接上设于一电源连接模块上的一连接器，接着执行步骤(b)，一第一控制器通过该电源连接模块启动一第二控制器。
完成后执行步骤(c)，该第二控制器通过该第一控制器传送一充电要求给一主控制模块，再执行步骤(d)，该主控制模块依据该负载所需的该充电要求传送一充电电压讯息给该第一控制器。
最后，执行步骤(e)，该第一控制器开启多个电源供应单元中，符合该充电电压讯息的电源供应单元通过该连接器供给该负载电源。
因此，本发明具有可自动辨识插入插座的负载需求，并依据该需求提供正确的工作电压，使电源方案的安装更为弹性方便。
【附图说明】
图1是本发明的电路结构示意图。
图2是本发明的运作流程图。
【具体实施方式】
为能了解本发明的技术特征及实用功效，并可依照说明书的内容来实施，兹进一步以如图式所示的较佳实施例，详细说明如后：
请参照图1，图1是本发明的电路结构示意图。为方便解说，图1中的电路结构接地的部分以较粗的电路线条表示。如图1所示，本实施例中所展示的水下电源供应器10主要包含电源供应模块100、电源连接模块200以及主控制模块300。其中，图1所示的虚线方框部分还可设有通过如干式水密接头连接的缆线，将电源供应模块100及电源连接模块200之间由虚线方框所触及的线路整合在同一条水下缆线中，且电源连接模块200的数量也不以一个为限，可依照使用者需求增设，随着电源连接模块200的增设，连接器203及其可连接负载202的数量亦不以一个为限。
其中电源供应模块100包含第一控制器101以及多个电源供应单元，分别为电源供应单元102a及电源供应单元102b。电源供应单元102a及电源供应单元102b分别与第一控制器101连接，且多个电源供应单元(102a、102b)的供应电压不同，可设计为12、24、48或96伏特，本实施例中，电源供应单元102a为12伏特，而电源供应单元102b为48伏特。
此外，第一控制器101、电源供应单元102a及电源供应单元102b还通过降压转换器500与电源输入模块600连接，用以供第一控制器101、电源供应单元102a及电源供应单元102b的电力来源，且电源输入模块600输出至降压转换器500的输出电压为110、220或440伏特。
而电源连接模块200包含第二控制器201，且连接器203通过电源连接模块200与电源供应单元102a及电源供应单元102b连接，其中第二控制器201与第一控制器101连接，插座203则分别与电压传感器202、电源供应单元102a及电源供应单元102b连接。
主控制模块300则与第一控制器101连接，在本实施例中，主控制模块300通过设有两个信号转换器(Signal converter)的缆线与第一控制器101连接，分别为信号转换器400及信号转换器400a，且第一控制器101也通过缆线与第二控制器201连接，作为电压讯号感测传递之用；第一控制器101与第二控制器201之间通过控制器局域网络(CAN BUS)通讯协议沟通。此外，为控制第二控制器201的运作，第一控制器101还通过讯号继电器105与第二控制器201连接，用以决定是否供给第二控制器201运作所需的电力。
所述第一控制器101或第二控制器201为输入/输出控制器(I/OController)，用以实现本实施例中的电压讯息传递、电源供给或是继电器控制的指令。
本实施例中，电源供应模块100还包含多个电源继电器(103a、103b)以及多个启闭继电器(104a、104b)。其中，每个电源继电器(103a、103b)分别与每个电源供应单元(102a、102b)连接，而每个启闭继电器(104a、104b)分别与第一控制器101及每个电源继电器(103a、103b)连接。
此外，电源供应模块100中还可包含控制继电器106，控制继电器106与每个启闭继电器(104a、104b)及第一控制器101连接。
本实施例中所举电源供应单元102a、电源供应单元102b以及相应的电源连接模块200、连接器203的数量可依照使用者需求而设置，且连接器203的形式可采用水密接头等水下连接器结构实现。而针对电源供应单元的部分，举例而言，还可依照负载202的需求增设第三个96伏特的电源供应单元，或是再增设一组电源连接模块200及连接器203，分别与三种不同电压的电源供应单元通过多个继电器连接等，仅要是作动原理与本发明概念相近者，皆包含于本发明的范围内。
接着请同时参照图1以及图2，图1是本发明的电路结构示意图；图2是本发明的运作流程图。当本实施例运作时，会以图2中所载的步骤(a)～(e)来执行：
(a)将一负载接上设于一电源连接模块上的一连接器；
(b)一第一控制器通过该电源连接模块启动一第二控制器；
(c)该第二控制器通过该第一控制器传送一充电要求给一主控制模块；
(d)该主控制模块依据该负载所需的该充电要求传送一充电电压讯息给该第一控制器；以及
(e)该第一控制器开启多个电源供应单元中，符合该充电电压讯息的电源供应单元通过该连接器供给该负载电源。
首先，执行步骤(a)，将一负载接上设于一电源连接模块上的一连接器。所述的负载202可以为任何水下耗电装置，如遥控载具(remotely operatedvehicle,ROV)等，如图1中步骤(a)的标号所示，将其电源线路接上电源连接模块200中的插座203，接着进行步骤(b)，一第一控制器通过该电源连接模块启动一第二控制器。
步骤(b)中，电源连接模块200中的与连接器203会感受到已接上的负载202，接着会通过图1中所示步骤(b)的线路，使第一控制器101与电压传感器202连接的脚位接地，当此情况发生时，第一控制器101会启动讯号继电器105，接通并启动第二控制器201。
接着执行步骤(c)，该第二控制器通过该第一控制器传送一充电要求给一主控制模块。步骤(c)中，第二控制器201会如图1中步骤(c)所标号的位置一般，通过电源连接模块200将其感受到负载202的充电要求传送给第一控制器101，接着第一控制器101再将此充电要求传给主控制模块300。
主控制模块300可以是船舶上或岸上的控制中心，其主体为工业用计算器或是计算机等，有鉴于第一控制器101与主控制模块300之间于本实施例中第一控制器101与主控制模块300分别位于水下及水上，因此当要将讯号由水下传递至水上时，会采用光纤讯号的方式传送。
又，第一控制器101、第二控制器201及主控制模块300的沟通语言可同样设为以控制器局域网络(CAN BUS)为主的通讯协议，但考虑到第一控制器101及主控制模块300两者间须通过光纤讯号代为传送的缘故，因此连接水上及水下两者间的光纤缆在线还可设有至少一信号转换器，即信号转换器400及信号转换器400a。
信号转换器400a可将第一控制器101所发出的讯息转译为光纤讯号，使之顺利通过连接器203a之后以光纤及电力传输的复合缆线传送回水上，再由信号转换器400将光纤讯号转换回控制器局域网络(CAN BUS)所用的语言，协助第一控制器101及主控制模块300沟通，而本实施例中，连接器203a可以是湿式水密接头，本发明不以此为限。
主控制模块300中还可包含一内存，该内存中储存有各式各样载具的充电要求数据，可使主控模块300快速判断当前连接上负载202所需的充电要求。
因此，执行步骤(d)，该主控制模块依据该负载所需的该充电要求传送一充电电压讯息给该第一控制器。所述主控制模块300会依据负载202所需的充电要求，将充电电压讯息通过信号转换器400转换成光纤讯号后，再由信号转换器400a翻译给第一控制器101执行动作。因此，当主控模块300判断当前连接上负载202所需的充电要求为何时，会如图1中步骤(d)标示的一般，将其选定适当的充电电压讯息传送给该第一控制器101。
最后执行步骤(e)，该第一控制器开启多个电源供应单元中，符合该充电电压讯息的电源供应单元通过该连接器供给该负载电源。本实施例中，步骤(e)的详细的作用机制如图1中步骤(e)的标号位置所示，假定该负载所需的电压为12伏特时，第一控制器101会命令控制继电器106导通连接启闭继电器104a的线路，此时第一控制器101亦会同时发出导通启闭继电器104a的命令，当启闭继电器104a同时收到来自第一控制器101的直接倒通指令及来自控制继电器106的间接导通指令时，启闭继电器104a才会导通，使得电源继电器103a接受到来自启闭继电器104a的导通指令。
在电源继电器103a导通后，电源供应单元102a便可供应12伏特的电压给插座203，使该负载得以接收12伏特的电力供给。
反之，若负载所需的电压改变为48伏特时，第一控制器101会命令控制继电器106导通连接启闭继电器104b的线路，此时第一控制器101亦会同时发出导通启闭继电器104b的命令，当启闭继电器104b同时收到来自第一控制器101的直接倒通指令及来自控制继电器106的间接导通指令时，启闭继电器104b才会导通，使得电源继电器103b接受到来自启闭继电器104b的导通指令，在电源继电器103b导通后，电源供应单元102b便可供应48伏特的电压给插座203，使该负载得以接收48伏特的电力供给。
步骤(e)中所载导通方法的详细机制是一种防呆机制，可有效避免电源供应单元102a及电源供应单元102b同时导通。此外，本实施例中的电源继电器103a或电源继电器103b亦可使用金属氧化物半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)来实现，本发明不以此为限。
本实施例中，所述的光纤讯号、电源输入模块600以及降压转换器500所输出的电力整合于同一条复合式缆线中一同传输至水下，通过作为湿式水密接头的连接器203a与电源供应模块100连接，进而提供其讯号控制以及电力来源，如使用者有特别需求，亦可将电力输入以及光纤讯号分拆为两条缆线传输，本发明不以此为限。
前述的电源输入模块600可提供的电压为110、220或440伏特，用以输出至降压转换器500降压后输出至水下；以本实施例而言，主控制模块300中的内存中储存有各式各样载具的充电要求数据，可使主控模块300快速判断当前连接上负载202所需的充电要求，本实施例内存中所默认的负载202可为水下环境传感器，更精确来说可以是温度传感器、盐度传感器、深度传感器、流速传感器、波浪传感器、地震仪、声纳或麦克风等，用以搜集并监控水下的环境状况，当然，必要时负载202亦可为前述的遥控载具(remotelyoperated vehicle,ROV)，本发明不以此为限。
因此，本实施例具有可自动辨识插入连接器203的负载202的充电需求，并依据该充电需求提供正确的工作电压，使电源方案的安装更为弹性方便，提供了一种相当便利的水下电源供应器及其运作方法。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明涵盖的范围内。
【符号说明】
10 水下电源供应器
100 电源供应模块
101 第一控制器
102a 电源供应单元
102b 电源供应单元
103a 电源继电器
103b 电源继电器
104a 启闭继电器
104b 启闭继电器
105 讯号继电器
106 控制继电器
200 电源连接模块
201 第二控制器
202 负载
203 连接器
203a 连接器
300 主控制模块
400 信号转换器
400a 信号转换器
500 降压转换器
600 电源输入模块
(a)～(e) 步骤
Claims (14)
1.一种水下电源供应器，其特征在于，包含：
一电源供应模块，包含：
一第一控制器；
至少一电源供应单元，分别与该第一控制器连接；
至少一电源连接模块，包含：
一第二控制器，与该第一控制器连接；
至少一连接器，每一该至少一连接器通过每一该至少一电源连接模块与每一该多个电源供应单元连接；以及
一主控制模块，与该第一控制器连接。
2.如权利要求1所述的水下电源供应器，其特征在于，该电源供应模块还包含：
多个电源继电器，每一该多个电源继电器与每一该多个电源供应单元连接；以及
多个启闭继电器，每一该多个启闭继电器分别与该第一控制器及每一该多个电源继电器连接。
3.如权利要求2所述的水下电源供应器，其特征在于，该电源供应模块还包含一控制继电器，该控制继电器与每一该多个启闭继电器及该第一控制器连接。
4.如权利要求1所述的水下电源供应器，其特征在于，该第一控制器或该第二控制器为输入/输出控制器(I/O Controller)。
5.如权利要求1所述的水下电源供应器，其特征在于，该主控制模块通过设有至少一信号转换器的一缆线与该第一控制器连接。
6.如权利要求1所述的水下电源供应器，其特征在于，该第一控制器以及该第二控制器之间的通讯协议为控制器局域网络(CAN BUS)。
7.如权利要求6所述的水下电源供应器，其特征在于，该第一控制器通过一讯号继电器与该第二控制器连接。
8.如权利要求1所述的水下电源供应器，其特征在于，该至少一电源供应单元彼此间供应不同的电压值，该不同的电压值为12、24、48或96伏特。
9.如权利要求1所述的水下电源供应器，其特征在于，该第一控制器及该多个电源供应单元还通过一降压转换器与一电源输入模块连接。
10.如权利要求9所述的水下电源供应器，其特征在于，该电源输入模块输出至该降压转换器的输出电压为110、220或440伏特。
11.如权利要求1所述的水下电源供应器，其特征在于，该连接器还与一负载连接，该负载为一水下环境传感器。
12.如权利要求11所述的水下电源供应器，其特征在于，该水下环境传感器为温度传感器、盐度传感器、深度传感器、流速传感器、波浪传感器、地震仪、声纳或麦克风。
13.一种水下电源供应器的运作方法，其特征在于，包含：
(a)将一负载接上设于一电源连接模块上的一连接器；
(b)一第一控制器通过该电源连接模块启动一第二控制器；
(c)该第二控制器通过该第一控制器传送一充电要求给一主控制模块；
(d)该主控制模块依据该负载所需的该充电要求传送一充电电压讯息给该第一控制器；以及
(e)该第一控制器开启多个电源供应单元中，符合该充电电压讯息的电源供应单元通过该连接器供给该负载电源。
14.如权利要求13所述的水下电源供应器的运作方法，其特征在于，该主控制模块、该第一控制器以及该第二控制器之间的通讯协议为控制器局域网络(CAN BUS)，且该主控制模块及该第一控制器间可通过至少一信号转换器以光纤讯号、控制器局域网络(CAN BUS)通讯协议互相转换的方式沟通。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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