[发明专利]一种用于AUV的水下充电装置及控制方法

权利要求书

1.一种用于AUV的水下充电装置，其特征在于，包括：充电电路、测试电路；所述充电电路用于通过内部的控制器和驱动器电路控制IGBT功率开关的通断，为连接在充电电路输出端的AUV电池组充电；所述充电电路包括：在充电电源正极与输出端正极之间依次连接的IGBT功率开关和第一二极管、在充电电源负极与输出端负极之间依次连接的主继电器和第二二极管，以及控制器和与其分别连接的驱动器电路、硬件保护电路、主继电器，驱动器电路还连接IGBT功率开关的控制端、硬件保护电路，硬件保护电路还连接充电电路电流传感器；所述控制器输出PWM方波信号驱动驱动器电路控制IGBT功率开关的通断，为连接在输出端的AUV电池组充电；硬件保护电路用于检测并判断充电回路电流值是否超限并报警给控制器、输出关断信号给驱动器电路关断IGBT功率开关；主继电器用于控制充电回路的通断；

所述测试电路连接充电电路的输出端，用于在控制器的控制下测量充电电路的绝缘状态、判断电池组是否成功接入以及是否可以开始充电；包括：控制器驱动测试继电器闭合接通测试电路，测试电路电流传感器检测测试电路电流值，如果电池组未对接完成或输出端正负极之间的绝缘值不足，第一二极管、第二二极管处于导通状态，则电流值超范围，则继续进行检测并等待；如果电池组接入完成，第一二极管、第二二极管处于反向截止状态，则测试回路电流值小于设定值，控制器控制测试继电器断开测试电路，完成充电前测试；所述测试电路包括依次连接在充电回路之间的的限流电阻、测试电源、测试电路电流传感器、测试继电器，以及用于检测测试电路电压的测试电路电压传感器。

2.按照权利要求1所述一种用于AUV的水下充电装置，其特征在于，所述充电电源提供400V的充电电压，并且最大的充电电流20A。

3.按照权利要求1所述一种用于AUV的水下充电装置，其特征在于，所述控制器能够运行控制程序，提供32模拟量输入通道，24路I/O输出，4路8位PWM输出。

4.按照权利要求1所述一种用于AUV的水下充电装置，其特征在于，所述驱动器电路以HCPL-316J集成门极驱动芯片为控制器件，电路驱动IGBT的最高集电极电流为150A，最高集电极、发射极电压为1200V。

5.按照权利要求1所述一种用于AUV的水下充电装置，其特征在于，所述硬件保护电路采用比较器电路用于检测充电回路电流值是否超限。

6.一种用于AUV的水下充电控制方法，其特征在于，包括：

测试电路测试充电回路是否绝缘、判断电池组是否成功接入以及是否可以开始充电的步骤；包括：控制器驱动测试继电器闭合接通测试电路，测试电路电流传感器检测测试电路电流值，如果电池组未对接完成或输出端正负极之间的绝缘值不足，第一二极管、第二二极管处于导通状态，则电流值超范围，则继续进行检测并等待；如果电池组接入完成，第一二极管、第二二极管处于反向截止状态，则测试回路电流值小于设定值，控制器控制测试继电器断开测试电路，完成充电前测试；

充电电路通过内部的控制器和驱动器电路控制IGBT功率开关给连接在充电电路输出端的AUV电池组充电的步骤。

7.按照权利要求6所述一种用于AUV的水下充电控制方法，其特征在于，所述充电电路通过内部的控制器和驱动器电路控制IGBT功率开关给连接在充电电路输出端的AUV电池组充电的步骤，包括：

控制器接控制充电电路的主继电器闭合，输出PWM方波信号驱动驱动器电路控制IGBT功率开关的通断，为连接在输出端的AUV电池组充电；在充电过程中，控制器采集充电电路中的电压、电流值并通过PI算法调节PWM方波信号的占空比，使充电电流保持在预设范围内，且当占空比达到100％、充电电流小于1A时判定充电完成，控制器先后关断IGBT功率开关和主继电器，结束充电。