[发明专利]用于海底观测网的恒压恒流输入可切换直流变换器及方法

说明书

本发明涉及一种用于海底观测网的恒压恒流输入可切换直流变换器及方法，所述恒压恒流输入可切换直流变换器包括高频逆变电路、变压器、整流滤波电路、驱动控制器、输入电压传感器和输出电压传感器，驱动控制器在不同模式下采用不同的控制方式驱动逆变电路，无论主干缆是恒压输电或恒流输电，都能为观测仪器平台提供恒定的输出电压。与现有技术相比，本发明具有操作简便，节约能耗等优点。

技术领域

本发明涉及海洋观测技术领域，尤其是涉及一种用于海底观测网的恒压恒流输入可切换直流变换器及方法。

背景技术

现有海底观测网均采用恒压供电方式或恒流供电方式，分别采用恒压-恒压直流变换器或恒流-恒压直流变换器，这两种方式各有优缺点。恒压供电方式的输电效率高、输电功率大、扩展性强，但抗海缆接地故障能力较差，需通过电切换型分支器切除故障海缆段。恒流供电方式具有较好的抗海缆单点接地故障的能力，但输电效率低、输电功率小、扩展性较差，不适用于综合性大功率系统。若能结合上述两种方式的优点，在海底观测网能发生故障时由恒压供电方式切换为恒流供电方式，维持部分核心海底仪器平台的运行，则能提高整个系统的有效性。

为了实现海底观测网能够在恒压供电和恒流供电两种模式下运行，需要实现能够适应恒压或恒流模式切换输入的直流变换器。无论海底观测网是恒压供电或恒流供电方式，该变换器都能为海底仪器平台提供恒定电压。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于海底观测网的恒压恒流输入可切换直流变换器及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种用于海底观测网的恒压恒流输入可切换直流变换器，该直流变换器包括高频逆变电路模块、变压器、整流滤波电路模块、驱动控制器、输入电压传感器、输出电压传感器、驱动启动电路与辅助电源、隔离驱动电路模块和输入端负极切换开关，所述高频逆变电路模块的交流输入正负极经所述变压器后与所述整流滤波电路模块的交流输入正负极对应连接，所述高频逆变电路模块的直流输出正负极与所述输入电压传感器相连接，所述高频逆变电路模块中的所有开关管的栅极均与所述隔离驱动电路模块相连接，所述输入电压传感器和所述隔离驱动电路模块均与所述驱动控制器相连接，所述驱动控制器经所述输出电压传感器与所述整流滤波电路模块的直流输出正负极相连接，所述驱动启动电路与辅助电源连接于所述高频逆变电路模块的直流输出正极与所述驱动控制器之间，所述输入端负极切换开关和所述驱动控制器均与所述高频逆变电路模块的直流输出负极相连接。

进一步地，所述的高频逆变电路模块采用全桥拓扑结构，所述全桥拓扑结构各桥臂包括彼此并联连接的所述开关管、谐振电容和续流二极管。

进一步地，所述输入端负极切换开关，用于在两动端间切换以使变换器输入端负极连接在地极侧主缆或地极上，其采用单开双控开关，所述单开双控开关的不动端与所述高频逆变电路模块的直流输出负极相连接，其动端分别与地级侧主缆和地级相连接。

进一步地，所述驱动启动电路与辅助电源包括第一限流电阻R1、旁路电容C1、辅助绕组T1、整流二极管D1及由稳压管Z1、三极管Q1和第二限流电阻R2组成的线性稳压电路，所述三极管Q1的基极与所述稳压管Z1的负极相连接，所述三极管Q1的发射极与所述驱动控制器相连接，所述第二限流电阻R2连接于所述三极管Q1的基极与集电极之间，所述稳压管Z1的正极分别于所述驱动控制器相连接或直接接地，所述旁路电容C1串联连接于所述三极管Q1的集电极和所述稳压管Z1的正极之间，所述辅助绕组T1与所述整流二极管D1相串联后与所述旁路电容C1并联连接，所述三极管Q1的集电极经所述第一限流电阻R1后与所述高频逆变电路模块的直流输出正极相连接。

本发明还提供一种采用所述的用于海底观测网的恒压恒流输入可切换直流变换器的驱动控制方法，该驱动控制方法包括恒压-恒压变换模式下的驱动控制方法和恒流-恒压变换模式下的驱动控制方法。