[发明专利]一种水下功率放大设备

说明书

本发明公开了一种水下功率放大设备，包括密封在水密容器中的功率放大模块、功率合成模块和供电模块，水密容器设置于水中，水密容器中填充有散热介质；供电模块与功率放大模块电连接，用于向功率放大模块供电；其中，功率放大模块用于采集/缓存输入信号，并完成输入信号的调制和功率放大得到功率放大信号，功率放大模块与功率合成模块电连接并向功率合成模块传输功率放大信号，功率放大信号在功率合成模块合成得到输出信号。本发明的水下功率放大设备采用浸没式液冷散热，能有效减少设备体积并提高设备散热效率，大幅提高功率放大设备的功率密度和使用寿命。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种水下功率放大设备。

背景技术

随着科技的发展，水下探索和通信领域研究的深入，水下设备的应用范围越来越广泛，大部分水下设备如水下电话等都需要功率放大器的支持，因此对水下功率放大器的需求也逐渐增大。而传统的应用中，功率放大设备往往置于水面，采用风冷或传导散热，存在体积大、功率密度低等不足，且很难满足大水深应用需求。

因此，提供一种适用于水下应用的高可靠、模块化的水下功率放大设备具有重要的意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种水下功率放大设备。

根据本申请的一个方面，提供了一种水下功率放大设备，包括密封在水密容器中的功率放大模块、功率合成模块和供电模块，水密容器设置于水中，水密容器中填充有散热介质；供电模块与功率放大模块电连接，用于向功率放大模块模块供电；其中，功率放大模块用于采集/缓存输入信号，并完成输入信号的调制和功率放大得到功率放大信号，功率放大模块与功率合成模块电连接并向功率合成模块传输功率放大信号，功率放大信号在功率合成模块合成得到输出信号。

可选择地，功率放大模块包括控制单元和n个功率放大单元，控制单元与功率放大单元电连接并传输PWM调制信号，功率放大单元用于对PWM调制信号进行功率放大得到功率放大信号；

功率合成模块包括n个功率合成单元，功率合成单元包括初级绕组和次级绕组，每个功率合成单元的初级绕组与一个功率放大单元的输出端对应连接，n个功率合成单元的次级绕组串联连接。

可选择地，控制单元用于采集/缓存输入信号，控制单元对输入信号进行脉宽调制得到2n组PWM控制信号，2n组PWM控制信号的频率相同，PWM控制信号的占空比与输入信号的幅度成正比；其中，每组PWM控制信号包括两个电平互补的PWM信号。

可选择地，功率放大单元为H桥电路；H桥电路由四组电路结构相同的功率开关组件呈H桥形式连接形成，其中，每一组功率开关单元包括一个功率开关器件；

H桥电路中同一个桥臂的两个功率开关器件接收控制单元输出的一组PWM调制信号，用于实现PWM调制信号的功率放大。

可选择地，1≤n≤32。

可选择地，水下功率放大设备还包括状态监测模块，状态监测模块密封在水密容器中，状态监测模块分别与功率放大模块、功率合成模块、供电模块电连接，状态采集模块用于采集水下功率放大设备的工作状态。

可选择地，水下功率放大设备还包括设置在水密容器上的环境传感器，环境传感器用于检测水下功率放大设备所处的水下环境参数。

可选择地，水密容器包括水密舱体、设置在水密舱体中的框架结构以及压力补偿模块，水密舱体两端开口，水密舱体通过第一端盖和第二端盖分别封闭两端开口以将散热介质密封在水密舱体中，压力补偿模块设置在第一端盖上；

其中，功率放大模块、功率合成模块和供电模块设置在框架结构上。

可选择地，压力补偿模块为可伸缩金属波纹管或气囊，压力补偿模块内封装预定量气体，用于补偿水密容器内散热介质的压力变化。