[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

权利要求书

1.一种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，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，包括高频逆变电路模块(1)、变压器(2)、整流滤波电路模块(3)、驱动控制器(5)、输入电压传感器(4)、输出电压传感器(6)、驱动启动电路与辅助电源(7)、隔离驱动电路模块(8)和输入端负极切换开关(9)，所述高频逆变电路模块(1)的交流输入正负极经所述变压器(2)后与所述整流滤波电路模块(3)的交流输入正负极对应连接，所述高频逆变电路模块(1)的直流输出正负极与所述输入电压传感器(4)相连接，所述高频逆变电路模块(1)中的所有开关管的栅极均与所述隔离驱动电路模块(8)相连接，所述输入电压传感器(4)和所述隔离驱动电路模块(8)均与所述驱动控制器(5)相连接，所述驱动控制器(5)经所述输出电压传感器(6)与所述整流滤波电路模块(3)的直流输出正负极相连接，所述驱动启动电路与辅助电源(7)连接于所述高频逆变电路模块(1)的直流输出正极与所述驱动控制器(5)之间，所述输入端负极切换开关(9)和所述驱动控制器(5)均与所述高频逆变电路模块(1)的直流输出负极相连接；

所述的高频逆变电路模块(1)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；

所述输入端负极切换开关(9)，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(1)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；

所述驱动启动电路与辅助电源(7)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(5)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(5)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(1)的直流输出正极相连接，其特征在于，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；

所述恒压-恒压变换模式下的驱动控制方法，具体包括：所述驱动控制器(5)控制所述输入端负极切换开关(9)切换至输入端负极与地极端连接方式，并向所述高频逆变电路模块(1)中的开关管输出多路驱动信号以控制对应多组所述开关管，驱动控制器(5)向超前臂输出时间互补，中间存在死区的工作信号，向滞后臂输出相位滞后，时间互补，中间存在死区的控制信号，以移相控制方式驱动所述高频逆变电路模块(1)，保持所述超前臂控制信号相位不变，通过调整所述滞后臂移相角的大小调节输出脉冲宽度以调节输出电压值；

所述恒流-恒压变换模式下的驱动控制方法，具体包括：所述驱动控制器(5)控制所述输入端负极切换开关(9)切换至输入端负极与地极侧主缆端连接方式，所述驱动控制器(5)输出多路占空比50％相位180°互补的信号使得所述高频逆变电路模块(1)中对角桥臂的开关管交替导通，所述输出电压传感器(6)采集输出电压值并与设定值对比，根据对比结果调节驱动信号占空比进而改变控制信号重叠空间以调节输出电压值。

2.根据权利要求1所述的一种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，其特征在于，所述高频逆变电路模块(1)的开关管输出相对于所述驱动信号的占空比不低于50％。