[发明专利]一种低纹波输出的高效潜器用消磁电源和方法

权利要求书

1.一种低纹波输出的高效潜器用消磁电源，其特征在于：包括主电路，用于将直流幅压电网电能转换为消磁电流；主电路包括依次连接的调压模块、逆变模块和极性变换模块；

调压模块为输入级电路，采用Boost电路结构，包括Boost升压电感L1、MOFET开关管Q1、整流二极管D1、第一滤波电容C1；Boost升压电感L1与MOFET开关管Q1串联，输入电压并联在Boost升压电感L1与MOFET开关管Q1的串联电路两端，整流二极管D1与第一滤波电容C1串联，整流二极管D1与第一滤波电容C1的串联电路并联在MOFET开关管Q1的两端，第一滤波电容C1的两端输出输入级电压；

逆变模块为中间级电路，包括依次连接的逆变桥、整流桥；

逆变桥采用移向全桥结构，包括第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、谐振电感L2、第二钳位二极管D2、第三钳位二极管D3；第二开关管Q2和第三开关管Q3的串联电路、第二钳位二极管D2和第三钳位二极管D3的串联电路、第四开关管Q4和第五开关管Q5的串联电路分别并联在第一滤波电容C1的两端；谐振电感L2的一端连接第二开关管Q2和第三开关管Q3的连接点，谐振电感L2的另一端连接第二钳位二极管D2和第三钳位二极管D3的连接点；第四开关管Q4和第五开关管Q5的串联电路的两端输出电压；第二开关管Q2和第四开关管Q4组成超前桥臂，第三开关管Q3和第五开关管Q5组成滞后桥臂，用于通过移相控制、谐振电感L₂、第四开关管Q4和第五开关管Q5的并联电容的能量配合，实现第四开关管Q4和第五开关管Q5于一定负载范围内的ZVS开通，降低开关损耗、改善电磁兼容性能；

整流桥包括第四整流二极管D4、第五整流二极管D5、第六整流二极管D6、第七整流二极管D7、第三电感L3、第三滤波电容C3；第四整流二极管D4和第五整流二极管D5的串联电路、第六整流二极管D6和第七整流二极管D7的串联电路分别并联在第四开关管Q4和第五开关管Q5的串联电路两端；第三电感L3和第三滤波电容C3串联组成LC滤波电路并联在第六整流二极管D6和第七整流二极管D7的串联电路两端；第三滤波电容C3的两端输出中间级电压；

极性变换模块为输出级电路，包括第六开关管Q6、第七开关管Q7、第八开关管Q8、第九开关管Q9；第六开关管Q6和第七开关管Q7的串联电路、第八开关管Q8和第九开关管Q9的串联电路分别并联在第三滤波电容C3的两端，组成全桥极性变换电路，用于实现输出电流的双向可控；还包括第四电感L4和第四滤波电容C4串联组成的LC滤波电路，一端连接第六开关管Q6和第七开关管Q7的连接点，另一端连接第八开关管Q8和第九开关管Q9的连接点，第四滤波电容C4的两端输出输出级电压，用于使电压的极性无缝切换，减少切换过程中电流的超调和振荡问题，降低主电路的输出纹波干扰和输出干扰。

2.根据权利要求1所述的一种低纹波输出的高效潜器用消磁电源，其特征在于：逆变模块还包括隔离变压器；隔离变压器包括隔直电容C2、高频变压器T1；隔直电容C2的一端连接第二钳位二极管D2和第三钳位二极管D3的连接点，隔直电容C2的另一端连接高频变压器T1的初级线圈的一端；高频变压器T1的初级线圈的另一端连接第四开关管Q4和第五开关管Q5的连接点；高频变压器T1的次级线圈的一端连接第四整流二极管D4和第五整流二极管D5的连接点，高频变压器T1的次级线圈的另一端连接第六整流二极管D6和第七整流二极管D7的连接点；

隔离变压器采用输出电流、输出电压和电感电流控制，用于实现中间级电路定频工作于谐振频率附近。

3.根据权利要求2所述的一种低纹波输出的高效潜器用消磁电源，其特征在于：调压模块的输入电压范围为直流380V～640V，输出电压为680V，开关频率为100kHz，转换效率为95％，调压模块的Boost变换功率为2.2kW，占空比调节范围为0.06～0.49；

逆变桥的变换效率为98％，开关频率大于100kHz，用于避开潜器敏感设备的工作频率，降低消磁电源的输出纹波，提高滤波效果；

隔离变压器的变换效率为98％；

极性变换模块的效率为98％。