[發明專利]一種船用單相220V輸入高功率因數高壓電源裝置

有效

• 申請號: 201611247102.9
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106877701B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 章建峰;王文彬;陳清;林巍;戴君煜;王一帆;張雙刀;顧思琪
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七〇四研究所
• 主分類號: H02M7/217
• 分類號: H02M7/217;H02M7/10;H02M3/158;H02M1/42
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 郭國中

1.一種船用單相220V輸入高功率因數高壓電源裝置，其特征在于：

包括單相PFC功率單元、雙管正激DC-DC功率變換單元、高頻變壓器、倍壓整流功率單元、基于ARM的監控單元；

所述單相PFC功率單元，用于將220V單相輸入電源變換成穩定的直流400V電源輸出，供后級雙管正激DC-DC功率變換單元使用，同時使220V網側電源的輸入功率因數達0.99以上；

所述雙管正激DC-DC功率變換單元，用于將前級單相PFC功率單元輸出直流400V電源變換成高頻功率脈沖波，供高頻變壓器升壓使用；

所述高頻變壓器，用于將雙管正激DC-DC功率變換單元輸出的高頻功率脈沖波升壓至1.7kV左右的高頻脈沖波，供后級倍壓整流功率單元倍壓使用；

所述倍壓整流功率單元，用于將高頻變壓器輸出的1.7kV左右的高頻脈沖波倍壓整流成10kV直流電壓，供高壓空氣凈化使用；

所述基于ARM的監控單元，用于對各功率組成單元的運行狀態進行實時監測，并通過CAN網絡向上級監控系統傳輸運行參數、故障信息，同時接收上級監控系統向該高壓電源裝置發送的開關命令；

所述單相PFC功率單元由一個Boost高頻電感、六個功率二極管、一個碳化硅高頻功率管及控制電路組成；控制電路采用ICE3PCS系列專用集成控制芯片進行PWM脈寬信號的產生和調理，其無需直接來自交流電源的正弦波參考信號，采用電流平均值控制方法，使得功率因數可以達到0.99。

2.如權利要求1所述一種船用單相220V輸入高功率因數高壓電源裝置，其特征在于：

所述雙管正激DC-DC功率變換單元由兩個碳化硅高頻功率管、兩個碳化硅快恢復二極管、RCD緩沖電路及控制電路構成；控制電路設計成基于電流型PWM控制芯片UC1845的恒流恒壓雙閉環控制模式；電路采集電流反饋信號和電壓反饋信號進行PI調節，兩個控制環的輸出控制信號同時輸入到UC1845的COMP腳，實現兩路控制信號的低有效；采樣元件將流經高頻功率管的瞬時電流信號輸入到UC1845的ISENSE腳，同時電路設計成軟啟動功能。

3.如權利要求1所述一種船用單相220V輸入高功率因數高壓電源裝置，其特征在于：所述高頻變壓器采用符合船用條件的非晶及納米晶軟磁合金材料，并采用多股并繞工藝，實現將雙管正激DC-DC功率變換單元輸出的高頻脈沖波升壓至1.7kV左右高頻脈沖波的目的。

4.如權利要求1所述一種船用單相220V輸入高功率因數高壓電源裝置，其特征在于：所述倍壓整流功率單元由12個高壓二極管、9個高壓電容組成，高壓二極管選用低導通壓降型號，高壓電容選用低漏電流規格。

5.如權利要求1所述一種船用單相220V輸入高功率因數高壓電源裝置，其特征在于：所述基于ARM的監控單元由ARM、信號調理電路、狀態隔離電路、CAN通訊電路組成，實現電源裝置運行狀態的實時監測及與上級監控系統的通訊。