[實用新型]高壓隔離裝置和高壓隔離電路

有效

• 申請號: 201721008380.9
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN207134992U
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 董健身;豐豪;李宣成;張琴;田雨昕;黃漢華;黃敬華
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 蘇勝

技術領域

本實用新型涉及高壓隔離技術領域，具體而言，涉及一種高壓隔離裝置和高壓隔離電路。

背景技術

在整個供電系統中，由于負載端容易受到外部高電勢環境的影響而存在浪涌現象，例如，工作在高壓線路附近的傳感器。在發生浪涌時，在負載端會產生劇烈的脈沖且該脈沖容易沿著電路進入供電端。由于該脈沖一般具有上萬伏的瞬時電壓，因而容易導致供電電源損壞和影響其它電氣設備正常工作的問題。

現有技術中，可以通過基于光電轉換技術或無線充電技術以實現供電端和負載端的隔離，進而阻止在負載端發生浪涌時產生的高壓脈沖進入供電端，以避免對供電電源和其它電氣設備被損壞的問題。

發明人經研究發現，在現有的基于光電轉換或無線充電的隔離技術中，光電轉換隔離裝置和無線充電隔離裝置因體積大、成本高、耐壓低且能量傳輸效率低而存在實用性和可靠性低的問題。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種高壓隔離裝置和高壓隔離電路，以解決現有的光電轉換隔離裝置和無線充電隔離裝置因體積大、成本高且能量傳輸效率低而存在實用性和可靠性低的問題。

為實現上述目的，本實用新型實施例采用如下技術方案：

一種高壓隔離裝置，用于連接供電電源和負載。所述高壓隔離裝置包括：

逆變電路，所述逆變電路的輸入端與所述供電電源的輸出端連接以將所述供電電源輸出的直流電轉換為交流電并輸出；

隔離電路，所述隔離電路包括第一高頻變壓器，所述第一高頻變壓器的輸入端通過高壓電容與所述逆變電路的輸出端連接以將所述逆變電路輸出的交流電耦合至所述第一高頻變壓器的輸出端并通過高壓電容輸出；以及

整流電路，所述整流電路的輸入端與所述第一高頻變壓器的輸出端連接以將所述第一高頻變壓器輸出的交流電轉換為直流電，并通過輸出端輸送至所述負載。

在本實用新型實施例較佳的選擇中，在上述高壓隔離裝置中，所述高壓電容包括第一高壓電容、第二高壓電容、第三高壓電容以及第四高壓電容，所述第一高頻變壓器包括相互耦合的第一線圈和第二線圈；

所述第一線圈的第一輸入端通過所述第一高壓電容與所述逆變電路的第一輸出端連接、第二輸入端通過所述第二高壓電容與所述逆變電路的第二輸出端連接，所述第二線圈的第一輸出端通過所述第三高壓電容與所述整流電路的第一輸入端連接、第二輸出端通過所述第四高壓電容與所述整流電路的第二輸入端連接。

在本實用新型實施例較佳的選擇中，在上述高壓隔離裝置中，所述第一高壓電容、第二高壓電容、第三高壓電容以及第四高壓電容為陶瓷電容或聚苯乙烯電容。

在本實用新型實施例較佳的選擇中，在上述高壓隔離裝置中，所述第一高頻變壓器的耦合參數為1，所述第一高壓電容和所述第三高壓電容的電容值為22nF。

在本實用新型實施例較佳的選擇中，在上述高壓隔離裝置中，所述逆變電路為E類逆變電路或ZVS逆變電路。

在本實用新型實施例較佳的選擇中，在上述高壓隔離裝置中，所述逆變電路為E類逆變電路，所述E類逆變電路包括扼流電感、輔助電容以及開關管；

所述扼流電感的一端與所述供電電源的高電位端連接、另一端分別與所述開關管的高電位端、輔助電容的一端以及第一高頻電壓器的第一輸入端連接，所述開關管的低電位端分別與所述供電電源的低電位端、輔助電容另一端以及第一高頻電壓器的第二輸入端連接，所述開關管的控制端連接有處理器。

在本實用新型實施例較佳的選擇中，在上述高壓隔離裝置中，所述開關管為三極管、金屬氧化物半導體場效應晶體管、晶閘管、碳化硅晶體管、氮化鎵晶體管、高電子遷移率晶體管或絕緣柵雙極型晶體管。

在本實用新型實施例較佳的選擇中，在上述高壓隔離裝置中，所述整流電路為橋式整流電路或零式整流電路。

在本實用新型實施例較佳的選擇中，在上述高壓隔離裝置中，所述整流電路為橋式整流電路，橋式整流電路包括第二高頻變壓器、第一二極管、第二二極管、第三二極管、第四二極管、第五二極管以及穩壓電容；