[發(fā)明專利]一種功率自匹配的電壓穩(wěn)定型恒流水下電源及其供電方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010217787.2
• 申請(qǐng)日: 2020-03-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111404142B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭永剛;趙志國(guó);石璞;耿智;袁一欽;林開(kāi)平;康達(dá);黃石羽;張新月
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所
• 主分類號(hào): H02J1/04
• 分類號(hào): H02J1/04;H02M1/00;H02H7/12;H02H1/00
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;楊青

1.一種功率自匹配的電壓穩(wěn)定型恒流水下電源，其特征在于，該恒流水下電源將岸基恒流源通過(guò)海纜提供的恒流，轉(zhuǎn)換為用電負(fù)載所需的恒定電壓，并為用電負(fù)載供電；

所述恒流水下電源包括：輸入檢測(cè)電路、功率變換電路、輸出電流檢測(cè)電路、第一負(fù)載(R3)和功率匹配器電路；

所述輸入檢測(cè)電路一端通過(guò)外部的海纜連接岸基恒流源，其另一端分別與功率變換電路的輸入端、功率匹配器電路的輸入端連接，所述功率變換電路的輸出端串聯(lián)連接輸出電流檢測(cè)電路與外部的用電負(fù)載串聯(lián)的串聯(lián)電路；所述功率匹配器電路的輸出端分別連接第一負(fù)載(R3)和輸出電流檢測(cè)電路；

所述輸入檢測(cè)電路，用于檢測(cè)岸基恒流源提供的恒流值，將恒流分流并分別輸入至功率匹配器電路和功率變換電路；

所述輸出電流檢測(cè)電路，用于對(duì)用電負(fù)載進(jìn)行電流檢測(cè)，實(shí)時(shí)獲得用電負(fù)載所需的用電負(fù)載電流，并將當(dāng)前用電負(fù)載電流信號(hào)輸入至功率匹配器電路；

所述功率匹配器電路，用于將分流后的恒流進(jìn)行恒流轉(zhuǎn)恒壓變換，獲得輸入電壓，并根據(jù)當(dāng)前用電負(fù)載電流信號(hào)，基于預(yù)先設(shè)定的功率自匹配模式，通過(guò)調(diào)節(jié)第一負(fù)載(R3)閉環(huán)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輸入電壓，獲得當(dāng)前用戶負(fù)載電流的恒定輸入電壓，并將其輸入至功率變換電路；

所述功率變換電路，用于將當(dāng)前用戶負(fù)載電流的恒定輸入電壓進(jìn)行恒壓轉(zhuǎn)恒壓變換，將用電負(fù)載所需的恒定電壓輸入至用電負(fù)載。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率自匹配的電壓穩(wěn)定型恒流水下電源，其特征在于，

所述功率匹配器電路包括：恒流轉(zhuǎn)恒壓變換主模塊、閉環(huán)控制模塊和用電負(fù)載功率判斷模塊；

閉環(huán)控制模塊分別與用電負(fù)載功率判斷模塊、恒流轉(zhuǎn)恒壓變換主模塊相連接，用電負(fù)載功率判斷模塊與輸出電流檢測(cè)電路相連接；恒流轉(zhuǎn)恒壓變換主模塊與岸基恒流源通過(guò)海纜相連接；

所述恒流轉(zhuǎn)恒壓變換主模塊，用于將分流后的恒流進(jìn)行恒流轉(zhuǎn)恒壓變換，獲得輸入電壓；

所述閉環(huán)控制模塊，用于根據(jù)當(dāng)前用電負(fù)載電流信號(hào)，基于預(yù)先設(shè)定的功率自匹配模式，閉環(huán)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輸入電壓，獲得當(dāng)前用戶負(fù)載電流的恒定輸入電壓，并將其輸入至功率變換電路；

所述用電負(fù)載功率判斷模塊，用于接收輸出電流檢測(cè)電路發(fā)出的當(dāng)前用電負(fù)載電流信號(hào)，根據(jù)當(dāng)前的用電負(fù)載電流，查找對(duì)應(yīng)的電流區(qū)間，進(jìn)而獲得對(duì)應(yīng)的用電負(fù)載功率區(qū)間，在對(duì)應(yīng)的用電負(fù)載功率區(qū)間內(nèi)，通過(guò)調(diào)節(jié)接入的第一負(fù)載(R3)，閉環(huán)自適應(yīng)調(diào)節(jié)輸入電，直至達(dá)到當(dāng)前用戶負(fù)載電流的恒定輸入電壓，并將其輸入至功率變換電路。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率自匹配的電壓穩(wěn)定型恒流水下電源，其特征在于，所述輸入檢測(cè)電路包括電流檢測(cè)模塊；

所述電流檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)岸基恒流源提供的電流值，并判斷所提供的電流值是否超過(guò)預(yù)先設(shè)定的電流保護(hù)值，提供過(guò)流保護(hù)；具體地，

如果所提供的電流值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的電流保護(hù)值，則斷開(kāi)岸基恒流源，啟動(dòng)過(guò)流保護(hù)；

如果所提供的電流值小于或等于預(yù)先設(shè)定的電流保護(hù)值，則將恒流分流并分別輸入至功率匹配器電路和功率變換電路。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的功率自匹配的電壓穩(wěn)定型恒流水下電源，其特征在于，所述輸入檢測(cè)電路還包括電壓檢測(cè)模塊；

所述電壓檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)功率匹配器電路的輸入端處的輸入電壓值，并判斷輸入電壓值是否超過(guò)預(yù)先設(shè)定的電壓保護(hù)值，提供過(guò)壓保護(hù)；具體地，

如果所提供的電壓值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的電壓保護(hù)值，則斷開(kāi)功率匹配器電路，啟動(dòng)過(guò)壓保護(hù)；

如果所提供的電壓值小于或等于預(yù)先設(shè)定的電壓保護(hù)值，則該輸入電壓值正常。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的功率自匹配的電壓穩(wěn)定型恒流水下電源，其特征在于，所述輸出電流檢測(cè)電路為霍爾電流傳感器。