一种用于压载水电源系统的AC/DC控制电路的制作方法

本实用新型涉及一种用于压载水电源系统的AC/DC控制电路。

背景技术：

因为船舶压载水的无控制排放对海洋生态、公众健康造成严重危害，2004年，国际海事组织(IMO)通过了《国际船舶压载水和沉积物控制与管理公约》，旨在防止船舶压载水排放引起的外来物种入侵，病原体传播导致的环境、人类健康、财产及资源方面损害。“公约”规定，从2009年起新造船舶必须安装压载水处理设备，并对现有船舶实施追溯，到2017年所有远洋船舶均须安装压载水处理设备。否则，公约生效后就不能驶入IMO成员国港口，违反公约将面临制裁和处罚。随着“压载水公约”生效日期的临近，世界各国都在加紧研发船舶压载水处理技术。

而大部分压载水处理是需要使用电源，在轮船上是无法对电源的获取方式只能是由其自身发电，因此电能是非常宝贵的，并且轮船上的电源装置的工作环境经常是处于高温的，但是在目前电源装置中主要采用硅基功率器件，如硅基IGBT、CMOS等，受硅基功率器件开关频率、耐压及结温等关键参数的限制，普遍存在温度特性差(环境温度50℃开始降额输出)、电能转换效率低(94％)及功率密度较低等问题，直接导致直流充电桩的工作可靠性降低，尤其在夏季高温时因环境温度较高所导致的电源装置故障率居高不下，直接影响了电源装置的推广及后期的运营成本。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种用于压载水电源系统的AC/DC控制电路，耐高温，使其在高温条件下依旧稳定的工作。

本实用新型是这样实现的：一种用于压载水电源系统的AC/DC控制电路，包括电源输入端以及电源输出端，所述AC/DC控制电路分别连接所述电源输入端以及电源输出端，包括AC/DC电路、驱动电路、信号采样电路以及数字信号处理电路；依次连接所述电源输入端、AC/DC电路连接以及电源输出端，所述驱动电路连接所述AC/DC电路，所述信号采样电路连接所述AC/DC电路；所述数字信号处理电路分别连接所述驱动电路以及信号采样电路。

进一步地，所述AC/DC电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5、MOS管Q6、电容Cf1、电感La、电感Lb以及电感Lc，所述电感La、电感Lb以及电感Lc的一端部连接至电源，所述电感La的另一端连接至所述MOS管Q1的源极以及MOS管Q4的漏极，所述电感Lb的另一端连接至所述MOS管Q2的源极以及MOS管Q5的漏极；所述电感Lc的另一端连接至所述MOS管Q3的源极以及MOS管Q6的漏极，所述MOS管Q1的漏极、MOS管Q2的漏极以及MOS管Q3的漏极连接至所述电容Cf1的一端部，所述MOS管Q4的源极、MOS管Q5的源极以及MOS管Q6的源极连接至所述电容Cf1的另一端部，所述电源输出端连接至所述电容Cf1的两端部；所述驱动电路分别连接所述MOS管Q1的栅极、MOS管Q2的栅极、MOS管Q3的栅极、MOS管Q4的栅极、MOS管Q5的栅极以及MOS管Q6的栅极；所述MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5以及MOS管Q6为碳化硅MOSFET。

进一步地，所述驱动电路包括复数个驱动模块，每个所述驱动模块包括隔离单元、驱动单元以及电阻单元，所述隔离单元、驱动单元以及电阻单元依次连接，所述电阻单元一一对应连接所述MOS管Q1的栅极、MOS管Q2的栅极、MOS管Q3的栅极、MOS管Q4的栅极、MOS管Q5的栅极以及MOS管Q6的栅极；所述驱动单元的正驱动电压为14至16V或18V至22V，所述驱动单元的负驱动电压为-2.5V至-5V；所述数字信号处理电路分别连接每个所述驱动模块的隔离单元。

进一步地，所述MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5以及MOS管Q6为耐压大于等于1000V的碳化硅MOSFET。

本实用新型的优点在于：本实用新型一种用于压载水电源系统的AC/DC控制电路，由于开关管中的正反向电流主要流经碳化硅MOSFET的沟道(类似同步整流的工作原理)，因此在功率器件的通态损耗上比硅器件的方案更优，加上碳化硅MOSFET本身所具备的低开关损耗的优势，使得该全碳化硅的PFC技术方案在效率和损耗上比传统的硅器件PFC的技术方案更优；使得电源装置在高温的情况下依旧可以稳定的工作。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型一种用于压载水电源系统的AC/DC控制电路的原理图。

图2是本实用新型一种用于压载水电源系统的AC/DC控制电路中AC/DC电路的电路图。

具体实施方式

请参阅图1和图2所示，本实用新型一种用于压载水电源系统的AC/DC控制电路，包括电源输入端以及电源输出端，所述AC/DC控制电路分别连接所述电源输入端以及电源输出端，包括AC/DC电路、驱动电路、信号采样电路以及数字信号处理电路；依次连接所述电源输入端、AC/DC电路连接以及电源输出端，所述驱动电路连接所述AC/DC电路，所述信号采样电路连接所述AC/DC电路；所述数字信号处理电路分别连接所述驱动电路以及信号采样电路。

所述AC/DC电路包括MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5、MOS管Q6、电容Cf1、电感La、电感Lb以及电感Lc，所述电感La、电感Lb以及电感Lc的一端部连接至电源，所述电感La的另一端连接至所述MOS管Q1的源极以及MOS管Q4的漏极，所述电感Lb的另一端连接至所述MOS管Q2的源极以及MOS管Q5的漏极；所述电感Lc的另一端连接至所述MOS管Q3的源极以及MOS管Q6的漏极，所述MOS管Q1的漏极、MOS管Q2的漏极以及MOS管Q3的漏极连接至所述电容Cf1的一端部，所述MOS管Q4的源极、MOS管Q5的源极以及MOS管Q6的源极连接至所述电容Cf1的另一端部，所述电源输出端连接至所述电容Cf1的两端部；所述驱动电路分别连接所述MOS管Q1的栅极、MOS管Q2的栅极、MOS管Q3的栅极、MOS管Q4的栅极、MOS管Q5的栅极以及MOS管Q6的栅极；所述MOS管Q1、MOS管Q2、MOS管Q3、MOS管Q4、MOS管Q5以及MOS管Q6为耐压大于等于1000V的碳化硅MOSFET，所述电源输出端用于连接DC/DC电路。

所述驱动电路包括复数个驱动模块，每个所述驱动模块包括隔离单元、驱动单元以及电阻单元，所述隔离单元、驱动单元以及电阻单元依次连接，所述电阻单元一一对应连接所述MOS管Q1的栅极、MOS管Q2的栅极、MOS管Q3的栅极、MOS管Q4的栅极、MOS管Q5的栅极以及MOS管Q6的栅极；所述驱动单元的正驱动电压为14至16V或18V至22V(具体取决于不同类型的碳化硅MOSFET)，所述驱动单元的负驱动电压为-2.5V至-5V；所述数字信号处理电路分别连接每个所述驱动模块的隔离单元；所述数字信号处理电路包括数字信号处理器。

电源通过电源输入端经过AC/DC电路转换，之后再经过DC/DC电路处理，最终经过电源输出端输出至负载，并且数字信号处理器对DC/DC电路的输出的电压电流采样，根据采样结果发送信号至驱动电路，对AC/DC电路以及DC/DC电路进行控制。

AC/DC电路采用直流侧电压外环和交流侧电流内环相结合的双环控制方式，可采用多种不同的调制方式，实现了将交流电压转换为直流电压的功能。通过采用SVPWM空间矢量调制，与传统的SPWM调制相比，在交流电压保持一定的前提下，可实现更宽范围的直流电压输出。

通过电感La、电感Lb以及电感Lc连接至交流电，之后进行转化为直流电，之后通过电容Cf1两端连接出去(该两端连接至DC/DC电路)，为其提供直流电，大大降低对交流侧滤波电感的依赖；本电路结构简单，在降低系统体积及重量的同时，可大大降低系统成本。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本实用新型的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本实用新型的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本实用新型的权利要求所保护的范围内。