直流变换器的预充电电路以及预充电电路的控制方法与流程

本发明涉及直流变换器的预充电技术，尤其涉及一种直流变换器的预充电电路，以及一种预充电电路的控制方法。

背景技术：

1、随着科技的进步以及全球资源的日益紧张，各个国家对海洋资源开发的重视程度也不断增加。进行海洋资源开发的各种深海设备离不开动力电能的传输和转换。由于传输效率高等优点，水面远距离高压直流输电及水下直流变换器也成为极具发展前景电能传输和变换方式。目前，在本领域的现有技术中，水下直流变换器的直流侧一般配置有较大容量的支撑电容，直接通电会形成较大的冲击电流，对元件造成伤害。

2、为了克服现有技术存在的上述缺陷，本领域亟需一种直流变换器的预充电电路，用于满足高承压、高功率密度以及故障隔离的深海环境工作要求。

技术实现思路

1、以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之前序。

2、为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了一种直流变换器的预充电电路，能够满足高承压、高功率密度以及故障隔离的深海环境工作要求。

3、具体来说，根据本发明的第一方面提供的直流变换器的预充电电路，所述预充电电路连接于预充电电源与所述直流变换器之间，包括：正母线预充电支路，其中，所述正母线预充电支路中的第一连接点与所述直流变换器的正端相连；负母线预充电支路，其中，所述负母线预充电支路中的第二连接点与所述直流变换器的负端相连；以及处理器，被配置为：调节所述正母线预充电支路和所述负母线预充电支路上的电阻值，以对负载电容进行预充电及故障隔离，其中，所述负载电容被设置于所述直流变换器的正端与负端之间。

4、进一步地，在本发明的一些实施例中，所述正母线预充电支路包括：第一电力电子开关，第一二极管及第一充电电阻，其中，所述第一电力电子开关与第一充电电阻并联，所述第一电力电子开关与第一二极管串联，所述第一电力电子开关连接所述正直流母线，所述第一二极管连接所述负直流母线，所述第一连接点位于所述第一电力电子开关与所述第一二极管之间，作为所述正直流母线输出。

5、进一步地，在本发明的一些实施例中，所述负母线预充电支路包括：第二电力电子开关，第二二极管及第二充电电阻，其中，所述第二电力电子开关与第二二极管串联，所述第二电力电子开关与第二充电电阻并联，所述第二电力电子开关连接所述负直流母线，所述第二二极管连接所述负直流母线，所述第二连接点位于所述第二电力电子开关与所述第二二极管之间，作为所述负直流母线输出。

6、进一步地，在本发明的一些实施例中，所述第一电力电子开关、所述第二电力电子开关、所述第一二极管及所述第二二极管经过灌封处理处理，以满足深海承压要求；和/或所述第第一预充电电阻以及所述第二预充电电阻经过灌封处理，以满足深海承压要求。

7、进一步地，在本发明的一些实施例中，所述第一电力电子开关、所述第二电力电子开关、所述第一二极管及所述第二二极管经过移植处理，以满足深海承压要求；和/或所述第一预充电电阻以及所述第二预充电电阻经过移植处理，以使得半导体器件满足深海承压要求。

8、进一步地，在本发明的一些实施例中，所述处理器被进一步配置为：控制所述第一电力电子开关和所述第二电力电子开关处于断开状态；对所述预充电电源上电，以所述第一预充电电阻和所述第二预充电电阻组成充电网络，以使所述负载电容的电压上升到第一稳定值。

9、进一步地，在本发明的一些实施例中，所述处理器被进一步配置为：响应于所述负载电容的电压达到所述第一稳定值，控制所述第一电力电子开关以递增的占空比工作，直至其占空比线性增加至100％，以使所述负载电容的电压上升到第二稳定值。

10、进一步地，在本发明的一些实施例中，所述处理器被进一步配置为：响应于所述负载电容的电压达到所述第二稳定值，控制所述第二电力电子开关以递增的占空比工作，直至其占空比线性增加至100％，以使所述负载电容的电压上升到第三稳定值。

11、进一步地，在本发明的一些实施例中，所述处理器进一步配置为：检测所述直流变换器在运行过程中是否发生故障；以及响应于所述直流变换器发生故障的检测结果，断开所述第一电力电子开关和所述第二电力电子开关，以经由所述第一预充电电阻和所述第二预充电电阻来隔离所述发生故障的直流变换器。

12、此外，根据本发明的第二方面提供的预充电电路的控制方法，所述预充电电路连接于预充电电源与直流变换器之间，所述控制方法包括以下步骤：获取所述直流变换器在运行过程中是否发生故障的检测结果；以及根据所述检测结果，调节所述预充电电路的正母线预充电支路和负母线预充电支路上的电阻值，以对所述负载电容进行预充电及故障隔离，其中，所述正母线预充电支路中的第一连接点与所述直流变换器的正端相连，所述负母线预充电支路中的第二连接点与所述直流变换器的负端相连，所述负载电容被设置于所述直流变换器的正端与负端之间。

13、此外，根据本发明的第三方面提供的上述计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令。所述计算机指令被处理器执行时，实施本发明的第二方面提供的上述预充电电路的控制方法。

技术特征：

1.一种直流变换器的预充电电路，其特征在于，所述预充电电路连接于预充电电源与所述直流变换器之间，包括：

2.如权利要求1所述的直流变换器的预充电电路，其特征在于，所述正母线预充电支路包括：

3.如权利要求1所述的直流变换器的预充电电路，其特征在于，所述负母线预充电支路包括：

4.如权利要求2或3所述的直流变换器的预充电电路，其特征在于，所述第一电力电子开关、所述第二电力电子开关、所述第一二极管及所述第二二极管经过灌封处理处理，以满足深海承压要求；和/或

5.如权利要求2或3所述的直流变换器的预充电电路，其特征在于，所述第一电力电子开关、所述第二电力电子开关、所述第一二极管及所述第二二极管经过移植处理，以满足深海承压要求；和/或

6.如权利要求1所述的直流变换器的预充电电路，其特征在于，所述处理器被进一步配置为：

7.如权利要求6所述的直流变换器的预充电电路，其特征在于，所述处理器被进一步配置为：

8.如权利要求7所述的直流变换器的预充电电路，其特征在于，所述处理器被进一步配置为：

9.如权利要求8所述的直流变换器的预充电电路，其特征在于，所述处理器进一步配置为：

10.一种预充电电路的控制方法，其特征在于，所述预充电电路连接于预充电电源与直流变换器之间，所述控制方法包括以下步骤：

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令被处理器执行时，实施如权利要求10所述的预充电电路的控制方法。

技术总结
本发明提供了一种直流变换器的预充电电路以及一种预充电电路的控制方法。该预充电电路连接于预充电电源与所述直流变换器之间，包括：正母线预充电支路，其中，所述正母线预充电支路中的第一连接点与所述直流变换器的正端相连；负母线预充电支路，其中，所述负母线预充电支路中的第二连接点与所述直流变换器的负端相连；以及处理器，被配置为：调节所述正母线预充电支路和所述负母线预充电支路上的电阻值，以对负载电容进行预充电及故障隔离，其中，所述负载电容被设置于所述直流变换器的正端与负端之间。

技术研发人员：刘可安,彭勃,梅文庆,张定华,刘浩平,秦建辉,郭维,李子先,杨鸣远
受保护的技术使用者：株洲中车时代电气股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10