技术特征：
1.一种低纹波输出的高效潜器用消磁电源，其特征在于：包括主电路，用于将直流幅压电网电能转换为消磁电流；主电路包括依次连接的调压模块、逆变模块和极性变换模块；调压模块为输入级电路，采用boost电路结构，包括boost升压电感l1、mofet开关管q1、整流二极管d1、第一滤波电容c1；boost升压电感l1与mofet开关管q1串联，输入电压并联在boost升压电感l1与mofet开关管q1的串联电路两端，整流二极管d1与第一滤波电容c1串联，整流二极管d1与第一滤波电容c1的串联电路并联在mofet开关管q1的两端，第一滤波电容c1的两端输出输入级电压；逆变模块为中间级电路，包括依次连接的逆变桥、整流桥；逆变桥采用移向全桥结构，包括第二开关管q2、第三开关管q3、第四开关管q4、第五开关管q5、谐振电感l2、第二钳位二极管d2、第三钳位二极管d3；第二开关管q2和第三开关管q3的串联电路、第二钳位二极管d2和第三钳位二极管d3的串联电路、第四开关管q4和第五开关管q5的串联电路分别并联在第一滤波电容c1的两端；谐振电感l2的一端连接第二开关管q2和第三开关管q3的连接点，谐振电感l2的另一端连接第二钳位二极管d2和第三钳位二极管d3的连接点；第四开关管q4和第五开关管q5的串联电路的两端输出电压；第二开关管q2和第四开关管q4组成超前桥臂，第三开关管q3和第五开关管q5组成滞后桥臂，用于通过移相控制、谐振电感l2、第四开关管q4和第五开关管q5的并联电容的能量配合，实现第四开关管q4和第五开关管q5于一定负载范围内的zvs开通，降低开关损耗、改善电磁兼容性能；整流桥包括第四整流二极管d4、第五整流二极管d5、第六整流二极管d6、第七整流二极管d7、第三电感l3、第三滤波电容c3；第四整流二极管d4和第五整流二极管d5的串联电路、第六整流二极管d6和第七整流二极管d7的串联电路分别并联在第四开关管q4和第五开关管q5的串联电路两端；第三电感l3和第三滤波电容c3串联组成lc滤波电路并联在第六整流二极管d6和第七整流二极管d7的串联电路两端；第三滤波电容c3的两端输出中间级电压；极性变换模块为输出级电路，包括第六开关管q6、第七开关管q7、第八开关管q8、第九开关管q9；第六开关管q6和第七开关管q7的串联电路、第八开关管q8和第九开关管q9的串联电路分别并联在第三滤波电容c3的两端，组成全桥极性变换电路，用于实现输出电流的双向可控；还包括第四电感l4和第四滤波电容c4串联组成的lc滤波电路，一端连接第六开关管q6和第七开关管q7的连接点，另一端连接第八开关管q8和第九开关管q9的连接点，第四滤波电容c4的两端输出输出级电压，用于使电压的极性无缝切换，减少切换过程中电流的超调和振荡问题，降低主电路的输出纹波干扰和输出干扰。2.根据权利要求1所述的一种低纹波输出的高效潜器用消磁电源，其特征在于：逆变模块还包括隔离变压器；隔离变压器包括隔直电容c2、高频变压器t1；隔直电容c2的一端连接第二钳位二极管d2和第三钳位二极管d3的连接点，隔直电容c2的另一端连接高频变压器t1的初级线圈的一端；高频变压器t1的初级线圈的另一端连接第四开关管q4和第五开关管q5的连接点；高频变压器t1的次级线圈的一端连接第四整流二极管d4和第五整流二极管d5的连接点，高频变压器t1的次级线圈的另一端连接第六整流二极管d6和第七整流二极管d7的连接点；隔离变压器采用输出电流、输出电压和电感电流控制，用于实现中间级电路定频工作于谐振频率附近。3.根据权利要求2所述的一种低纹波输出的高效潜器用消磁电源，其特征在于：调压模
块的输入电压范围为直流380v～640v，输出电压为680v，开关频率为100khz，转换效率为95％，调压模块的boost变换功率为2.2kw，占空比调节范围为0.06～0.49；逆变桥的变换效率为98％，开关频率大于100khz，用于避开潜器敏感设备的工作频率，降低消磁电源的输出纹波，提高滤波效果；隔离变压器的变换效率为98％；极性变换模块的效率为98％。4.根据权利要求1所述的一种低纹波输出的高效潜器用消磁电源，其特征在于：还包括输入emi滤波器和输出emi滤波器，输入emi滤波器串联在直流幅压电网与主电路之间，输出emi滤波器串联在主电路与直流幅压电网之间，用于滤除纹波电压。5.根据权利要求1所述的一种低纹波输出的高效潜器用消磁电源，其特征在于：还包括控制电路、通讯调试接口和显示操作面板；控制电路用于接收上位机的控制指令，驱动控制主电路的各模块按控制指令输出消磁电流，同时采集监测各模块的工作状态并提示报警，实现通讯、状态监测和控制功能；通讯调试接口包括双路can接口和调试接口；双路can接口用于使控制电路与上位机通过can总线传输指令；调试接口用于进行单机调试；显示操作面板包括状态显示灯、输出状态屏、蜂鸣器、消音按键，分别用于显示状态、提示报警和消除报警。6.根据权利要求5所述的一种低纹波输出的高效潜器用消磁电源，其特征在于：还包括辅助电源；辅助电源用于将直流幅压供电转换为
±
12v和
±
5v的直流供电电压供控制电路、通讯调试接口和显示操作面板使用，功率为20w。7.一种基于权利要求1至6中任意一项所述的低纹波输出的高效潜器用消磁电源的低纹波输出的高效潜器用消磁方法，其特征在于：包括以下步骤：s1：通过程序软启动高效潜器用消磁电源，上电进行开机自检；s2：自检通过转为低功耗待机状态，等待上位机指令；s3：收到上位机指令后开始工作，将直流幅压电网电能转换为消磁电流；s4：状态显示灯在正常工作状态时为绿色，在错误状态时为红色；输出状态屏显示高效潜器用消磁电源的输出电压和电流测试值，在错误状态时显示错误代码；在错误状态时蜂鸣器报警，按下消音按键蜂鸣器停止报警。
技术总结
本发明提供了一种低纹波输出的高效潜器用消磁电源，通过调压电路、逆变桥和极性变换的三重控制，实现消磁电源宽直流电压输入和高效率(≥91％)，并结合输入输出EMI滤波器电路，实现低输出纹波(≤2％)，实现了直流幅压宽电压范围输入下的高效率电能转换。本发明具有较高的电能转换效率(≥91％)，潜器在水下长时段使用本发明减少了潜器的能源消耗，提高了潜器的续航力。本发明的消磁电源由直流电网供电，具有较低的输出纹波干扰(纹波系数≤2％)，使得消磁系统不会与潜器上的敏感设备造成干扰，提高了全船的电磁兼容性，潜器消磁绕组设计时不用避开敏感设备，降低了潜器消磁系统的设计难度，确保了潜器的磁隐形性能。确保了潜器的磁隐形性能。确保了潜器的磁隐形性能。
技术研发人员：刘凯 齐悦 冷志文 盛梦雨 杨凯
受保护的技术使用者：中国舰船研究设计中心
技术研发日：2021.10.18
技术公布日：2022/1/18