一种单极供电恒流恒压转换电源及方法技术

本发明专利技术公开的一种单极供电恒流恒压转换电源，所述单极供电恒流恒压转换电源串接在供电线路之间，单极供电恒流恒压转换电源包括依次连接的功率限制单元、恒流恒压转换单元、DC‑DC单元、隔离二极管D，所述隔离二极管D的正极与DC‑DC单元的输出正极连接；隔离二极管D的负极、DC‑DC单元的输出负极分别与海底中继器连接，为海底中继器供电；其中功率限制单元接入供电线路，用于限制供电线路输入的压降及电流；恒流恒压转换单元用于将单极的恒流电源变为双极的电压源；DC‑DC单元将恒流恒压转换单元输出的直流电压转化为海底中继器所需的直流电压。本发明专利技术的转换电源及方法，无电极且单极供电，不需要与海水地接触形成电气回路。

Unipolar power supply constant current constant voltage conversion power supply and method

The invention discloses a unipolar power supply constant current constant voltage switching power supply, the unipolar constant current constant voltage conversion power supply circuit is connected in series between the unipolar power supply constant current constant voltage switching power supply includes power limiting unit, connected to the constant current and voltage conversion unit, DC unit, D DC isolation diode, the anode output isolation of the anode of a diode D and DC DC unit connection; output cathode, DC DC D unit isolation diodes are respectively connected with the submarine repeater, submarine repeater power supply; the power supply line for access limit unit, pressure drop and current limiting power supply line input; constant current and voltage conversion unit for unipolar constant current power supply for bipolar voltage source; DC voltage DC DC unit of constant current and constant voltage conversion unit output into DC voltage required for submarine repeater. The converting power supply and the method of the invention have no electrode and monopole power supply, and do not need to contact with the sea water to form an electric circuit.

【技术实现步骤摘要】
一种单极供电恒流恒压转换电源及方法
本专利技术涉及开关电源领域，特别涉及一种单极供电恒流恒压转换电源及方法。
技术介绍
随着电子技术的不断发展，在长距离的光缆传输中，由于分布电容的存在，超远距离光缆传输使用的都是高压电流源。由于铺设距离较远，通常需要中继器进行信号放大或者其他监控设备对光缆的工作环境或者状态进行监控。海缆传输系统通常主要由岸端电源、海底光电复合电缆、海底中继器等海底设备构成。通常海缆传输系统单根铺设，通过岸基的电能馈电设备(PFE)注入恒定电流，其中海底中继器及其他海底设备由取电模块及其他相关模块构成，海底取电模块为海底需供电提供电力，海底取电电源模块需要岸上远程供电。传统通信领域中的海底中继器采用双端供电，海水为地的方式，如图1所示，岸上给电装置位于海缆传输系统两端的岸上，两端的电压大小相等，极性相反。正常供电的工作状态时，海底电缆中的导线是单极的，海水为地极，作为工作电流的返回通道。双端供电时一端给电装置故障则另一端正常工作的装置可以提升电压维持系统正常工作。海底中继器具备双向光放大功能，它可以延伸光信号的传输距离，但是海底中继器只能单极供电，在这种情况下因为没有另外一个岸端可以作为接地回路，系统的末端必须与海水地接触形成电气回路。传统的取电装置为电能分支模块，把输入的总电流分成为支路电流，通常电能分支模块都有一个接触海水的电极，电极长期置于海水中会腐蚀，降低设备的使用寿命；其次分支单元末端电极接海水后与海缆的破损状态相同，会影响海缆的状态检测。因此设计一种无电极的、单极供电的恒流恒压装换电源是非常有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种单极供电恒流恒压转换电源。本专利技术的另一目的在于提供一种单极供电恒流恒压转换方法。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：一种单极供电恒流恒压转换电源，所述单极供电恒流恒压转换电源串接在供电线路之间，所述单极供电恒流恒压转换电源包括依次连接的功率限制单元、恒流恒压转换单元、DC-DC单元、隔离二极管D，所述隔离二极管D的正极与DC-DC单元的输出正极连接；隔离二极管D的负极、DC-DC单元的输出负极分别与海底中继器连接，为海底中继器供电；其中功率限制单元接入供电线路，用于限制供电线路输入的压降及电流，起保护设备的作用；恒流恒压转换单元用于将单极的恒流电源变为双极的电压源；DC-DC单元将恒流恒压转换单元输出的直流电压转化为海底中继器所需的直流电压。所述恒流恒压转换单元包括反馈调理电路、控制电路、恒阻电路、滤波阵列，其中反馈调理电路串接在电流回路，并将反馈电压输出给控制电路，控制电路的输出端连接恒阻电路的输入端，滤波矩阵接在恒流恒压转换单元的输出两端。所述恒阻电路包括多个并列连接的恒阻单元，所述恒阻单元包括MOS管、第一电阻、第二电阻，其中MOS管的源极与第一电阻连接后接地，MOS管的栅极通过第二电阻与MOS管的源极连接，MOS管的漏极连接功率限制单元的输出端，同时MOS管的栅极与控制电路的输出端连接。所述控制电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、运算放大器、功率驱动放大器，其中第四电阻与第一电容串联后与第二电容并联，且运算放大器的负输入端分别与第四电阻、第二电容的一端连接，第二电容的另一端与运算放大器的输出端连接；参考电压通过第三电阻与运算放大器的负输入端连接；反馈调理电路通过第六电阻与运算放大器的正输入端连接；第七电阻的一端连接第六电阻、运算放大器的正输入端之间的连接点，第七电阻的另一端接地；运算放大器的输出端与功率驱动放大器的正输入端连接，功率驱动放大器的负输入端与功率驱动放大器的输出端相接，功率驱动放大器的输出端通过第五电阻与反馈调理电路连接。所述滤波阵列包括多个并联的薄膜电容。所述功率限制单元包括限压电路和限流电路。所述限压电路包括稳压二极管D1～D7、电阻R1～R5、MOS管V1，其中稳压二极管D2～D7串联后与电阻R1、R2串联，得到的串联阵列与稳压二极管D1并联；电阻R2一端接地，另一端接电阻R3的一端；电阻R3的另一端接MOS管V1的栅极，MOS管V1的源极接地，MOS管V1的漏极串接限流电阻R4、R5后接到供电线路的输入端；稳压二极管D7并联在电阻R2两端。所述限流电路包括稳压二极管D8、电阻R6～R11、MOS管V2、PNP型晶体管V3，其中电阻R6串接在电流输入回路，电阻R6的一端连接PNP型晶体管V3的发射极，另一端与电阻R7的一端连接；PNP型晶体管V3的基极与电阻R7的另一端连接；PNP型晶体管V3的集电极依次串接电阻R8、R9；电阻R9的一端接地，另一端接电阻R10的一端，电阻R10的另一端接MOS管V2的栅极，MOS管V2的源极接地，MOS管V2的漏极通过串接电阻R11与电阻R6连接；稳压二极管D8并联在电阻R9两端。本专利技术的另一目的通过以下的技术方案实现：一种单极供电恒流恒压转换方法，包含以下步骤：S1、将单极供电恒流恒压转换电源串接在供电线路之间，所述单极供电恒流恒压转换电源包括依次连接的功率限制单元、恒流恒压转换单元、DC-DC单元、隔离二极管D；S2、供电线路接入功率限制单元后，功率限制单元限制电路中的压降及电流，并将电流传输给恒流恒压转换单元；S3、恒流恒压转换单元将单极的恒流电源变为双极的电压源；S4、DC-DC单元将恒流恒压转换单元输出的直流电压转化为海底中继器所需的直流电压；S5、DC-DC单元将转换后的直流电压传输给海底继电器，为海底继电器供电。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本专利技术提供了一种无电极的、单极供电的恒流恒压装换电源，不仅满足了海底中继器只能单极供电的需求，而且系统的末端不需要与海水地接触形成电气回路。因为不需要设置接触海水的电极，所以不存在电极长期置于海水中会腐蚀、降低设备的使用寿命的技术问题；也不会因为分支单元末端电极接海水后与海缆的破损状态相同，进而影响海缆的状态检测；有效地解决有中继海缆传输系统单极缆单端供电的问题。附图说明图1为现有单极海缆传输示意图。图2为本专利技术所述一种单极供电恒流恒压转换电源的结构示意图。图3为图2所述单极供电恒流恒压转换电源的功率限制单元的电路图。图4为图3所述功率限制单元的限压单元的电路图。图5为图3所述功率限制单元的限流单元的电路图。图6为图2所述单极供电恒流恒压转换电源的恒流恒源转换单元的电路图。图7为图6所述恒流恒源转换单元的恒阻单元的电路图。图8为图6所述恒流恒源转换单元的控制电路的电路图。图9为图6所述恒流恒源转换单元的滤波阵列的电路图。图10为为图2所述单极供电恒流恒压转换电源的DC/DC单元的电路拓扑。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。如图2，一种单极供电恒流恒压转换电源，包括功率限制模块、恒流恒压转换模块、DC-DC模块、隔离二极管D。功率限制单元如图3所示，包括图4所示限压保护单元和图5所示限流保护单元。图4所示限压保护单元的电路图，在图4所示的限压电源电路中其中D2～D6为稳压二极管，5个稳压二极管构成限压阵列。当线上电压超过限值时，稳压二极管D2～D6起到限制电压的作用，当电阻R2的上的压降本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单极供电恒流恒压转换电源，其特征在于：所述单极供电恒流恒压转换电源串接在供电线路之间，所述单极供电恒流恒压转换电源包括依次连接的功率限制单元、恒流恒压转换单元、DC‑DC单元、隔离二极管D，所述隔离二极管D的正极与DC‑DC单元的输出正极连接；隔离二极管D的负极、DC‑DC单元的输出负极分别与海底中继器连接，为海底中继器供电；其中功率限制单元接入供电线路，用于限制供电线路输入的压降及电流；恒流恒压转换单元用于将单极的恒流电源变为双极的电压源；DC‑DC单元将恒流恒压转换单元输出的直流电压转化为海底中继器所需的直流电压。

【技术特征摘要】
1.一种单极供电恒流恒压转换电源，其特征在于：所述单极供电恒流恒压转换电源串接在供电线路之间，所述单极供电恒流恒压转换电源包括依次连接的功率限制单元、恒流恒压转换单元、DC-DC单元、隔离二极管D，所述隔离二极管D的正极与DC-DC单元的输出正极连接；隔离二极管D的负极、DC-DC单元的输出负极分别与海底中继器连接，为海底中继器供电；其中功率限制单元接入供电线路，用于限制供电线路输入的压降及电流；恒流恒压转换单元用于将单极的恒流电源变为双极的电压源；DC-DC单元将恒流恒压转换单元输出的直流电压转化为海底中继器所需的直流电压。2.根据权利要求1所述单极供电恒流恒压转换电源，其特征在于：所述恒流恒压转换单元包括反馈调理电路、控制电路、恒阻电路、滤波阵列，其中反馈调理电路串接在电流回路，并将反馈电压输出给控制电路，控制电路的输出端连接恒阻电路的输入端，滤波矩阵接在恒流恒压转换单元的输出两端。3.根据权利要求2所述单极供电恒流恒压转换电源，其特征在于：所述恒阻电路包括多个并列连接的恒阻单元，所述恒阻单元包括MOS管、第一电阻、第二电阻，其中MOS管的源极与第一电阻连接后接地，MOS管的栅极通过第二电阻与MOS管的源极连接，MOS管的漏极连接功率限制单元的输出端，同时MOS管的栅极与控制电路的输出端连接。4.根据权利要求2所述单极供电恒流恒压转换电源，其特征在于：所述控制电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、运算放大器、功率驱动放大器，其中第四电阻与第一电容串联后与第二电容并联，且运算放大器的负输入端分别与第四电阻、第二电容的一端连接，第二电容的另一端与运算放大器的输出端连接；参考电压通过第三电阻与运算放大器的负输入端连接；反馈调理电路通过第六电阻与运算放大器的正输入端连接；第七电阻的一端连接第六电阻、运算放大器的正输入端之间的连接点，第七电阻的另一端接地；运算放大器的输出端与功率驱动放大器的正输入端连接，功率驱动放大器的负输入端与功率驱动放大器的输出端相接，功率驱动放大器的输出端通过第五电阻与...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹涛，黄远豪，蒋传荣，李刚，张宁，樊彭，
申请(专利权)人：海华电子企业中国有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44