一种基于碳化硅的大功率低压大电流输出直流电源制造技术

技术编号:17885726 阅读:50 留言:0更新日期:2018-05-06 06:11
本实用新型专利技术公开了一种基于碳化硅的大功率低压大电流输出直流电源,包括:输入插头P1,三相EMI滤波器F1,三相空气开关K1,缺相检测板B1,三相整流板B2,直流母线处理板B3,移相全桥板B4,该电源的碳化硅器件开关频率高,开关损耗小,导通电阻R较小,导通损耗也较小,系统效率也大大提高。通过利用碳化硅器件实现电源功率密度大大提高,同时,该直流电源输出电流采样电路中将采样电流霍尔传感器放置在四个直流滤波电容的中间,这样可以大大降低电流采样的干扰量,提高电流控制精度。另外,该电路在多模块并联应用中,为防止某个模块损坏导致其他模块向该模块灌输大电流情况的发生,因此在输出侧串入了熔断器。

A high power low voltage and high current output DC power supply based on silicon carbide

The utility model discloses a high power low voltage and high current output DC power supply based on silicon carbide, including: input plug P1, three-phase EMI filter F1, three-phase air switch K1, phase detecting plate B1, three-phase rectifying board B2, DC busbar processing board B3, phase shifting full bridge plate B4, and high switching frequency of the silicon carbide device of the power supply. The switching loss is small, the conduction resistance R is small, the conduction loss is small, and the system efficiency is greatly improved. The power density of the power supply is greatly improved by using silicon carbide device. At the same time, the sampling current Holzer sensor is placed in the middle of four DC filter capacitors in the DC power output current sampling circuit, which can greatly reduce the interference amount of current sampling and improve the precision of current control. In addition, in the multi module parallel application, in order to prevent the damage caused by a module to cause the other modules to instill the large current to the module, the fuse is strung out on the output side.

【技术实现步骤摘要】
一种基于碳化硅的大功率低压大电流输出直流电源
本技术涉及电源电路
,具体为一种基于碳化硅的大功率低压大电流输出直流电源。
技术介绍
在海运过程中,船舶压载水和沉积物的无节制排放导致有害水生物在不同海域之间的转移,造成海洋污染。《国际船舶压载水和外来生物控制和管理公约》(简称《压载水公约》)是国际海事组织(IMO)为保护海洋环境采取的一项措施。压载水处理是指船内压载水在排放到另一水域前须对其压载仓中的水生物进行消灭处理,达到一定的指标之后才能在接收港水域进行排放,使其不会对接收港水域造成影响。该公约已于2017年9月8日正式生效,意味着全球约八万艘船舶将强制安装压载水处理设备。电解方法是压载水处理过程中的重要方法,通过对压载仓内压载水进行电解处理,杀灭水中有害水生物,使其中有害水生物含量降到安全范围内。因此,大功率电解电源是压载水处理系统中的关键组成部分。针对目前船用电解电源中采用传统硅(Si)器件实现,包括硅器件IGBT和硅器件二极管,由于硅器件开关速度慢,开关损耗大,因此直接导致开关频率较低,这样,为了达到相应的控制性能以及电压电流输出效果,较低的开关频率就需要较大的滤波电容以及滤波电感和隔离变压器等磁性器件,这就导致了电源整体体积和重量大、功率密度低、系统效率低及操作不便的缺点。另外,由于根据船舶大小不同,需要不同数量的该电源模块并联实现来满足压载水处理要求,这样就更大大增加了压载水处理设备的体积与重量。尤其是在船舶上应用时,由于船舶对该电源系统体积和重量的限制以及安装操作维护方便性的要求,目前已有的基于Si器件的压载水处理电解电源已经无法满足市场需求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于碳化硅的大功率低压大电流输出直流电源,解决了
技术介绍
中所提出的问题。为实现上述目的,本技术提供如下技术方案:一种基于碳化硅的大功率低压大电流输出直流电源,包括:输入插头P1,三相EMI滤波器F1,三相空气开关K1,缺相检测板B1,三相整流板B2,直流母线处理板B3,移相全桥板B4,高频隔离变压器T1,同步整流板B5,输出滤波电感L1,直流输出处理板B6,输出插头P2,数字控制板B7,数码显示板B8,通信接口CI,辅助电源板B9,风扇供电板B10,散热风扇FAN1,散热风扇FAN2,散热风扇FAN3,散热风扇FAN4,机壳JK1和散热器S1,其特征在于:所述输入插头P1和输出插头P2分别位于机壳JK1的最后侧的机壳壁两端,所述通信接口CI位于机壳JK1的最后侧的机壳壁左端,输出插头P2的右侧,所述散热风扇FAN3和散热风扇FAN3位于机壳JK1的最后侧的机壳壁中间部分,所述散热器S1位于机壳JK1内部中间部分,散热风扇FAN3和散热风扇FAN3的前侧,所述同步整流板B5位于散热器S1正上端左后侧,所述控制板B7位于散热器S1正上端右后侧,同步整流板B5的右侧,所述移相全桥板B4位于散热器S1正上端中间部分,同步整流板B5和控制板B7的正前端,所述三相整流板B2位于散热器S1正上端前侧,移相全桥板B4的正前端,所述三相EMI滤波器F1位于机壳JK1的右侧机壳壁后侧,所述风扇供电板B10位于机壳JK1内右后侧,三相EMI滤波器F1的左侧,散热器S1的右侧,所述辅助电源板B9位于机壳JK1内右侧中间部分,三相EMI滤波器F1和风扇供电板B10的前端,所述直流母线处理板B3位于机壳JK1内右侧中间部分,辅助电源板B9的前端,所述缺相检测板B1位于机壳JK1内右侧前端,直流母线处理板B3的前端,所述直流输出处理板B6位于机壳JK1内左后侧,散热器S1的左侧,所述输出滤波电感L1位于机壳JK1内左侧中间部分,直流输出处理板B6的前端,所述高频隔离变压器T1位于机壳JK1内左侧前端,输出滤波电感L1的正前端,所述数码显示板B8位于机壳JK1的最前端的机壳壁左侧,所述散热风扇FAN1和散热风扇FAN2位于机壳JK1的最前端的机壳壁中间部分,所述三相空气开关K1位于机壳JK1的最前端的机壳壁右侧,散热风扇FAN2的右侧。与现有技术相比,本技术的有益效果如下:在此采用第三代宽禁带半导体碳化硅(SiC)器件来实现,碳化硅器件开关频率高,开关损耗小,导通电阻R较小,导通损耗也较小,系统效率也大大提高。通过利用碳化硅器件实现,该基于碳化硅的大功率低压大电流输出直流电源功率密度大大提高,同时,该直流电源输出电流采样电路中将采样电流霍尔传感器放置在四个直流滤波电容的中间,这样可以大大降低电流采样的干扰量,提高电流控制精度。另外,该电路在多模块并联应用中,为防止某个模块损坏导致其他模块向该模块灌输大电流情况的发生,因此在输出侧串入了熔断器。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为本技术一种基于碳化硅的大功率低压大电流输出直流电源的电路原理图;图2为本技术一种基于碳化硅的大功率低压大电流输出直流电源的整体布局结构图。具体实施方式为使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本技术。请参阅图1-2,本技术提供一种技术方案:一种基于碳化硅的大功率低压大电流输出直流电源,包括:输入插头P119,三相EMI滤波器F117,三相空气开关K110,缺相检测板B111,三相整流板B212,直流母线处理板B313,移相全桥板B414,高频隔离变压器T16,同步整流板B53,输出滤波电感L15,直流输出处理板B64,输出插头P223,数字控制板B716,数码显示板B87,通信接口CI22,辅助电源板B915,风扇供电板B1018,散热风扇FAN18,散热风扇FAN29,散热风扇FAN320,散热风扇FAN421,机壳JK11和散热器S12,其特征在于:所述输入插头P119和输出插头P223分别位于机壳JK11的最后侧的机壳壁两端,所述通信接口CI22位于机壳JK11的最后侧的机壳壁左端,输出插头P223的右侧,所述散热风扇FAN320和散热风扇FAN321位于机壳JK11的最后侧的机壳壁中间部分,所述散热器S12位于机壳JK11内部中间部分,散热风扇FAN320和散热风扇FAN321的前侧,所述同步整流板B53位于散热器S12正上端左后侧,所述控制板B716位于散热器S12正上端右后侧,同步整流板B53的右侧,所述移相全桥板B414位于散热器S12正上端中间部分,同步整流板B53和控制板B716的正前端,所述三相整流板B212位于散热器S12正上端前侧,移相全桥板B414的正前端,所述三相EMI滤波器F117位于机壳JK11的右侧机壳壁后侧,所述风扇供电板B1018位于机壳JK11内右后侧,三相EMI滤波器F117的左侧,散热器S12的右侧,所述辅助电源板B915位于机壳JK11内右侧中间部分,三相EMI滤波器F117和风扇供电板B1018的前端,所述直流母线处理板B313位于机壳JK11内右侧中间部分,辅助电源板B915的前端,所述缺相检测板B111位于机壳JK11内右侧前端,直流母线处理板B313的前端,所述直流输出处理板B64位于机壳JK11内左后侧,散热器S12的左侧,所述本文档来自技高网
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一种基于碳化硅的大功率低压大电流输出直流电源

【技术保护点】
一种基于碳化硅的大功率低压大电流输出直流电源,包括:输入插头P1(19),三相EMI滤波器F1(17),三相空气开关K1(10),缺相检测板B1(11),三相整流板B2(12),直流母线处理板B3(13),移相全桥板B4(14),高频隔离变压器T1(6),同步整流板B5(3),输出滤波电感L1(5),直流输出处理板B6(4),输出插头P2(23),数字控制板B7(16),数码显示板B8(7),通信接口CI(22),辅助电源板B9(15),风扇供电板B10(18),散热风扇FAN1(8),散热风扇FAN2(9),散热风扇FAN3(20),散热风扇FAN4(21),机壳JK1(1)和散热器S1(2),其特征在于:所述输入插头P1(19)和输出插头P2(23)分别位于机壳JK1(1)的最后侧的机壳壁两端,所述通信接口CI(22)位于机壳JK1(1)的最后侧的机壳壁左端,输出插头P2(23)的右侧,所述散热风扇FAN3(20)和散热风扇FAN3(21)位于机壳JK1(1)的最后侧的机壳壁中间部分,所述散热器S1(2)位于机壳JK1(1)内部中间部分,散热风扇FAN3(20)和散热风扇FAN3(21)的前侧,所述同步整流板B5(3)位于散热器S1(2)正上端左后侧,所述控制板B7(16)位于散热器S1(2)正上端右后侧,同步整流板B5(3)的右侧,所述移相全桥板B4(14)位于散热器S1(2)正上端中间部分,同步整流板B5(3)和控制板B7(16)的正前端,所述三相整流板B2(12)位于散热器S1(2)正上端前侧,移相全桥板B4(14)的正前端,所述三相EMI滤波器F1(17)位于机壳JK1(1)的右侧机壳壁后侧,所述风扇供电板B10(18)位于机壳JK1(1)内右后侧,三相EMI滤波器F1(17)的左侧,散热器S1(2)的右侧,所述辅助电源板B9(15)位于机壳JK1(1)内右侧中间部分,三相EMI滤波器F1(17)和风扇供电板B10(18)的前端,所述直流母线处理板B3(13)位于机壳JK1(1)内右侧中间部分,辅助电源板B9(15)的前端,所述缺相检测板B1(11)位于机壳JK1(1)内右侧前端,直流母线处理板B3(13)的前端,所述直流输出处理板B6(4)位于机壳JK1(1)内左后侧,散热器S1(2)的左侧,所述输出滤波电感L1(5)位于机壳JK1(1)内左侧中间部分,直流输出处理板B6(4)的前端,所述高频隔离变压器T1(6)位于机壳JK1(1)内左侧前端,输出滤波电感L1(5)的正前端,所述数码显示板B8(7)位于机壳JK1(1)的最前端的机壳壁左侧,所述散热风扇FAN1(8)和散热风扇FAN2(9)位于机壳JK1(1)的最前端的机壳壁中间部分,所述三相空气开关K1(10)位于机壳JK1(1)的最前端的机壳壁右侧,散热风扇FAN2(9)的右侧。...

【技术特征摘要】
1.一种基于碳化硅的大功率低压大电流输出直流电源,包括:输入插头P1(19),三相EMI滤波器F1(17),三相空气开关K1(10),缺相检测板B1(11),三相整流板B2(12),直流母线处理板B3(13),移相全桥板B4(14),高频隔离变压器T1(6),同步整流板B5(3),输出滤波电感L1(5),直流输出处理板B6(4),输出插头P2(23),数字控制板B7(16),数码显示板B8(7),通信接口CI(22),辅助电源板B9(15),风扇供电板B10(18),散热风扇FAN1(8),散热风扇FAN2(9),散热风扇FAN3(20),散热风扇FAN4(21),机壳JK1(1)和散热器S1(2),其特征在于:所述输入插头P1(19)和输出插头P2(23)分别位于机壳JK1(1)的最后侧的机壳壁两端,所述通信接口CI(22)位于机壳JK1(1)的最后侧的机壳壁左端,输出插头P2(23)的右侧,所述散热风扇FAN3(20)和散热风扇FAN3(21)位于机壳JK1(1)的最后侧的机壳壁中间部分,所述散热器S1(2)位于机壳JK1(1)内部中间部分,散热风扇FAN3(20)和散热风扇FAN3(21)的前侧,所述同步整流板B5(3)位于散热器S1(2)正上端左后侧,所述控制板B7(16)位于散热器S1(2)正上端右后侧,同步整流板B5(3)的右侧,所述移相全桥板B4(14)位于散热器...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵红雁杜吉飞郑琼林于彬张栋彬孙湖
申请(专利权)人:苏州共元自控技术有限公司
类型:新型
国别省市:江苏,32

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