一种可适配单相220V/三相380V的高压交直流转换供电装置

技术领域

本发明涉及系留装备制造与飞行领域，特别涉及一种可适配单相220V/三相380V的高压交直流转换供电装置。

背景技术

目前，在系留装备制造与飞行领域，系留无人机的供电装置是系留装备的重要组成部分，该装置是将交流电转换为直流电供无人机及其挂载使用，交流供电通常有两种形式，即单相220v和三相380v，出于就近方便取电的需要，要求系留无人机的供电装置应具备两种供电形式兼容的能力；另外考虑到减轻系留无人机拖带电缆的重量和增加无人机挂载能力，要求直流供电的电压和容量向着更高的方向发展。因此，本申请提供了一种可适配单相220V/三相380V的高压交直流转换供电装置来满足需求。

发明内容

本申请的目的在于提供一种可适配单相220V/三相380V的高压交直流转换供电装置，采用多块技术成熟的市售小容量、低电压的交直流转换模块经串、并联组合，形成能够适配两种供电形式的不同等级的高电压、大容量系留无人机的供电装置，满足了本领域应用的需要。

为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：一种可适配单相220V/三相380V的高压交直流转换供电装置，由4块市售交直流转换模块组成，分别为模块0、模块1、模块2、模块3，该模块输入为单相交流220V，输出为直流20～750V可调、容量4kW，具有CAN通讯接口作为调整供电电压和负荷的手段，组合后的本发明供电装置可提供最大1500V、16kW的直流电源。提供一种可适配单相220V/三相380V的高压交直流转换供电装置

适配交流三相380V供电电源的接线，此时的本发明内部的接线方式和空开的接线方式如图1所示。

适配交流单相220V供电电源的接线，该供电方式时，本发明内部的接线方式和空开的接线方式如图2所示。

空开输入端：用本发明提供的短路片将原A、B两端子短路作为单相电的火线输入端，同时，四芯电缆的供电端也做同样的短路，即合为一股接入供电电源的火线；用另一短路片将原C、N两端子短路作为单相电的N线输入端，同时，四芯电缆的供电端也做同样的短路，即合为一股接入供电电源的N线。

空开输出端：将原模块2、模块3的两根线拆下分别接入原0、1模块相线A、B端子，使这两个端子合并作为单相空开输出的火线端子；将原空开的N线输出端子的4根线分出两根接入刚刚空出的原相线C相端子，使这两个端子合并作为单相空开输出的N线端子。至此，将原三线四线制空开改为电流提高一倍的单相空开，正好满足单相供电电流大于三相供电电流的需要。

多模块的直流输出端串并联接线，采用先并联形成两组功率最大8kw、电压20～750v的电源组合，再串联形成总电压最高1500v、功率最大16kw的直流供电系统，参见图3，输入端交流供电的不同形式不影响直流输出端的接线方式，因此，不需要做适配改动。

各模块直流电压分配，本例所构成的本发明装置可以提供的直流总电压可以在40～1500V之间调整，而各模块的电压分配将通过CAN通讯接口由上位机或单片机控制单元依据以下计算确定：

考虑到本实施例4个模块的特点，其中模块0、模块1分别由A、B两相供电，而模块2、模块3均由C相供电，考虑到相间负荷平衡，则各模块输出直流电压的分配遵循：

当总电压≤1125V时，对各模块电压设定由下式计算：

模块0、模块1电压＝总电压x2/3；2模块电压＝3模块电压＝总电压x1/3；

当总电压≥1125V时：系统发出提示：“已经达到输出电压分界线，若继续升压，相间将产生不平衡”。若为小型发电单元供电，则输出总电压限定在当前电压下；若为市电供电，相间偏差可以忽略，则按如下计算分配各模块电压：

模块0、模块1电压＝1125x2/3＝750V保持不变；模块2电压＝模块3电压＝总电压－750V，直至模块电压额定值750V，此时本例装置输出直流电压达到额定最大值1500V。

类似的，如果采用n个模块(n≥3)，则可以根据用户需要组成不同电压等级和容量的交直流转换系统，其电压可以是单块模块电压的不大于n值的整数倍，容量为n个模块容量之和。

综上，本发明的技术效果和优点：

(1)本发明实现了单相220v/三相380V两种供电方式的兼容，方便用户就地取电，快速组建系留无人机应用系统；本发明采用技术成熟的市售小容量、低电压的交直流转换模块构建大容量、高电压系留供电系统，降低了系统造价和维护费用，提高了设备可靠性；

(3)可根据需要，采用3块以上模块组建不同电压等级和容量的交直流转换系统，为用户提供了更多的、简便易行的选择方案；

(4)考虑故障备用，仅需要备用一块电源模块即可，故障时快速插拔替换，有效提高设备可靠性，降低备用成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本发明适配交流三相380V供电方式接线图；

图2本发明适配交流单相220V供电方式接线图；

图3本发明多模块直流输出串并联组合接线图；

图4本发明实施例外观图。

图中：1、空开防雨罩壳；2、三相四线制空开；3、单相交流220V插座；4、高压直流输出；5、接地端子；6、CAN通讯接口；7、单相交流220V、10A输出端口；8、交流供电输入端口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：参考图1-图4所示的一种可适配单相220V/三相380V的高压交直流转换供电装置，装置上配备有空开防雨罩壳1、三相四线制空开2、.单相交流220V插座3、高压直流输出4、接地端子5、CAN通讯接口6、单相交流220V7、10A输出端口7、交流供电输入端口8。

具体的，由多块(本发明中以4块为例)市售交直流转换模块组成，分别为模块0、模块1、模块2、模块3，该模块输入为单相交流220V，输出为直流20～750V可调、容量4kW，具有CAN通讯接口作为调整供电电压和负荷的手段，组合后的本发明供电装置可提供最大1500V、16kW的直流电源。提供一种可适配单相220V/三相380V的高压交直流转换供电装置

实施例，适配交流三相380V供电电源的接线，此时的本发明内部的接线方式和空开的接线方式如图1所示。

实施例，适配交流单相220V供电电源的接线，该供电方式时，本发明内部的接线方式和空开的接线方式如图2所示。

空开输入端：用本发明提供的短路片将原A、B两端子短路作为单相电的火线输入端，同时，四芯电缆的供电端也做同样的短路，即合为一股接入供电电源的火线；用另一短路片将原C、N两端子短路作为单相电的N线输入端，同时，四芯电缆的供电端也做同样的短路，即合为一股接入供电电源的N线。

空开输出端：将原模块2、模块3的两根线拆下分别接入原0、1模块相线A、B端子，使这两个端子合并作为单相空开输出的火线端子；将原空开的N线输出端子的4根线分出两根接入刚刚空出的原相线C相端子，使这两个端子合并作为单相空开输出的N线端子。至此，将原三线四线制空开改为电流提高一倍的单相空开，正好满足单相供电电流大于三相供电电流的需要。

实施例，多模块的直流输出端串并联接线，采用先并联形成两组功率最大8kw、电压20～750v的电源组合，再串联形成总电压最高1500v、功率最大16kw的直流供电系统，参见图3，输入端交流供电的不同形式不影响直流输出端的接线方式，因此，不需要做适配改动。

实施例，各模块直流电压分配，本例所构成的本发明装置可以提供的直流总电压可以在40～1500V之间调整，而各模块的电压分配将通过CAN通讯接口由上位机或单片机控制单元依据以下计算确定：

考虑到本实施例4个模块的特点，其中模块0、模块1分别由A、B两相供电，而模块2、模块3均由C相供电，考虑到相间负荷平衡，则各模块输出直流电压的分配遵循：

当总电压≤1125V时，对各模块电压设定由下式计算：

模块0、模块1电压＝总电压x2/3；2模块电压＝3模块电压＝总电压x1/3；

当总电压≥1125V时：系统发出提示：“已经达到输出电压分界线，若继续升压，相间将产生不平衡”。若为小型发电单元供电，则输出总电压限定在当前电压下；若为市电供电，相间偏差可以忽略，则按如下计算分配各模块电压：

模块0、模块1电压＝1125x2/3＝750V保持不变；模块2电压＝模块3电压＝总电压－750V，直至模块电压额定值750V，此时本例装置输出直流电压达到额定最大值1500V。

类似的，如果采用n个模块(n≥3)，则可以根据用户需要组成不同电压等级和容量的交直流转换系统，其电压可以是单块模块电压的不大于n值的整数倍，容量为n个模块容量之和。

本发明不仅可用于系留无人机系统，还可以用于一切需要高电压、大容量的直流供电场合。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。