CN2719639Y - 用于电力机车的直流110v高频开关电源装置 - Google Patents
用于电力机车的直流110v高频开关电源装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN2719639Y CN2719639Y CN 200420042524 CN200420042524U CN2719639Y CN 2719639 Y CN2719639 Y CN 2719639Y CN 200420042524 CN200420042524 CN 200420042524 CN 200420042524 U CN200420042524 U CN 200420042524U CN 2719639 Y CN2719639 Y CN 2719639Y
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- voltage
- output
- direct current
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 title claims abstract description 35
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 8
- UJOQSHCJYVRZKJ-UHFFFAOYSA-N 3-(1,3-benzoxazol-2-yl)-7-(diethylamino)chromen-2-one Chemical compound C1=CC=C2OC(C3=CC4=CC=C(C=C4OC3=O)N(CC)CC)=NC2=C1 UJOQSHCJYVRZKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 102100026109 F-box only protein 43 Human genes 0.000 claims description 5
- 102100024516 F-box only protein 5 Human genes 0.000 claims description 5
- 101001052797 Homo sapiens F-box only protein 5 Proteins 0.000 claims description 5
- 101100333307 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) EMI2 gene Proteins 0.000 claims description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 5
- 101150037264 fbxo43 gene Proteins 0.000 claims description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000001077 hypotensive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种用于电力机车的直流110V的高频开关电源装置，其特征在于线路***包括滤波器及整流电路，全桥式DC/DC变换器电路，输出滤波器电路，控制电路以及MVB网卡等五个部分。整流输入电路将输入的交流396V电压整流、滤波，为DC/DC变换器提供一个平滑的直流电压，由DC/DC变换器的输出端输出直流110V电压，既可为电力机车提供控制电源，又能为机车蓄电池充电。控制电路为双闭环反馈电流型控制器，其中还包括了过压、欠压、过流、短路、过热等保护电路；***通过MVB网卡与电力机车控制***通讯，参与整个机车的控制。本实用新型具有体积小、精度高、可靠性好的特点，非常适合于电力机车的应用场合。
Description
技术领域
本发明应用于电力机车直流110V控制电源。
背景技术
电力机车用直流110V电源是机车的控制电源，是机车控制的核心部分。此电源将电力机车变压器副边绕组输出的396V交流电经过变换得到机车控制用的直流110V，最大输出电流为50A。
现在的电力机车上用的直流110V供电电源都为相控整流电源。其电路采用半控桥式晶闸管整流电路。它与机车蓄电池并联，一方面为蓄电池充电；另一方面为机车控制电路提供110V稳定直流电压。由于110V直流输出与396V交流输入必须在电位上隔离，所以396V交流电压须先经过12kVA的工频整流变压器变压，再通过半控整流桥及工频滤波电抗器滤波输出直流电压。由于工频整流变压器及直流滤波电抗器的体积及重量较大，使得整个安装电源的电源柜的体积和质量都很大，同时，这种***也存在着响应慢，稳压精度低，效率低的缺点。
发明内容
本实用新型的发明目的是提供一种高频开关电源来替代传统的相控整流电源。它一方面为电力机车提供控制电源，另一方面为机车蓄电池充电。高频开关电源与相控整流电源相比有以下优点：
| 项 目 | 高频开关电源 | 相控整流电源 |
| 重 量 | ＜50kg | ＜420kg |
| 体 积 | 小 | 大 |
| 变压器类型 | 高频变压器 | 工频变压器 |
| 输出滤波器 | 高频LC滤波 | 传统LC滤波器 |
| 稳压精度 | 1％ | 5％ |
| 纹波系数 | ＜1％ | ＜5％ |
| 效率 | ＞85％ | ＜70％ |
| 通讯接口 | 有 | 无 |
由于高频开关电源体积小、重量轻、精度高、可靠性好，非常适合于电力机车应用场合。
本实用新型的技术解决方案是：一种用于电力机车的直流110V高频开关电源装置由开关元件及线路板组成，装置前面板上布置有电流电压表头及主令开关，其特征在于电路结构包括整流输入电路、DC/DC变换器电路、输出滤波器电路、控制电路及MVB网卡，其中的整流输入电路的输入端为电力机车主变压器的次边辅助绕组，其输出端接DC/DC变换器的输入端，DC/DC变换器的输出端接输出滤波电路，输出直流110V电压；DC/DC变换器受控制电路的控制，形成电流型双闭环反馈***。
所述的整流输入电路包括EMI1输入滤波器和BR1单相整流桥，输入滤波电容C1～C4，高频电容C5～C6，以及由KM2及R1构成的软启动电路，其中的EMI1输入滤波器通过KM1主控接触器控制主电路的通断，通端接BR1单相整流桥，经过软启动电路与电容C1～C2及高频电容C5～C6的两端跨接。所述的DC/DC变换器则由四个智能功率模块(IPM)Q1～Q4，高频变压器T1，及D1～D4、C7～C10、R5～R8、C15、R12等组成。其中高频变压器T1起隔离和降压作用；Q1～Q4为高频变压器T1提供脉宽可调的高频交流方波电压；D1～D4、C7～C10、R5～R8组成IPM的吸收电路；C15和R12则构成了变压器的吸收电路。
所述的输出滤波电路包括由快恢复二极管FD1、FD2组成的全波整流电路及EMI2输出滤波器。全波整流电路整流后的高频直流电压通过输出滤波电感L1及电容C13输出稳定的直流110V；而EMI2输出滤波器则用来减小***与外电路之间的相互干扰。
所述的控制电路乃是以IC为核心的双闭环电流型控制电路，它通过电流传感器TA1、电压传感器TV1和TV2采集前述DC/DC变换器正输入端的电流信号及输出滤波器的输出电压信号，对***实现恒压，限流的控制。
为了完成本实用新型的控制功能，在双闭环控制电路中还有一个电流反馈环，将DC/DC变换器的输出信号与电压反馈环的输出信号相比较，来控制输出脉冲的占空比，实现输出的电感峰值电流随误差电压的变化而变化。
附图说明
本实用新型提供了三幅附图，其中：
图1为110V直流高频开关电源装置的***框图。
图2为主电路原理图。
图3为控制原理框图。
图2主电路原理图作为本实用新型的说明书附图，
其中：1、整流输入电路 2、DC/DC变换器 3、输出滤波电路4、控制电路 5、MVB网卡
具体实施方式
如图所示。用于电力机车的直流110V高频开关电源装置，包括整流输入电路1，将输入交流396V电压进行整流、滤波，为DC/DC变换器2提供一个平滑的直流电压。其中，EMI1为输入滤波器，它能减小电源内部对电网的干扰，同时又能抑制电网对电源的干扰；KM1为主控接触器，负责主电路的通断；BR1是单相整流桥；输入滤波电容C1～C4用来平滑电压，使其脉动减小；C5、C6为高频电容，用来吸收直流母线上的高频电压尖峰；KM2及R1构成输入软启动电路，防止开机时出现大的浪涌电流，从而减小对中间电容的冲击。开机时，整流桥通过R1为中间电容充电，当电压达到一定值时，闭合KM2，将R1切除；R2为放电电阻，当***关闭，KM1关断时，KM1的常闭联锁触点闭合，中间电容上的电荷通过R2放掉；TV1为电压传感器，用于检测中间电压；TA1为电流传感器，用于检测正母线上的电流。
DC/DC变换器2包括：四个智能功率模块(IPM)Q1～Q4、高频变压器T1及D1～D4、C7～C10、R5～R8、C15、R12。Q1～Q4为高频变压器T1提供脉宽可调的高频交流方波电压。D1～D4、C7～C10、R5～R8组成IPM吸收电路。高频变压器T1起到隔离和降压的作用，它由一个原边绕组、两个副边绕组组成；C15和R12构成变压器的吸收电路。
输出滤波器3为由快恢复二极管FD1、FD2组成的全波整流电路，整流后的高频直流电压通过输出滤波电感L1及电容C13输出稳定的直流110V。R9、C11及R10、C12分别构成FD1、FD2的吸收电路；R11为假负载，它与KM2的常开触点串联，防止***不工作时，与输出并联的蓄电池向假负载灌入电流；TV2、TA2分别为电压及电流传感器；UV1、UA1分别为电压、电流表；EMI2为输出滤波器，用来减小***与外电路之间的相互干扰。
控制电路4是以IC为核心的双闭环电流型控制电路，它采样DC/DC变换器2正输入端的电流信号及输出滤波器的输出电压信号，实现***的恒压、限流功能。恒压、恒流调节器采用并联结构控制(如图3所示)，充电电流限制调节器限制蓄电池充电电流，保证蓄电池在亏空时，以允许的电流恒流充电至110V，防止大电流冲击损害蓄电池；总电流限制调节器限制电源的总输出电流，防止功率过大损害电源。电压调节控制器保证***在电流范围内的恒电压输出。
以IC为核心的双闭环反馈***，在传统电压型控制DC/DC变换器的电压反馈环基础上又增加了一个电流反馈环，就是将电压反馈环的误差放大器的输出信号与采样到的DC/DC变换器2输入端电流峰值信号进行比较，来控制输出脉冲的占空比，使输出的电感峰值电流随误差电压变化。这给***带来很多优点：优良的瞬态响应、逐脉冲控制，使保护机制简化、利于多电源并联运行、解决了全桥DC/DC变换器的偏磁问题等。另外控制电路4包含了过压、欠压、过流、短路、过热等保护功能。
***通过符合IEC61375标准的MVB网卡5，与电力机车控制***相联。一方面，电源将自身运行信息传给机车控制***，另一方面，电源接受机车控制指令，实现整个电力机车的协调控制。
本实用新型具有体积小、重量轻、精度高、可靠性好的特点，非常适合于电力机车应用场合。
Claims (6)
1、一种用于电力机车的直流110V高频开关电源装置，由开关元件及线路板组成，其特征在于该装置的电路结构包括整流输入电路(1)、DC/DC变换器电路(2)、输出滤波电路(3)、控制电路(4)和MVB网卡(5)，其中的整流输入电路的输入端为电力机车主变压器的次边辅助绕组，其输出端接DC/DC变换器的输入端，DC/DC变换器的输出端接输出滤波电路，输出直流110V电压；DC/DC变换器受控制电路的控制，形成电流型双闭环反馈***。
2、根据权利要求1所述的用于电力机车的直流110V高频开关电源装置，其特征在于所述的整流输入电路(1)，包括EMI1输入滤波器，BR1单相整流桥，输入滤波电容C1～C4，高频电容C5～C6以及由KM2及R1构成的软启动电路，其中的EMI1输入滤波器通过KM1主控接触器控制主电路的通断，通端接BR1单相整流桥，经过软启动电路与滤波电容C1～C4及高频电容C5～C6的两端跨接。
3、根据权利要求1所述的用于电力机车的直流110V高频开关电源装置，其特征在于DC/DC变换器电路(2)，包括四个智能功率模块(IPM)Q1～Q4，高频变压器T1及D1～D4、C7～C10、R5～R8、C15及R12，Q1～Q4为高频变压器T1提供脉宽可调的高频交流方波电压；D1～D4、C7～C10、R5～R8组成IPM吸收电路；C15和R12构成变压器T1的吸收电路。
4、根据权利要求1所述的用于电力机车的直流110V高频开关电源装置，其特征在于输出滤波电路(3)，包括由快恢复二极管FD1、FD2组成的全波整流电路及EMI2输出滤波器，全波整流电路整流后的高频直流电压通过输出滤波电感L1及电容C13输出稳定的直流110V；而EMI2输出滤波器则用来减小***与外电路之间的相互干扰。
5、根据权利要求1所述的用于电力机车的直流110V高频开关电源装置，其特征在于所述的控制电路(4)乃是以IC为核心的双闭环电流型控制电路，它通过电流传感器TA1，电压传感器TV1和TV2分别采集前述DC/DC变换器在输入端的电流信号及输出滤波器的输出电压信号，对***实现恒压，限流控制。
6、根据权利要求5所述的用于电力机车的直流110V高频开关电源装置，其特征在于以IC为核心的双闭环反馈***，含有一个电流反馈环，使电压反馈环的输出信号可与DC/DC变换器的输入信号进行比较，来控制输出脉冲的占空比，从而实现输出的电感峰值电流随误差电压变化而变化。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200420042524 CN2719639Y (zh) | 2004-04-06 | 2004-04-06 | 用于电力机车的直流110v高频开关电源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200420042524 CN2719639Y (zh) | 2004-04-06 | 2004-04-06 | 用于电力机车的直流110v高频开关电源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2719639Y true CN2719639Y (zh) | 2005-08-24 |
Family
ID=35008602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200420042524 Expired - Fee Related CN2719639Y (zh) | 2004-04-06 | 2004-04-06 | 用于电力机车的直流110v高频开关电源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN2719639Y (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101628563A (zh) * | 2008-07-18 | 2010-01-20 | 罗伯特.博世有限公司 | 给汽车的控制器提供工作电压的方法和装置 |
| CN1794551B (zh) * | 2005-12-02 | 2010-10-20 | 株洲时代电子技术有限公司 | 一种机车110v控制电源 |
| CN102739050A (zh) * | 2012-07-11 | 2012-10-17 | 北京赛德高科铁道电气科技有限责任公司 | 电力机车辅助变流柜用dc/dc斩波电路 |
| CN108347185A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-07-31 | 安徽省金屹电源科技有限公司 | 一种高频高压开关电源 |
| CN109039106A (zh) * | 2018-09-06 | 2018-12-18 | 天津七二通信广播股份有限公司 | 一种铁路机车电台测试电源及其实现方法 |
-
2004
- 2004-04-06 CN CN 200420042524 patent/CN2719639Y/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1794551B (zh) * | 2005-12-02 | 2010-10-20 | 株洲时代电子技术有限公司 | 一种机车110v控制电源 |
| CN101628563A (zh) * | 2008-07-18 | 2010-01-20 | 罗伯特.博世有限公司 | 给汽车的控制器提供工作电压的方法和装置 |
| US8643210B2 (en) | 2008-07-18 | 2014-02-04 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for supplying operating voltage to a control unit of a motor vehicle |
| CN101628563B (zh) * | 2008-07-18 | 2014-12-03 | 罗伯特.博世有限公司 | 给汽车的控制器提供工作电压的方法和装置 |
| CN102739050A (zh) * | 2012-07-11 | 2012-10-17 | 北京赛德高科铁道电气科技有限责任公司 | 电力机车辅助变流柜用dc/dc斩波电路 |
| CN108347185A (zh) * | 2018-01-30 | 2018-07-31 | 安徽省金屹电源科技有限公司 | 一种高频高压开关电源 |
| CN109039106A (zh) * | 2018-09-06 | 2018-12-18 | 天津七二通信广播股份有限公司 | 一种铁路机车电台测试电源及其实现方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103219878B (zh) | 一种电容放电电路及功率变换器 | |
| CN201035433Y (zh) | 能量双向流动的电压调节器 | |
| CN201466775U (zh) | 蓄电池充放电装置 | |
| CN107733245B (zh) | 一种高效调幅恒高频电除尘电源电路 | |
| CN108512256A (zh) | 一种多功能车载充放电一体化*** | |
| CN107394864A (zh) | 一种电动汽车蓄电池充放电状态监控*** | |
| CN2466848Y (zh) | 开关电源装置的整流模块 | |
| CN202261028U (zh) | 一种多相错相并联双级变换器 | |
| CN205622509U (zh) | 具有电能双向传输功能的机车车辆直流电压变换器 | |
| CN2719639Y (zh) | 用于电力机车的直流110v高频开关电源装置 | |
| CN103872747A (zh) | 一种12v直流不间断电源*** | |
| CN102355038B (zh) | 一种高压直流充电机 | |
| CN108199462A (zh) | 一种交直流转换电路 | |
| CN204290428U (zh) | 一种集成电机驱动和电池充电功能模块 | |
| CN2459807Y (zh) | 新型智能高频开关直流电源 | |
| CN101707392B (zh) | 不间断电源的交直流隔离控制方法及电路 | |
| CN201570981U (zh) | 一种ups的交直流隔离控制电路 | |
| CN109450279A (zh) | 三级型交直流电力电子变压器直流母线电容预充电方法 | |
| CN204030975U (zh) | 单相与三相自动切换高压电源 | |
| CN108683353A (zh) | 变电站多功能节能型一体化充放电装置及控制方法 | |
| CN2223852Y (zh) | 微型计算机***专用不间断电源 | |
| CN204179954U (zh) | 一种便携式电子调压器 | |
| CN104917195B (zh) | 一种静止同步串联补偿装置及其控制方法 | |
| CN208461472U (zh) | 一种多功能车载充放电一体化*** | |
| CN1286523A (zh) | 新型单级功率因数校正交/直变换器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: NORTH CHINA CO. Free format text: FORMER OWNER: XIE BUMING Effective date: 20080912 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20080912 Address after: Beijing City, Fengtai District Fong City Park District building 15, zip code: 100076 Patentee after: China CNR Corporation Limited Address before: R & D center of Dalian Dalian Rolling Stock Co., Ltd. (No. 51 The Strip in sandy area, Liaoning), postcode: 116022 Patentee before: Xie Buming |
|
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CHINA CNR CORPORATION LIMITED DALIAN ELECTRIC TRAC Free format text: FORMER OWNER: NORTH CHINA CO. Effective date: 20090410 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20090410 Address after: No. 51, middle The Strip, Shahekou District, Liaoning, Dalian Province, China: 116022 Patentee after: Dalian Electric Traction Research & Development Center of China North Locomotive Co., Ltd. Address before: Beijing City, Fengtai District Fong City Park District building 15, zip code: 100076 Patentee before: China CNR Corporation Limited |
|
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20050824 |