專利名稱：新型直流工礦電力機車車載電源的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于直流變換到直流的電源變換裝置目前工礦電力機車車載電源多為1500v直流電動機帶動一臺48v直流發電機供電，其體積大、噪音大、耗電量大、故障多、維修成本高。
針對上述缺點，設計此體積小，噪音低，耗電少，故障率低的新型直流工礦電力機車車載電源。
本實用新型是將工礦電力機車的1500v直流電壓利用脈寬調制技術將其變成20KHZ的交流電壓，經過變壓器變成低壓20KHZ交流電壓，再經過整流濾波成低壓48v直流電壓，該48v直流電壓作為電力機車上蓄電池充電、照明及控制電源。
本實用新型采用先進的半導體器件IGBT作為脈寬調制用，調制頻率達到20KHZ，但是IGBT承受電壓有一定限制，一支IGBT不能承受1500v直流電壓，然而且電力機車電源電壓波動很大，最高可達2000v以上，因此IGBT承受的電壓必須留有很大余地，才能保證安全運行。本實用新型采用雙橋串聯的辦法，將1500v直流電壓分成兩個750v直流電壓，IGBT采用1800v耐壓元件，這樣就有2.4倍的安全系數。兩個橋串聯必須解決輸出對稱問題，本實用新型采用一個變壓器兩個一次線圈辦法來解決，兩個一次線圈完全對稱繞制在同一鐵芯上，保證了電路與磁路的對稱。感應的電壓、電流在同一個二次線圈上，二次20KHZ交流電壓經過全波整流橋整流輸出，再經電感、電容濾波電路輸出48v直流電壓。
本實用新型由于采用先進的半導體器件IGBT作為脈寬調制用，使逆變變壓器體積小、無噪音、耗電少、故障率低。
附圖
是該實用新型的電路圖。
其中1是電壓反饋單元；2是電流反饋單元；3是PWM控制器；4是保護單元；5是上橋驅動器；6是下橋驅動器；C1、C2、C4、C5是分壓電容；C3、C6是交鏈電容；T1.1、T1.2、T1.3是20KHZ變壓器一、二次線圈；D2、D2、D3、D4是快速二極管；L是濾波電容；C是濾波電容；IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4是絕緣柵二極晶體管。
以下結合附圖對本實用新型的具體實施做進一步說明。
C1、C2、C4、C5每個電容上平均電壓為375v，正半波時IGBT1和IGBT3同時導通，C1經IGBT1和C3對T1.1放電，形成+375v電脈沖，C4經IGBT3和C6對T1.2放電，也形成一個+375vd電脈沖；負半波時IGBT2和IGBT4同時導通，C2經IGBT2和C3對T1.1放電形成一個-375v電脈沖，C5經IGBT4和C6對T1.2放電，也形成一個-375v電脈沖。T1.1和T1.2上的+375v和-375v電脈沖迭加在變壓器二次線圈T1.3上感應一個約正負50v電脈沖，其脈沖寬度可調，當二次負荷電流較大時，調整脈沖寬度變寬，當電流較小時，調整脈沖寬度變窄。脈沖寬度的調整由PWM控制器3根據電壓反饋單元1的信號和電流反饋單元2的信號大小進行自動調整，達到穩壓限流控制目的。PWM控制器3的輸出脈沖經驅動器5、6放大、隔離后驅動IGBT的導通與關斷。驅動器5、6除了放大和隔離作用外，還擔任過電流檢測工作，當發生過電流輸出故障時，信號至保護單元4，保護單元封鎖控制器3，達到保護目的。
權利要求1.一種直流工礦電力機車車載電源，是由雙半橋串聯組成主回路，控制電路由電壓反饋(1)電流反饋(2)PWM控制器(3)保護電路(4)驅動電路(5)、(6)部分組成，其特征是a、主電路是C1、C2、C3、T1.1、IGBT1、IGBT2組一個半橋；C4、C5、C6、T1.2、IGBT3、IGBT4組成另一個半橋，兩個半橋串聯，將1500v直流電壓分隔成兩個750v直流電壓，b、雙半橋的變壓器是兩個一次線圈，繞在同一變壓器上，每個半橋的一次線圈提供一半的輸出功率，即兩個一次線圈產生的磁力線在變壓器的磁路上是并聯的，共同在二次線圈T1.3上產生感應電流，輸出功率為兩者之和，此電路保證了上、下兩個半橋的負荷分配對稱，達到了負荷的平衡，c、變壓器二次線圈T1.3上感應一個約正負50v電脈沖其脈沖寬度可調，當二次負荷電流較大時，調整脈沖寬度變寬，當電流較小時，調整脈沖寬度變窄，脈沖寬度的調整由PWM控制器(3)根據電壓反饋單元(1)的信號和電流反饋單元(2)的信號大小進行自動調整，達到穩壓限流控制目的，PWM控制器(3)的輸出脈沖經驅動器(5)、(6)放大、隔離后驅動IGBT的導通與關斷，驅動器(5)、(6)除了放大和隔離作用外，還擔任過電流檢測工作，當發生過電流輸出故障時，信號至保護單元(4)，保護單元封鎖控制器(3)，達到保護目的。
專利摘要本實用新型屬于直流變換到直流的電源變換設備。本實用新型是將1500v直流電壓變換成48v直流電壓,為了解決高電壓逆變問題,電路采用IGBT組成雙半橋串聯,將1500v直流電壓分成兩路750v直流電壓,再經過IGBT將其變成20KHZ交流電壓,兩個半橋的變壓器一次線路采用并聯形式,變壓器二次經全波整流濾波輸出48v直流電壓。控制電路由電壓反饋1,電流反饋2,PWM控制器,保護電路4,驅動器5、6組成。其作為1500v直流工礦電力機車車載電源,具有體積小、重量輕、無噪音、耗電少、故障率低等特點。
文檔編號H02M3/28GK2309015SQ97229190
公開日1999年2月24日 申請日期1997年10月16日 優先權日1997年10月16日
發明者李清權, 趙敏, 蘇萬昌, 武志和 申請人:趙敏, 李清權, 蘇萬昌