一种车载超级电容快速充电装置主电路结构的制作方法
【专利摘要】一种车载超级电容快速充电装置主电路结构，属于大功率电源【技术领域】。包括降压整流变压器（1）、快速充电模块（2）和充电负载（3）三部分。其中快速充电模块（2）由三组完全相同的模块单元构成。充电模块又由LCL滤波器（211）、高频整流器（212）、直流斩波器（213）和斩波电感（214）构成。优点在于：主电路采用模块化结构，具有可靠性高，充电容量大，冗余性好，可扩展性强。
【专利说明】一种车载超级电容快速充电装置主电路结构
【技术领域】
[0001]本实用新型属于大功率电源【技术领域】，特别是提供了一种车载超级电容快速充电装置主电路结构。
【背景技术】
[0002]我国目前面临既要缓解城市交通的压力，又要保护环境，降低城市大气和噪音污染，因此大力发展城市轨道交通系统，成为必然趋势。以车载超级电容为动力的电动轨道交通车辆因其安全高效、节能环保的优势在城市轨道交通运输模式中十分明显。
[0003]采用超级电容作为车载动力源，具有功率密度大、充电时间快、使用寿命长、充放效率高、运行维护成本低等多项优势，加上可实现频繁再生制动，节能降耗效益显著，已成为轨道交通车辆的典型电源配置方案之一。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种车载超级电容快速充电装置主电路结构，用于城市轨道交通中超级电容供电的轨道车辆充电。主电路采用模块化结构，具有可靠性高，充电容量大，冗余性好，可扩展性强等。
[0005]本实用新型包括降压整流变压器1、快速充电模块2和充电负载3三部分，降压整流变压器I的变比为10kV/690V，原边接入IOkV电网，从电网吸收充电功率，降压整流变压器I的副边输出接入快速充电模块2的输入端，快速充电模块2的输出接入充电负载3的输入端；其中，快速充电模块2由三组完全一样的模块单元21、22和23构成；模块单元又由LCL滤波器211、高频整流器212、直流斩波器213和斩波电感214构成。降压整流变压器I的输出同时接入LCL滤波器输入端。LCL滤波器三相对称，每相由两个滤波电感串接，中点接入滤波电容，构成T型结构。三个单相滤波支路的电容支路接为星形。LCL滤波器的输出端接入高频整流器212的输入端，高频整流器212输出的直流电输送给直流斩波器213，直流斩波器213输出连接到斩波电感214输入端，电感末端通过二极管输出。
[0006]本实用新型提出的一种车载超级电容快速充电装置主电路原理图如附图1所示，由三部分组成，分别是降压整流变压器1、快速充电模块2和充电负载3。其中快速充电模块2由三组完全一样的模块单元21、22和23构成。模块单元21又由LCL滤波器211、高频整流器212、直流斩波器213和斩波电感214构成。
[0007]降压整流变压器I的变比为10kV/690V，原边接入IOkV电网，从电网吸收充电功率，降压整流变压器I的副边输出接入快速充电模块2的输入端，快速充电模块2的输出接入充电负载3的输入端。
[0008]快速充电模块2由三个结构完全一致的模块单元构成，降压整流变压器I的输出同时接入LCL滤波器输入端。LCL滤波器三相对称，每相由两个滤波电感串接，中点接入滤波电容，构成T型结构。三个单相滤波支路的电容支路接为星形。LCL滤波器的输出端接入高频整流器212的输入端，高频整流器212输出的直流电输送给直流斩波器213，直流斩波器213输出连接到斩波电感214输入端，电感末端通过二极管输出。
[0009]一种车载超级电容快速充电装置主电路的工作原理如下:
[0010]降压整流变压器I的变比为10kV/690V，原边接入IOkV电网，将IOkV电压变换为690V，送到快速充电模块2的输入端，快速充电模块含有三个一样的模块单元。模块单元的LCL滤波器采用T型接线，能用较小的电感和电容量有效滤除高频整流器注入电网的高次谐波，使注入电网谐波水平达到规定要求，并能显著减小装置滤波器体积和降低滤波支路损耗。LCL滤波器的输出端接入高频整流器的输入端，高频整流器通过电压、电流双闭环控制，在交流侧实现单位功率因数控制效果，直流侧稳定输出电压在1100V。高频整流器输出送至直流斩波器，直流斩波器和斩波电感配合通过移相控制，实现对负载的恒电流、恒功率和恒电压等各种工况充电模式的灵活调节。
[0011]本实用新型的优点在于:主电路采用模块化结构，具有可靠性高，充电容量大，冗余性好，可扩展性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的一种主电路结构图。其中，降压整流变压器1、快速充电模块
2、充电负载3。第一模块单元21、第二模块单元22、第三模块单元23、LCL滤波器211、高频整流器212、直流斩波器213、斩波电感214。
【具体实施方式】
[0013]本实用新型提出的一种车载超级电容快速充电装置主电路原理图如附图1所示，由三部分组成，分别是降压整流变压器1、快速充电模块2和充电负载3。其中快速充电模块2由三组完全一样的模块单元21、22和23构成。模块单元21又由LCL滤波器211、高频整流器212、直流斩波器213和斩波电感214构成。
[0014]降压整流变压器I的变比为10kV/690V，原边接入IOkV电网，从电网吸收充电功率，降压整流变压器I的副边输出接入快速充电模块2的输入端，快速充电模块2的输出接入充电负载3的输入端。
[0015]快速充电模块2由三个结构完全一致的模块单元构成，降压整流变压器I的输出同时接入LCL滤波器输入端。LCL滤波器三相对称，每相由两个滤波电感串接，中点接入滤波电容，构成T型结构。三个单相滤波支路的电容支路接为星形。LCL滤波器的输出端接入高频整流器212的输入端，高频整流器212输出的直流电输送给直流斩波器213，直流斩波器213输出连接到斩波电感214输入端，电感末端通过二极管输出。
【权利要求】
1.一种车载超级电容快速充电装置主电路结构，其特征在于:包括降压整流变压器(I)、快速充电模块(2)和充电负载(3)三部分；降压整流变压器(I)的变比为10kV/690V，原边接入IOkV电网，降压整流变压器(I)的副边输出接入快速充电模块(2)的输入端，快速充电模块(2)的输出接入充电负载(3)的输入端。
2.按照权利要求1所述的主电路结构，其特征在于:快速充电模块(2)由三组完全相同的充电模块构成；充电模块又由LCL滤波器(211)、高频整流器(212)、直流斩波器(213 )和斩波电感(214)构成，降压整流变压器(I)的输出同时接入LCL滤波器(211)输入端，LCL滤波器三相对称，每相由两个滤波电感串接，中点接入滤波电容，构成T型结构；三个单相滤波支路的电容支路接为星形，LCL滤波器(211)的输出端接入高频整流器(212)的输入端，直流斩波器(213)输出连接到斩波电感(214)输入端。
【文档编号】H02M1/12GK203504267SQ201320667918
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】尹忠东, 邢甲第, 赵允刚, 范永强, 刘波峰, 张冬冬 申请人:中铁电气化局集团有限公司, 中铁电气化局集团保定铁道变压器有限公司