专利名称：新型直流工矿电力机车车载电源的制作方法
技术领域：
本实用新型属于直流变换到直流的电源变换装置目前工矿电力机车车载电源多为1500v直流电动机带动一台48v直流发电机供电，其体积大、噪音大、耗电量大、故障多、维修成本高。
针对上述缺点，设计此体积小，噪音低，耗电少，故障率低的新型直流工矿电力机车车载电源。
本实用新型是将工矿电力机车的1500v直流电压利用脉宽调制技术将其变成20KHZ的交流电压，经过变压器变成低压20KHZ交流电压，再经过整流滤波成低压48v直流电压，该48v直流电压作为电力机车上蓄电池充电、照明及控制电源。
本实用新型采用先进的半导体器件IGBT作为脉宽调制用，调制频率达到20KHZ，但是IGBT承受电压有一定限制，一支IGBT不能承受1500v直流电压，然而且电力机车电源电压波动很大，最高可达2000v以上，因此IGBT承受的电压必须留有很大余地，才能保证安全运行。本实用新型采用双桥串联的办法，将1500v直流电压分成两个750v直流电压，IGBT采用1800v耐压元件，这样就有2.4倍的安全系数。两个桥串联必须解决输出对称问题，本实用新型采用一个变压器两个一次线圈办法来解决，两个一次线圈完全对称绕制在同一铁芯上，保证了电路与磁路的对称。感应的电压、电流在同一个二次线圈上，二次20KHZ交流电压经过全波整流桥整流输出，再经电感、电容滤波电路输出48v直流电压。
本实用新型由于采用先进的半导体器件IGBT作为脉宽调制用，使逆变变压器体积小、无噪音、耗电少、故障率低。
附图
是该实用新型的电路图。
其中1是电压反馈单元；2是电流反馈单元；3是PWM控制器；4是保护单元；5是上桥驱动器；6是下桥驱动器；C1、C2、C4、C5是分压电容；C3、C6是交链电容；T1.1、T1.2、T1.3是20KHZ变压器一、二次线圈；D2、D2、D3、D4是快速二极管；L是滤波电容；C是滤波电容；IGBT1、IGBT2、IGBT3、IGBT4是绝缘栅二极晶体管。
以下结合附图对本实用新型的具体实施做进一步说明。
C1、C2、C4、C5每个电容上平均电压为375v，正半波时IGBT1和IGBT3同时导通，C1经IGBT1和C3对T1.1放电，形成+375v电脉冲，C4经IGBT3和C6对T1.2放电，也形成一个+375vd电脉冲；负半波时IGBT2和IGBT4同时导通，C2经IGBT2和C3对T1.1放电形成一个-375v电脉冲，C5经IGBT4和C6对T1.2放电，也形成一个-375v电脉冲。T1.1和T1.2上的+375v和-375v电脉冲迭加在变压器二次线圈T1.3上感应一个约正负50v电脉冲，其脉冲宽度可调，当二次负荷电流较大时，调整脉冲宽度变宽，当电流较小时，调整脉冲宽度变窄。脉冲宽度的调整由PWM控制器3根据电压反馈单元1的信号和电流反馈单元2的信号大小进行自动调整，达到稳压限流控制目的。PWM控制器3的输出脉冲经驱动器5、6放大、隔离后驱动IGBT的导通与关断。驱动器5、6除了放大和隔离作用外，还担任过电流检测工作，当发生过电流输出故障时，信号至保护单元4，保护单元封锁控制器3，达到保护目的。
权利要求1.一种直流工矿电力机车车载电源，是由双半桥串联组成主回路，控制电路由电压反馈(1)电流反馈(2)PWM控制器(3)保护电路(4)驱动电路(5)、(6)部分组成，其特征是a、主电路是C1、C2、C3、T1.1、IGBT1、IGBT2组一个半桥；C4、C5、C6、T1.2、IGBT3、IGBT4组成另一个半桥，两个半桥串联，将1500v直流电压分隔成两个750v直流电压，b、双半桥的变压器是两个一次线圈，绕在同一变压器上，每个半桥的一次线圈提供一半的输出功率，即两个一次线圈产生的磁力线在变压器的磁路上是并联的，共同在二次线圈T1.3上产生感应电流，输出功率为两者之和，此电路保证了上、下两个半桥的负荷分配对称，达到了负荷的平衡，c、变压器二次线圈T1.3上感应一个约正负50v电脉冲其脉冲宽度可调，当二次负荷电流较大时，调整脉冲宽度变宽，当电流较小时，调整脉冲宽度变窄，脉冲宽度的调整由PWM控制器(3)根据电压反馈单元(1)的信号和电流反馈单元(2)的信号大小进行自动调整，达到稳压限流控制目的，PWM控制器(3)的输出脉冲经驱动器(5)、(6)放大、隔离后驱动IGBT的导通与关断，驱动器(5)、(6)除了放大和隔离作用外，还担任过电流检测工作，当发生过电流输出故障时，信号至保护单元(4)，保护单元封锁控制器(3)，达到保护目的。
专利摘要本实用新型属于直流变换到直流的电源变换设备。本实用新型是将1500v直流电压变换成48v直流电压,为了解决高电压逆变问题,电路采用IGBT组成双半桥串联,将1500v直流电压分成两路750v直流电压,再经过IGBT将其变成20KHZ交流电压,两个半桥的变压器一次线路采用并联形式,变压器二次经全波整流滤波输出48v直流电压。控制电路由电压反馈1,电流反馈2,PWM控制器,保护电路4,驱动器5、6组成。其作为1500v直流工矿电力机车车载电源,具有体积小、重量轻、无噪音、耗电少、故障率低等特点。
文档编号H02M3/28GK2309015SQ97229190
公开日1999年2月24日 申请日期1997年10月16日 优先权日1997年10月16日
发明者李清权, 赵敏, 苏万昌, 武志和 申请人:赵敏, 李清权, 苏万昌