一种直流110伏铁路机车用冷藏箱的制作方法

本实用新型涉及冷藏技术领域，特别涉及一种直流110伏铁路机车用冷藏箱。

背景技术：

目前已有的铁路机车上均配套有车载冷藏箱产品。该类型产品大多采用半导体物理降温技术，通过吸收扩散式来进行，这类产品的优点是静音、抗振动。但其也有不足之处，主要存在制冷效率低、工作环境温度范围较小和制冷效果差等问题，这些都使车载冷藏箱的实用性大大降低了。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种安全、可靠、实用的直流110伏铁路机车用冷藏箱，采用外转子结构直流110伏变频压缩机技术制冷以及多维蒸发器单元结构，解决制冷效率低、制冷效果差问题，以及耐受更广的工作环境0-55℃。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案为：一种直流110伏铁路机车用冷藏箱，包括保温箱体、蒸发器单元、控制器和直流110伏压缩机，所述蒸发器单元至少设置于保温箱体内的两面上，所述控制器和直流110伏压缩机分布于保温箱体内，所述控制器包括电源模块、逆变模块、驱动模块、主控模块、位置检查与电流检查模块和控制信号输入模块；

所述电源模块与逆变模块、驱动模块和主控模块电连接，所述逆变模块与直流110伏压缩机连接，所述主控模块采集控制信号输入模块的信号促使驱动电路工作，所述驱动电路与逆变模块电连接，所述逆变模块还通过电流检查模块和控制信号输入模块与主控芯片连接。

优选的，所述电源模块包括输入端vdd、接地端gnd和辅助开关电源，所述辅助开关电源模块包括稳压芯片u1和稳压芯片u4，输入端vdd通过稳压芯片u1将电压转换为12v电压，12v电压通过稳压芯片u4将电压转换为5v电压，所述输入端vdd为dc110v或dc74v。

优选的，所述主控模块包括连接端uh、连接端ul、连接端vh、连接端vl、连接端wh和连接端wl，所述驱动模块包括第一驱动模块、第二驱动模块和第三驱动模块；

所述第一驱动模块包括驱动芯片u5、二极管d7和电容c20，连接端uh与驱动芯片u5的第二引脚连接，连接端ul与驱动芯片u5的第三引脚连接，驱动芯片u5的第一引脚与12v电压连接，12v电压通过二极管d7与驱动芯片u5的第八引脚连接，驱动芯片u5的第八引脚通过电容c20与第六引脚连接，驱动芯片u5的第五引脚与连接端lo_u连接，第六引脚与连接端vs-u连接，第七引脚与连接端ho_u连接，第八引脚与连接端vb-u连接；

所述第二驱动模块包括驱动芯片u7、二极管d8和电容c24，连接端vh与驱动芯片u7的第二引脚连接，连接端vl与驱动芯片u7的第三引脚连接，驱动芯片u7的第一引脚与12v电压连接，12v电压通过二极管d8与驱动芯片u7的第八引脚连接，驱动芯片u7的第八引脚通过电容c24与第六引脚连接，驱动芯片u7的第五引脚与连接端lo_v连接，第六引脚与连接端vs-v连接，第七引脚与连接端ho_v连接，第八引脚与连接端vb-v连接；

所述第三驱动模块包括驱动芯片u8、二极管d9和电容c30，连接端wh与驱动芯片u8的第二引脚连接，连接端wl与驱动芯片u8的第三引脚连接，驱动芯片u8的第一引脚与12v电压连接，12v电压通过二极管d9与驱动芯片u8的第八引脚连接，驱动芯片u8的第八引脚通过电容c30与第六引脚连接，驱动芯片u8的第五引脚与连接端lo_w连接，第六引脚与连接端vs-w连接，第七引脚与连接端ho_w连接，第八引脚与连接端vb-w连接。

优选的，所述逆变模块包括mos管d10、mos管d11、mos管d12、mos管d13、mos管d14和mos管d15，输入端vdd与mos管d11的d极连接，mos管d14的s极通过一电阻r68接地，mos管d10的s极连接至连接端u，连接端u与连接端vs-u连接，mos管d11的s极连接至连接端v，连接端v与连接端vs-v连接，mos管d12的s极连接至连接端w，连接端w与连接端vs-w连接；

连接端ho_u通过一电阻r53与mos管d10的g极连接，mos管d10的g极通过电阻r56与mos管d10的s极连接，连接端lo_u通过一电阻r60与mos管d13的g极连接，mos管d13的g极通过电阻r64与mos管d13的s极连接，mos管d10的d极通过一电容c36与mos管d13的s极连接；

连接端ho_v通过一电阻r54与mos管d11的g极连接，mos管d11的g极通过电阻r57与mos管d11的s极连接，连接端lo_v通过一电阻r61与mos管d14的g极连接，mos管d14的g极通过电阻r65与mos管d13的s极连接，mos管d11的d极通过一电容c37与mos管d14的s极连接；

连接端ho_w通过一电阻r55与mos管d12的g极连接，mos管d12的g极通过电阻r58与mos管d12的s极连接，连接端lo_w通过一电阻r62与mos管d15的g极连接，mos管d15的g极通过电阻r66与mos管d13的s极连接，mos管d12的d极通过一电容c35与mos管d15的s极连接。

优选的，所述位置检查与电流检查模块包括压缩机位置检测模块，所述压缩机位置检测模块设有均与主控模块连接的连接端hall_w、连接端hall_v、连接端hall_u和连接端uvw_com；

连接端vs-w通过电阻r33与连接端hall_w连接，连接端hall_w通过电阻r36接地，连接端hall_w还通过电容c21接地，连接端hall_w通过电阻r34与连接端uvw_com连接；

连接端vs-v通过电阻r41与连接端hall_v连接，连接端hall_v通过电阻r44接地，连接端hall_v还通过电容c25接地，连接端hall_v通过电阻r42与连接端uvw_com连接；

连接端vs-u通过电阻r48与连接端hall_u连接，连接端hall_u通过电阻r50接地，连接端hall_u还通过电容c29接地，连接端hall_u通过电阻r50与连接端uvw_com连接。

优选的，所述位置检查与电流检查模块包括压缩机电流采样模块，所述压缩机电流采样模块包括采样芯片u6，所述mos管d14的s极与连接端shunt连接，所述主控模块包括连接端i_bus；

采样芯片u6的第一引脚与连接端shunt连接，采样芯片u6的第一引脚和第二引脚直接通过电阻r38连接，采样芯片u6的第二引脚通过电阻r37接地，采样芯片u6的第三引脚通过电阻r43与连接端i_bus连接，采样芯片u6的第三引脚还通过电阻r47与5v电压连接，采样芯片u6的第四引脚接地，采样芯片u6的第三引脚和第四引脚之间连接有电容c26，采样芯片u6的第五引脚通过电容c27接地，采样芯片u6的第五引脚还通过电阻r46与连接端shunt—f连接，采样芯片u6的第六引脚通过电阻r40接地，采样芯片u6的第七引脚通过电阻r39与采样芯片u6的第六引脚连接，采样芯片u6的第八引脚接5v电压，采样芯片u6的第八引脚还通过电容c22接地。

优选的，所述控制信号输入模块设有均与主控模块连接的连接端adc_busvoltage和连接端adc_mostemp，输入端vdd串联电阻r18和电阻r22与连接端adc_busvoltage连接，连接端adc_busvoltage通过电容c15接地，电阻r18和电阻r22的连接端通过电阻r30接地；

5v电压串联电阻r19和电阻r24与连接端adc_mostemp连接，连接端adc_mostemp通过电容c16接地，电阻r19和电阻r24的连接端通过电阻r28接地，电阻r28两端还并联一电阻r69。

优选的，所述位置检查与电流检查模块包括风机电流采集模块，所述主控模块与风机电流采集模块电连接，所述主控模块和风机电流采集模块还与一风机控制模块连接。

优选的，所述蒸发器单元分布于保温箱体内部的左右两侧和保温箱体内部的后侧。

优选的，机车用冷藏箱还包括强化底板和门锁机构，所述强化底板上设有多个安装位。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过多维蒸发器单元结构设计，使多个蒸发器单元设置在冷藏箱内部多个面上，提高制冷效率和冷藏箱内温度的均匀性；主控芯片采集温度控制信号输入模块和位置检测与电流检测模块，可以有效通过改变驱动模块和逆变模块，来使压缩机工作的更加稳定，其有效工作环境温度变宽，可以在0-55℃下正常工作；通过加设安装位和门锁机构，来提高整个冷藏箱结构的稳定性，避免机车运行期间，门意外打开，造成食物倾覆的危险，同时也有利于产品抗机车振动冲击考验。

附图说明

图1本实用新型铁路机车用冷藏箱结构主视图；

图2本实用新型图1中a-a处剖视图；

图3本实用新型铁路机车用冷藏箱强化底板结构示意图；

图4本实用新型铁路机车用冷藏箱控制器系统框图；

图5本实用新型控制器中的电源模块电路图；

图6本实用新型控制器中的主控模块电路图；

图7本实用新型控制器中的驱动模块电路图；

图8本实用新型控制器中的控制信号输入模块电路图；

图9本实用新型控制器中的逆变模块电路图；

图10本实用新型控制器中位置检查与电流检查模块中的压缩机位置检测模块电路图；

图11本实用新型控制器中位置检查与电流检查模块中的压缩机电流采样模块电路图；

图12本实用新型控制器中位置检查与电流检查模块中的风机控制模块电路图；

图13本实用新型控制器中位置检查与电流检查模块中的风机电流采样模块电路图。

图中标号说明：1、保温箱体，2、蒸发器单元，3、直流110伏压缩机，4、强化底板，41、安装位，5、门锁机构。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步描述。

如图1-4所示，本实施例涉及一种直流110伏铁路机车用冷藏箱，包括保温箱体1、蒸发器单元2、控制器和直流110伏压缩机3，蒸发器单元2至少设置于保温箱体1内的两面上，控制器和直流110伏压缩机3分布于保温箱体内，控制器包括电源模块、逆变模块、驱动模块、主控模块、位置检查与电流检查模块和控制信号输入模块。

作为一种优选，蒸发器单元2可以设置成三面，例如分布于保温箱体1内部的左右两侧和保温箱体1内部的后侧。通过这样设计，可以极大的提升制冷效率，同时还可以保证冷藏箱内温度的均匀性。

机车用冷藏箱还包括强化底板4和门锁机构5，强化底板4上设有多个安装位41。强化底板4可以将直流110伏压缩机3、散热风扇等都进行固定，保证整个机车用冷藏箱的稳定。再通过设置门锁机构，避免机车在运行期间，机车用冷藏箱的箱门意外打开，造成食物或者药品的倾覆，同时也有利于提升机车用冷藏箱的抗振动性能。

如图5所示，电源模块包括输入端vdd、接地端gnd和辅助开关电源模块，辅助开关电源模块包括稳压芯片u1和稳压芯片u4，输入端vdd通过稳压芯片u1将电压转换为12v电压，12v电压通过稳压芯片u4将电压转换为5v电压。其中输入端vdd为dc110v或dc74v。

在本申请中，优先将输入端vdd电压选择为dc110v电压。在高铁、动车等机车上的直流电源输出端的电压均是dc110v电压，本申请可以直接接入到直流电源输出端上，省去了很多变压等结构，同时直接接dc110v电压连接至逆变模块，通过逆变模块的通断，可以直接驱动直流110伏压缩机3，电压较高，实际电流大幅下降，电流值下降使得直流110伏压缩机3的线路损耗降低，发热量减小，也意味着直流110伏压缩机3的实际效率大幅度的提升，制冷效果更加明显。

其中，稳压芯片u1采用的是dc-dc芯片，将母线的输入端vdd电压通过电感或者变压器转换为12v电压，作为驱动电源使用，主要是为驱动模块提供电源。然后稳压芯片u4可以采用l7805芯片，通过稳压芯片u4生成5v电压，给主控模块和其他外围电路提供电源。作为一种扩展，在本实施例中，还可以设置另一12v电压，在将其电压转换为5v电压，供其他电路使用。电源稳压生成的12v和5v的电路在现有技术中比较常规，实施方式有很多种，在此不再说明。

如图4所示，在本实施例中，电源模块与逆变模块、驱动模块和主控模块电连接，逆变模块与直流110伏压缩机连接，主控模块采集控制信号输入模块的信号促使驱动电路工作，驱动电路与逆变模块电连接，逆变模块还通过电流检查模块和控制信号输入模块与主控芯片连接。

如图6所示，主控模块包括连接端uh、连接端ul、连接端vh、连接端vl、连接端wh和连接端wl。如图7所示，驱动模块包括第一驱动模块、第二驱动模块和第三驱动模块。

具体的来说，第一驱动模块包括驱动芯片u5、二极管d7和电容c20，连接端uh与驱动芯片u5的第二引脚连接，连接端ul与驱动芯片u5的第三引脚连接，驱动芯片u5的第一引脚与12v电压连接，12v电压通过二极管d7与驱动芯片u5的第八引脚连接，驱动芯片u5的第八引脚通过电容c20与第六引脚连接，驱动芯片u5的第五引脚与连接端lo_u连接，第六引脚与连接端vs-u连接，第七引脚与连接端ho_u连接，第八引脚与连接端vb-u连接。

第二驱动模块包括驱动芯片u7、二极管d8和电容c24，连接端vh与驱动芯片u7的第二引脚连接，连接端vl与驱动芯片u7的第三引脚连接，驱动芯片u7的第一引脚与12v电压连接，12v电压通过二极管d8与驱动芯片u7的第八引脚连接，驱动芯片u7的第八引脚通过电容c24与第六引脚连接，驱动芯片u7的第五引脚与连接端lo_v连接，第六引脚与连接端vs-v连接，第七引脚与连接端ho_v连接，第八引脚与连接端vb-v连接。

第三驱动模块包括驱动芯片u8、二极管d9和电容c30，连接端wh与驱动芯片u8的第二引脚连接，连接端wl与驱动芯片u8的第三引脚连接，驱动芯片u8的第一引脚与12v电压连接，12v电压通过二极管d9与驱动芯片u8的第八引脚连接，驱动芯片u8的第八引脚通过电容c30与第六引脚连接，驱动芯片u8的第五引脚与连接端lo_w连接，第六引脚与连接端vs-w连接，第七引脚与连接端ho_w连接，第八引脚与连接端vb-w连接。

驱动模块主要将主控芯片输出的控制信号进行功率放大，进而驱动后面的逆变模块中的mos管，在本实施例中，驱动芯片u5、驱动芯片u7和驱动芯片u8可以采用tl3116ipwr型号。

如图9所示，逆变模块包括mos管d10、mos管d11、mos管d12、mos管d13、mos管d14和mos管d15，输入端vdd与mos管d11的d极连接，mos管d14的s极通过一电阻r68接地，mos管d10的s极连接至连接端u，连接端u与连接端vs-u连接，mos管d11的s极连接至连接端v，连接端v与连接端vs-v连接，mos管d12的s极连接至连接端w，连接端w与连接端vs-w连接。

连接端ho_u通过一电阻r53与mos管d10的g极连接，mos管d10的g极通过电阻r56与mos管d10的s极连接，连接端lo_u通过一电阻r60与mos管d13的g极连接，mos管d13的g极通过电阻r64与mos管d13的s极连接，mos管d10的d极通过一电容c36与mos管d13的s极连接。

连接端ho_v通过一电阻r54与mos管d11的g极连接，mos管d11的g极通过电阻r57与mos管d11的s极连接，连接端lo_v通过一电阻r61与mos管d14的g极连接，mos管d14的g极通过电阻r65与mos管d13的s极连接，mos管d11的d极通过一电容c37与mos管d14的s极连接。

连接端ho_w通过一电阻r55与mos管d12的g极连接，mos管d12的g极通过电阻r58与mos管d12的s极连接，连接端lo_w通过一电阻r62与mos管d15的g极连接，mos管d15的g极通过电阻r66与mos管d13的s极连接，mos管d12的d极通过一电容c35与mos管d15的s极连接。

逆变模块主要用于驱动直流110伏压缩机，使其正常工作。

如图10所示，位置检查与电流检查模块包括压缩机位置检测模块，压缩机位置检测模块设有均与主控模块连接的连接端hall_w、连接端hall_v、连接端hall_u和连接端uvw_com。

连接端vs-w通过电阻r33与连接端hall_w连接，连接端hall_w通过电阻r36接地，连接端hall_w还通过电容c21接地，连接端hall_w通过电阻r34与连接端uvw_com连接。

连接端vs-v通过电阻r41与连接端hall_v连接，连接端hall_v通过电阻r44接地，连接端hall_v还通过电容c25接地，连接端hall_v通过电阻r42与连接端uvw_com连接。

连接端vs-u通过电阻r48与连接端hall_u连接，连接端hall_u通过电阻r50接地，连接端hall_u还通过电容c29接地，连接端hall_u通过电阻r50与连接端uvw_com连接。

如图11所示，位置检查与电流检查模块包括压缩机电流采样模块，压缩机电流采样模块包括采样芯片u6，mos管d14的s极与连接端shunt连接，主控模块包括连接端i_bus。

采样芯片u6的第一引脚与连接端shunt连接，采样芯片u6的第一引脚和第二引脚直接通过电阻r38连接，采样芯片u6的第二引脚通过电阻r37接地，采样芯片u6的第三引脚通过电阻r43与连接端i_bus连接，采样芯片u6的第三引脚还通过电阻r47与5v电压连接，采样芯片u6的第四引脚接地，采样芯片u6的第三引脚和第四引脚之间连接有电容c26，采样芯片u6的第五引脚通过电容c27接地，采样芯片u6的第五引脚还通过电阻r46与连接端shunt—f连接，采样芯片u6的第六引脚通过电阻r40接地，采样芯片u6的第七引脚通过电阻r39与采样芯片u6的第六引脚连接，采样芯片u6的第八引脚接5v电压，采样芯片u6的第八引脚还通过电容c22接地。

如图8所示，控制信号输入模块设有均与主控模块连接的连接端adc_busvoltage和连接端adc_mostemp，输入端vdd串联电阻r18和电阻r22与连接端adc_busvoltage连接，连接端adc_busvoltage通过电容c15接地，电阻r18和电阻r22的连接端通过电阻r30接地。

5v电压串联电阻r19和电阻r24与连接端adc_mostemp连接，连接端adc_mostemp通过电容c16接地，电阻r19和电阻r24的连接端通过电阻r28接地，电阻r28两端还并联一电阻r69。

如图12-13所示，位置检查与电流检查模块包括风机电流采集模块，主控模块与风机电流采集模块电连接，主控模块和风机电流采集模块还与一风机控制模块连接。通过采集风机的状态，实时对其调整，是其工作效率更高。

本控制器采用高压直流直接供电，区别于常规12v/24v供电的压缩机系统，在同等制冷量条件下，由于系统供电采用高压，实际电流大幅下降。电流值下降使得系统的线路损耗降低，发热量减小，也意味的实际系统效率提升。

本申请选用军品级零部件，从根本上解决了原冷藏箱制冷效率低，不耐受高温环境的难题。该机车用冷藏箱可以在45℃高温环境下连续工作，2个小时内，箱内温度可以下降到5℃以内；可以在极端55℃高温环境下连续工作，3个小时内，箱内温度可以下降到10℃以内，制冷效率非常出色。

本实用新型的有益效果为：通过多维蒸发器单元结构设计，使多个蒸发器单元设置在冷藏箱内部多个面上，提高制冷效率和冷藏箱内温度的均匀性；主控芯片采集温度控制信号输入模块和位置检测与电流检测模块，可以有效通过改变驱动模块和逆变模块，来使压缩机工作的更加稳定，其有效工作环境温度变宽，可以在0-55℃下正常工作；通过加设安装位和门锁机构，来提高整个冷藏箱结构的稳定性，避免机车运行期间，门意外打开，造成食物倾覆的危险，同时也有利于产品抗机车振动冲击考验。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。