b，信号输入负为ST1的中间点2D ;其中R为功率电阻7,阻值为3 欧姆（为实际测量值）。
[0029] 其中电阻RA由电阻Rab和电阻Rbc组成，电阻Rab的材料分别是Cr25Ni20，常温 下阻值为42. 35毫欧（实际测量值）；电阻Rbc的材料是Cr20Ni80,常温下阻值为49. 65毫 欧（实际测量值），其中RB和Rab材质一致，其温度-电阻率属性如下表：
[0030]
[0031] ST1由一个电阻Rc(为1000欧姆），和一个可变电阻（根据温度监控值需求设 定，可以变化范围为600-1400欧或者范围更广），采用高精度的低温漂电阻，例如精度达到 0. 05%，温漂为5ppm/°C以上，精度和温漂根据温度保护点精准度确定，尽量远离功率电阻 7热源（例如放置到隔热区），受温度影响小。
[0032] 设定温度保护点（报警点）为600°C，（可以根据材质的属性设置保护温度，一般 根据实际需求设定），在CH2+和CHn2-之间加上任意方波（不限于方波），幅值为1800V (为 实际使用幅值电压），有效值大于600V。
[0033] 可以知道，当温度600°C时，电阻RA上分得的电压为：
[0034] 1800* (Rab*l. 242+Rbc*l. 018) A(3-Rbc)*l. 242+Rbc*l. 018) V。
[0035] 当温度600°C时，Rab上分得的电压为：
[0036] 1800*Rab*l. 242/((3-Rbc) *1. 242+Rbc*l. 018) V〇
[0037] 可以知道，由于Rbc具有温度-阻值变化小的特性，故此在全部温度范围内，Rab 上分得的电压基本不变（变化范围仅在l〇〇mV范围内），但是RA上分得的电压随着温度升 高，逐渐降低。
[0038] 例如在20°C时，Rab上的电压为25. 41V，在600°C时，Rab上的电压为25. 486V，差 别为76mV ;
[0039] 例如在20°C时，RA上的电压为55. 2V，在600°C时，RA上的电压为49. 976V，差别为 5224mV ；
[0040] 很容易知道，RA上面的电压变化随温度为单调递减函数。
[0041] 可以知道设定ST1上的可调电阻的电阻值后，随着温度升高，其2D点电压逐渐降 低，一旦2D点的电位小于1B点的电位（Rab上的电压）50mV (50mV为微信号开关设计值，还 可以设计得更小，越往OmV逼近，精度越好），这时，微信号开关将输出开关信号；
[0042] 例如：将2D点的电位设定为25. 436V (在600°C时，比Rab上的电压为25. 486V小 50mV)，ST1 可调节电阻阻值=25. 436八49· 976-25. 436)*1000 欧姆=1036. 512 欧姆。
[0043] ST2在RA上面取电后经电源处理模块6, 一路储存在储能电容中，另一路提供规范 化的电源DC5V给其它功能模块使用，信号放大比较模块2对输入信号1B-2D的差分信号 进行放大，并将放大后的值与预设阈值相比较，超过或者等于预设阈值，则输出数字信号1， 小于或者等于预设阈值，则输出数字信号〇,特别的是等于预设阈值情况可以视作数字信号 1，或者数字信号〇 ;如采用仪表放大器放大差分信号50倍，然后与预设阈值2. 5V比较，大 于2. 5V输出逻辑" 1"，小于2. 5V输出逻辑"0" ;另外信号滤波模块3直接监控电阻Rab上 的电压，例如，大于10V，认为差分信号有效，有效时输出逻辑"1"；小于10V则认为差分信 号无效，无效时，输出逻辑"0"，可以避免无大电流通过功率电阻7时，干扰在差分信号上的 叠加而做出误判；逻辑综合模块4对信号滤波模块3与信号放大比较模块2输出的结果，取 "与"逻辑，两个有效的情况下（两者都为逻辑" 1"时），逻辑综合模块4输出驱动信号，震 荡单元51对逻辑综合模块4输出信号起震，为隔离输出单元52提供震荡源，传递能量给变 压器隔离输出单元52(隔离变压器），隔离变压器次边则驱动小型功耗继电器开关输出，表 示温度超过预定设置范围，开关信号则直接发送至轨道车辆控制系统，由控制系统板根据 开关指令做进一步的保护动作，其中隔离变压器具有强隔离性能，具有高效的能量传输特 性以及开关输出能力的特性。
[0044] 以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例， 凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护 范围。
【主权项】
1. 一种轨道车辆功率电阻的温度监控装置，其特征在于，包括信号采集模块（1)、信号 放大比较模块（2)、逻辑综合模块（4)、隔离输出模块（5)和电源处理模块(6)，所述信号采 集模块（1)、信号放大比较模块（2)、逻辑综合模块（4)以及隔离输出模块（5)依次相连，所 述电源处理模块（6)的输入端与轨道车辆功率电阻（7)相连，输出端与各模块相连用于为 各模块提供电源；所述信号采集模块（1)包括可随功率电阻（7)的温度对应变化的电阻单 元（11)，所述电阻单元（11)与功率电阻（7)串联，所述电阻单元（11)上的电压信号作为信 号采集模块（1)的输出信号输入至信号放大比较模块（2)进行放大后并与预设阈值进行比 较，比较结果经逻辑综合模块⑷分析后，输出驱动信号驱动隔离输出模块（5)输出温度超 温开关指令至轨道车辆控制系统。2. 根据权利要求1所述的轨道车辆功率电阻的温度监控装置，其特征在于，所述电阻 单元（11)包括第一电阻单元（111)和第二电阻单元（112)，所述第一电阻单元（111)与所 述功率电阻（7)串联，所述第二电阻单元（112)与所述第一电阻单元（111)并联，所述第一 电阻单元（111)包括相互串联的电阻Rab和电阻Rbc，所述第二电阻单元（112)包括相互串 联的电阻Rc和可调电阻，所述第一电阻单元（111)安装于所述功率电阻（7)内并与功率电 阻（7)的温度相同，所述第二电阻单元（112)远离所述功率电阻（7)设置。3. 根据权利要求2所述的轨道车辆功率电阻的温度监控装置，其特征在于，所述电阻 Rab与功率电阻（7)的材质均为Cr25Ni20,所述电阻Rbc的材质为Cr20Ni80。4. 根据权利要求3所述的轨道车辆功率电阻的温度监控装置，其特征在于，所述电阻 Rbc的一端与电源正极相连，另一端串联电阻Rab以及功率电阻（7)后与电源负极相连，所 述电阻Rc的一端与电源正极相连，另一端串联可调电阻以及功率电阻（7)后与电源负极 相连；所述电阻Rab上的电压信号与可调电阻上的电压信号之间的差值作为信号采集模块 (1)的输出信号。5. 根据权利要求4所述的轨道车辆功率电阻的温度监控装置，其特征在于，还包括信 号滤波模块（3)，所述信号滤波模块（3)分别与所述逻辑综合模块（4)和信号采集模块（1) 相连，所述信号滤波模块（3)采集所述电阻Rab上的电压信号后进行滤波，发送至逻辑综合 模块（4)作为信号放大比较模块（2)输出信号是否有效的判断依据。6. 根据权利要求2至5中任意一项所述的轨道车辆功率电阻的温度监控装置，其特征 在于，所述电源处理模块（6)的输入端跨接在所述第一电阻单元（111)的两端并以第一电 阻单元（111)上的电压信号作为输入电源。7. 根据权利要求6所述的轨道车辆功率电阻的温度监控装置，其特征在于，所述电源 处理模块（6)包括电源滤波单元和电源储存单元。8. 根据权利要求1至5中任意一项所述的轨道车辆功率电阻的温度监控装置，其特征 在于，所述隔离输出模块（5)包括震荡单元（51)和隔离输出单元（52)，所述震荡单元（51) 分别与所述逻辑综合模块（4)与隔离输出单元（52)相连。9. 根据权利要求3至5中任意一项所述的轨道车辆功率电阻的温度监控装置，其特征 在于，所述电阻Rc的阻值为1000Ω，所述可调电阻的阻值范围为600~1400Ω。
【专利摘要】本发明公开了一种轨道车辆功率电阻的温度监控装置，包括信号采集模块、信号放大比较模块、逻辑综合模块、隔离输出模块和电源处理模块，信号采集模块、信号放大比较模块、逻辑综合模块以及隔离输出模块依次相连，电源处理模块的输入端与功率电阻相连，输出端与各模块相连用于为各模块提供电源；信号采集模块包括可随功率电阻温度对应变化的电阻单元，电阻单元上的电压信号作为信号采集模块的输出信号输入至信号放大比较模块进行放大后并与预设阈值进行比较，比较结果经逻辑综合模块分析后，输出驱动信号驱动隔离输出模块输出温度超温开关指令至轨道车辆控制系统。本发明的监控装置具有结构简单、控制精度高、抗干扰性强、易于安装等优点。
【IPC分类】B61L23/02
【公开号】CN105270443
【申请号】CN201510779842
【发明人】夏帅, 邵跃虎, 梁鹏, 吴雷雷, 余接任, 刘文锋
【申请人】株洲南车时代电气股份有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年11月13日