一种双绝缘模块化DC‑DC的制作方法

文档序号:13481134阅读:176来源:国知局

本实用新型涉及双源无轨电车技术领域,尤其涉及一种双绝缘模块化DC-DC。



背景技术:

无轨电车直接使用来源广泛的二次能源---电能,它与使用燃料的公共汽车相比,可减少对煤、石油、天然气等化石能源的依赖,且不排放尾气,素有“绿色公交”之称,由于它可满足大气污染治理的需求,受到了人们的日益关注。

传统的无轨电车因为存在对人身有害的高压安全问题而受到广泛争议,其无法与线网的高压做到安全可靠的绝缘,往往在绝缘最薄弱的点形成电气击穿,使得车辆与大地连通,对人身产生不可预见性后果。且车辆在道路上运行时,环境与工况都很复杂,绝缘失效点的非常多,不能在设计中都一一加强,若单独在DC/DC绝缘薄弱的地方加入绝缘装置,则存在模块重复,成本急剧上升等缺点。

因为使用无轨电车城市繁多,每个城市的运行环境和对DC/DC的技术要求多不相同。举个例子,每个城市对无轨电车电源的输出功率都不太一样,这就需要研发出满足技术要求的各个功率的产品,使得研发、生产、管理成本急剧上升。

每个城市对DC/DC功能要求都不一样,一款成型的产品用在某一个城市能适用,但是在别的城市就需要加入别的功能。研发出这个功能需要整个产品重新设计并验证,花费大量的人力成本、时间成本、物料成本。也可能有一些功能用不上,造成浪费。

另外,现有的无轨电车DC/DC发生故障后,往往需要拆卸下整个DC/DC模块,对其做系统的分析,然后再对损坏部位进行维修后在装回车身,在维修时效性较差,维修成本高。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本实用新型提供了一种双绝缘模块化DC-DC。

本实用新型的技术方案如下:

一种双绝缘模块化DC-DC,包括通过插接依次相连接的整流模块、过压保护模块、输入滤波电感模块、输入预充模块、输入滤波模块、一次侧功率全桥模块、双绝缘变压器模块、二次侧功率全桥模块、输出滤波模块、输出高压保护模块和量测模块,主控制模块通过插接件与输入预充模块、输入滤波电感模块、通信模块、人机交互模块、量测模块相连接,用户在使用过程中可以根据实际电压需求选择合适数量的一次侧功率全桥模块、双绝缘变压器模块、二次侧功率全桥模块等模块,同时这样有利于厂商进行标准化批量生产。

进一步地,还包括刹车电阻控制模块,其包括与母线串接的刹车电阻器和控制开关,所述刹车电阻控制模块与所述主控制模块相连接。

作为优选,所述整流模块包括与母线相连接的二极管,所述过压保护模块包括与母线相连接的压敏电阻,所述输入滤波电感模块中包括与母线相连接的电感器。

作为优选,在所述输入滤波模块与所述输出滤波模块中包含有若干组一次侧功率全桥模块、双绝缘变压器模块、二次侧功率全桥模块,其中一次侧功率全桥模块、双绝缘变压器模块、二次侧功率全桥模块数量一致。

作为优选,所述输入滤波模块具有LC电路,在母线上连接有电容器。

进一步地,所述一次侧功率全桥模块包括电路板,所述电路板上连接有4个IGBT,所述IGBT通过绝缘垫与驱动板相连接。

作为优选,所述输出滤波模块包含有LC电路。

作为优选,所述输出高压保护模块上具有一个二极管,并连接有反向截止阀,通过导线串联进母线正极。

作为优选,所述散热控制模块内部包含有电源,所述电源连接有风机,所述风机安装于所述主控制模块的壳体外部,所述风机与所述电源相连接。

有益效果:本实用新型通过将DC-DC进行模块化分割,并采用插接的方式对各模块进行连接,同时加强安全隔离,这样,能够使用户在使用过程中,根据需要进行拆装和配置,当某一模块出现故障时,可以快速进行更换,能够提升维修效率,同时无需对整个DC-D进行更换,能够降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所公开的一种双绝缘模块化DC-DC的连接结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称:

1、整流模块;2、过压保护模块;3、输入滤波电感模块;4、输入预充模块;5、输入滤波模块;6、一次侧功率全桥模块;7、双绝缘变压器模块;8、二次侧功率全桥模块;9、输出滤波器模块;10、输出高压保护模块;11、量测模块;12、刹车电阻控制模块;13、主控制模块;14、通信模块;15、散热控制模块;16、人机交互模块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行详细描述。

一种双绝缘模块化DC-DC,其通过若干模块组成,其中包括整流模块1,过压保护模块2,输入滤波电感模块3,输入预充模块4,输入滤波模块5,一次侧功率全桥模块6,双绝缘变压器模块7,二次侧功率全桥模块8,输出滤波模块9,输出高压保护模块10和量测模块11。

所述整流模块1的线网上连接有二极管,利用二极管的单向导通的特性,将不同输入方向的直流电能够转换为单向的直流电,能够有效避免DC-DC因为电源反接造成的损害,所述整流模块1通过导线与过压保护模块2相连接,具体可以通过在所述整流模块1和所述过压保护模块2的母线上设置接线端子。

所述过压保护模块2包含压敏电阻,所述压敏电阻与母线连接,其目的在于钳制母线上的电压值,当电压超过压敏电阻导通电压时,压敏电阻的阻值会急剧下降,同时,用户可以根据实际需求选取不同规格的压敏电阻规格,来调整和保护电压的大小。

所述过压保护模块2通过导线输入至母线中,同样可以通过在母线上设置接线端子,以便模块与模块之间的连接。

所述输入滤波电感模块3中包含有电感器,电感器连接在母线上,在所述输入滤波电感模块3上设置接线端子,所述输入滤波电感模块3与所述过压保护模块2通过导线与两个模块的接线端子相连接。

所述输入滤波电感模块3连接有输入预充模块4,其目的在于防止在刚启动瞬间,输入电流过大损害DC-DC内部的元器件,所述输入预充模块4包括连接在母线上的限流电阻,与限流电阻串接的IGBT开关。

所述输入滤波电感模块3设有接线端子,通过导线连接有输入滤波模块5,所述输入滤波模块5具有LC电路,在母线上连接有电容器,通过利用LC电路能够滤除线路中的杂波,在安装所述输入滤波电感模块3时,利用导线并入输入母线中,能够接通输入预充模块4。

所述输入滤波电感模块3与一次侧功率全桥模块6相连接,所述一次侧功率全桥模块6包括电路板,所述电路板上连接有4个IGBT,所述IGBT通过绝缘垫与驱动板相连接,通过控制所述IGBT的开关能够实现斩波。

在所述一次侧功率全桥模块6与二次侧功率全桥模块8之间设有双绝缘变压器模块7,其中,双绝缘变压器模块7包含有高隔离变压器,所述双绝缘变压器模块7在接收IGBT斩波后的电力,输出端能够向车辆用电设备供电,同时能够对输入线网上的电力与车辆的用电设备进行双重电气隔离;所述二次侧功率全桥模块8的输入端与双绝缘变压器模块7的输出端相连接,用于将升高或者降低的交流电压转变为直流电压。

所述输出滤波模块9通过LC电路进行滤波,能够将输出的直流电压转变为平稳的直流电压,其通过导线并联在输出母线的正负极。

所述输出滤波模块9的输出端连接有输出高压保护模块10,所述输出高压保护模块10上具有一个二极管,并连接有反向截止阀,通过导线串联进母线正极,其目的在于防止在刹车瞬间进入到DC-DC的电压过大造成DC-DC的元器件受损,其通过利用二极管控制电流的流经方向,当输出端电压过高回流至DC-DC内部时,二极管通过反向截止,阻值电流能够实现回流。

在所述输出高压保护模块10的终端连接有量测模块11,所述量测模块11含有多个电压传感器和电流传感器,其中,电流传感器与母线相连接,电压传感器连接有母线之间,通过利用所述电流传感器和所述电压传感器能够实时测量各电流电压值,另外,通过采用电压传感器和电流传感器能够实现高强度的电气隔离。

还包括主控制模块13,所述主控制模块13包括单片机,所述主控制模块13通过插接件与输入预充模块4、输入滤波电感模块3、通信模块14、人机交互模块16、量测模块11和刹车控制模块相连接。

所述主控制模块13能够控制所述输入预充模块4内部的IGBT开关相连通,同时通过多条信号线与量测模块11内部的电压传感器和电流传感器相接通,在上电的瞬间,所述主控制模块13通过量测模块11能够采集多个点的电压信号和电流信号判断预充电压是否达到设定值,若达到,则所述预充模块内部的IGBT开关导通电路,输出到所述输入滤波电感模块3。

另外,所述一次侧功率全桥模块6通过接插件与所述主控制模块13相连接,所述主控制模块13通过控制一次侧功率全桥模块6内部的IGBT能够实现斩波,从而通过双绝缘变压器模块7来进行能量的传递。

所述通信模块14内部包含有GPRS和接收器,通过无线通信的方式能够将主控制模块13的指令或者信息向外部发送,同时也能够接收外部的指令或者信息,并传递给所述主控制模块13。

为了能够保证所述主控制模块13具有较佳的运行环境,所述主控制模块13还连接有散热控制模块15,所述散热控制模块15内部包含有电源,所述电源连接有风机,所述风机安装于所述主控制模块13的壳体外部,通过将所述风机与所述电源相连接,能够使所述散热控制模块15处于工作状态。

另外,还设有人机交互模块16,所述人机交互模块16通过接口连接有电脑,所述人机交互模块16通过标准的线缆及接插件与主控制模块13相连接,用户可以实时读取DC-DC内部的各项数据,并根据相应的程序判断故障原因,为调试和维修过程中提供帮助。

在实际工作过程中,还可以增加刹车电阻控制模块12,其包括与母线串接的刹车电阻器和控制开关,其目的在于,当车辆处于刹车状态时,电能通过能量回收系统回收到车辆的电池管理系统,当电池处于满电状态时,所述主控制模块能够打开控制开关,能量通过刹车电阻器能够进行泄放。

通过以上技术方案,本实用新型所提供的一种双绝缘模块化DC-DC,整个系统之间形成若干模块化,模块之间通过插接的方式进行连接,不仅装配方便,而且用户能够根据需要进行搭配,提升了灵活性,同时也便于规模化生产;而且本实用新型所提供的双绝缘模块化DC-DC,其安全可靠性高,稳定性强。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。

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