一种万伏级大功率高压牵引电源的制作方法

本技术涉及测试电源领域，更具体涉及一种万伏级大功率高压牵引电源。

背景技术：

1、当前基于大功率直流电源的市场兴起，大功率buck/boost电路应用越来越普遍。目前国产半导体器件生产商越来越多，同时高压大电流器件也越来越多，因此需要更多的高压大电流牵引电源，用于老化测试。随着电力电子技术的发展，未来均会走向高压，市场对高压电源的需求也会越来越多。现有市场上高压电源很多是利用隔离整流技术得到的，输出电压纹波大，电压调整范围小，灵活性差，并且万伏以上的高压电源输出电流非常小，只有几安培，无法满足大电流的牵引要求。此类电源在研发和生产过程中，器件较多，功率较大，器件失效是不可避免的，会经常造成电源或回路损坏，甚至有起火的风险。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术高压电源输出电压纹波大，电压调整范围小，电流小，无法满足大电流的牵引要求，经常造成电源或回路损坏，有起火的风险的问题。

2、本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种万伏级大功率高压牵引电源，包括交流软启电路以及多个后级电路，交流软启电路的一端与电源连接，另一端分别与多个后级电路的输入端连接，多个后级电路顺序级联且首端和尾端构成高压牵引电源的输出端，所述后级电路包括顺序连接的变压模块、不控整流模块、buck模块以及防短路模块。

3、有益效果：本实用新型通过不控整流模块进行整流，能够有效的降低直流电压纹波，设置buck模块且采用级联的技术，可以有效的将输出电压提升到万伏以上，同时可以提升功率，电压调整范围大，电流大，满足大电流的牵引要求，另外，设置防短路模块，避免输出短路，从而防止造成电源或回路损坏，避免起火的风险。

4、进一步地，所述万伏级大功率高压牵引电源还包括上电开关qf1，所述上电开关qf1包括三个常开触点，三个常开触点的一端分别与三相电源的三相连接，三个常开触点的另一端分别与交流软启电路连接。

5、更进一步地，所述交流软启电路包括三路软启单元，三路软启单元分别与上电开关qf1的三个常开触点的另一端一一对应的连接。

6、更进一步地，所述交流软启电路中的一路软启单元包括常开触点km1、常开触点km2以及电阻r16，电阻r16的一端以及常开触点km1的一端均与上电开关qf1的一个常开触点的另一端连接，电阻r16的另一端与常开触点km2的一端连接，常开触点km2的另一端与常开触点km1的另一端连接并且作为该软启单元的输出端，该软启单元的输出端连接变压模块。

7、更进一步地，所述变压模块为双分裂变压器，双分裂变压器的原边为三个首尾串联的绕组，相邻绕组的连接线上设置连接点，共三个连接点，三个连接点分别与三路软启单元的输出端一一对应的连接；双分裂变压器的副边为六个绕组，三个绕组为一组且相互并联。

8、更进一步地，所述不控整流模块包括两个结构相同的不控整流单元，两个不控制整流单元分别与双分裂变压器的副边的两组绕组连接。

9、更进一步地，所述不控整流模块中的一个不控整流单元包括三相整流桥d1、电容c1及电阻r1，所述三相整流桥d1是6个二极管组成的整流桥，三相整流桥d1的三个桥臂与双分裂变压器的副边的一组绕组分别一一对应的连接，三相整流桥d1的阳极与电容c1的一端以及电阻r1的一端连接，三相整流桥d1的阴极与电容c1的另一端以及电阻r1的另一端连接。

10、更进一步地，所述buck模块包括三极管q11至三极管q14、电感l1、电感l2、电容c11以及电阻r11，三极管q11至三极管q14均是带体二极管的三极管，三极管q11的发射极与三极管q12的集电极连接并且整体并联到不控整流模块的一个不控整流单元的输出端，三极管q12的发射极与三极管q13的集电极连接，三极管q13的发射极与三极管q14的集电极连接并且整体并联到不控整流模块的另一个不控整流单元的输出端；电感l1的一端与三极管q11的发射极连接，电感l2的一端与三极管q13的发射极连接，电容c11的一端、电阻r11的一端以及电感l1的另一端连接，电容c11的另一端、电阻r11的另一端以及电感l2的另一端连接。

11、更进一步地，所述防短路模块为二极管d11，二极管d11的阴极与电阻r11的一端连接，二极管d11的阳极与电阻r11的另一端连接。

12、更进一步地，所述万伏级大功率高压牵引电源还包括热继电器ft1、保险丝f1以及接触器km3，接触器km3包括两个常开触点，热继电器ft1的输入端与高压牵引电源的输出端连接，热继电器ft1的输出端通过保险丝f1与接触器km3的其中一个常开触点的一端连接，热继电器ft1的输出端还与接触器km3的另一个常开触点的一端连接，接触器km3的两个常开触点的另一端输出线路总电压。

13、本实用新型的优点在于：

14、(1)本实用新型通过不控整流模块进行整流，能够有效的降低直流电压纹波，设置buck模块且采用级联的技术，可以有效的将输出电压提升到万伏以上，同时可以提升功率，电压调整范围大，电流大，满足大电流的牵引要求，另外，设置防短路模块，避免输出短路，从而防止造成电源或回路损坏，避免起火的风险。

15、(2)变压模块采用的是双分裂变压器，变压器是将前端电网通过三相隔离变压器隔离，同时三相隔离变压器起到升压的功能，具备高耐压能力，耐压达到两倍输出电压+1000v。

16、(3)不控整流模块将前端隔离的三相交流电压进行不控整流，从而得到一个每路直流1050v到1300v的直流电压。

17、(4)buck模块将两路高压直流电压转换成可控的直流输出，其中其他路buck模块采用复制发波技术，级联输出，最终得到一个可控的高压大电流的直流电压。

18、(5)防短路的二极管d11可以有效的消除后路电源短路，回路电感导致的电压脉冲和电流脉冲，降低下管的尖峰应力，从而保护buck模块的igbt不受损坏，可以承受频繁的输出短路。

技术特征：

1.一种万伏级大功率高压牵引电源，其特征在于，包括交流软启电路以及多个后级电路，交流软启电路的一端与电源连接，另一端分别与多个后级电路的输入端连接，多个后级电路顺序级联且首端和尾端构成高压牵引电源的输出端，所述后级电路包括顺序连接的变压模块、不控整流模块、buck模块以及防短路模块。

2.根据权利要求1所述的一种万伏级大功率高压牵引电源，其特征在于，还包括上电开关qf1，所述上电开关qf1包括三个常开触点，三个常开触点的一端分别与三相电源的三相连接，三个常开触点的另一端分别与交流软启电路连接。

3.根据权利要求2所述的一种万伏级大功率高压牵引电源，其特征在于，所述交流软启电路包括三路软启单元，三路软启单元分别与上电开关qf1的三个常开触点的另一端一一对应的连接。

4.根据权利要求3所述的一种万伏级大功率高压牵引电源，其特征在于，所述交流软启电路中的一路软启单元包括常开触点km1、常开触点km2以及电阻r16，电阻r16的一端以及常开触点km1的一端均与上电开关qf1的一个常开触点的另一端连接，电阻r16的另一端与常开触点km2的一端连接，常开触点km2的另一端与常开触点km1的另一端连接并且作为该软启单元的输出端，该软启单元的输出端连接变压模块。

5.根据权利要求4所述的一种万伏级大功率高压牵引电源，其特征在于，所述变压模块为双分裂变压器，双分裂变压器的原边为三个首尾串联的绕组，相邻绕组的连接线上设置连接点，共三个连接点，三个连接点分别与三路软启单元的输出端一一对应的连接；双分裂变压器的副边为六个绕组，三个绕组为一组且相互并联。

6.根据权利要求5所述的一种万伏级大功率高压牵引电源，其特征在于，所述不控整流模块包括两个结构相同的不控整流单元，两个不控制整流单元分别与双分裂变压器的副边的两组绕组连接。

7.根据权利要求6所述的一种万伏级大功率高压牵引电源，其特征在于，所述不控整流模块中的一个不控整流单元包括三相整流桥d1、电容c1及电阻r1，所述三相整流桥d1是6个二极管组成的整流桥，三相整流桥d1的三个桥臂与双分裂变压器的副边的一组绕组分别一一对应的连接，三相整流桥d1的阳极与电容c1的一端以及电阻r1的一端连接，三相整流桥d1的阴极与电容c1的另一端以及电阻r1的另一端连接。

8.根据权利要求7所述的一种万伏级大功率高压牵引电源，其特征在于，所述buck模块包括三极管q11至三极管q14、电感l1、电感l2、电容c11以及电阻r11，三极管q11至三极管q14均是带体二极管的三极管，三极管q11的发射极与三极管q12的集电极连接并且整体并联到不控整流模块的一个不控整流单元的输出端，三极管q12的发射极与三极管q13的集电极连接，三极管q13的发射极与三极管q14的集电极连接并且整体并联到不控整流模块的另一个不控整流单元的输出端；电感l1的一端与三极管q11的发射极连接，电感l2的一端与三极管q13的发射极连接，电容c11的一端、电阻r11的一端以及电感l1的另一端连接，电容c11的另一端、电阻r11的另一端以及电感l2的另一端连接。

9.根据权利要求8所述的一种万伏级大功率高压牵引电源，其特征在于，所述防短路模块为二极管d11，二极管d11的阴极与电阻r11的一端连接，二极管d11的阳极与电阻r11的另一端连接。

10.根据权利要求9所述的一种万伏级大功率高压牵引电源，其特征在于，还包括热继电器ft1、保险丝f1以及接触器km3，接触器km3包括两个常开触点，热继电器ft1的输入端与高压牵引电源的输出端连接，热继电器ft1的输出端通过保险丝f1与接触器km3的其中一个常开触点的一端连接，热继电器ft1的输出端还与接触器km3的另一个常开触点的一端连接，接触器km3的两个常开触点的另一端输出线路总电压。

技术总结
本技术公开了一种万伏级大功率高压牵引电源，包括交流软启电路以及多个后级电路，交流软启电路的一端与电源连接，另一端分别与多个后级电路的输入端连接，多个后级电路顺序级联且首端和尾端构成高压牵引电源的输出端，所述后级电路包括顺序连接的变压模块、不控整流模块、BUCK模块以及防短路模块；本技术的优点在于：输出电压纹波小，电压调整范围大，电流大，能够满足大电流的牵引要求，避免造成电源或回路损坏，避免起火的风险。

技术研发人员：余峰
受保护的技术使用者：科威尔技术股份有限公司
技术研发日：20230328
技术公布日：2024/1/15