HX_D3型机车用DC110V电源装置(2)

时间:2025-05-04

HX_D3型机车用DC110V电源装置

李新 HXD3型机车用DC110V电源装置 2008年第2

图5

图3表1

OP信号ONOFF

RY3ONOFF

DC/DC转换回路

APU与PSU的接线

两组4个IGBT构成全桥逆变器,微机根据脉宽调制技术控制IGBT动作,将输出电压变为单相脉冲交流电

电源来源

OP信号与电源选择的关系

CTT-1OFFON

CTT-2ONOFF

APU2APU1

压,然后经过高频变压器和整流器以及滤波环节输出所需的DC110V,见图6。

外部输入电源的双路冗余设计能确保在APU2故障时,电源装置仍能从APU1处获得电源。同时一路电源也可以给两个PSU供电,这样4种组合方式确保了机车控制电源的可靠性。

1.2预充电回路

充电电阻CHR和可如图4所示,CTT接触器主触头、

控硅CHS构成预充电回路。CTT触头闭合后,通过限流电阻对中间电容FC1、FC2进行充电,在其电压达到一定值后,导通CHS,将CHR短路,完成预充电过程。

图6变压器IST输出波形

与半桥方式相比,全桥方式更适用于大功率需求,同时提高了变压器的利用率,使整个装置的效率高达90%以上。单相脉冲交流电压的输出方式比SPWM方式更有效的控制了变压器的直流偏磁问题:只要保证一个周期

图4

预充电回路、输入滤波回路和放电回路

内正负脉冲的时间相等,就可以在原理上避免偏磁的发生,并通过驱动电路的参数匹配来消除因元件本身的差异所导致的偏磁问题。

另外需要注意的是IGBT的工作频率为6kHz,关断的瞬间会产生一个巨大的尖峰。这一尖峰对IGBT非常有害,所以在IGBT的回路中并联一个无感电容,用以消除尖锋,并且这个电容要与IGBT的两端直接相连,以防止线路中的杂散感抗进入回路中,从而影响电容对尖峰的吸收效果,失去对IGBT的保护作用。

滤波环节采用LC滤波网络,构成低通滤波器,使直流电源在到达负载前尽量降低纹波。该装置的输出纹波电压被控制在5V以下。

中间电容同时也起到滤波作用,它与滤波电感IVL1一起构成滤波回路,防止APU电源电压脉动对电源装置主电路造成损害,同时防止电源装置在高频工作时对

APU电源质量的影响。

当电源装置工作结束后,接触器主触头CTT断开,其常闭辅助触点闭合,残留在中间电容上的电压通过放电电阻DCHR进行放电。

1.3DC110V输出电路

绝缘高频变压器IST1和整流器FR、电抗IGBT桥臂、

器DCL1和电容LC1构成了DC/DC变换回路,它是电源装置的核心部分,如图5所示。

1.4控制电路

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