電力機車輔助控制單元用電源插件制造技術

本發明專利技術公開了一種電力機車輔助控制單元用電源插件，其特征在于包括：連接在直流110V電源上的高頻濾波電路、抑制干擾信號電路、過壓保護電路、DC/DC電源模塊、穩壓及除干擾電路Ⅰ、8V穩壓管、三端穩壓芯片和穩壓及除干擾電路Ⅱ。本發明專利技術填補了大功率電力機車自主研制開發過程中，輔助變流柜斬波器驅動電源模塊方面的空白，不但節約了生產成本，而且節約了時間成本，減少生產周期，能夠產生很大的經濟效益。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種電カ機車輔助控制單元用電源插件。
技術介紹
隨著電カ機車的發展,大功 率電カ機車輔助控制單元中的電源插件作為電カ機車關鍵組成部分，需要進ロ，在生產采購，維修維護方面均受外方限制，出現問題也不能快速解決,生產成本高。因此ー種自主研發,具有良好的兼容性的大功率電カ機車輔助控制單元的電源插件被研制是十分必要的。
技術實現思路
本專利技術針對以上問題的提出，而研制一種電カ機車輔助控制單元用電源插件。本專利技術采用的技術手段如下一種電カ機車輔助控制單元用電源插件，其特征在于包括連接在直流IlOV電源上，由兩個并聯的電容電路組成的用于除去夾雜的交流分量的高頻濾波電路；連接在高頻濾波電路輸出端上，由一個共模扼流線圈構成的抑制干擾信號電路(當有干擾信號流過線圈時，線圈即呈現出高阻抗，產生很強的阻尼效果，達到衰減干擾信號的作用)；連接在抑制干擾信號電路的輸出端上，由阻容濾波単元和瞬態抑制ニ極管構成的過壓保護電路(防止因輸入電壓過高產生的破壞)；連接在過壓保護電路的輸出端上，將IlOV電壓轉換成24V直流電壓的DC/DC電源模塊；連接在DC/DC電源模塊的輸出端上，由并聯在DC/DC電源模塊輸出端的2個電解電容和I個電容組成的用于穩壓和消除高頻干擾的穩壓及除干擾電路I ;連接在穩壓和除干擾電路的輸出端，用于將24V電壓降壓為16V電壓的8V穩壓管；連接在8V穩壓管的輸出端，用于將16V電壓變成12V電壓的三端穩壓芯片；連接在三端穩壓芯片的輸出端，由并聯的2個電解電容和I個電容組成的用于穩壓和消除高頻干擾的穩壓及除干擾電路II。所述過壓保護電路和DC/DC電源模塊之間還設有ー個熔斷保護器。所述8V穩壓管和三端穩壓芯片之間連接有穩壓電容。所述穩壓及除干擾電路I的輸出端連接有4個MOSFET晶體管組成的全橋逆變電路，所述4個MOSFET晶體管組成的全橋逆變電路的驅動端連接有4個高速門極驅動芯片，所述4個高速門極驅動芯片的邏輯輸入信號由外部連接的DSP向其發送。本專利技術可以實現大功率電カ機車輔助控制單元向輔助變流柜中斬波器模塊提供驅動所需的24V/35kHz用電，是輔助控制單元的組成部分，本專利技術填補了大功率電カ機車自主研制開發過程中，斬波器驅動電源模塊方面的空白，不但節約了生產成本，而且節約了時間成本，減少生產周期，能夠產生很大的經濟效益。附圖說明圖I為電壓電路變換框圖2為24V/35kHz工作流程圖；圖3為110V/24V電路結構原理圖；圖4為12V產生電路結構原理圖；圖5為驅動信號電壓轉換電路結構原理圖；圖6為DSP使能電路結構原理圖；圖7為門極驅動電路結構原理圖；圖8為驅動信號電路結構原理圖；圖9為逆變電路結構原理圖。 具體實施例方式如圖I至圖9所示的ー種電カ機車輔助控制單元用電源插件，其特征在于包括連接在直流Iiov電源上，由兩個并聯的電容電路組成的用于除去夾雜的交流分量的高頻濾波電路；連接在高頻濾波電路輸出端上，由一個共模扼流線圈構成的抑制干擾信號電路，當有干擾信號流過線圈時，線圈即呈現出高阻抗，產生很強的阻尼效果，達到衰減干擾信號的作用；連接在抑制干擾信號電路的輸出端上，由阻容濾波単元和瞬態抑制ニ極管構成的過壓保護電路，防止因輸入電壓過高產生的破壞；連接在過壓保護電路的輸出端上，將IlOV電壓轉換成24V直流電壓的DC/DC電源模塊；連接在DC/DC電源模塊的輸出端上，由并聯在DC/DC電源模塊輸出端的2個電解電容和I個電容組成的用于穩壓和消除高頻干擾的穩壓及除干擾電路I ;連接在穩壓和除干擾電路的輸出端，用于將24V電壓降壓為16V電壓的8V穩壓管；連接在8V穩壓管的輸出端，用于將16V電壓變成12V電壓的三端穩壓芯片；連接在三端穩壓芯片的輸出端，由并聯的2個電解電容和I個電容組成的用于穩壓和消除高頻干擾的穩壓及除干擾電路II。所述過壓保護電路和DC/DC電源模塊之間還設有一個熔斷保護器。所述8V穩壓管和三端穩壓芯片之間連接有穩壓電容。所述穩壓及除干擾電路I的輸出端連接有4個MOSFET晶體管組成的全橋逆變電路，所述4個MOSFET晶體管組成的全橋逆變電路的驅動端連接有4個高速門極驅動芯片，所述4個高速門極驅動芯片的邏輯輸入信號由外部連接的DSP向其發送。具體原理如下110V電路對輸入的直流IlOV電源經過兩個并聯的電容電路高頻濾波，除去夾雜的交流分量；再經過ー個共模扼流線圈，抑制干擾信號，當有干擾信號流過線圈時，線圈即呈現出高阻抗，產生很強的阻尼效果，達到衰減干擾信號的作用。在后續電路中，經過阻容濾波和瞬態抑制ニ極管產生的過壓保護電路，防止因輸入電壓過高產生的破壞。經過并聯兩個的較大容量的電解電容，利用其充放電特性，使直流電壓變成相對比較穩定的直流電壓，同時還起濾波作用。24V電路通過ー個DC/DC電源模塊，直流IlOV電壓接在輸入端，電源模塊的輸出即為24V直流電壓。在24V電路側，主要通過并聯2個的電解電容和I個電容，利用大電容充放電特性保持電壓穩定不變，小電容吸收高頻干擾。為保護電源模塊，在輸入端串接一個的熔斷保護器。12V電路高速門極驅動芯片采用12V電壓向其提供電源，由ー個三端穩壓芯片，24V電壓經8V穩壓管降壓后的16V電壓變成12V的穩壓電源，在三端穩壓芯片的輸入端用的電容用來穩壓，輸出端采用2個的電解電容和I個的電容并聯，大電容保持電壓穩定，小電容用于消除高頻脈沖干擾。交流方波電路交流的35kHz方波電源是通過4個高速門極驅動芯片，經由兩個隔離方波變壓器形成兩組相反的正負電壓信號，此信號用來控制4個MOSFET晶體管組成的全橋逆變電路的導通關斷，形成正負方波交流電，將這個方波輸送出去，向斬波器的驅動板供電(如圖7-圖9)。產生方波信號電路高速門極驅動芯片的邏輯輸入信號由外部的DSP向其發送高低電平信號。DSP發送的驅動信號經由電壓轉換，高電平信號由5V轉為3. 3V，低電平為0V。DSP發送ー個高電平使能信號，經由或門為高，電壓轉換電路正常工作；DSP發送ー個低電平使能信號，經由或門變為低，電壓轉換電路在高阻態，高速門極驅動芯片停止工作，不發出24V/35kHz交流電(如圖5-圖6)。4個高速門極驅動芯片信號組成兩組正負相間的交流信號，通過2個輸入4個輸出端的變壓器將ー組信號轉換成負信號。這樣就形成了給晶體管的ー組開通、關斷的驅動信號。輸出電路由晶體管組成的全橋逆變電路，輸入為DC24V，通過反復的開斷過程，形成了 24V/35kHz的交流電，向輔助變流柜供電。同樣為保證輸出24V的穩定，由大的電解電容和小的抗干擾電容并聯在24V電路兩側。為減少輸出交流干擾，在24V/35kHz兩端增加濾波電容。 具體實現方式可以將電源插件設計成母板+子板結構，其中的110V/24V/12V電壓變換在母板上完成，驅動芯片和電壓轉換也在母板上完成。晶體管逆變電路和變壓器安裝在子板上。其電路結構流程圖如圖可見，主要實現兩個步驟一是電壓電路的變換過程，即將DCllOV變成DC24V和DC12V ;ニ是實現24V，35kHz交流電的過程。以上所述，僅為本專利技術較佳的具體實施方式，但本專利技術的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本
的技術人員在本專利技術揭露的技術范圍內，根據本專利技術的技術方案及其專利技術構思加以等同替換本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電力機車輔助控制單元用電源插件，其特征在于包括：連接在直流110V電源上，由兩個并聯的電容電路組成的用于除去夾雜的交流分量的高頻濾波電路；連接在高頻濾波電路輸出端上，由一個共模扼流線圈構成的抑制干擾信號電路；連接在抑制干擾信號電路的輸出端上，由阻容濾波單元和瞬態抑制二極管構成的過壓保護電路；連接在過壓保護電路的輸出端上，將110V電壓轉換成24V直流電壓的DC/DC電源模塊；連接在DC/DC電源模塊的輸出端上，由并聯在DC/DC電源模塊輸出端的2個電解電容和1個電容組成的用于穩壓和消除高頻干擾的穩壓及除干擾電路Ⅰ；連接在穩壓和除干擾電路的輸出端，用于將24V電壓降壓為16V電壓的8V穩壓管；連接在8V穩壓管的輸出端，用于將16V電壓變成12V電壓的三端穩壓芯片；連接在三端穩壓芯片的輸出端，由并聯的2個電解電容和1個電容組成的用于穩壓和消除高頻干擾的穩壓及除干擾電路Ⅱ。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王云釗，劉盛強，李麗莉，閆春輝，
申請(專利權)人：中國北車集團大連機車研究所有限公司，
類型：發明
國別省市：