一種車載輔助電源高頻隔離裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型主要涉及到軌道交通設(shè)備領(lǐng)域，特指一種適用于軌道交通設(shè)備中車載輔助電源的高頻電氣隔離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]車載輔助電源裝置包括SIV和充電機(jī)。SIV為車載輔助逆變器，是用來為整車空壓機(jī)、空調(diào)等提供AC380V電源的電源裝置。在傳統(tǒng)的車載輔助電源裝置中，SIV普遍采用工頻變壓器隔離的電氣隔離方式。隨著列車技術(shù)的發(fā)展，旅客對列車舒適度要求越來越高，以及車上輔助負(fù)載的變化，輔助電源裝置的容量也要求越來越大，而列車本身空間的限制以及對部件重量的嚴(yán)格要求，列車上輔助負(fù)載對SIV的體積、容量要求越來越高，這就對SIV的重量要求越來越苛刻。因此，采用工頻變壓器隔離的SIV在這些要求的沖擊下，其缺陷越實(shí)用新型顯，而且SIV的設(shè)計難度也越來越大。
[0003]同時，傳統(tǒng)車載SIV由于其輸入電壓范圍廣，如地鐵輸入電壓有750V (范圍525V-900V)和1500V (范圍1000V-1800V )兩種，這就要求SIV在設(shè)計時，需要充分考慮各種復(fù)雜的工況對SIV各種器件的影響，這樣非常不利于SIV的模塊化與系列化。
[0004]采用高頻隔離技術(shù)可以有效地解決SIV體積、重量和逆變變流裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的要求。但是，由于高頻隔離技術(shù)普遍需要采用諧振技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，在寬輸入電壓范圍和寬負(fù)載范圍的工況會給諧振電路設(shè)計帶來非常大的難度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題就在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種體積小、重量輕、成本低、電氣隔離效果好的車載輔助電源高頻隔離裝置。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]—種車載輔助電源高頻隔離裝置，包括斬波單元、高頻隔離單元、傳感器檢測單元、隔離驅(qū)動單元和控制單元，所述斬波單元作為前級穩(wěn)壓裝置直接經(jīng)蓄電池充電機(jī)與直流輔助負(fù)載相連；所述高頻隔離單元作為后級穩(wěn)壓裝置，接至前級穩(wěn)壓裝置，并經(jīng)逆變電源后與交流輔助負(fù)載相連。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn):所述斬波單元用來將范圍很寬的輸入電壓轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流輸出電壓，或者輸出范圍近似恒定的直流輸出電壓。
[0009]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn):所述高頻隔離單元用來將斬波單元輸出電壓轉(zhuǎn)換成高頻矩形脈沖波。
[0010]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn):所述高頻隔離單元包括高頻逆變單元、二次整流單元和輸出濾波單元，所述高頻逆變單元包括全橋逆變電路和高頻變壓器，所述全橋逆變電路采用IGBT作為功率變換元器件，所述高頻變壓器用來實(shí)現(xiàn)輸入輸出電氣隔離。
[0011]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn):所述全橋逆變電路單元采用復(fù)合母排的連接方式。
[0012]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn):所述隔離驅(qū)動單元用來將來自控制單元的脈沖驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換為IGBT開關(guān)信號，同時將檢測到的IGBT故障反饋給控制單元。
[0013]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn):所述控制單元用來根據(jù)各種反饋量和狀態(tài)信息完成各種保護(hù)、邏輯控制及自診斷功能，并產(chǎn)生IGBT觸發(fā)脈沖。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0015]1、本實(shí)用新型的車載輔助電源高頻隔離裝置，不僅大大簡化了諧振電路的設(shè)計難度，同時采用前級Buck電路穩(wěn)壓，可以使得諧振電路上器件的電壓應(yīng)力大大降低，系統(tǒng)采取雙級穩(wěn)壓的方案，有利于提高系統(tǒng)的動態(tài)性能和相應(yīng)精度。
[0016]2、本實(shí)用新型的車載輔助電源高頻隔離裝置，能夠方便車載SIV的逆變變流裝置和蓄電池充電機(jī)模塊化，系列化；在輸入工況和輸出工況都非常復(fù)雜時，降低高頻隔離裝置的設(shè)計難度。
[0017]3、本實(shí)用新型的車載輔助電源高頻隔離裝置，電氣隔離裝置采用高頻隔離技術(shù)，滿足列車輔助電源的裝車要求，體現(xiàn)車載電源技術(shù)的先進(jìn)性，其可靠性能滿足列車的運(yùn)用要求。高頻隔離裝置正常啟動時，通過控制軟件設(shè)置輸出電壓線性上升，，由于兩級都能夠軟起，因此可以有效減小對逆變變流裝置和蓄電池充電機(jī)輸入電路的沖擊。
[0018]4、本實(shí)用新型的車載輔助電源高頻隔離裝置，控制單元實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)的數(shù)字量、模擬量以及啟停邏輯控制，同時具備故障自診斷與保護(hù)、故障記錄與故障下載等功能，并可通過以太網(wǎng)口與上位機(jī)的數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)監(jiān)視、波形記錄等功能。高頻隔離裝置具有完善的保護(hù)功能，這些保護(hù)功能可以使高頻隔離裝置在不加任何外圍保護(hù)裝置的情況下，有序的關(guān)閉系統(tǒng)，同時還具有自診斷功能，能夠通過控制單元LED顯示器查詢高頻隔離裝置的運(yùn)行狀態(tài)，人及接口界面非常友好，同時通過網(wǎng)絡(luò)將高頻隔離裝置的運(yùn)行狀態(tài)發(fā)送至上位機(jī)，同時自身也將對故障進(jìn)行記錄。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的應(yīng)用原理示意圖。
[0020]圖2是本實(shí)用新型在具體應(yīng)用實(shí)例中的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0021]圖3是本實(shí)用新型在具體應(yīng)用實(shí)例中的電路原理示意圖。
[0022]圖4是本實(shí)用新型在具體應(yīng)用實(shí)例中控制單元的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖例說明:
[0024]1、斬波單元；2、高頻隔離單元；201、高頻逆變單元；202、二次整流單元；203、輸出濾波單元；3、傳感器檢測單元；4、隔離驅(qū)動單元；5、控制單元。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0026]本實(shí)用新型的車載輔助電源高頻隔離裝置，采用高頻隔離技術(shù)，以滿足列車輔助電源的裝車要求，體現(xiàn)車載電源技術(shù)的先進(jìn)性，其可靠性能滿足列車的運(yùn)用要求；其針對諧振電路設(shè)計困難的缺陷，提出一種采用Buck電路穩(wěn)壓+軟開關(guān)諧振電路高頻隔離的高頻隔離裝置。如圖1所示，本實(shí)用新型的車載輔助電源高頻隔離裝置的輸入端與預(yù)充電及濾波裝置、輸入電源相連，輸出端經(jīng)逆變電源與交流輔助負(fù)載相連、經(jīng)蓄電池充電機(jī)與直流輔助負(fù)載相連。如圖2和圖3所示，本實(shí)用新型的車載輔助電源高頻隔離裝置，包括斬波單元1、高頻隔離單元2、傳感器檢測單元3、隔離驅(qū)動單元4和控制單元5，即:本實(shí)用新型的高頻隔離裝置為采用兩級電路的方案，前級穩(wěn)壓裝置采用斬波單元1來進(jìn)行穩(wěn)壓，簡化后級電路的工況，降壓斬波穩(wěn)壓后，能夠有效降低后級功率管應(yīng)力，并直接經(jīng)蓄電池充電機(jī)與直流