專利名稱：地鐵機(jī)車電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種電力電子技術(shù)領(lǐng)域的降壓變換器，具體是一種2000V輸入-24V輸出的地鐵機(jī)車電源。
背景技術(shù)：
應(yīng)用于電子設(shè)備和控制電路的24V低壓直流電源是地鐵機(jī)車低壓配電系統(tǒng)的重要組成部分。隨著我國(guó)地鐵動(dòng)車高鐵技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)于低壓直流電源的需求越來越旺盛，要求也越來越高。體積小、重量輕、穩(wěn)定性好、安全系數(shù)高、超高電壓輸入的低壓電源符合高速列車的發(fā)展要求，具有良好的應(yīng)用前景。2000V輸入-24V輸出的地鐵機(jī)車電源具體包括兩個(gè)電壓變換環(huán)節(jié)，一個(gè)是高壓直流電輸入-低壓交流電輸出環(huán)節(jié)，另一個(gè)是低壓交流電輸入-低壓直流電輸出環(huán)節(jié)。為了完成高壓直流電輸入-低壓交流電輸出環(huán)節(jié)，可以采用單端正激電路和橋式逆變電路。單端正激電路將輸入的高壓直流電壓斬波變換為高壓脈沖電壓，該電壓送入降壓變壓器耦合至副邊，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制容易，成本較低，但是單個(gè)功率器件承受的電壓等級(jí)較大，電源利用率較低；橋式逆變電路結(jié)構(gòu)經(jīng)典，控制方法成熟，功能齊全，性能高，但是其成本較高，輸入電壓等級(jí)較低，無法應(yīng)用于高壓大功率的場(chǎng)合。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有適合高壓直流電壓輸入-低壓直流電壓輸出應(yīng)用場(chǎng)合的降壓變換器技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，“高壓輸入低壓大電流輸出模塊電源的設(shè)計(jì)”(電力電子技術(shù)，2009年第5 期43卷)和“高壓輸入低壓多路輸出的兩級(jí)式變換器”(電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2010年第1期第 25卷)中描述的單相-單相交-直變換器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度大，輸入電壓低，功能和性能較差，很難應(yīng)用于地鐵機(jī)車等高壓場(chǎng)合；中國(guó)專利號(hào)022對(duì)999.0，專利名稱從高壓線上獲取能量的低壓電源，描述的降壓變換器采用了電流互感器和蓄電池，成本較高，且其拓?fù)浜凸ぷ髟矶紭O其復(fù)雜，應(yīng)用難度非常高。為了完成低壓交流電壓輸入-低壓直流電壓輸出，采用全波整流電路，電源利用率高，每個(gè)功率器件僅提供輸出電流的一半，輸出直流電流波幅小，供電質(zhì)量高。綜上所述，現(xiàn)有的高壓輸入-低壓輸出電源的輸入電壓等級(jí)低，結(jié)構(gòu)和控制比較復(fù)雜，而輸入電壓較高的電源成本高，拓?fù)浔容^復(fù)雜，輸出電壓穩(wěn)定性較差，均不適用于地鐵機(jī)車等高速和高壓的場(chǎng)合。隨著實(shí)踐應(yīng)用的擴(kuò)大，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制簡(jiǎn)便、成本低廉、輸入電壓等級(jí)高、供電質(zhì)量高的降壓變換器已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員的當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種地鐵機(jī)車電源，使其實(shí)現(xiàn)DC/DC變換， 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制簡(jiǎn)便、成本低廉、供電質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括依次級(jí)聯(lián)的分壓電路、開關(guān)電路、 整流電路和濾波電路，分壓電路的輸出端通過開關(guān)電路和整流電路與濾波電路的輸入端相連。所述分壓電路和開關(guān)電路兩端分別與電源的正極和負(fù)極相連，整流電路分為兩部分單獨(dú)處理，每個(gè)部分的前級(jí)為兩個(gè)降壓變壓器初級(jí)串聯(lián)，串聯(lián)后初級(jí)兩端與開關(guān)電路的輸出端相連，整流電路的后級(jí)為四個(gè)全波整流器并聯(lián)，濾波電路為電容濾波電路，兩端分別連接整流器的兩個(gè)輸出端。所述的分壓電路為電容分壓電路八個(gè)電解電容依次串聯(lián)，兩端分別與輸入電源的正極和負(fù)極相連，其中第一至第四電容為一組，第五至第八電容為一組，將輸入電壓均分，這兩部分電壓獨(dú)立使用，每部分四個(gè)電容再分為兩組，將兩部分電壓繼續(xù)分為均等的四份，其中第四電容和第五電容的連接點(diǎn)為第一節(jié)點(diǎn)01，第二電容和第三電容的連接點(diǎn)為第二節(jié)點(diǎn)02，第六電容和第七電容的連接點(diǎn)為第三節(jié)點(diǎn)03 ；每個(gè)電容均并聯(lián)一個(gè)均壓電阻， 第一至第八電阻分別為第一至第八電容均壓；第九電阻和第十電阻串聯(lián)，兩端分別與輸入電源正極和第二節(jié)點(diǎn)02相連，為第一電容和第二電容均壓；第十一電阻和第十二電阻串聯(lián)，兩端分別與第二節(jié)點(diǎn)02和第一節(jié)點(diǎn)01相連，為第三電容和第四電容均壓；第十三電阻和第十四電阻串聯(lián)，兩端分別與第一節(jié)點(diǎn)01和第三節(jié)點(diǎn)03相連，為第五電容和第六電容均壓；第十五電阻和第十六電阻串聯(lián)，兩端分別與第三節(jié)點(diǎn)03和輸入電源負(fù)極相連，為第七電容和第八電容均壓；第十七至第二十電阻串聯(lián)，兩端分別與輸入電源正極和第一節(jié)點(diǎn)01 相連，為第一至第四電容均壓；第二十一至第二十四電阻串聯(lián)，兩端分別與第一節(jié)點(diǎn)01和輸入電源負(fù)極相連，為第五至第八電容均壓。所述的開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)為八個(gè)逆導(dǎo)開關(guān)串聯(lián)，串聯(lián)后兩端分別與輸入電源正極和負(fù)極相連，其中第四逆導(dǎo)開關(guān)和第五逆導(dǎo)開關(guān)的連接點(diǎn)為第一節(jié)點(diǎn)01，第二逆導(dǎo)開關(guān)和第三逆導(dǎo)開關(guān)的連接點(diǎn)為第二節(jié)點(diǎn)02，第六逆導(dǎo)開關(guān)和第七逆導(dǎo)開關(guān)的連接點(diǎn)為第三節(jié)點(diǎn) 03，第一逆導(dǎo)開關(guān)和第二逆導(dǎo)開關(guān)的連接點(diǎn)為第四節(jié)點(diǎn)04，第三逆導(dǎo)開關(guān)和第四逆導(dǎo)開關(guān)的連接點(diǎn)為第五節(jié)點(diǎn)05，第五逆導(dǎo)開關(guān)和第六逆導(dǎo)開關(guān)的連接點(diǎn)為第六節(jié)點(diǎn)06，第七逆導(dǎo)開關(guān)和第八逆導(dǎo)開關(guān)的連接點(diǎn)為第七節(jié)點(diǎn)07。所述的逆導(dǎo)開關(guān)的門極接受PWM脈沖控制信號(hào)，并且第一逆導(dǎo)開關(guān)和第五逆導(dǎo)開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同，第二逆導(dǎo)開關(guān)和第六逆導(dǎo)開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同，第三逆導(dǎo)開關(guān)和第七逆導(dǎo)開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同，第四逆導(dǎo)開關(guān)和第八逆導(dǎo)開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同。所述的整流電路可劃分為結(jié)構(gòu)相同的兩部分，稱為第一部分和第二部分，分別獨(dú)立處理二分之一的輸入電壓，每個(gè)部分均包括兩個(gè)輸入端串聯(lián)-輸出端并聯(lián)的子整流電路，每個(gè)子整流電路具體包括降壓變壓器、全波整流器和磁復(fù)位電路，所述的降壓變壓器具有一個(gè)原邊繞組和兩個(gè)副邊繞組，其中兩個(gè)副邊繞組以上下區(qū)分，且分別與全波整流器和磁復(fù)位電路相連，第一部分的兩個(gè)降壓變壓器的原邊繞組和第九電容依次串聯(lián)，兩端分別與第四節(jié)點(diǎn)04和第五節(jié)點(diǎn)05相連，第二部分的兩個(gè)降壓變壓器的原邊繞組和第十電容依次串聯(lián)，兩端分別與第六節(jié)點(diǎn)06和第七節(jié)點(diǎn)07相連。由于兩個(gè)部分共四個(gè)子整流電路的電路結(jié)構(gòu)完全相同，此處只描述第一子整流電路的具體連接方法第一二極管的正極與第一降壓變壓器的上副邊繞組的正極相連，負(fù)極與第八節(jié)點(diǎn)08相連，第二二極管的正極與第一降壓變壓器的上副邊繞組的負(fù)極相連，負(fù)極與第八節(jié)點(diǎn)08相連，第一電感的一端與第一降壓變壓器的副邊繞組的中心抽頭相連，另外一端與第九節(jié)點(diǎn)09相連，第二十五電阻的一端與第一降壓變壓器的下副邊繞組的正極相連，另外一端接地，第三二極管和第十一電容串聯(lián)，第三二極管的正極與第一降壓變壓器的下副邊繞組的負(fù)極相連，第十一電容的負(fù)極接地。第一、第二、第四、第五、第七、第八、第十、第十一二極管的負(fù)極與第八節(jié)點(diǎn)08相連，第一至第四電感的右端與第九節(jié)點(diǎn)09相連。所述的濾波電路為電容濾波電路，第十五電容和第十六電容串聯(lián)，兩端分別與第八節(jié)點(diǎn)08和第九節(jié)點(diǎn)09連接，其中第十五電容兩端并聯(lián)第二十九電阻，第十六電容兩端并聯(lián)第三十電阻，第二十九電阻和第三十電阻分別為第十五電容和第十六電容均壓。所述的濾波電路的輸出端輸出直流電壓。采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明結(jié)合分壓電路和開關(guān)電路將高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓進(jìn)行處理，變壓器串聯(lián)降低單個(gè)變壓器的壓降，制定了高壓輸入-低壓輸出的降壓變換器，分壓電路和開關(guān)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，可將輸入高電壓降壓處理，開關(guān)應(yīng)力小，變壓器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，全波整流器電源利用率高，輸出電壓穩(wěn)定性好，安全系數(shù)高，能夠適應(yīng)地鐵動(dòng)車高鐵等高速度高電壓的應(yīng)用場(chǎng)合。本發(fā)明具有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)新穎、通用性強(qiáng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。如圖1所示，本實(shí)施例提供一種2000V輸入-24V輸出的地鐵機(jī)車電源，包括依次級(jí)聯(lián)的分壓電路1、開關(guān)電路2、整流電路3和濾波電路4，分壓電路1的輸出端通過開關(guān)電路2和整流電路3與濾波電路4的輸入端相連。所述的分壓電路1為電容分壓電路八個(gè)電解電容Cl C8依次串聯(lián)，兩端分別與輸入電源正極Pl和負(fù)極m相連，其中第一至第四電容Cl C4為一組，第五至第八電容 C5 C8為一組，將輸入電壓均分，這兩部分電壓獨(dú)立使用，每部分四個(gè)電容再分為兩組，將兩部分電壓繼續(xù)分為均等的四份，其中第四電容C4和第五電容C5的連接點(diǎn)為01，第二電容C2和第三電容C3的連接點(diǎn)為02，第六電容C6和第七電容C7的連接點(diǎn)為03 ；每個(gè)電容均并聯(lián)一個(gè)均壓電阻，第一至第八電阻Rl R8分別為第一至第八電容Cl C8均壓；第九電阻R9和第十電阻RlO串聯(lián)，兩端分別與輸入電源正極Pl和節(jié)點(diǎn)02相連，為第一電容Cl 和第二電容C2均壓；第十一電阻Rll和第十二電阻R12串聯(lián)，兩端分別與節(jié)點(diǎn)02和01相連，為第三電容C3和第四電容C4均壓；第十三電阻R13和第十四電阻R14串聯(lián)，兩端分別與節(jié)點(diǎn)01和03相連，為第五電容C5和第六電容C6均壓；第十五電阻R15和第十六電阻R16 串聯(lián)，兩端分別與節(jié)點(diǎn)03和輸入電源負(fù)極m相連，為第七電容C7和第八電容C8均壓；第十七至第二十電阻R17 R20串聯(lián)，兩端分別與輸入電源正極Pl和節(jié)點(diǎn)01相連，為第一至第四電容Cl C4均壓；第二十一至第二十四電阻R21 R24串聯(lián)，兩端分別與節(jié)點(diǎn)01和輸入電源負(fù)極附相連，為第五至第八電容C5 C8均壓。所述的電容Cl C8為鋁電解電容2200yF/400V。所述的電阻Rl R24 為 50k Ω，1 %，2W。所述的開關(guān)電路2的結(jié)構(gòu)為八個(gè)逆導(dǎo)開關(guān)Sl S8串聯(lián)，兩端分別與輸入電源正極Pl和負(fù)極m相連，其中第四逆導(dǎo)開關(guān)S4和第五逆導(dǎo)開關(guān)S5的連接點(diǎn)為01，第二逆導(dǎo)開關(guān)S2和第三逆導(dǎo)開關(guān)S3的連接點(diǎn)為02，第六逆導(dǎo)開關(guān)S6和第七逆導(dǎo)開關(guān)S7的連接點(diǎn)為03，第一逆導(dǎo)開關(guān)Sl和第二逆導(dǎo)開關(guān)S2的連接點(diǎn)為04，第三逆導(dǎo)開關(guān)S3和第四逆導(dǎo)開關(guān) S4的連接點(diǎn)為05，第五逆導(dǎo)開關(guān)S5和第六逆導(dǎo)開關(guān)S6的連接點(diǎn)為06，第七逆導(dǎo)開關(guān)S7和第八逆導(dǎo)開關(guān)S8的連接點(diǎn)為07。所述的逆導(dǎo)開關(guān)的門極接受PWM脈沖控制信號(hào)，并且第一逆導(dǎo)開關(guān)Sl和第五逆導(dǎo)開關(guān)S5驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同，第二逆導(dǎo)開關(guān)S2和第六逆導(dǎo)開關(guān)S6驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同，第三逆導(dǎo)開關(guān)S3和第七逆導(dǎo)開關(guān)S7驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同，第四逆導(dǎo)開關(guān)S4和第八逆導(dǎo)開關(guān)S8驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同。所述的逆導(dǎo)開關(guān)Sl S8為功率MOSFET 500V/35A/100°C，逆導(dǎo)開關(guān)Sl S8的驅(qū)動(dòng)脈沖根據(jù)開關(guān)電路所需的輸出波形進(jìn)行調(diào)節(jié)，開關(guān)頻率為IOkHz ；所述的整流電路3可劃分為結(jié)構(gòu)相同的兩部分，稱為第一部分和第二部分，分別獨(dú)立處理二分之一的輸入電壓，各個(gè)部分均包括兩個(gè)輸入端串聯(lián)-輸出端并聯(lián)的子整流電路，每個(gè)子整流電路具體包括降壓變壓器、全波整流器和磁復(fù)位電路，所述的降壓變壓器具有一個(gè)原邊繞組和兩個(gè)副邊繞組，其中兩個(gè)副邊繞組以上下區(qū)分，且分別與全波整流器和磁復(fù)位電路相連，第一部分的兩個(gè)降壓變壓器的原邊繞組和第九電容C9依次串聯(lián)，兩端分別與節(jié)點(diǎn)04和05相連，第二部分的兩個(gè)降壓變壓器的原邊繞組和第十電容ClO依次串聯(lián)，兩端分別與節(jié)點(diǎn)06和07相連。由于兩個(gè)部分共四個(gè)子整流電路的電路結(jié)構(gòu)完全相同， 此處只描述第一子整流電路的具體連接方法第一二極管Dl的正極與第一降壓變壓器Tl 的上副邊繞組的正極相連，負(fù)極與節(jié)點(diǎn)08相連，第二二極管D2的正極與第一降壓變壓器Tl 的上副邊繞組的負(fù)極相連，負(fù)極與節(jié)點(diǎn)08相連，第一電感Ll的一端與第一降壓變壓器Tl 的副邊繞組的中心抽頭相連，另外一端與節(jié)點(diǎn)09相連，第二十五電阻R25的一端與第一降壓變壓器Tl的下副邊繞組的正極相連，另外一端接地，第三二極管D3和第十一電容Cll串聯(lián)，第三二極管D3的正極與第一降壓變壓器Tl的下副邊繞組的負(fù)極相連，第十一電容Cll 的負(fù)極接地。第一、第二、第四、第五、第七、第八、第十、第i^一二極管D1、D2、D4、D5、D7、D8、 D10, Dll的負(fù)極與節(jié)點(diǎn)08相連，第一至第四電感Ll L4的右端與節(jié)點(diǎn)09相連。所述的變壓器11、1233、114為高壓型，降壓型，變比為5 1 1，采用多個(gè)變壓器初級(jí)串聯(lián)以提升耐壓能力。所述的二極管Dl D12為反向快速恢復(fù)型50V/50A/100°C。所述的電容C9 ClO為CBB交流電容2. 0uF/1200V。所述的電容Cll C14為CBB交流電容2. 0uF/63V。所述的電感Ll L4為非晶體材料，感值為500uH。所述的電阻為R25 似8為2. 7k Ω，1 %，1/10W。所述的濾波電路4為電容濾波電路，第十五電容C15和第十六電容C16串聯(lián)，兩端分別與節(jié)點(diǎn)08和09連接，其中第十五電容C15兩端并聯(lián)第二十九電阻R29，第十六電容 C16兩端并聯(lián)第三十電阻R30，第二十九電阻似9和第三十電阻分R30別為第十五電容C15 和第十六電容C16均壓。所述的濾波電路的輸出端輸出直流電壓。所述的電容C15、C16 為 CBB 交流電 68001^/^257 ；所述的電阻R29、R30 為 0. 5k Ω，5 %，1/2W。本實(shí)施例中，輸入交流電壓為2000V，輸出直流電壓為MV。本實(shí)施例通過以下方式進(jìn)行工作分壓電路1將高壓直流輸入電壓平均分為上下兩部分，兩部分內(nèi)部再次分壓，共分為四等份，濾波電容使得四等份輸入電壓平穩(wěn)光滑，均壓電阻保證四等份輸入電壓穩(wěn)定均衡，開關(guān)電路2受特定的脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)，兩部分輸入電壓分別獨(dú)立進(jìn)行處理，可將高壓直流輸入電壓變成幅值僅為輸入電壓四分之一大小的交變電壓，大大減少了開關(guān)應(yīng)力，此過程中兩部分對(duì)應(yīng)開關(guān)的動(dòng)作保持一致，每部分同一時(shí)刻只
能有兩個(gè)開關(guān)導(dǎo)通，且每等份各有一個(gè)開關(guān)導(dǎo)通，每部分電路共有Gg = 4種開關(guān)狀態(tài)以
第一部分為例，當(dāng)?shù)谝荒鎸?dǎo)開關(guān)和第三逆導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)輸出電壓為輸入電壓的四分之一， 第一電容和第二電容供電。當(dāng)?shù)诙鎸?dǎo)開關(guān)和第三逆導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)變壓器初級(jí)續(xù)流，處于磁復(fù)位階段。當(dāng)?shù)诙鎸?dǎo)開關(guān)和第四逆導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)輸出電壓為輸入電壓的四分之一，第三電容和第四電容供電。當(dāng)?shù)谝荒鎸?dǎo)開關(guān)和第四逆導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通時(shí)輸出電壓為輸入電壓的二分之一，電壓應(yīng)力較高(不利用此狀態(tài))。對(duì)于每部分電路，交替等占空比地選擇狀態(tài)1和 2、狀態(tài)3和2、產(chǎn)生合適的脈沖控制信號(hào)分別驅(qū)動(dòng)八個(gè)逆導(dǎo)開關(guān)，可將輸入高電壓降壓后送入變壓器進(jìn)行處理。開關(guān)電路2輸出的交流電壓經(jīng)電容濾除直流成分后送入串聯(lián)的降壓變壓器，并耦合至副邊，這樣，單個(gè)變壓器輸入端電壓減小，大大簡(jiǎn)化了變壓器的設(shè)計(jì)。四個(gè)降壓變壓器輸出低壓交流電壓分別施加各自的全波整流器，全波整流器對(duì)低壓交流電進(jìn)行整流且輸出端并聯(lián)產(chǎn)生低壓大電流輸出，另外每個(gè)降壓變壓器的副邊均連接一個(gè)磁復(fù)位電路，這樣可防止電路運(yùn)行中變壓器原邊出現(xiàn)的磁飽和現(xiàn)象。本發(fā)明采用電容分壓電路和開關(guān)電路，將輸入高電壓降低為原來的四分之一進(jìn)行處理，變壓器串聯(lián)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步分壓，實(shí)現(xiàn)由高壓直流電源變換為低壓交流電源，再采用全波整流器實(shí)現(xiàn)低壓交流電壓-低壓直流輸出，且輸出端并聯(lián)，可獲得低壓大電流輸出。該電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)新穎，巧妙地將大電壓轉(zhuǎn)化為小電壓進(jìn)行處理，開關(guān)應(yīng)力大大減小，變壓器的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，成本下降，采用全波整流器提高了電源利用率，保證了供電質(zhì)量，磁復(fù)位電路的應(yīng)用可避免變壓器磁飽和，提高了工作穩(wěn)定性和安全系數(shù)，控制器設(shè)計(jì)也并不復(fù)雜，已獲得仿真分析和實(shí)驗(yàn)初步驗(yàn)證。而現(xiàn)有的降壓變換器方案的不足之處包括輸入電壓等級(jí)太低，難以做到大功率化，電路穩(wěn)定性差，效率較低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制繁瑣，不易實(shí)現(xiàn)。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種地鐵機(jī)車電源，包括分壓電路、開關(guān)電路、整流電路和濾波電路，其中分壓電路的輸出端通過開關(guān)電路和整流電路與濾波電路的輸入端相連；其特征在于所述的分壓電路為電容分壓電路八個(gè)電解電容依次串聯(lián)，兩端分別與輸入電源正極和負(fù)極相連，其中第一至第四電容為一組，第五至第八電容為一組，將輸入電壓均分，這兩部分電壓獨(dú)立使用，每部分四個(gè)電容再分為兩組，將兩部分電壓繼續(xù)分為均等的四份，其中第四電容和第五電容的連接點(diǎn)為第一節(jié)點(diǎn)(01)，第二電容和第三電容的連接點(diǎn)為第二節(jié)點(diǎn)(02)，第六電容和第七電容的連接點(diǎn)為第三節(jié)點(diǎn)(0；3)；每個(gè)電容均并聯(lián)一個(gè)均壓電阻， 第一至第八電阻分別為第一至第八電容均壓；第九電阻和第十電阻串聯(lián)，兩端分別與輸入電源正極和第二節(jié)點(diǎn)(02)相連，為第一電容和第二電容均壓；第十一電阻和第十二電阻串聯(lián)，兩端分別與第二節(jié)點(diǎn)(0 和第一節(jié)點(diǎn)(01)相連，為第三電容和第四電容均壓；第十三電阻和第十四電阻串聯(lián)，兩端分別與第一節(jié)點(diǎn)(01)和第三節(jié)點(diǎn)(0；3)相連，為第五電容和第六電容均壓；第十五電阻和第十六電阻串聯(lián)，兩端分別與第三節(jié)點(diǎn)(0 和輸入電源負(fù)極相連，為第七電容和第八電容均壓；第十七至第二十電阻串聯(lián)，兩端分別與輸入電源正極和第一節(jié)點(diǎn)(01)相連，為第一至第四電容均壓；第二十一至第二十四電阻串聯(lián)，兩端分別與第一節(jié)點(diǎn)(01)和輸入電源負(fù)極相連，為第五至第八電容均壓。所述的開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)為八個(gè)逆導(dǎo)開關(guān)串聯(lián)，兩端分別與輸入電源正極和負(fù)極相連， 其中第四逆導(dǎo)開關(guān)和第五逆導(dǎo)開關(guān)的連接點(diǎn)為第一節(jié)點(diǎn)(01)，第二逆導(dǎo)開關(guān)和第三逆導(dǎo)開關(guān)的連接點(diǎn)為第二節(jié)點(diǎn)(02)，第六逆導(dǎo)開關(guān)和第七逆導(dǎo)開關(guān)的連接點(diǎn)為第三節(jié)點(diǎn)(03)，第一逆導(dǎo)開關(guān)和第二逆導(dǎo)開關(guān)的連接點(diǎn)為第四節(jié)點(diǎn)(04)，第三逆導(dǎo)開關(guān)和第四逆導(dǎo)開關(guān)的連接點(diǎn)為第五節(jié)點(diǎn)(05)，第五逆導(dǎo)開關(guān)和第六逆導(dǎo)開關(guān)的連接點(diǎn)為第六節(jié)點(diǎn)(06)，第七逆導(dǎo)開關(guān)和第八逆導(dǎo)開關(guān)的連接點(diǎn)為第七節(jié)點(diǎn)(07)；所述的逆導(dǎo)開關(guān)的門極接受PWM脈沖控制信號(hào)，并且第一逆導(dǎo)開關(guān)和第五逆導(dǎo)開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同，第二逆導(dǎo)開關(guān)和第六逆導(dǎo)開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同，第三逆導(dǎo)開關(guān)和第七逆導(dǎo)開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同，第四逆導(dǎo)開關(guān)和第八逆導(dǎo)開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同；所述的整流電路包括結(jié)構(gòu)相同的兩部分，這兩部分分別獨(dú)立處理二分之一的輸入電壓，各個(gè)部分均包括兩個(gè)輸入端串聯(lián)-輸出端并聯(lián)的子整流電路，每個(gè)子整流電路具體包括降壓變壓器、全波整流器和磁復(fù)位電路，所述的降壓變壓器具有一個(gè)原邊繞組和兩個(gè)副邊繞組，其中兩個(gè)副邊繞組以上下區(qū)分，且分別與全波整流器和磁復(fù)位電路相連，第一部分的兩個(gè)降壓變壓器的原邊繞組和第九電容依次串聯(lián)，兩端分別與第四節(jié)點(diǎn)(04)和第五節(jié)點(diǎn)(0 相連，第二部分的兩個(gè)降壓變壓器的原邊繞組和第十電容依次串聯(lián)，兩端分別與第六節(jié)點(diǎn)(06)和第七節(jié)點(diǎn)(07)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地鐵機(jī)車電源，其特征是，所述子整流電路的電路結(jié)構(gòu)完全相同，具體連接第一二極管的正極與第一降壓變壓器的上副邊繞組的正極相連，負(fù)極與第八節(jié)點(diǎn)(08)相連，第二二極管的正極與第一降壓變壓器的上副邊繞組的負(fù)極相連，負(fù)極與第八節(jié)點(diǎn)(08)相連，第一電感的一端與第一降壓變壓器的副邊繞組的中心抽頭相連，另外一端與第九節(jié)點(diǎn)(09)相連，第二十五電阻的一端與第一降壓變壓器的下副邊繞組的正極相連，另外一端接地，第三二極管和第十一電容串聯(lián)，第三二極管的正極與第一降壓變壓器的下副邊繞組的負(fù)極相連，第十一電容的負(fù)極接地；第一、第二、第四、第五、第七、第八、第十、第十一二極管的負(fù)極與第八節(jié)點(diǎn)(08)相連，第一至第四電感的右端與第九節(jié)點(diǎn)(09)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的地鐵機(jī)車電源，其特征是，所述的濾波電路為電容濾波電路，第十五電容和第十六電容串聯(lián)，兩端分別與第八節(jié)點(diǎn)(08)和第九節(jié)點(diǎn)(09)連接，其中第十五電容兩端并聯(lián)第二十九電阻，第十六電容兩端并聯(lián)第三十電阻，第二十九電阻和第三十電阻分別為第十五電容和第十六電容均壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的地鐵機(jī)車電源，其特征是，所述的濾波電路的輸出端輸出直流電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電力電子技術(shù)領(lǐng)域的地鐵機(jī)車電源，包括分壓電路、開關(guān)電路、整流電路和濾波電路，分壓電路的輸出端通過開關(guān)電路和整流電路與濾波電路的輸入端相連。所述分壓電路和開關(guān)電路兩端分別與電源的正極和負(fù)極相連，整流電路分為兩部分分別獨(dú)立處理，每個(gè)部分的前級(jí)為兩個(gè)降壓變壓器串聯(lián)，兩端與開關(guān)電路的輸出端相連，整流電路的后級(jí)為四個(gè)全波整流器并聯(lián)，濾波電路為電容濾波電路，兩端分別連接整流器的兩個(gè)輸出端。本發(fā)明輸入電壓等級(jí)高，輸出直流電壓穩(wěn)定，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開關(guān)應(yīng)力小，變壓器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，電源利用率高，供電質(zhì)量好，穩(wěn)定性和安全系數(shù)較高，成本低，適合地鐵動(dòng)車高鐵等高壓高速的應(yīng)用場(chǎng)合。
文檔編號(hào)H02M7/537GK102545629SQ201110443840
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者李華武, 楊喜軍, 馬紅星 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)