[發明專利]一種用于電控空氣制動系統的電源變換器及磁通平衡調節方法

有效

• 申請號: 201710086648.9
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN106877681B
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 黃志武;彭軍;張曉勇;周艷輝;蔣富;李恒;劉偉榮;楊迎澤;李爍;周榮
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H02M3/337
• 分類號: H02M3/337;H02M1/44;G01R31/40
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 龔燕妮

1.一種用于電控空氣制動系統的電源變換器，其特征在于，包括第一主功率板、第二主功率板、驅動電路、控制電路以及切換電路；

所述第一主功率板、第二主功率板的輸入端和輸出端分別通過機車供電總線和PCB布線與機車110V供電源和切換電路相連；

機車110V供電源、第一主功率板和驅動電路分別通過PCB布線、控制電路總線及PWM輸出總線與所述控制電路相連；

所述驅動電路的輸出端與第一主功率板相連；

所述切換電路通過電源輸出總線與外部電源負載連接；

所述第一主功率板包括依次連接的第一輸入濾波模塊、變壓器推挽正激拓撲模塊、全橋整流電路、尖峰吸收網絡模塊以及第一輸出濾波模塊；

控制電路中的PWM調制電路通過驅動電路與變壓器推挽正激拓撲模塊相連；

所述第二主功率板包括依次連接的第二輸入濾波模塊、反激拓撲模塊、第二輸出濾波模塊以及輸出保護模塊，且反激拓撲模塊的輸入端和輸出保護模塊的輸出端之間設置有控制模塊。

2.根據權利要求1所述的用于電控空氣制動系統的電源變換器，其特征在于，所述控制電路包括控制電源、電流采樣模塊、PWM調制電路、磁通平衡調節器、輸出保護模塊、電壓采樣模塊以及主電路誤差調節器；所述控制電源與機車供電電源相連，并為控制電路供電；

所述電流采樣模塊采集變壓器推挽正激拓撲模塊上的兩個繞組電流；

所述電壓采樣模塊采集第一主功率板的輸出端上的電壓；

所述電流采樣模塊、磁通平衡調節器及PWM調制電路依次相連；

所述電壓采樣模塊、主電路誤差調節器及PWM調制電路依次相連；

所述第一主功率板的輸出端通過輸出保護模塊與PWM調制電路相連；

所述控制電路與切換電路相連。

3.根據權利要求2所述的用于電控空氣制動系統的電源變換器，其特征在于，所述磁通平衡調節器包括差分模塊、二型誤差調節模塊、反相模塊以及電阻分壓網絡模塊；

所述差分模塊與控制電路中的電流采樣模塊相連；

所述差分模塊、二型誤差調節模塊、反相模塊以及電阻分壓網絡模塊依次相連；

所述反相模塊的輸出端以及主電路誤差調節器的輸出端均與電阻分壓網絡模塊的輸入端相連；

所述電阻分壓網絡模塊的輸出端與PWM調制電路相連。

4.根據權利要求1-3任一項所述的用于電控空氣制動系統的電源變換器，其特征在于，所述驅動電路包括光耦隔離模塊和推挽輸出模塊，所述光耦隔離模塊連接控制電路，推挽輸出模塊連接第一主功率板。

5.一種用于電控空氣制動系統的電源變換器的磁通平衡調節方法，其特征在于，首先，利用兩塊主功率板分別通過機車供電總線和PCB布線與機車110V供電源和切換電路相連；

其次，將機車110V供電源、第一主功率板和驅動電路分別通過PCB布線、控制電路總線及PWM輸出總線與所述控制電路相連，并且將驅動電路的輸出端與第一主功率板相連；

所述切換電路通過電源輸出總線與外部電源負載連接；

在控制電路中設置磁通平衡調節器，利用磁通平衡調節器對第一主功率板中的變壓器上的兩個繞組電流進行差分處理，并對差分處理后的信號數據輸入至二型誤差調節器獲得電流誤差調節值；

接著，利用反相器對二型誤差調節器的電壓進行反相處理；

最后，利用電阻分壓網絡將進行反相處理后的信號、電流誤差調節值與主電路電壓誤差調節器的輸出信號進行互聯，從而降低或升高脈寬，實現電源變換器的平衡調節；

所述第一主功率板包括依次連接的第一輸入濾波模塊、變壓器推挽正激拓撲模塊、全橋整流電路、尖峰吸收網絡模塊以及第一輸出濾波模塊；

控制電路中的PWM調制電路通過驅動電路與變壓器推挽正激拓撲模塊相連；

第二主功率板包括依次連接的第二輸入濾波模塊、反激拓撲模塊、第二輸出濾波模塊以及輸出保護模塊，且反激拓撲模塊的輸入端和輸出保護模塊的輸出端之間設置有控制模塊。