[發(fā)明專(zhuān)利]一種應(yīng)用于軌道機(jī)車(chē)的大功率DC/DC變換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111051020.8
• 申請(qǐng)日: 2021-09-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113809917B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高達(dá)賢;楊志軍;熊俊杰;方正
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶霍利瓦特儲(chǔ)能技術(shù)研究院有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02M3/157
• 分類(lèi)號(hào): H02M3/157;H02M3/158;H02J7/00
• 代理公司: 重慶匯邦萬(wàn)商專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 50304
• 代理人: 向紅波

本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)一種應(yīng)用于軌道機(jī)車(chē)的大功率DC/DC變換器，屬于軌道機(jī)車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，包括：大功率IGBT、DSP控制芯片、輸入電壓電流采集器、零電壓驅(qū)動(dòng)器、環(huán)境檢測(cè)裝置，其中DSP控制芯片作為控制核心，分別與輸入電壓電流采集器、零電壓驅(qū)動(dòng)器、環(huán)境檢測(cè)裝置相連接，所述輸入電壓電流采集器與大功率IGBT之間連接有牽引電網(wǎng)或充電設(shè)備，DC/DC變換器采用大功率IGBT作為主開(kāi)關(guān)管，輸入電壓電流采集器采集輸入、輸出電流，大功率IGBT采用零電壓開(kāi)關(guān)技術(shù)，DSP控制芯片發(fā)出控制信號(hào)并傳輸給零電壓驅(qū)動(dòng)器、輸入電壓電流采集器、環(huán)境檢測(cè)裝置進(jìn)行包括數(shù)據(jù)采集，大功率IGBT的輸出端還與能量轉(zhuǎn)換單元、超級(jí)電容儲(chǔ)能單元進(jìn)行連接后進(jìn)行儲(chǔ)能。本發(fā)明可以提高軌道機(jī)車(chē)供電的安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軌道機(jī)車(chē)供電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及應(yīng)用于軌道機(jī)車(chē)的大功率DC/DC變換器。

背景技術(shù)

現(xiàn)在的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品中，對(duì)于電源的要求主要有：功率密度、使用壽命、充放電所需時(shí)間、電源系統(tǒng)成本、以及使用中的安全性等。由于超級(jí)電容單體電壓過(guò)低，為了滿(mǎn)足大功率儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)于容量及電壓的需求，通常將多個(gè)超級(jí)電容進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)組合成超級(jí)電容組件使用。多個(gè)超級(jí)電容的串聯(lián)電性組合將造成電壓不均衡，進(jìn)而導(dǎo)致超級(jí)電容發(fā)生過(guò)充電、過(guò)放電、電容過(guò)壓擊穿、或系統(tǒng)失控等問(wèn)題。并且超級(jí)電容的使用壽命、安全性、使用效率都會(huì)大受影響。

對(duì)于軌道機(jī)車(chē)領(lǐng)域，其對(duì)于電源的需求很高，不管是城市地鐵還是旅游專(zhuān)線(xiàn)，軌道交通領(lǐng)域?qū)C(jī)車(chē)的供電系統(tǒng)都是要求非常嚴(yán)格的，絕對(duì)不允許斷電的事故發(fā)生，因此車(chē)載供電系統(tǒng)的可靠性要求非常高。現(xiàn)有的DC/DC供電結(jié)構(gòu)雖然在安全性方面比較高，但是也存在極端情況下比如地鐵內(nèi)積水很深導(dǎo)致停電的可能性，因此安全性還是有待進(jìn)一步提高，本發(fā)明為了進(jìn)一步提高其電源供電的安全性，通過(guò)DC/DC供電結(jié)構(gòu)既能兼容傳統(tǒng)的牽引網(wǎng)供電模式，在極端情況下?tīng)恳W(wǎng)斷電時(shí)還可以由儲(chǔ)能包供電。也可以直接運(yùn)行在無(wú)網(wǎng)供電的模式下。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決以上現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。提出了一種提高供電安全性和穩(wěn)定性的應(yīng)用于軌道機(jī)車(chē)的大功率DC/DC變換器。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種應(yīng)用于軌道機(jī)車(chē)的大功率DC/DC變換器，其包括：大功率IGBT、DSP控制芯片、輸入電壓電流采集器、零電壓驅(qū)動(dòng)器、環(huán)境檢測(cè)裝置，其中DSP控制芯片作為控制核心，分別與輸入電壓電流采集器、零電壓驅(qū)動(dòng)器、環(huán)境檢測(cè)裝置相連接，所述輸入電壓電流采集器與大功率IGBT之間連接有牽引電網(wǎng)或充電設(shè)備，DC/DC變換器采用大功率IGBT作為主開(kāi)關(guān)管，輸入電壓電流采集器作為輸入、輸出電流的采集裝置，大功率IGBT采用零電壓開(kāi)關(guān)技術(shù)，DSP控制芯片發(fā)出控制信號(hào)并傳輸給零電壓驅(qū)動(dòng)器，通過(guò)零電壓驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，DSP控制芯片發(fā)出控制信號(hào)并傳輸給輸入電壓電流采集器進(jìn)行電壓電流的采集，DSP控制芯片發(fā)出控制信號(hào)并傳輸給環(huán)境檢測(cè)裝置進(jìn)行包括溫度、濕度在內(nèi)的環(huán)境信息的檢測(cè)，大功率IGBT的輸出端還與能量轉(zhuǎn)換單元進(jìn)行連接，超級(jí)電容儲(chǔ)能單元進(jìn)行連接后進(jìn)行儲(chǔ)能。

進(jìn)一步的，所述大功率IGBT采用四個(gè)IGBT-1-?IGBT-4，IGBT-1的發(fā)射極與IGBT-2的集電極相連接，所述IGBT-1的發(fā)射極與IGBT-2的集電極的中間連線(xiàn)處還與能量轉(zhuǎn)換單元相連接，IGBT-1的基極與IGBT-2的基極相連接后與零電壓驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行連接；IGBT-3的發(fā)射極與IGBT-4的集電極相連接，所述IGBT-3的發(fā)射極與IGBT-4的集電極的中間連線(xiàn)處還與能量轉(zhuǎn)換單元相連接，IGBT-3的基極與IGBT-4的基極相連接后與零電壓驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行連接，所述IGBT-1的集電極與IGBT-3的集電極連接后一路與牽引電網(wǎng)或地面充電設(shè)備相連接，另一路還與輸入電壓電流采集器相連接。

進(jìn)一步的，所述輸入電壓電流采集器采用霍爾傳感器。