CN103384114B - Dc600v列车供电装置控制单元的供电电源 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种DC600V列车供电装置控制单元的供电电源，其特征在于包括DC110V输入端、连接DC110V输入端的输入保护电路、连接输入保护电路的输入滤波电路、连接输入滤波电路的DC-DC转换电路、连接DC-DC转换电路的输出滤波电路、连接输出滤波电路的输出状态指示电路、以及连接输出状态指示电路的输出端；本发明结构简单、抗浪涌能力强、能够有效抑制干扰、输出稳定，为DC600V列车供电装置的控制单元提供了安全可靠的电源，一定程度上降低了DC600V列车供电装置的生产成本，不仅便于生产，而且成本非常低廉适于广泛推广。
Description
技术领域
本发明涉及一种DC600V列车供电装置控制单元的供电电源。
背景技术
DC600V列车供电装置是将主变压器供电绕组输出的交流电压转换为稳定的直流600V向列车供电的装置，其通常包括整流单元、滤波单元、变流单元和控制单元，其中控制单元的稳定可靠性直接影响着DC600V列车供电装置的工作状态是否正常，而控制单元的供电电源性能好坏是决定控制单元稳定可靠性的重要因素，现有DC600V列车供电装置控制单元的供电电源具有抗浪涌能力和抑制干扰能力差、保护性能低的缺陷。
发明内容
本发明针对以上问题的提出，而研制一种抗浪涌能力强、能够有效抑制干扰、输出稳定的DC600V列车供电装置控制单元的供电电源。
本发明的技术手段如下：
一种DC600V列车供电装置控制单元的供电电源，包括DC110V输入端、连接DC110V输入端的输入保护电路、连接输入保护电路的输入滤波电路、连接输入滤波电路的DC-DC转换电路、连接DC-DC转换电路的输出滤波电路、连接输出滤波电路的输出状态指示电路、以及连接输出状态指示电路的输出端；
进一步地，所述输入保护电路包括二极管D1、压敏电阻MOV1、压敏电阻MOV2和瞬态电压抑制二极管TVS1；所述二极管D1阳极连接DC110V输入端正极，该二极管D1阴极与压敏电阻MOV1一端相连接；所述压敏电阻MOV1另一端连接DC110V输入端负极；所述压敏电阻MOV2、瞬态电压抑制二极管TVS1和压敏电阻MOV1相互并联；
进一步地，所述输入滤波电路包括电感L1、滤波模块Filter1和电容E1；所述电感L1一端连接瞬态电压抑制二极管TVS1阴极，另一端与滤波模块Filter1的第一输入引脚相连接；所述瞬态电压抑制二极管TVS1阳极连接滤波模块Filter1的第二输入引脚；所述滤波模块Filter1的第一输出引脚和第二输出引脚之间并联接有电容E1；
进一步地，所述DC-DC转换电路包括DC-DC电源模块U1和电阻R1；所述DC-DC电源模块U1的输入引脚+IN连接滤波模块Filter1的第一输出引脚；所述DC-DC电源模块U1的输入引脚-IN连接滤波模块Filter1的第二输出引脚；所述DC-DC电源模块U1的输出引脚+Out和正输出电压遥感引脚+S相连接；所述DC-DC电源模块U1的输出引脚-Out与负输出电压遥感引脚-S相连接；所述DC-DC电源模块U1的输出电压调节引脚SC通过电阻R1连接输出端正极；
进一步地，所述输出滤波电路包括电感L2、电容E2和电容C1；所述电感L2与相互并联的电容E2和电容C1构成LC型滤波电路；所述LC型滤波电路两端分别连接DC-DC电源模块U1的输出引脚+Out和输出引脚-Out；
进一步地，所述输出状态指示电路包括电阻R2和发光二极管LED1；所述电阻R2和发光二极管LED1相互串联接在输出端正极和输出端负极之间；
进一步地，所述滤波模块Filter1的接地引脚与地连接；所述DC-DC电源模块U1的输入引脚+IN通过安规电容CY1与地连接；所述DC-DC电源模块U1的输入引脚-IN通过安规电容CY4与地连接；所述DC-DC电源模块U1的输出引脚+Out通过安规电容CY2与地连接；所述DC-DC电源模块U1的输出引脚-Out通过安规电容CY3与地连接；
进一步地，所述输出端正极通过电阻RS1连接测试端子TP1；所述输出端负极通过电阻RS2连接测试端子TP2；
进一步地，所述电容E1、E2为电解电容。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的DC600V列车供电装置控制单元的供电电源，通过输入保护电路所包括的二极管D1能够防止由于输入的直流电源正负极被反接而损坏电源的问题，输入保护电路采用压敏电阻MOV1、压敏电阻MOV2和瞬态电压抑制二极管TVS1相互并联，既能够实现过压保护，又能有效的吸收浪涌电流；通过包括电感L1、滤波模块Filter1和电容E1的输入滤波电路可以滤除电磁干扰信号，电容E1采用电解电容可以减少输入电压波动对DC-DC电源模块的影响，结合输入保护电路和输入滤波电路可以保证DC-DC电源模块的前端输入电压的平滑稳定；DC-DC电源模块的输入引脚和输出引脚分别通过安规电容接地，能够有效抑制EMI传导干扰。本发明结构简单、抗浪涌能力强、能够有效抑制干扰、输出稳定，为DC600V列车供电装置的控制单元提供了安全可靠的电源，一定程度上降低了DC600V列车供电装置的生产成本，不仅便于生产，而且成本非常低廉适于广泛推广。
附图说明
图1是本发明的结构框图；
图2是本发明的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示的一种DC600V列车供电装置控制单元的供电电源，包括DC110V输入端、连接DC110V输入端的输入保护电路、连接输入保护电路的输入滤波电路、连接输入滤波电路的DC-DC转换电路、连接DC-DC转换电路的输出滤波电路、连接输出滤波电路的输出状态指示电路、以及连接输出状态指示电路的输出端。
如图2所示，所述输入保护电路包括二极管D1、压敏电阻MOV1、压敏电阻MOV2和瞬态电压抑制二极管TVS1；所述二极管D1阳极连接DC110V输入端正极，该二极管D1阴极与压敏电阻MOV1一端相连接；所述压敏电阻MOV1另一端连接DC110V输入端负极；所述压敏电阻MOV2、瞬态电压抑制二极管TVS1和压敏电阻MOV1相互并联；所述输入滤波电路包括电感L1、滤波模块Filter1和电容E1；所述电感L1一端连接瞬态电压抑制二极管TVS1阴极，另一端与滤波模块Filter1的第一输入引脚相连接；所述瞬态电压抑制二极管TVS1阳极连接滤波模块Filter1的第二输入引脚；所述滤波模块Filter1的第一输出引脚和第二输出引脚之间并联接有电容E1；所述DC-DC转换电路包括DC-DC电源模块U1和电阻R1；所述DC-DC电源模块U1的输入引脚+IN连接滤波模块Filter1的第一输出引脚；所述DC-DC电源模块U1的输入引脚-IN连接滤波模块Filter1的第二输出引脚；所述DC-DC电源模块U1的输出引脚+Out和正输出电压遥感引脚+S相连接；所述DC-DC电源模块U1的输出引脚-Out与负输出电压遥感引脚-S相连接；所述DC-DC电源模块U1的输出电压调节引脚SC通过电阻R1连接输出端正极；所述输出滤波电路包括电感L2、电容E2和电容C1；所述电感L2与相互并联的电容E2和电容C1构成LC型滤波电路；所述LC型滤波电路两端分别连接DC-DC电源模块U1的输出引脚+Out和输出引脚-Out；所述输出状态指示电路包括电阻R2和发光二极管LED1；所述电阻R2和发光二极管LED1相互串联接在输出端正极和输出端负极之间；所述滤波模块Filter1的接地引脚与地连接；所述DC-DC电源模块U1的输入引脚+IN通过安规电容CY1与地连接；所述DC-DC电源模块U1的输入引脚-IN通过安规电容CY4与地连接；所述DC-DC电源模块U1的输出引脚+Out通过安规电容CY2与地连接；所述DC-DC电源模块U1的输出引脚-Out通过安规电容CY3与地连接；所述输出端正极通过电阻RS1连接测试端子TP1；所述输出端负极通过电阻RS2连接测试端子TP2；所述电容E1、E2为电解电容；滤波模块Filter1的引脚1为第一输入引脚，引脚2为第二输入引脚，引脚3为第一输出引脚，引脚4为第二输出引脚，引脚5为接地引脚；DC-DC电源模块U1可以是将范围在66～154VDC之间的输入电压转换为+5VDC、±15V或者±24VDC的任一DC-DC电源模块；即输出端正极V+和输出端负极V-之间电压可以为+5VDC、±15V或者±24VDC；实际使用时也可以将多个不同规格的DC-DC电源模块同时与输入滤波电路相连接，每一DC-DC电源模块后端分别连接输出滤波电路和输出状态指示电路，这样实现同时提供多种不同输出电压给DC600V列车供电装置控制单元。
本发明的输入电压范围可以在66～154VDC之间；所述DC-DC电源模块U1的输出引脚+Out和正输出电压遥感引脚+S相连接；所述DC-DC电源模块U1的输出引脚-Out与负输出电压遥感引脚-S相连接；所述DC-DC电源模块U1的输出电压调节引脚SC通过电阻R1连接输出端正极，DC-DC转换电路既具有输入欠压封锁、输出过压保护、输出过流保护、输出电压可调节的功能，当输入电压超过DC169V时，DC-DC电源模块关闭输出，当输入电压恢复到66～154VDC的正常范围时，DC-DC电源模块输出恢复正常状态；当DC-DC电源模块的输出电流增大到电流限制点时，其输出电压会下降至短路电流点的电压值，当过流状态消除后自动复原，所述DC-DC电源模块U1具有功率密度高、体积小、噪声低的特性；所述输出端正极通过电阻RS1连接测试端子TP1；所述输出端负极通过电阻RS2连接测试端子TP2，便于通过测试端子TP1、TP2监测输出端状态，本发明的输入滤波电路采用滤波模块代替以往的LC滤波电路，滤波效果更好，可靠性更高，经过试验验证，本发明在环境温度为-40～+85℃之间均可以正常可靠的工作；在抗浪涌能力方面，经过浪涌试验验证：①在DC110V输入端之间施加±1kV试验电压，持续时间60s，各试验5次；②在DC110V输入端正极与地之间，以及DC110V输入端负极与地之间，分别施加±2kV试验电压，持续时间60s，各试验5次；试验后，本发明仍能正常可靠地工作；在介电强度方面，将DC110V输入端正负极短接后与地之间施加1500V工频试验电压，持续时间1min，无击穿和闪络现象，试验结束后，本发明仍能正常可靠地工作；本发明结构简单，性能稳定，为DC600V列车供电装置的控制单元提供了安全可靠的电源，并经过大量的试验验证，解决了诸如在极限温度下可靠运行、输入冲击大时仍能正常工作等各种问题，且该电源自主设计生产，一定程度上降低了DC600V列车供电装置的生产成本。
本发明提供的DC600V列车供电装置控制单元的供电电源，通过输入保护电路所包括的二极管D1能够防止由于输入的直流电源正负极被反接而损坏电源的问题，输入保护电路采用压敏电阻MOV1、压敏电阻MOV2和瞬态电压抑制二极管TVS1相互并联，既能够实现过压保护，又能有效的吸收浪涌电流；通过包括电感L1、滤波模块Filter1和电容E1的输入滤波电路可以滤除电磁干扰信号，电容E1采用电解电容可以减少输入电压波动对DC-DC电源模块的影响，结合输入保护电路和输入滤波电路可以保证DC-DC电源模块的前端输入电压的平滑稳定；DC-DC电源模块的输入引脚和输出引脚分别通过安规电容接地，能够有效抑制EMI传导干扰。本发明结构简单、抗浪涌能力强、能够有效抑制干扰、输出稳定，不仅便于生产，而且成本非常低廉适于广泛推广。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种DC600V列车供电装置控制单元的供电电源，其特征在于包括DC110V输入端、连接DC110V输入端的输入保护电路、连接输入保护电路的输入滤波电路、连接输入滤波电路的DC-DC转换电路、连接DC-DC转换电路的输出滤波电路、连接输出滤波电路的输出状态指示电路、以及连接输出状态指示电路的输出端；
所述输入保护电路包括二极管D1、压敏电阻MOV1、压敏电阻MOV2和瞬态电压抑制二极管TVS1；所述二极管D1阳极连接DC110V输入端正极，该二极管D1阴极与压敏电阻MOV1一端相连接；所述压敏电阻MOV1另一端连接DC110V输入端负极；所述压敏电阻MOV2、瞬态电压抑制二极管TVS1和压敏电阻MOV1相互并联；
所述输入滤波电路包括电感L1、滤波模块Filter1和电容E1；所述电感L1一端连接瞬态电压抑制二极管TVS1阴极，另一端与滤波模块Filter1的第一输入引脚相连接；所述瞬态电压抑制二极管TVS1阳极连接滤波模块Filter1的第二输入引脚；所述滤波模块Filter1的第一输出引脚和第二输出引脚之间并联接有电容E1。
2.根据权利要求1所述的一种DC600V列车供电装置控制单元的供电电源，其特征在于所述DC-DC转换电路包括DC-DC电源模块U1和电阻R1；所述DC-DC电源模块U1的输入引脚+IN连接滤波模块Filter1的第一输出引脚；所述DC-DC电源模块U1的输入引脚-IN连接滤波模块Filter1的第二输出引脚；所述DC-DC电源模块U1的输出引脚+Out和正输出电压遥感引脚+S相连接；所述DC-DC电源模块U1的输出引脚-Out与负输出电压遥感引脚-S相连接；所述DC-DC电源模块U1的输出电压调节引脚SC通过电阻R1连接输出端正极。
3.根据权利要求2所述的一种DC600V列车供电装置控制单元的供电电源，其特征在于所述输出滤波电路包括电感L2、电容E2和电容C1；所述电感L2与相互并联的电容E2和电容C1构成LC型滤波电路；所述LC型滤波电路两端分别连接DC-DC电源模块U1的输出引脚+Out和输出引脚-Out。
4.根据权利要求3所述的一种DC600V列车供电装置控制单元的供电电源，其特征在于所述输出状态指示电路包括电阻R2和发光二极管LED1；所述电阻R2和发光二极管LED1相互串联接在输出端正极和输出端负极之间。
5.根据权利要求2所述的一种DC600V列车供电装置控制单元的供电电源，其特征在于所述滤波模块Filter1的接地引脚与地连接；所述DC-DC电源模块U1的输入引脚+IN通过安规电容CY1与地连接；所述DC-DC电源模块U1的输入引脚-IN通过安规电容CY4与地连接；所述DC-DC电源模块U1的输出引脚+Out通过安规电容CY2与地连接；所述DC-DC电源模块U1的输出引脚-Out通过安规电容CY3与地连接。
6.根据权利要求1所述的一种DC600V列车供电装置控制单元的供电电源，其特征在于所述输出端正极通过电阻RS1连接测试端子TP1；所述输出端负极通过电阻RS2连接测试端子TP2。
7.根据权利要求3所述的一种DC600V列车供电装置控制单元的供电电源，其特征在于所述电容E1、E2为电解电容。
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