CN105449830B - 一种dc600v列车供电电源系统 - Google Patents

一种dc600v列车供电电源系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及列车供电领域，尤其涉及一种DC600V列车供电电源系统。将传统的一个供电电源模块对应一个负载的形式改为两个整流模块并联连接后对应一个负载，与传统相比，体积和重量都减小，可提高列车车速；本发明的供电电源模块采用两个整流模块并联连接的方式，但其中一路出现故障时还能有另一路进行工作，进而系统的冗余度得到提升。对于列车而言，这点相当重要。其中第一供电电源模块通过开关模块与第二供电电源模块连接，实现当第一供电电源模块中的一路出现故障时，另一路可通过开关模块的控制实现与第二供电电源模块的并联连接，确保系统正常运作。

Description

一种DC600V列车供电电源系统
技术领域
本发明涉及列车供电领域，尤其涉及一种DC600V列车供电电源系统。
背景技术
DC600V列车供电电源，作为取代发电车的客车供电设备已经在传统直流机车上大量运用，在和谐机车HXD1B、HXD3C等车型。目前所有的列车供电电源仍然是采用传统的晶闸管整流技术，不同型号之间仅仅是进行局部的工艺升级。
对于常用的2*400KW的结构，即一台机车两个400KW的列车供电电源机柜各自独立供电，两个机柜不进行并联，一旦一个机柜损坏，整个列车供电系统损失的功率为50％，由于整车的负载为800kW，需要将负载减半，才可以满足单个机柜的工作，列车供电系统的冗余度较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种高冗余度的DC600V列车供电电源系统。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种DC600V列车供电电源系统，包括：第一供电电源模块、第一负载电阻、第二供电电源模块、第二负载电阻和开关模块；
所述第一供电电源模块包括两个结构相同且相互并联连接的第一整流模块和第二整流模块；
所述第一整流模块包括依次连接的第一电流输入端、第一整流电路和第一电流输出端；所述第二整流模块包括依次连接的第二电流输入端、第二整流电路和第二电流输出端；所述第一电流输出端和第二电流输出端分别与第一负载电阻并联连接；
所述第二供电电源模块包括两个结构相同且相互并联连接的第三整流模块和第四整流模块；
所述第三整流模块包括依次连接的第三电流输入端、第三整流电路和第三电流输出端；所述第四整流模块包括依次连接的第四电流输入端、第四整流电路和第四电流输出端；所述第三电流输出端和第四电流输出端分别与第二负载电阻并联连接；
所述第一供电电源模块通过开关模块与第二供电电源模块连接。
本发明的有益效果在于：与传统的列车供电系统相比，本发明提供的DC600V列车供电电源系统是将传统的一个供电电源模块对应一个负载的形式改为两个整流模块并联连接后对应一个负载，这样设计的好处是：
传统的供电电源模块之间是相互独立供电，一旦出现故障，系统功率损失较大，导致系统的冗余度较低；本发明的供电电源模块采用两个整流模块并联连接的方式，但其中一路出现故障时还能有另一路进行工作，进而系统的冗余度得到提升。对于列车而言，这点相当重要。其中第一供电电源模块通过开关模块与第二供电电源模块连接，实现当第一供电电源模块中的一路出现故障时，另一路可通过开关模块的控制实现与第二供电电源模块的并联连接，确保系统正常运作。
附图说明
图1为本发明的DC600V列车供电电源系统的结构示意图；
图2为本发明的DC600V列车供电电源系统的冗余模式下的简化后的结构示意图；
图3为本发明的DC600V列车供电电源系统的整流模块输出特性曲线示意图；
图4为本发明的DC600V列车供电电源系统的第一整流模块的电路连接图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：供电电源模块采用两个整流模块并联连接，供电电源模块之间采用开关模块进行连接，实现系统高冗余度。
请参照图1-4，本发明提供的一种DC600V列车供电电源系统，包括：第一供电电源模块、第一负载电阻、第二供电电源模块、第二负载电阻和开关模块；
所述第一供电电源模块包括两个结构相同且相互并联连接的第一整流模块和第二整流模块；
所述第一整流模块包括依次连接的第一电流输入端、第一整流电路和第一电流输出端；所述第二整流模块包括依次连接的第二电流输入端、第二整流电路和第二电流输出端；所述第一电流输出端和第二电流输出端分别与第一负载电阻并联连接；
所述第二供电电源模块包括两个结构相同且相互并联连接的第三整流模块和第四整流模块；
所述第三整流模块包括依次连接的第三电流输入端、第三整流电路和第三电流输出端；所述第四整流模块包括依次连接的第四电流输入端、第四整流电路和第四电流输出端；所述第三电流输出端和第四电流输出端分别与第二负载电阻并联连接；
所述第一供电电源模块通过开关模块与第二供电电源模块连接。
上述DC600V列车供电电源系统的工作原理如下：
例如：正常情况下，第一整流模块和第二整流模块分别提供200W的功率供400W的第一负载电阻供电；第三整流模块和第四整流模块分别提供200W的功率供400W的第二负载电阻供电；
当第一整流模块出现故障情况时，通过开关模块吸合，使第二整流模块、第三整流模块和第四整流模块并联连接且每个整流模块最大可调节到300W，也就是最大可达900W，照样可以为两个负载电阻供电，使之正常工作，此时两个负载电阻为并联连接。
进一步的，所述第一供电电源模块通过开关模块与第二供电电源模块连接，具体为：
所述第二电流输出端通过开关模块与第三电流输出端连接。
进一步的，还包括控制器和电流采样电路；在所述第一电流输出端与第一负载电阻的通路上设有第一采样点；在所述第二电流输出端与第一负载电阻的通路上设有第二采样点；在所述第三电流输出端与第二负载电阻的通路上设有第三采样点；在所述第四电流输出端与第二负载电阻的通路上设有第四采样点；
所述第一采样点、第二采样点、第三采样点和第四采样点分别与所述电流采样电路的输入端连接；所述电流采样电路的输出端与控制器连接；所述控制器与所述开关模块连接。
由上述描述可知，通过上述设置的采样点，再结合电流采样电路对设置的采样点进行电流采样，可实时检测各通路上的工作状况并实时反馈控制器，正常工作情况下，开关模块为断开状态；当出现故障或其他异常情况，控制器控制开关模块的工作状态改为吸合，实现供电电源模块之间的并联。
进一步的，所述第一整流模块包括第一电流输入端、整流分压模块、PFC电路、第一IGBT晶体管、第二IGBT晶体管、电感、第三IGBT晶体管、第四IGBT晶体管、电容、第一电阻、第二电阻和第一电流输出端；
所述第一电流输入端分别与所述电感的一端、整流分压模块的输入端和第二IGBT晶体管的集电极电连接；
所述整流分压模块的输出端、第一IGBT晶体管的栅极、第二IGBT晶体管的栅极、第三IGBT晶体管的栅极和第四IGBT晶体管的栅极分别与PFC电路电连接；
所述电感的另一端分别与PFC电路和第一IGBT晶体管的集电极电连接；
所述第一IGBT晶体管的集电极与第三IGBT晶体管的发射极电连接，所述第三IGBT晶体管的集电极与第一电流输出端电连接；
所述第二IGBT晶体管的集电极与第四IGBT晶体管的发射极电连接，所述第四IGBT晶体管的集电极与第一电流输出端电连接；
所述电容的一端和第一电阻的一端分别与第一电流输出端电连接；
所述第一IGBT晶体管的发射极、第二IGBT晶体管的发射极、电容的另一端和第一电阻的另一端均接地；
所述第一电流输出端通过第二电阻与PFC电路电连接。
由上述描述可知，采用IGBT晶体管取代传统的晶闸管，由于IGBT晶体管的开关频率可以提高到10kHz以上，输出纹波电压可以控制在5％，可提供高精度稳压电源给列车供电；由电感、二极管、IGBT晶体管以及整流分压模块连接形成主动式高频斩波整流电路取代传统的固定基波相控整流电路，采用主动式高频斩波整流电路可减小传统平波电抗器的庞大体积，减小直流滤波电容容量及体积，实现轻量化。
进一步的，所述PFC电路包括电压输入端、第一补偿器、乘法器、第二补偿器和PWM发生器；
所述第二电阻的一端与第一补偿器的反相输入端电连接；所述电压输入端与第一补偿器的同相输入端电连接；
所述整流分压模块的输出端与第一补偿器的输出端分别与乘法器的输入端电连接；
所述电感的另一端与第二补偿器的反相输入端电连接；所述乘法器的输出端与第二补偿器的同相输入端电连接；
所述第二补偿器的输出端与PWM发生器的同相输入端电连接；所述PWM发生器的反相输入端输入三角波；所述PWM发生器的输出端分别与第一IGBT晶体管的栅极、第二IGBT晶体管的栅极、第三IGBT晶体管的栅极和第四IGBT晶体管的栅极。
由上述描述可知，通过上述连接方式，PWM发生器的输出端产生波形用于驱动第一IGBT晶体管、第二IGBT晶体管、第三IGBT晶体管和第四IGBT晶体管，从而进行PFC控制，精确控制电流相位，使输入电流相位跟踪输入电压的变化，可得到较高的功率因数。
请参照图1-4，本发明的实施例一为：
需要说明的是：第一供电电源模块为列车供电电源1，第二供电电源模块为列车供电电源2，第一负载电阻为负载RL1，第二负载电阻为负载RL2，开关模块为双极接触器KM1；第一整流模块为列车供电电源1的1#整流模块，第二整流模块为列车供电电源1的2#整流模块，第三整流模块为列车供电电源2的1#整流模块，第四整流模块为列车供电电源2的2#整流模块；
本发明提供的一种DC600V列车供电电源系统，包括：列车供电电源1、负载RL1、列车供电电源2、负载RL2和双极接触器KM1；
所述列车供电电源1包括两个结构相同且相互并联连接的列车供电电源1的1#整流模块和列车供电电源1的2#整流模块；
所述列车供电电源1的1#整流模块包括依次连接的第一电流输入端、第一整流电路和第一电流输出端；所述列车供电电源1的2#整流模块包括依次连接的第二电流输入端、第二整流电路和第二电流输出端；所述第一电流输出端和第二电流输出端分别与负载RL1并联连接；
所述列车供电电源2包括两个结构相同且相互并联连接的列车供电电源2的1#整流模块和列车供电电源2的2#整流模块；
所述列车供电电源2的1#整流模块包括依次连接的第三电流输入端、第三整流电路和第三电流输出端；所述列车供电电源2的2#整流模块包括依次连接的第四电流输入端、第四整流电路和第四电流输出端；所述第三电流输出端和第四电流输出端分别与负载RL2并联连接；
所述列车供电电源1通过双极接触器KM1与列车供电电源2连接，具体为：所述列车供电电源1的2#整流模块通过双极接触器KM1与列车供电电源2的1#整流模块连接。
请参阅图1-4，上述的DC600V列车供电电源系统的具体实施方式如下：
1套列车供电电源系统的两个列车供电电源，列车供电电源1、列车供电电源2；列车供电1给相应的负载RL1供电，列车供电电源2给相应的负载RL2供电。两个列车供电电源1、2通过双极接触器KM1连接在一起，在列车供电系统正常供电时，KM1断开，两个列车供电电源分别独立给相应的负载RL1、RL2供电，两个列车供电电源之间相互独立没有电气联系。
当有一个列车供电电源出现故障时，列车供电系统工作在冗余模式，KM1闭合，两个列车供电电源并联给RL1、RL2供电。如列车供电源1的2#整流模块故障，另外一个列车供电源的两个整流模块与上述列车供电电源的工作正常的整流模块进行并联，从而为整柜提供满负载运行。
如图2所示为列车供电系统冗余模式下简化后的结构示意图。列车供电电源1的1#整流模块与列车供电电源2的1#整流模块、2#整流模块并联为列车负载供电。列车供电电源1的1#整流模块输出电压为Vo1，输出电流为Io1，列车供电电源2的1#整流模块输出电压为Vo2，输出电流为Io2，列车供电电源2的2#整流模块输出电压为Vo3，输出电流为Io3。列车供电系统采用下垂特性法进行并联均流控制，将3个整流模块的输出回路的阻抗补偿的基本一致。按照Vc＝600V-Io*R(式1)为控制电压的补偿表达式进行确定输出控制电压Vc，其中600V为每个整流模块的输出额定电压，Io为每个整流模块当时的输出电流，R为补偿回路的阻抗。选择合适的补偿电阻R后，使整流模块的输出特性基本相同，Vc通过每个整流模块的电流进行调整。刚开始不均流的情况下，输出电流较大的整流模块，通过式1减小相应的输出控制电压Vc，从而将输出电流减小；输出电流较小的整流模块，通过式1增大相应的输出控制电压Vc，从而将输出电流增大；最终通过Vc的调节达到三个整流模块的输出电流相同。下面以电源1的1#整流模块与电源2的1#整流模块并联后的输出特性图来进一步说明采用本发明后，两个相应整流模块的输出特性变一致，从而输出电流达到均流的效果。
如图3所示为电源1的1#整流模块与电源2的1#整流模块并联的输出特性图。从图3可以得到：图中有两组曲线，实线对应的是两个整流模块未采用本发明的并联均流技术前的两个整流模块的输出特性曲线：在输出电压为Vo的时候，供电电源1的1#整流模块输出电流为Io1，供电电源2的1#整流模块输出电流为Io2，从曲线中可以看出，Io1和Io2相差较大；曲线对应的是采用本发明的并联均流技术后的两个整流模块的输出特性曲线，通过全数字化控制，采用软件补偿阻抗的方案提高输出阻抗，使整流模块的下垂特性变一致，在输出电压为Vo的时候，供电电源1的1#整流模块输出电流为Io1′，供电电源2的1#整流模块输出电流为Io2′，从曲线中可以看出，Io1′和Io2′相差较小，相对实线对应的输出特性曲线，两个整流模块的输出电流相差明显减小，通过优化补偿阻抗的方案，优化整流模块的下垂特性，可以进一步提高整流模块并联的均流度，从而实现系统级的整流模块冗余，提高列车供电系统电源的冗余度。
上述的DC600V列车供电电源系统还包括控制器和电流采样电路；在所述第一电流输出端与第一负载电阻的通路上设有第一采样点；在所述第二电流输出端与第一负载电阻的通路上设有第二采样点；在所述第三电流输出端与第二负载电阻的通路上设有第三采样点；在所述第四电流输出端与第二负载电阻的通路上设有第四采样点；所述第一采样点、第二采样点、第三采样点和第四采样点分别与所述电流采样电路的输入端连接；所述电流采样电路的输出端与控制器连接；所述控制器与所述开关模块连接。通过上述设置的采样点，再结合电流采样电路对设置的采样点进行电流采样，可实时检测各通路上的工作状况并实时反馈控制器，正常工作情况下，开关模块为断开状态；当出现故障或其他异常情况，控制器控制开关模块的工作状态改为吸合，实现供电电源模块之间的并联。
需要说明的是：本发明中的第一整流模块、第二整流模块、第三整流模块和第四整流模块的结构是相同的，因此以下只说明第一整流模块的具体结构。
所述列车供电电源1的1#整流模块包括第一电流输入端、整流分压模块、PFC电路、第一IGBT晶体管、第二IGBT晶体管、电感、第三IGBT晶体管、第四IGBT晶体管、电容、第二电阻和第一电流输出端；所述第一电流输入端分别与所述电感的一端、整流分压模块的输入端和第二IGBT晶体管的集电极电连接；所述整流分压模块的输出端、第一IGBT晶体管的栅极、第二IGBT晶体管的栅极、第三IGBT晶体管的栅极和第四IGBT晶体管的栅极分别与PFC电路电连接；所述电感的另一端分别与PFC电路和第一IGBT晶体管的集电极电连接；所述第一IGBT晶体管的集电极与第三IGBT晶体管的发射极电连接，所述第三IGBT晶体管的集电极与第一电流输出端电连接；所述第二IGBT晶体管的集电极与第四IGBT晶体管的发射极电连接，所述第四IGBT晶体管的集电极与第一电流输出端电连接；所述电容的一端和第一负载电阻的一端分别与第一电流输出端电连接；所述第一IGBT晶体管的发射极、第二IGBT晶体管的发射极、电容的另一端和第一负载电阻的另一端均接地；所述第一电流输出端通过第二电阻与PFC电路电连接。
其中，所述PFC电路包括电压输入端、第一补偿器、乘法器、第二补偿器和PWM发生器；所述第二电阻的一端与第一补偿器的反相输入端电连接；所述电压输入端与第一补偿器的同相输入端电连接；所述整流分压模块的输出端与第一补偿器的输出端分别与乘法器的输入端电连接；所述电感的另一端与第二补偿器的反相输入端电连接；所述乘法器的输出端与第二补偿器的同相输入端电连接；所述第二补偿器的输出端与PWM发生器的同相输入端电连接；所述PWM发生器的反相输入端输入三角波；所述PWM发生器的输出端分别与第一IGBT晶体管的栅极、第二IGBT晶体管的栅极、第三IGBT晶体管的栅极和第四IGBT晶体管的栅极。
通过上述连接方式，PWM发生器的输出端产生波形用于驱动第一IGBT晶体管、第二IGBT晶体管、第三IGBT晶体管和第四IGBT晶体管，从而进行PFC控制，精确控制电流相位，使输入电流相位跟踪输入电压的变化，可得到较高的功率因数。
请参阅图4，上述整流模块的实施方式如下：
系统中整流模块采用的PFC电路可以是所有拓扑的单相PFC电路，图4中整流模块的PFC电路以典型的无桥PFC电路为例进行说明。图4中PFC电路将传统的晶闸管整流电路中的晶闸管更换为IGBT晶体管，标号为Q11、Q21、Q31、Q41，在输入电源回路中串联电感L11，输出电容为C11，负载电阻为RL。
当IGBT晶体管Q11、Q21、Q31、Q41开通时，交流输入Vi为储能电感L11储能，输出电容C11为负载RL供电；当IGBT晶体管Q11、Q21、Q31、Q41关断时，交流输入Vi和储能电感L11为负载RL供电，同时给输出电容C11充电。
PFC电路包括如图4中的PID补偿器A1、PID补偿器A2和PWM发生器部分。PFC控制过程：电压环的输出电压给定Vref与输出电压反馈Vf11通过PID补偿器A1输出Vc11，然后通过乘法器Vs11相乘。Vs11为交流输入电压经过整流分压后的低压信号。Vc11与Vs11乘积作为电流环的电流给定与If经过PID补偿器A2后产生Vc21作为PWM发生器的同相输入信号，以三角波作为PWM发生器的反相输入信号，在PWM发生器的输出端产生的波形驱动Q11、Q21、Q31、Q41，从而进行PFC控制，使功率模块输入电流相位跟踪输入电压。同时电压环使输出电压稳定在预设值(600V)。
由于IGBT晶体管的开关频率可以提高到10kHz以上，采用的输出纹波电压可以控制在5％，并且将具有更高的稳压精度，供给列车更洁净能源；另外采用高频开关技术，将大大减小传统平波电抗器的庞大体积，并减小了直流滤波电容容量及体积，可实现轻量化。采用高频PFC控制技术，将有效减少电网谐波干扰，额定容量下谐波含量小于5％；全范围功率在0.9以上额定负载时接近1.0，将有效降低输入的无功损耗。
如图4中所示，1#整流模块的输出电压采样Zf11损坏，传统模式下，该整流模块将不能正常工作。采用了本发明的控制技术，两个整流模块通过判断识别出来1#整流模块的输出电压传感器故障，此时，1#整流模块的控制输出电压将采用2#整流模块的输出电压采样作为1#整流模块的输出电压控制使用，1#整流模块的控制正常工作，不会影响到整柜的工作，整柜输出功率正常。这种通过柜内的冗余互用机制，从整流模块的角度实现了零部件冗余。
综上所述，本发明提供的一种DC600V列车供电电源系统，与传统的列车供电系统相比，本发明提供的DC600V列车供电电源系统是将传统的一个供电电源模块对应一个负载的形式改为两个整流模块并联连接后对应一个负载，这样设计的好处是：1、传统的供电电源模块体积和重量较大，导致列车车速较慢；本发明的供电电源模块采用两个整流模块并联连接的方式，与传统相比，体积和重量都减小，可提高列车车速；2、传统的供电电源模块之间是相互独立供电，一旦出现故障，系统功率损失较大，导致系统的冗余度较低；本发明的供电电源模块采用两个整流模块并联连接的方式，但其中一路出现故障时还能有另一路进行工作，进而系统的冗余度得到提升。对于列车而言，这点相当重要。其中第一供电电源模块通过开关模块与第二供电电源模块连接，实现当第一供电电源模块中的一路出现故障时，另一路可通过开关模块的控制实现与第二供电电源模块的并联连接，确保系统正常运作。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种DC600V列车供电电源系统，其特征在于，包括：第一供电电源模块、第一负载电阻、第二供电电源模块、第二负载电阻和开关模块；
所述第一供电电源模块包括两个结构相同且相互并联连接的第一整流模块和第二整流模块；
所述第一整流模块包括依次连接的第一电流输入端、第一整流电路和第一电流输出端；所述第二整流模块包括依次连接的第二电流输入端、第二整流电路和第二电流输出端；所述第一电流输出端和第二电流输出端分别与第一负载电阻并联连接；
所述第二供电电源模块包括两个结构相同且相互并联连接的第三整流模块和第四整流模块；
所述第三整流模块包括依次连接的第三电流输入端、第三整流电路和第三电流输出端；所述第四整流模块包括依次连接的第四电流输入端、第四整流电路和第四电流输出端；所述第三电流输出端和第四电流输出端分别与第二负载电阻并联连接；
所述第一供电电源模块通过开关模块与第二供电电源模块连接；
还包括控制器和电流采样电路；在所述第一电流输出端与第一负载电阻的通路上设有第一采样点；在所述第二电流输出端与第一负载电阻的通路上设有第二采样点；在所述第三电流输出端与第二负载电阻的通路上设有第三采样点；在所述第四电流输出端与第二负载电阻的通路上设有第四采样点；
所述第一采样点、第二采样点、第三采样点和第四采样点分别与所述电流采样电路的输入端连接；所述电流采样电路的输出端与控制器连接；所述控制器与所述开关模块连接；
正常工作情况下，开关模块为断开状态；当出现故障或其他异常情况，控制器控制开关模块的工作状态改为吸合，实现当第一供电电源模块中的一路出现故障时，另一路可通过开关模块的控制实现与第二供电电源模块的并联连接，确保系统正常运作。
2.根据权利要求1所述的DC600V列车供电电源系统，其特征在于，所述第一供电电源模块通过开关模块与第二供电电源模块连接，具体为：
所述第二电流输出端通过开关模块与第三电流输出端连接。
3.根据权利要求1所述的DC600V列车供电电源系统，其特征在于，所述第一整流模块包括第一电流输入端、整流分压模块、PFC电路、第一IGBT晶体管、第二IGBT晶体管、电感、第三IGBT晶体管、第四IGBT晶体管、电容、第二电阻和第一电流输出端；
所述第一电流输入端分别与所述电感的一端、整流分压模块的输入端和第二IGBT晶体管的集电极电连接；
所述整流分压模块的输出端、第一IGBT晶体管的栅极、第二IGBT晶体管的栅极、第三IGBT晶体管的栅极和第四IGBT晶体管的栅极分别与PFC电路电连接；
所述电感的另一端分别与PFC电路和第一IGBT晶体管的集电极电连接；
所述第一IGBT晶体管的集电极与第三IGBT晶体管的发射极电连接，所述第三IGBT晶体管的集电极与第一电流输出端电连接；
所述第二IGBT晶体管的集电极与第四IGBT晶体管的发射极电连接，所述第四IGBT晶体管的集电极与第一电流输出端电连接；
所述电容的一端和第一负载电阻的一端分别与第一电流输出端电连接；
所述第一IGBT晶体管的发射极、第二IGBT晶体管的发射极、电容的另一端和第一负载电阻的另一端均接地；
所述第一电流输出端通过第二电阻与PFC电路电连接。
4.根据权利要求3所述的DC600V列车供电电源系统，其特征在于，所述PFC电路包括电压输入端、第一补偿器、乘法器、第二补偿器和PWM发生器；
所述第二电阻的一端与第一补偿器的反相输入端电连接；所述电压输入端与第一补偿器的同相输入端电连接；
所述整流分压模块的输出端与第一补偿器的输出端分别与乘法器的输入端电连接；
所述电感的另一端与第二补偿器的反相输入端电连接；所述乘法器的输出端与第二补偿器的同相输入端电连接；
所述第二补偿器的输出端与PWM发生器的同相输入端电连接；所述PWM发生器的反相输入端输入三角波；所述PWM发生器的输出端分别与第一IGBT晶体管的栅极、第二IGBT晶体管的栅极、第三IGBT晶体管的栅极和第四IGBT晶体管的栅极相连。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106961212B (zh) * 2017-03-29 2019-09-20 华为技术有限公司 一种电压转换装置及其控制方法
CN108111075A (zh) * 2017-12-25 2018-06-01 深圳市英威腾电气股份有限公司 一种发电方法和系统
CN109980913B (zh) * 2017-12-27 2021-11-02 中兴通讯股份有限公司 开关电源，电压输出方法
CN115995994B (zh) * 2022-11-04 2023-07-28 惠州市乐亿通科技有限公司 裂相三桥臂逆变电路及调制方法
CN115642798B (zh) * 2022-11-04 2023-11-17 惠州市乐亿通科技有限公司 裂相三桥臂pfc电路及调制方法
CN116191918B (zh) * 2022-12-14 2023-10-27 惠州市乐亿通科技有限公司 非交错并联软开关裂相逆变电路的调制方法及裂相逆变器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104015632A (zh) * 2014-05-30 2014-09-03 吉林大学 高速客运专线动车组全程不设过分相的供电系统
CN204578388U (zh) * 2015-04-29 2015-08-19 深圳市通业科技发展有限公司 一种供电电源系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7256515B2 (en) * 2005-01-07 2007-08-14 Quanta Computer, Inc. Power supply system with high cooling capability
CN101599661B (zh) * 2009-04-02 2011-08-10 杭州中实四方电力自动化有限公司 全高频无切换接点的铁路信号智能电源屏
GB201100484D0 (en) * 2011-01-12 2011-02-23 Saf T Glo Ltd Lighting
CN102170169A (zh) * 2011-03-30 2011-08-31 株洲南车时代电气股份有限公司 一种车载辅助逆变电源供电系统
CN103368251B (zh) * 2012-03-29 2015-07-22 南车青岛四方机车车辆股份有限公司 列车辅助电源扩展供电电路及控制方法和设计方法
CN203104085U (zh) * 2013-01-06 2013-07-31 浙江中碳科技有限公司 高压直流供电系统
TW201436409A (zh) * 2013-03-13 2014-09-16 Good Will Instr Co Ltd 採用限流控制的電源並聯系統

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104015632A (zh) * 2014-05-30 2014-09-03 吉林大学 高速客运专线动车组全程不设过分相的供电系统
CN204578388U (zh) * 2015-04-29 2015-08-19 深圳市通业科技发展有限公司 一种供电电源系统

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