CN201442524U

CN201442524U - 逆变充电式车用辅助电源

Info

Publication number: CN201442524U
Application number: CN2009200258802U
Authority: CN
Inventors: 李廷勇
Original assignee: QINGDAO EASYTOUSE ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: QINGDAO EASYTOUSE ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2009-05-31
Filing date: 2009-05-31
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2019-05-31

Abstract

本实用新型属于机动电动列车辅助电源技术领域，是一种逆变充电式车用辅助电源，逆变电路的输入端并联接有电容器，输入端正极通过串联接有的充电电阻开关和熔断器接入直流高压电源；逆变电路的输出端接有滤波电路，其输出端通过电磁干扰滤波器连接交流380伏输出接口；逆变电路的输出端通过驱动电路与控制单元电信连通：交流380伏输出接口并联式输出分别通过变压器接有交流220伏电压输出接口和接于整流电路输入端，整流电路输出端接有直流110伏输出接口供蓄电池充电电源；控制单元输出端分别接有输出信号接口和RS485通讯接口，控制单元输入端接有输入信号接口，其结构原理简单，整体造价低，节省原材料，运行节电性好，安全稳定。

Description

逆变充电式车用辅助电源

技术领域：

本实用新型属于机动电动列车辅助电源技术领域，涉及列车逆变器箱和充电机箱的改进技术，特别是一种逆变充电式车用辅助电源。

背景技术：

目前，在铁路机车和动车组等场合，辅助逆变电源装置是这类列车上的一个必不可少的关键电气设备，一般由逆变器箱和充电机箱两部分构成；常用的列车上的DC600V直流电源经逆变器箱中逆变器逆变为AC380V/220V的交流电源，向列车上的空调等设备供电；充电器箱中逆变正流出的直流110V电源供蓄电池充电及其他直流负载用电，其供电系统的负载设备遍布全车。现有列车上的辅助系统供电一般具有自动完成启动、关闭及故障切换功能，在列车网络正常工作时，能及时报告辅助系统的运行状况；其设备构成分为辅助供电系统电源、供电负载、控制系统三个部分；辅助逆变电源装置性能的高低直接决定了列车供电的稳定性，对列车供电系统来说是非常重要的环节。目前使用的辅助逆变电源装置普遍存在着如下缺点：需两个箱体分别安装充电器和逆变器，其体积大、重量大、维修与日常维护不便；其充电器箱体内有一套逆变电路，逆变器箱体中也有一套逆变电路，分别输出供电体统所需的不同的电压等级，用两套控制电路来分别控制逆变器箱和充电器箱，致使整个系统结构复杂，运行步骤十分繁琐，所用元器件多，控制较复杂、成本也高；如何设计和制备一种新型列车用辅助电源，将二者整合以达到更高性能与更低生产、维护、维修成本是目前本技术领域正待探讨和解决的技术问题。

发明内容：

本实用新型发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，寻求设计制备一种在不改变为蓄电池充电和为负载供电双功能的前提下，用一个逆变电路来实现为蓄电池充电和为负载供电功能的一体式电源设备；其逆变器主电路的输出给负载分别可供交流380V和220V以外，还具有直流110V的输出给蓄电池充电，兼备实现原有充电器箱的功。

为了实现上述目的，本实用新型在现有的逆变器主电路基础上，除输出380V与220V交流电外，再用三相380V的交流电经变压和整流后输出110V直流电给蓄电池充电；其原有充电器箱的主电路和控制电路用一个逆变电路实现并可方便地给负载供电和给蓄电池充电。

本实用新型的主体电路结构包括熔断器、充电电阻开关、逆变电路、LC滤波电路、驱动电路、整流电路、控制单元、变压器T₁和T₂、输出信号接口、输入信号接口、RS485接口、电容器、电阻器、电磁干扰滤波器、蓄电池充电电路和蓄电池等电器元件或电路单元；逆变电路的输入端并联接有电容器C₁，所述的输入端正极通过串联接有的充电电阻开关和熔断器接入直流高压电源；逆变电路的输出端接有LC滤波电路，LC滤波电路输出端通过电磁干扰滤波器连接交流380伏输出接口；逆变电路的输出端通过驱动电路与控制单元电信连通，实现智能化控制；交流380伏输出接口并联式输出通过变压器接有交流220伏电压输出接口和通过变压器接于整流电路输入端，由二级管组成的整流电路输出端接有直流110伏输出接口，其输出的110伏直流电供蓄电池充电电源；逆变电路、LC滤波电路和整流电路分别采用常规使用的相应普通连接结构的电路；控制单元输出端分别接有输出信号接口和RS485通讯接口，控制单元输入端接有欠压信号、故障信号、正常信号分别单连通的输入信号接口。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点和积极效果：一是整个辅助电源由两个箱体整合为一个箱体，用一个电路实现了以往两个电路的功能，完全符合原先辅助电源所有设计与技术标准，箱体体积和质量均缩小为原设计的一半；二是辅助电源用一套电路达到原来两套电路同等的运行效果，电器元件减少，相应的设备安装、日常维护与维修成本降低；三是辅助电源主电路的简化使控制电路控制更加简易和自动化程度高；四是辅助电源省去的充电器主电路和控制电路所用的器件成本可以选用性能更好的器件，用低功耗的元器件取代原有器件，实现电路的低功耗运行，以此解决电路负荷过重导致的元器件发热过量与散热不良的问题，提高辅助电源使用稳定性；五是辅助电源制造成本低、节能性突出、符合现今同类产品的发展趋势，具有很强的可操作性与市场竞争力。

附图说明：

图1为本实用新型的主体电路结构原理示意图。

具体实施方式：

下面通过实施例并结合附图作进一步说明。

实施例：

本实施例的主体电路结构包括熔断器1、充电电阻开关2、逆变电路3、LC滤波电路4、驱动电路14、整流电路11、控制单元13、变压器5和10、输出信号接口7、输入信号接口8、RS485接口、滤波电容器12、电阻器R₁、电磁干扰滤波器15、蓄电池充电电路6、蓄电池9；逆变电路3的输入端并联接有电容器C₁，所述的输入端正极通过串联接有的充电电阻开关2和熔断器1接入直流高压电源；逆变电路3的输出端接有LC滤波电路4，LC滤波电路4输出端通过电磁干扰滤波器15连接交流380伏输出接口；逆变电路3的输出端通过驱动电路14与控制单元13电信连通，实现智能化控制；交流380伏输出接口并联式输出通过变压器5接有交流220伏电压输出接口和通过变压器10接于整流电路11的输入端，由二级管组成的整流电路11输出端接有直流110伏输出接口，其输出的110伏直流电供蓄电池9的充电电源；逆变电路3、LC滤波电路4和整流电路11分别采用常规使用的相应普通连接结构的电路；控制单元13的输出端分别接有输出信号接口7和RS485通讯接口，控制单元13的输入端接有欠压信号、故障信号、正常信号分别单连通的输入信号接口8。

本实施例的蓄电池容量为8KW，根据电路效率，主体电路上输入功率增加了12KW，电流增加20A，主回路中的原有能在70A电流下正常工作的接触器，继电器，断路器等器件换成耐流值更大、性能更好、能在90A电流下正常工作的器件。

本实施例的逆变电路3采用耐压耐流值更大、能耗更低的IGBT、IGCT或功率集成模块IPM，以此实现电路的低功耗运行。

本实施例输出部分的两个变压器T₁和T₂，选用材质性能更好的变压器来代替，以便有效的减少损耗。

本实施例的控制单元13的电路部分的控制算法里，除原先的一些设定值需变动外，还增加了对输出的DC110V部分的控制，在负载需要供电时，控制主体电路动作，还给蓄电池9充电，在负载不需要供电时，控制电路仍要控制主电路工作，但只给蓄电池9充电。

本实施例的LC滤波电路4由L₁、L₂、L₃和电容器C₂、C₃、C₄常规连接组成，其电感/电容值为450uH/260uF；变压器5为三角形/星形380伏变压器；变压器10为三角形/三角形380伏/76伏变压器；充电电阻开关2由电阻R₁与开关K₁并联组成，其电阻R₁的阻值为50～100欧姆；整流电路11所用的二级管耐压600伏，耐流150安培；滤波电容12或C₅耐压200伏，容值为10000uF。

Claims

1.一种逆变充电式车用辅助电源，主体电路结构包括熔断器、充电电阻开关、逆变电路、LC滤波电路、驱动电路、整流电路、控制单元、变压器T₁和T₂、输出信号接口、输入信号接口、RS485接口、电容器、电阻器、电磁干扰滤波器、蓄电池充电电路和蓄电池，其特征在于逆变电路的输入端并联接有电容器C₁，所述的输入端正极通过串联接有的充电电阻开关和熔断器接入直流高压电源；逆变电路的输出端接有LC滤波电路，LC滤波电路输出端通过电磁干扰滤波器连接交流380伏输出接口；逆变电路的输出端通过驱动电路与控制单元电信连通；交流380伏输出接口并联式输出通过变压器接有交流220伏电压输出接口和通过变压器接于整流电路输入端，由二级管组成的整流电路输出端接有直流110伏输出接口，其输出的110伏直流电供蓄电池充电电源；控制单元输出端分别接有输出信号接口和RS485通讯接口，控制单元输入端接有欠压信号、故障信号、正常信号分别单连通的输入信号接口。