CN204809901U - 充电机研究开发平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种充电机研究开发平台，包括：N个相同电压等级的充电机模块；相邻的两个充电机模块之间设置一个开关；相邻的两个充电机模块的前一个充电机模块的高压输入端负极、以及后一个充电机模块的高压输入端正极分别连接在开关的第一端；后一个充电机模块的高压输入端负极与开关的第二端连接，开关的第二端与电源负极连接；N个充电机模块中每个充电机模块的低压输出端正极连接在第一公共端，低压输出端负极连接在第二公共端。从而提供了一种充电机研究开发平台可以满足不同等级电压，满足不同的轨道车辆，由本实用新型提供的充电机研发开发平台获得的充电机可以应用在不同的轨道车辆上。

Description

充电机研究开发平台

技术领域

本实用新型涉及轨道交通技术，尤其涉及一种充电机研究开发平台。

背景技术

充电机是轨道车辆的辅助电源的重要组成部分，充电机将电源提供的高压电压转换为负载需要的低压电压，从而充电机为轨道车辆的上的负载供电。轨道车辆的类型不同，应用在轨道车辆上的充电机的电压等级也不同，例如，轻轨车辆上需要应用750V电压等级的充电机，地铁车辆上需要应用1500V电压等级的充电机。需要在充电机研究开发平台上进行充电机的研发和测试。

现有技术中的充电机研究开发平台中，750V电压等级的充电机的高压输入端正极，通过开关组件以及熔断器与电源正极连接；750V电压等级的充电机的高压输入端负极与电源负极连接；750V电压等级的充电机的低压输出端与负载连接；其中，750V电压等级的充电机中的各个器件适应于750V的电压。同时，在充电机需要满足1500V输入电源要求时，现有技术中的充电机研究开发平台中，1500V电压等级的充电机的高压输入端正极，通过开关组件以及熔断器与电源正极连接；1500V电压等级的充电机的高压输入端负极与电源负极连接；1500V电压等级的充电机的低压输出端与负载连接；其中，1500V电压等级的充电机中的各个器件适应于1500V的电压。

然而现有技术中，750V电压等级的充电机以及1500V电压等级的充电机是各自独立的充电机。现有技术中没有一种充电机研究开发平台可以满足不同等级电压，无法满足不同的轨道车辆，现有的充电机研究开发平台上获得的充电机不能应用在不同的轨道车辆上。

实用新型内容

本实用新型提供一种充电机研究开发平台，用以解决现有技术中没有一种充电机研究开发平台可以满足不同等级电压，无法满足不同的轨道车辆，现有的充电机研究开发平台上获得的充电机不能应用在不同的轨道车辆上的问题。

本实用新型提供了一种充电机研究开发平台，包括：

N个相同电压等级的充电机模块；

所述N个充电机模块的第一个充电机模块的高压输入端正极，通过开关组件以及熔断器与电源正极连接；

相邻的两个充电机模块之间设置一个开关；所述相邻的两个充电机模块的前一个充电机模块的高压输入端负极、以及后一个充电机模块的高压输入端正极分别连接在所述开关的第一端；所述后一个充电机模块的高压输入端负极与所述开关的第二端连接，所述开关的第二端与电源负极连接；

所述N个充电机模块中每个充电机模块的低压输出端正极连接在第一公共端，所述N个充电机模块中每个充电机模块的低压输出端负极连接在第二公共端。

如上所述的充电机研究开发平台中，每个所述充电机模块，包括：

直流变换器(DirrectCurrent/DirrectCurrent，简称DC/DC)子模块、第一滤波电抗器和第一电容；

所述DC/DC子模块的高压输入端正极通过所述第一滤波电抗器与所述开关组件连接，所述DC/DC子模块的高压输入端负极与所述开关的第一端连接；所述DC/DC子模块的低压输出端正极连接在所述第一公共端，所述DC/DC子模块的低压输出端负极连接在所述第二公共端；

所述DC/DC子模块与所述第一电容并联。

如上所述的充电机研究开发平台中，每个所述充电机模块，还包括：第一电压传感器；

所述充电机研究开发平台中还包括：与所述第一电压传感器和所述DC/DC子模块分别连接的控制器；

所述DC/DC子模块与所述第一电压传感器并联；

若所述第一电压传感器检测到对应的充电机模块的电压大于均压值，所述控制器控制所述DC/DC子模块的占空比增大，直至所述对应的充电机模块的电压等于所述均压值；

若所述第一电压传感器检测到所述对应的充电机模块的电压小于所述均压值，所述控制器控制所述DC/DC子模块的占空比减小，直至所述对应的充电机模块的电压等于所述均压值。

如上所述的充电机研究开发平台中，所述开关组件包括：

第一接触器、第二接触器和第一电阻；

所述第二接触器与所述第一电阻串联后与所述第一接触器并联；

所述第一接触器的一端通过所述熔断器与所述电源正极连接；

所述第一接触器的另一端与所述第一个充电机模块的高压输入端正极连接。

如上所述的充电机研究开发平台中，所述DC/DC子模块包括：

并联的第二电阻和绝缘栅双极型晶体管((InsulatedGateBipolarTransistor，简称IGBT)组件，整流二极管组件，第二滤波电抗器，第二电容以及变压器；

所述变压器的高压端与所述IGBT组件连接，所述变压器的低压端与所述整流二极管组件连接；

所述整流二极管组件和所述第二滤波电抗器串联后与所述第二电容并联。

如上所述的充电机研究开发平台中，所述DC/DC子模块，还包括：二极管；

所述整流二极管组件通过所述第二滤波电抗器与所述二极管连接。

如上所述的充电机研究开发平台中，所述DC/DC子模块，还包括：第二电压传感器；

所述整流二极管组件与所述第二滤波电抗器串联后与所述第二电压传感器并联。

如上所述的充电机研究开发平台中，所述DC/DC子模块，还包括：电流传感器；

所述二极管通过所述电流传感器与所述负载的正极连接。

本实用新型的技术效果是：提供一种充电机研究开发平台，包括：N个相同电压等级的充电机模块；N个充电机模块的第一个充电机模块的高压输入端正极，通过开关组件以及熔断器与电源正极连接；相邻的两个充电机模块之间设置一个开关；相邻的两个充电机模块的前一个充电机模块的高压输入端负极、以及后一个充电机模块的高压输入端正极分别连接在开关的第一端；后一个充电机模块的高压输入端负极与开关的第二端连接，开关的第二端与电源负极连接；N个充电机模块中每个充电机模块的低压输出端正极连接在第一公共端，N个充电机模块中每个充电机模块的低压输出端负极连接在第二公共端。实现了提供一种充电机研究开发平台，可以满足不同等级电压，满足不同的轨道车辆，在本实用新型提供的充电机研究开发平台上获得的充电机可以应用在不同的轨道车辆上。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的一种充电机研究开发平台的电路图；

图2为本实用新型实施例一提供的一种充电机研究开发平台的另一电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型实施例一提供的一种充电机研究开发平台的电路图，如图1所示，本实施例提供的充电机研究开发平台，包括：N个相同电压等级的充电机模块11；

N个充电机模块11的第一个充电机模块的高压输入端正极，通过开关组件12以及熔断器13与电源正极连接；

相邻的两个充电机模块11之间设置一个开关14；相邻的两个充电机模块11的前一个充电机模块的高压输入端负极、以及后一个充电机模块的高压输入端正极分别连接在开关14的第一端；后一个充电机模块的高压输入端负极与开关14的第二端连接，开关14的第二端与电源负极连接；

N个充电机模块11中每个充电机模块的低压输出端正极连接在第一公共端，N个充电机模块11中每个充电机模块的低压输出端负极连接在第二公共端。

在本实施例中，具体的，本实施例提供的充电机研究开发平台，包括N个相同电压等级的充电机模块11，每个充电机模块11上设置了高压输入端和低压输出端，优选的，可以采用电压等级为750V的充电机模块11。

首先，N个充电机模块11的第一个充电机模块11的高压输入端正极，通过开关组件12、熔断器13与电源正极连接。

在相邻的两个充电机模块11之间设置了一个开关14，开关14具有第一端和第二端。其中，相邻的两个充电机模块11的前一个充电机模块的高压输入端负极与开关14的第一端连接，同时，相邻的两个充电机模块11的后一个充电机模块的高压输入端正极也与开关14的第一端连接；后一个充电机模块的高压输入端负极与开关14的第二端连接，然后，开关14的第二端连接在电源负极上。并且，N个充电机模块11中每个充电机模块11的低压输出端正极连接在第一公共端上，第一公共端与轨道车辆上的负载的正极连接；每个充电机模块11的低压输出端负极连接在第二公共端上，第二公共端与轨道车辆上的负载的负极连接。

另外，本实施例提供的充电机研究开发平台的工作原理为以下内容。每个充电机模块11都是750V等级。相邻的两个充电机模块11之间的开关14断开的状态下，开关14导通相邻的两个充电机模块11的前一个充电机模块和后一个充电机模块的电流通路；相邻的两个充电机模块11之间的开关14关闭的状态下，开关14导通相邻的两个充电机模块11的前一个充电机模块和开关14的电流通路。

举例来说，若充电机研究开发平台只有两个充电机模块11，分别为第一充电机模块和第二充电机模块，每个充电机模块11都是750V等级，充电机模块11内的各个器件适应于750V的电压。在测试充电机研究开发平台中的充电机模块的性能以及相关算法的时候，两个充电机模块11之间的开关14闭合的时候，开关14将第二充电机模块短路，开关14导通了第一充电机模块和开关14的电流通路；此时，只有第一充电机模块工作，可以测试第一充电机模块内的各个器件是否可以正常工作，测试控制算法是否正确；并且，此时，电源向充电机研究开发平台提供750V的电压。在两个充电机模块11之间的开关14断开的时候，导通的是第一充电机模块和第二充电机模块的电流通路；此时，第一充电机模块和第二充电机模块都工作，可以测试第一充电机模块以及第二充电机模块内的各个器件是否可以正常工作，测试控制算法是否正确；并且，此时，电源向充电机研究开发平台提供1500V的电压。

本实施例通过提供一种由N个相同电压等级的充电机模块11组成的充电机研究开发平台，其中，相邻的两个充电机模块11之间设置一个开关14；相邻的两个充电机模块11的前一个充电机模块的高压输入端负极、以及后一个充电机模块的高压输入端正极分别连接在开关14的第一端；后一个充电机模块的高压输入端负极与开关14的第二端连接，开关14的第二端与电源负极连接；并且，每个充电机模块11的低压输出端正极连接在第一公共端，低压输出端负极连接在第二公共端。从而在相邻的两个充电机模块11之间的开关14断开时，开关14导通相邻的两个充电机模块11的前一个充电机模块和后一个充电机模块的电流通路；相邻的两个充电机模块11之间的开关14关闭时，开关14导通相邻的两个充电机模块11的前一个充电机模块和开关14的电流通路。提供一种充电机研究开发平台，可以满足不同等级电压，满足不同的轨道车辆，在本实用新型提供的充电机研究开发平台上获得的充电机可以应用在不同的轨道车辆上。

进一步的，图2为本实用新型实施例一提供的一种充电机研究开发平台的另一电路图，如图2所示，在上述实施例的基础上，如图2所示，每个充电机模块11，包括：

直流变换器DC/DC子模块15、第一滤波电抗器16和第一电容17；

DC/DC子模块15的高压输入端正极通过第一滤波电抗器16与开关组件12连接，DC/DC子模块15的高压输入端负极与开关14的第一端连接；DC/DC子模块15的低压输出端正极连接在第一公共端，DC/DC子模块15的低压输出端负极连接在第二公共端；

DC/DC子模块15与第一电容17并联。

每个充电机模块11，还包括：第一电压传感器18；

充电机研究开发平台中还包括：与第一电压传感器18和DC/DC子模块15分别连接的控制器；

DC/DC子模块15与第一电压传感器18并联；

若第一电压传感器18检测到对应的充电机模块11的电压大于均压值，控制器控制DC/DC子模块15的占空比增大，直至对应的充电机模块11的电压等于均压值；

若第一电压传感器18检测到对应的充电机模块11的电压小于均压值，控制器控制DC/DC子模块15的占空比减小，直至对应的充电机模块11的电压等于均压值。

在本实施方式中，具体的，N个充电机模块11中的每个充电机模块11，包括DC/DC子模块15、第一滤波电抗器16、第一电容17和第一电压传感器18；DC/DC子模块15设置了高压输入端和低压输出端。充电机研究开发平台还包括控制器，控制器分别与第一电压传感器18和DC/DC子模块15进行连接。

DC/DC子模块15的高压输入端正极，依次通过第一滤波电抗器16、开关组件12、熔断器13与电源正极连接；DC/DC子模块15的高压输入端负极连接在开关14的第一端上。第一电容17与DC/DC子模块15并联，即第一电容17的一端与DC/DC子模块15的高压输入端正极连接，第一电容17的另一端与DC/DC子模块15的高压输入端负极连接。第一电压传感器18与DC/DC子模块15并联，即第一电压传感器18的一端与DC/DC子模块15的高压输入端正极连接，第一电压传感器18的另一端与DC/DC子模块15的高压输入端负极连接。并且，DC/DC子模块15的低压输出端正极连接在第一公共端上，第一公共端与轨道车辆上的负载的正极连接；DC/DC子模块15的低压输出端负极连接在第二公共端上，第二公共端与轨道车辆上的负载的负极连接。

另外，本实施方式对N个充电机模块11中的每个充电机模块11进行均压处理。控制器通过每个充电机模块11中的第一电压传感器18实时的获取了每个充电机模块11的电压值，在正常的工作状态下，每个充电机模块11的电压值相同，从而，控制器实时获取了一个均压值。控制器获得第一电压传感器18检测到的对应的充电机模块11的电压，控制器判断该电压与均压值的大小关系，若控制器判断得到该电压大于均压值，则控制器控制对应的DC/DC子模块15的占空比增大，直至该电压等于均压值；若控制器判断得到该电压小于均压值，则控制器控制对应的DC/DC子模块15的占空比减小，直至该电压等于均压值。

本实施方式通过在充电机模块11中设置DC/DC子模块15、第一滤波电抗器16、第一电容17和第一电压传感器18，在第一电压传感器18检测到对应的充电机模块11的电压大于均压值的时候，控制器控制对应的DC/DC子模块15的占空比增大，直至对应的充电机模块11的电压等于均压值；在第一电压传感器18检测到对应的充电机模块11的电压小于均压值时，控制器控制对应的DC/DC子模块15的占空比减小，直至对应的充电机模块11的电压等于均压值。从而，实现了各个充电机模块11的均压，保证了每个充电机模块11的正常工作。

进一步的，在上述实施例的基础上，如图2所示，开关组件12包括：

第一接触器19、第二接触器20和第一电阻21；

第二接触器20与第一电阻21串联后与第一接触器19并联；

第一接触器19的一端通过熔断器13与电源正极连接；

第一接触器19的另一端与第一个充电机模块11的高压输入端正极连接。

在本实施方式中，具体的，开关组件12中的第二接触器20与第一电阻21串联，并且，第二接触器20与第一电阻21串联后与开关组件12中的第一接触器19并联。第一接触器19的一端与熔断器13连接，从而通过熔断器13与电源正极连接；第一接触器19的另一端与第一个充电机模块11的高压输入端正极连接。

在充电机研究开发平台正常工作的时候，第一接触器19和第二接触器20都闭合，第一接触器19将第二接触器20短路，电源的电流通过第一接触器19流向N个充电机模块11中的第一个充电机模块11。在控制器检测到充电机研究开发平台中的电流过大的时候，控制第一接触器19和电源开关断开，从而充电机研究开发平台中存在的电流通过第二接触器20、第一电阻21流向N个充电机模块11中的第一个充电机模块11，电流得到释放；然后控制器控制第二接触器20断开。

本实施方式通过开关组件12中的第二接触器20与第一电阻21串联后与第一接触器19并联；第一接触器19的一端通过熔断器13与电源正极连接，第一接触器19的另一端与第一个充电机模块11的高压输入端正极连接。从而在控制器检测到充电机研究开发平台中的电流过大的时候，控制第一接触器19、第二接触器20依次断开，使得充电机研究开发平台中存在的电流通过第二接触器20、第一电阻21流向N个充电机模块11中的第一个充电机模块11而得到释放。

进一步的，在上述实施例的基础上，如图2所示，DC/DC子模块包括：

并联的第二电阻和绝缘栅双极型晶体管IGBT组件，整流二极管组件，第二滤波电抗器，第二电容以及变压器；

变压器的高压端与IGBT组件连接，变压器的低压端与整流二极管组件连接；

整流二极管组件和第二滤波电抗器串联后与第二电容并联。

DC/DC子模块，还包括：二极管；

整流二极管组件通过第二滤波电抗器与二极管连接。

DC/DC子模块，还包括：第二电压传感器；

整流二极管组件与第二滤波电抗器串联后与第二电压传感器并联。

DC/DC子模块，还包括：电流传感器；

二极管通过电流传感器与负载的正极连接。

在本实施方式中，具体的，DC/DC子模块包括了第二电阻、IGBT组件、整流二极管组件、第二滤波电抗器、第二电容、变压器、二极管、第二电压传感器以及电流传感器；其中，第二电阻和IGBT组件并联；变压器的高压端与IGBT组件连接，变压器的低压端与述整流二极管组件连接；整流二极管组件和第二滤波电抗器串联；第二电容与串联后整流二极管组件和第二滤波电抗器进行并联，第二电压传感器与串联后整流二极管组件和第二滤波电抗器进行并联；并且，整流二极管组件通过第二滤波电抗器，与二极管、以及电流传感器连接后与负载的正极连接。在本实施方式中，DC/DC子模块中的各个器件适应于750V的电压。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种充电机研究开发平台，其特征在于，包括：

N个相同电压等级的充电机模块；

所述N个充电机模块的第一个充电机模块的高压输入端正极，通过开关组件以及熔断器与电源正极连接；

相邻的两个充电机模块之间设置一个开关；所述相邻的两个充电机模块的前一个充电机模块的高压输入端负极、以及后一个充电机模块的高压输入端正极分别连接在所述开关的第一端；所述后一个充电机模块的高压输入端负极与所述开关的第二端连接，所述开关的第二端与电源负极连接；

所述N个充电机模块中每个充电机模块的低压输出端正极连接在第一公共端，所述N个充电机模块中每个充电机模块的低压输出端负极连接在第二公共端。

2.根据权利要求1所述的充电机研究开发平台，其特征在于，每个所述充电机模块，包括：

直流变换器DC/DC子模块、第一滤波电抗器和第一电容；

所述DC/DC子模块的高压输入端正极通过所述第一滤波电抗器与所述开关组件连接，所述DC/DC子模块的高压输入端负极与所述开关的第一端连接；所述DC/DC子模块的低压输出端正极连接在所述第一公共端，所述DC/DC子模块的低压输出端负极连接在所述第二公共端；

所述DC/DC子模块与所述第一电容并联。

3.根据权利要求2所述的充电机研究开发平台，其特征在于，每个所述充电机模块，还包括：第一电压传感器；

所述充电机研究开发平台中还包括：与所述第一电压传感器和所述DC/DC子模块分别连接的控制器；

所述DC/DC子模块与所述第一电压传感器并联；

若所述第一电压传感器检测到对应的充电机模块的电压大于均压值，所述控制器控制所述DC/DC子模块的占空比增大，直至所述对应的充电机模块的电压等于所述均压值；

若所述第一电压传感器检测到所述对应的充电机模块的电压小于所述均压值，所述控制器控制所述DC/DC子模块的占空比减小，直至所述对应的充电机模块的电压等于所述均压值。

4.根据权利要求1所述的充电机研究开发平台，其特征在于，所述开关组件包括：

第一接触器、第二接触器和第一电阻；

所述第二接触器与所述第一电阻串联后与所述第一接触器并联；

所述第一接触器的一端通过所述熔断器与所述电源正极连接；

所述第一接触器的另一端与所述第一个充电机模块的高压输入端正极连接。

5.根据权利要求2-3任一所述的充电机研究开发平台，其特征在于，所述DC/DC子模块包括：

并联的第二电阻和绝缘栅双极型晶体管IGBT组件，整流二极管组件，第二滤波电抗器，第二电容以及变压器；

所述变压器的高压端与所述IGBT组件连接，所述变压器的低压端与所述整流二极管组件连接；

所述整流二极管组件和所述第二滤波电抗器串联后与所述第二电容并联。

6.根据权利要求5所述的充电机研究开发平台，其特征在于，所述DC/DC子模块，还包括：二极管；

所述整流二极管组件通过所述第二滤波电抗器与所述二极管连接。

7.根据权利要求6所述的充电机研究开发平台，其特征在于，所述DC/DC子模块，还包括：第二电压传感器；

所述整流二极管组件与所述第二滤波电抗器串联后与所述第二电压传感器并联。

8.根据权利要求7所述的充电机研究开发平台，其特征在于，所述DC/DC子模块，还包括：电流传感器；

所述二极管通过所述电流传感器与负载的正极连接。