CN206775210U - 一种列车电源预充电电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及轨道交通设备技术领域，一种列车电源预充电电路，设置于输入电路与后级电路之间，包括：主IGBT，通过驱动信号给支撑电容和后级电路供电；预充电IGBT，通过驱动信号给支撑电容预供电；预充电电阻，用于控制预充电电流的大小；支撑电容，为后级提供稳定电压。通过以上设计，避免了因传统接触器触点的电弧灼伤和磨损造成的故障隐患，避免了人为定期检查接触器的操作流程，提高了预充电电路的使用可靠性。

Description

一种列车电源预充电电路

技术领域

本实用新型涉及轨道交通设备技术领域，具体涉及一种列车电源预充电电路。

背景技术

列车电源包括逆变器、充电机等列车辅助供电设备。目前，列车电源的输入电压分为直流电压输入和交流电压输入，因列车电源均采用电气隔离的方式，所以在变换器高频变压器原边侧都有直流支撑电容，用以稳定电源的输入电压。直流电压输入可直接给支撑电容充电，交流电压输入需经过整流后变为直流给支撑电容充电。一般来说，支撑电容容量较大，如果直接给电容充电，输入电压几百伏，电容电压为零，冲击电流非常大，产生很大的电磁干扰。同时，过大的冲击电流会影响支撑电容的使用寿命，给支撑电容带来毁灭性的损害，所以列车电源均采用预充电电路，通过限制给支撑电容的充电电流，有效控制过流带来的损害。

目前列车普遍采用的预充电电路采用机械式电磁感应开关，感应线圈有电时，线圈产生电磁力，吸合内部触点闭合，通过闭合的触点导通电流，每次吸合和断开都会对触点产生灼伤(也叫电弧灼伤)和磨损，减少预充电电路的使用寿命，需要定期人工检查接触器状态，给列车的正常运行带来一定风险。

实用新型内容

针对这些问题，本专利设计了一种非机械式列车电源预充电电路，避免了因接触器触点的电弧灼伤和磨损造成的故障隐患，避免了人为定期检查接触器的操作流程，提高了预充电电路的使用可靠性。

本实用新型具体包括以下步骤：

一种列车电源预充电电路，设置于输入电路与后级电路之间，包括：主IGBT，通过驱动信号给支撑电容和后级电路供电；预充电IGBT，通过驱动信号给支撑电容预供电；预充电电阻，用于控制预充电电流的大小；支撑电容，为后级提供稳定电压；

其中：主IGBT的C1端与输入电路相连，E1端与后级电路相连；预充电IGBT的C2端与输入电路相连，E2端与预充电电阻串联；预充电电阻另一端连接在主IGBT与后级电路之间；支撑电容一端连在主IGBT与后级电路之间，另一端连在后级电路的另一端，与后级电路并联。

优选的，输入电路输入直流电压或交流整流电压。

本实用新型的有益效果在于：

设计采用半导体器件IGBT的预充电电路，避免了因接触器触点的电弧灼伤和磨损造成的故障隐患，避免了人为定期检查接触器的操作流程，提高了预充电电路的使用可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的电路图

图2为本预充电电路工作的流程图

以上各图中：

1、主IGBT 2、预充电IGBT 3、预充电电阻 4、支撑电容

5、输入电路 6、后级电路

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)：全称为绝缘栅双极型晶体管是一种用MOS来控制晶体管的新型电力电子器件，在该电路中做开关作用。

请参考图1，一种列车电源预充电电路，包括：输入电路5，用于提供电流，输入电路5输入直流电压或交流整流电压。主IGBT1，通过驱动信号给支撑电容4和后级电路6供电，高电平电压控制产生驱动信号，从而控制主IGBT1的断开与导通；有驱动信号时，主IGBT1导通，没有驱动信号时，主IGBT1断开。预充电IGBT2，通过驱动信号给支撑电容4预供电，高电平电压控制产生驱动信号，从而控制预充电IGBT2的断开与导通；有驱动信号时，预充电IGBT2导通，没有驱动信号时，预充电IGBT2断开。预充电电阻3，用于控制预充电电流的大小，通过合适的选型计算，可有有效的保护支撑电容4，避免过流带来的损害。支撑电容4，为后级提供稳定电压，支撑电容4是用来支撑一个直流网络的，整流电路直接输出的直流电有点类似馒头波，有直流支撑电容4的电路波动就会得到改善，而且直流链路支撑电容4的容值越大，直流母线电压波动就越小；并且当负载有周期性的峰值电流需求时，支撑电容4会短暂地提供大电流来维持输出的稳定，支撑电容4兼具了滤波电容和储能电容的功效。后级电路6，用于连接用电设备，通过功率变换为列车用电设备供电。

请继续参考图1，其中：主IGBT1的C1端与输入电路5相连，E1端与后级电路6相连；预充电IGBT2的C2端与输入电路5相连，E2端与预充电电阻3串联；预充电电阻3另一端连接在主IGBT1与后级电路6之间；支撑电容4一端连在主IGBT1与后级电路6之间，另一端连在后级电路6的另一端，与后级电路6并联。

请参考图2，列车电源预充电电路按照以下方法工作：

101：预充电IGBT2导通。当输入电路5电压达到预充电IGBT2导通时的输入电压时，产生驱动信号，从而控制预充电IGBT2的导通。

102：支撑电容4充电。预充电IGBT2的导通后，电流通过预充电电阻3，预充电电阻3的大小决定了预充电电流的大小，大小适中的预充电电流为支撑电容4充电。

103：导通主IGBT1，断开预充电IGBT2。当支撑电容4的电压充满电后，这时支撑电容4的电压和输入侧的电压基本一致，这时再导通主IGBT1，同时断开预充电IGBT2。

104：输入电路5和支撑电容4为后级电路6供电。电流全部通过主IGBT1给支撑电容4和后级电路6供电，预充电IGBT2有效的避免了输入电流冲击。

通过以上设计，避免了因传统接触器触点的电弧灼伤和磨损造成的故障隐患，避免了人为定期检查接触器的操作流程，提高了预充电电路的使用可靠性。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (2)

1.一种列车电源预充电电路，设置于输入电路与后级电路之间,其特征在于，包括：

主IGBT(1)，通过驱动信号给支撑电容(4)和后级电路(6)供电；

预充电IGBT(2)，通过驱动信号给支撑电容(4)预供电；

预充电电阻(3)，用于控制预充电电流的大小；

支撑电容(4)，为后级提供稳定电压；

其中：

所述主IGBT(1)C1端与输入电路(5)相连，E1端与后级电路(6)相连；

所述预充电IGBT(2)C2端与输入电路(5)相连，E2端与预充电电阻(3)串联；

所述预充电电阻(3)另一端连接在所述主IGBT(1)与后级电路(6)之间；

所述支撑电容(4)一端连在所述主IGBT(1)与后级电路(6)之间，另一端连在后级电路(6)的另一端，与后级电路(6)并联。

2.如权利要求1所述的列车电源预充电电路，其特征在于，所述输入电路(5)输入直流电压或交流整流电压。