CN208904898U - 一种充电机模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种充电机模块，包括金属框架，该金属框架内设有输入整流单元、IGBT单元、合体变压单元和输出整流单元。输入整流单元将流经的三相交流电整流成直流电，IGBT单元用于将输入整流单元输出的直流电逆变为交流电，合体变压单元用于将IGBT单元输出的交流电降压，IGBT单元分别与输入整流单元、合体变压单元通过逆变复合母排相连，输出整流单元用于将降压后的交流电整流成直流电输出，输出整流单元与合体变压单元通过整流复合母排相连。通过整流复合母排和逆变复合母排实现了各器件间的连接，有效解决高频电源常见的电磁兼容、涡流磁场及高阻抗等电气问题，使充电机模块运行更加稳定可靠，且具有很好的兼容性和适用性。

Description

一种充电机模块

技术领域

本实用新型涉及车辆输配电技术领域，尤其涉及一种充电机模块。

背景技术

近年来，随着动车组、机车、城轨车辆的牵引变流系统逐渐向模块化、平台化发展，动力集中式牵引变流系统产品已成为了许多企业开发的重点，这种动力集中式牵引变流系统就是将牵引控制系统、辅助电源系统、充电机电源系统集成到一个系统中，形成一单元一系统的产品模式。充电电源系统作为上述系统中重要组成部分之一，主要用于实现给车载蓄电池充电以及车辆低压直流负载供电的功能，而充电机模块化设计的优劣程度直接影响了整个充电机电源系统的设计可靠性。

目前，专利(CN205142024U)公开了一种地铁车辆整流柜，主要由柜体、电源控制模块及主电路模块组成，主电路模块用于将三相交流电变为所需电压等级的直流电，起到供电的作用，为该整流柜的充电机模块部分，该主电路模块主要由接触器电阻模块、输入整流模块、支撑电容模块、慢放电电阻模块、IGBT(绝缘栅双极性晶体管)模块、降压隔离模块、输出整流模块和输出滤波模块组成，其中，输入整流模块与接触器电阻模块相连接，支撑电容模块与输入整流模块相连接，慢放电电阻模块与支撑电容模块相并联连接在输入整流模块上，IGBT模块与慢放电电阻、支撑电容模块并联连接在输入整流模块上，降压隔离模块，与IGBT模块相连接，输出整流模块与降压隔离模块相连接，输出滤波模块与输出整流模块相并联，安装时位于同一平面内的模块间通过铜排连接在一起，在柜内分散防止的模块间需通过导线相互连接。

然而，使用铜排或导线实现充电机系统中各模块间的相互连接，由于铜排在连接时存在的折弯较多会增加回路的杂散电感，使IGBT模块开关时产生较高的电压尖峰，从而造成较大的电磁干扰，产生电磁兼容的问题；另外使用导线连接的回路在高开关频率的作用下会呈现高阻抗的状态，不利于整流控制，且某些导线在穿过金属板连接模块时，易产生涡流磁场，使线缆周围温度升高，存在不可靠的隐患，上述这些电气问题均会影响到充电机电源系统在运行中的稳定可靠性。

实用新型内容

本实用新型提供一种充电机模块，以解决现有充电机系统中使用铜排或导线实现模块间的连接，在充电机的高开关频率作用下，易发生电磁兼容、高阻抗、涡流磁场等现象，影响运行的稳定可靠性的问题。

本实用新型提供一种充电机模块，包括金属框架，所述金属框架内设有输入整流单元、IGBT单元、合体变压单元和输出整流单元；

其中，所述输入整流单元用于将输入所述输入整流单元中的三相交流电整流成直流电；

所述IGBT单元用于将所述输入整流单元输出的直流电逆变为交流电；

所述合体变压单元用于将所述IGBT单元输出的交流电降压，且所述IGBT单元分别与所述输入整流单元以及所述合体变压单元通过逆变复合母排相连；

所述输出整流单元用于将降压后的交流电整流成直流电输出，所述输出整流单元与所述合体变压单元通过整流复合母排相连。

本实用新型的具体实施方式中，所述合体变压单元包括变压器和输出电抗器；

其中，所述变压器的一端与所述IGBT单元通过所述逆变复合母排相连，另一端与所述输出整流单元的一端通过所述整流复合母排相连相连，所述输出整流单元的另一端与所述输出电抗器通过所述整流复合母排相连。

本实用新型的具体实施方式中，所述金属框架内还设有支撑电容和慢放电电阻；

其中，所述支撑电容与所述慢放电电阻通过所述逆变复合母排并联连接，且所述支撑电容的两端分别与所述输入整流单元以及所述IGBT通过所述逆变复合母排相连；

所述慢放电电阻的两端分别与所述输入整流单元以及所述IGBT通过所述逆变复合母排相连。

本实用新型的具体实施方式中，所述金属框架内还设有突波电容和隔直电容；

其中，所述突波电容与所述IGBT单元通过所述逆变复合母排并联连接；

所述隔直电容的两端通过所述逆变复合母排分别与所述IGBT单元和所述变压器相连。

本实用新型的具体实施方式中，所述金属框架内还设有电阻、第一滤波电容和第二滤波电容，所述电阻与所述第一滤波电容通过所述整流复合母排串联连接，所述第二滤波电容分别与所述电阻和所述第一滤波电容通过所述整流复合母排并联连接；

所述电阻与所述输出整流单元通过所述整流复合母排相连，且所述输出电抗器的两端分别与所述电阻以及所述第二滤波电容通过所述整流复合母排相连。

本实用新型的具体实施方式中，所述金属框架内还设有防反二极管，所述防反二极管与所述第二滤波电容通过所述整流复合母排相连。

本实用新型的具体实施方式中，所述金属框架内还设有第一电流传感器、第一电压传感器、第二电流传感器和第二电压传感器；

其中，所述第一电流传感器分别与所述隔直电容以及所述变压器通过所述逆变复合母排相连，所述第一电压传感器分别与所述输入整流单元以及所述慢放电电阻通过所述逆变复合母排相连；

所述第二电流传感器与所述第二滤波电容通过所述整流复合母排相连，所述第二电压传感器与所述第二滤波电容通过所述整流复合母排并联连接。

本实用新型的具体实施方式中，所述金属框架靠近所述输入整流单元的侧面一端上还设有输入铜排，所述输入铜排通过所述逆变复合母排与所述输入整流单元相连，所述输入铜排的一端与所述金属框架侧面低边缘相连，所述输入铜排另一端与所述金属框架的顶面相连。

本实用新型的具体实施方式中，还包括：

散热器，所述散热器与所述合体变压单元之间布有热管。

本实用新型的具体实施方式中，所述金属框架内还设有：温度传感器和温度继电器，其中，所述温度传感器和所述温度继电器均靠近所述IGBT单元设置。

本实用新型提供的一种充电机模块，通过整流复合母排和逆变复合母排实现各器件间的连接，与充电机系统中常用的铜排或导线连接相比，复合母排具有多种类的选择接口和可定制改变的结构，同一母排可实现多种器件间的线路连接，这样就可以解决各器件间使用铜排连接因铜排弯折等而导致的杂散电感增多、IGBT开关时尖峰电压增大、产生电磁兼容以及整体开关震荡的问题，且复合母排具有低阻抗性，也可避免充电机在高频工作状态下器件间因导线连接而处于高阻抗的状态，同时也可避免涡流磁场的产生，减少安全隐患，使充电机模块的运行更加的稳定可靠，因此，本实施例提供的充电机模块，可有效的解决高频电源常见的电磁兼容、涡流磁场、高阻抗等电气问题，使充电机模块的运行更加的稳定可靠，而且使该充电机模块与其他电源设备集成组成系统使用时，不易出现相互间干扰的问题，具有很好的兼容性。另外，仅使用逆变复合母排和整流复合母排实现了各器件间的连接，器件排布结构紧凑、集成度高，且复合母排可利用较小的空间实现器件间的连接，显著的降低了充电机模块的体积，提高了充电机模块的适用性。解决了现有充电机系统中使用铜排或导线实现模块间的连接，在充电机的高开关频率作用下，易发生电磁兼容、高阻抗、涡流磁场等现象，影响运行的稳定可靠性的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的充电机模块的拆分结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的充电机模块另一方向的拆分结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的充电机模块的内部结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的充电机模块中逆变复合母排和整流复合母排的结构示意图；

图5是本实用新型实施例一提供的充电机模块的电气原理图。

附图标记说明：

金属框架-10；输入整流单元-20；IGBT单元-30；IGBT驱动板-31；合体变压单元-40；输出整流单元-50；逆变复合母排-60；整流复合母排-70；变压器-41；输出电抗器-42；支撑电容-80；慢放电电阻-90；突波电容-100；隔直电容-110；电阻-120；第一滤波电容-130；第二滤波电容-140；防反二极管-150；第一电流传感器-160；第一电压传感器-170；第二电流传感器-180；第二电压传感器-190；输入铜排-200；散热器-210；温度传感器-220；温度继电器-230；输出铜排-240；穿墙体-250；控制线接插件-260；连接梁-270。

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。

本实用新型提供的一种充电机模块，可以应用于动车组、机车、城规车辆等的牵引变流系统中，主要用于给车载蓄电池以及车辆低压直流负载供电，可与其他电源设备一同组成系统进行使用，不易产生由于电磁兼容、涡流、高阻抗等电气问题而导致干扰的现象。

实施例一

图1是本实用新型实施例一提供的充电机模块的拆分结构示意图，图2是本实用新型实施例一提供的充电机模块另一方向的拆分结构示意图，图3是本实用新型实施例一提供的充电机模块的内部结构示意图，图4是本实用新型实施例一提供的充电机模块中逆变复合母排和整流复合母排的结构示意图，图5是本实用新型实施例一提供的充电机模块的电气原理图。

本实用新型实施例提供的一种充电机模块，包括金属框架10，该金属框架10内设有输入整流单元20、IGBT单元30、合体变压单元40和输出整流单元50，金属框架10是充电机模块内各单元集成的安装基础，同时也便于将充电机模块与其他电源设备连接组合。在本实施例中，该充电机模块可实现的功能主要是将输入充电机模块中的三相交流电依次经过整流、逆变、降压、再整流的作用变为可供车载蓄电池及车辆低压直流负载使用的低压直流电。

其中，输入整流单元20用于将输入该输入整流单元20中的三相交流电整流成直流电，输入充电机模块中的三相交流电首先通过输入整流单元20的输入端进入输入整流单元20中，输入整流单元20将其整流变为直流电输出。在本实施例中，对输入整流单元20的结构无其它要求，只要能够实现将输入的三相交流电转换为直流电即可，如图5所示，输入整流单元20可以是由六个二极管构成的桥式整流电路(VD1)。

IGBT单元30用于将输入整流单元20输出的直流电逆变为交流电，该IGBT单元30与输入整流单元20通过逆变复合母排60相连，具体的，输入整流单元20的输出端与IGBT单元30的输入端通过逆变复合母排60相连，将输入整流单元20整流后输出的直流电通过逆变复合母排60输入到IGBT单元30中，IGBT单元30将该直流电逆变形成单相交流电输出。

合体变压单元40用于将IGBT单元30输出的交流电降压，IGBT单元30与合体变压单元40通过逆变复合母排60相连，具体的，IGBT单元30的输出端与合体变压单元40的输入端通过逆变复合母排60相连，将IGBT单元30逆变后输出的单相交流电通过逆变复合母排60输入到合体变压单元40中，合体变压单元40对该单相交流电起到降压作用，使其变为低压交流电输出。

输出整流单元50用于将降压后的交流电整流成直流电输出，输出整流单元50与合体变压单元40通过整流复合母排70相连，具体的，合体变压单元40的输出端与输出整流单元50的输入端通过整流复合母排70相连，将合体变压单元40降压后输出的低压交流电通过整流复合母排70输入输出整流单元50中，输出整流单元50将其整流变为低压直流电输出，为车载蓄电池及车辆低压直流负载供电。在本实施例中，对输出整流单元50的结构无其它要求，只要能够实现将交流电转换为直流电输出即可，如图5所示，输出整流单元50可以是由四个二极管构成的桥式整流电路。

在本实施例中，为便于充电机模块与三相交流电的输入及车载蓄电池、车辆负载连接，在该金属框架10上还可设置输入接口和输出接口，其中，输入接口与输入整流单元20的输入端相连，用于将三相交流电输入到输入整流单元20中。输出接口与输出整流单元50的输出端相连，用于将低压直流电输出以为车载蓄电池和车辆负载供电，该输出接口可为输出铜排240，在该金属框架10上靠近输出铜排240处还可设置穿墙体250，该穿墙体250与输出铜排240相连，以便于与其它设备连接。具体的，三相交流电通过输入接口进入输入整流单元20中，输入整流单元20将流经的三相交流电整流为直流电，输入整流单元20输出的直流电通过逆变复合母排60输入IGBT单元30中，IGBT单元30将该直流电逆变形成单相交流电，IGBT单元30输出的单相交流电通过逆变复合母排60输入到合体变压单元40中，经过合体变压单元40的降压作用变为低压交流电，合体变压单元40输出的低压交流电通过整流复合母排70输入到输出整流单元50中，经过输出整流单元50的整流作用使其变为低压直流电，输出整流单元50输出的低压直流电可通过输出接口输出，以实现对车载蓄电池及车俩低压直流负载供电的功能，这样就将DC-AC-DC电路中所需的电路元件集成于金属框架10内，形成一模块，在后续使用时，可直接调用该模块即可实现为车载供电的功能。

其中，在本实施例中，IGBT单元30分别与输入整流单元20以及合体变压单元40通过逆变复合母排60相连，输出整流单元50与合体变压单元40通过整流复合母排70相连，形成了该充电机模块的主回路，使用整流复合母排70和逆变复合母排60的连接方式将各器件集成于金属框架10内形成一体，与充电机系统中常用的铜排或导线连接相比，复合母排具有多种类的选择接口和可定制改变的结构，同一母排可实现多种器件间的线路连接，这样就可以解决各器件间使用铜排连接因铜排弯折等而导致的杂项电感增多、IGBT开关时尖峰电压增大、产生电磁兼容以及整体开关震荡的电气问题，且复合母排具有低阻抗性，也可避免充电机在高频工作状态下器件间因导线连接而处于高阻抗的状态，同时也可避免涡流磁场的产生，减少安全隐患，因此，本实施例提供的充电机模块，可有效的解决高频电源常见的电磁兼容、涡流磁场、高阻抗等电气问题，使充电机模块的运行更加的稳定可靠，而且使该充电机模块与其他电源设备集成组成系统使用时，不易出现相互间干扰的问题，具有很好的兼容性。

另外，充电机系统中使用铜排或导线连接时，为使连接安全可靠，铜排不能层叠，铜排间需保持一定的距离，同时为连接各器件铜排多会弯折等均会使各器件在分布时较为分散；使用导线连接时，为避免复杂接线缠绕而产生安全隐患等问题，各器件分布也会较为分散，这样充电机系统的尺寸就会较大，从而使整个牵引变流系统的柜体变大，不便于地铁等底部空间限制的车辆的使用，而在本实施例中，仅使用逆变复合母排和整流复合母排实现了各器件间的连接，器件排布结构紧凑、集成度高，且复合母排可利用较小的空间实现器件间的连接，显著的降低了充电机模块的体积，提高了充电机模块的实用性。

在本实施例中，IGBT单元30还连接有IGBT驱动板31，为使器件排布结构更加紧密，可将IGBT驱动板31设置在金属框架靠近IGBT单元的侧面外壁上。为便于对IGBT驱动板31进行维护，可在该金属框架10的侧面外壁上设置具有滑道的绝缘托盘，该滑道可供IGBT驱动板31在其内滑动，将IGBT驱动板31插入该滑道内，使用定位螺丝将其定位，这样就将IGBT驱动板31固定于绝缘托盘上，当IGBT驱动板31需要进行维护时，只需拆卸该定位螺丝即可抽出IGBT驱动板31。

需要说明的是，在本实施例中，逆变复合母排60和整流复合母排70均为配电系统中使用的现有的复合母排，例如，逆变复合母排60和整流复合母排70的结构可以如图4所示，具体的，实现器件间连接以使整流后的交流电逆变成直流电并输出的复合母排是逆变复合母排60，实现各器件间连接以使降压后的交流电整流变为低压直流电的复合母排是整流复合母排70，且对逆变复合母排60和整流复合母排70的结构并无其他要求，保证其能够实现器件间的上述连接关系即可，安装时可根据实际使用情况对其结构设计进行修改定制，需要说明的是，逆变复合母排60和整流复合母排70的结构包括不限于如图4所示的结构，还可以为其他结构的复合母排，具体可以参考现有的复合母排。

本实用新型提供的一种充电机模块，通过整流复合母排70和逆变复合母排60的方式实现各器件的连接，与充电机系统中常用的铜排或导线连接相比，复合母排具有多种类的选择接口和可定制改变的结构，同一母排可实现多种器件间的线路连接，这样就可以解决各器件间使用铜排连接因铜排弯折等而导致的杂散电感增多、IGBT开关时尖峰电压增大、产生电磁兼容以及整体开关震荡的问题，且复合母排具有低阻抗性，也可避免充电机在高频工作状态下器件间因导线连接而处于高阻抗的状态，同时也可避免涡流磁场的产生，减少安全隐患，使充电机模块的运行更加的稳定可靠，因此，本实施例提供的充电机模块，可有效的解决高频电源常见的电磁兼容、涡流磁场、高阻抗等电气问题，使充电机模块的运行更加的稳定可靠，而且使该充电机模块与其他电源设备集成组成系统使用时，不易出现相互间干扰的问题，具有很好的兼容性。另外，仅使用逆变复合母排60和整流复合母排70实现了各器件间的连接，器件排布结构紧凑、集成度高，且复合母排可利用较小的空间实现器件间的连接，显著的降低了充电机模块的体积，提高了充电机模块的实用性。解决了现有充电机系统中使用铜排或导线实现模块间的连接，在充电机的高开关频率作用下，易发生电磁兼容、高阻抗、涡流磁场等现象，影响运行的稳定可靠性的问题。

进一步的，在上述实施例的基础上，在本实施例中，合体变压单元40包括变压器41和输出电抗器42。其中，变压器41的一端与IGBT单元30通过逆变复合母排60相连，另一端与输出整流单元50的一端通过整流复合母排70相连，具体的，变压器41用于将IGBT单元30输出的交流电降压处理，变压器41的输入端与IGBT单元30的输出端通过逆变复合母排60相连，变压器41的输出端与输出整流单元50的输入端通过整流复合母排70相连。输出整流单元50的另一端与输出电抗器42通过整流复合母排70相连，其中，输出电抗器42用于对流经输出整流单元50整流后的低压直流电起到滤波的作用，输出电抗器42的输入端与输出整流单元50的输出端相连。将变压器41和输出电抗器42整合在一起形成合体变压单元40，并通过逆变复合母排60和整流复合母排70将该合体变压单元40与相应的器件相连，使器件分布结构更加的紧凑，有助于降低充电器模块的尺寸，另外，将变压器41与输出电抗器42整合在一起时，将变压器41与输出电抗器42进行了整体的封装，可有效的解决漏磁对信号的影响，提高了运行的稳定可靠性。

进一步的，在上述实施例的基础上，在本实施例中，金属框架10内还设有支撑电容80和慢放电电阻90，其中，支撑电容80与慢放电电阻90通过逆变复合母排60并联连接，且支撑电容80的两端分别与输入整流单元20以及IGBT单元30通过逆变复合母排60相连，慢放电电阻90的两端分别与输入整流单元20以及IGBT单元30通过逆变复合母排60相连。该支撑电容80起到滤波和电压补偿的作用，慢放电电阻90用于为支撑电容80放电，通过逆变复合母排60将支撑电容80和慢放电电阻90均集成于充电机模块的内部，充分利用了内部空间的同时，也可降低连接导线带来的杂散电感。具体的，如图5所示，在本实施例中，支撑电容80包括相互并联的电容C1和电容C2，电容C1和电容C2分别与慢放电电阻90(R4)并联，电容C1和电容C2的两端均与输入整流单元20(VD1)的输出端相连，IGBT单元30包括相互并联的晶体管VT1和晶体管VT2，且电容C1和电容C2的两端均与晶体管VT1和晶体管VT2并联相连。慢放电电阻90(R4)的两端与输入整流单元20(VD1)的输出端并联相连，同时慢放电电阻90(R4)的两端与晶体管VT1和晶体管VT2并联相连，将输入整流单元20(VD1)整流后输出的直流电经过慢放90(R4)、电容C1和电容C2后输入到晶体管VT1和晶体管VT2中，以对直流电进行逆变处理。

进一步的，在上述实施例的基础上，在本实施例中，为保证IGBT单元30输出的单相交流电的品质，该金属框架10内还设有突波电容100和隔直电容110。其中，突波电容100与IGBT单元30通过逆变复合母排60并联连接，隔直电容110的两端通过逆变复合母排60分别与IGBT单元30和变压器41相连，通过逆变复合母排60将突波电容100和隔直电容110均集成于充电机模块的内部，充分利用了内部空间的同时，也可降低连接导线带来的杂散电感。具体的，如图5所示，在本实施例中，突波电容100包括并联连接的电容C3和电容C4，其中，电容C3和晶体管VT1以及晶体管VT2并联，电容C4和晶体管VT1以及晶体管VT2并联，隔直电容110(C5)的一端与晶体管VT1的输出端相连，隔直电容110(C5)的另一端与变压器41(TR1)的输入端相连，将经过晶体管VT1和晶体管VT2逆变后的单相交流电分别经过电容C3和电容C4后，流经隔直电容110(C5)输入到变压器41(TR1)中，以对单相交流电进行降压处理。

进一步的，在上述实施例的基础上，在本实施例中，为将输出的低压直流电中的交流成分滤掉，以保证输出直流电的品质，该金属框架10内还设有电阻120、第一滤波电容130和第二滤波电容140，电阻120与第一滤波电容130通过整流复合母排70串联连接，第二滤波电容140分别与电阻120和第一滤波电容130通过整流复合母排70并联连接，电阻120与输出整流单元50通过整流复合母排70相连，且输出电抗器42的两端分别与第一滤波以及第二滤波电容140通过整流复合母排70相连。电阻120和第一滤波电容130组成RC滤波电路可吸收从输出整流模块中输出的低压直流电中的交流成分，而输出电抗器42与第二滤波电容140组成的LC滤波回路，可进一步滤除交流成分，从而经过两次滤波保证输出的直流电品质，达到稳压的目的。具体的，如图5所示，在本实施例中，电阻120包括相互并联的电阻R5A和电阻R5B，第一滤波电容130包括相互并联的电容C6A和电容C6B，其中，电阻R5A与电容C6A串联，电阻R5B与电容C6B串联，电阻R5A和电阻R5B均与输出整流单元50相连，将输出整流单元50整流后输出的低压直流电首先经过由电阻R5A、电阻R5B、电容C6A和电容C6B形成的RC滤波电路实现一次滤波。第二滤波电容140包括相互并联的电容C7A和电容C7B，输出电抗器42(L1)的一端与电阻120相连，具体的，与电阻R5B相连，输出电抗器42(L1)的另一端与第二滤波电容140相连，具体的，与电容C7A和电容C7B并联相连，经过一次滤波后的直流电分别从电容C6A和电容C6B中输出，输入输出电抗器42中，并分别经过电容C7A和电容C7B，实现二次滤波，从而有效的保证直流电的品质。

进一步的，在上述实施例的基础上，在本实施例中，金属框架10内还设有防反二极管150，防反二极管150与第二滤波电容140通过整流复合母排70相连。防反二极管150用于保证直流电流输出方向，保证了输出直流电倒灌现象的产生。

进一步的，在上述实施例的基础上，在本实施例中，为监测电路中的电信号状态，以便对电路进行改进，该金属框架10内还设有第一电流传感器160、第一电压传感器170、第二电流传感器180和第二电压传感器190。其中，第一电流传感器160分别与隔直电容110以及变压器41通过逆变复合母排60相连，第一电压传感器170分别与输入整流单元20以及慢放电电阻90通过逆变复合母排60相连。其中，第一电流传感器160用于监测隔直电容110与变压器41的连接线路上的电流数据，第一电压传感器170用于监测输入整流单元20与慢放电电阻90连接线路上的直流电压数据，将滤波回路包含的器件之间均通过逆变复合母排60相连，在大大降低回路杂散电感值的同时又使得整个模块的结构更加紧凑。具体的，如图5所示，第一电流传感器160(SC1)的一端与隔直电容110(C5)相连，另一端与变压器41(TR1)相连，第一电压传感器170(SV2)并联在输入整流单元20(VD1)的两端。第二电流传感器180与第二滤波电容140通过整流复合母排70相连，第二电压传感器190(SV3)与第二滤波电容140通过整流复合母排70并联连接。第二电流传感器180用于监测第二滤波电容140输出的低压直流电流，第二电压传感器190(SV3)用于监测输出的直流电压，具体的，在本实施例中，该第二电流传感器180包括电流传感器SC2和电流传感器SC3，以使用充电机模块将380V三相交流电通过整流、逆变、再整流的方式变为110V直流电为例，通过输出铜排240将低压直流电输出为车载蓄电池以及车辆直流负载供电时，输出铜排包括输出110VB+、输出110VA+和输出110V-，其中输出110VB+与车载蓄电池连接，输出110VB+和电容C7B之间设有电流传感器SC2，输出110VA+与车辆直流负载连接，输出110VA+和电容C7B间设有电流传感器SC3，第二电压传感器190(SV3)与电容C7B并联。

进一步的，在上述实施例的基础上，在本实施例中，金属框架10靠近输入整流单元20的侧面一端上还设有输入铜排200，输入铜排200通过逆变复合母排60与输入整流单元20相连，输入铜排200沿着金属框架10侧面的宽度方向设置，输入铜排200的一端与金属框架10侧面底边缘相连，输入铜排200另一端与金属框架10的顶面相连。需要说明的是，输入铜排200的两端分别与金属框架10侧面底边缘和顶面相连，且在连接部位设有输入接口，该输入接口与输入铜排200相连。当采用平置式的安装方式安装该充电机模块时，位于金属框架10侧面底边缘的输入接口距三相输出接口较近，且较为方便连接，此时，三相交流电可通过输入铜排200与金属框架10侧面底边缘连接部位的输入接口输入充电机模块中；当采用悬挂式的安装方式安装该充电机模块时，可在金属框架10的侧面外壁上设置连接梁270，用于将该充电机模块与车厢侧壁悬挂连接时起支撑和固定的作用，此时，位于金属框架10顶面的输入接口距三相输出接口较近，且连接方便，则三相交流电可通过输入铜排200与金属框架10顶面连接部位的输入接口输入充电机模块中，因此，输入铜排200的设置可同时满足充电机模块在平置式及悬挂式两种安装方式下的输入需求，且可根据不同的安装方式选择更便于连接的输入位置，这样即使在安装方式不同的情况下，也不需要根据安装方式对模块内部做任何形式的改变，具有很好的适用性。

进一步的，在上述实施例的基础上，在本实施例中，充电机模块还包括：散热器210，散热器210与合体变压单元40之间布有热管。散热器210用于对工作中的器件所产生的热量进行处理，降低器件自身以及工作环境的温度，防止器件因环境温度过高或自身温度过高而出现损坏的情况。

需要说明的是，在本实施例中，散热器210可作为金属框架10的底面，具体的，散热板的基板可作为金属框架10的底面板，将热管平置嵌入散热器210中，热管与金属框架10中的合体变压单元40的底部相连，由于充电机模块中各器件的高度集成，使IGBT单元30、输入整流单元20等高功率器件聚集在合体变压单元40的周围，因此将热管布设在散热器210与合体变压单元40之间，以对其进行强制风冷散热，可起到显著的散热效果，解决了由于压缩空间而带来的高功率散热问题。

进一步的，在上述实施例的基础上，在本实施例中，金属框架10内还设有：温度传感器220和温度继电器230，其中，温度传感器220和温度继电器230均靠近IGBT单元30设置。温度传感器220和温度继电器230均与充电机模块的主控单元相连，需要说明的是，充电机模块的主控单元位于牵引变流系统的牵引控制模块中，并未集成到该充电机模块中。温度传感器220用于将检测到的温度信号传送给主控单元，主控单元接收该温度信号，当温度超过预设的温度阈值时，主控单元断开主回路上输入端连接的接触器使充电机模块停止运行，保证了充电机模块运行中的安全性，而温度继电器230也用于检测温度并将检测到的温度信号传送给主控单元，以使主控单元根据该温度信号和预设的温度阈值来判断是否断开主回路上的接触器，可起到双重保护的作用，提高温度检测的灵敏度，以有效的保证充电机模块运行的安全性。

在本实施例中，金属框架10上还设有控制线接插件260，第一电流传感器160、第一电压传感器170、第二电流传感器180、第二电压传感器190、温度传感器220、温度继电器230以及IGBT驱动板31的控制线均与接插件的一端相连，接插件的另一端与充电机模块的主控单元相连。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的相连或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (10)

1.一种充电机模块，其特征在于，包括金属框架，所述金属框架内设有输入整流单元、IGBT单元、合体变压单元和输出整流单元；

其中，所述输入整流单元用于将输入所述输入整流单元中的三相交流电整流成直流电；

所述IGBT单元用于将所述输入整流单元输出的直流电逆变为交流电；

所述合体变压单元用于将所述IGBT单元输出的交流电降压，且所述IGBT单元分别与所述输入整流单元以及所述合体变压单元通过逆变复合母排相连；

所述输出整流单元用于将降压后的交流电整流成直流电输出，所述输出整流单元与所述合体变压单元通过整流复合母排相连。

2.根据权利要求1所述的充电机模块，其特征在于，所述合体变压单元包括变压器和输出电抗器；

其中，所述变压器的一端与所述IGBT单元通过所述逆变复合母排相连，另一端与所述输出整流单元的一端通过所述整流复合母排相连，所述输出整流单元的另一端与所述输出电抗器通过所述整流复合母排相连。

3.根据权利要求2所述的充电机模块，其特征在于，所述金属框架内还设有支撑电容和慢放电电阻；

其中，所述支撑电容与所述慢放电电阻通过所述逆变复合母排并联连接，且所述支撑电容的两端分别与所述输入整流单元以及所述IGBT通过所述逆变复合母排相连；

所述慢放电电阻的两端分别与所述输入整流单元以及所述IGBT通过所述逆变复合母排相连。

4.根据权利要求3所述的充电机模块，其特征在于，所述金属框架内还设有突波电容和隔直电容；

其中，所述突波电容与所述IGBT单元通过所述逆变复合母排并联连接；

所述隔直电容的两端通过所述逆变复合母排分别与所述IGBT单元和所述变压器相连。

5.根据权利要求4所述的充电机模块，其特征在于，所述金属框架内还设有电阻、第一滤波电容和第二滤波电容，所述电阻与所述第一滤波电容通过所述整流复合母排串联连接，所述第二滤波电容分别与所述电阻和所述第一滤波电容通过所述整流复合母排并联连接；

所述电阻与所述输出整流单元通过所述整流复合母排相连，且所述输出电抗器的两端分别与所述电阻以及所述第二滤波电容通过所述整流复合母排相连。

6.根据权利要求5所述的充电机模块，其特征在于，所述金属框架内还设有防反二极管，所述防反二极管与所述第二滤波电容通过所述整流复合母排相连。

7.根据权利要求6所述的充电机模块，其特征在于，所述金属框架内还设有第一电流传感器、第一电压传感器、第二电流传感器和第二电压传感器；

其中，所述第一电流传感器分别与所述隔直电容以及所述变压器通过所述逆变复合母排相连，所述第一电压传感器分别与所述输入整流单元以及所述慢放电电阻通过所述逆变复合母排相连；

所述第二电流传感器与所述第二滤波电容通过所述整流复合母排相连，所述第二电压传感器与所述第二滤波电容通过所述整流复合母排并联连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的充电机模块，其特征在于，所述金属框架靠近所述输入整流单元的侧面一端上还设有输入铜排，所述输入铜排通过所述逆变复合母排与所述输入整流单元相连，所述输入铜排的一端与所述金属框架侧面底边缘相连，所述输入铜排另一端与所述金属框架的顶面相连。

9.根据权利要求1-7任一项所述的充电机模块，其特征在于，还包括：散热器，所述散热器与所述合体变压单元之间布有热管。

10.根据权利要求9所述的充电机模块，其特征在于，所述金属框架内还设有：温度传感器和温度继电器，其中，所述温度传感器和所述温度继电器均靠近所述IGBT单元设置。