CN220107581U - 机动式标校检定车的车载综合电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机动式标校检定车的车载综合电源，涉及供配电技术领域。所述车载综合电源主要包括高压电源、6kW逆变器、风机调速板、馈通滤波器、电连接器以及盒体。车载综合电源具有一路交流输入供电（AC380V或AC220V），四路逆变输出；首先交流输入经高压电源转换为DC360V高压输出，再经过两组6kW逆变器转换为AC220V稳压输出，供后级交流设备使用。风机调速板能够采集车载综合电源散热器温度，进而对电源进行智能散热。所述车载综合电源能够稳定的对机动式标校检定车的车载设备进行稳定供电，稳定性强，使用方便。

Description

机动式标校检定车的车载综合电源

技术领域

本实用新型涉及供配电技术领域，尤其涉及一种机动式标校检定车的车载综合电源。

背景技术

供配电系统是车辆的重要组成部分，负责向车载设备以及车辆提供满足要求的电源。电能分配与管理是制约标校检定车机动化、小型化的重要因素。标校检定车对车载供配电系统的功率与稳定性要求非常高。现有技术中的检定/校准车主要通过配置独立的电源车、电站或其它发电设备，通过外电输入解决车载用电设备的供配电要求，其运行易对标校检定设备产生影响。车载供配电系统中一般会使用到车载综合电源，现有技术中的车载综合电源的供电方式一体化集成度低，稳定性差，造成使用方便。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够稳定的对机动式标校检定车的车载设备进行稳定供电，稳定性强，使用方便的车载综合电源。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种机动式标校检定车的车载综合电源，其特征在于：所述车载综合电源的A/L输入端经第一馈通滤波器与第一高压电源的一个输入端连接；所述车载综合电源的B/L输入端经第二馈通滤波器与第三高压电源的一个输入端连接；所述车载综合电源的C/L输入端经第三馈通滤波器与第二高压电源的一个输入端连接；所述车载电源的三个N线输入端经第四馈通滤波器分别与所述第一高压电源、第二高压电源以及第三高压电源的N线输入端连接；所述第一高压电源、第二高压电源以及第三高压电源的一个电源输出端分别与第一6KW逆变器以及第二6KW逆变器的一个输入端连接，所述第一高压电源、第二高压电源以及第三高压电源的另一个电源输出端分别与第一6KW逆变器以及第二6KW逆变器的另一个输入端连接；所述第一6KW逆变器的两个输出端分别与第五馈通滤波器以及第六馈通滤波器的输入端连接，所述第二6KW逆变器的两个输出端分别与第七馈通滤波器以及第八馈通滤波器的输入端连接；所述第五馈通滤波器至第八馈通滤波器的输出端为逆变输出端。

进一步的技术方案在于：所述高压电源包括输入功率因数校正模块，所述高压电源的AC220V输入端分为两路，第一路与所述输入功率因数校正模块的输入端连接，第二路与输入电源采样模块的输入端连接，所述输入功率因数校正模块的输出端与DC/DC变换模块的输入端连接，所述DC/DC变换模块的输出端分为两路，第一路与电流检测模块的输入端连接，第二路与主变压器的输入端连接，所述主变压器的输出端与同步整流模块的输入端连接，所述同步整流模块的输出端与滤波模块的输入端连接，所述滤波模块的一个输出端为DC360V直流输出端，所述滤波模块的另一个输出端与DSP控制模块的输出电流电压采样输入端连接；输入电源采样模块的输出端与所述DSP控制模块的输入电源采样输入端连接，温度检测模块用于检测DC/DC变换模块的温度信息，所述温度检测模块的信号输出端与所述DSP控制模块的温度检测输入端连接，所述DSP控制模块的控制信号输出端经驱动电路与所述DC/DC变换模块的驱动信号输入端连接；所述电流检测模块的输出端与所述DSP控制模块的输入端连接；故障检测模块的输出端与所述DSP控制模块的信号输入端连接；DSP控制模块的故障信号输出端与故障指示模块的信号输入端连接。

进一步的技术方案在于：所述6kW逆变器包括MCU模块，所述6kW逆变器的直流输入端分为两路，第一路与所述MCU模块的电压采样输入端连接，第二路经输入滤波模块与逆变组件的输入端连接，所述逆变组件的输出端经逆变电感与输出电容的一端连接，所述输出电容的另一端为逆变输出端，所述输出电容的电流采样输出端以及电压采样输出端与所述MCU模块的采样输入端连接，所述MCU模块的PWM输出端与所述逆变组件的控制输入端连接；电源变换模块的输入端接辅助供电，所述电源变换模块的电源输出端与MCU模块的供电输入端连接；所述MCU模块通过CAN总线进行通信。

进一步的技术方案在于：所述车载综合电源还包括风机调速板，所述风机调速板包括MOS管，所述风机调速板的直流输入端连接，温度传感器的信号输出端与驱动电路的温度信号输入端连接，所述驱动电路的驱动信号输出端与所述MOS管的驱动信号输入端连接，所述MOS管的直流信号输出端分为两路，第一路与驱动电路的电压及电流采样信号输入端连接，第二路为所述风机调速板的直流信号输出端。

优选的，所述风机调速板设置有两个，一个风机调速板用于输出DC12V电源，一个用于驱动直流风机。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：车载综合电源主要功能是输出稳定的交流电给整车设备供电。将智能配电箱供电转换为稳定的AC220V输出。车载综合电源能对输入供电进行滤波净化处理，为车载精密设备提供高精度、高可靠电源，防止输入供电变化对车载设备产生干扰，确保车载用电设备安全。

车载综合电源具有一路交流输入供电（AC380V或AC220V），四路逆变输出；首先交流输入经高压电源转换为DC360V高压输出，再经过两组6kW逆变器转换为AC220V稳压输出，供后级交流设备使用。风机调速板能够采集车载综合电源散热器温度，进而对电源进行智能散热。

综上，所述车载综合电源能够稳定的对机动式标校检定车的车载设备进行稳定供电，稳定性强，使用方便。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例所述供配电系统的原理框图；

图2是本实用新型实施例所述供配电系统的电源板的结构示意图；

图3是本实用新型实施例所述供配电系统的电源板的结构示意图；

图4是本实用新型实施例所述供配电系统中智能配电箱的组成原理框图；

图5是本实用新型实施例所述供配电系统中智能配电箱的原理框图；

图6是本实用新型实施例所述供配电系统中智能配电箱的外观图；

图7是本实用新型实施例中车载综合电源的组成图；

图8是本实用新型实施例中车载综合电源的原理框图；

图9是本实用新型实施例所述车载综合电源中高压电源的原理框图；

图10是本实用新型实施例所述车载综合电源中逆变组件原理框图；

图11是本实用新型实施例所述车载综合电源中风机调速板的原理框图；

图12是本实用新型实施例所述车载综合电源的外形尺寸图；

图13是本实用新型实施例所述供配电系统中UPS电源的组成图；

图14是本实用新型实施例所述供配电系统中UPS电源的原理图；

图15是本实用新型实施例UPS电源中AC/DC主模块的原理框图；

图16是本实用新型实施例UPS电源中逆变电源组件的原理框图；

图17是本实用新型实施例UPS电源中DC/DC组件的原理框图；

图18是本实用新型实施例UPS电源的外观尺寸图。

具体实施方式

下面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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

本实用新型公开了一种机动式标校检定车的车载综合电源，供配电系统是整车各项电气功能正常运行的控制中枢，为计量工作的开展提供高品质电源。供配电系统主要由电源输入装置、智能配电箱、车载综合电源、UPS不间断电源、蓄电池箱、电源输出装置、线缆及插座、供配电附件等组成。

供配电系统通过电源输入装置输入三相交流380V/50Hz或单相交流220V/50Hz电源，采用电源及设备挂车供电或市电供电两种供电方式。智能配电箱主要完成配电系统交流输出控制功能，可用于温湿度控制系统、综合电源和UPS不间断电源等设备供电，并设有设备输出1、设备输出2、交流不间断输出、直流不间断输出控制开关，实现远程控制综合电源和UPS交流输出；综合电源通过高压电源组件和逆变组件将交流输入转换为交流稳压输出，供后级交流设备使用；UPS不间断电源通过AC/DC主模块将交流输入转换为直流稳压输出给电池充电，再通过1kW逆变组件和DC/DC模块将AC/DC主模块的直流输出和电池输入转换为交流稳压输出和直流稳压输出，供后级交流和直流设备使用。智能配电箱、综合电源和UPS不间断电源通过CAN总线方式实现互联，并设有外部CAN总线接口，实现与温湿度控制系统、信息管理系统的互联控制。供配电系统电气原理框图如图1所示。

电源输入装置：

主车外接电源由设在方舱左壁后部的电源输入装置转接输入，工作方舱外部电源孔口设有电源板，如图2所示，工作方舱内部设有双层滤波屏蔽电源孔口罩，如图3所示。

电源板设计成带倾角结构形式。电源板上设置有电源输入插座2个，接地柱2个；电源口罩内安装3组电源滤波器，2套避雷装置。

电源板具有如下功能：

电源输入功能：电源输入插座选用军用电连接器，包括1个三相380V输入，额定功率20kW，型号Y50DP-2004ZJ10；1个单相220V输入，额定功率20kW，型号Y50DP-1804ZJ10。电连接器能够将外部电源安全、可靠的输入到车内，其连接快速、使用方便，且具有防误插和防尘功能。

接地保护功能：设有车体地及检测地两个铜接线柱（Φ8）。车体地接线柱与舱体及用电设备外壳可靠连接，再通过地线钎与大地连接成一体，在整车工作时能够有效保证人身及设备安全。检测地与车体地配合使用，检测接地是否可靠。

电源滤波功能：380V输入电源、220V输入电源及检测地在电源口内均设有电源滤波器，选用高屏蔽军用穿墙滤波器，能够有效抑制外部电磁波干扰，提高整车电磁屏蔽及系统电磁兼容性能。

避雷保护功能：在380V输入电源及220V输入电源两路输入电源分别设一组避雷器，当电源线路上产生瞬间过电压时，避雷器在极短时间内能将过电压产生的电流导入大地，从而有效保证人身及设备安全，避雷器最大放电电流为40kA，响应速度<25ns。

避雷器具有远程故障指示通信模块，连接车内智能配电箱，当避雷器模块损坏、失效时，配电箱能够报警提示。

智能配电箱：

智能配电箱主要功能如下：

具有液晶显示屏及状态指示灯，能够清晰显示交流输入及各路配电输出设备运行状态；具有欠压、过压、过流保护功能和漏电压、漏电流以及接地告警安全保护等功能，实现用电设备的安全保护要求；具有避雷失效信号检测功能；能够远程控制温湿度控制系统，实现环境温度、湿度等控制，并通过显示屏显示空调设备的运行状态信息；能够将供配电系统和温湿度控制系统的运行状态上报至信息管理系统，并能接收信息管理系统下发的指令控制温湿度控制系统。

智能配电箱组成：

智能配电箱由交流配电控制模块、交流采集模块、辅助电源板、辅助电源模块、显示控制模块、安全保护模块、交流接触器、断路器、零序电流互感器、变压器、液晶显示屏、蜂鸣器、开关、IO扩展板和电连接器等组成，配电系统组成框图见图4。

智能配电箱原理框图如图5所示，所述智能配电箱包括箱体，所述箱体上设置有AC380V电源插头和AC220V电源插头，所述AC380V电源插头与交流配电控制模块A1的电源输入端连接，所述A1的电源输入端经接接触器K1的常开触点以及接触器QA1的常开触点与三项交流采样板A3的电源输入端连接，所述A3的电源输出端与电源输出插头XS3连接；

所述AC22V电源插头与交流配电控制模块A2的电源输入端连接，所述A2的电源输入端经接接触器K2的常开触点与接触器K1的常开触点与接触器QA1的常开触点之间的导线连接，与三相交流采样板A3的电源输入端连接，所述A3的电源输出端与电源输出插头XS3连接；

电流检测互感器采集AC380V电源插头和AC220V电源插头的漏电流，且电流检测互感器的输出端与安全保护模块A7的电源控制输入端连接，所述安全保护模块A7的两个控制输出端分别与接触器K1以及接触器K2的控制线圈连接；

接触器QA2的常开触点的一端与接触器K1常开触点后的导线连接，所述接触器QA2的常开触点的另一端与三相交流采样板A4的电源输入端连接，所述三相交流采样板A4的电源输出端与电源输出插头XS4连接；

接触器QA3的常开触点的一端与接触器K1常开触点后的导线连接，所述接触器QA3的常开触点的另一端与单相交流采样板A5的电源输入端连接，所述单相交流采样板A5的电源输出端与一个电源输出插头XS5连接；

接触器QA4的常开触点的一端与接触器K1常开触点后的导线连接，所述接触器QA4的常开触点的另一端与单相交流采样板A6的电源输入端连接，所述单相交流采样板A6的电源输出端与另一个电源输出插头XS5连接；

显示控制模块A0的分别与插头XS9以及插头XS10连接，所述插头XS9以及插头XS10用于分别与相应器件的总线接口连接，所述显示控制模块A0与插头XS8连接，所述插头XS8用于通讯互联，所述插头XS8与辅助电源板A9的输入端连接，所述辅助电源板A9的DC28V输出端与辅助电源模块A10的输入端连接，所述辅助电源模块A10的输出端输出DC28V电源，所述辅助电源模块A10的控制输入端输入电源总开关使能信号；所述显示控制模块的输出端与指示灯板以及液晶显示屏的输出端连接。

工作原理：

智能配电箱具有交流AC380V和AV220V交流输入接口，能够满足外供电AC380V和AC220V自动选择和切换功能使用要求，并具有交流输出接口和CAN总线接口，能够完成温湿度控制系统、综合电源的交流供电以及远程控制综合电源交流输出功能，实现整车交流配电输出及控制等功能。交流输入接入配电箱，经变压器降压为AC28V，并通过辅助电源板整流滤波板和辅助电源模块稳压输出DC28V，用于为配电系统提供控制电。

智能配电箱面板设有“电源总开关”，闭合电源总开关，系统进入工作状态，操作面板设置设备控制开关，实现温湿度控制系统、综合电源、UPS不间断电源等输出控制。

交流配电控制模块是智能配电箱内输入交流接触器控制部件，具有交流输入的电压、电流、频率等采集功能，智能配电箱仅输入三相或单相输入时，交流配电控制模块闭合对应交流输入接触器，实现输入的自动接入功能；交流配电控制模块实时采集交流输入供电电压，当采集到的交流输入相电压超过设定故障值时，三相执行模块断开对应交流输入接触器，关断交流输入供电，实现交流输入过、欠压保护，并上报故障状态。

交流配电输出通过断路器实现交流输出配电控制，闭合对应断路器，对应输出接通，交流采集模块实时采集配电输出电压和电流，当采集到的交流输出电流超过设定故障值时，断开断路器，实现过流保护，当交流输出短路保护时，断路器自动断开输出，交流采集模块采集到故障状态，并上报故障状态，实现输出过流、短路的声光告警功能。

主要功能设计

1）输入设计：智能配电箱通过交流配电控制模块和交流接触器实现输入的采样、配电控制功能，交流配电控制模块具有电压、电流采样等功能，电压采样范围为AC150V～AC280V，电流采样范围为0A~100A,频率采样范围为（50±5）Hz；系统供电20kW，输入采用额定功率45KW（AC-3）交流接触器，接触器工作电压为AC176V～AC264V，频率为（50±5）Hz。满足输入不小于20kW输入功率要求。

2）保护特性设计：

2-1）交流输入过、欠压保护：交流配电控制模块A1、A2具有电压采样电路，当交流输入电压超过过、欠压保护值时三相执行模块关断输入交流接触器，实现交流输入过、欠压保护，且故障指示灯常亮，面板告警喇叭长鸣、显示屏显示相应故障信息。当交流输入电压恢复至过、欠压保护恢复值时，三相执行模块自动重新接通输入交流接触器，恢复交流输入供电，面板解除告警，满足交流输入过、欠压要求。

2-2）交流输出过流、短路保护：交流采样模块A3～A6具有输出电流和电压采样功能，当输出电流高于过流保护值时，交流输出断路器过热保护，自动切断断开输出（设计保证），实现过流保护功能，交流采样模块采集到当前状态，故障指示灯常亮，面板告警喇叭长鸣、显示屏显示相应故障信息。故障排除后，按面板故障复位按键，配电系统消除故障状态，重新闭合断路器实现配电输出恢复。当输出电流短路故障时，交流输出断路器自动跳闸断开，实现短路保护功能，交流采样模块采集短路电流并上报，故障指示灯常亮，面板告警喇叭长鸣、显示屏显示相应故障信息。

2-3）漏电流保护：安全保护模块配套零序电流互感器可检测交流漏电流，当交流输入瞬时漏电流大于等于瞬时漏电流保护值或累计漏电流大于等于累计漏电流保护值时，切断交流输入供电，实现漏电流保护；漏电流保护时，故障指示灯常亮，智能配电箱告警喇叭长鸣、显示屏显示相应故障信息。故障排除后，按面板故障复位按键，配电系统可恢复正常工作。其中，瞬时漏电流保护值为25mA(允许误差±5mA)，累计漏电流保护值为100mA(允许误差±5mA)，满足漏电流要求。

2-4）漏电压保护：安全保护模块具有漏电压检测功能，当模块检测到车体地和检测地之间漏电压值大于漏电压保护值时，切断交流输入供电，实现漏电压保护；漏电压保护时，故障指示灯常亮，智能配电箱告警喇叭长鸣、显示屏显示相应故障信息。故障排除后，按面板故障复位按键，配电系统可恢复正常工作。其中，漏电压保护设置值为AC36V（误差为±4V)，满足漏电压保护要求。

2-5）接地电阻：安全保护模块具有接地电阻检测功能，当车体地和检测地之间接地电阻值大于接地电阻告警值时，通过总线上报接地电阻告警信息，故障指示灯闪烁，面板显示屏显示相应告警信息，接地告警时智能配电箱可正常工作。其中，接地电阻告警设置值为50kΩ（允许误差±5kΩ），满足接地电阻要求。

结构设计：智能配电箱主要由面板、箱体、底板、电气元件以及箱体配套件（把手、定位销等)组成。箱体采用钣金件加工，底板材质为铝板，方便电器件安装和拆卸，同时智能配电箱箱体采用密封式设计，提高了产品的电磁兼容性，满足了电磁兼容设计要求。智能配电箱外形如图6所示。

智能配电箱前面板左边为液晶显示屏和状态指示灯、右边为电源总开关、切换开关和交流输出总开关等。智能配电箱后面板装有电连接器及接地装置。

开关、指示灯、按键、显示屏等组件功能如下：

故障指示灯：能够显示配电系统故障状态模式，包含“欠压”、“过压”、“过流”、“接地告警”、“漏电压”、“漏电流”、“其他故障”共7个。当配电系统出现告警时，对应故障指示灯闪烁；当配电系统出现故障时，对应故障指示灯常亮；

液晶显示屏：采用5.7寸液晶显示屏显示配电系统具体运行状态信息，显示信息包含输入电源运行状态、各支路配电输出运行状态、配电控制状态、参数设置等；

告警喇叭：当配电系统发生故障时，告警喇叭声音告警，能够通过长按“故障复位”按键实现告警喇叭静音功能；

输入指示灯：交流输入指示灯，指示当前交流输入；

配电输出指示灯：配电输出指示灯，指示当前配电输出状态；

交流输出开关：智能配电箱交流输出控制开关；

功能按键：共设置“上”、“下”、“左”、“右”、“确认”、“翻页”和“故障复位”共7个功能按键，能够通过按键对液晶显示屏显示内容进行操作，包含查看配电系统运行状态、各路配电输出接通/关断/复位控制、各配电输出保护参数查看/设置；故障消除后，按下“故障复位”，可清除故障状态，使配电系统正常工作；

电源总开关：配电系统电源总开关，系统控制开关；

输出控制开关：综合电源和UPS不间断电源输出控制开关。

车载综合电源：

车载综合电源主要功能是输出稳定的交流电给整车设备供电。将智能配电箱供电转换为稳定的AC220V输出。综合电源能对输入供电进行滤波净化处理，为车载精密设备提供高精度、高可靠电源，防止输入供电变化对车载设备产生干扰，确保车载用电设备安全。车载综合电源主要由高压电源、6kW逆变器、风机调速板、馈通滤波器、指示灯、电连接器以及盒体等组成，车载综合电源组成如图7所示。

本实用新型实施例公开了一种机动式标校检定车的车载综合电源，所述车载综合电源原理框图如图8所示，所述车载综合电源的A/L输入端经第一馈通滤波器与第一高压电源的一个输入端连接；所述车载综合电源的B/L输入端经第二馈通滤波器与第三高压电源的一个输入端连接；所述车载综合电源的C/L输入端经第三馈通滤波器与第二高压电源的一个输入端连接；所述车载电源的三个N线输入端经第四馈通滤波器分别与所述第一高压电源、第二高压电源以及第三高压电源的N线输入端连接；所述第一高压电源、第二高压电源以及第三高压电源的一个电源输出端分别与第一6KW逆变器以及第二6KW逆变器的一个输入端连接，所述第一高压电源、第二高压电源以及第三高压电源的另一个电源输出端分别与第一6KW逆变器以及第二6KW逆变器的另一个输入端连接；所述第一6KW逆变器的两个输出端分别与第五馈通滤波器以及第六馈通滤波器的输入端连接，所述第二6KW逆变器的两个输出端分别与第七馈通滤波器以及第八馈通滤波器的输入端连接；所述第五馈通滤波器至第八馈通滤波器的输出端为逆变输出端。

工作原理：车载综合电源具有一路交流输入供电（AC380V或AC220V），四路逆变输出；首先交流输入经高压电源转换为DC360V高压输出，再经过两组6kW逆变器转换为AC220V稳压输出，供后级交流设备使用。风机调速板能够采集车载综合电源散热器温度，进而对电源进行智能散热。

高压电源：高压电源的主要功能是将AC220V输入转换为DC360V稳压输出。首先高压电源通过功率因素校正将交流输入转换为DC400V，减少了对电网的谐波电流干扰，降低了电网传输的无功损耗；其次通过DC/DC变换电路和主变压器将DC400V转换为方波输出，最后运用同步整流技术将其转换为稳定的DC360V输出。功率模块采用单片机作为控制核心，能够检测输入电压、输出电压、输出电流和温度等信息，并有相应的保护电路、驱动电路和故障检测功能。车载综合电源包括三个高压电源，对应分别接AC380V的三个单相电和零线，单个功率3.3kW，总功率可达9.9kW。

高压电源原理框图如图9所示，所述高压电源包括输入功率因数校正模块，所述高压电源的AC220V输入端分为两路，第一路与所述输入功率因数校正模块的输入端连接，第二路与输入电源采样模块的输入端连接，所述输入功率因数校正模块的输出端与DC/DC变换模块的输入端连接，所述DC/DC变换模块的输出端分为两路，第一路与电流检测模块的输入端连接，第二路与主变压器的输入端连接，所述主变压器的输出端与同步整流模块的输入端连接，所述同步整流模块的输出端与滤波模块的输入端连接，所述滤波模块的一个输出端为DC360V直流输出端，所述滤波模块的另一个输出端与DSP控制模块的输出电流电压采样输入端连接；输入电源采样模块的输出端与所述DSP控制模块的输入电源采样输入端连接，温度检测模块用于检测DC/DC变换模块的温度信息，所述温度检测模块的信号输出端与所述DSP控制模块的温度检测输入端连接，所述DSP控制模块的控制信号输出端经驱动电路与所述DC/DC变换模块的驱动信号输入端连接；所述电流检测模块的输出端与所述DSP控制模块的输入端连接；故障检测模块的输出端与所述DSP控制模块的信号输入端连接；DSP控制模块的故障信号输出端与故障指示模块的信号输入端连接。

6kW逆变器设计：

6kW逆变器的主要功能是将DC360V输入转换为AC220V稳压输出。逆变器采用移相全桥控制软开关电路，能够将DC360V高压输入供电转换为稳定的AC220V输出，转换效率可达93%。逆变器采用DSP作为控制核心，能够检测输入电压、输出电压、输出电流和温度等信息，并有相应的过流保护、短路保护、驱动电路和故障检测等功能。能够保护设备和人身安全。

车载综合电源包括两个6kW逆变器，输入分别接至高压电源输出DC360V母线上，单个功率6kW，总功率可达12kW。

逆变组件原理框图如图10所示，所述6kW逆变器包括MCU模块，所述6kW逆变器的直流输入端分为两路，第一路与所述MCU模块的电压采样输入端连接，第二路经输入滤波模块与逆变组件的输入端连接，所述逆变组件的输出端经逆变电感与输出电容的一端连接，所述输出电容的另一端为逆变输出端，所述输出电容的电流采样输出端以及电压采样输出端与所述MCU模块的采样输入端连接，所述MCU模块的PWM输出端与所述逆变组件的控制输入端连接；电源变换模块的输入端接辅助供电，所述电源变换模块的电源输出端与MCU模块的供电输入端连接；所述MCU模块通过CAN总线进行通信。

风机调速板设计：

风机调速板原理框图如图11所示。风机调速板是根据内部温度对直流风机的转速进行调节。风机调速板可将直流输入线性调节为不大于DC27.5V输出，当电源内部温度达到设定温度时，开启直流风机进行散热，并根据电源内部温度进行智能控制直流风机转速，风机调速板具有输出限流保护功能。

结构设计：

车载综合电源主要包括面板、箱体、底板、电气元件以及箱体配套件（把手、挂轴等)。箱体采用钣金件加工，底板材质为铝板，方便电器件安装和拆卸，同时车载综合电源上盖板和盒体之间有导电橡胶条，提高了产品的电磁兼容性，满足了电磁兼容设计要求，固定方式由两侧挂轴和前面板固定。内部采用双层对抱散热器独立风道设计，能在最大程度上满足散热。由前面板进风经过内部散热器由后面板风机进行抽风的强迫风冷散热方式。后面风机板可拆卸方便更换维修。车载综合电源外形尺寸如图12所示。

UPS电源：

UPS电源作为供配电系统的单体，主要功能是输出稳定的交、直流电源给整车设备供电。将输入的AC220V供电（智能配电箱供电）或DC24V供电（蓄电池箱供电）转换为稳定的AC220V输出和DC24V输出，同时交流输入供电具有对蓄电池进行充电功能。UPS不间断电源能对输入供电进行滤波净化处理，为车载精密设备提供高精度、高可靠电源，防止输入供电变化对车载设备产生干扰，确保车载用电设备安全。

组成：UPS电源主要包括AC/DC主模块、逆变电源组件、DC/DC组件、直流选择板、风机调速板、馈通滤波器、指示灯、电连接器以及盒体等，UPS电源组成如图13所示。

工作原理：

UPS电源原理框图如图14所示，所述UPS电源包括直流选择板，所述直流选择板上设置有通信接口和升级测试接口，交流输入接口与AC220V电源连接，所述交流输入接口的输出端与AC/DC主模块的电源输入端连接，所述AC/DC主模块的电源输出端与逆变电源组件的输入端连接，所述逆变电源组件的输出端为所述UPS电源的交流输出端；所述AC/DC主模块以及逆变电源组件与所述直流选择板之间通过CAN总线进行 通信；所述UPS电源的电池输入端分为三路，第一路与直流选择板的直流电源输入端连接，第二路与逆变电源组件的电源输入端连接，第三路与DC/DC组件的输入端连接，所述DC/DC组件的输出端为所述UPS电源的直流输出端。

UPS电源具有交流输入供电和电池输入两路供电方式，一路交流220V稳压输出和一路直流24V稳压输出。

当交流输入供电时，首先交流输入经过AC/DC主模块转换为DC28V输出；一方面通过逆变电源组件转换为AC220V稳压输出供电车载交流设备，另一方面通过DC/DC组件转为DC24V稳压输出供电车载直流设备，再一方面直接给蓄电池进行充电。

当电池输入供电时，直流选择板采样电池输入电压处于正常范围后，吸合电池接触器接入电池供电，一方面通过逆变电源组件转换为AC220V稳压输出供电车载交流设备，另一方面通过DC/DC组件转为DC24V稳压输出供电车载直流设备。

直流选择板是UPS不间断电源的逻辑控制核心，通过CAN1通信控制和获取UPS不间断电源内部组件的工作信息；通过CAN2通信上传整机工作信息至供配电系统。

AC/DC主模块：

AC/DC主模块原理框图如图15所示，AC/DC主模块包括输入功率因数校正模块，所述AC/DC主模块的AC220V输入端分为两路，第一路与所述输入功率因数校正模块的输入端连接，第二路与输入电源采样模块的输入端连接，所述输入功率因数校正模块的输出端与DC/DC变换模块的输入端连接，所述DC/DC变换模块的输出端分为两路，第一路与电流检测模块的输入端连接，第二路与主变压器的输入端连接，所述主变压器的输出端与同步整流模块的输入端连接，所述同步整流模块的输出端与滤波模块的输入端连接，所述滤波模块的一个输出端为DC360V直流输出端，所述滤波模块的另一个输出端与DSP控制模块的电流输出电流电压采样输入端连接；输入电源采样模块的输出端与所述DSP控制模块的输入电源采样输入端连接，温度检测模块用于检测DC/DC变换模块的温度信息，所述温度检测模块的信号输出端与所述DSP控制模块的温度检测输入端连接，所述DSP控制模块的控制信号输出端经驱动电路与所述DC/DC变换模块的驱动信号输入端连接；所述电流检测模块的输出端与所述DSP控制模块的输入端连接；故障检测模块的输出端与所述DSP控制模块的信号输入端连接；DSP控制模块的故障信号输出端与故障指示模块的信号输入端连接，所述DSP的保护信号输出端与保护电路的信号输入端连接。

AC/DC主模块的主要功能是将AC220V输入转换为DC28V稳压输出。首先AC/DC主模块通过功率因素校正将交流输入转换为DC400V，减少了对电网的谐波电流干扰，降低了电网传输的无功损耗；其次通过DC/DC变换电路和主变压器将DC400V转换为低压方波输出，最后运用同步整流技术将其转换为稳定的DC28V输出。AC/DC主模块采用单片机作为控制核心，能够检测输入电压、输出电压、输出电流和温度等信息，并有相应的保护电路、驱动电路和故障检测功能。

UPS不间断电源具有一个AC/DC主模块，单个功率1.5kW。

逆变电源组件：

逆变电源组件原理框图如图16所示，所述逆变电源组件包括MCU模块，所述逆变电阻组件的直流输入端分为两路，第一路与所述MCU模块的电压采样输入端连接，第二路经输入滤波模块与逆变组件的输入端连接，所述逆变组件的输出端经逆变电感与输出电容的一端连接，所述输出电容的另一端为逆变电源组件的输出端，所述输出电容的电流采样输出端以及电压采样输出端与所述MCU模块的采样输入端连接，电源变换模块的输入端接辅助供电，所述电源变换模块的电源输出端与MCU模块的供电输入端连接，所述MCU模块的PWM输出端与所述逆变组件的控制输入端连接；所述MCU模块通过CAN总线进行通信。

逆变电源组件的主要功能是将DC28V输入转换为AC220V稳压输出。设计的输入电压范围为DC18V～DC32V。首先通过DC/DC升压电路将宽范围的低压直流电转换为稳定的DC360V高压输出，升压电路采用软开关谐振技术，利用输入电感和电容的谐振来实现零电压零电流开关，提高整体转换效率，具有可靠性高、环境适应性强等特点。其次通过逆变电路将DC360V高压输出进行功率变换，输出稳定的AC220V交流电。逆变电路采用移相全桥控制软开关电路，提高转换效率。逆变输出具有过流、短路保护功能，保护设备和人身安全。逆变电源组件采用DSP芯片作为控制核心，能够检测输入电压、输出电压、输出电流和温度等信息，并有相应的保护电路、驱动电路和故障检测功能。

UPS不间断电源包括一个逆变电源组件，单个功率1kW。

DC/DC组件：

DC/DC组件原理框图如图17所示，所述DC/DC组件包括输入滤波模块，所述DC/DC组件的DC28V输入端分为两路，第一路与所述输入滤波模块的输入端连接，第二路与输入电源采样模块的输入端连接，所述输入滤波模块的输出端与DC/DC变换模块的输入端连接，所述DC/DC变换模块的输出端分为两路，第一路与电流检测模块的输入端连接，第二路与输出滤波模块的输入端连接，所述输出滤波模块的一个输出端为DC24V直流输出端，所述输出滤波模块的另一个输出端与DSP控制模块的输出电流电压采样输入端连接；输入电源采样模块的输出端与所述DSP控制模块的输入电源采样输入端连接，温度检测模块用于检测DC/DC变换模块的温度信息，所述温度检测模块的信号输出端与所述DSP控制模块的温度检测输入端连接，所述DSP控制模块的控制信号输出端经驱动电路与所述DC/DC变换模块的驱动信号输入端连接；所述电流检测模块的输出端与所述DSP控制模块的输入端连接；故障检测模块的输出端与所述DSP控制模块的信号输入端连接；DSP控制模块的故障信号输出端与故障指示模块的信号输入端连接，所述DSP的保护信号输出端与保护电路的信号输入端连接。

DC/DC组件的主要功能是将DC28V输入转换为DC24V稳压输出，设计的输入电压范围为DC9V～DC36V。DC/DC组件采用单片机作为控制核心，通过DC/DC变换电路转换为低压方波输出，运用同步整流技术将其转换为稳定的DC24V输出；通过单片机可设置电压和电流，完成输入电压、输出电压、输出电流和温度等信息采样，实现DC/DC组件限流限压功能。并有相应的保护电路、驱动电路和故障检测功能。UPS不间断电源包括一个DC/DC组件，单个功率500W。

保护功能设计

1）交流输入过欠压保护：当UPS不间断电源主机交流输入电压高于AC268V（允许误差±4V）时，UPS不间断电源主机声光告警，自动切断交流输入。当交流输入电压恢复至AC257V（允许误差±4V）或AC183V（允许误差±4V）时，自动取消告警，自动恢复交流输入供电。

当UPS不间断电源主机交流输入电压电压低于172V，（允许误差±4V）时，UPS不间断电源主机声光告警，自动切断交流输入。当交流输入电压恢复至AC257V（允许误差±4V）或AC183V（允许误差±4V）时，自动取消告警，自动恢复交流输入供电。

2）电池输入过欠压保护：当UPS不间断电源主机电池输入电压大于DC32V（允许误差±0.5V）时，UPS不间断电源声光告警，切断电池输入。

当UPS不间断电源主机电池输入电压低于DC21.5V（允许误差±0.5V）时，UPS不间断电源微欠压告警，告警喇叭间鸣。当UPS不间断电源主机电池输入电压低于DC20.5V（允许误差±0.5V）时，UPS不间断电源声光告警，告警喇叭间鸣。

3）电池输入反接保护：当交流输入不存在或异常时，UPS不间断电源主机电池输入正负极反接，接下UPS不间断电源主机面板启动开关，UPS不间断电源主机不工作；

当交流输入正常接入时，UPS不间断电源主机电池输入正负极反接，接下UPS不间断电源主机面板启动开关，UPS不间断电源主机声光告警；

4）交流输出过流保护：当UPS不间断电源主机交流输出电流达到15A±2A时，UPS不间断电源主机关断交流输出，同时UPS不间断电源声光告警。过流故障解除后，按下静音/复位按键，UPS不间断电源主机恢复交流输出。

5）交流输出短路保护：当UPS不间断电源交流输出短路时，UPS不间断电源关闭交流输出，同时UPS不间断电源声光告警。短路故障排除后，按下静音/复位按键，UPS不间断电源主机恢复交流输出。

6）过温保护：当UPS不间断电源内部温度过高时，UPS不间断电源将关断交流输出，同时UPS不间断电源声光告警。

结构设计：UPS电源主要由面板、箱体、底板、电气元件以及箱体配套件（把手、挂轴等)组成。箱体采用钣金件加工，其具体结构如图18所示，底板材质为铝板，方便电器件安装和拆卸，同时UPS不间断电源上盖板和盒体之间有导电橡胶条，提高了产品的电磁兼容性，满足了电磁兼容设计要求，固定方式由两侧挂轴和前面板固定。内部采用单层散热器独立风道设计，能在最大程度上满足散热。由前面板进风经过内部散热器由后面板风机进行抽风的强迫风冷散热方式。

综上，本申请所述供配电系统能够稳定的对机动式标校检定车的车载设备进行稳定供电，并能够对用电设备进行状态监测，实现故障报警。

Claims (5)

1.一种机动式标校检定车的车载综合电源，其特征在于：所述车载综合电源的A/L输入端经第一馈通滤波器与第一高压电源的一个输入端连接；所述车载综合电源的B/L输入端经第二馈通滤波器与第三高压电源的一个输入端连接；所述车载综合电源的C/L输入端经第三馈通滤波器与第二高压电源的一个输入端连接；所述车载综合电源的三个N线输入端经第四馈通滤波器分别与所述第一高压电源、第二高压电源以及第三高压电源的N线输入端连接；所述第一高压电源、第二高压电源以及第三高压电源的一个电源输出端分别与第一6KW逆变器以及第二6KW逆变器的一个输入端连接，所述第一高压电源、第二高压电源以及第三高压电源的另一个电源输出端分别与第一6KW逆变器以及第二6KW逆变器的另一个输入端连接；所述第一6KW逆变器的两个输出端分别与第五馈通滤波器以及第六馈通滤波器的输入端连接，所述第二6KW逆变器的两个输出端分别与第七馈通滤波器以及第八馈通滤波器的输入端连接；所述第五馈通滤波器至第八馈通滤波器的输出端为逆变输出端。

2.如权利要求1所述的机动式标校检定车的车载综合电源，其特征在于：所述高压电源包括输入功率因数校正模块，所述高压电源的AC220V输入端分为两路，第一路与所述输入功率因数校正模块的输入端连接，第二路与输入电源采样模块的输入端连接，所述输入功率因数校正模块的输出端与DC/DC变换模块的输入端连接，所述DC/DC变换模块的输出端分为两路，第一路与电流检测模块的输入端连接，第二路与主变压器的输入端连接，所述主变压器的输出端与同步整流模块的输入端连接，所述同步整流模块的输出端与滤波模块的输入端连接，所述滤波模块的一个输出端为DC360V直流输出端，所述滤波模块的另一个输出端与DSP控制模块的输出电流电压采样输入端连接；输入电源采样模块的输出端与所述DSP控制模块的输入电源采样输入端连接，温度检测模块用于检测DC/DC变换模块的温度信息，所述温度检测模块的信号输出端与所述DSP控制模块的温度检测输入端连接，所述DSP控制模块的控制信号输出端经驱动电路与所述DC/DC变换模块的驱动信号输入端连接；所述电流检测模块的输出端与所述DSP控制模块的输入端连接；故障检测模块的输出端与所述DSP控制模块的信号输入端连接；DSP控制模块的故障信号输出端与故障指示模块的信号输入端连接。

3.如权利要求1所述的机动式标校检定车的车载综合电源，其特征在于：所述6KW逆变器包括MCU模块，所述6KW逆变器的直流输入端分为两路，第一路与所述MCU模块的电压采样输入端连接，第二路经输入滤波模块与逆变组件的输入端连接，所述逆变组件的输出端经逆变电感与输出电容的一端连接，所述输出电容的另一端为逆变输出端，所述输出电容的电流采样输出端以及电压采样输出端与所述MCU模块的采样输入端连接，所述MCU模块的PWM输出端与所述逆变组件的控制输入端连接；电源变换模块的输入端接辅助供电，所述电源变换模块的电源输出端与MCU模块的供电输入端连接；所述MCU模块通过CAN总线进行通信。

4.如权利要求1所述的机动式标校检定车的车载综合电源，其特征在于：所述车载综合电源还包括风机调速板，所述风机调速板包括MOS管，所述风机调速板的直流输入端连接，温度传感器的信号输出端与驱动电路的温度信号输入端连接，所述驱动电路的驱动信号输出端与所述MOS管的驱动信号输入端连接，所述MOS管的直流信号输出端分为两路，第一路与驱动电路的电压及电流采样信号输入端连接，第二路为所述风机调速板的直流信号输出端。

5.如权利要求4所述的机动式标校检定车的车载综合电源，其特征在于：所述风机调速板设置有两个，一个风机调速板用于输出DC12V电源，一个用于驱动直流风机。