CN221263644U - 车辆远程输入输出模块电源装置及震荡变换电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种车辆远程输入输出模块电源装置及震荡变换电路，通过改进RIOM T215电源板中的震荡变换电路，包括隔离式栅极驱动器、第一场效应管、第二场效应管、二极管、第一电容和定时单元，第一场效应管和第二场效应管的耐受电压大于BOOST升压电路输出电压的两倍，第一场效应管的漏极连接至BOOST升压电路的输出端，源极连接至整流滤波电路的输入端和第二场效应管的漏极，第一场效应管的栅极连接至隔离式栅极驱动器的高侧栅极驱动器输出引脚，第二场效应管的源极接地。与现有技术相比，本实用新型具有使用寿命长和故障率低等优点。

Description

车辆远程输入输出模块电源装置及震荡变换电路

技术领域

本实用新型涉及地铁列车电源板卡维修领域，尤其是涉及一种车辆远程输入输出模块电源装置及震荡变换电路。

背景技术

轨道交通车辆远程输入输出模块ROIM T215其主要功能类似于智能收发器，收集车辆各个系统的信息(包括牵引、制动、车门等)，经过处理后再将信息转发给列车信息管理系统(MPU)的主控单元。RIOM T215模块由电源板和6块功能电路板组成，板与板之间由插针、排线相联起来组成整个模块。

在地铁列车的维保过程中，发现车辆远程输入输出模块ROIM T215的故障主要出现在电源板部分，并且表现出一定的计划报废的特征，整板有效正常工作时间明显小于各器件的寿命，并且始终无法找到具体的原因，只能按照整板替换处理，增加了成本。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了提供一种车辆远程输入输出模块电源装置及震荡变换电路。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种车辆远程输入输出模块RIOM T215电源装置，包括滤波电路、BOOST升压电路、震荡变换电路、整流滤波电路、启动电路和PWM驱动电路，所述滤波电路的输入端连接至110V直流电源，且所述滤波电路、BOOST升压电路、震荡变换电路和整流滤波电路依次连接，所述启动电路的输入端连接至110V直流电源输出端通过PWM驱动电路连接至震荡变换电路，所述震荡变换电路包括隔离式栅极驱动器、第一场效应管、第二场效应管、二极管、第一电容和定时单元，

所述第一场效应管的漏极连接至BOOST升压电路的输出端，源极连接至整流滤波电路的输入端和第二场效应管的漏极，所述第一场效应管的栅极连接至隔离式栅极驱动器的高侧栅极驱动器输出引脚，

所述第二场效应管的源极接地，栅极连接至隔离式栅极驱动器的低侧栅极驱动器输出引脚，

所述隔离式栅极驱动器的电源输入引脚连接至二极管的正极，并通过电源输入接口连接至PWM驱动电路的输出端和滤波电路的输出端，浮动电源引脚连接至二极管的负极和第一电容的一端，定时电容引脚和定时电阻引脚连接至定时单元，高压浮动电源回路引脚连接至第一电容的另一端，并接地。

所述震荡变换电路还包括降压电阻，所述降压电阻设于隔离式栅极驱动器的电源输入引脚和电源输入接口之间，且所述降压电阻的一端通过电源输入接口连接至PWM驱动电路的输出端和滤波电路的输出端，另一端连接至隔离式栅极驱动器的电源输入引脚和二极管的正极。

所述隔离式栅极驱动器的高侧栅极驱动器输出引脚和第一场效应管的栅极之间设有第一电阻。

所述隔离式栅极驱动器的低侧栅极驱动器输出引脚和第二场效应管的栅极之间设有第二电阻。

所述定时单元包括第二电容和第五电阻，所述第二电容的一端接地，另一端连接至隔离式栅极驱动器的定时电阻引脚。

所述定时单元还包括第三电容、第四电阻和LCR振荡元件，所述第三电容的一端接地，另一端连接至LCR振荡元件的一端，所述LCR振荡元件的另一端连接至隔离式栅极驱动器的定时电容引脚，所述第四电阻并联于第三电容的两端。

所述定时单元还包括第五电阻，所述第五电阻串联于第二电容和隔离式栅极驱动器的定时电阻引脚之间。

所述震荡变换电路还包括接地电容和接地电感，所述隔离式栅极驱动器的高压浮动电源回路依次通过接地电容和接地电感接地。

所述隔离式栅极驱动器采用IR2153D。

一种震荡变换电路，包括隔离式栅极驱动器、第一场效应管、第二场效应管、二极管、第一电容和定时单元，

所述第一场效应管的漏极连接高压直流源的输出端，源极连接至整流滤波电路的输入端和第二场效应管的漏极，所述第一场效应管的栅极连接至隔离式栅极驱动器的高侧栅极驱动器输出引脚，

所述第二场效应管的源极接地，栅极连接至隔离式栅极驱动器的低侧栅极驱动器输出引脚，

所述隔离式栅极驱动器的电源输入引脚连接至二极管的正极，并通过电源输入接口连接至低压直流源的输出端，浮动电源引脚连接至二极管的负极和第一电容的一端，定时电容引脚和定时电阻引脚连接至定时单元，高压浮动电源回路引脚连接至第一电容的另一端，并接地。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、基于隔离式栅极驱动器的引脚连接，在其电源输入引脚的输入与高压输入隔离，从而提高了在高压高频工况下的稳定性，从而降低故障率并延长了寿命。

2、电源输入引脚侧设置降压电阻，提高安全性。

3、采用独立的定时电容和定时电阻支路，从而减少两者的干涉，提高振荡输出波形的质量。

附图说明

图1为RIOM T215电源板的结构示意图；

图2为振荡变换电路的电路示意图；

其中：R1、第一电阻，R2、第二电阻，R3、降压电阻，R4、第四电阻，C1、第一电容，C2、第二电容，C3、第三电容，C4、接地电容，L1、接地电感，U1、隔离式栅极驱动器，U2、LCR振荡元件，D1、二极管，Q1、第一场效应管，Q2、第二场效应管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

一种车辆远程输入输出模块电源装置，具体的，整体与RIOM T215电源板类似，RIOM T215电源板的作用是将列车DC110V电压转换为DC15V和DC5V、其中DC15V输出给UCR板和PC104MVB板、PXA255夹成板、4X485SLPER板使用，DC15V直流电直接输出给AES板使用，其结构如图1所示，包括滤波电路、BOOST升压电路、震荡变换电路、整流滤波电路、启动电路和PWM驱动电路，滤波电路的输入端连接至110V直流电源，且滤波电路、BOOST升压电路、震荡变换电路和整流滤波电路依次连接，启动电路的输入端连接至110V直流电源输出端通过PWM驱动电路连接至震荡变换电路。

本申请所作出的改进主要在振荡变换电路部分，具体的，如图2所示，振荡变换电路包括隔离式栅极驱动器U1、第一场效应管Q1、第二场效应管Q2、二极管D1、第一电容C1和定时单元，第一场效应管Q1和第二场效应管Q2的耐受电压大于BOOST升压电路输出电压的两倍，

第一场效应管Q1的漏极连接至BOOST升压电路的输出端，源极连接至整流滤波电路的输入端和第二场效应管Q2的漏极，第一场效应管Q1的栅极连接至隔离式栅极驱动器U1的高侧栅极驱动器输出引脚，

第二场效应管Q2的源极接地，栅极连接至隔离式栅极驱动器U1的低侧栅极驱动器输出引脚，

隔离式栅极驱动器U1的电源输入引脚连接至二极管D1的正极，并通过电源输入接口连接至PWM驱动电路的输出端和滤波电路的输出端，浮动电源引脚连接至二极管D1的负极和第一电容C1的一端，定时电容引脚和定时电阻引脚连接至定时单元，高压浮动电源回路引脚连接至第一电容C1的另一端，并接地。

DC110V上电后，需要通过启动电压电路生成启动电压瞬时15V直流电压供隔离式栅极驱动器U1使用，BOOST升压电路将DC110V升压到DC160V，经过振荡变换电路振荡逆变后，由整流滤波电路转换为直流15V输出，当电源板正常输出直流15V后，可以持续地为隔离式栅极驱动器U1供电。

本申请中，基于隔离式栅极驱动器U1的引脚连接，在其电源输入引脚的输入与高压输入隔离，从而提高了在高压高频工况下的稳定性，从而降低故障率并延长了寿命。

此外，在大部分实施例中，震荡变换电路还包括降压电阻R3，降压电阻R3设于隔离式栅极驱动器U1的电源输入引脚和电源输入接口之间，且降压电阻R3的一端通过电源输入接口连接至PWM驱动电路的输出端和滤波电路的输出端，另一端连接至隔离式栅极驱动器U1的电源输入引脚和二极管D1的正极，从而提高安全性。

并且，在大部分实施例中，隔离式栅极驱动器U1的高侧栅极驱动器输出引脚和第一场效应管Q1的栅极之间设有第一电阻R1。同理，隔离式栅极驱动器U1的低侧栅极驱动器输出引脚和第二场效应管Q2的栅极之间设有第二电阻R2，从而提高安全性。

另外，在大部分实施例中，定时单元包括第二电容C2和第五电阻，第二电容C2的一端接地，另一端连接至隔离式栅极驱动器U1的定时电阻引脚。以及，定时单元还包括第三电容C3、第四电阻R4和LCR振荡元件U2，第三电容C3的一端接地，另一端连接至LCR振荡元件U2的一端，LCR振荡元件U2的另一端连接至隔离式栅极驱动器U1的定时电容引脚，第四电阻R4并联于第三电容C3的两端。采用独立的定时电容和定时电阻支路，从而减少两者的干涉，提高振荡输出波形的质量。

在本实施例中，定时单元还包括第五电阻，第五电阻串联于第二电容C2和隔离式栅极驱动器U1的定时电阻引脚之间。

一般的，震荡变换电路还包括接地电容C4和接地电感L1，隔离式栅极驱动器U1的高压浮动电源回路依次通过接地电容C4和接地电感L1接地。

此外，具体的，本实施例中，隔离式栅极驱动器U1采用IR2153D，第一场效应管Q1和第二场效应管Q2均采用AOD9N40D。经过长时间论证研究发现使用AOD9N40D MOS管，在高电压的工作环境中耐压、电流、结电容、不会发生改变，提高震荡电路的输出的稳定性，从而降低RIOM T215电源模块故障。

Claims (10)

1.一种车辆远程输入输出模块电源装置，包括滤波电路、BOOST升压电路、震荡变换电路、整流滤波电路、启动电路和PWM驱动电路，所述滤波电路的输入端连接至110V直流电源，且所述滤波电路、BOOST升压电路、震荡变换电路和整流滤波电路依次连接，所述启动电路的输入端连接至110V直流电源输出端通过PWM驱动电路连接至震荡变换电路，其特征在于，所述震荡变换电路包括隔离式栅极驱动器、第一场效应管、第二场效应管、二极管、第一电容和定时单元，

所述第一场效应管的漏极连接至BOOST升压电路的输出端，源极连接至整流滤波电路的输入端和第二场效应管的漏极，所述第一场效应管的栅极连接至隔离式栅极驱动器的高侧栅极驱动器输出引脚，

所述第二场效应管的源极接地，栅极连接至隔离式栅极驱动器的低侧栅极驱动器输出引脚，

所述隔离式栅极驱动器的电源输入引脚连接至二极管的正极，并通过电源输入接口连接至PWM驱动电路的输出端和滤波电路的输出端，浮动电源引脚连接至二极管的负极和第一电容的一端，定时电容引脚和定时电阻引脚连接至定时单元，高压浮动电源回路引脚连接至第一电容的另一端，并接地。

2.根据权利要求1所述的一种车辆远程输入输出模块电源装置，其特征在于，所述震荡变换电路还包括降压电阻，所述降压电阻设于隔离式栅极驱动器的电源输入引脚和电源输入接口之间，且所述降压电阻的一端通过电源输入接口连接至PWM驱动电路的输出端和滤波电路的输出端，另一端连接至隔离式栅极驱动器的电源输入引脚和二极管的正极。

3.根据权利要求1所述的一种车辆远程输入输出模块电源装置，其特征在于，所述隔离式栅极驱动器的高侧栅极驱动器输出引脚和第一场效应管的栅极之间设有第一电阻。

4.根据权利要求1所述的一种车辆远程输入输出模块电源装置，其特征在于，所述隔离式栅极驱动器的低侧栅极驱动器输出引脚和第二场效应管的栅极之间设有第二电阻。

5.根据权利要求1所述的一种车辆远程输入输出模块电源装置，其特征在于，所述定时单元包括第二电容和第五电阻，所述第二电容的一端接地，另一端连接至隔离式栅极驱动器的定时电阻引脚。

6.根据权利要求5所述的一种车辆远程输入输出模块电源装置，其特征在于，所述定时单元还包括第三电容、第四电阻和LCR振荡元件，所述第三电容的一端接地，另一端连接至LCR振荡元件的一端，所述LCR振荡元件的另一端连接至隔离式栅极驱动器的定时电容引脚，所述第四电阻并联于第三电容的两端。

7.根据权利要求5所述的一种车辆远程输入输出模块电源装置，其特征在于，所述定时单元还包括第五电阻，所述第五电阻串联于第二电容和隔离式栅极驱动器的定时电阻引脚之间。

8.根据权利要求1所述的一种车辆远程输入输出模块电源装置，其特征在于，所述震荡变换电路还包括接地电容和接地电感，所述隔离式栅极驱动器的高压浮动电源回路依次通过接地电容和接地电感接地。

9.根据权利要求1所述的一种车辆远程输入输出模块电源装置，其特征在于，所述隔离式栅极驱动器采用IR2153D。

10.一种震荡变换电路，其特征在于，包括隔离式栅极驱动器、第一场效应管、第二场效应管、二极管、第一电容和定时单元，

所述第一场效应管的漏极连接高压直流源的输出端，源极连接至整流滤波电路的输入端和第二场效应管的漏极，所述第一场效应管的栅极连接至隔离式栅极驱动器的高侧栅极驱动器输出引脚，

所述第二场效应管的源极接地，栅极连接至隔离式栅极驱动器的低侧栅极驱动器输出引脚，

所述隔离式栅极驱动器的电源输入引脚连接至二极管的正极，并通过电源输入接口连接至低压直流源的输出端，浮动电源引脚连接至二极管的负极和第一电容的一端，定时电容引脚和定时电阻引脚连接至定时单元，高压浮动电源回路引脚连接至第一电容的另一端，并接地。