電力機車新型高頻電源研究

(3)提供一個精度為±1%的5伏基準電壓源，輸出能力40毫安，可用作內(nèi)部標準電源和外部電壓參考;

(4)具有欠壓鎖定功能;

(5)內(nèi)置一個350毫伏門限，能夠從外部提供關(guān)斷信號;

(6)具有200毫安的雙推挽輸出，峰值電流可達到400毫安;

(7)具有雙重脈沖抑制功能;

(8)能夠提供軟啟動功能。

5.2 控制電路設(shè)計

控制電路電源是由機車蓄電池供電的。電壓范圍在77v～130v之間變動。主電路電壓、電流信號的采集都是由lem來完成的。因此需要兩組電源完成dc110v/dc±15v變換。另外，ipm的四個開關(guān)單元需要四路隔離的+15v供電。整個系統(tǒng)需要6路隔離電源。

圖6 與斜波補償有關(guān)的三個電量波形

圖7 電壓端斜波補償

5.2.1斜坡補償電路的實現(xiàn)

uc3846內(nèi)部帶有一增益為3的電流放大器，放大器的反向輸入端被內(nèi)部電路箝位在3.5伏，所以其輸入信號的幅值不應(yīng)大于1.2伏。

斜率補償?shù)匿忼X波信號一般從振蕩器ct上取得，所以斜率補償與三個電流波形有關(guān)，除ct上電壓u1外，還有電流采樣點母線電流i1，以及流過輸出電感的電流i2。這三個電量的波形如圖6所示，電流i2下降部分為原邊所有開關(guān)管關(guān)斷時，輸出電感續(xù)流的電流波形。

可以得到i2下降斜率m 2為：

m 2=vout/l

輸出電壓vout為110v，輸出電感l(wèi)為50μh，則m 2=2.2×106。因為變壓器變比為2.1，又電流lem變比為1/1000，采樣電阻為30歐，所以m2折算到uc3846電流放大器前端之時，m2為：

| m2|= 30m 2/(2.1×1000)=3.1×104

當m>-0.5m2時系統(tǒng)將變得穩(wěn)定，所以取m=15500。

經(jīng)測量鋸齒波ct上電壓斜率為64000，所以需要取ct波電壓的15500/64000。

對于3846，我們使用如圖7所示的斜率補償方式將ct波直接引至電流放大器的輸入端。

5.2.2 充電模式轉(zhuǎn)換

蓄電池的常規(guī)充電一般分兩個階段，在電池端電壓達到飽和之前，采取的是控制充電電流的策略，始終以一個恒定的電流充電。當電池充滿電時，采取浮充方式，即維持電池組端電壓不變。另外，限制總的輸出電流，保證系統(tǒng)可靠運行?？梢?，系統(tǒng)需要有三個控制變量，即輸出電壓、總輸出電流和蓄電池充電電流。

5.2.3 過欠壓保護

系統(tǒng)是通過檢測中間直流母線電壓來判斷過、欠壓的。過壓值設(shè)定為700v，欠壓值為230v。欠壓保護只斷開充電保護接觸器km2，同時封鎖脈沖。而過壓信號將封鎖脈沖，同時斷開主接觸器km1，系統(tǒng)停止工作。

中間電壓檢測是通過型號為nv100-1000v的霍爾傳感器來完成的。中間電壓信號通過兩個滯環(huán)比較器輸出過壓信號uexcess和欠壓信號ulack。如圖8所示。

圖8 過欠壓檢測電路

欠壓信號ulack分成三路，一路通過uc3846的shutdown引腳封鎖脈沖，一路控制充電保護接觸器km2的通斷，另外一路去欠壓顯示回路。

過壓信號uexcess通過一個d觸發(fā)器將信號鎖定，其后分別通過shutdown封鎖脈沖、使主交流接觸器km1斷開、點亮過壓指示燈。

5.2.4 fo信號保護