【技术实现步骤摘要】
一种用于铁路相敏轨道电路逆变电源驱动电路
本技术涉及一种铁路教学培训设备，特别涉及一种适用于高等职业院校、铁路企事业现场人员轨道交通企业进行技术培训的用于铁路相敏轨道电路逆变电源驱动电路。
技术介绍
随着我国高速铁路、城市轨道交通的进一步发展，相敏轨道电路在轨道交通中广泛应用，相敏轨道电路主要为铁路现场提供列车占用检查及钢轨完整性检查功能，在国铁上主要应用25Hz轨道电路，采用25Hz主要是为了避开机车牵引50Hz电流干扰，而在城市轨道交通中，由于绝大部分地铁轨道电路采用直流电进行机车牵引，不存在牵引电流干扰，故采用50Hz或25Hz。由于相敏轨道电路的重要性，高职院校学生必须牢固掌握相敏轨道电路的原理、常见故障及故障处理方法，而铁路用相敏轨道电路已定型，且不允许非故障情况下操作，因此只能理论性的介绍，不能够满足实际教学需求。逆变电源驱动电路是相敏轨道电路逆变电源系统的一部分，现有逆变驱动技术、铁路设备对教学、培训来讲，存在以下不足：1.原有相敏轨道电路电源采用铁磁变频技术，需要体积笨重的变压器与二极管来实现50HZ频率变为25HZ，然后再滤波形成近似正弦波，使系统体积过大、笨重；2.相敏轨道电源采用纯硬件实现，即采用正弦信号与高频信号比较产生SPWM，电源波形类似于修正弦波，并非纯正弦波，不仅会造成硬件电路体积增大，同时会引入噪并产生电磁干扰；3.现有相敏轨道电路系统输出的轨道电源与局部电源的电压与相位差为固定输出，均不可调整，无法满足教学时故障模拟，不利于实验实训教...
【技术保护点】
1.一种用于铁路相敏轨道电路逆变电源驱动电路，所述驱动电路连接在逆变主板与上位机之间，其输入端连接上位机，其输入端连接逆变主板，逆变主板输出轨道电源和局部电源；/n其特征在于：/n所述驱动电路包括串口显示模块、CPU与通信串口模块、电流放大电路和保护电路；/n所述CPU与通信串口模块的输入端通过串口显示模块与上位机连接，CPU与通信串口模块的输出端通过电流放大电路连接逆变主板，CPU与通信串口模块和电流放大电路与逆变主板之间连接保护电路；/n所述CPU与通信串口模块包括单片机（Q1）、串口隔离通信电路和CPU断电复位电路；/n所述单片机内置SPWM波发生器，用于产生两路SPWM波：轨道电源SPWM波与局部电源SPWM波，两路SPWM波的载波相同、25HZ或50HZ的基波相同；所述串口隔离通信电路用于完成CPU与通信串口模块与串口显示模块的通信隔离；/n所述电流放大电路用于对SPWM波电流进行放大，以驱动逆变主板之逆变电路，使之产生轨道电源或局部电源；/n所述电流放大电路包括轨道电源电流放大电路和局部电源电流放大电路，轨道电源电流放大电路用于对轨道电源SPWM波电流进行放大，以驱动逆变主...
【技术特征摘要】
1.一种用于铁路相敏轨道电路逆变电源驱动电路，所述驱动电路连接在逆变主板与上位机之间，其输入端连接上位机，其输入端连接逆变主板，逆变主板输出轨道电源和局部电源；
其特征在于：
所述驱动电路包括串口显示模块、CPU与通信串口模块、电流放大电路和保护电路；
所述CPU与通信串口模块的输入端通过串口显示模块与上位机连接，CPU与通信串口模块的输出端通过电流放大电路连接逆变主板，CPU与通信串口模块和电流放大电路与逆变主板之间连接保护电路；
所述CPU与通信串口模块包括单片机（Q1）、串口隔离通信电路和CPU断电复位电路；
所述单片机内置SPWM波发生器，用于产生两路SPWM波：轨道电源SPWM波与局部电源SPWM波，两路SPWM波的载波相同、25HZ或50HZ的基波相同；所述串口隔离通信电路用于完成CPU与通信串口模块与串口显示模块的通信隔离；
所述电流放大电路用于对SPWM波电流进行放大，以驱动逆变主板之逆变电路，使之产生轨道电源或局部电源；
所述电流放大电路包括轨道电源电流放大电路和局部电源电流放大电路，轨道电源电流放大电路用于对轨道电源SPWM波电流进行放大，以驱动逆变主板之逆变电路产生轨道电源，局部电源电流放大电路用于对局部电源SPWM波电流进行放大，以驱动逆变主板之逆变电路产生局部电源；
所述保护电路用于逆变主板之逆变电路的保护，所述保护电路包括结构相同的轨道电源保护电路和局部电源保护电路；所述串口显示模块用于与CPU与通信串口模块的串口通信；
所述内置的SPWM波发生器包括RC震荡器、带死区控制的SPWM单元、串口单元、A/D转换单元和中断单元；
所述RC震荡器输出端接带死区控制的SPWM单元，串口单元的输入端接串口显示模块，串口单元的输出端接带死区控制的SPWM单元，来自逆变电路的采集信号通过A/D转换单元和串口单元送串口显示模块，中断单元输入端接保护电路，中断单元输出端接带死区控制的SPWM单元；
所述RC震荡器用于产生SPWM波发生器工作时钟；所述带死区控制的SPWM单元用于生成两路SPWM波：轨道电源SPWM波与局部电源SPWM波；所述串口单元用于轨道电源和局部电源电压幅度及相位差的控制和调整，同时将电源参数送到显示屏；所述A/D转换单元用于对输出的轨道电源与局部电源进行采集并转换，所述中断单元用于改变中断口的输出电平，使带死区控制的SPWM单元停止输出轨道电源SPWM波和局部电源SPWM波，使逆变电路得到保护。
2.如权利要求1所述的一种用于铁路相敏轨道电路逆变电源驱动电路,其特征在于：
所述保护电路包括轨道电源保护电路与局部电源保护电路，两种保护电路结构完全相同，包括第18电阻（R18）、第19电阻（R19）、第20电阻（R20）、第21电阻（R21）、第22电阻（R22）、第23电阻（R23）、第21电容（C21）、第22电容（C22）、发光二极管（D11）、比较器（U2A）、高速隔离芯片（IC2）和与非门芯片（IC1）；
所述比较器的2脚经第18电阻（R18）接逆变电路的输入端，比较器的1脚接高速隔离芯片（IC2）的3脚，比较器的4脚接地，比较器的8脚接12V电源正极，比较器的3脚接第19电阻（R19）和第20电阻（R20）构成的分压电路，第19电阻（R19）的另一端接12V电源正极，第20电阻（R20）的另一端接地，第20电阻（R20）的两端并联第22电容（C22），比较器的2脚与地之间接第21电容（C21）；
高速隔离芯片（IC2）的2脚经第21电阻（R21）接12V电源正极，高速隔离芯片的5脚接地，高速隔离芯片的7脚和8脚接5V隔离电源的正极，高速隔离芯片的6脚经第22电阻（R22）上拉后分别接与非门芯片的2脚、5脚、8脚及12脚；高速隔离芯片的3脚接比较器的1脚，与非门芯片的11脚经第2电阻（R2）与单片机的15脚相连，与非门芯片的10脚串接发光二极管（D11）和第23电阻（R23）后与5V电源正极相接，与非门芯片的7脚接地，与非门芯片的9脚、13脚和14脚接5V隔离电源正极；
与非门芯片的1脚、6脚为输入端分别接收来自SPWM波发生器传来的轨道电源SPWM波或局部电源SPWM波信号，与非门芯片的3、4脚为输出端分别接电流放大电路，向电流放大电路输出处理后的SPWM波。
3.如权利要求2所述的一种用于铁路相敏轨道电路逆变电源驱动电路,其特征在于：
所述电流放大电路包括轨道电源电流放大电路和局部电源电流放大电路，轨道电源电流放大电路用于对轨道电源SPWM波电流进行放大，局部电源电流放大电路用于对局部电源SPWM波电流进行放大，所述电流放大电路为全桥驱动，包括4路结构相同的放大电路单元：左逆变臂高端驱动电路单元、左逆变臂低端驱动电路单元、右逆变臂高端驱动电路单元和右逆变臂低端驱动电路单元；
所述左逆变臂高端驱动电路单元包括第10电阻（R10）、第14电阻（R14）、第13电容（C13）、第7电容（C7）、第17电容（C17）、第9二极管（D9）、第5二极管（D5）和第一驱动光耦（TLP250-1），第一驱动光耦的1脚2脚接5V电源正极，第一驱动光耦的3脚4脚经第10电阻（R10）接收来自轨道电源或局部电源保护电路之与非门芯片的SPWM波信号，第一驱动光耦的6脚7脚经第14电阻（R14）与第5二极管（D5）的并联电路后接逆变主板之逆变电路的功率MOS管或IGBT管，5V电源正极与地之间并联第13电容（C13），第一驱动光耦的8脚经第9二极管（D9）接12V电源正极，第一驱动光耦的5脚与8脚之间并联第17电容（C17）和第7电容（C7）；
所述左逆变臂低端驱动电路单元包括第11电阻（R11）、第15电阻（R15）、第4电容（C14）、第8电容（C8）、第18电容（C18）、第6二极管（D6）和第二驱动光耦，第二驱动光耦的1脚2脚接5V电源正极，第二驱动光耦的3脚4脚经第11电阻（R11）接收来自轨道电源或局部电源保护电路之与非门芯片的SPWM波信号，第二驱动光耦的6脚7脚经第15电阻（R15）与第6二极管（D6）的并联电路后送入逆变主板之逆变...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄斌，莫振栋，黄略昭，姚明阳，
申请(专利权)人：柳州铁道职业技术学院，
类型：新型
国别省市：广西;45
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