一种用于轨道车辆的牵引逆变模块驱动板制造技术

本发明专利技术公开了一种用于轨道车辆的牵引逆变模块驱动板，包括：AC/DC电源、驱动信号光纤隔离电路、驱动信号放大电路、驱动IGBT接口及硬件保护电路；其中AC/DC电源包括隔离变压器；AC/DC电源分别为驱动信号光纤隔离电路、驱动信号放大电路及硬件保护电路提供设定的电源；驱动信号光纤隔离电路与驱动信号放大电路通讯连接；驱动信号放大电路分别与驱动IGBT接口及硬件保护电路通讯连接。本发明专利技术通过在驱动板卡中增加保护电路并采用无状态回馈模式，既简化了驱动板卡的设计，又增强了系统工作的稳定性和可靠性。性和可靠性。性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于轨道车辆的牵引逆变模块驱动板


[0001]本专利技术涉及轨道车辆牵引
，具体涉及一种用于轨道车辆的牵引逆变模块驱动板。

技术介绍

[0002]牵引逆变模块是牵引逆变器的核心部件之一，它的主要功能是在列车牵引时将触网1500V直流电通过脉宽调制(PWM)逆变成电压、频率可调(VVVF)的交流电，给三相交流电机供电。驱动板是牵引逆变模块的核心控制部件，它主要用于驱动IGBT通断，同时具有监控电源电压、故障实时保护等功能，它的工作状态正常与否直接影响整列车的功能。
[0003]IGBT驱动控制板卡设置在控制板与IGBT模块之间，包括驱动电源电路、PWM控制电路、驱动电路和硬件保护电路；牵引控制器发出的PWM方波控制信号经光纤传输线与PWM控制电路的信号输入端(光纤接收器)连接，PWM控制电路的方波信号输出端与驱动电路的第一输入端及故障检测电路的输出端连接；驱动电源电路的电压输入端接供电电源板上的电源输出端，驱动电源电路的电压信号输出端分别为驱动信号隔离单元、驱动信号放大电路及硬件保护电路供电；硬件保护电路输入端分别接收电源电压及IGBT回馈信息，并将检测结果回馈至驱动信号放大单元，当电源或IGBT异常时，封锁驱动信号，保护被控IGBT模块。
[0004]随着地铁列车的运营年限增加，以及高强度的使用频率，加剧了电子元器件老化程度，导致列车故障频发，严重制约着轨道交通的安全、高效运行。牵引逆变模块驱动板是地铁列车牵引系统中最核心同时也是故障率较高的部件之一，而原装驱动板主要依赖于国外进口，价格高且供货周期长。为此，需要投入一定的技术力量就此问题进行探索与解决，解决备品备件问题，降低维护成本，进一步进行技术革新，改善牵引模块的工作性能，提高列车运营的安全性与可靠性。
[0005]因此，本
亟需一种配置简化，成本经济且运行稳定可靠的牵引逆变模块驱动板。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种配置简化，性能优良、成本经济且运行稳定可靠的牵引逆变模块驱动板。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0008]本专利技术公开了一种用于轨道车辆的牵引逆变模块驱动板，包括：AC/DC电源、驱动信号光纤隔离电路、驱动信号放大电路、驱动IGBT接口及硬件保护电路；所述AC/DC电源，包括隔离变压器；轨道车辆的供电电源板卡与所述隔离变压器的原边接收侧相连，为AC/DC电源提供设定的电源；所述AC/DC电源分别为所述驱动信号光纤隔离电路、驱动信号放大电路及硬件保护电路提供设定的电源；轨道车辆的牵引系统控制器与所述驱动信号光纤隔离电路通讯连接；所述驱动信号光纤隔离电路与所述驱动信号放大电路通讯连接；所述驱动信号放大电路分别与所述驱动IGBT接口及所述硬件保护电路通讯连接；所述驱动IGBT接口上
外接有被控IGBT模块。
[0009]采用上述技术方案的有益效果是：充分考虑了现有技术中在牵引逆变模块的驱动板卡中设计状态回馈电路所存在的过分依赖控制中心的状态分析和状态回馈电路的反馈数据而导致驱动板卡运行稳定性较差的问题，通过在驱动板卡中增加保护电路并采用无状态回馈模式，既简化了驱动板卡的设计，又增强了系统工作的稳定性和可靠性。另外，驱动板卡采用单卡设计，与牵引逆变模块的数量一一对应，便于售后维护，有效降低了维护成本。
[0010]作为本专利技术技术方案的进一步改进，所述AC/DC电源还包括桥式全波整流器，所述桥式全波整流器的输入端与所述隔离变压器的二次侧相连；所述隔离变压器的一次侧为设定的交流电源，所述桥式全波整流器的输出端能够提供设定的第一正电压和第一负电压。
[0011]作为本专利技术技术方案的再进一步改进，所述AC/DC电源还包括二级电源，所述二级电源包含三端稳压器及稳压电源芯片，所述三端稳压电源与所述桥式全波整流器搭建组成二级稳定电源部分，用以输出设定的第二正电压；所述稳压电源芯片与所述桥式全波整流器搭建组成二级浮动电源部分，用以输出第三正电压，且所述第三正电压的电压与所述第一正电压的差值为设定的电压差，第三正电压的电压随着所述第一正电压的波动而波动，所述电压差始终保持不变。
[0012]采用上述技术方案的有益效果是：采用AC/DC电源设置二级电源，根据驱动板卡的各个电路的不同需求集中提供不同的电源，简化驱动板卡设计，其中尤其是稳压电源芯片的设置，将浮动的电压转化为设定的恒定电压差提供异或门，促使异或门工作状态更为稳定，即采用浮动电压的设计，增强板卡自身抗干扰能力及其稳定性，在现有技术中通常采用标准的三端稳压管实现稳压电路，本浮动电压的设计可有效避免因第一正电压超出三端稳压管工作电压时烧毁三端稳压管的风险。
[0013]作为本专利技术技术方案的再进一步改进，所述AC/DC电源还包括电源自检电路，所述电源自检电路包括第一钳位二极管及第一三极管，所述第一钳位二极管的输入端为所述第一正电压，所述第一钳位二极管的输出端与所述第一三极管进行钳位连接，用以输出设定的基准电压或控制封锁IGBT驱动信号。
[0014]采用上述技术方案的有益效果是：电源自检电路的设置，一方面可稳定输出基准电源，当第一正电压异常时，基准电源输出的电压会控制封锁IGBT的驱动信号，从而有效保护了IGBT的安全，与现有技术相比，相当于为IGBT增加了一层保护屏障。
[0015]作为本专利技术技术方案的再进一步改进，所述驱动信号光纤隔离电路包括光电接收器、异或门及插接件，所述光电接收器用以接收牵引系统控制器的PWM脉冲信号并进行光电转换，所述异或门分别与所述光电接收器及插接件通讯连接，用以接收所述光电接收器所转化后的信号并选择有效的电平输出；所述插接件与所述第一正电压及第三正电压导电连接，用以控制所述异或门对所述光电接收器转化后的信号的选择。
[0016]采用上述技术方案的有益效果是：现有技术中通常采用硬件自主选择上位机给定信号高低电平的有效性，且只是默认高电平有效；与现有技术相比，本技术方案中通过光电接收器、异或门及插接件的配合设置，自主选择光电接收器的转化后信号的有效电平，在多种品牌的牵引驱动模块之间的兼容性更优。
[0017]作为本专利技术技术方案的更进一步改进，所述硬件保护电路包括第一运算放大器、
第二三极管及第三三极管，所述第一正电压、第一负电压及第二正电压通过所述第一运算放大器构建为自检电路，并通过所述第二三极管控制嵌位驱动信号的输出电平；所述第三三极管用以控制驱动信号光纤隔离电路所输出的驱动电压。
[0018]作为本专利技术技术方案的更进一步改进，所述硬件保护电路还包括门限电压，所述门限电压位于所述第三三极管的输入端，所述驱动信号光纤隔离电路包括第四三极管，所述异或门的输出端通过所述第四三极管钳位所述门限电压，用以控制所述第三三极管的启闭。
[0019]作为本专利技术技术方案的更进一步改进，所述驱动信号光纤隔离电路还包括第二运算放大器，两件所述第二运算放大器与所述门限电压及第四三极管构成迟滞比较器，所述迟滞比较器用于增强驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于轨道车辆的牵引逆变模块驱动板，其特征在于，包括：AC/DC电源、驱动信号光纤隔离电路、驱动信号放大电路、驱动IGBT接口及硬件保护电路；所述AC/DC电源，包括隔离变压器；轨道车辆的供电电源板卡与所述隔离变压器的原边接收侧相连，为AC/DC电源提供设定的电源；所述AC/DC电源分别为所述驱动信号光纤隔离电路、驱动信号放大电路及硬件保护电路提供设定的电源；轨道车辆的牵引系统控制器与所述驱动信号光纤隔离电路通讯连接；所述驱动信号光纤隔离电路与所述驱动信号放大电路通讯连接；所述驱动信号放大电路分别与所述驱动IGBT接口及所述硬件保护电路通讯连接；所述驱动IGBT接口上外接有被控IGBT模块。2.根据权利要求1所述的用于轨道车辆的牵引逆变模块驱动板，其特征在于，所述AC/DC电源还包括桥式全波整流器，所述桥式全波整流器的输入端与所述隔离变压器的二次侧相连；所述隔离变压器的一次侧为设定的交流电源，所述桥式全波整流器的输出端能够提供设定的第一正电压和第一负电压。3.根据权利要求2所述的用于轨道车辆的牵引逆变模块驱动板，其特征在于，所述AC/DC电源还包括二级电源，所述二级电源包含三端稳压器及稳压电源芯片，所述三端稳压电源与所述桥式全波整流器搭建组成二级稳定电源部分，用以输出设定的第二正电压；所述稳压电源芯片与所述桥式全波整流器搭建组成二级浮动电源部分，用以输出第三正电压，且所述第三正电压的电压与所述第一正电压的差值为设定的电压差。4.根据权利要求3所述的用于轨道车辆的牵引逆变模块驱动板，其特征在于，所述AC/DC电源还包括电源自检电路，所述电源自检电路包括第一钳位二极管及第一三极管，所述第一钳位二极管的输入端为所述第一正电压，所述第一钳位二极管的输出端与所述第一三极管进行钳位连接，用以输出设定的基准电压或控制封锁IGBT驱动信号。5.根据权利要求4所述的用于轨道车辆的牵引逆变模块驱动板，其特征在于，所述驱动信号光纤隔离电路包括光电接收器...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡学峰，
申请(专利权)人：悦利电气江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：