逆变电源制造技术

本实用新型专利技术涉及轨道车辆上使用的逆变电源；由主电路和控制电路组成，主电路由ＤＣ／ＤＣ和ＤＣ／ＡＣ组成，ＤＣ／ＤＣ部分是中功率的推挽式开关电源电路，ＤＣ／Ａ由Ｈ型单相逆变桥和电磁兼容滤波器组成；控制电路由ＤＣ／ＤＣ变换控制和ＤＣ／ＡＣ控制电路组成，ＤＣ／ＤＣ变换控制部分含滤波器、推挽电路、开关变压器和主控芯片，主控芯片分别与滤波器、推挽电路、开关变压器相连；ＤＣ／ＡＣ控制部分包括单相逆变桥、ＬＣ滤波、电磁兼容滤波器、主控芯片和ＣＰＬＤ，单相逆变桥的输出端与ＬＣ滤波的输入端连接，ＬＣ滤波的输出端与电磁兼容滤波器的输入端连接，主控芯片和ＣＰＬＤ分别与单相逆变桥连接和电磁兼容滤波器的输出端连接，主控芯片和ＣＰＬＤ还与ＤＣ／ＤＣ的输入端连接，达到铁路机车行业的技术要求。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种逆变电源，特别是一种轨道车辆上使用的逆变电源。
技术介绍
目前，市场上的仪器、仪表和工具基本上都是交流50Hz，220V的电源，而现有的国产电力机车只能给驾驶员和检修人员提供直流110V的辅助电源，机车在执行完运输任务后回段的检修工作量较多，广大维修人员频繁上机车工作，由于缺乏交流220V供电，多有不便，给机车配备交流220V电源是广大维修人员和司乘人员的共同呼声，而目前市场上的单相逆变电源缺乏机车环境条件下使用的电源，主要表现在输入电压不符，输入电压的范围窄，工作温度、可靠性、耐振性达不到机车电器的使用技术要求。这就造成了仪器、仪表和工具必须到厂家订制，不但增加了企业的采购成本，也给驾驶员和检修人员带来了极大的不便。现有市场上的逆变电源大都为输入直流12V、24V、48V，输出交流220V准正弦波，效率低，使用环境要求高，根本达不到铁路机车行业的使用技术要求。
技术实现思路
本技术的目的就是提供一种铁路机车行业的使用的逆变电源。本技术的技术方案是通过以下途径实现的。本技术由主电路和控制电路组成，其中，主电路由DC/DC和DC/AC两部分组成，其中DC/DC部分是中功率的推挽式开关电源电路，DC/AC部分由场效管组成的H型单相逆变桥和LC组成电磁兼容滤波器组成；控制电路也由DC/DC变换控制和DC/AC控制电路两部分组成，其中，DC/DC变换控制部分含滤波器、推挽电路、开关变压器和主控芯片，主控芯片分别与滤波器、推挽电路、开关变压器相连；DC/AC控制电路部分包括H型单相逆变桥、LC滤波、电磁兼容滤波器、主控芯片和CPLD，其中H型单相逆变桥的输出端与LC滤波的输入端连接，LC滤波的输出端与电磁兼容滤波器的输入端连接，主控芯片和CPLD分别与H型单相逆变桥连接和电磁兼容滤波器的输出端连接，同时，主控芯片和CPLD还与DC/DC的输入端连接。本技术是一种全新电源转换装置，它利用高频斩波原理将DC-AC-DC-AC可将110V的直流电转换成220V、50Hz交流电，主要应用于轨道车辆逆变电源领域。它不仅具有开关电源体积小、重量轻、功率大、效率高等优点，而且具有普通逆变器所缺乏的过载、过压、欠压输出短路等保护措施，并且节省了笨重的铁心变压器，完全能够达到铁路机车行业的使用技术要求。而且还具有以下特点，1、具有使用环境温度宽，在-40℃---+70℃之间。2、输入电压范围宽，在77V---135V之间均能可靠工作。3、纯正弦波输出，波形失真率小于3％。4、过载能力量，瞬时突加负载可达5000W，十倍额负载。5、保护完备，输入有过欠压保护，过流保护；输出有过载保护，发热过温保护。6、逆变器耐振性符合机车IEC-61373。电磁兼容试验符合En50121-3-2200。附图说明图1为主电路的DC/DC电路示意图图2为主电路的DC/AC电路示意图图3为控制电路的DC/DC变换控制电路框图图4为控制电路的DC/AC控制电路框图图5为本技术工作原理框图具体实施方式以下结合附图详细描述本技术的具体实施方式本技术由主电路和控制电路组成，其中，主电路由DC/DC和DC/AC两部分组成，DC/DC部分是中功率的推挽式开关电源电路(如图1所示)，其中V1、V2为场效应开关管，T为开关升压变压器，D1、D2、D3、D4组成开关变压器输出的整流桥，DC/DC变换经过开关变压器使DC110V与AC230V在电气上是隔离的，为机车上使用的电器提供了一个安全保障。DC/AC部分(如图2所示)由场效管VT1-VT3组成的H型单相逆变桥和LC组成电磁兼容滤波器组成，电磁兼容滤波器是抑制DC/AC变换对外干扰的措施，单相逆变桥将DC400V电转换成正反两串脉冲列，经过LC滤波就形成连续的正弦波。控制电路也由DC/DC变换控制和DC/AC控制电路两部分组成，其中，DC/DC变换控制部分(如图3所示)含滤波器、推挽电路、开关变压器和主控芯片，主控芯片分别与滤波器、推挽电路、开关变压器相连，主控芯片采用美国生产的优秀的开关电源单片集成脉冲调制器SG1525，它具有欠压锁定，软启动电路，可以脉宽调制控制单端正激式、反激式开关电源，推挽式和半桥式开关电源，开关工作频率可以从20KHZ上升到200KHZ以上，DC/DC变换，开关电源的工作频率为180KHZ。它采用闭环控制，不论负载如何变化，中间电压始闭控制在400V恒定。它的PID调节的控制参数较小，控制反应时间在微秒级，它采样输入输出电压，开关管的脉冲电流作为欠压保护，电流过流保护，恒压控制的反馈信号，同时，它的启动与关闭受控于微机输出信号，它的故障信号也输出给后级DC/AC的微机芯片。DC/AC控制电路以C8051F310为控制核心，配合CPLD完成DC/AC的控制和保护，同时，C8051F310还执行对DC/DC变换的管理功能。它包括H型单相逆变桥、LC滤波、电磁兼容滤波器、主控芯片和CPLD，其中H型单相逆变桥的输出端与LC滤波的输入端连接，LC滤波的输出端与电磁兼容滤波器的输入端连接，主控芯片和CPLD分别与H型单相逆变桥连接和电磁兼容滤波器的输出端连接，同时，主控芯片和CPLD还与DC/DC的输入端连接。C8051F310单片机是美国Cynal公司生产的C8051系列单片机的一种，它是全集成的混和信号SOC单片机，它的主要特点有25MIPS高速流水线式8051微控制器内核，在系统全速非插入调试接口，在系统可编程，11通道200SPSADC，高精度可编程24.5MHZ片内振荡器，16KB在系统可编程Flash程序存储器，1KB片内RAM，各自独立的SMBua/I2C和增强型的UART串行接口，43个16位通用定时器，片内具有看门狗定时器，VDD监视器，CPLD采用的是Lattic公司的ispmach4064，40个I/O口，64个宏单元在系统可编程。如图5，C8051F310采集AC输出电压，经过PI运算和查表修正计算输出SPWM调制的脉部控制H型逆变桥，CPLD分配脉，并保护即使C8051出故障不会损伤H型逆变桥主电路，散热器的温度检测采用的是数字化温度传感器Tc77，90℃为温度临界值，整个逆变器将停止工作。为了保证DC/AC控制的快速性，C8051采用汇编语言编程，CPLD采用原理图和VHDL语言混合编程。图5为逆变器原理框图，如图5所示，DC110V经过LC滤波后进入DC/DC变换升压到恒定的400V，再经中间电容滤波后，作为H型逆变桥的输入进入DC/AC，换变成SPWM调制脉冲列，再经过ACLC滤波后形成纯正弦的交流电输出，整个单相逆变器在电路结构上分成主电路和控制电路两部分。权利要求1.一种逆变电源，其特征在于它是由主电路和控制电路组成，其中，主电路由DC/DC和DC/AC两部分组成，其中DC/DC部分是中功率的推挽式开关电源电路，DC/AC部分由场效管组成的H型单相逆变桥和LC组成电磁兼容滤波器组成；控制电路由DC/DC变换控制和DC/AC控制电路两部分组成，其中，DC/DC变换控制部分含滤波器、推挽电路、开关变压器和主控芯片，主控芯片分别与滤波器、推挽电路、开关变压器相连；DC/AC控制电路部分包括H型单相逆变桥、LC滤波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变电源，其特征在于它是由主电路和控制电路组成，其中，主电路由ＤＣ／ＤＣ和ＤＣ／ＡＣ两部分组成，其中ＤＣ／ＤＣ部分是中功率的推挽式开关电源电路，ＤＣ／ＡＣ部分由场效管组成的Ｈ型单相逆变桥和ＬＣ组成电磁兼容滤波器组成；控制电路由ＤＣ／ＤＣ变换控制和ＤＣ／ＡＣ控制电路两部分组成，其中，ＤＣ／ＤＣ变换控制部分含滤波器、推挽电路、开关变压器和主控芯片，主控芯片分别与滤波器、推挽电路、开关变压器相连；ＤＣ／ＡＣ控制电路部分包括Ｈ型单相逆变桥、ＬＣ滤波、电磁兼容滤波器、主控芯片和ＣＰＬＤ，其中Ｈ型单相逆变桥的输出端与ＬＣ滤波的输入端连接，ＬＣ滤波的输出端与电磁兼容滤波器的输入端连接，主控芯片和ＣＰＬＤ分别与Ｈ型单相逆变桥连接和电磁兼容滤波器的输出端连接，同时，主控芯片和ＣＰＬＤ还与ＤＣ／ＤＣ的输入端连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王清，侯志坚，
申请(专利权)人：株洲高新技术产业开发区奥博科技有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]