电力机车新型高频电源研究

(3)提供一个精度为±1%的5伏基准电压源，输出能力40毫安，可用作内部标准电源和外部电压参考;

(4)具有欠压锁定功能;

(5)内置一个350毫伏门限，能够从外部提供关断信号;

(6)具有200毫安的双推挽输出，峰值电流可达到400毫安;

(7)具有双重脉冲抑制功能;

(8)能够提供软启动功能。

5.2 控制电路设计

控制电路电源是由机车蓄电池供电的。电压范围在77v～130v之间变动。主电路电压、电流信号的采集都是由lem来完成的。因此需要两组电源完成dc110v/dc±15v变换。另外，ipm的四个开关单元需要四路隔离的+15v供电。整个系统需要6路隔离电源。

图6 与斜波补偿有关的三个电量波形

图7 电压端斜波补偿

5.2.1斜坡补偿电路的实现

uc3846内部带有一增益为3的电流放大器，放大器的反向输入端被内部电路箝位在3.5伏，所以其输入信号的幅值不应大于1.2伏。

斜率补偿的锯齿波信号一般从振荡器ct上取得，所以斜率补偿与三个电流波形有关，除ct上电压u1外，还有电流采样点母线电流i1，以及流过输出电感的电流i2。这三个电量的波形如图6所示，电流i2下降部分为原边所有开关管关断时，输出电感续流的电流波形。

可以得到i2下降斜率m 2为：

m 2=vout/l

输出电压vout为110v，输出电感l为50μh，则m 2=2.2×106。因为变压器变比为2.1，又电流lem变比为1/1000，采样电阻为30欧，所以m2折算到uc3846电流放大器前端之时，m2为：

| m2|= 30m 2/(2.1×1000)=3.1×104

当m>-0.5m2时系统将变得稳定，所以取m=15500。

经测量锯齿波ct上电压斜率为64000，所以需要取ct波电压的15500/64000。

对于3846，我们使用如图7所示的斜率补偿方式将ct波直接引至电流放大器的输入端。

5.2.2 充电模式转换

蓄电池的常规充电一般分两个阶段，在电池端电压达到饱和之前，采取的是控制充电电流的策略，始终以一个恒定的电流充电。当电池充满电时，采取浮充方式，即维持电池组端电压不变。另外，限制总的输出电流，保证系统可靠运行。可见，系统需要有三个控制变量，即输出电压、总输出电流和蓄电池充电电流。

5.2.3 过欠压保护

系统是通过检测中间直流母线电压来判断过、欠压的。过压值设定为700v，欠压值为230v。欠压保护只断开充电保护接触器km2，同时封锁脉冲。而过压信号将封锁脉冲，同时断开主接触器km1，系统停止工作。

中间电压检测是通过型号为nv100-1000v的霍尔传感器来完成的。中间电压信号通过两个滞环比较器输出过压信号uexcess和欠压信号ulack。如图8所示。

图8 过欠压检测电路

欠压信号ulack分成三路，一路通过uc3846的shutdown引脚封锁脉冲，一路控制充电保护接触器km2的通断，另外一路去欠压显示回路。

过压信号uexcess通过一个d触发器将信号锁定，其后分别通过shutdown封锁脉冲、使主交流接触器km1断开、点亮过压指示灯。

5.2.4 fo信号保护