[发明专利]DC/DC变换器输出电压纹波调节装置

说明书

技术领域

本发明所述的DC/DC变换器输出电压纹波调节装置，涉及电气自动控制整流电源。

背景技术

目前电力机车车辆用直流24V充电机系统是电力机车和动车组车辆的重要组成部分，它为机车车辆和动车组车辆的控制系统提供控制电源，为旅客提供安全的低压服务电源，同时为备用电源—蓄电池充电。

电力机车或动车组上的充电机系统其直流输入电源分为两种情况：一种为来自于机车四象限整流器输出的直流电压，一种为三相交流电压经过整流后得到的直流脉动电压。以第二种直流脉动电压为输入的充电机一般在输入侧都加有大容量的直流支撑电容，以平滑直流输入电压，获得稳定的输出电压。用普通的铝电解电容做支撑电容，只能使用于低于400V电压的场合，如果要用到更高的电压等级，就要将多个电容串联使用，以提高电压等级。而且铝电解电容容易发热，功率损耗大，可靠性也差。较先进的膜电容电压等级比较高，功率损耗也较小，但价格较高。而且，无论是铝电解电容还是膜电容，其体积都很庞大，这对于减小充电机的体积和提高功率密度来说，都是一个困难。所以，取消充电机直流输入侧的支撑电容有着很大的实际意义。对于前端有着可靠输入的机车或车辆充电机来说，取消直流支撑电容的一个弊端就在于直流脉动的电压会给输出造成很大的电压纹波。针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的DC/DC变换器输出电压纹波调节装置，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

鉴于上述现有技术中所存在的问题，本发明的目的是研究设计一种新型的DC/DC变换器输出电压纹波调节装置，从而解决整流电路取消滤波大电容，DC/DC变换后输出电压纹波较大的问题。本发明所述的DC/DC变换器输出电压纹波调节装置，是应用在电力机车或动车组车辆上的直流24V充电机系统中，充电机系统是由输入电路部分、逆变器、高频变压器、整流滤波器、输出电路部分、和控制电路系统所组成。该系统取消了滤波大电容，在控制电路系统中增加了输入电压传感器和输出电压传感器组成的传感器系统，和由输入电压调节、输出电压调节以及调整移相脉冲角度组成的纹波补偿环节。

本发明所述的输出电压的纹波调节步骤如下：

a、首先对输出电压的纹波信号和输入电压的脉动信号进行精确采样；

b、采样到的信号输送到信号处理板上的信号调理电路之中；

c、调理后的信号进入控制电路系统CPU后，由AD模块转换成相应的数字量。在控制程序高速的定时中断中，CPU不断将采样到的纹波电压值与给定输出电压作比较，给出一个输出电压调节值；

d、将采样到的输入电压脉动值与经过软件滤波后相对稳定的输入电压值做比较，给出一个输入电压调节值；

e、CPU再综合输入和输出电压调节值，实时地调整驱动脉冲移相角度的大小，也就调整了输出电压的大小。

本发明目的是提供一种新型的可供电力机车和动车组车辆使用的直流24V充电机系统，取消了传统充电机前端的大容量直流支撑电容，而在控制电路和控制方法上做了改进，根据对输入和输出电压的采样，依靠高速的DSP芯片实时调整输出电压的大小，达到减小输出纹波电压的目的。

本发明的具体工作原理为：