[发明专利]一种用于电控空气制动系统的电源变换器及磁通平衡调节方法

说明书

本发明公开了一种用于电控空气制动系统的电源变换器及磁通平衡调节方法，该电源变换器包括第一主功率板、第二主功率板、驱动电路、控制电路以及切换电路；所述第一主功率板、第二主功率板的输入端和输出端分别通过机车供电总线和PCB布线与机车110V供电源和切换电路相连；其中，第一主功率板的主拓扑使用了推挽正激的拓扑，通过增设磁通平衡调节器，使得传统推挽电路中的磁通平衡问题得到解决；该电源变换器适用于各种环境的工作，为ECP制动系统提供电源供电，解决了推挽电路磁通不平衡、复杂环境下的正常工作等问题，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于铁路机车制动领域，涉及一种用于电控空气制动系统的电源变换器及磁通平衡调节方法。

背景技术

随着铁路机车的日开数逐步增加，保障机车安全运行是重中之重的任务之一。虽然传统电源变换器可以实现基本的电源变换功能，但其设计过程中并没有考虑到实际机车电源变换器工作过程中的高温度环境，也不能保证电源变换器在机车这种强电磁干扰环境下依然能够正常工作。同时无法满足机车运行过程中对电源变换器的小体积要求。传统的电源变换器也有部分保护措施，但其设计过程中并没有考虑到机车电源变换器的保护要求，无法保证电源变换器在各类突发情况(例如短路、过载)下及时保护电源变换器与外部电路，也没有针对机车电源变换器的各类特殊保护要求和指标(例如快速响应指标)采取相应的措施。这对机车安全留下了隐患。传统推挽拓扑变换器工作过程中，无法避免磁通不平衡的问题。由于机车电控空气制动系统在机车运行时需实时保证电源变换器各部分工作稳定可靠，磁通不平衡的问题也对行车安全留下了隐患。为增强对机车电控空气制动系统的电源质量控制，提高系统安全稳定性，需要研制电控空气制动系统的电源变换器，为系统的供电提供一个良好的平台。

发明内容

为了解决机车电控空气制动系统供电的技术问题，本发明提供一种用于电控空气制动系统的电源变换器及磁通平衡调节方法。

一种用于电控空气制动系统的电源变换器，包括第一主功率板、第二主功率板、驱动电路、控制电路以及切换电路；

所述第一主功率板、第二主功率板的输入端和输出端分别通过机车供电总线和PCB布线与机车110V供电源和切换电路相连；

机车110V供电源、第一主功率板和驱动电路分别通过PCB布线、控制电路总线及PWM输出总线与所述控制电路相连；

所述驱动电路的输出端与第一主功率板相连；

所述切换电路通过电源输出总线与外部电源负载连接；

所述第一主功率板包括依次连接的第一输入滤波模块、变压器推挽正激拓扑模块、全桥整流电路、尖峰吸收网络模块以及第一输出滤波模块；

控制电路中的PWM调制电路通过驱动电路与变压器推挽正激拓扑模块相连；

所述第二主功率板包括依次连接的第二输入滤波模块、反激拓扑模块、第二输出滤波模块以及输出保护模块，且反激拓扑模块的输入端和输出保护模块的输出端之间设置有控制模块。

进一步地，所述控制电路包括控制电源、电流采样模块、PWM调制电路、磁通平衡调节器、输出保护模块、电压采样模块以及主电路误差调节器；所述控制电源与机车供电电源相连，并为控制电路供电；

所述电流采样模块采集变压器推挽正激拓扑模块上的两个绕组电流；

所述电压采样模块采集第一主功率板的输出端上的电压；

所述电流采样模块、磁通平衡调节器及PWM调制电路依次相连；

所述电压采样模块、主电路误差调节器及PWM调制电路依次相连；

所述第一主功率板的输出端通过输出保护模块与PWM调制电路相连；

所述控制电路与切换电路相连。