[实用新型]低地板车辅助变流器

说明书

技术领域

本实用新型主要涉及轨道交通技术领域，特指一种低地板车辅助变流器。

背景技术

传统车载辅助变流器包括辅助逆变器(SIV)和充电机，其中辅助逆变器由三相半桥逆变器、工频变压器、输出滤波器组成，充电机具体采用半桥DC/DC变换器，具体电路如图1所示。

低地板车载辅助逆变器输入为750V供电网，通过三相半桥逆变器转换成三相交流电，再经工频变压器隔离降压，滤波之后得到AC380V，为车载用电系统供电。充电机输入同样为750V供电网，经半桥直直变换，为蓄电池组提供24V充电电源。

由于变压器工作频率低(50Hz)，其体积、重量和成本较大，随着列车电源技术的发展，传统的工频变压器SIV方案越来越难以满足辅助变流器的供电容量要求和列车的空间限制。其次，传统SIV输入电压波动范围广，如低地板750V输入电压范围在525V-900V，最高1270V，通常按最恶劣的工况选取开关管耐压值，导通压降较大，限制系统效率的提升。另一方面，SIV输入端工况复杂，要求设计者充分考虑各种工况对SIV器件的影响，不利于SIV的模块化与系列化。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种变换效率高、轻量化的低地板车辅助变流器。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种低地板车辅助变流器，包括辅助逆变器和充电机，所述辅助逆变器包括Buck三电平变换器、LLC谐振变换器和三相半桥逆变器，所述Buck三电平变换器、LLC谐振变换器和三相半桥逆变器依次串联。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述充电机包括半桥DC/DC电路，所述半桥DC/DC电路的输入端与所述Buck三电平变换器的输出端相连。

所述Buck三电平变换器包括输入均压电容C1和C2、二极管D1和D2、开关管Q1和Q2、输出滤波电感L2、滤波电容C3和C4组成；其中均压电容C1和C2串联后跨接在Buck三电平变换器的输入电源的两根电源母线a、b上，所述二极管D1和D2串联后跨接在母线a、b上，滤波电容C3和C4串联后跨接在母线a、b上，所述开关管Q1串联在均压电容C1与二极管D1之间的直流母线a上，开关管Q1的集电极与C1相连，射极与D1的负极相连，所述开关管Q2串联在均压电容C2与二极管D2之间的直流母线b上，开关管Q2的集电极与D2的正极相连，射极与C2相连，输出滤波电感L2串联于D1与C3之间的直流母线a上。

所述LLC谐振变换器包括依次相连的开关网络、谐振腔电路、整流电路和滤波器。

所述谐振腔电路包括变压器T1、谐振电容Cb和谐振电感Lr，所述谐振电容Cb和谐振电感Lr串联在变压器T1的原边。

所述Buck三电平变换器的输入端串联有滤波电感L1。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型的低地板车辅助变流器，采用依次串联的Buck三电平变换器、LLC谐振变换器和三相半桥逆变器，其中Buck三电平变换器中的开关管应力为普通斩波电路的一半，可采用电压等级更低的IGBT，有利于变换器高频化；LLC谐振变换器可以在全负载范围内实现开关管的零电压开通和整流二极管的零电流关断，从而减小开关损耗，提高变换效率，有利于开关频率进一步提升；相比工频隔离电路，其磁性元件重量大大降低；通过以上各电路的设置，实现了辅助逆变器的整体轻量化。

附图说明

图1为现有技术的辅助变流器的电路原理图。

图2为本实用新型的电路原理图。

图3为本实用新型中Buck三电平变换器的工作波形图。

图4为本实用新型中LLC谐振变换器的工作波形图。

图中标号表示：1、辅助逆变器；11、Buck三电平变换器；12、LLC谐振变换器；13、三相半桥逆变器；2、充电机。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型作进一步描述。