[发明专利]一种用于升降压电路的驱动装置

说明书

本发明公开一种用于升降压电路的驱动装置，包括用于接入控制升、降压的双PWM脉冲并输出其中一路给升降压电路的PWM输出模块，PWM输出模块包括用于输出降压所需PWM脉冲的第一输出支路、用于输出升压所需PWM脉冲的第二输出支路，还包括分别与PWM输出模块连接的第一控制模块、第二控制模块，第一控制模块接收外部切换命令，控制封锁第一输出支路或第二输出支路，第二控制模块接入机车的运行状态信号，控制在牵引工况且牵引能量不足时或在制动工况需回收能量时封锁第一输出支路或第二输出支路。本发明具有结构简单、成本低、PWM脉冲切换速度快以及能量回收效率高等优点。

技术领域

本发明涉及混合能源机车供电技术领域，尤其涉及一种适用于混合能源机车中的用于升降压电路的驱动装置。

背景技术

升降压DC/DC电路即是可以通过一套电路结构实现升压、降压功能，如典型的Buck-Boost电路，当工作为Buck电路模式时，发送PWM脉冲给Buck电路，由Buck电路执行降压功能，当工作为Boost电路模式时，发送PWM脉冲给Boost电路，由Boost电路执行升压功能，通过切换PWM脉冲来实现Buck电路、Boost电路的切换。

在柴电混合机车等混合能源机车应用中，混合能源机车主要是用电池代替传统的燃油为能源，在很大程度上能够减少对燃油资源的依赖，蓄电池及其充放电技术也成为了制约该技术发展的关键。混合机车中由蓄电池与DC-DC模块共同进行供电，由DC-DC模块接入直流电源，进行变换后进行供电以及存储在蓄电池中，或由蓄电池进行放电，通过DC-DC模块进行能够回收会提供补充能量，而在牵引工况时，由于需要大量的牵引能量，若接入电源不足以提供牵引能量时，则需要控制切换蓄电池进行放电，通过DC-DC模块补充不足的能量，以及在制动工况时，需要控制切换蓄电池进行充电，通过DC-DC模块进行能够回收，即混合机车进行制动与牵引时，需要进行DC-DC的蓄电池充放电之间的切换，也即执行PWM脉冲切换。

典型的升降压DC/DC电路的控制电路如图1所示，包括升降压电路主回路、驱动板、控制板以及总控制器，其中驱动板主要包含驱动脉冲的选择电路、推挽电路、功率放大电路、双脉冲互锁电路，以及各种相应保护电路；控制板主要包含两路高速PWM脉冲生成电路，整机低压侧的输出恒压恒流电路，整机的高压侧输出恒压恒流电路，控制板接收总控制器的指令信号电路，各种保护电路和各个输入输出的电压电流给定电路；总控制器用于与外部客户端的控制器进行通讯，接收来自客户端的控制命令执行下达相应的信号给控制板和驱动板，由控制板和驱动板执行相应的命令达到满足客户端需要的相关电气参数。

上述升降压DC/DC电路实现PWM脉冲切换时，由总控制器通过接收客户端的所有相对应信号，从而下达指令给控制板，控制板通过自行生成PWM电路产生需要的PWM波形，将相对应的PWM波发送给驱动板，同时总控制器通过接收客户端的相应信号，对驱动板接收到控制板的PWM波进行逻辑选择处理，处理完成后由互锁电路对PWM信号互锁处理后再发送到对应的功率半导体的控制极，从而达到控制功率半导体高速开关的目的。

但是上述升降压DC/DC电路，由于必须通过总控制器对客户端信号检测检测，再下达给相应的控制和驱动，需要较长的软件算法运算时间才能够完成切换响应，响应速度慢，且当应用于如柴电混合机车等应用中时，当牵引工况时提供的牵引能量不足而需要进行PWM脉冲切换时，由于不能及时响应，会影响机车进行牵引时蓄电池放电性能；而整机在运行时执行制动工况时瞬间能量大，电压会瞬间上升，且持续时间短的特点，由于总控制器需要进行软件算法运算，响应速度慢，待指令下达到最终的功率半导体上时，瞬间的能量已经损失，无法有效的进行能量回收，使得能量回收效率不高。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、成本低、PWM切换速度快以及能量利用率高的用于升降压电路的驱动装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：