[发明专利]一种中压变频刹车制动单元拓扑结构及其母线的降压方法

权利要求书

1.一种中压变频刹车制动单元拓扑结构，其特征在于，包括总母线、低压母线电路和母线电压采样及其控制电路，总母线设有P+端口和N-端口，母线电压采样及其控制电路设有第一检测端、第二检测端以及第三输出端，低压母线电路设有电压输入端、电压输出端以及信号输入端，总母线的P+端口与母线电压采样及其控制电路的第一检测端连接，总母线的N-端口与母线电压采样及其控制电路的第二检测端连接，母线电压采样及其控制电路的第三输出端与低压母线电路的信号输入端连接，母线电压采样及其控制电路监控总母线的电压变化，由第三输出端对低压母线电路的信号输入端输出PWM信号，控制总母线将电压从P+端口输入至低压母线电路的电压输入端，低压母线电路可均分电压值，以降低总母线上多余的能量，并由低压母线电路的电压输出端输出至N-端口；

所述低压母线电路包括一级低压母线电路、二级低压母线电路以及三级低压母线电路，所述的一级低压母线电路、二级低压母线电路以及三级低压母线电路依次串联；

所述一级低压母线电路包括绝缘栅门极晶体管Q1、电容C1以及电阻R1，绝缘栅门极晶体管Q1设有栅极、发射极以及集电极，电阻R1并联于电容C1的两端，电容C1的一端通过电压输入端与总母线的P+端口连接，电容C1的另一端与绝缘栅门极晶体管Q1的发射极连接；

所述二级低压母线电路包括绝缘栅门极晶体管Q2、电容C2以及电阻R2，绝缘栅门极晶体管Q2设有栅极、发射极以及集电极，电阻R2并联于电容C2的两端，且电容C2一端与电容C1的另一端相连；

所述三级低压母线电路包括绝缘栅门极晶体管Q3、电容C3以及电阻R3，绝缘栅门极晶体管Q3设有栅极、发射极以及集电极，电阻R3并联于电容C3的两端，且电容C3一端与电容C2的另一端相连，电容C3的另一端与绝缘栅门极晶体管Q3的发射极连接，绝缘栅门极晶体管Q3的发射极与总母线的N-端口连接；

一级低压母线电路还包括一级IGBT驱动电路、二极管D1以及R4，一级IGBT驱动电路设有输入端和输出端，电容C1一端与二极管D1的负极连接，电容C1的另一端与绝缘栅门极晶体管Q1的发射极连接，二极管D1的正极与绝缘栅门极晶体管Q1的集电极连接，二极管D1的负极通过电压输入端与总母线的P+端口连接，电阻R4并联于二极管D1的正极和负极之间，绝缘栅门极晶体管Q1的栅极与一级IGBT驱动电路的输出端连接，一级IGBT驱动电路的输入端通过信号输入端与母线电压采样及其控制电路的第三输出端连接；

二级低压母线电路还包括二级IGBT驱动电路、二极管D2以及R5，二级IGBT驱动电路设有输入端和输出端，电容C2一端与二极管D2的负极连接，电容C2的另一端与绝缘栅门极晶体管Q2的发射极连接，二极管D2的正极与绝缘栅门极晶体管Q2的集电极连接，电阻R5并联于二极管D2的正极和负极之间，绝缘栅门极晶体管Q2的栅极与二级IGBT驱动电路的输出端连接，二级IGBT驱动电路的输入端通过信号输入端与母线电压采样及其控制电路的第三输出端连接；

三级低压母线电路还包括三级IGBT驱动电路、二极管D3以及R6，三级IGBT驱动电路设有输入端和输出端，电容C3一端与二极管D3的负极连接，电容C3的另一端与绝缘栅门极晶体管Q3的发射极连接，二极管D3的正极与绝缘栅门极晶体管Q3的集电极连接，且电阻R6并联于二极管D3的正极和负极之间，绝缘栅门极晶体管Q3的栅极与三级IGBT驱动电路的输出端连接，三级IGBT驱动电路的输入端通过信号输入端与母线电压采样及其控制电路的第三输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种中压变频刹车制动单元拓扑结构，其特征在于，绝缘栅门极晶体管Q1的发射极与二极管D2的负极连接，绝缘栅门极晶体管Q2的发射极与二极管D3的负极连接。

3.根据权利要求1所述的一种中压变频刹车制动单元拓扑结构，其特征在于，所述的绝缘栅门极晶体管Q1、绝缘栅门极晶体管Q2以及绝缘栅门极晶体管Q3为相同类型的带续流二极管。