[发明专利]车载辅助电源前级DC-DC阻容吸收电路参数设计方法

说明书

本发明实施例涉及一种车载辅助电源前级DC‑DC阻容吸收电路参数设计方法，所述方法包括：创建前级DC‑DC电路的第一时域、S域模型；确定阻容吸收电路的第一电压、电流S域表达式；将预设的系统参数，代入第一电压、电流S域表达式，生成对应的第二电压、电流S域表达式；根据第二电压S域表达式确定电容参数C_S；对第二电压、电流S域表达式进行时域表达式转换，生成对应的第一电压、电流时域表达式；根据电容参数C_S、第一电压、电流时域表达式，确定电阻参数R_S。通过本发明，保证了设计准确度。

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种车载辅助电源前级DC-DC阻容吸收电路参数设计方法。

背景技术

城轨车辆中车载辅助电源的主要作用是为车辆上空调、空压机等三相交流负载提供电能，目前存在两种主流的拓扑结构。一种为单级三相逆变拓扑，另一种为前级DC-DC(Direct Current-Direct Current converter)电路级联后级三相逆变电路的两级拓扑。第二种拓扑相比于第一种取消了原工频变压器，整个系统的体积和重量得到大幅度提优化。

移相全桥电路的零电压导通特性，广泛地应用于轨道交通车载辅助变流器前级DC-DC直流电源中。然而，在变压器副边二极管关断时会引入较大的电压振荡尖峰。为解决这类问题，一般采用无源或有源的吸收网络进行缓冲和吸收。有源缓冲电路一般采用金属-氧化物半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)进行有源钳位，但需要增加一套驱动及控制电路，既增加了系统的复杂性也降低了稳定性。无源缓冲电路一般有RCD(电阻R_S+电容C_S+二极管D_S)吸收电路和RC(电阻R_S+电容C_S)吸收电路两种，RCD吸收电路中二极管存在较大的功率损耗，因此RC吸收电路以其结构简单、低功耗等优势在工程上得到广泛的应用。

设计良好的RC吸收电路(又称阻容吸收电路)可以有效地抑制变压器副边电压的振荡，然而阻容吸收电路的参数选取一直以来都是工程应用上的难点。若电路参数设计不合理，既会增加电路的功率损耗，也可能导致电压尖峰达不到预期的抑制效果，甚至可能带来更严重的振荡。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种车载辅助电源前级DC-DC阻容吸收电路参数设计方法，该设计方法在创建的阻容吸收电路时域、S域电路模型基础上，从电阻发热功率、电压振荡波峰两个角度出发，综合评估选取最优的阻容参数。

有鉴于此，本发明实施例提供了一种车载辅助电源前级DC-DC阻容吸收电路参数设计方法，所述方法包括：

创建前级DC-DC电路的阻容吸收电路的时域和S域等效电路模型，生成对应的第一时域模型和第一S域模型；

根据所述第一时域模型和所述第一S域模型，确定所述阻容吸收电路的第一电压S域表达式和第一电流S域表达式；所述第一电压S域表达式和所述第一电流S域表达式均与电容参数C_S和电阻参数R_S相关；

将预设的系统参数，代入所述第一电压S域表达式和所述第一电流S域表达式，生成对应的第二电压S域表达式和第二电流S域表达式；

根据所述第二电压S域表达式确定所述电容参数C_S；

对所述第二电压S域表达式和所述第二电流S域表达式进行时域表达式转换，生成对应的第一电压时域表达式和第一电流时域表达式；所述第一电压时域表达式与所述电容参数C_S和所述电阻参数R_S相关，所述第一电流时域表达式与所述电容参数C_S相关；