[实用新型]工矿电机车辅助电源装置

说明书

本实用新型属电力电子技术在开关电源上的应用。

现有的用于工矿电机车辅助电源的各种开关电源，以其工作方式和电路结构来看，都存在着一些问题。如：1、由晶闸管斩波器构成的直流变压器，存在着斩波频率低，对载波电话影响大，斩波器工作状态不合理等问题。2、由GTR自激振荡器、中频变压器、整流器构成的开关电源，有单管和双管自激振荡器两种电路，由于自激振荡器GTR承受反压为电源电压的两倍，对GTR电压参数要求较高，使其产品不易满足要求。此外，电源电压变化范围大、电流峰值大，使GTR易破坏。3、由GTR半桥式逆变器、中频变压器、整流器构成的开关电源，这种开关电源的起初工作是采用电池，GTR需要较大的推动功率，GTR采用双管并联结构，控制电路复杂。此外，电源电压变化大，通过GTR的峰值电流大，容易因二次击穿而损坏，并且GTR的频率不易过高，上述三类产品均存在使用寿命短这一主要缺点。

本实用新型的目的就是提供一种新型的，用于工矿电机车辅助电源的开关电源装置，它可成功地解决上述各类现有产品所存在的问题。

本实用新型是由  阻波器、自起动电路、三端稳压器、脉宽调制器、功率推动级、逆变器、输出回路、过流保护回路等构成。牵引电网电压375～750V经阻波器后，输入到本装置的输入端，阻波器的设置是用于防止电机车运行中瞬间脱弓，在本装置输入端出现的浪涌电压，防止发生一次击穿。当电机车的弓子接通电压后，自起动电路马上工作，给三端稳压器提供一输入电压，经三端稳压器稳压，得到＋15V的整机工作电压。整机工作正常后，输出回路输出稳定的＋24V直流电压，并将此电压作为三端稳压器的输入电压，同时使自起动电路停止工作。采用集成芯片SG3524及辅助电路构成的脉宽调制器，是本装置的主要控制器件，其输出的二路脉宽调制信号经功率推动级，产生与之相对应的触发脉冲，此脉冲分别触发逆变器中的两个MOS管，两个MOS管分别工作，将直流电压在高频变压器上产生一个交变的高频脉冲电压，高频变压器的副边输出经快速二极管的双半波整流后，再经输出回路的滤波，得到＋24V稳定的直流电压，此电压可供电机车的前后大灯照明及音响使用。将该电压再滤波，可得到纹波更小的＋24V直流电压输出，供电机车上载波电话等电子设备使用。为防止整机出现过流现象，使MOS管损坏，本装置还设置了过流保护回路，它是在高频变压器原边回路中串入一电流互感器，并取出电压信号经整流、滤波后，与一给定值进行比较，其输出封锁功率推动级的触发脉冲，从而保护两个MOS管。

本实用新型采用新型电力电子器件VDMOS构成PWM逆变器，其频率为16～20KHZ，变压器体积小，变流效率高，调压精度高。VDMOS器件具有过载能力高，工作可靠性高、驱动功率小等特点。采用上电自起动电路，无需附加蓄电池作为起动电源。采用脉宽调制实现调压，起稳压作用。采用交流互感器作为电流检测传感器，过流保护性能好。此外，整机电路参数设计合理，可靠性高，在牵引电网电压375V～750V范围内变化时，可输出＋24V稳定电压，供照明、音响和通讯设备的稳压电源使用。

附图为本实用新型的电气工作原理结构图。

本实用新型的实施例根据附图作进一步说明。

工矿电机车辅助电源装置是由阻波器、自起动电路、三端稳压器、脉宽调制器、功率推动级、逆变器、输出回路、过流保护回路等构成。牵引电网电压（375～750V）经阻波器中的R₁、XL₁、D₁后分别送至a点和b点。