段　炼

摘要:文章首先分析了电力机车对DC110V电源的性能要求和技术指标,采用零电压开关(ZVS)PWM全桥变换电路作为主拓扑电路设计了一种新型的机车控制电源。其次对所设计的软开关电源的主电路进行了参数计算及关键元器件的选型。最后对所设计的电路建立了PSPICE环境下的仿真模型,仿真结果表明该设计是正确和有效的。

关键字:移项控制变换器;零电压开关;PWM

中图分类号:TM91文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)10-0028-02

1引言

在铁路牵引动力中,电力机车具有其他机车无可比拟的优势。电力机车的控制电源为直流110V,供机车低压控制电路使用,另外再给机车蓄电池充电 ,并经逆变,整流,滤波,产生+15V、24V、48V、电压,分别供给司机台信号显示屏、仪表照明及三项设备之用。

国内现在广泛采用的电力机车和电动车组用DC110V控制电源是相控式晶闸管直流稳压电源,它与机车蓄电池并联充电,为机车控制电路提供DC110V的稳定电压。该DC110V电源装置的工频整流变压器原边从主变压器辅助绕组的副边输入396V单相交流电源,次边输出为220V,经晶闸管半控桥整流器整流,并通过由平波电抗器滤波电容器和蓄电池组并联组成的LC滤波电路滤波后,输出110V±5%直流电压,电压脉动有效值≤5V。其工频整流变压器及直流滤波电抗器非常笨重,使得整个电源柜的体积和质量都大(为400kg以上),这对减小电力机车的质量和缩小有限的设备安装空间都是不利的。

随着电力电子技术的进步,传统的直线线性稳压电源发展到现在的高频直流开关稳压电源,数字高频开关电源在体积、重量、效率等指标上,都远远优于相控电源,因此用大功率高频开关电源来替代传统的相控电源已成为一种发展趋势,相控整流电源必将被开关电源所取代。……