25T型空调客车DC600V DC110V8kW充电系统应用

在总损耗中占有明显比例。

    DCfDC变换的特点：采用电压电流双闭环控制实现蓄电池恒流定压充电；采用软开关技术减小IGBT高频开关损耗，效率达92％；采用先进的非晶态铁芯制造变压器和电抗器，减小充电器体积；IGBT的开关频率达20 kHz以上，避开音频区域，减小充电器的电磁噪音；蓄电池充电采用温度补偿措施；充电器具有故障诊断和通信功能，控制柜触摸屏可显示充电器的运行参数和故障信息。

3 系统的工作过程

3．1 基本工作原理例

    图5为充电系统的输入电路原理图。工作过程：DC 600 V输入+610 V、－610 V，经熔断器、接触器KM1、KM2，充电电阻R1、输入滤波电感L1、输入滤波电容C1、C2、C3进入充电器。当母线电压达到500 V时，KM1吸合，通过R1给电容C1、C2、C3充电，当电容上电压充满时，KM2吸合，经输入滤波电感L1和输入滤波电容C1、C2、C3进行LC滤波后得到较平滑的直流电压，再送入DC 600 V／DC 110 V直一交一直变换环节进行变换。R1和KM2组成软启动电路，当输入电源突增时，为了避免对输入滤波电容C1、C2、C3直接充电，DC 600 V输入须经金属膜电阻R1限流，当输入电容充满后，控制接触器KM2吸合，再正常变换。当充电器出现故障时，断开KM1使充电器和DC 600 V输入断开。

    为减小充电器启动工作的冲击，充电器IGBT的驱动脉冲在启动时也采用软启动方式，即脉冲宽度逐渐增加，输出电压逐渐升高，当升高到一定值时，电压反馈或电流反馈起作用。

    系统具有限流定压充电功能，由于25T型客车采用碱性中倍率电池，碱性电池充电的要求应符合马氏曲线，即蓄电池在电压低时采取恒流充电方式，当电压充到一定程度时采取恒压浮充方式。根据铁道部统一要求，限流充电值为(1+10％)×25 A，25T型客车用蓄电池为120 A h，5 h放电电流为24 A，因此恒流充电电流限制在(1+10％)×25 A，碱性中倍率电池浮充的终止电压为1．5 V，25T型客车蓄电池共有80节，充电电压应为120 V，考虑到大多数低压电器线圈电压上限值为(1+10％)×110 V，即121 V，因此充电电压可能偏低．运用中可适当减少1～2节蓄电池。

    充电器的输出电流分3部分，一部分向本车蓄电池充电，另一部分供给本车照明、控制等负载，还有一部分通过二极管向列车母线供电。

    电流传感器I1／V是测量充电器输出总电流的传感器，当充电器的输出电流超过其允许电流70 A时，控制IGBT的驱动脉冲变窄，使输出电压降低，输出电压降低后充电器不会向其他客车输出电流，同时可减小蓄电池电流，降低总输出电流。由于全列蓄电池、充电器通过二极管并联，因此各客车充电器的输出电压应尽可能保持一致。

3．2 系统的工作过程

    系统只有在接线准确无误，控制电源正常，DC 600 V供电正常的情况下才能正常工作。系统在接通控制电源后，即开始进行各个状态的检测。如果只接通控制电源，无DC 600 V输入时，该电源系统将循环检测和显示电池电压及其放电电流，并指示输入电压和电池电压状态(欠压或正常)，同时和网关通信，将相应信息传给PLC；如果接通控制电源和输入电源电压为DC 600 V时，变换器开始工作，监控系统同时循环检测并显示电源系统的输出电压、负载电流、充电电流及变换器工作状态，同时和网关通信并将相应信息传给PLC。

3．3 系统的基本保护功能

    为了使系统高效工作，该系统设计输人欠压保护，输出过载保护，输入尖峰过压保护，输出过流及短路保护，输入均值过压保护，输出欠压保护，输出峰值过压保护，散热器超温热保护，输出均值过压保护和功率开关管过流保护等保护电路。另外，系统在安装或更换电池前，首先应先确认极性正确再接线。

4 结束语

    与同等功率的传统电源相比，该系统具有以下特点：体积小、重量轻；效率高；可靠性高；对负载的供电质量高：使用、维修方便；采用输入、输出LC滤波电路以及软启动，对供电电网干扰小、输出电压纹波较小，抗干扰能力强。该充电系统已达到国内先进水平。