电力机车新型高频电源研究

系统可靠运行。可见，系统需要有三个控制变量，即输出电压、总输出电流和蓄电池充电电流。

5.2.3 过欠压保护

系统是通过检测中间直流母线电压来判断过、欠压的。过压值设定为700v，欠压值为230v。欠压保护只断开充电保护接触器km2，同时封锁脉冲。而过压信号将封锁脉冲，同时断开主接触器km1，系统停止工作。

中间电压检测是通过型号为nv100-1000v的霍尔传感器来完成的。中间电压信号通过两个滞环比较器输出过压信号uexcess和欠压信号ulack。如图8所示。

图8 过欠压检测电路

欠压信号ulack分成三路，一路通过uc3846的shutdown引脚封锁脉冲，一路控制充电保护接触器km2的通断，另外一路去欠压显示回路。

过压信号uexcess通过一个d触发器将信号锁定，其后分别通过shutdown封锁脉冲、使主交流接触器km1断开、点亮过压指示灯。

5.2.4 fo信号保护

ipm自身检测到信号后将输出fo信号此信号通过光耦引致控制板上，其后通过d触发器锁定，然后分别通过shutdown封锁脉冲、使主交流接触器km1断开、点亮fo故障指示灯。当确认故障消失后，通过复位按钮可使系统重新开始工作。

当系统正常工作时，r=s=0，q=0，d触发器处于准备状态。当有fo信号时，fo由高变低，使q=d=1。闭合复位按钮s1，则r=1，使输出q=0。系统开始正常工作。

ipm控制电源上电的初始阶段，将输出一短暂的fo信号，如果将此fo信号锁存，将导致系统无法开始工作。因此，与s1并联一较大电容，上电初期，通过电容充电延时，以避开上电初期的fo信号。

图9 fo信号保护

5.2.5 输出过压保护

图中，vfbd取自输出电压反馈信号，通过与给定信号比较，输出故障信号kvexc。kvexc经过锁存后分别去shutdown电路、切除 km1电路及显示电路。为防止系统在刚刚启动时，由于输出电压的超调引起误动作，故c38取值较大，通过加大rc时间常数达到避免误动作的目的。

5.2.6 控制电源欠压保护

由于某种原因控制电源掉电或欠压时，如不及时封锁触发脉冲，有可能导致系统发生更大故障，因此增加控制电源的欠压保护。

当由于控制电源故障+15v变低，低于设定值时，输出故障信号vdis。vdis通过shutdown封锁触发脉冲。

5.3 触发电路设计

ipm的触发电路为一块单独的触发板，安装在ipm上。为了防止干扰信号及控制失误所引起的上、下桥臂同时导通，采用如图12所示的电路结构。图中只画出了一组驱动电路，另外一组电路结构相同，只是outa与outb反接。由于稳压管d3的存在，使a、b间电压必须大于4.7v时，才能触发光耦。从而有效地去除了干扰的影响。d1和d5的存在，使两个光耦不能同时触发，因此保证了触发电路正常运行。

图10 输出过压保护电路

图11 控制电源欠压保护电路

图12 ipm脉冲触发电路

6 总结

随着电力机车技术的发展，作为机车控制电源的相控整流电源已经不能满足机车设计水平的要求，本课题旨在研究一种高频开关电源取代传统的相控整流电源，使机车的电源水平提高到一个新的水平。

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