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轻轨车应急通风电源前级DCDC变换器研制

发布时间:2020-06-30 19:37:41 阅读: 来源:消毒机厂家

摘要:介绍了轻轨车应急通风电源前级DC/DC变换器的结构和工作原理。针对变压器次级出现的整流桥寄生振荡问题,分析了振荡产生的原因。为了抑制该振荡,详细分析并对比了3种RCD吸收电路的工作过程及优缺点,并介绍了不同工况下吸收电路结构及参数的选取方法。最后,给出了主电路及吸收电路参数的设计公式,并搭建样机,对设计方案和吸收电路的效果进行了验证。关键词:变换器;电源;轻轨;寄生振荡1 引言 当轻轨车出现供电故障时,为保证车内正常通风与乘客安全,前级DC/DC变换器中,主电路要将电压从24 V升至600 V,升压倍数很大。文献对几种高增益DC/DC变换器作了简单介绍。由于应急通风电源的运行时间取决于蓄电池,设计标准为45 min,因此在短时间运行情况下,若能保证脉冲的对称性,可以不考虑全桥变换器的变压器偏磁问题。 结合应急通风电源的具体工况,采用全桥变换器作为主电路。由于全桥变换器存在整流桥寄生振荡,随着变压器匝比的提高,全桥变换器次级由漏感和输出二极管结电容引起的振荡愈加严重,因此必须采用吸收电路对振荡进行抑制。这里介绍了轻轨应急通风电源前级DC/DC变换器的结构和参数,并结合实际工况,对3种RCD吸收电路进行比较和分析,给出了具体的参数设计。2 系统介绍和吸收电路的选择2.1 系统主电路结构和原理 图1为系统主电路结构。

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其工作原理为:24V直流电通过方波逆变为交流,经过一个高变比的变压器升压后通过二极管整流桥进行不控整流,整流后通过LC滤波变为所需的600 V直流电。通过控制开关管的占空比可控制输出电压的大小。由于实际应用要求变压器体积很小,所以开关频率设为50 kHz。C1和C2分别为电源侧和输出侧的支撑电容。 对于全桥变换器拓扑,其次级整流二极管两端电压会有较大振荡,主要是由高频变压器的漏感和整流二极管的结电容(或者是绕组分布电容)之间的寄生振荡引起的。该设计中由于升压倍数很高,初级开关过程带来的振荡通过变压器传递到次级,也会造成很大的影响。实验表明,振荡峰值接近1.2 kV,因此需在初、次级均添加吸收电路,抑制整流二极管两端的尖峰。2.2 几种RCD拓扑比较 图2a.b为2种RCD吸收拓扑。拓扑I为传统的RCD吸收电路,其工作波形如图2c所示。

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