110V大功率高频开关电源的研制.pdf

第 21 卷第 5 期华东交通大学学报 Vol. 21 No. 5
2004 年 10 月 Journal of East China Jiaotong University Oct. , 2004
文章编号:1005 - 0523(2004) 05 - 0001 - 04
110 V 大功率高频开关电源的研制
高海生1 ,张前彬2 ,黄健1
(1. 华东交通大学,江西南昌,330013 ;2. 解放军 93897 部队装备处,陕西西安,710077)
摘要:介绍了新型电力机车 110V/ 80A 大功率高频开关电源的设计方案、核心器件及其应用,给出了电源的实验和仿真结果.
关键词:开关电源;电力机车; IPM;SG1525
中图分类号:TM910. 2 文献标识码:A
以当把频率从 50 Hz 提高到 20 kHz ,提高 400 倍,用
0 引言电设备的体积、重量大体上降至工频设计的 5 %~
10 %. 这正是开关电源得以实现功率变换而带来明
我们知道,从 SS1131 到 SS8 准高速列车一直使显效益的根本原因[1 ] . 可见,研制开发新一代的电
用的是 110 V 晶闸管相控式直流稳压电源. 这种电力机车大功率高频开关电源是非常有实用价值的.
源大致有这么几点缺陷:1) 用作 396 V 和 110 V 电
气隔离的工频变压器,以及平波电抗器的体积很大 1 设计方案
(占据了电源低柜几乎全部空间) ,重量也大得惊人
(不低于 400 公斤) ;2) 由于平波电抗器的容量有限, 1. 1 主回路的设计
经过 L - C 滤波后的输出电压仍有较大纹波;3) 这主回路的设计采用 AC - DC - AC - DC 结构,其
种开关电源在响应速度、转换效率和稳压精度等方设计方案如图 1 所示. 按照标准 TB/ T 1395 - XXXX
面也很低. 理论分析和实践经验表明,电器产品的(代替 TB/ T 1395 - 1981) ,电源的主回路设计参数见
体积、重量随供电频率的平方根成反比的减小,所表 1.
收稿日期:2004 - 06 - 10
作者简介:高海生(1960 - ) ,男,浙江平阳人,华东交通大学教授.
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表 1 电源设计参数一览表热等多种保护功能,这些保护的动作信号集中汇集
编号项目技术参数编号项目技术参数成一个所谓的“错误信号 FO”,送到模块外面供系统
1 输入电压 0. 7Un~1. 25Un 6 稳压调整率± 1. 0 % 监控使用. 它的这个特点,使得系统的监控非常方
工作频率限流精度≤
2 20kHz 7 1. 0 % 便和有效. 关于 IPM 的内部结构和原理,本文不作
3 转换效率额定> 90 % 8 纹波系数 1. 0 %
详细介绍,请参阅文献[2 ] .
4 输出电压 110V ± 1. 0 % 9 重量 45Kg
1. 2 控制回路的设计
450 350 450
5 输出功率 8. 8kW