[实用新型]斩波器

说明书

本实用新型涉及一种用于无轨电车、电动汽车和电力索引机动车调速的斩波器。

现有的电力机动车上使用的斩波器大多采用可控硅(SCR)作为开关元件，主要由两个主、副可控硅组成，斩波器是通过电流触发调控电路输出调控脉冲，以脉冲移相的方式对主、副可控硅进行调控，这种调控方式容易导致可控硅不能正常关断，再加上可控硅本身的性能，其触发区10％为不可调区，电车在启动时很容易引起突冲，电车在行驶过程中容易出现失控而造成交通事故；另外主可控硅的关断是通过副可控硅的导通，“LC”谐振产生高压，产生的电压高于主可控硅的阴极电位，从而使主可控硅强行关断，这种硬关闭很容易损坏滤波电容，使行电车不能正常行驶。

本实用新型的目的在于提供一种能使电车安全平稳行驶的斩波器。

为实现上述目的，本实用新型包括输入放大电路、脉冲调控电路、行车驱动电路、刹车驱动电路、驱动互锁电路和开关器件，所述脉冲调控电路由脉宽调制(PWM)模块组成，所述开关器件为绝缘栅双极三极管(IGBT)，输入电压信号分别接入输入放大电路和驱动互锁电路，经放大后的输入电压触发脉冲调控电路产生脉宽调制电压，驱动互锁电路根据输入电压的正、负，选择脉宽调制电压相应输出到刹车驱动电路或行车驱动电路，行车驱动电路驱动绝缘栅双极三极管V1的导通，输出行车的调制电压；刹车驱动电路驱动绝缘栅双极三极管V2的导通，输出刹车的调制电压。

本实用新型所述的驱动互锁电路包括放大器A1、三极管Tr7、Tr8及二极管D1、D2、D3，输入电压接入放大器A1的正相输入端，放大器A1的输出端一路经二极管D3连接到三极管Tr7的基极，三极管Tr7的集电极与二极管D1相连：另一路连接到三极管Tr8的基极，三极管Tr8的发射极与二极管D2相连；正电压输入时，二极管D3，三极管Tr7导通，二极管D1截止，选择刹车脉宽调制电压输出；负电压输入时，三极管Tr8导通，二极管D2截止，选择行车脉宽调制电压输出。

本实用新型所述的行车驱动电路和刹车驱动电路相同，驱动电路由光耦OP1和三极管Tr4、Tr5组成，脉宽调制电压输出到光耦OP1再经三极管Tr4、Tr5推挽放大，驱动绝缘栅双极三极管导通，在驱动电路内设有绝缘栅双极三极管的短路保护电路。

作为本实用新型的进一步改进，在绝缘栅双极三极管V1、V2的输出端设有霍耳电流保电路和分流器保护电路，霍耳电流保电路包括霍耳传感器H、放大器A2、电位器P1及三极管Tr6，霍耳传感器H连接在绝缘栅双极三极管的负载回路中，传感器H的输出端与放大器A2的正相输入端相连，放大器A2的输出一路接入输入放大电路，起内环负反馈的作用；另一路经电位器P1，稳压器D和三极管Tr6的集电接入脉冲调控电路，调节脉宽。

分流器保护电路包括分流器Id、比较放大器A3、限流电阻R3、电感L及电位器P2，分流器接在绝缘栅双极三极管的负载回路中，分流器Id的输出接入比较器A3的正相输入端，与接在负相输入端的电位器P2调定电位进行比较，比较器A3输出接入光耦OP3，光耦OP3的输出接入脉冲调控电路，控制脉宽调制电压的输出宽度。

由于采用了脉宽调制(PWM)模块组成脉冲调控电路和绝缘栅双极三极管(IGBT)，由电压触发脉冲调控电路产生脉宽调制电压，通过脉宽的宽窄来调控开关器件绝缘栅双极三极管(IGBT)的导通和截止，这样的过程都是软导通、软关断，另外绝缘栅双极三极管的各项性能都优于可控硅，因此电车在启动时不会引起突冲，也不会在行驶过程中出现关不了开关器件而失控，整个斩波器安全性能大大提高，确保电车安全平稳的行驶。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型具体一个实施例的原理方框图；

图2为图1所示实施例中驱动互锁电路的电路图。

图3为图1所示实施例中行车驱动电路和刹车驱动电路的电路图。

图4为图1所示实施例中霍耳电流保电路的电路图。

图5为图1所示实施例中分流器保护电路的电路图。