[实用新型]一种应用于双源无轨电车的模块化DC/DC变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及DC/DC变换技术领域，主要应用于光伏微电网和开关电源，具体公开一种应用于双源无轨电车的模块化DC/DC变换器。

背景技术

当今国内许多城市正在饱受雾霾的危害，空气污染危机驱动的交通政策对城市公交车的绿色环保要求变得更高，由于地域政治和能源产品结构的变化，从国家能源安全角度出发，城市公交系统的运营车辆从动力来源角度考虑，明智的策略是推行车辆动力来源多样化的举措，以避免依赖单一能源所照成的潜在供应和价格风险。

这几年北京公交集团在保护和推动无轨电车回归方面做了大量的工作，双电源无轨电车在采用线网作为动力电源的同时，还配有动力电池组。电车在有电网的路段，借助集电杆与线网相连行驶，充电并储存电能，行驶到没有线网的路段时，电车可利用电池脱离线网行驶。这意味着，一旦一辆电车因故障或线网损坏停驶，无轨电车不会像以前那样出现集体“趴窝排队”的现象，而可以利用脱线运行的功能，绕开事故路段继续运行。

而在双源电动公交车中，DC/DC电源是必不可少的设备，它是将波动较大的输入电压经过有效转换，输出较稳定的直流电压供给汽车驱动系统，同时完成对蓄电池的充电工作等。目前，国内双源电动公交车DC/DC电源装置采用的是非隔离型DC/DC斩波电路实现电压的变换，也有采用隔离型串联谐振DC/DC并联拓扑电路(内部由两套小功率的串联谐振DC/DC并联而成)，给汽车驱动系统供电，并对蓄电池进行充电。

国内双源汽车采用非隔离型DC-DC斩波电路的缺点是：

(1)无隔离，容易带来安全隐患；

(2)不能同时实现升压和降压功能；

(3)采用硬开关技术，开关频率不能太高，功耗较大。

国内采用串联谐振DC-DC并联拓扑电路的缺点：

(1)核心功率器件是IGBT，开关频率做不高，隔离变压器体积会很大；

(2)并联个数有限，不适合功率拓展；

(3)成本高，不易维护。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：为解决以上问题提供一种功率变换部分模块化设计，且多个功率变换部分并联可拓展，满足大功率要求的应用于双源无轨电车的模块化DC/DC变换器。

本实用新型采用的技术方案是这样的：

一种应用于双源无轨电车的模块化DC/DC变换器，包括外部保护电路和多个并联的DC/DC功率变换模块电路(为常见电路，现有技术)，

其中外部保护电路包括熔断器、断路器、第一IGBT模块、电阻、二极管、第二IGBT模块和电容，所述断路器正、负极对应连接直流电网正、负极；所述断路器的输出正极端连接第一IGBT模块的输入端，第一IGBT模块的另一端接第二IGBT模块，第二IGBT模块的另一端接断路器的输出负极端，且第二IGBT模块的一端还并联接二极管；所述电阻与第一IGBT模块并联；所述电容并联在二极管的另一端和断路器的输出负极端间；

DC/DC功率变换模块电路输入正极端接直流电网的正极，负极端接直流电网的负极。

进一步地，还包括防反二极管，对应每一组DC/DC功率变换模块电路输出端均设置一个防反二极管。

进一步地，所述DC/DC功率变换模块电路中MOSFET和二极管均采用碳化硅材料制成。

综上所述，由于采用上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型中包含一种基于MOSFET的LLC谐振DC/DC并联拓扑电路，即DC/DC功率变换模块电路，开关频率可做到200KHZ，高频变压器体积会很小；功率变换部分模块化设计，所有器件全部安装在PCB板上，单个模块的设计功率在20KW，系统内部可实现多个模块并联，即使内部高频变压器及谐波电路参数有一定的偏差，内部DC/DC之间均流和均功率效果很好；系统可冗余设计，维护方便。

附图说明

图1为本实用新型的结构图；

图2为本实用新型所述DC/DC功率变换模块电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1-2所示，一种应用于双源无轨电车的模块化DC/DC变换器，包括外部保护电路和多个并联的DC/DC功率变换模块电路(均流和均功率效果好，不会产生环流)，