[发明专利]列车牵引单元的供电电源、列车牵引单元及列车

权利要求书

1.一种列车牵引单元的供电电源，其特征在于，包括：

电磁兼容EMC防护模块、原边有源钳位电源模块、变压器、副边同步整流电源模块、电流采样处理模块、原边驱动放大模块、副边驱动放大模块、电压采样处理模块、数字信号处理模块、控制器局域网络CAN通信模块和牵引控制单元；

所述EMC防护模块的输入端与输入电压连接；所述EMC防护模块的输出端与所述原边有源钳位电源模块的第一输入端连接；所述原边有源钳位电源模块的第一输出端与所述变压器的输入端连接，所述变压器的输出端与所述副边同步整流电源模块的第一输入端连接，所述副边同步整流电源模块的输出端与所述输出电压连接；

所述电流采样处理模块的输入端与所述原边有源钳位电源模块的第二输出端连接，所述电流采样处理模块的输出端与所述数字信号处理模块的第一输入端连接，所述电压采样处理模块的输入端与所述输出电压连接，所述电压采样处理模块的输出端与所述数字信号处理模块的第二输入端连接；

所述原边驱动放大模块的输入端与所述数字信号处理模块的第一输出端连接，所述原边驱动放大模块的输出端与所述原边有源钳位电源模块的第二输入端连接，所述副边驱动放大模块的输入端与所述数字信号处理模块的第二输出端连接，所述副边驱动放大模块与所述副边同步整流电源模块的第二输入端连接；

所述输出电压与所述电压采样处理模块的输入端连接，所述数字信号处理模块的第三输出端与所述CAN通信模块的输入端通过CAN总线连接，所述CAN通信模块的输出端与所述牵引控制单元的处理器连接；

所述输入电压经EMC防护模块后消除电磁干扰，所述原边有源钳位电源模块对输入电压进行有源钳位处理，所述副边同步整流电源模块对输入电压进行同步整流处理；所述电流采样处理模块将从所述原边有源钳位电源模块中采集的电流转换成第一电压信号，将所述第一电压信号发送至所述数字信号处理模块；所述电压采样处理模块将所述输出电压进行多级运放隔离和比例缩放获得处理后的第二电压信号，将所述第二电压信号发送至所述数字信号处理模块；

所述数字信号处理模块根据所述第一电压信号和所述第二电压信号进行运算，输出脉冲宽度调制PWM控制信号；所述数字信号处理模块将所述PWM控制信号发送至所述原边驱动放大模块，所述原边驱动放大模块输出原边驱动PWM放大信号并发送至所述原边有源钳位电源模块；所述数字信号处理模块将PWM控制信号发送至所述副边驱动放大模块输出副边驱动PWM放大信号，所述副边驱动放大模块将副边驱动PWM放大信号发送至所述副边同步整流电源模块；

所述数字信号处理模块将电源信号发送给所述牵引控制单元的处理器，所述牵引控制单元的处理器通过CAN总线将电源控制信号发送至所述数字信号处理模块，所述数字信号处理模块根据所述电源控制信号控制输出电压。

2.根据权利要求1所述的列车牵引单元的供电电源，其特征在于，所述EMC防护模块包括：

电阻R21、电阻R22、电阻R23、气体放电管、电容C21、电容C22、电容C23、电容C24、共模电感和二极管TVS1；

所述电阻R21的第一端与所述输入电压连接，所述电阻R21的第二端与所述电阻R22的第一端连接，所述电阻R22的第二端与所述气体放电管的第一端和所述电阻R23的第一端连接，所述气体放电管的第二端接地，所述电阻R23的第二端与所述电阻R21的第一端连接；

所述电容C21的第一端与所述电阻R21的第一端连接，所述电容C21的第二端与所述电阻R22的第一端连接；

所述共模电感的第一端与所述电阻R21的第一端连接，所述共模电感的第二端与所述电阻R22的第一端连接，所述共模电感的第四端与所述电容C23的第一端连接，所述共模电感的第三端与所述电容C24的第一端连接；

所述电容C23的第二端和所述电容C24的第二端连接，且所述电容C23的第二端和所述电容C24的第二端分别接地，所述电容C24的第一端与所述电容C22的第一端连接，所述电容C22的第二端连接与所述电容C23的第一端连接，所述电容C22的第一端与所述TVS1的第一端连接，所述电容C22的第二端与所述TVS1的第二端连接；

所述电阻R21和所述TVS1配合用于防护线与线之间的浪涌干扰和脉冲群干扰，其中所述电阻R21为第一级防护，剩余的残压由所述TVS1的钳位功能起保护作用；所述电阻R22、所述电阻R123和所述气体放电管配合用于防护线与大地之间的浪涌干扰和脉冲群干扰，通过气体放电管将浪涌的能量进行泄放。