一種過壓浪涌抑制電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種過壓保護，尤其涉及一種適用于高速鐵路及軌道交通用電設備電源的過壓浪涌抑制電路，屬于電源技術領域。
【背景技術】
[0002]在高速鐵路牽引供電系統(tǒng)或軌道交通牽引供電系統(tǒng)中，普遍采用接觸網(wǎng)供電，即，在機車運行過程中，接觸取電裝置(如，受電弓)劃過接觸線，從受電網(wǎng)中獲取電能。然而，機車在運行過程中，由于不可預知的突發(fā)事件經(jīng)常會導致機車從受電網(wǎng)中獲取的供電電源不穩(wěn)定，產(chǎn)生過壓浪涌等狀況而危及用電設備的安全。
[0003]例如，當機車在高速運行過程中，接觸取電裝置可能會產(chǎn)生瞬態(tài)的非接觸彈跳，尤其是在BT(吸流變壓器)供電方式下，接觸取電裝置過BT時，很容易產(chǎn)生電弧，從而導致直流供電非常不穩(wěn)定，此時產(chǎn)生的直流電壓極易發(fā)生過壓的情況:另外，機車在運行中如遇到雷擊浪涌，或在感性負載切換的瞬間(如，牽引電機啟動及制動)都會產(chǎn)生很高的尖峰電壓:而當機車在運行過程中有大功率負載(如，空調(diào))等突然中斷工作時，也會在電源線上產(chǎn)生很高的過壓浪涌，上述的情況都會對機車運行過程中用電設備的用電安全帶來較大隱串
■/Q1、O
[0004]為了保證機車在運行過程中用電設備的用電安全，在EN50121-3-2《鐵路應用-電磁兼容3.2部分:機車車輛-電氣設備》中規(guī)定了對機車上的直流用電設備的浪涌抗擾度要求:規(guī)定耐浪涌尖峰電壓為±lkV(1.2/50uS):而標準RIA12《用于拖動及運載設備的直流控制系統(tǒng)中瞬態(tài)浪涌保護的通用規(guī)范》規(guī)定設備必須能夠承受大于標稱輸入電壓3.5倍的過壓浪涌長達20ms時間，如標稱輸入電壓為110V，則過壓浪涌大于385V/20ms。但是，由于國內(nèi)高速鐵路及軌道交通行業(yè)的發(fā)展時間較短，許多普通的直流用電設備直接被用在了機車中，并沒有對其電源有特殊設計，尤其是沒有耐過壓浪涌的能力，致使其至少并不能夠承受大于標稱輸入電壓3.5倍的過壓浪涌長達20ms時間。因此，目前在機車的運行環(huán)境下許多普通的直流用電設備工作的可靠性不高，這也導致機車的運營維護成本較高。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型要解決的技術問題是提供一種過壓浪涌抑制電路，其能夠滿足高速鐵路及軌道交通用電設備的電源要求。
[0006]本實用新型是通過以下技術方案來實現(xiàn)的:
[0007]一種過壓浪涌抑制電路，設置在外部電源和用電設備之間，通過包括電源正輸入端VIN和電源負輸入端RTN的電源輸入端與所述外部電源連接，通過包括功率正輸出端VIN+和功率負輸出端的功率輸出端與所述用電設備連接，包括:相互連接的有源鉗位電路和隔離驅(qū)動電路，其特征在于，
[0008]所述隔離驅(qū)動電路的輸入端加載外部低壓控制信號，其輸出端與所述有源鉗位電路的控制端相連；所述有源鉗位電路的輸入端與所述外部電源輸入端連接，輸出端與所述功率輸出?而連接；
[0009]所述外部低壓控制信號由外部預置的、通過所述功率輸出端供電的信號發(fā)生裝置產(chǎn)生。
[0010]進一步地，所述隔離驅(qū)動電路輸出端通過第三二極管D3與所述有源鉗位電路的控制端連接，所述第三二極管D3陰極與有源鉗位電路連接，其陽極與隔離驅(qū)動電路連接。[0011 ] 進一步地，所述隔離驅(qū)動電路包括:隔離變壓器Tl、第一電容Cl、第二電容C2和第一二極管D1，其中，
[0012]所述隔離變壓器Tl的原邊同名端與第二電容C2—端連接，第二電容C2另一端作為所述隔離驅(qū)動電路的輸入端加載所述外部低壓控制信號PWRDriv，所述隔離變壓器Tl的副邊異名端與所述功率正輸出端VIN+及所述第一二極管Dl的陽極連接，所述第一二極管Dl的陰極為所述隔離變壓器Tl的輸出端，所述隔離變壓器Tl的副邊異名端和所述第一二極管Dl的陰極之間設置有第一電容Cl。
[0013]進一步地，所述隔離驅(qū)動電路包括:光伏MOSFET驅(qū)動器PMD器件Ul和第三電阻R3，其中，
[0014]所述PMD器件Ul的原邊輸入端正極與所述第三電阻R3 —端連接，所述第三電阻R3另一端作為所述隔離驅(qū)動電路的輸入端加載所述外部低壓控制信號PWRDriv ;
[0015]所述PMD器件Ul的副邊輸出端正極為所述隔離驅(qū)動電路的輸出端，副邊輸出端負極與所述功率正輸出端VIN+連接。
[0016]進一步地，，所述有源鉗位電路包括:第三穩(wěn)壓二極管ZD3、第一 N溝道型MOSFET管Ql和第二電阻R2，所述第一 N溝道型MOSFET管Ql的漏極作為所述有源鉗位電路的輸入端與外部電源的正輸入端VIN連接，源極作為所述有源鉗位電路的輸出端與所述功率正輸出端VIN+連接，柵極作為所述有源鉗位電路的控制端，與所述第二電阻R2 —端連接，所述第二電阻R2另一端與所述外部電源的正輸入端VIN連接，所述第三穩(wěn)壓二極管ZD3的陰極與所述第一 N溝道型MOSFET管Ql的柵極連接，陽極與所述電源的負輸入端RTN連接，所述功率負輸出端與所述電源的負輸入端RTN連接。
[0017]更進一步地，所述有源鉗位電路還包括:第四穩(wěn)壓二極管ZD4，其中，所述第一 N溝道型MOSFET管Ql柵極通過所述第四穩(wěn)壓二極管ZD4與所述第二電阻R2 —端連接，其中，所述第四穩(wěn)壓二極管ZD4的陽極與所述第一 N溝道型MOSFET管Ql柵極連接，陰極與所述第一 N溝道型MOSFET管的源極Ql連接。
[0018]更進一步地，所述有源鉗位電路還包括第二二極管D2，所述第二二極管D2的陰極與所述第一 N溝道型MOSFET管Ql的柵極連接，陽極與所述第二電阻R2 —端串聯(lián)后與所述電源正輸入端VIN連接。
[0019]再進一步地，所述有源鉗位電路還包括:第一電阻R1、第一穩(wěn)壓二極管ZD1、第二穩(wěn)壓二極管ZD2以及第二 N溝道型MOSFET管Q2，其中，所述第一電阻Rl的一端與所述第一穩(wěn)壓二極管ZDl的陰極連接，另一端與外部電源的正輸入端VIN連接，所述第一穩(wěn)壓二極管ZDl的陽極與所述第二 N溝道型MOSFET管Q2的柵極連接；以及
[0020]所述第三穩(wěn)壓二極管ZD3通過所述第二 N溝道型MOSFET管Q2與外部電源的負輸入端RTN連接，其中，所述第三穩(wěn)壓二極管ZD3的陽極與所述第二 N溝道型MOSFET管Q2的漏極連接，所述第二 N溝道型MOSFET管Q2的源極與外部電源的負輸入端RTN連接。
[0021]更進一步地，所述有源鉗位電路還包括:第二穩(wěn)壓二極管ZD2，所述第二穩(wěn)壓二極管ZD2的陰極與所述第二 N溝道型MOSFET管Q2的柵極連接，陽極與外部電源的負輸入端RTN連接。
[0022]進一步地，所述的電源正輸入端VIN和電源負輸入端RTN之間設置有浪涌抑制器件 RVl0
[0023]與現(xiàn)有技術相此，本實用新型實施例提出的過壓浪涌抑制電路具有如下顯著優(yōu)占.V.
[0024](I)本實用新型實施例提出的過壓浪涌抑制電路中，由于有源鉗位電路的存在，可以保證用電設備輸入電壓不出現(xiàn)過壓浪涌現(xiàn)象，并且由于隔離驅(qū)動電路的輸入和輸出端信號是完全隔離的，減少了兩側控制信號的相互干擾；
[0025](2)由于本實用新型的實施例中過壓浪涌抑制電路的功率輸出端為用電設備提供電源，其直接作用產(chǎn)生用于隔離驅(qū)動信號輸入端的低壓控制信號，只有在其輸出電壓達到預定標準時外部設置的信號發(fā)生裝置才能產(chǎn)生低壓控制信號，因此，使得整個過壓浪涌抑制電路實時性更好；
[0026](3)本實用新型實施例提出的過壓浪涌抑制電路能夠解決高于標稱電壓間的過壓浪涌對用電設備的沖擊，尤其通過合理的器件選型可以解決標稱輸入電壓3.5倍且持續(xù)時間長達20ms時間的過壓浪涌，將該過壓浪涌抑制電路設置在普通直流電源前端，可以使普通直流用電設備在EN50121-3-2及RIA12規(guī)定的浪涌尖峰電壓和過壓浪涌電壓情況下也能正常工作；
[0027](4)本實用新型實施例提出的過壓浪涌抑制電路在正常