DC110V48V斩波电源.doc

（二）SS；型（1-158号）机车DC110V/48V斩波电源 本斩波电源的结构、电路形式及电路工作原理与110V/15V,24V斩波电源相一致，差别仅在于少了一路输出及其周围的相应元器件，电路中部分元器件的参数值有所改变。 电源主要技术参数 输入直流电压77-137. 5 V 输出直流电压48士钾 额定输出直流电流3A 最大输出直流电流4A 效率，60 保护： 48V输出欠压保护值42-44 V 48V输出过压保护值52-54 V 110V输入欠压保护值68一70V 110V输入过压保护值”140-145 V 辅助电源欠压保护值约9V 图4-16（见附图册）为110V/48V斩波电源电路原理图，其工作原理可参照第（一）部分的说明分析。 二、6s改型机车DC110V八5V、24V、48V斩波电源 本电源按6U标准结构设计，将电路中的所有元器件都设计在一块6U结构的电路板上，底板大小为(220 X 233. 35)mm2，电源厚度为16R=16X 5. 08=81. 28 mm。本电源具有输入过、欠压保护、辅助电源欠压保护、各路输出过流及过、欠压保护功能。另外，本电源还具备二次起动保护功能。其外形见图4-17。 电源主要技术参数 输入直流电压77-137. 5V 输出直流电压15士钾，24土钾、48士钾 104图4-16（见附图册）为110V/48V斩波电源电路原理图，其工作原理可参照第（一）部分的说明分析。 二、SS改型机车DC110V八5V、24V、48V斩波电源 本电源按6U标准结构设计，将电路中的所有元器件都设计在一块6U结构的电路板上，底板大小为(220 X 233. 35)mm2，电源厚度为161=16 X 5. 08= 81. 28。本电源具有输入过、欠压保护、辅助电源欠压保护、各路输出过流及过、欠压保护功能。另外，本电源还具备二次起动保护功能。其外形见图4-17。 电源主要技术参数 输入直流电压77-137. 5V 输出直流电压”15士钾，24士押、48士押 104 本辅助电源采用RCC式单端反激电路。电源板供电后，110V直流电压经过起动电阻R58直接给开关管V199的基极供电,V199导通，变压器T213的1、2脚间绕组加上了110V电压。此时，变压器原边的辅助绕组的同名端5脚感应出正电压，该正电压通过二极管V155、电阻R61、三极管V199的B, E极、电阻R56至T213的第6脚构成回路，给V199的基极供电，从而加速V199的饱和导通。三极管V199开通过程中基极电流基本上恒定不变，其集电极电流随时间延长而直线增加，变压器原边绕组不断贮存能量，变压器次边同各端3脚感应出正电压，故整流管V157截止而无能量输出。当三极管V199的集电极电流达到刀几时，V199便开始退出饱和状态，其集电极电压开始上升，变压器原边电流开始下降，此时，辅助绕组感应电压极性翻转，即6脚为高、5脚为低，此时三极管V199的基极加上反压而迅速截止。截止时，变压器6脚送出电流经电容C119、二极管V156给C119充电，同时变压器次边4脚感应出正电压并经过V157整流,L224,C120,C121,C122滤波而产生输出电压U,。当变压器绕组中能量放完时，电路又进入初始状态，110V电源电压又经过电阻R58给三极管V199基极供电而使其导通，电路进入第二个周期，如此反复，电路进入正常自激状态。 本辅助电源采用RCC式单端反激电路。电源板供电后，110V直流电压经过起动电阻R58直接给开关管V199的基极供电,V199导通，变压器T213的1、2脚间绕组加上了110V电压。此时，变压器原边的辅助绕组的同名端5脚感应出正电压，该正电压通过二极管V155、电阻R61、三极管V199的B, E极、电阻R56至T213的第6脚构成回路，给V199的基极供电，从而加速V199的饱和导通。三极管V199开通过程中基极电流基本上恒定不变，其集电极电流随时间延长而直线增加，变压器原边绕组不断贮存能量，变压器次边同各端3脚感应出正电压，故整流管V157截止而无能量输出。当三极管V199的集电极电流达到刀几时，V199便开始退出饱和状态，其集电极电压开始上升，变压器原边电流开始下降，此时，辅助绕组感应电压极性翻转，即6脚为高、5脚为低，此时三极管V199的基极加上反压而迅速截止。截止时，变压器6脚送出电流经电容C119、二极管V156给C119充电，同时变压器次边4脚感应出正电压并经过V157整流,L224,C120,C121,C122滤波而产生输出电压U,。当变压器绕组中能量放完时，电路又进入初始状态，110V电源电压又经过电阻R58给三极管V199基极供电而使其导通，电路进入第二个周期，如此反复，电路进入正常自激状态。 辅助电源的输出电压主要是靠对辅助绕组输出到电容C119上的电压的稳定而得到稳定的，原理如下：当输出电压升高时，即表现为三极管V199关断时辅助绕组电压升高，此时电容C119上的电压增大，稳压管V177阳极端电压更负。当开关管V199导通时，5脚送出的经过V155,R61,V177支路的分流更大，从而使进入V199基极的电流变小,V199关断时的集电极电流也变小，每个周期内变压器原边绕组储能丢LI!亦减小，从而使输出电压有所降低。输出电一一一”一一“一一川（2一）“、，J入，朋只，”一甲”。，朋“压偏低时，电路的调整过程与此相反。电阻R56是三极管V199的电流检测电阻，过流时R56上的检测电压达到0. 7V，此电压通过R57使保护三极管V200导通，直接将V199的基极电流拉地而使其关闭。C118,R59及V158是V199的过压吸收电路，V178及R60组成电网电压补偿电路，即补偿由电网电压升高而引起输出保护电流的增大。 （二）DC110V/15V,24V斩波电源 由图4-18见附图册）可见本电源的主电路部分与SS4型(1-158号）机车的110 V八5 V,24 V斩波电源的主电路完全相同，仅仅在元器件的编号上有所不同。 由图4-19可见本电源的控制电路部分与SS9型(1-158号）机车的110 V八5V,24V斩波电源的控制电路基本相同。不同之处是： 1.从脉宽调制器第4脚（内部振荡器输出）送出一个同步脉冲给110 V/48 V斩波电源的脉宽调制器，其目的是让两个脉宽调制器同步发脉冲，以避免两个主电路之间产生差频干扰。 2. 24 V的过、欠压检测电路改于监视保护模件2上。 3. 15 V过、欠压检测电路的输出是通过三极管V95送出的。当15V输出电压正常时，V95导通,15V状态输出线送出接地信号；当15V输出出现过或欠压时，V95截止，使15V状态输出线送出开路信号。 （三）DC 110 V/48 V斩波电源 由图4-18可见本电源的主电路部分与SS9型(1-158号）机车的110 V/48 V斩波电源的主电路完全相同，仅仅在元器件的编号上有所不同。 由图4-20可见本电源的控制电路部分与SS9 0-(1-158号）机车的110 V/48 V斩波电源的控制电路基本相同，不同之处请参见上述第（二）部分中的相应之处。 （四）监视保护模件2 106 本电路的主要作用是对24 V输出电压进行过、欠压检测，并将三路输出电压的过、欠压故障信号综合后送至监视保护模件1去执行总保护。 由图4-21可见24 V输出过、欠压检测电路与SS4型(1158号）机车斩波电源中的对应电路相同，不同之处是检测用基准(6. 2 V)由电阻R4及稳压管V50稳压获得。24 V输出电压正常时光祸VP71得电，当24 V输出出现过或欠压故障时，光祸VP71失电，所以电流由电阻R24,二极管V52、稳压管V51送入三极管V62基极使其进入饱和状态，V63进入截止状态，V64也进入饱和状态。电源运用时万通过板外矩接线与丽线相连，故丽点变为低电位，三极管V61进入截止状态，这又使接01、02线间的光藕VP132断电而执行总保护（见图4-22）。 当15V输出出现过或欠压故障时,15V状态线送入开路信号，电流通过R25,V53,V51送入使V62导通，后面的电路动作过程同上。 当48 V输出出现过或欠压故障时48 V状态线送入开路信号，使光藕VP72断电。在03与04线间接入了光藕VP133(见图4-22) , VP72的断电将使X2点变高电位，后面的电路动作过程同上。 （五）监视保护模件1 本电路主要作用是：对电网电压进行过压检测；对辅助电源电压进行欠压检测。此外，就是对电路故障进行二次起动保护。 二次起动保护功能是指：当各路输出出现过或欠压故障时，保护电路立即关闭主电路，延时0.27s之后使主电路第二次起动工作；若从0.27s的后沿起3.5s时间内，输出电路再出现故障时，二次起动保护电路立即动作并永久关闭各路输出。 电压比较器N130的2,4,5脚及其周围元件组成辅助电源欠压检测电路，5. 1 V基准由48V斩波电源控制电路内的脉宽调制器提供。当辅助电压UA低至9V时，第2脚输出低电压，此低电压通过二极管VIO1,V102使三极管V121截止。辅助电压通过R21,R10,V98,R44给三极管V120的基极供电，使V120进入饱和导通状态，辅助电流经V122的EB极、R27,V120的CE极到地而使三极管V122进入饱和导通状态，“关闭”线送出高电压至两个脉宽调制器关闭端， 。109。从而关闭场效应管脉冲而停止输出。 电压比较器N130的6,7,1脚及其周围元件组成电网电压过压检测电路。110 V直流电压经主电路板电阻R54及本模件的R66,R25分压送至比较器第6脚，当电网出现过压时，比较器第1脚翻为低电位，通过二极管V115籍位，低电位再送至三极管V121及后面的电路去进行保护（原理同上）。 主电路板上的电压比较器N210的2,4,5脚及其周围元器件组成电网欠压检测电路。110 V直流电压经电阻R47,R48,R49,R50分压，再通过R51, R52送至比较器的第5脚，当电网欠压时，第5脚电压低于5.1 V,第2脚翻为低电压并送入监视保护模件1去执行保护。 电压比较器N131的8,9,14脚及其周围元器件组成输出电压故障传递电路；N131电压比较器的10,11、13脚及其周围元器件组成0.27，单稳电路；电压比较器N131的2,4,5脚及其周围元器件组成3.5s单稳电路；电压比较器N130的8,9,14脚及其周围元器件组成D触发器；电压比较器N130的10,11,13脚及其周围元器件组成0.85s单稳电路。 本斩波电源可由其面板上的开关5230(见图4-18)控制其工作与否，开关置“关”位置时（相当于5230闭合），电压比较器N210的第9脚输入低电压，第14脚也变为低电压，通过二极管V151钳位，使N210的第5脚变为低电压，其输出第2脚亦变为低电压，该低电压从“夏位”脚送入监视保护模件1。低电压通过二极管V106、10052的小电阻R3使N131的第9脚电压处于很低的值，使第14脚输出低电压不变，该传递电路不起作用。同理，“夏位”脚的低电压通过V104,R9的作用使电压比较器N131的第2脚输出高电压不变而处于正常的置“1状态。“复夜”脚的低电压又通过二极管V95的钳位，使电压比较器N130的同相输入脚9为低电位，其输出第14脚保持为低电位，该D触发器也处于正常的置“0状态。另一方面，“复位”脚的低电压通过二极管V103钳位，使三极管V121截止，V120及V122处于饱和导通状态，故“关闭”脚送出高电压，去关闭各路的输出。 当电源面板上的开关由“关”拨至“开”位时，“复位”脚送入高电压，三极管V121由截止变导通，而V120及V122则由导通变截止，“关闭”脚输出低电压，主电路便起动工作。由于从主电路起动工作到各路输出电压均达到正常值需要一定时间，而在该时间内保护电路会执行欠压保护而使主电路无法工作，为了解决此问题，本电路中特设了二个0.85s的起动电路，即在0.85s时间内起动电路发出一个信号使保护电路失去作用。电路工作原理为：主电路起动前三极管V120导通，低电压通过二极管V99,V100的钳位，使N130的第10脚电压为0.7V，而第11脚电压由电阻R50,R29及R4的分压决定，其值高于0.7V，第”脚输出高电压。主电路开始起动时，三极管V120由导通变截止，二极管V99,V100失去钳位作用，N130的第10脚电压由0.7V跳变到由电阻R32,R34分压决定的电压值（约8.2 V,第13脚立即翻为低电压。此后，第11脚电压则随电容C92的充电而逐渐增加，经过0.85s后，第11脚电压升至与第10脚电压相等，第13脚复又翻转为高电压。在0.85s起动时间内，N130的第13脚送出的低电压通过二极管V105的钳位作用，使N131电压比较器的8,9,14脚失去作用。 电路在正常工作过程中，电压比较器N131的第9脚电压由电阻R38与R45的并联再与R37分压决定，其值约为6.1V。此时光藕VP1鑫导通，第8脚电压由电阻R46与R55的并联再与R47分压决定，其值约为8.6V，故11脚仍输出低电压，N131的第13脚输出由二极管V113钳位至0.7V.当某路输出出现过或欠压故障时，光藕VP132失电，第8脚电压跳变至由电阻R55与R47分压决定的电压值，其值约为3.6V，故此时N131的第14脚输出变为高电压。在14脚电压变高之前，通过二极管V114钳位，使N131的第10脚电压约由电阻R53与R19分压 111决定(R62阻值很大可不计），此电压值很低，故第11脚电压大于第10脚电压，当第14脚电压变高之后,N131的第13脚亦输出高电压。此后，辅助电压通过R53给C89充电，第10脚电压逐渐上升，经过约0.27s后，第10脚电压上升至与第11脚电压相等，N131的第13脚复又转变为低电压。在N131的第13脚输出0.27s高电压期间，此高电压通过二极管V112、电阻R44给三极管V120提供基极电流使其饱和导通，三极管V122亦饱和导通，“关闭”脚送出高电压而关闭主电路输出。0.27s过后N131的第13脚由高电压变为低电压，三极管V120由导通变截止，主电路便第二次起动工作（原理见前述）。N131的第13脚由高电压向低电压跳变又将起动3.5s单稳电路，原理如下：此跳变通过电容C78藕合、二极管V110及电阻R16传递使N131的第5脚电压短暂拉为较低电压，其输出第2脚由高电压变为低电压，此低电压通过二极管V109箱位，使第5脚电压保持为由R16与R31并联电阻再与R49分压所决定的电压值（忽略二极管压降）；通过二极管V107的籍位，从而限制由R17,V108对C91的充电，故此时电容C91要通过电阻