专利名称：新型机车专用触发板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种专用触发板是与5t、8t防爆蓄电池电机车晶闸管斩波调速司控器配套的控制部件。
背景技术：
目前，5t、8t晶闸管斩波调速防爆蓄电池电机车生产已有三十多年的历史，过去这些电机车一直配套的是1979年开发的机车专用触发板，机车专用触发板存在以下问题a原机车专用触发板上主要元件均为分立元件。调频的主要控制元件为场效应管；触发脉冲的产生是依靠单结晶管。这两种元件在生产和使用中损坏率极高，甚至成批的不合格，元件的采购价格高，供货也比较困难。
b原机车专用脉冲触发板上的ZKZ控制模块、MCF功率放大模块、QYK1-1方波发生器模块其内部构成也是分立元件，加工繁琐，性能不稳定、不合格率高。
c原机车专用脉冲触发板上使用的脉冲变压器为手工制作，加工繁琐，成本高。
d原机车专用触发板电路设计有缺陷，保护措施不到位，运行可靠性差。
e原机车专用触发板的控制电源和脉冲电源没有隔离措施干扰严重(表现为斩波器大电流工作时性能不稳定)。
f成品合格率低，须反复匹配参数，调试不方便。
以上存在的问题严重影响了整车的配套和使用，因此必需进行全新的研制、设计才有可能从根本上解决问题。新型机车专用触发板就是这种老式触发板的升级换代产品。
发明内容
为了克服过去机车专用触发板上述不足，采用了功率MOS管，使用了市场标准规范的脉冲变压器，将脉冲形成电路电源和脉冲功放电路电源分离，采用了双面印刷板，所有焊接孔均为金属化孔，对外接线与原机车专用触发板具有完全相同的接口，可直接替代原触发板。新型机车专用触发板对线路进行了全新的设计(见附
图1)本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是包括电源输入、调感线圈Lt的接口、调整电位计RW的接口、主控同步电源输入、关断同步电源输入、主控管KZ1脉冲输出、换流管KZ3脉冲输出、关断管KZ2脉冲输出等，其特征是主要由关断脉冲电路(A)、高频脉冲电源电路(B)、信号放大电路(C)、主控脉冲电路(D)组成，关断脉冲电路(A)的输入是6脚106号线，输出是7脚12号线和8脚20号线；高频脉冲电源电路(B)的输入是9脚54号线，输出是10脚110号线和20脚16号线，另外将信号V*和电源Vcc送到信号放大电路(C)；信号放大电路(C)外接输入端在122脚122号线和123脚123号线，输出电压Vk直接送入主控脉冲电路(D)；主控脉冲电路(D)输入是1脚101号线，输出有两路4脚11号线和5脚16号线，2脚11号线和3脚14号线。
本实用新型的有益效果是，性能有了很大的提高，使得司控器的斩波器运行平稳可靠，司控器的触发板将不再是司控器中的易损件，备品数量可以减少甚至取消，大大降低司控器的配套成本，接口通用，可以直接应用于矿山现有5t、8t蓄电池机车的技术改造。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的电路原理图图2是本实用新型的电路原理图中关断脉冲电路(A)图图3是本实用新型的电路原理图中高频脉冲电源电路(B)图图4是本实用新型的电路原理图中信号放大电路(C)图图5是本实用新型的电路原理图中主控脉冲电路(D)图图中A1.机车专用触发板，A.为关断脉冲电路，B.为高频脉冲电源电路，C.为信号放大电路，D.为主控脉冲电路，A2.晶闸管斩波器功率组件，KZ1.主控晶闸管，KZ2.关断晶闸管，KZ3.换流晶闸管，L1.换流电感，C1.换流电容；Lt.调感线圈，RW.工作点调整电位计，M.牵引电动，XC.蓄电池组.
具体实施方式
在
图1中，包括电源输入(9脚54号线)、调感线圈Lt的接口(10脚110号线和20脚16号线)、调整电位计RW的接口(122脚122号线和123脚123号线)、主控同步电源输入(1脚101号线)、关断同步电源输入(6脚106号线)、主控管KZ1脉冲输出(4脚11号线和5脚16号线)、换流管KZ3脉冲输出(2脚11号线和3脚14号线)、关断管KZ2脉冲输出(7脚12号线和8脚20号线)等，其特征是主要由关断脉冲电路(A)、高频脉冲电源电路(B)、信号放大电路(C)、主控脉冲电路(D)组成。关断脉冲电路(A)的输入是6脚106号线，输出是7脚12号线和8脚20号线。高频脉冲电源电路(B)的输入是9脚54号线，输出是10脚110号线和20脚16号线，另外将信号V*和电源Vcc送到信号放大电路(C)；信号放大电路(C)外接输入端在122脚122号线和123脚123号线，输出电压Vk直接送入主控脉冲电路(D)。主控脉冲电路(D)输入是1脚101号线，输出有两路4脚11号线和5脚16号线，2脚11号线和3脚14号线。
5t、8t防爆蓄电池电机车晶闸管斩波调速司控器上的“调感线圈”电感量变化做为触发板的主令给定信号。“控制电源输入”则作为新型机车专用触发板上高频脉冲电源电路和信号放大电路的控制电源。“主控同步电源输入”、“关断同步电源输入”分别取自主控晶闸管阳极电压和关断晶闸管阳极电压，这两个电压既做为主控脉冲电路和关断脉冲电路的控制电源，又做为它们的同步控制信号。并且两个电压呈现为互补性质，即一个有电压时，另一个电压自动消失。
由新型机车专用触发板输出的三路触发脉冲“关断管触发脉冲”控制晶闸管斩波器的定宽时间，约3.5ms；“主控管触发脉冲输出”和“换流管触发脉冲输出”决定了晶闸管斩波器的输出频率，其触发延时随主令信号从40ms到0.6ms之间变化，相应的斩波器的输出频率从25Hz到250Hz变化，5t、8t防爆蓄电池电机车晶闸管斩波器采用的是调频调压的控制策略。新型机车专用触发板就是由关断脉冲电路、高频脉冲电源电路、信号放大电路、主控脉冲电路这四大部分完成这些控制功能。
在图2中，关断脉冲电路(A)是一个相对独立的控制电路。关断脉冲电路(A)由R29、V4和R34、R35、V5组成两路稳压电源，R34、R35、C9、N4构成脉冲形成电路，N4的3脚输出接入R32、R42、R43、VT7组成反相电路，再经R36、VT5、VD8功率驱动电路，从脉冲变压器T3输出脉冲到7脚12号线和8脚20号线.由6脚(106线)输入的“关断同步电源输入”信号，即做为工作电源又做为触发脉冲的同步信号，该信号电压到来后555时基电路N4延时约3.5ms输出一个宽度约30μs脉冲信号经PNP三极管VT7反相后驱动MOS管VT5，使脉冲变压器T3在7脚(12线)和8脚(20线)间输出“关断管触发脉冲”信号。关断晶闸管导通后，“关断同步电源输入”的电压(106线的电压)随之消失。
发光二级管H3用于脉冲工作指示，当斩波器输出频率增高时亮度增大，反之亮度下降。
脉冲形成电路电源和脉冲功放部分电源，分别由稳压二极管V4、V5供电。两电源之间由二极管VD11隔离，避免了相互干扰。
在图3中，高频脉冲电源电路(B)在司控器“调感线圈”上施加的高频脉冲电源频率10kHz以上。高频脉冲电源电路(B)由R1、R2、R7、V5组成稳压电源，R3、R4、C2、N1A构成多谐振荡电路，N1A的5脚输出接入N1B接成的反相电路，再驱动功率MOS管VT1，VT1带动脉冲变压器T1由10脚110号线和20脚16号线输出。这一高频信号是由556双时基电路N1产生的。前一个时基电路N1A作为脉冲发生器，而后一个时基电路N1B接成了一个反相器电路，因为时基电路产生的脉冲为负脉冲，需要反相后才能驱动MOS管。由时基电路N1产生的高频脉冲信号的占空比可以控制在很小数值，因此电路的功耗可以大大降低。稳压二极管V1不但为高频脉冲电源电路提供电源，同时也为信号放大电路提供12V电源。10脚(110线)和20脚(16线)间接司控器“调感线圈”，110线上的电压就是主令信号。
在图4中，信号放大电路(C)由R9、R10、C3、VD2构成整流滤波电路，R11、R12、R13、N2A组成第一级差动放大器，R15、R16、R38、R39、N2B组成第二级差动放大器。在110线上的主令信号是幅度可变的高频交流电压信号，通过二极管检波电路半波整流可以得到约3.3--3.9V直流控制电压，其变化幅度约0.6V，即司控器的手柄从零位到高速位的电压变化幅度为约0.6V。单电源运算放大器N2A对经过检波处理的主令信号进行第一级差动放大，输出约0-3.3V控制信号电平，第二级运算放大器N2B接成了反相差动放大器，当第一记级运算放大器输出为0V时，第二级运算放大器N2B输出为10.5V；当第一记级运算放大器输出为3.3V时，第二级运算放大器N2B输出为0V，这样就保证司控器的手柄从零位到高速位变化时，控制信号电平从10.5-0V之间变化。122脚(122线)和123脚(123线)间外接的电位计(RW)是用于工作点的调整的，以适应不同司控器调感线圈的参数误差。
在图5中，主控脉冲电路(D)与关断脉冲电路(A)在脉冲驱动放大部分基本相同。主控脉冲电路(D)由R23、V2和R24、R25、V3组成两路稳压电源，R18、VT2、VT3、VD1、VD15、VD16组成镜像电流源电路，R19、R20、C6、N3构成脉冲形成电路，N4的3脚输出接入R21、R40、R41、VT6组成反相电路，再经R26、VT4、VD5功率驱动电路，从脉冲变压器T3输出两路脉冲4脚11号线和5脚16号线，2脚11号线和3脚14号线。主控脉冲电路中增加了VT2、VT3两个PNP三极管组成的镜像电流源电路，使得脉冲形成方式产生根本变化关断脉冲电路脉冲形成时间是固定的，约3.5ms(由R30、R31、C9的参数决定)，主控脉冲电路脉冲形成延时主要决定于VT3三极管的集电极电流Ic(VT3)。由于VT2、VT3是镜像电流源，Ic(VT3)与Ic(VT2)相等，而Ic(VT2)就是流经R18上的电流，R18的电流取决于信号放大电路输出的10.5--0V控制电压，所以主控脉冲延时直接受控于信号放大电路输出的控制电压，VT2、VT3的镜像电流源电路和555时基电路N3组成的是电压控制脉冲发生器。在控制电压在10.5--0V变化时，主控脉冲触发延时时间从40ms到0.6ms之间改变。
主控脉冲电路有两路触发脉冲输出，用于同时触发主控晶闸管和换流晶闸管，因此它的脉冲变压器是双副绕组。2脚(13线)和3脚(14线)间输出“主控管触发脉冲”信号，4脚(11线)和5脚(16线)间输出“换流管触发脉冲”信号。它们的脉冲宽度也是30μs。主控晶闸管导通后，“主控同步电源输入”的电压(101线的电压)随之消失。
发光二级管H1、H2是主控管脉冲和换流管脉冲工作指示，当输出频率增高时亮度增大，反之亮度下降。
与关断脉冲电路类似，脉冲形成电路电源和脉冲功放部分电源也是分别由V2、V3两个稳压二极管供电，VD10二极管用于它们之间的隔离。
权利要求1.一种新型机车专用触发板，包括电源输入、调感线圈Lt的接口、调整电位计RW的接口、主控同步电源输入、关断同步电源输、主控管KZ1脉冲输出、换流管KZ3脉冲输出、关断管KZ2脉冲输出等，其特征是主要由关断脉冲电路(A)、高频脉冲电源电路(B)、信号放大电路(C)、主控脉冲电路(D)组成，关断脉冲电路(A)的输入是6脚106号线，输出是7脚12号线和8脚20号线；高频脉冲电源电路(B)的输入是9脚54号线，输出是10脚110号线和20脚16号线，另外将信号V*和电源Vcc送到信号放大电路(C)；信号放大电路(C)外接输入端在122脚122号线和123脚123号线，输出电压Vk直接送入主控脉冲电路(D)；主控脉冲电路(D)输入是1脚101号线，输出有两路4脚11号线和5脚16号线，2脚11号线和3脚14号线。
2.根据权利要求1所述的新型机车专用触发板，其特征是关断脉冲电路(A)由R29、V4和R34、R35、V5组成两路稳压电源，R34、R35、C9、N4构成脉冲形成电路，N4的3脚输出接入R32、R42、R43、VT7组成反相电路，再经R36、VT5、VD8功率驱动电路，从脉冲变压器T3输出脉冲到7脚12号线和8脚20号线
3.根据权利要求1所述的新型机车专用触发板，其特征是高频脉冲电源电路(B)由R1、R2、R7、V5组成稳压电源，R3、R4、C2、N1A构成多谐振荡电路，N1A的5脚输出接入N1B接成的反相电路，再驱动功率MOS管VT1，VT1带动脉冲变压器T1由10脚110号线和20脚16号线输出。
4.根据权利要求1所述的新型机车专用触发板，其特征是信号放大电路(C)由R9、R10、C3、VD2构成整流滤波电路，R11、R12、R13、N2A组成第一级差动放大器，R15、R16、R38、R39、N2B组成第二级差动放大器。
5.根据权利要求1所述的新型机车专用触发板，其特征是主控脉冲电路(D)由R23、V2和R24、R25、V3组成两路稳压电源，R18、VT2、VT3、VD1、VD15、VD16组成镜像电流源电路，R19、R20、C6、N3构成脉冲形成电路，N4的3脚输出接入R21、R40、R41、VT6组成反相电路，再经R26、VT4、VD5功率驱动电路，从脉冲变压器T3输出两路脉冲4脚11号线和5脚16号线，2脚11号线和3脚14号线。
专利摘要新型机车专用触发板，包括电源输入、调感线圈Lt的接口、调整电位计RW的接口、主控同步电源输入、关断同步电源输入、主控管KZ1脉冲输出、换流管KZ3脉冲输出、关断管KZ2脉冲输出等，其特征是主要由关断脉冲电路(A)、高频脉冲电源电路(B)、信号放大电路(C)、主控脉冲电路(D)组成，本实用新型的有益效果是，性能有了很大的提高，使得司控器的斩波器运行平稳可靠，司控器的触发板将不再是司控器中的易损件，备品数量可以减少甚至取消，大大降低司控器的配套成本，接口通用，可以直接应用于矿山现有5t、8t蓄电池机车的技术改造。
文档编号B60L15/30GK2855818SQ20052005289
公开日2007年1月10日 申请日期2005年12月27日 优先权日2005年12月27日
发明者冯大唯 申请人:湘潭电机股份有限公司