一种机车充电装置的制作方法

本技术属于电机，尤其涉及一种机车充电装置。

背景技术：

1、机车充电装置主要功能是为机车24v蓄电池进行充电，并为24v机车供电系统提供工作电源。现有技术中由于机车直流稳定电源的输出参数如电压、电流等不能满足要求，因此需要采用模块化的构造方法，采用一定规格系列的模块式电源，按照一定的串联或并联方式，达到输出电压、输出电流、输出功率扩展的目的。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型提出了一种机车充电装置，采用数字化控制的多模块并联均流输出的ac/dc电源模块和ac/dc充电模块，以及1个对ac/dc电源模块、ac/dc充电模块进行在线监测的监控模块，并对上述模块进行系统集成。

2、本实用新型公开的一种机车充电装置包括3个并联、均流输出的ac/dc电源模块、1个ac/dc充电模块和1个监控模块共同组成机车供电充电及监控系统，安装在机箱的上半部分；

3、ac/dc电源模块和ac/dc充电模块均由控制板、功率板和驱动板组成；ac/dc充电模块将ac400v输入电压变换成隔离的60a的直流24v，单独为机车蓄电池进行充电；ac/dc电源模块将ac400v输入电压变换成隔离的120a的直流24v；

4、监控单元对ac/dc电源模块、ac/dc充电模块进行管理，提供状态显示、故障记录、故障查询、故障报警功能。

5、进一步的，所述控制板包括dsp芯片u3，芯片的第79引脚连接pwm_1a信号，芯片的第78引脚连接pwm_1b信号。

6、进一步的，所述驱动板包括四组并联的驱动芯片隔离电源和栅极驱动电路，其中驱动芯片隔离电源的12v输入电压接入电容c47，电容c47的另一端接地，电容c47还并联电容c49，电容c49的两端还分别连接驱动器电源芯片ps1的第一引脚和第二引脚，驱动器电源芯片ps1的第三引脚分别连接电容c53和2v电压，第四引脚分别连接电容c53的另一端、电容c43、电容c44、电容c54和地，第五引脚分别连接电容c43的另一端、电容c44的另一端；

7、所述栅极驱动电路的输入侧为电容c1，电容c1还并联电容c2和电容c3，电容c3的两端还分别连接门驱动器u1的第一引脚和第四引脚，门驱动器u1的第二引脚分别连接电阻r5、电阻r9、电容c4，电阻r5的另一端连接信号pwm_2a，信号pwm_2a接入dsp芯片u3的第77引脚；电容c4的另一端、电阻r9的另一端分别连接门驱动器u1的第四引脚；门驱动器u1的第五引脚分别连接电容c5、电容c21、电容c6、电容c12、电容c11、电容c14，门驱动器u1的第六引脚分别连接电容c5的另一端、电容c6的另一端、电容c11的另一端和电组r8，电容c21的另一端、电容c12的另一端、电容c14的另一端分别接地；门驱动器u1的第七引脚分别连接电阻r6、电阻r3、二极管d1的负极，电阻r3的另一端分别连接电阻r6的另一端、电阻r4、电阻r7，二极管d1的正极分别连接电阻r6的另一端、电阻r3的另一端、电阻r4、电阻r7。

8、进一步的，所述功率板包括全桥llc变换电路、电压转换和倍流整流电路；所述全桥llc变换电路中gate_1a信号输入电阻r66，电阻r66的另一端分别连接稳压二极管z2的负极、电阻r71、电容c62和碳化硅场效应管q2的第四引脚，ds1_a信号输入电阻r73，电阻r73的另一端分别连接倍压二极管z4的负极、电阻r71的另一端、电容c62的另一端、碳化硅场效应管q2的第3引脚，倍压二极管z4的正极与倍压二极管z2的正极相连，碳化硅场效应管q2的第1引脚连接碳化硅场效应管q3的第1引脚，碳化硅场效应管q2的第2引脚连接碳化硅场效应管q4的第1引脚；

9、gate_1b信号输入电阻r75，电阻r75的另一端分别连接稳压二极管z6的负极、电阻r76、电容c66和碳化硅场效应管q4的第四引脚，ds1_b信号输入电阻r83，电阻r83的另一端分别连接倍压二极管z8的负极、电阻r76的另一端、电容c66的另一端、碳化硅场效应管q4的第3引脚，倍压二极管z6的正极与倍压二极管z8的正极相连；

10、gate_2a信号输入电阻r64，电阻r64的另一端分别连接稳压二极管z1的负极、电阻r70、电容c61和碳化硅场效应管q3的第四引脚，ds2_a信号输入电阻r72，电阻r72的另一端分别连接倍压二极管z3的负极、电阻r70的另一端、电容c61的另一端、碳化硅场效应管q3的第3引脚，倍压二极管z1的正极与倍压二极管z2的正极相连；

11、gate_2b信号输入电阻r74，电阻r74的另一端分别连接稳压二极管z5的负极、电阻r77、电容c67和碳化硅场效应管q4的第四引脚，ds2_b信号输入电阻r78，电阻r78的另一端分别连接倍压二极管z7的负极、电阻r77的另一端、电容c67的另一端、碳化硅场效应管q5的第3引脚，倍压二极管z5的正极与倍压二极管z7的正极相连。

12、进一步的，电压转换和倍流整流电路包括变压器tx1，变压器tx1的第12、第13、第14、第15引脚连接电感l4，电感l4的另一端连接碳化硅场效应管q5的第一引脚；变压器tx1的第19、第20、第21、第22引脚连接电容c63、电容c52、电容c53、电容c54、电容c71组成的并联电路，所述并联电路的另一端连接碳化硅场效应管q2的第2引脚；变压器tx1的第8、第9、第10引脚分别连接整流二极管d6、整流二极管d8、整流二极管d9、整流二极管d10、变压器磁芯l3的第8、第9、第10、第11引脚，变压器磁芯l3的第4、第5、第6、第7引脚接地；

13、变压器tx1的第2、第3、第4引脚分别连接整流二极管d11、整流二极管d12、整流二极管d13、整流二极管d14、变压器磁芯l5的第8、第9、第10、第11引脚，变压器磁芯l5的第4、第5、第6、第7引脚接地。

14、进一步的，机箱的下方安装低压配电组件及交流整流组件，低压配电组件为24v输出及对蓄电池充电组件提供输出接口，交流整流组件在机箱下方后部，将输入的三相交流400v进行整流后输出给ac/dc电源模块及ac/dc充电模块；机箱面板上安装输入三相交流400v控制开关。

15、进一步的，dsp芯片u3的型号为lqfp100。

16、本实用新型的有益效果如下：

17、本实用新型提供的机车充电装置通过并联均流输出电压和电流，给机车提供稳定直流电压、电流。

技术特征：

1.一种机车充电装置，其特征在于，包括3个并联、均流输出的ac/dc电源模块、1个ac/dc充电模块和1个监控模块，安装在机箱的上半部；

2.根据权利要求1所述的一种机车充电装置，其特征在于，所述控制板包括dsp芯片u3，芯片的第79引脚连接pwm_1a信号，芯片的第78引脚连接pwm_1b信号。

3.根据权利要求1所述的一种机车充电装置，其特征在于，所述驱动板包括四组并联的驱动芯片隔离电源和栅极驱动电路，其中驱动芯片隔离电源的12v输入电压接入电容c47，电容c47的另一端接地，电容c47还并联电容c49，电容c49的两端还分别连接驱动器电源芯片ps1的第一引脚和第二引脚，驱动器电源芯片ps1的第三引脚分别连接电容c53和2v电压，第四引脚分别连接电容c53的另一端、电容c43、电容c44、电容c54和地，第五引脚分别连接电容c43的另一端、电容c44的另一端；

4.根据权利要求1所述的一种机车充电装置，其特征在于，所述功率板包括全桥llc变换电路、电压转换和倍流整流电路；所述全桥llc变换电路中gate_1a信号输入电阻r66，电阻r66的另一端分别连接稳压二极管z2的负极、电阻r71、电容c62和碳化硅场效应管q2的第四引脚，ds1_a信号输入电阻r73，电阻r73的另一端分别连接倍压二极管z4的负极、电阻r71的另一端、电容c62的另一端、碳化硅场效应管q2的第3引脚，倍压二极管z4的正极与倍压二极管z2的正极相连，碳化硅场效应管q2的第1引脚连接碳化硅场效应管q3的第1引脚，碳化硅场效应管q2的第2引脚连接碳化硅场效应管q4的第1引脚；

5.根据权利要求1所述的一种机车充电装置，其特征在于，电压转换和倍流整流电路包括变压器tx1，变压器tx1的第12、第13、第14、第15引脚连接电感l4，电感l4的另一端连接碳化硅场效应管q5的第一引脚；变压器tx1的第19、第20、第21、第22引脚连接电容c63、电容c52、电容c53、电容c54、电容c71组成的并联电路，所述并联电路的另一端连接碳化硅场效应管q2的第2引脚；变压器tx1的第8、第9、第10引脚分别连接整流二极管d6、整流二极管d8、整流二极管d9、整流二极管d10、变压器磁芯l3的第8、第9、第10、第11引脚，变压器磁芯l3的第4、第5、第6、第7引脚接地；

6.根据权利要求1所述的一种机车充电装置，其特征在于，监控模块的主控芯片u2的pb5、pb6引脚连接整车的can总线收发接口，pa0-wkup引脚连接电阻r5，电阻r5的另一端俩接故障指示灯；主控芯片u2的pa1引脚连接电阻r8，电阻r8的另一端连接can通讯指示灯；主控芯片u2的pa2引脚连接电阻r9，电阻r9的另一端连接系统运行指示灯；主控芯片u2的boot0引脚连接电阻r23，电阻r23的另一端分别接地和电容c9，电容c9的另一端分别连接电阻r26和主控芯片u2的nrst引脚，完成芯片复位功能；主控芯片u2的pe9引脚连接电阻r39，电阻r39的另一端分别连接电阻r43和三极管q1的基极，三极管q1的集电极连接蜂鸣器lsi，发射极接地。

7.根据权利要求1所述的一种机车充电装置，其特征在于，机箱的下方安装低压配电组件及交流整流组件，低压配电组件为24v输出及对蓄电池充电组件提供输出接口，交流整流组件在机箱下方后部，将输入的三相交流400v进行整流后输出给ac/dc电源模块及ac/dc充电模块；机箱面板上安装输入三相交流400v控制开关。

8.根据权利要求1所述的一种机车充电装置，其特征在于，dsp芯片u3的型号为lqfp100，监控模块的主控芯片u2的型号为stm32f105vct6。

技术总结
本技术公开了一种机车充电装置，包括3个并联、均流输出的AC/DC电源模块、1个AC/DC充电模块和1个监控模块；AC/DC电源模块和AC/DC充电模块均由控制板、功率板和驱动板组成；AC/DC充电模块将AC400V输入电压变换成隔离的60A的直流24V，单独为机车蓄电池进行充电；AC/DC电源模块将400V输入电压变换成隔离的120A的直流24V；监控单元对AC/DC电源模块、AC/DC充电模块进行管理，提供状态显示、故障记录、故障查询、故障报警功能。本技术通过并联均流输出电压和电流，给机车提供稳定直流电压、电流。

技术研发人员：罗宗奇,陈光炉,张朝辉,肖琼辉
受保护的技术使用者：长沙鸿汉电子有限公司
技术研发日：20221028
技术公布日：2024/1/12