电机车开关电源损坏原因C

 电机车开关电源损坏的原因有哪些？
  开关电源电路原理图见图1(省略了次要部分)。图l中虚线框部分为开关电源部分。其中T,、T:是主开关管,DZ、D3为相应的保护二极管。L、为550V电源及电力线的等效电感。Lm代表电机支路总的等效电感。D,为隔离二极管,一般为两只串联(设置隔离二极管的目的是为了切断弓子拉弧时负向脉冲的输入,有的电源未设隔离二极管)。R,用于抗电流冲击。凡q用于吸收在开关管关断时因开关变压器漏感产生的瞬时尖峰脉冲。图1中A点是弓子与电源架空线的接触点。引起开关电源电路损坏的主要原因是在电机运行控制开关SW切断时以及机车运行途中因弓子跳动造成的拉弧而产生的尖峰脉冲,这也是电机车用开关电源与在其他场合使用的开关电源在应用环境条件上的主要不同之处。1.1弓子的跳动机车正常运行时电机电流为60A~or0A(2台电机并联运行)。当弓子跳动时,在电源等效电感L、’歹电机等效电感L,的共同作用卜,在弓子与电力线之间产生很高的感应电压而出现拉弧,在图l中B点产生频率极高的脉冲电压,其幅度正向达SOOV左右,而负向超过1000v(用示波器监测,脉冲波形极为复杂,难以描绘,且由于示波器的带宽原因,其实际的脉冲幅度肯定更大)。在正常工作时,隔离二极管Dl正常导通,当输入的直流电压突然变成频率极高的脉冲电压时,由于DI存在反向恢复时间,即使是承受反向电压也无法恢复截IL,因此瞬间失去了隔离作用,强大的脉冲电压直接进入开关电路,虽然RI的存在可起到一定的缓冲衰减作用,但还是会对开关管的安全工作构成威胁。而且,Rl本身在功率强大的电弧脉冲冲击下也时常损坏。1.2电机启停控制开关的通断在电机停机瞬间或调速(调速手柄切断)时,在B点会产生幅度很大的正向尖峰脉冲。机车运行时电机支路有很大的电流通过sL,’l’lSW突然断开时,将在A点(即B点)产生正向尖峰脉冲,其脉冲幅度与机车位置有关。当机车处于电源线的末端时,由于电源线的长度较大,等效电感L、也大,因此脉冲幅度也大(具有一定的随机性,也与机车的负载情况及运行速度有关,实测的最大值超过2oo0V)。由于电路中c,、Q一般采用普通的电解电容,这种电容的高频串联等效阻抗较大,对频率极高的尖峰脉冲的吸收能力较弱,因此在C点也会出现较大幅度的正向尖峰脉冲。山于开关管正常工作时承受的电压本来就比较高,再叠加上这些瞬时尖峰脉冲,会大幅度提高三极管的从、以及dy/dt,甚至可诱发开关三极管二次击穿。如图1中T,正处在关断的瞬间,ICI还没有降到O,而醉,:本来就很高,三极管处于高损耗状态,恰逢此时有正向尖峰脉冲出现,就很可能使TI的Vco.超过击穿电压而造成瞬时击穿。由于脉冲电流很大,开关管可在极短的时间内产生二次击穿。即使没有发生二次击穿,三级管处于这种损耗状态,很可能造成其局部性能下降,最终损坏。因此,这种正向尖峰脉冲要比弓子拉弧(主要是负向脉冲)对开关管的安全更具威胁,是损坏开关管的主要原因。虽然各种开关电源的开关管都设置有尖峰脉冲吸收电路(如图1中的RZ、Q),这些电路吸收因开关变压器漏感产生的尖峰脉冲的效果很好,但对电源祸合进来的尖峰脉冲的吸收却没有多大作用。原因之一是RZ、口的接法对从输入端引入的脉冲没有直接形成回路;其次,从电源引进的尖峰脉冲的能量比开关变压器漏感产生的尖峰脉冲的能量大得多,而且脉冲的出现也不象开关变压器漏感产生的脉冲那样有规律性(在正常工作情况下,当T!导通时,G被充电(左正右负):Tl关断时,q先放电,然后反向充电,因此对开关变压器漏感产生的脉冲具有很好的吸收效果)。率很大。也就是说,开关电源的稳压性能指标越高,抗冲击的能力越弱。
  以上就是电机车开关电源损坏的原因的介绍。