本發(fā)明涉及電氣技術(shù)，尤其涉及一種直流到直流(DCDC，Direct Current to Direct Current)主電路及電車供電電路。

背景技術(shù)：

超級電容作為一種新型的儲能器件，具有儲存能量大、快速充放電等優(yōu)點，滿足軌道交通車輛(尤其是有軌電車)在無接觸網(wǎng)區(qū)運行的要求。

現(xiàn)有技術(shù)中，有軌電車一般采用750伏(V)供電，而超級電容的電壓一般都低于750V；因此，在有軌電車內(nèi)部需要包括在有接觸網(wǎng)時通過電車主供電電路對超級電容進(jìn)行降壓充電，以及在無接觸網(wǎng)時使用超級電容為電車主供電電路進(jìn)行升壓供電的DCDC主電路?，F(xiàn)有技術(shù)的DCDC主電路包括絕緣柵雙極型晶體管(IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor)，且IGBT的上橋臂和下橋臂都包括了一個反并的續(xù)流二極管。在使用超級電容通過DCDC主電路對電車主供電電路進(jìn)行升壓供電時，供電回路需要通過IGBT的上橋臂的該續(xù)流二極管。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中，存在DCDC主電路在升壓供電時輸出端短路，而導(dǎo)致IGBT損壞的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種DCDC主電路及電車供電電路，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的DCDC主電路在升壓供電時輸出端短路，而導(dǎo)致IGBT損壞的問題。

本發(fā)明提供一種直流到直流DCDC主電路，所述DCDC主電路用于通過電車主供電電路為超級電容進(jìn)行降壓充電，以及通過所述超級電容為所述電車主供電電路進(jìn)行升壓供電；所述DCDC主電路包括：

電抗器、第一接口電路、第二接口電路、絕緣柵雙極型晶體管IGBT、第一控制電路、第二控制電路；其中，所述電抗器的第一端與所述第一接口電 路連接，所述電抗器的第二端分別與所述IGBT的上橋臂的源極S以及所述第一控制電路連接，所述IGBT的上橋臂的漏極D與所述第二控制電路連接；所述第二接口電路分別與所述第一控制電路和所述第二控制電路連接；

所述第一接口電路，用于為所述超級電容提供連接接口；

所述第二接口電路，用于為所述電車主供電電路提供連接接口；

所述第一控制電路，用于控制所述第二接口電路與所述電抗器的第二端連接或斷開；

所述第二控制電路，用于控制所述第二接口電路與所述IGBT的上橋臂的D連接或斷開；

所述IGBT的上橋臂，用于所述電車主供電電路對所述超級電容進(jìn)行降壓充電；

所述IGBT的下橋臂，用于所述超級電容對所述電抗器蓄能，以實現(xiàn)通過所述超級電容對所述電車主供電電路進(jìn)行升壓供電。

可選的，在發(fā)明一實施例中，還包括驅(qū)動板；

所述驅(qū)動板分別與所述IGBT的上橋臂的柵極G和所述IGBT的下橋臂的G連接；

所述驅(qū)動板，用于對所述IGBT進(jìn)行驅(qū)動。

可選的，在發(fā)明一實施例中，還包括熔斷器；

所述熔斷器連接在所述電抗器與所述IGBT的上橋臂的S，以及所述電抗器與所述第一控制電路之間；

所述熔斷器，用于當(dāng)通過所述熔斷器的電流超過預(yù)設(shè)值時，斷開所述電抗器與所述第一控制電路及所述IGBT的連接。

可選的，在發(fā)明一實施例中，還包括第三控制電路；

所述第三控制電路的一端與放電電阻連接，所述第三控制電路的另一端與所述電抗器的第二端連接；

所述第三控制電路，用于控制所述電抗器的第二端與所述放電電阻連接或斷開；

所述放電電路，用于對所述電抗器和所述超級電容進(jìn)行放電。

本發(fā)明提供一種電車供電電路，包括：上述任一項所述的直流到直流DCDC主電路，和與所述DCDC主電路連接的電車主供電電路；

所述電車主供電電路用于為電車供電；

所述DCDC主電路用于通過所述電車主供電電路為超級電容進(jìn)行降壓充電，以及通過所述超級電容為所述電車主供電電路進(jìn)行升壓供電。

本發(fā)明提供的DCDC主電路及電車供電電路，通過電抗器的第二端與第一控制電路連接，所述第一控制電路，用于控制所述第二接口電路與所述電抗器的第二端連接或斷開；使得通過所述超級電容為所述電車主供電電路進(jìn)行升壓供電時，供電回路不再經(jīng)過IGBT的上橋臂的反并的續(xù)流二極管，避免了DCDC主電路在升壓供電時輸出端短路而導(dǎo)致續(xù)流二極管的損壞，并進(jìn)一步導(dǎo)致IGBT損壞的問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明DCDC主電路實施例一的方框圖；

圖2為本發(fā)明DCDC主電路實施例二的方框圖；

圖3為本發(fā)明提供的DCDC主電路的原理圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1為本發(fā)明DCDC主電路實施例一的方框圖；如圖1所示，本實施例的DCDC主電路包括：

電抗器11、第一接口電路12、第二接口電路13、IGBT 14、第一控制電路15、第二控制電路16；其中，電抗器11的第一端與第一接口電路12連接， 電抗器11的第二端分別與IGBT 14的上橋臂的源極(S，Source)以及第一控制電路15連接，IGBT 14的上橋臂的漏極(D，Drain)與第二控制電路16連接；第二接口電路13分別與第一控制電路15和第二控制電路16連接；第一接口電路12，用于為超級電容提供連接接口；第二接口電路13，用于為電車主供電電路提供連接接口；第一控制電路15，用于控制第二接口電路13與電抗器11的第二端連接或斷開；第二控制電路16，用于控制第二接口電路13與IGBT 14的上橋臂的D連接或斷開；IGBT 14的上橋臂，用于所述電車主供電電路對所述超級電容進(jìn)行降壓充電；IGBT 14的下橋臂，用于所述超級電容對所述電抗器蓄能，以實現(xiàn)通過所述超級電容對所述電車主供電電路進(jìn)行升壓供電。

可選的，所述電車主供電電路可以為750V供電電路。

現(xiàn)有技術(shù)中，由于電車需要在有接觸網(wǎng)區(qū)和無接觸網(wǎng)區(qū)交替運行，在進(jìn)入充電樁前需要降弓運行，一旦司機(jī)沒有降弓運行，可能造成受電弓損壞，并進(jìn)一步導(dǎo)致DCDC主電路在升壓供電時輸出端的短路。同時，由于在使用超級電容通過DCDC主電路對電車主供電電路進(jìn)行升壓供電時，供電回路需要通過IGBT的上橋臂的反并的續(xù)流二極管，且在DCDC主電路升壓供電時輸出端短路的情況下，會出現(xiàn)流過該續(xù)流二極管的電流過大而損壞該續(xù)流二極管的情況；因此，會出現(xiàn)DCDC主電路在升壓供電時輸出端短路而導(dǎo)致續(xù)流二極管的損壞，并進(jìn)一步導(dǎo)致IGBT損壞的問題?，F(xiàn)在技術(shù)中，雖然在供電回路中串聯(lián)了熔斷器來對供電回路進(jìn)行過流保護(hù)，但是實際情況是在熔斷器熔斷之前，IGBT已經(jīng)損壞。

本實施例中，通過電抗器的第二端與第一控制電路連接，所述第一控制電路，用于控制所述第二接口電路與所述電抗器的第二端連接或斷開；使得通過所述超級電容為所述電車主供電電路進(jìn)行升壓供電時，供電回路不再經(jīng)過IGBT的上橋臂的反并的續(xù)流二極管，避免了DCDC主電路在升壓供電時輸出端短路而導(dǎo)致續(xù)流二極管的損壞，并進(jìn)一步導(dǎo)致IGBT損壞的問題。

圖2為本發(fā)明DCDC主電路實施例二的方框圖；如圖2所示，本實施例的DCDC主電路在圖1所示主電路的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步的還可以包括：熔斷器17，熔斷器17連接在電抗器11與IGBT 14的上橋臂的S，以及電抗器11與第一控制電路15之間；熔斷器17，用于當(dāng)通過熔斷器17的電流 超過預(yù)設(shè)值時，斷開電抗器11與第一控制電路15及IGBT 14的連接。通過設(shè)置熔斷器17可以實現(xiàn)對電路的過電流保護(hù)。

可選的，本實施例的DCDC主電路還可以包括第三控制電路18；第三控制電路18的一端與放電電阻連接，第三控制電路18的另一端與電抗器11的第二端連接；第三控制電路18，用于控制電抗器11的第二端與所述放電電阻連接或斷開；所述放電電路，用于對所述電抗器和所述超級電容進(jìn)行放電。通過第三控制電路18使得放電電阻與電抗器11的第二端連接，可以實現(xiàn)通過放電電阻對電抗器11以及超級電容進(jìn)行放電。

可選的，本實施例的DCDC主電路還可以包括驅(qū)動板(未示出)，所述驅(qū)動板分別與IGBT 14的上橋臂的柵極(G，Gate)和IGBT 14的下橋臂的G連接；所述驅(qū)動板，用于對所述IGBT進(jìn)行驅(qū)動。在本發(fā)明解決DCDC主電路在升壓供電時輸出端短路，而導(dǎo)致IGBT損壞的問題的基礎(chǔ)上，也進(jìn)一步避免了輸出端的短路而導(dǎo)致驅(qū)動該IGBT的驅(qū)動板損壞的問題。

具體的，本發(fā)明的DCDC主電路用于通過電車主供電電路為超級電容進(jìn)行降壓充的原理如下：

所述第二控制電路控制第二接口電路13與IGBT 14的上橋臂的D連接；

通過驅(qū)動板控制IGBT 14的上橋臂的G，從而控制IGBT 14上橋臂的導(dǎo)通和截止；

通過所述驅(qū)動板控制IGBT 14的上橋臂導(dǎo)通；所述電車主供電電路可以通過第二接口電路13、IGBT 14的上橋臂的D、S、電抗器11、第一接口電路12，對超級電容進(jìn)行充電；

其中，通過驅(qū)動板控制IGBT 14的上橋臂導(dǎo)通和截止的時間，從而實現(xiàn)對超級電容的降壓充電。

具體的，本發(fā)明的DCDC主電路用于通過所述超級電容為所述電車主供電電路進(jìn)行升壓供電的原理如下：

通過驅(qū)動板控制IGBT 14的下橋臂的G，從而控制IGBT 14下橋臂的導(dǎo)通和截止；

第一控制電路15控制第二接口電路13與電抗器11的第二端連接；

首先，通過所述驅(qū)動板控制IGBT 14的下橋臂導(dǎo)通；所述超級電容通 過第一接口電路12、電抗器11、IGBT 14的下橋臂的D、S向電抗器11蓄能；

其次，通過所述驅(qū)動板控制IGBT 14的下橋臂關(guān)閉，超級電容與電抗器的電壓之和大于超級電容的電壓(也即，實現(xiàn)了升壓)。

最后，所述超級電容通過第一接口電路12、電抗器11、第一控制電路15對電車主供電電路進(jìn)行供電。

本實施例中，通過電抗器的第二端與第一控制電路連接，所述第一控制電路，用于控制所述第二接口電路與所述電抗器的第二端連接或斷開；使得通過所述超級電容為所述電車主供電電路進(jìn)行升壓供電時，供電回路不再經(jīng)過IGBT的上橋臂的反并的續(xù)流二極管，避免了DCDC主電路在升壓供電時輸出端短路而導(dǎo)致IGBT及驅(qū)動板的損壞。

圖3為本發(fā)明提供的DCDC主電路的原理圖；如圖3所示，其中L1為電感，TV1-TV4為電壓傳感器，TA1-TA2為電流傳感器，F(xiàn)USE1-FUSE2為熔斷器，D1-D2為二極管，RM1-RM4為開關(guān)，C1-C4為電容，R1-R3為電阻；原理圖中的元件與上述DCDC主電路中各部分之間的關(guān)系如虛線框所示。且DC2+引腳和DC2-引腳與超級電容連接，DC1+引腳和DC1-引腳與電車主供電電路連接，放電電阻引腳與放電電阻連接。

需要說明的是，圖3中電容用于濾波，熔斷器用于對電路進(jìn)行過流保護(hù)，電壓傳感器用于檢測電壓，電流傳感器用于檢測電流，都是為了在完成DCDC功能的基礎(chǔ)上的進(jìn)一步的電路優(yōu)化。

本發(fā)明還提供一種電車供電電路，包括圖1、圖2或圖3任一所述的DCDC主電路，和與所述DCDC主電路連接的電車主供電電路；其中，所述電車主供電電路用于為電車供電；所述DCDC主電路用于通過所述電車主供電電路為超級電容進(jìn)行降壓充電，以及通過所述超級電容為所述電車主供電電路進(jìn)行升壓供電。

本實施例提供的電車供電電路，能夠避免DCDC主電路在升壓供電時輸出端短路而導(dǎo)致續(xù)流二極管的損壞，并進(jìn)一步導(dǎo)致IGBT損壞的問題。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改， 或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。