本實(shí)用新型涉及一種軌道車(chē)輛緊急牽引技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用于軌道車(chē)輛緊急牽引的雙向DC-DC升降壓電路。

背景技術(shù)：

軌道車(chē)輛緊急牽引變流器主要作用是在接觸網(wǎng)（或者第三軌）失電的情況下，將車(chē)載蓄電池的電壓變換成合適的電壓供給牽引變流器使用，實(shí)現(xiàn)軌道車(chē)輛的緊急牽引功能，使軌道車(chē)輛能駛離特殊位置（如過(guò)江隧道等）或者到達(dá)下一站，以實(shí)現(xiàn)軌道車(chē)輛的轉(zhuǎn)運(yùn)功能，最大限度保證乘客安全。

目前軌道車(chē)輛上使用的緊急牽引變流器的實(shí)現(xiàn)方案是將蓄電池（車(chē)上原裝控制蓄電池或者加裝的蓄電池）的電壓升壓成所需的直流電壓供給牽引變流器使用，以實(shí)現(xiàn)軌道車(chē)輛的緊急牽引功能。此種實(shí)現(xiàn)方式最大的缺點(diǎn)是緊急牽引變流器能量不能雙向流動(dòng)，不能完成給蓄電池充電的功能。如果是采用車(chē)上原裝控制蓄電池提供能量，車(chē)上本來(lái)就裝有控制蓄電池充電機(jī)，相當(dāng)于蓄電池充電配備了一個(gè)充電機(jī)，蓄電池放電又配備了一個(gè)緊急牽引變流器；如果采用的是加裝的蓄電池提供能量，除了蓄電池放電用的緊急牽引變流器，還需配置一個(gè)專(zhuān)門(mén)的蓄電池充電機(jī)。無(wú)論是哪種情況，蓄電池都需要配備充放電設(shè)備各一個(gè)，很大程度占用了軌道車(chē)輛空間、增加了軌道車(chē)輛的重量以及成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種降低成本，占用空間小，減輕軌道車(chē)輛重量的用于軌道車(chē)輛緊急牽引的雙向DC-DC升降壓電路。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種用于軌道車(chē)輛緊急牽引的雙向DC-DC升降壓電路，包括依次電連接的供電裝置、前級(jí)電路、雙向升降壓DC/DC模塊、后級(jí)電路和蓄電池；所述雙向升降壓DC/DC模塊包括儲(chǔ)能濾波電容 C1、C2、C3，儲(chǔ)能電感L1、L2，開(kāi)關(guān)管Q1~Q4，二極管D1~D4；所述儲(chǔ)能濾波電容 C1的兩端連接前級(jí)電路的電壓輸出端，儲(chǔ)能濾波電容 C1與儲(chǔ)能電感L1的一端串聯(lián)連接，儲(chǔ)能電感L1的另一端連接于開(kāi)關(guān)管 Q1與開(kāi)關(guān)管Q2之間；儲(chǔ)能電感L2的一端連接于開(kāi)關(guān)管 Q3與開(kāi)關(guān)管Q4之間，儲(chǔ)能電感L2的另一端串聯(lián)連接儲(chǔ)能濾波電容 C3的正極；儲(chǔ)能濾波電容 C3的兩端連接后級(jí)電路的電壓輸入端；儲(chǔ)能濾波電容 C2的一端連接于開(kāi)關(guān)管 Q2與開(kāi)關(guān)管Q3之間，另一端連接于開(kāi)關(guān)管 Q1與開(kāi)關(guān)管Q4之間；二極管D1、D2、D3、D4分別反向并聯(lián)在相對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4上。

進(jìn)一步，所述供電裝置為接觸網(wǎng)或第三軌。

進(jìn)一步，所述前級(jí)電路包括依次電連接的浪涌吸收電路、前級(jí)預(yù)充電電路、整流電路和前級(jí)保護(hù)電路；所述浪涌吸收電路連接供電裝置的電源輸出端，前級(jí)保護(hù)電路連接雙向升降壓DC/DC模塊的電源輸入端。

進(jìn)一步，所述后級(jí)電路包括相互電連接的后級(jí)預(yù)充電電路和后級(jí)保護(hù)電路；后級(jí)預(yù)充電電路連接雙向升降壓DC/DC模塊的輸出端，后級(jí)保護(hù)電路連接蓄電池。

進(jìn)一步，還包括電阻R1、R2，電阻R1與儲(chǔ)能濾波電容 C1并聯(lián)連接，電阻R2與儲(chǔ)能濾波電容 C3并聯(lián)連接。

進(jìn)一步，所述蓄電池的供電端還經(jīng)雙向升降壓DC/DC模塊連接牽引變流器。

進(jìn)一步，所述儲(chǔ)能濾波電容 C1的兩端還連接軌道車(chē)輛的牽引變流器。

進(jìn)一步，所述二極管D1、D2、D3、D4分別為開(kāi)關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4的寄生二極管或外置二極管。

進(jìn)一步，所述開(kāi)關(guān)管為IGBT或MOSFET半導(dǎo)體功率器件。

本實(shí)用新型的有益效果：通過(guò)采用可以雙向流動(dòng)的升降壓電路，在軌道車(chē)輛接觸網(wǎng)或第三軌供電正常時(shí)，雙向升降壓DC/DC模塊將來(lái)自接觸網(wǎng)或第三軌的電壓變換成合適的電壓給蓄電池充電；在接觸網(wǎng)或第三軌失電的情況下，雙向升降壓DC/DC模塊將蓄電池的電壓變換成合適的電壓供給牽引變流器，以實(shí)現(xiàn)軌道車(chē)輛的緊急牽引功能；通過(guò)將原來(lái)的蓄電池充電機(jī)與緊急牽引變流器合二為一，既降低了軌道車(chē)輛的成本和重量，又節(jié)約了空間。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例雙向升降壓DC/DC模塊的電路原理圖；

圖3是圖2所示實(shí)施例雙向升降壓DC/DC模塊在蓄電池充電模式的電路原理圖；

圖4是圖2所示實(shí)施例雙向升降壓DC/DC模塊在緊急牽引模式的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1和圖2所示：一種用于軌道車(chē)輛緊急牽引的雙向DC-DC升降壓電路，包括依次電連接的供電裝置、前級(jí)電路、雙向升降壓DC/DC模塊、后級(jí)電路和蓄電池；且蓄電池的供電端還經(jīng)雙向DC-DC升降壓電路連接牽引變流器。

供電裝置為接觸網(wǎng)或第三軌。

前級(jí)電路包括依次電連接的浪涌吸收電路、前級(jí)預(yù)充電電路、整流電路和前級(jí)保護(hù)電路；浪涌吸收電路連接供電裝置的電源輸出端，前級(jí)保護(hù)電路連接雙向升降壓DC/DC模塊的電源輸入端。浪涌吸收電路用于防止接觸網(wǎng)或第三軌產(chǎn)生的瞬間高壓，起到保護(hù)設(shè)備的作用。前級(jí)預(yù)充電電路用于防止由于接觸網(wǎng)或第三軌輸出電壓過(guò)高或者反復(fù)通斷電造成輸入電流沖擊而損壞整流器件。整流電路用于將供電裝置的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。前級(jí)保護(hù)電路用于輸出過(guò)欠壓、過(guò)流保護(hù)。

雙向升降壓DC/DC模塊包括：儲(chǔ)能濾波電容 C1、C2、C3，儲(chǔ)能電感L1、L2，開(kāi)關(guān)管Q1~Q4，二極管D1~D4，電阻R1、R2。儲(chǔ)能濾波電容 C1的兩端連接前級(jí)電路的電壓輸出端，儲(chǔ)能濾波電容 C1與儲(chǔ)能電感L1的一端串聯(lián)連接，儲(chǔ)能電感L1的另一端連接于開(kāi)關(guān)管 Q1與開(kāi)關(guān)管Q2之間；儲(chǔ)能電感L2的一端連接于開(kāi)關(guān)管 Q3與開(kāi)關(guān)管Q4之間，儲(chǔ)能電感L2的另一端串聯(lián)連接儲(chǔ)能濾波電容 C3的正極；儲(chǔ)能濾波電容 C3的兩端連接后級(jí)電路的電壓輸入端；儲(chǔ)能濾波電容 C2的一端連接于開(kāi)關(guān)管 Q2與開(kāi)關(guān)管Q3之間，另一端連接于開(kāi)關(guān)管 Q1與開(kāi)關(guān)管Q4之間；二極管D1、D2、D3、D4分別反向并聯(lián)在相對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4上。電阻R1與儲(chǔ)能濾波電容 C1并聯(lián)連接，電阻R2與儲(chǔ)能濾波電容 C3并聯(lián)連接。

儲(chǔ)能濾波電容 C1的兩端還連接軌道車(chē)輛的牽引變流器。

后級(jí)電路包括相互電連接的后級(jí)預(yù)充電電路和后級(jí)保護(hù)電路；后級(jí)預(yù)充電電路連接雙向升降壓DC/DC模塊的輸出端，后級(jí)保護(hù)電路連接蓄電池。后級(jí)預(yù)充電電路用于防止由于雙向升降壓DC/DC模塊輸出電壓過(guò)高或者反復(fù)通斷電造成輸入電流沖擊而損壞器件。后級(jí)保護(hù)電路用于輸出過(guò)欠壓、過(guò)流保護(hù)。

本實(shí)施例的開(kāi)關(guān)管優(yōu)選為IGBT開(kāi)關(guān)管。二極管D1、D2、D3、D4分別為開(kāi)關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4的寄生二極管。

本實(shí)施例的工作原理為：

（1）如圖3所示：當(dāng)軌道車(chē)輛接觸網(wǎng)或第三軌供電正常時(shí)，雙向升降壓DC/DC模塊將接觸網(wǎng)或第三軌經(jīng)前級(jí)電路整流后的直流電先升壓后降壓成合適的電壓提供給蓄電池，完成蓄電池充電功能。

雙向升降壓DC/DC模塊的工作過(guò)程為：開(kāi)關(guān)管Q1、Q2實(shí)現(xiàn)升壓功能，開(kāi)關(guān)管Q3、Q4

實(shí)現(xiàn)降壓功能。開(kāi)關(guān)管Q1開(kāi)通，開(kāi)關(guān)管Q2關(guān)斷，電流流過(guò)儲(chǔ)能電感L1，二極管D2起續(xù)流的作用，給儲(chǔ)能濾波電容C2充電，實(shí)現(xiàn)升壓功能；同時(shí)開(kāi)關(guān)管Q3開(kāi)通，開(kāi)關(guān)管Q4關(guān)斷，電流流過(guò)儲(chǔ)能電感L2，由儲(chǔ)能濾波電容C2給儲(chǔ)能濾波電容C3充電，實(shí)現(xiàn)降壓功能，經(jīng)后級(jí)電路后為蓄電池提供電能。

（2）如圖4所示：當(dāng)軌道車(chē)輛接觸網(wǎng)或第三軌供電中斷時(shí)，雙向升降壓DC/DC模塊將蓄電池的直流電經(jīng)過(guò)先升壓后降壓成合適的電壓供給牽引變流器，完成軌道車(chē)輛緊急牽引功能。

雙向升降壓DC/DC模塊的工作過(guò)程為：開(kāi)關(guān)管Q3、Q4實(shí)現(xiàn)升壓功能，開(kāi)關(guān)管Q1、Q2

實(shí)現(xiàn)降壓功能。開(kāi)關(guān)管Q4開(kāi)通，開(kāi)關(guān)管Q3關(guān)斷，蓄電池的電流流過(guò)儲(chǔ)能電感L2，二極管D3起續(xù)流的作用，給儲(chǔ)能濾波電容C2充電，實(shí)現(xiàn)升壓功能；同時(shí)開(kāi)關(guān)管Q2開(kāi)通，開(kāi)關(guān)管Q1關(guān)斷，電流流過(guò)儲(chǔ)能電感L1，由儲(chǔ)能濾波電容C2給儲(chǔ)能濾波電容C1充電，實(shí)現(xiàn)降壓功能，為牽引變流器提供電能。

本實(shí)施例通過(guò)采用可以雙向流動(dòng)的升降壓電路，在軌道車(chē)輛接觸網(wǎng)或第三軌供電正常時(shí)，雙向升降壓DC/DC模塊將來(lái)自接觸網(wǎng)或第三軌的電壓變換成合適的電壓給蓄電池充電；在接觸網(wǎng)或第三軌失電的情況下，雙向升降壓DC/DC模塊將蓄電池的電壓變換成合適的電壓供給牽引變流器，以實(shí)現(xiàn)軌道車(chē)輛的緊急牽引功能；通過(guò)將原來(lái)的蓄電池充電機(jī)與緊急牽引變流器合二為一，既降低了軌道車(chē)輛車(chē)輛的成本和重量，又節(jié)約了空間。