T型客車充電器的基本原理主講人張嘉ZHENGZHOURAILWAYVOCATIONAL&TECHNICALCOLLEGE客車電氣裝置/BUSELECTRICALINSTALLATION一、充電器基本原理從系統的安全性和可靠性來考慮，充電器是供電系統中最重要的設備之一，一旦充電器發生故障，蓄電池無法充電，電壓會放到很低，有可能使本車掛在蓄電池上的所有設備都無法啟動和工作。

25T客車無論兼容供電還是DC600V供電，都需要充電器，將DC600V或AC380V變換成DC110V供給蓄電池和照明等負載。一、充電器基本原理PWM橋式DC/DC變換電路圖充電器的輸入隔離、濾波和緩沖電路與逆變器相同，逆變橋由4只IGBT組成，功率的傳遞靠高頻變壓器傳遞，變壓器的輸出經過高頻整流和濾波后，供給直流負載和蓄電池。1.高頻橋式逆變主電路V1～V4構成DC/DC變換的主電路，V1～V4的控制邏輯和變壓器原副邊電壓波形如圖4－18所示。t1～t2區間內，V1和V4導通，變壓器原邊電壓為正相電壓；t3～t4區間內，V2和V3導通，變壓器原邊電壓為反相電壓。2、電壓變換的實現DC600V供電客車的DC/DC變換，主要是通過IGBT橋式逆變電路將直流600V電壓變換成占空比可調的高頻方波電壓，經變壓器隔離后整流濾波成DC110V電壓。兼容供電客車則是先將AC380V整流后，變成DC540V,然后采取與DC600V相同的DC/DC變換。所謂占空比是指一個半波內，驅動IGBT的脈沖寬度占整個半波周期的比例。為了調整輸出電壓，占空比是可變化的，屬于脈沖寬度可調模式即PWM方式。在這種控制方式下，脈沖的幅值是不變的，當負載發生變化時,依靠改變脈沖的寬度來保證輸出電壓的穩定;如果輸入電壓發生變化，也可以通過改變脈沖寬度來保證輸出的穩定，如圖所示。3、高頻的影響采用20kHz的工作頻率，主要是為了減小變壓器、濾波器的體積。變壓器的原邊或副邊的感應電壓有一個基本公式：U=kfW1BS其中U為變壓器線圈端電壓，f為工作頻率，W1為線圈匝數，B為磁通密度，S為磁路面積。從公式U=kfW1BS中可以看出，相同的輸出電壓和磁密時，當頻率f提高，W1和S可相對減小，W1的減小即線圈繞組的匝數減少，亦即變壓器的銅重可以減小；S的減小即變壓器鐵心面積減小，亦即鐵重減少，而銅線和鐵心是決定變壓器的主要有效體積和重量。當頻率提高到20kHz時，變壓器的鐵心非常小，線圈匝數大幅減小。同樣，高頻輸出脈沖（對應40kHz）的濾波電感和電容也明顯減小，這就是高頻化的效果。4、DC/DC變換器的功能和保護功能保護DC/DC充電器的主要功能是將輸入DC600V或AC380V變換成適合蓄電池充電和直流負載使用的DC110V，并在輸入電壓和負載變化時，保持輸出穩定即穩壓功能。DC/DC充電器的輸入保護和工作原理與逆變器相同。5、限流定壓充電功能充電器的輸出電流分三個部分部分向本車蓄電池充電,另有部分供給本車照明、控制等負載，還有部分通過二極管向列車母線供電。DC/DC充電器的工作原理圖DC/DC變換器采用雙閉環即電流環和電壓環控制。圖中，電壓反饋靠電壓傳感器U/V輸出測量信號，充電電流反饋靠電流傳感器I2/V的輸出信號,而電流傳感器I1/V的反饋則提供輸出總電流的檢測信號。5、限流定壓充電功能25T客車采用堿性中倍率電池，堿性電池充電的要求應符合馬氏曲線，即蓄電池在電壓低時采取恒流充電的方式，