浅谈硅雪崩二极管在某型动车组空压机控制电路改进中的应用

摘要：本文介绍了硅雪崩二极管在某型动车组电路改进中的应用，旨在引介新型电子产品技术在铁路轨道交通装备行业的广阔应用前景。

关键词：硅雪崩；动车组；空压机；电磁阀

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.3.019

某型动车组在设计验证过程中发现空压机干燥器反吹电磁阀在空压机停止工作后异常排风（正常情况下应在空压机停止工作后应同步停止）。经调查分析得知，原因为空压机逻辑控制电路不符合设计要求，即当动车组三相400V（空压机的工作电压）电路无输出时，空压机停止工作，但空压机干燥器的反吹电磁阀关联电路仍然有电，从而导致干燥器反吹电磁阀仍然排风不止，造成动车组管网风压异常下降。

经过研究分析，提出了空压机控制电路改进方案，具体方案为在空压机的接触器控制触点电路中增加单向控制元件，使得空压机干燥器反吹电磁阀工作电路在动车组三相400V电路无输出时不得电。为此，选定了普通整流肖特基二极管作为单向控制元件，同时为保证单向控制元件的可靠性，考虑到动车组高压电路系统中的异常蹿入的浪涌电压，选定了硅雪崩二极管作为普通整流肖特基二极管的过电压防护元件。

电路改造前后示意如图1和图2所示。

根据空压机工作电路参数（IF（AV）应大于5A，VRRM应大于800V），选定了美国威士的P600M型号产品，其VRRM为1000V，IF（AV）为6A。参考硅雪崩二极管在铁路行业的应用业绩，选定型号为TSAD-150的硅雪崩二极管。此元件的性能优异，具有8μs /20μs（波前时间8μs，半峰值时间20μs）和10μs/1000μs（波前时间10μs，半峰值时间1000μs）多重波形电浪涌的防护能力，反应时间较快（10s），7mA击穿电压大于75V，使用温度为-40℃～85℃。

通过国内某大学电磁兼容实验室对TSAD-150硅雪崩二极管测试，结果表明此元件能够顺利通过2000V、4000V的浪涌电压测试，同时在向被测设备两端施加幅度为±6000V的浪涌信号时，待被测设备冷却后其性能仍可恢复正常。典型测试结果如图3所示。

在对动车组的空压机控制电路进行改进后，空压机动作符合设计要求，空压机干燥器的反吹电磁阀电路与空压机工作电路关联同步，其干燥器反吹电磁阀仅在空压机工作时得电排风，有效解决了动车组因空压机干燥器反吹电磁阀异常排风导致管网风压异常降低的问题。同时，由于逻辑控制电路中增加的硅雪崩二极管的可靠防护性能，至今动车组已运用考核了近2年时间，电路改进所增加的硅雪崩二极管及普通整流肖特基二极管均无故障发生，空压机运行正常。

参考文献：

[1] 王宁.瞬态电压抑制器的应用[J].电源技术应用，2001，4，（5）

[2] 百度百科.浪涌电压抑制器[EB/OL].http：//baike.baidu.com/ view/1523078.htm

[3] 电子元件网.整流器[EB/OL]

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