基于软开关技术三相应急电源充电电路设计

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1、22《电气开关》【2013．No．4l文章编号：1004—289X(2013)04—0022—03基于软开关技术的三相应急电源充电电路设计毕海泉，李群富，周斌(河南南车重型装备有限公司，河南义马472300)摘要：提出了一种三相应急电源快速充电控制策略，在蓄电池充电初期采用多级恒流充电，且在充电过程中引入窄脉冲放电以消除蓄电池的极化，在充电末期采用恒压涓流充电。采用移相控制零电压开关全桥变换电路对蓄电池充电，降低了电能损耗，提高了效率。仿真结果证明了理论分析的正确性和可行性。关键词：三相应急电源；软开关技术；蓄电池中图分类号：TM91文献标识码

2、：BDesignofChargeCircuitforThree—PhaseEPSontheBasedonZVSBIHai—quan，LIQun，ZHOUBin(HenanNancheHeavy-dutyEquipmentCo．，Ltd．，Yima472300，China)Abstract：Thepaperproposedafastchargecontrolstrategyforthree—phaseEPS．multi-constantcurrentchargewasa-doptedatfirststage，thena~owpulsedischa

3、rgewasusedtoeliminatebatterypolarizationinthecourseofcharging，con-stant—voltagetricklechargewasadoptedattheterminalstage．Becausephase—shiftedzero—voltage—switchingfull—bridgeconverterwasintroducedtotheaccumulatorchargecircuit，thepowerlosswasreducedandtheeficiencyincreasedmar

4、kedly．Thesimulationresultsareprovedcorrectandfeasible．Keywords：three—phaseemergencypowersupply；zero—voltage—switching；accumulator电电压稳定，逆变频率稳定，波形好；平时处于睡眠状1引言态(浮充)，逆变桥不工作，电能损耗小，放电效率高。随着工业和科学技术的快速发展，社会生活越来主要适用于电梯、消防、安防、应急照明、医院手术室和越现代化、信息化，对电的依赖以及对供电质量的要求实验室等重要场合。越来越高。突然的断电必然会给人

5、们的正常生活秩序2应急电源的工作原理和社会正常运转造成破坏，特别是对于一级负荷中重要的负荷，一旦事故发生中断供电，必将造成重大的事图1给出了EPS的系统结构图，其主要包括输入故和经济损失。然而，电力故障突发性强，断电在所难整流充电电路、蓄电池组、逆变器、转换开关和控制电免，这就需要在市电供应中断时，提供高性能应急电源路组成。工作原理是：(1)当市电正常时，EPS工作为设备提供电能。EPS应急电源是以CPU为核心，加在旁路工作状态，市电向负载供电，同时市电通过整流上整流充电模块、逆变放电模块、旁路切换模块和蓄电电路向蓄电池充电；(2)当市电出现故

6、障(元市电，市池组成的智能供电模块，采用电子集成模块化结构的电电压过高或过低)时，转换开关切换到逆变器输出强弱电一体化系统，是一种高科技环保产品。它在紧急的情况下作为重要负荷的第二或第三电源供给，替代了不少场合的柴油发电机组和UPSJ。采用智能芯片控制，维护简单，自动操作，市电异常时，一般指市电小于187V或高于242V，自动切换，切换时间小于图1应急电源系统结构0．5s，可无人值守；采用IGBT逆变桥PWM控制，供《电气开关》(2013．No．4)23端，EPS工作在逆变状态，由蓄电池经逆变器转换成交糙。本设计中提出了一种快速充电控制策略，在

7、充流电给负载供电。电初期采用多级恒流充电，且在充电过程中引入窄脉整流充电是把经二极管不控整流得到的直流电供冲放电以消除蓄电池的浓度极化问题，在充电末期采给蓄电池组，补充蓄电池放电后损失的电能。常采用用恒压涓流充电。的充电方法有恒压充电、恒流充电、分阶段充电。恒压3充电电路的软开关控制充电充电时间短，能耗低，但不适用蓄电池的初充电和去硫充电；恒流充电可任意选择和调整充电电流，但充充电电路主电路如图2所示，系统主要由输入整电时间长，能耗高；分阶段充电法的时间控制比较简流滤波电流、DC／DC全桥变换电路、输出整流滤波电单，因为没有监控蓄电池的实时信息

8、，控制比较粗路、放电能量回馈电路组成。萎因Lr图2充电电路主电路本系统采用的是移相控制零电压开关全桥变换电流近似不变，类似一个恒流源，这个能量很容易满