一种数字化三相EPS电源设计与实现.pdf

研 究与开发 一 种数字化三相 EPS电源设计与实现 胡 凯 李锐华 胡 波 胡 浩 (同济大学电气工程系，上海 201804) 摘要 为了解决城轨车辆供 电故障时车厢内通风和换气设备的供 电问题，设计了一种数字化 三相应急逆变电源 (EPS)。首先，在分析EPS电源工作原理的基础上，采用Boost升压电路与电 压型三相全桥逆变 电路相结合的两级式拓扑结构。然后，基于DSPTMs320LF2407A和 SVPWM 控制算法实现了EPS的数字化控制，并给出了控制系统的硬件、软件设计方案。最后研制 了一套 2kW 的ESP测试样机，测试结果表明所设计的数字化三相EPS电源能够实现稳定的三相交流输出， 并且输 出电压 THD小于 4％，转换效率达到94％，验证 了本文中EPS电源设计方案的正确性。 关键词：应急电源；Boost电路；三相逆变器；DSP DesignandImplementation ofDigitalThree—PhaseEmergencyPowerSupply HHKai LiRuihua HuBo H “Hn0 (ElectricalEngineeringofTongjiUniversity，Shanghai 201804) Abstract Inordertopowersupplytheventilationequipmentoftheconfinedcompartmentwhen urbanrailvehiclespowersupplyfails，thispaperdesignadigitalthree—phaseemergencyinverterpower supply．First，Based on analyzingtheworking principle ofEPS，adopted two-hierarchicaltopology combingtheBoostcircuitwithvoltage—sourcethree-phasefull—bridgeinvertercircuit，Then，Basedon DSPTMS320LF2407A andSVPW M controlalgorithm，weachievedEPSdigitalizedcontro1．Moreover， wegavethehardwareandsoftwaredesigning schemeofthecontrolsystem．Finally,Developmenta 2kW EPStestPrototype，theresultsshow thatthedigitalizedthree-phaseEPSpowersupplycanmake stable3-phaseAC output，andtheTHD ofoutputvoltagelessthan4％，theconversionefficiencyreach 94％．Besides，theresultsverifythecorrectnessofthescheme． Keywords：EPS；boostcircuit；three—phaseinverter；DSP 应急电源 (EmergencyPowerSupply，EPS)能 有利于 EPS电源 向着绿色化、数字化和智能化方向 够在发生电力中断时为关键设备提供应急 电力 ，有 发展 。 效降低因断 电而造成 的损失，为生产和生活提供安 近年来，随着城轨交通的迅猛发展，其安全性 全保障， 目前 已被广泛应用于消防、建筑及工业电 也备受关注。当城轨车辆发生火灾或爆炸等事故导 气等重要场所 】【4]。EPS的起步比发电机和 UPS(不 致供 电故障时，维持密 闭车厢内的通风换气对于保 问断电源)晚，但发 电机和 UPS这两种方式却存在 障乘客生命安全十分重