EPS应急供电系统研究

摘要

随着时代的不断进步，社会发展越来越信息化、现代化，人们的消防安全意识也在随着增强，近年来，EPS供电系统以其特有的优越性和环保性在消防、应急照明等场合得到了日益广泛的应用。与EPS相比而言，UPS除了须具有对负载不间断供电的能力之外，还需要对输入的市电进行稳压、滤波处理，来得到较高质量的电力输出，通常适用于对计算机、通信设备、网络设备等精密仪器的电力供应，以确保设备运行过程中的数据安全，其制作成本较高；而EPS不需要对市电进行稳压，一般用于对电能质量要求不高的设备，在市电故障时，作为应急电源供负载使用，但对系统的可靠性要求较高，其制作成本相对低廉。　　本文主要从以下几个方面对EPS系统进行了分析和研究：1.针对具体应用场合的要求，给出了系统逆变环节、充电环节、切换环节等具体实现方案。2.为提高系统的负载适应能力，对死区补偿、切换控制方式、逆变系统控制方式等影响系统输出性能和可靠性的诸多因素进行了研究；对冲击性负载的起动控制方式进行了分析，并提出了具体的解决方案。3.为保障系统工作的可靠性，文中设计了电池巡检单元；另外，为消除充电器充电过程中产生的谐波电流危害电网，本文设计了具有功率因数校正功能的充电器对蓄电池组进行充电。4.设计了键盘监控子系统，能够实时监控EPS系统的运行状态。

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文摘

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致谢

第一章绪论

1.1现代电力电子技术的发展

1.1.1电力电子技术

1.1.2功率半导体器件的发展

1.1.3电力电子技术的应用领域

1.2 EPS供电系统的特点与工作原理

1.2.1 EPS供电系统在社会生活中的重要作用和特点

1.2.2 EPS供电系统的基本组成和工作原理

1.3论文的主要内容

第二章 EPS逆变系统的研究与实现

2.1脉冲宽度调制技术

2.1.1脉宽调制单脉冲法

2.1.2正弦脉宽调制(SPWM)法

2.2 SPWM逆变电路的谐波分析

2.3逆变系统的硬件组成

2.3.1逆变系统的主电路设计

2.3.2逆变系统的控制电路设计

2.3.3功率器件驱动电路的设计

2.3.4系统辅助电源的设计

2.4逆变系统的数字化控制的实现

2.4.1带前馈校正的数字PI控制

2.4.2逆变系统的软件设计

2.4.3冲击性负载全压起动时的控制方式

2.5死区对输出波形的影响及补偿方法

第三章 EPS蓄电池巡检单元和充电控制系统的设计

3.1蓄电池巡检单元设计

3.1.1微处理器选择

3.1.2蓄电池端电压和温度的检测

3.1.3切换开关的控制

3.1.4报警及功能扩展端口

3.1.5双RS-485通信接口

3.2 EPS供电系统充电器的设计

3.2.1半桥式隔离充电器

3.2.2桥式隔离充电器

3.3供电系统输入功率因数校正

3.3.1 EPS系统输入功率因数校正的必要性

3.3.2功率因数校正的基本原理

3.3.3有源功率因数校正(APFC)常用控制方法

3.3.4输入功率因数的校正

第四章 EPS切换电路设计和系统的保护

4.1逆变供电与市电旁路供电切换电路的设计与实现

4.1.1市电旁路供电与蓄电池逆变供电的切换电路

4.1.2晶闸管模块的触发电路

4.1.3切换电路的控制方式

4.2 EPS系统的保护

第五章 EPS键盘监控系统

5.1监控系统的硬件组成

5.1.1 X5045接口电路

5.1.2液晶、LED与W77E58间的接口电路

5.1.3按键电路

5.1.4通信接口电路

5.2键盘监控系统的软件设计

5.2.1键盘模块的软件设计

5.2.2液晶显示模块的软件设计

5.3监控系统与EPS逆变子系统间的串行通信

5.3.1逆变控制系统的通信接口电路

5.3.2系统内部的通信协议

5.3.3逆变子系统与键盘监控系统串行通信的软件实现

第六章 实验结果与总结

参考文献