新型EPS电源工作过程及仿真研究

　　1 传统EPS应急电源

　　工程供电设计中对于一、二类重要负荷需要考虑供电连续性的措施。除了双电源，双回路供电外，还需配有应急电源。应急电源是与电网在电气上独立的各种电源，包括柴油发电机组和蓄电池，其中蓄电池又分为。EPS(Emergen-cy Power Supply)和UPS(Uninterruptable Power System)。

　　EPS应急电源是以CPU为核心，加上整流充电模块、逆变放电模块、旁路切换模块和蓄电池组成的智能供电模块，采用电子集成模块化结构的强弱电一体化系统，是一种高科技环保产品。他在紧急的情况下作为重要负荷的第二或第三电源供给，可望替代不少场合的柴油发电机组和UPS。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187 V或高于242 V，自动切换，切换时间小于0.5 s，可无人值守;采用IGBT逆变桥PWM控制，供电电压稳定，逆变频率稳定，波形好;平时处于睡眠状态(浮充)，逆变桥不工作，电能损耗小，放电效率高。主要适用于电梯、消防、安防、应急照明、医院手术室和实验室等重要场合。传统的EPS采用后备式结构，如图1所示。　　

　　当市电正常供电，切换开关Ks接通市电，应急电源处于整流状态，蓄电池浮充，逆变电路不工作。当市电异常时，切换开关接通逆变电路，应急电源进入逆变放电过程，并停止充电;同时，检测蓄电池组端电压，当端电压小于放电终止电压时，蓄电池放电完毕，停止放电。再加上蓄电池组过压、欠压保护;输出交流过压、过流、高温、短路保护等功能就组成了传统EPS应急电源的全部功能。

　　2 新型EPS应急电源

　　根据传统的EPS应急电源，任何时候充电电路与逆变电路都只有一个电路工作，是一种互斥关系，而且需要配置两套驱动电路，分别驱动整流桥和逆变桥。在结构上有一定的臃肿，控制复杂、功耗大、成本高。充电电路与放电电路都是由IGBT及二极管组成的桥路，他们的驱动电路都是IGBT驱动芯片及其一些外围电路组成，结构完全相同。新型EPS就是把充电、放电两部分电路合为一体，结构简单，控制简易，系统可靠性也相对提高，更重要的是产品成本低，功耗也相对减少一半。PWM整流器是其重要理论依据和出发点。

　　2.1 PWM整流器的特点

　　PWM整流器采用全控型开关管取代传统的半控型开关管或二极管，以PWM斩控整流取代了相近整流或不控整流，具有以下几大优良性能：

　　(1) 交流侧电流正弦波;

　　(2) 交流侧功率因数可控(如单位功率因数控制);

　　(3) 电能双向传输;

　　(4) 较快的动态控制响应。