专利名称：全数字化应急电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电源，更具体地说涉及一种全数字化应急电源。
背景技术：
应急电源Emergency Power System简称为EPS,是专门为消防设备和一级负荷或重要负 荷供电而设计的。我国从70年代开始引进国外的应急电源设备，主要应用于高层建筑、钢铁 行业、邮电通讯、石油化工、化肥化纤、国防和科研等部门。上世纪70年代末，我国开始自 行研制应急电源产品，但产品技术性能不高，多为传统模拟式应急电源。传统应急电源由于 多为模拟控制或模拟和数字相结合的控制系统，其结构复杂、体积庞大、集成化程度低且价 格昂贵。需要开发全数字化应急电源即集数字与模拟电子技术、通讯技术、电力电子技术、 微处理器及软件编程等技术于一体的密集型应急电源以解决现实存在的问题。 发明内容
本实用新型的目的是解决上述现有技术中存在的不足和问题，提供一种全数字化应急电 源，该全数字化应急电源避免了模拟信号传递的畸变、失真，减少杂散信号的干扰，便于修 改控制策略、控制参数，也便于故障检测、自诊断、容错、通信等技术的移植。另外，全数 字化应急电源大幅度减少了零件的数量，大大降低了因元件而造成的系统故障，提高了可靠 性。
本实用新型的技术方案如下
本实用新型的全数字化应急电源，主要包括有输入互投装置、充电器、蓄电池组、逆变 器、隔离变压器和输出互投装置，所述的逆变器的结构由上、中、下三层结构组成，其中控 制电路位于上层，电力主电路位于中层，电力电子散热器为于下层，各层之间通过金属板隔 开。
本实用新型的全数字化应急电源进一步的技术方案为所述的逆变器的功率器件主要包括 有IPM三相桥主电路、驱动电路、采样电路、控制电路和电源部分，所述的逆变器的功率器 件优选采用IPM智能功率模块。
本实用新型的全数字化应急电源再进一步的技术方案还可以为所述的逆变器的脉宽调制 采用电压空间矢量控制技术。
本实用新型的全数字化应急电源再进一步的技术方案还可以为所述的电池组为免维护铅 酸蓄电池。
本实用新型的全数字化应急电源再进一步的技术方案还可以为所述的输入、输出互投装
置主要由输入自动转换开关ATS和互锁接触器组成。 本实用新型具有以下有益效果
本实用新型的全数字化应急电源采用TI的DSP处理器，SVPWM调制技术，功能齐全，同 时采用三菱第四代IPM智能功率模块，"四合一"设计、结构简单；整流、逆变单元是组合 单元结构，接线简单，维护检修方便；保护功能完善，能及时切除故障，电池充电采用先进 的充电方式，提高了充电效率，延长了电池寿命，主机和电池组可以分开，便于应急时间的 延续，直流电源利用率高，逆变效率较高。另外本实用新型的节能性能好，充放电过程中有 很高的利用率，三相应急电源抗不平衡负载能力强，扩充方便，检修时可以各个单元分离。
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的逆变器的结构示意图。
图中各部件说明1—输入互投装置，2—充电器，3—蓄电池组，4一逆变器，5—隔离 变压器，6—输出互投装置，A—主电源，B—备电源，C一输出，I一上层，II—中层，III一
下层
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型技术内容作说明
如图1和图2所示，本实用新型的一种全数字化应急电源，主要包括有输入互投装置、 充电器、蓄电池组、逆变器、隔离变压器和输出互投装置，所述的逆变器的结构由上、中、 下三层结构组成，其中控制电路位于上层，电力主电路位于中层，电力电子散热器为于下层， 各层之间通过金属板隔开。所述的逆变器的功率器件主要包括有IPM三相桥主电路、驱动电 路、采样电路、控制电路和电源部分，功率器件采用IPM智能功率模块，所述的逆变器的脉 宽调制采用电压空间矢量控制技术，所述的电池组为免维护铅酸蓄电池，所述的输入、输出 互投装置主要由输入自动转换开关ATS和互锁接触器组成。整体采用模块化设计如图1所示。 自动转换开关ATS用于双回路供电时，两路电之间的自动转换，当只有一路市电供电时，另 一路悬空。充电器是把电网的交流电能转换成直流电能给蓄电池充电的装置。失去市电的情 况下，充电器停止工作，电池向逆变器放电，市电恢复正常时，充电器根据电池状态判断究 竟以何种方式对电池充电。其充电过程包括恒流、恒压和浮充三个过程。通常情况下处于浮 充状态，随时补充电池的自放电损耗，这样做的主要目的是为了延长了电池的寿命。蓄电池 主要采用免维护蓄电池，其作用是把直流电能储存起来，在逆变时作为电源，输出电能；也 可以从直流母线处抽出线为直流负载供电。逆变器是应急电源的核心部件之一，其功能是在 电网停电时将存储在蓄电池中的直流电能转换为脉宽调制波。再经滤波器滤除开关谐波后，
输出工频、恒幅的标准正弦电压。隔离变压器是把逆变器输出的交流电能经隔离转换，使其 与市电电压完全匹配的变压装置。输出互投装置用于在市电正常时和市电出现故障时分别投 切市电和电池逆变电能。
在逆变器中控制电路采用TI公司的数字信号处理器作为控制核心，所有控制信号和控制 策略均有软件完成，采用空间矢量调制生成驱动信号，驱动功率器件工作。所用的功率器件 为三菱第四代IPM智能功率模块，采用的是"四合一"设计，即将主电路、驱动电路、保护 电路和电源电路集成在一个模块中，使用简单、可靠性高。
权利要求1、一种全数字化应急电源，主要包括有输入互投装置、充电器、蓄电池组、逆变器、隔离变压器和输出互投装置，其特征在于所述的逆变器的结构由上、中、下三层结构组成，其中控制电路位于上层，电力主电路位于中层，电力电子散热器为于下层，各层之间通过金属板隔开。
2、 根据权利要求l所述的全数字化应急电源，其特征在于所述的逆变器的功率器件主要包括 有IPM三相桥主电路、驱动电路、采样电路、控制电路和电源部分。
3、 根据权利要求2所述的全数字化应急电源，其特征在于所述的逆变器的功率器件采用IPM 智能功率模块。
4、 根据权利要求l所述的全数字化应急电源，其特征在于所述的逆变器的脉宽调制采用电压 空间矢量控制技术。
5、 根据权利要求1所述的全数字化应急电源，其特征在于所述的电池组为免维护铅酸蓄电池。
6、 根据权利要求l所述的全数字化应急电源，其特征在于所述的输入、输出互投装置主要由 输入自动转换开关ATS和互锁接触器组成。
专利摘要本实用新型公开了一种全数字化应急电源，该全数字化应急电源避免了模拟信号传递的畸变、失真，减少杂散信号的干扰，便于修改控制策略、控制参数，也便于故障检测、自诊断、容错、通信等技术的移植。本实用新型的全数字化应急电源，主要包括有输入互投装置、充电器、蓄电池组、逆变器、隔离变压器和输出互投装置，所述的逆变器的结构由上、中、下三层结构组成，其中控制电路位于上层，电力主电路位于中层，电力电子散热器为于下层，各层之间通过金属板隔开。
文档编号H02J7/00GK201210621SQ200820036039
公开日2009年3月18日 申请日期2008年5月23日 优先权日2008年5月23日
发明者泉 石 申请人:南京亚派科技实业有限公司