發布時間:2020-09-04
由于 EPS 所帶負載類型的復雜性和環境的相對固定性,針對不同場合、不同負載,可將EPS 功能做得更符合現實應用要求,EPS 的技術發展主要有以下幾個趨勢:
1、充電用開關電源技術高頻化
開關電源是開關穩壓電源的簡稱,是利用現代電力電子技術,采用功率半導體器件作為開關,通過控制開關管開通和關斷的時間比率(占空比)調整輸出電壓,維持輸出穩定的一種電源。雖然傳統應急電源的充電技術已經非常成熟,但由于它本身帶有許多無法突破的問題,使其發展前途受限。高頻化是電源技術發展的創新技術,高頻化帶來的效益是使開關電源裝置空前的小型化,并使開關電源進入更廣泛的領域。高頻化概念的引入,給應急電源的發展帶來了許多新的思路和空間。高頻化對于減小體積、降低成本以及對非線性負載有更好的響應上起著重要的作用。
2、應急電源鉛酸蓄電池組的管理
由于EPS 的使用環境一般較UPS 惡劣,為盡可能延長蓄電池的使用壽命,充電器應同時具備以下功能:
(1)可設定充電限流;
(2)可設定電池放電終止電壓;
(3)具有自動浮充功能,充電機制應符合DIN41773標準;
(4)具有浮充電壓溫度補償功能;
(5)智能電池檢測功能;
(6)過放電保護(可強制應急)。
3、應急電源新型逆變技術的應用
逆變是把直流電變成交流電的過程,即DC/AC變換,完成此功能的電路稱為逆變電路,實現此過程的裝置叫做逆變器。逆變技術是應急電源技術的一個核心組成部分,逆變電源的發展是和電力電子器件的發展聯系在一起的,器件的發展帶動著逆變電源的發展。逆變電源出現于電力電子技術飛速發展的20世紀60年代,到目前為止它已經歷了三個發展階斷。
第一代逆變電源的特點是采用晶閘管(SCR)作為逆變器的開關器件,稱為可控硅逆變電源。SCR是一種沒有自關斷能力的器件,因此必須增加換流電路來強迫關斷SCR, SCR的換流電路限制了逆變電源的進一步發展,主要表現在SCR逆變器的控制電路復雜,逆變電源難于實現數字化,同時SCR逆變電源的噪聲大、體積大、效率低、發熱嚴重。
第二代逆變電源的特點是采用自關斷器件作為逆變器的開關器件。自20世紀70年代后期,各種自關斷器件模塊相繼實用化,包括可關斷晶閘管(GTO)、電力晶體管(GTR)、功率場效應管(MOSFET)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等。自關斷器件在逆變器中的應用大大提高了逆變電源的性能。逆變器采用自關斷器件的好處是:
(1)簡化了主電路。由于自關斷器件不需要換流電路,因此主電路得以簡化、成本低、可靠性高。
(2)提高了性能。由于自關斷器件的使用,使得開關頻率得以提高,使得逆變橋輸出電壓中低次諧波的頻率比較高,因而使輸出濾波器的尺寸得以減小,使得逆變電源的動態特性及非線性負載的適應性得以提高。在控制上普遍采用帶輸出電壓有效值或平均值反饋的PWM控制技術,所采用的控制方法具有結構簡單、容易實現的優點。但也存在一些缺點:對非線性負載的適用性不強;死區時間的存在將使PWM波中含有不易濾掉的低次諧波;使輸出電壓出現波形畸變、動態特性不好,負載突變時輸出電壓調整時間長、給定電壓與輸出電壓之間的相差受負載影響較大。
第三代逆變電源的特點采用了實時反饋控制技術,使逆變電源的性能得以提高。實時反饋控制技術是針對第二代逆變電源對非線性負載的適應性不強及動態特性不好的缺點提出來的,一般采用電壓外環和電流內環相結合的雙閉環控制方式,它是近幾年來發展起來的新型電源控制技術,目前還在不斷的完善和發展之中。數字控制技術的采用使逆變電源的性能有了質的飛躍。數字控制技術多種多樣,主要包括數字PI調節器控制、無差拍控制、重復控制、數字滑變結構控制、模糊控制以及各種神經網絡控制等。