一、輔助系統(tǒng)概述

1.輔助供電系統(tǒng)的定義

輔助電源系統(tǒng)是城軌車輛上的一個(gè)必不可少的電氣部分，它可以為列車空調(diào)、通風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、蓄電池充電器以及照明等輔助設(shè)備提供供電電源。目前，世界上在城軌車輛輔助電源系統(tǒng)中大都采用絕緣柵雙極型晶體管IGBT模塊。

（1）輔助電源系統(tǒng)是指除為牽引動(dòng)力系統(tǒng)之外的所有需要使用電力的負(fù)載設(shè)備提供電能的系統(tǒng)，包括輔助供電系統(tǒng)和蓄電池系統(tǒng)。

（2）輔助電源系統(tǒng)的電力主要來自牽引供電接觸網(wǎng)（或第三軌），經(jīng)受電弓（或集電靴）進(jìn)入列車；當(dāng)電力無法來自牽引供電接觸網(wǎng)（或第三軌）時(shí)，則可采用外接電源（如車間電源）或者蓄電池供電。

（3）輔助電源系統(tǒng)的負(fù)載設(shè)備主要包括牽引逆變器冷卻風(fēng)扇、輔助逆變器冷卻風(fēng)扇、空氣壓縮機(jī)、空調(diào)、各種電動(dòng)閥門、繼電器、接觸器、頭燈、車廂照明和各種服務(wù)性電氣設(shè)備，以及蓄電池充電器（當(dāng)充電器采用AC/DC形式時(shí)）等。此外，輔助系統(tǒng)還需為列車控制系統(tǒng)提供不間斷的電源。所以，輔助電源系統(tǒng)是與牽引動(dòng)力系統(tǒng)同等重要的系統(tǒng)。

動(dòng)力分散型的城軌車輛一般都按列車每個(gè)單元組成一個(gè)輔助系統(tǒng)，由輔助逆變裝置分別向各車廂的負(fù)載提供交流電。

2.輔助供電系統(tǒng)的組成

（1）逆變部分。

輔助用電設(shè)備大都需要三相50 Hz，280 V/220 V交流電源，因而首先要將波動(dòng)的直流網(wǎng)壓逆變?yōu)楹銐汉泐l的三相交流電。

（2）變壓器隔離部分。

為了安全必須將電網(wǎng)上的高壓與低壓用電設(shè)備，尤其是常需人工操作的控制電源的設(shè)備，在電器點(diǎn)位上實(shí)現(xiàn)隔離。通常采用變壓器進(jìn)行電器隔離，同時(shí)也可通過設(shè)計(jì)不同的匝比以滿足電壓值的需要。

（3）直流電源（兼作蓄電池充電器）。

車輛上各控制電器都由直流電源DC/DC供電。車輛上蓄電池為緊急用電所需，所以DC 110 V控制電源同時(shí)也是蓄電池的充電器。

二、輔助供電系統(tǒng)電路的基本類型

隨著電力電子器件的發(fā)展，城市軌道交通車輛靜止式逆變電源的輔助供電系統(tǒng)也經(jīng)歷了不同時(shí)期的發(fā)展過程。由于新一代性能優(yōu)良的IGBT器件迅速發(fā)展，到目前為止，歐洲與日本等國的車輛輔助電源系統(tǒng)大都采用IGBT來構(gòu)成。

1.輔助供電系統(tǒng)的構(gòu)成方案

（1）斬波穩(wěn)壓再逆變，加變壓器降壓隔離。

（2）三點(diǎn)式逆變器加變壓器隔離。

（3）電容分壓兩路逆變，加隔離變壓器構(gòu)成12脈沖方案。

（4）二點(diǎn)式逆變器加濾波器與變壓器降壓隔離。

（5）直-直變換與高頻變壓器隔離加逆變。

這些方案各有其特點(diǎn)，而且都能滿足地鐵或輕軌車輛的要求。

2.DC 110 V電源的構(gòu)成方案

（1）通過靜止逆變器、50 Hz隔離降壓變壓器降壓再整流濾波來實(shí)現(xiàn)。

（2）獨(dú)立的直-直變換器直接接于供電網(wǎng)壓，通過高頻變壓器隔離后再整流，并濾波得到DC 110 V控制電源。

從兩者比較看，后者是獨(dú)立的，與輔助逆變器無關(guān)，也就不受輔助逆變器故障的影響，在供電功能方面有一定的好處；但是因?yàn)樾枰?dú)立的直流電源，也就增加了成本。

3.輔助系統(tǒng)的供電方式

城軌車輛很多采用兩動(dòng)一拖（3節(jié)車輛）構(gòu)成一個(gè)單元，由兩個(gè)單元（6節(jié)編制）的方式構(gòu)成一列車。采用分散供電的列車每節(jié)車均配備一臺(tái)靜止輔助逆變器，每單元共用一臺(tái)DC 110 V的控制電源。每節(jié)車的輔助逆變器的容量為75～80kVA，DC110V控制電源（兼作蓄電池充電器）功率約為25 kW，例如，廣州地鐵1號(hào)線車輛輔助系統(tǒng)就是采用了此種方式供電。而目前廣州地鐵2號(hào)線車輛，在6節(jié)編組中，每3節(jié)車一個(gè)單元只配一臺(tái)靜止輔助逆變器，容量為250 kVA，也配置了一臺(tái)DC110V控制電源，約為25 kW，這就是所謂的“集中供電”。

這兩種供電方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。分散供電器冗余度大，均衡軸重好配置，但造價(jià)較高，且總質(zhì)量也會(huì)較重。而集中供電冗余度小，每軸配重難以抑制，但相對(duì)而言，總重會(huì)較輕，成本較低。

4.變壓器隔離

為了人身安全，低壓系統(tǒng)及控制電源必須實(shí)現(xiàn)與高壓網(wǎng)系統(tǒng)DC 1500 V的電氣電位的隔離。最佳且最實(shí)用的隔離方式是采用變壓器隔離。從上述幾種方案中可以看出，有50 Hz變壓器隔離和高頻變壓器隔離兩種方式。由變壓器的基本原理得知，5 Hz變壓器其體積與質(zhì)量較大，而高頻變壓器其體積與質(zhì)量則大幅度減小。但后者必須采用性能好的高頻磁芯，目前大都采用進(jìn)口的鐵氧體磁芯或鐵基微晶合金磁芯。

對(duì)于DC 110 V控制電源，由于容量不大，因而目前國內(nèi)外都采用直-直變換與高頻變壓器隔離，這也是成熟的技術(shù)。

三、輔助系統(tǒng)的工作原理

以武漢輕軌車輛輔助電源系統(tǒng)為例進(jìn)行分析。

1.系統(tǒng)概述

武漢城軌采用DC 750 V供電制式、第三軌受流。輔助電源系統(tǒng)（見圖9-1-1）采用IGBT逆變器，安裝于拖車上，用于將DC 750 V逆變?yōu)镻WM波形的三相AC 380 V電源，供給列車上的空氣壓縮機(jī)、空調(diào)、照明、電熱器等設(shè)備，同時(shí)將380 V交流電源通過整流器整流輸出DC 110 V和DC 24 V，給列車控制設(shè)備供電，并對(duì)蓄電池進(jìn)行浮充電。每列車配有兩套輔助電源系統(tǒng)，交叉對(duì)列車供電，總輸出功率為140 kVA。

圖9-1-1　輔助供電系統(tǒng)主回路

2.輔助供電系統(tǒng)構(gòu)成

輔助供電系統(tǒng)主要由逆變器單元（IGBT-STACK）、半導(dǎo)體斷路器（CHS-STACK）、控制單元（CONTROL-PWB）、電磁接觸器（CTT和DCHK）、濾波電抗器（IVL）、濾波電容器（FC）、隔離開關(guān)（SIVS）、主熔斷器箱（SIVF，VDF）、交流濾波器、交流變壓器、電流檢測裝置（DCCT、CTU、CTW）、電壓檢測裝置（DCPT，PT）、避雷器（Arr）等設(shè)備組成。除隔離開關(guān)和主熔斷器箱外，其他設(shè)備全部集成在輔助電源箱中。

（1）逆變器單元是輔助電源系統(tǒng)的核心，由IGBT功率模塊、門極電路單元等組成。逆變器采用三相橋式逆變電路，180。導(dǎo)通型，輸出三相交流方波電壓為310 V，50Hz。為減少高次諧波，保持輸出電壓恒定，逆變器單元采用PWM控制技術(shù)，將方波分為若干脈沖并控制脈沖寬度。

（2）CHS（CHS1）是向逆變器單元輸送直流電源的IGBT模塊，由CHS2、CHR1、門極電路、逆流二極管BD合并成一個(gè)單元，型號(hào)為1700 V/1200 A。如果逆變器出現(xiàn)過流或其他不正?，F(xiàn)象，CHS立即切斷電流。當(dāng)CHS 1切斷直流電源時(shí)，CHS2保護(hù)其免于過電壓的損壞。

（3）控制單元用于逆變器保護(hù)、門極電路控制、故障顯示和記錄等，由32位CPU進(jìn)行控制。

（4）電磁接觸器CTT用于連接750 V電網(wǎng)與逆變器單元，實(shí)現(xiàn)向逆變器單元供電，電路異常時(shí)斷開連接。DCHK主要用于當(dāng)逆變器單元停止工作時(shí)對(duì)濾波電容器放電。CTT和DCHK分為切換主電路的接觸器以及用于操作檢查信號(hào)（恢復(fù)）的輔助接觸器。

（5）濾波器和變壓器。

直流LC濾波器：由濾波電抗器IVL和濾波電容器FC組成，用于抑制直流輸入回路諧波。

交流濾波器：三相交流LC濾波電路，對(duì)逆變器單元輸出的三相310 V電壓濾波。

交流變壓器：三相△-Y變壓器，將310 V升壓為380 V，同時(shí)隔離負(fù)載和電源回路。

3.輔助電源故障保護(hù)功能

輔助供電系統(tǒng)具有過電流、過電壓、過載、過熱等完備的自診斷和故障保護(hù)功能，以保證系統(tǒng)的可靠性。

四、輔助系統(tǒng)的主要設(shè)備

1.輔助逆變器

（1）輔助逆變器的類型。

逆變器是將直流電變?yōu)榻涣麟姷难b置，按換相方式不同，可分為電網(wǎng)換相、自換相和負(fù)載換相三類。根據(jù)轉(zhuǎn)換電路中直流源是恒壓的還是恒流的，可以將逆變器分為電壓源逆變器和電流源逆變器，由于目前城軌車輛應(yīng)用中主要是電壓型逆變器，因此下面只介紹電壓型逆變器。

電壓型逆變器可以進(jìn)一步分為以下3種。

①脈寬調(diào)制逆變器。

在這種逆變器中，輸入直流電壓是恒定的，要求逆變器采用脈寬調(diào)制方式，既能控制輸出電壓頻率，也能控制輸出電壓幅值，因此，這種逆變器稱為脈寬調(diào)制逆變器。

②方波逆變器。

在這種逆變器中，為了控制輸出交流電壓的幅值，輸入直流電壓是可控的，所以只要求逆變器能控制輸出電壓的頻率。由于輸出交流電壓具有與方波類似的波形，因此，這種逆變器稱為方波逆變器。

③利用電壓抵消的單相逆變器。

當(dāng)逆變器在單相輸出情況下，即使逆變器輸入是一個(gè)恒定的直流電壓，而且逆變器開關(guān)不是脈寬調(diào)制，要控制逆變器輸出電壓的幅值和頻率也是可能的。所以，這種逆變器必定是將前面兩種逆變器結(jié)合起來。應(yīng)該注意的是，電壓抵消法只適用于單相逆變器而不適用于三相逆變器。

（2）常見輔助逆變器。

①采用分散供電方式的輔助逆變器。

廣州地鐵1號(hào)線車輛輔助系統(tǒng)采用的就是分散供電方式。其總共6節(jié)車編組，每節(jié)車都有一臺(tái)DC/AC逆變器，所有逆變器在尺寸、額定值和容量上是相同的，并采用交叉供電方式，使每節(jié)車不會(huì)因自身輔助逆變器故障而造成停電事故。接觸網(wǎng)高壓DC 1500 V是直接輸入輔助逆變器的，車體有一條1500 V列車線為輔助系統(tǒng)專用，并使用二極管與外電路隔離。每臺(tái)逆變器有一組380 V三相、50 Hz輸出。輔助逆變器直接或間接驅(qū)動(dòng)以下交流負(fù)載：空氣壓縮機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)、冷凝器風(fēng)扇、蒸發(fā)器、設(shè)備通風(fēng)機(jī)、車廂插座（220 V交流）、檔風(fēng)玻璃除霜器等。

②采用集中供電方式的輔助逆變器。

目前，廣州地鐵2、3、4號(hào)線輔助系統(tǒng)采用的均是集中供電的方式。

廣州地鐵2號(hào)線列車的輔助逆變器從接觸網(wǎng)上受電用作輔助電源，輸出帶中性點(diǎn)的三相交流電（380 V/220 V，50 Hz），主要為風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)、空調(diào)裝置和車內(nèi)其他所有交流負(fù)載供電，其輸入與輸出通過變壓器隔離開來。2號(hào)線列車輔助逆變器與牽引逆變器一起集成在PA箱中，為6輛編組列車中的一半列車供電。整列車安裝了兩個(gè)輔助逆變器以保證列車運(yùn)行時(shí)有足夠的冗余。

廣州地鐵3號(hào)線輔助逆變器設(shè)備箱裝在B車的地板下面，它包含兩個(gè)幾乎完全冗余的輔助逆變器。兩個(gè)蓄電池充電器模塊共同向蓄電池輸出電路供電。如果其中一個(gè)充電器發(fā)生故障，另一個(gè)充電器仍可提供額定功率的直流電。輔助逆變器接口、緊急啟動(dòng)蓄電池、蓄電池充電器輸出電路和三相交流耦合接觸器沒有采用冗余設(shè)計(jì)。

輔助逆變器在運(yùn)行時(shí)直接與架空牽引接觸網(wǎng)相連接。輔助逆變器的兩個(gè)部分都是由DC 1500 V接觸網(wǎng)并行供電的。輔助逆變器向列車上的風(fēng)扇、空調(diào)單元以及所有其他的三相負(fù)載輸出三相交流400 V電壓。輔助逆變器還輸出直流110 V輔助電源用于蓄電池充電以及控制單元的電源需求。

輔助逆變器將來自架空線的電源轉(zhuǎn)變?yōu)橐韵螺敵鲭妷骸?/p>

a.輸出1：直流110V（92×16kW），用于向蓄電池及低壓直流供電。

b.輸出2：三相交流400V，50 Hz（144 kVA），用于空調(diào)單元以及其他不同的負(fù)載。

c.輸出3：三相交流400V，50 Hz（144 kVA），用于空氣壓縮機(jī)以及其他不同的負(fù)載。

廣州地鐵4號(hào)線車輛輔助逆變器采用的是輔助逆變器SIV，它將直流電壓（DC 1500V）逆變成三相交流電壓（AC 380V），為空調(diào)、空氣壓縮機(jī)、照明燈及控制電路等提供穩(wěn)定的三相交流電壓。同時(shí)，SIV還具備直流輸出電路，將交流電壓（AC 380V）整流成蓄電池與低壓直流負(fù)載使用的DC 110V電壓。

從交流電源直接進(jìn)行轉(zhuǎn)換的直流輸出電路相對(duì)于單獨(dú)的DC/DC變換器具有維護(hù)簡單（元器件數(shù)目少）的優(yōu)點(diǎn)。

2.蓄電池

（1）蓄電池的用途。

蓄電池是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存起來，使用時(shí)再把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔茚尫懦鰜?，變換的過程是可逆的。就電能作用來說，當(dāng)蓄電池已完全放電或部分放電后，兩電極表面形成了新的化合物，這時(shí)如果用適當(dāng)?shù)姆聪螂娏魍ㄈ胄铍姵?，可以使已?jīng)形成的新化合物還原成原來的活性物質(zhì)，又可供下次放電使用。這種反向電流輸入蓄電池的做法，叫作充電；電池供給電流外電路使用，叫作放電。換句話說，放電就是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，供外電路使用；充電就是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲(chǔ)存起來。蓄電池的充電和放電過程，可以重復(fù)循環(huán)多次，所以蓄電池又稱為二次電池。

放電時(shí)電流所流出的電極稱為正極或者陽極，以“+”號(hào)表示；電流經(jīng)過外電路之后，返回電池的電極稱為負(fù)極或者陰極，以“-”號(hào)表示。

（2）鎘鎳蓄電池的結(jié)構(gòu)。

鎘鎳電池具有使用壽命長（充放電循環(huán)周期高達(dá)數(shù)千次）、機(jī)械性能好（耐沖擊和振動(dòng)）、自放電小、低溫性能好（-40℃）等優(yōu)點(diǎn)，因此受到廣泛應(yīng)用。電客列車分為兩組蓄電池配置和四組蓄電池配置兩種情況。每個(gè)蓄電池組以浮充電模式與逆變器充電器相連接，蓄電池組裝在蓄電池箱內(nèi)，自然通風(fēng)。

鎘鎳蓄電池如按極板結(jié)構(gòu)可分為有極板盒式和無極板盒式蓄電池，如按外形結(jié)構(gòu)可分為開口式和密封式蓄電池。

①鎘鎳有極板盒蓄電池。鎘鎳有極板盒蓄電池正極由氧化鎳粉、石墨粉組成，石墨主要是用來增強(qiáng)導(dǎo)電性，不參加化學(xué)反應(yīng)。負(fù)極由氧化鎘粉和氧化鐵粉組成。摻入氧化鐵粉的目的是使氧化鎘粉具有較高的擴(kuò)散性，防止結(jié)塊，并增加極板的容量。正、負(fù)極上的這些活性物質(zhì)分別包在穿孔鋼帶中，加壓成形后成為正負(fù)極板。以焊接方式焊成極群裝入鍍鎳鐵質(zhì)電槽或聚乙烯電槽內(nèi)，并以耐堿的硬橡膠絕緣棍或穿孔的聚氯乙烯瓦楞板隔開正負(fù)極板，然后進(jìn)行焊底或焊蓋成形。

為了排灌電解液，在蓄電池外蓋上有一注液口，注液口擰以密閉式的氣塞，該氣塞能使蓄電池內(nèi)部氣體排出，而防止外部氣體進(jìn)入，并能保證當(dāng)蓄電池短時(shí)翻轉(zhuǎn)時(shí)不流出電解液。

小容量的鎘鎳蓄電池的正極與電槽（外殼）相接，較大容量的鎘鎳蓄電池的電槽都不帶極性，即正極不與電槽（外殼）相接。根據(jù)不同的電壓要求，可將單體電池串聯(lián)組合在一起，成為組合蓄電池。

②鎘鎳無極板盒蓄電池。鎘鎳無極板盒蓄電池中采用的極板有燒結(jié)式、壓成式兩種，可組裝成燒結(jié)式、壓成式和半燒結(jié)式3種鎘鎳無極板盒蓄電池。

這3種蓄電池中的正負(fù)極板以隔膜隔開組成極群放入塑料電槽里，然后高頻焊蓋成形，制成鎘鎳無極板盒單體蓄電池。在蓄電池的外蓋上有一與鎘鎳有極板盒蓄電池相同的注液口和氣塞，可以排灌電解液，防止外部氣體進(jìn)入，保證內(nèi)部氣體的排出。

③鎘鎳密封蓄電池。多數(shù)鎘鎳密封蓄電池的正負(fù)極板結(jié)構(gòu)與鎘鎳無極板盒蓄電池相同。以隔膜把正負(fù)極板隔開組成極群，放入鍍鎳鐵質(zhì)圓筒中，加入電解液化成后，再把外殼和外蓋以卷加封口方式密封成鎘鎳密封單體蓄電池。另有壓成式密封電池，其極板用鎳網(wǎng)包扎，在特別模具中加壓成形，經(jīng)化成后，正負(fù)極板采用纖維尼龍紙與卡普倫纖維為隔膜，電柵作為接觸片裝入鍍鎳鋼殼中，殼蓋卷邊封口密封成單體電池。這些電池在使用前不必灌注電解液，并且任何方向放置都不漏電解液。

（3）鎘鎳蓄電池的工作原理。

鎳鎘電池充放電過程中電池的電化學(xué)反應(yīng)：

蓄電池充電時(shí)，正極發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極發(fā)生還原反應(yīng)。放電時(shí)，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)。

從上述化學(xué)反應(yīng)式可以看到，電解液只作為電流的傳導(dǎo)體，其濃度不發(fā)生變化。因此對(duì)于鎘鎳蓄電池不能依據(jù)電解液的密度來判斷電池充放電的程度，唯一可靠的辦法就是根據(jù)電壓的變化來判斷充放電的程度。

（4）影響蓄電池容量的因素。

蓄電池是通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，因此，電池容量取決于電極里所含活性物質(zhì)的量。電池容量的影響因素如下：

①放電電流越大，電池容量越小。因?yàn)榉烹娺^程產(chǎn)生的化合物形成速度過快，影響電解液向極板內(nèi)層滲透，使極板活性物質(zhì)利用率降低。

②電解液溫度越低，電磁容量越小。因?yàn)殡S著溫度的降低，電解液黏度增加，影響化學(xué)反應(yīng)的效率。

③連續(xù)放電比間歇放電容量小。因?yàn)檫B續(xù)放電使得電解液向極板內(nèi)擴(kuò)散不充分。

4.蓄電池充電器

（1）列車蓄電池充電器的基本功能。

蓄電池充電器給全部110V負(fù)載供電，其中包括蓄電池。充電器以限壓恒流的浮充電方式對(duì)蓄電池持續(xù)充電。6輛編組列車的兩個(gè)A車各設(shè)有一個(gè)蓄電池充電器，并聯(lián)對(duì)6輛車供電。如果一個(gè)蓄電池充電器故障，將由另外一個(gè)給全部6輛車供電，DC 110V列車線接觸器自動(dòng)把它們連接在一起，此時(shí)充電器故障端的蓄電池不再使用，不影響列車?yán)^續(xù)運(yùn)行。蓄電池充電器內(nèi)部有一個(gè)緊急蓄電池，用于緊急啟動(dòng)，通過按下充電機(jī)緊急啟動(dòng)按鈕可激發(fā)此功能。

其他DC 110V負(fù)載包括列車照明（車外信號(hào)燈、客室照明）、門控制和驅(qū)動(dòng)、列車通信（車載無線電臺(tái)、廣播）、列車控制（牽引控制單元、制動(dòng)控制單元、VTCU）、雨刷。

蓄電池充電器控制蓄電池電壓，充電電壓設(shè)定值是蓄電池溫度和蓄電池充電電流的函數(shù)。蓄電池充電電流受蓄電池電壓和可配置最大電流的雙重控制，蓄電池最大電流生產(chǎn)廠家設(shè)置為42A。

當(dāng)列車出現(xiàn)DC干線過壓、蓄電池過壓、功率元件和輸出過流、散熱器或蓄電池過熱、控制系統(tǒng)電源故障、蓄電池充電過流等故障時(shí)，蓄電池充電器的控制系統(tǒng)立即封鎖功率元件的控制信號(hào)。

充電器具有部分冗余保護(hù)措施功能：一方面，軟件控制關(guān)鍵狀態(tài)的輸入和輸出參數(shù)；另一方面還對(duì)部分關(guān)鍵參數(shù)設(shè)有硬件保護(hù)，一旦超出硬件設(shè)定值，系統(tǒng)將立即停止運(yùn)行。

（2）蓄電池充電器的工作原理。

目前，城軌車輛直流電源的實(shí)現(xiàn)方式主要有兩種：一種是獨(dú)立的DC/DC變換器，如廣州地鐵1、2號(hào)線采用的方式；另一種是直接從逆變輔助電源交流輸出端進(jìn)行轉(zhuǎn)換的AC/DC變換器，如廣州地鐵3、4號(hào)線采用的方式。

①獨(dú)立蓄電池充電器原理。

蓄電池充電器沒有預(yù)充電裝置，也沒有將充電器從接觸網(wǎng)上斷開的接觸器。當(dāng)受電弓與接觸網(wǎng)接觸時(shí)，DC 1500V輸入電壓經(jīng)輸入熔斷器直接連接到充電器上，經(jīng)DC/DC變換及EMI濾波輸出穩(wěn)定的DC 110V，帶DSP的控制單元自動(dòng)穩(wěn)壓和限流。

當(dāng)蓄電池充電器供電時(shí)，充電器接通內(nèi)部電源，微處理器工作并等待啟動(dòng)信號(hào)，一旦得到啟動(dòng)信號(hào)即開始工作，輸出電壓上升，2s內(nèi)到額定輸出電壓（輸出電流在限定值內(nèi)時(shí)），進(jìn)入完全運(yùn)行狀態(tài)。若未完全啟動(dòng)微處理器，系統(tǒng)的總啟動(dòng)時(shí)間將有所延長，但不會(huì)超過20 s，如圖9-1-2所示。

圖9-1-2　蓄電池充電器控制原理框圖

啟動(dòng)信號(hào)：是一個(gè)由微處理器系統(tǒng)檢測的數(shù)字信號(hào)，當(dāng)蓄電池系統(tǒng)達(dá)到額定電壓時(shí)被觸發(fā)。一旦啟動(dòng)信號(hào)消失，充電器立即停止工作。

故障信號(hào)：是微處理器的輸出信號(hào)，可視作開路接觸器，蓄電池電壓達(dá)到額定電壓時(shí)閉合。故障信號(hào)只能在充電器完全運(yùn)行的狀態(tài)下出現(xiàn)。受到短暫的干擾充電器不會(huì)產(chǎn)生故障信號(hào)。

RS232和RS485接口：用于診斷軟件對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制操作。

充電器監(jiān)控蓄電池，如充電器輸出電流，蓄電池電流、電壓和溫度。

②非獨(dú)立的蓄電池充電器原理。

直流輸出電路將交流電壓（AC 280 V）整流成蓄電池與低壓直流負(fù)載使用的DC 110V電壓。正常運(yùn)行模式下，充電器給蓄電池充電，同時(shí)也為輸出端連接的負(fù)載供電。

此種蓄電池充電器使用一個(gè)整流器，通過一個(gè)中頻發(fā)射器，直流輸入電壓以一個(gè)12kHz的切換頻率被發(fā)送。在二次側(cè)產(chǎn)生的自由電位AC電壓由輸出整流器補(bǔ)償。通過輸出端的電感器濾波，輸出電壓變得平穩(wěn)。從ADC電源直接進(jìn)行轉(zhuǎn)換的直流輸出電路比單獨(dú)的蓄電池充電器變換器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

a.元器件數(shù)目少，維護(hù)簡單。

b.緊湊，質(zhì)量較輕。

c.電氣隔離性能更高，更為安全。