作者：常州轨道牵引研发中心 魏冬 　

    摘 要：介绍了以tms320f2407dsp为控制核心的铁路客车辅助电源系统的设计。设计采用了先进的svpwm控制策略，借助于tms320f2407dsp芯片强大的控制功能，运用实时算法，增强了整个系统的快速反应能力．提高了客车辅助电源系统的安全性和可靠性。简要地介绍了辅助电源系统的组成以及dc／dc模块和dc／ac模块主电路的结构和工作原理，详细介绍了系统的控制思想并介绍了软件编程的流程图。结合在运用中遇到的实际问题，介绍了改进的方法和效果。

    关键词：辅助电源；数字信号处理；空间矢量控制

    引言

    随着国民经济的发展，铁路客车在确保安全的前提下，如何利于环保，提高客车服务质量也越来越引起人们的关注。旅客列车的主要辅助设备有空调系统、影视系统及车内照明等，这些装置的配备能改善乘车环境，使旅途更加舒适。

    目前，我国电气化铁路旅客列车辅助电源系统大都采用dc 600v供电制式，即机车通过受电弓从高架线上输入25 kv交流电，经过变压器降压后再整流为dc600v，采用母线方式提供给各节车厢。本文介绍的辅助电源系统就适用于dc 600v供电制式的空调客车以及具有相应供电制式的动车组。其主电路采用高频变压器使输出与输入600v母线隔离，其控制芯片采用了先进的dsp控制器。系统中的dc／dc变换器采用两级转换，前级采用boost变换器控制系统的输出，后级采用谐振开关，提高了整个系统的效率。该系统具有实时控制、自保护、自诊断、自恢复、can、rs485／232通讯等功能。系统对短路、过压、欠压、过流、过热、接地等故障具有功能强大的诊断系统，从而提高了系统的安全性和可靠性，同时也增强了系统的可维护性。

    l 基于dsp的机车辅助电源系统软硬件设计

    1.l 主电路

    主电路由一个dc／dc变换器和一个三相逆变器构成。dc／dc变换器采用了带高频变压器的充电技术，一路输出直接给蓄电池充电，另一路输出600 v供给三相逆变器。三相逆变器采用的是空间矢量逆变技术。系统主电路如图l所示。

    l.2控制电路结构

    控制电源由dc llov电源供电，通过系统内部的电源模块将dc llov分别变换为dc 24 v，dc±15v，dc 5 v，为控制芯片提供5v电源，为测量系统提供±15v电源，为驱动电路提供24v电源。系统工作时dsp，根据采集到的输入电压、电流、输出电压、电流、散热器温度以及频率设定自动选择工作模式进行工作，控制系统的电路结构如图2所示。

    1.3 系统工作原理及软件说明

    l.3.1 dc／dc模块的工作原理

    如图3所示，dc／dc模块由3部分组成，分别为升压电路，谐振电路和整流电路。在系统启动阶段，s1、s2的占空比保持在50％，系统根据检测到的蓄电池充电电流和电池电压逐步调整s3、s4的占空比，使输出到蓄电池上的电压稳定在设定值(一般为dc 120 v)。启动结束后，系统将固定s3、s4的占空比，并根据蓄电池充电电流和蓄电池电压、600 v输入电压、蓄电池温度补偿特性等动态地调整s1、s2的占空比，使蓄电池的电压严格符合充电特性曲线。充电特性曲线由蓄电池厂家提供，不同厂家要求的充电特性曲线不尽相同。dc／dc模块程序流程简图如图4所示。

    1.3.2 三相逆变器的工作原理

    三相逆变器电路图如图l所示。其输入600v由dc／dc模块提供，由于dc／dc变换器缓慢启动，其输出电压也是缓慢上升，所以逆变器输入电压(变压器输出整流后)也缓慢上升，因此该