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