随着社会的不断进步,人们生活水平的不断提高,电梯的应用越来越广泛,人们对电梯的乘坐要求也不再仅仅局限于能坐即可,开始更多地关注乘坐的舒适性、安全性。由于电梯是机械产品,存在使用磨损的情况,同时电梯还是公用产品,乘客对产品的熟悉程度难以预料。因此,在电梯的日常使用中出现意外在所难免。作为电梯故障时确保乘客安全的有效手段,电梯应急救助装置应运而生。  
        电梯应急救助装置(ARD)是一种备用电源装置,可以持续监控电梯电源。出现电网故障或线路故障导致电梯驱动的输入相位中断时,电梯就可能会意外停止。而ARD可以检测到此类故障情况,然后立即开始为电梯驱动供电,并向电梯控制器发送故障信号。之后控制器就会释放电机驱动制动器,缓慢地将轿厢移动到最近的层门。电梯轿厢的移动方向取决于在将轿厢移动到层门时哪个方向上所需的动力最小。一旦到达最近的楼层,电梯门就会打开,音频/视频指示灯指示可以安全离开。在预定的时间后,电梯门会再次关闭,然后电梯驱动的电源将关闭。
        图1所示为从传统ARD到电梯系统的连接。三相电源通过电源接触器连接到牵引驱动装置。电源接触器与ARD接触器互锁在一起,可将ARD的输出连接至牵引驱动装置。互锁可以确保两个接触器不会同时打开,从而避免ARD输出电源发生短路。从电源分接的单相输出通过接触器为电梯系统的其余组件供电,如控制器、门机控制系统、制动器和安全链。接触器还与ARD的单相输出接触器互锁在一起。在正常运行期间,ARD为备用电池充电,其逆变器输出与电梯系统断开;电源关闭时可开启互锁接触器,ARD为电梯系统供电。

       
        图1:电梯中的传统ARD系统连接
        图2所示的ARD系统有一个可为电池充电的AC/DC充电器功率级。DC/DC转换器可以提高电池电压,而DC/AC逆变器产生交流输出为电梯牵引驱动和电梯控制供电。电路持续监测AC电源输入的断电和单相情况,并启用或禁用ARD内所需的功率级。
       
        图2:传统ARD系统
        另一种方法是使用双向DC/DC转换器,如效率大于93% 且适用于UPS 的2kW、48V 至400V 隔离式双向直流/直流转换器参考设计来实现ARD,如图3和图4所示。此类转换器可以从两个方向传递能量。在ARD中,转换器可直接连接至电梯牵引驱动的直流链路。在正常运行期间,转换器的工作原理和电池充电器相似,可从直流链路为电池充电。当没有主电源时,转换器可以像升压转换器一样工作,为电池的直流链路供电。ARD内的另一个逆变器级能够为控制产生单相AC电压。

       
        图3:接入电梯系统的带双向DC/DC转换器的ARD系统
       
        图4:带双向DC/DC的ARD
        通过比较这两种方法,表1列举了双向DC/DC转换器方法如何提供更多益处。
       
        表1:比较传统ARD和带双向DC/DC转换器的ARD

        电梯ARD的典型电池电压为24 V、36 V、48 V和60 V。三相400VAC电梯牵引驱动的标称直流链路电压大约为600 V。隔离双向DC/DC转换器参考设计为2-kW、48-V至400-V、由数字控制的双向功率级,可作为半桥电池充电器和电流馈送的全桥升压转换器在相反的方向上运行。通过简单地重新设计变压器和选择适当额定的MOSFET,该设计可扩展至不同的功率级和输入电池电压。