城市轨道车辆辅助电源是地铁正常运行的非常重要的部分,是除车辆牵引供电之外,主要用于为车辆客室的辅助设施供电的装置,包括车内灯光照明、插座、空气调节设备等交流供电和用于车内控制、通讯和其他需求的直流供电。随着各地地铁建设的蓬勃发展,城市轨道教学设备的市场也逐渐变得十分的广阔。针对中高职院校地铁培训中存在的设备价格昂贵、体积大、复杂、电压过高等问题,旨在开发出一款成本低、效果好、安全性高,能够比较真实的模拟城市轨道车辆的辅助电源系统的模拟装置。本文以模拟系统的研制过程为背景,对辅助电源模拟系统的设计方法进行了研究和阐述。通过真实地铁辅助电源系统的原理和功能,在保留了实际功用性的基础上进行了降电压等级、降功率的处理,提出模拟系统总体设计方案。利用150V直流电压来模拟第三轨电压,110V直流电来模拟SIV输出的电压,用直流电压48V和24V来模拟充电机输出的电压。通过分析多种拓扑结构的优缺点,采用电气隔离,辅助逆变器模拟装置最终采用二电平与工频变压器组合的隔离方案为参考模型,以前置隔离变压器的降压斩波电路(Buck电路)为原型,设计蓄电池充电机。模拟系统硬件部分分别设置了第三轨模拟装置模块、SIV模拟系统模块、蓄电池充电装置模块、交直流模拟负载装置等。对蓄电池的充电机装置展开详细的设计。主电路采用IGBT作为开关管,用TLP250来驱动开关管,主电路利用霍尔式传感器检测电路电压电流。控制芯片采用PIC18F2331,将传感器反馈值通过采样电路采样,经过数字PID算法,自动调节输出PWM占空比,使输出稳定在DC48V。装置与上位机通讯采用RS485串口通信方式,利用MAX485芯片,规定双方通讯协议,实现双方通信。最终,制作了实体样机,进行了输出电压、通讯、过流过压模拟等试验,验证符合设计要求。