浅析一种基于80c196kc单片机的新型电子负载的设计

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1、华中科技大学硕士学位论文一种基于80C196KC单片机的新型电子负载的设计姓名：杨凡申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：周永鹏20040701摘要随着UPS不间断电源在国民生产各部门中的应用越来越广泛UPS的生产和研制已经成为电力电子行业的一大热点而对这些UPS在使用前进行检验是非常必要的传统的电源使用前可靠性实验一般都是采用大电阻负载能耗放电的办法进行这样不仅浪费了大量电能并且由于电阻负载体积庞大散热需要专用的冷却装置占用了生产空间本文提出了一种全自动的电子负载使得在对UPS以及其他大功率电源的出厂检验中

2、不仅能够替代电阻负载进行放电实验而且能够将输出的电能回馈到交流电网中节约了能源降低了生产成本而且它具有体积小重量轻的优点本文针对实际需求设计了一种以80C196KC单片机为核心处理器对电子负载升压和逆变过程进行控制的方案该方案能够使UPS在放电实验时输出的电能以近似于1的功率因数回馈到交流电网里极大的节约了电能并且降低了对电网的谐波污染本文分析了BOOST型DC/DC变换电路的工作原理根据此原理设计了DC/DC升压电路该电路采用PWM双环控制实现了对输入电流和母线电压的控制建立了电压环控制的仿真模型本文分析了电压型逆变器的

3、工作原理及电流控制方法设计了单相全桥式逆变器并且对市电电压检测信号采用软件锁相的方式以实现输出电流与电网电压保持同频同相并且对逆变器的输出电流谐波和死区效应的影响进行了分析本文详细分析了以80C196KC单片机为核心的系统控制硬件设计介绍了系统软件的设计方法在模型仿真分析的基础上给出了数字控制PI调节器参数的选取方法给出了部分硬件原理图及软件流程图本文的最后给出了系统实验波形实验结果表明系统实现了较好的输出电流跟踪性能输出功率因数接近1而且在实验过程中电流与电压不发生漂移相位锁定过程平稳速度快基本上实现了UPS放电通过电子

4、负载向电网馈电的功能关键词电子负载80C196KCPWMDC/DC变换锁相谐波功率因数IAbstractUninterruptiblepowersupplies(UPS)aremoreandmoreextensivelyappliedineachsectionofindustry.ProductionandresearchofUPShasbecameahotspotinpowerelectronicindustry.TestingofUPSisverynecessarybeforetheyareused.Tradition

5、alUPSreliabilitytestingusuallytakesthemeasuresofdischargingbythebigresistance,thismeasurenotonlywastesagreatdealofelectronicalpower,butalsobecausevolumeofresistanceloadisveryhugeandneedsspecialcoolingdevice,ittakesupproductionroom.Thedissertationbringsforwardakind

6、ofautomaticelectronicload,itcannotonlyreplaceofresistanceloadtodischarge,butalsotransferoutputenergybacktoACpowernetworkintestingofUPSandtheotherhigh-powersupplies.Thismeasuresavesenergy,reducesproductioncostandhasthemeritsofsmallvolumeandlightweight.Thedissertati

7、onpresentsthedesignofanewstylesingle-phaseelectronicloadsystembasedon80C196KCsingle-chipmicrocomputerbywhichboostandinvertprocessarecontrolledaccordingtoactualrequirement.ThedesigncanmakeoutputelectronicalenergybetransferredbacktoACpowernetworkatunitpowerfactor.It

8、savesgreatlyenergyandreducesharmonicpollution.ThedissertationanalyzestheprincipleofBOOSTtransformcircuitanddesignsDC/DCboostconvertercircuitaccordingtot