基于DSP的小功率数字UPS系统研究与设计

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1、湖南大学硕士学位论文基于DSP的小功率数字UPS系统研究与设计姓名：李宽余申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：戴瑜兴20031210硕士学位论文摘要随着信息技术的发展，在线式UPS愈来愈广泛地应用于银行、军事、医疗等领域，这对UPS提出更高的要求：快速的暂态响应、稳态精度高、稳定性高等，同时还要求有完善的网络功能。显然这些功能的实现离不开数字化技术。成本适中、高性能的数字信号处理器为UPS的数字控制提供了良好的硬件平台。本文设计的是基于DSP的小功率数字UPS，在分析系统主要技术性能指标及比较多种UPS主电路拓扑结构的基础上，确定了系统的主

2、电路拓扑结构，并给出了以TMS320LF2407A作为控制芯片的系统总体框图。逆变器控制技术是UPS系统的关键技术。为了改善UPS输出波形质量，本文提出了一种带重复控制的无差拍控制算法，其中无差拍控制用以提高系统的动态响应，重复控制用以提高系统的静态响应，MaⅡab仿真表明在线性负载和周期性非线性负载下均能获得较好的效果。UPS逆变器数字控制算法要求实时性较高，一般的微处理器运算速度远远达不到要求，而采用功能齐全的高速数字信号处理器不仅满足实时性要求，还能简化硬件电路，提高系统可靠性。本文以TMS320LF2407A作为主控芯片，设计了整个系统的主

3、控制电路。同时，利用EDA技术，采用复杂可编程逻辑器件实现地址译码及其它控制逻辑、键盘扫描及液晶显示接口等，进一步简化外围硬件电路的设计。在软件设计方面，实现了带重复控制的无差拍控制算法，并设计了RS一485通信程序及图形液晶显示菜单方式人机交互界面。软件的单板调试证明了所设计的硬件电路工作稳定，控制软件工作j!E常，各项控制功能均能满足要求。关键词：不间断电源；逆变器；数字控制；数字信号处理器；可编程逻辑器件基于DSP的小功率数字UPS系统研究与设计Withthedevelopmentofinformationtechnology,onlineU

4、PSiswidelyusedinbank，military,hospitalandsoon，whichputsforwardhigherrequirementstoUPS：fastdynamicresponse，highstabilityprecision．Atthesametime,completenetworkfunctionisalsoadded．Obviously,realizationofthesefunctionsneedsdigitaltechnology．Andsalable，highperformancedigitalsignal

5、processor(DSPlprovidesgoodhardwareplatformfordi酉talUPS．ThelowpowerUPSdesignedinthispaperisadi百talUPSbasedoilDSP．Byanalysisofthetechnologyperformanceandcomparisonoftopologystructure，themaintopologystructurewasdecided，andthetotalprinciplechartbasedonTMS320IS2407Awasalsodesigned，

6、InvertercontroltechnologyisthepivotaltechnologyforUPS．InordertoimprovetheoutputwaveformofilⅣener．thispaperpresentedadeadbeatcontrolleralgorithmwithrepetitivecontroller,thedeadbeatcontrollerusedforimprovingdynamicresponse，therepetitivecontrollerusedforimprovingstabilityresponse

7、．TheresultsofMatlabsimulationshowedthatthesystemachievesgoodoutp’utwaveformunderlinearloadsorperiodicnon-linearloads．RealtimerequirementisnecessaryfordigitalcontrolalgorithmofUPSinvertegbutgeneralmicrocontrollercan’treachit．HigllspeedDSPwithcompletefunctionscannotonlymeetthere

8、altimerequirement，butalsosimplifyhardwarecircuitandimprovesys