在线UPS设计(1)

《在线UPS设计(1)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、在线UPS设计摘要不间断电源(UPS)广泛应用在消防、建筑、通讯、电力以及交通等各行各业。它有两个基本作用:第一，停电时，通过DC/AC变换，把蓄电池的直流电逆变为交流电，为用电设备继续提供不间断交流电源；第二，在电网和用电设备之间加一道隔离网，避免两者之间的相互冲击和干扰。正是由于这种双重功能，UPS近年来得到飞速发展，出现了很多新兴技术和发展趋势。其中有两个发展趋势尤为引人注目：第一，串并联电路拓朴结构，远优于目前的单独的串联或并联；第二，信号处理控制技术(DSP)，无论从实时性、还是从精度和可靠性方面比较，都远优于现有的控制技术。本文不但是本人对以上两种

2、技术与在线补偿式UPS的结合产物一基于DSP的串并联在线补偿式UPS所做研究的总结，也是在与企业合作从事相关项目所做工作的整理。论文首先分析了UPS(UninterruptablePowerSupply)的作用、分类以及发展趋势，及串并联UPS电路结构的特点、工作原理，以及UPS的控制策略，和电压电流的精确性、实时性控制;接着提出了以DSP(DigitalSignalProcessing)为控制CPU来实现这一电路的设计方案，包括硬件设计(电路原理图的设计、芯片选型等)、软件设计(主要包括UPS逆变器PWM波形的重复控制算法的软件设计、DSP与以太控制器接口的

3、软件设计、DSP与液晶显示器接口的软件设计);然后进行了算法研究，确定了以自适应重复控制算法为核心的算法体系，并运用Pspice,Matlab等软件进行了仿真、实验，验证了算法的合理性。本文旨在为厂家和校方合作开发的项目“基于DSP的串并联在线补偿式UPS控制解决方案”提供完备的理论体系和设计方案，对涉及到的电路结构、算法、以及编程进行定性、定量研究，最终提供了一套较为实用的电路模型、软件模型等数学模型，使该项目后继工作者能据此迅速展开后续工作。关键词：不间断电源；数字信号处理；重复控制8181目录摘要1第一章绪论3（一）选题背景3（二）UPS基础及国内外研究

4、现状、发展趋势4第二章基于DSP的串并联UPS的总体设计方案11（一）UPS逆变器控制策略11（二）基于DSP的串并联UPS的总体设计15第三章基于DSP的串并联UPS的硬件设计28（一）DSP概述28（二）DSP硬件系统设计28第四章基于DSP的串并联UPS的软件设计42（一）控制系统设计概述42（二）算法研究43（三）软件编程48第五章基于DSP的串并联UPS的仿真实验研究54（一）用MATLAB对系统建模54（二）MATLAB仿真、实验结果56第六章结论62参考文献65致谢678181第一章绪论（一）选题背景UPS(UninterruptiblePowe

5、rSupply，即“不间断电源”)是一种不间断供电装置，当普通的交流电电源发生中断时，UPS仍能为用电设备主要是计算机系统持续供电一段时间，从而保证设备的正常运转。UPS广泛应用于电力、通信、银行和证券等行业。UPS的作用不只是使电源不间断，还扮演全方位的负载保护神角色，几乎所有电源系统可能发生的问题，UPS都能提供解决方案。1、调节异常电压早期的UPS产品如果检测到异常电压，就认为是停电，就直接转为蓄电池供电。较新型的UPS产品能将市电调节成标准电压后输出，尽量减少蓄电池放电的机会，以延长蓄电池寿命。产品的调节能力越强，表示输入电压的允许范围越大。2、过滤电

6、源杂波有些用电设备会因瞬间电流的变化而产生反向电压，有些用电设备产生的高频信号未经抑制就返回至市电电路，从而形成杂波，而杂波是造成资料错误或传输失效的重要因素之一。一台好的UPS能够很好地隔离或抑制杂波。3、其它电源污染问题电源的这些污染所造成的后果各有不同。比如电压中断(blackout)造成的停电可能引起计算机硬件损坏、数据丢失以及文件污染等。电压跌落可使硬件提前老化及文件受损;过电压、欠压或浪涌等可损坏驱动器、存储器电路以及可产生不可预料的软件故障。噪声和瞬变电压叠加在电网上，可损坏逻辑电路和文件数据。81因此，电源保护是至关重要的。简单的电源保护措施可

7、以部分地改善电源质量，例如采用浪涌抑制器、电压调节器等可以解决高电压尖峰、电压降低、电压下陷等问题，但不能解决包括电源故障和电源中断在内的所有电源问题。而采用UPS则是全面解决问题的最佳方案。另据来自国家电监会的资料表明，部分地区用电紧张的形势将长期存在，同时由于电网结构的问题，仍会出现诸如“卡脖子”、“频繁拉闸限电”等现象。这些事实无一不在提醒我们建立高可靠的电力保护环境的重要性，保障信息的24小时畅通无阻与数据安全，UPS的作用不可替代，也决不是可有可无的。（二）UPS基础及国内外研究现状、发展趋势1、UPS基本分类目前市场上已经有不同类型的UPS，按UP

8、S的工作方式可分为后备式UPS电源、在