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1、（20__届）本科毕业设计数字式直流不间断电源的设计33摘要随着信息技术的发展，不间断电源（通常指的是交流不间断电源）已经广泛地应用于各生产领域，但传统的不间断电源，为了提供交流输出，不得不在设备中加入逆变器这一复杂器件，再加之大多采用模拟电路控制，导致设备体积庞大、电路复杂、元件易老化、故障频繁等缺点。半导体器件的耐压和开关性能的提高，DSP、ARM、单片机等高速处理芯片的出现，成为数字化控制直流不间断电源新理念提出的重要前提。直流不间断电源本身取消了大功率逆变电路及其相关电路，引入数字化控制技术后可以进一步优化产品设计，有效提高输出电压的稳定性，从
2、而实现UPS设备的低生产成本、低运行成本、高效率和高可靠性。本论文提出了一种基于AVR单片机的在线数字式直流不间断电源。该直流不间断电源旨在提供额定功率100W的稳定24V直流输出，能在电网供电停止后继续为负载供电2小时以上，且断电后蓄电池供电切换时间小于10ms。它可用于监控、保安系统等领域，如可作为消防、轨道交通领域的备用电源。文章首先对当前提出的不间断电源设备的一般结构、功能进行分析、综合，在其基础上，选择了一种基于AVR单片机的在线式UPS的系统结构。随后本文围绕着如何合理控制不间断电源蓄电池充、放电的问题，系统地分析设计了不间断电源各模块的功
3、能以及软、硬件实现方案。紧接着，文章还对设计过程中的一些重点内容进行进一步扼要的说明。最后通过电网不同供电情形的模拟对设计的不间断电源输出电压进行测试，发现本设计不仅顺利完成了直流不间断供电任务，还做到了对供电状态的实时检测与监控工作。关键词：数字控制，不间断电源，DC-UPS，蓄电池充电，AVR单片机33ThedesignofdigitalDC-UPSAbstractWiththedevelopmentofinformationtechnology,UninterruptiblePowerSupply(usuallyreferstoACUPS)isw
4、idelyusedinproductionalareas.WhilethetraditionalACUPSwiththedeviceofinvertergivesaACoutputandismostlycontrolledbysimulationcircuits,causinglotsofshortcomingssuchasthecomplexcircuit,theagingofcomponentsthefrequentbreakdownsetc.Theimprovementofsemiconductordeciveandthedigitalhigh-
5、speedchipssuchasDSP,ARMandMCU,makeitanewconcepttoakindofnewUPSproductwhichiscalledthedigitalcontrolledDCUPS.DCUPSitselfcancelledthehigh-powerinvertercircuitsanditsrelatedcircuits,withintroducingdigitalcontroltechnologyimprovetheoutputvoltagestability,thuscanmakeUPSarealityoflowp
6、roductioncost,lowcostofoperation,highreliabilityandhighefficiency.ThisthesisintroducesthesoftwareandhardwaredesignbasedonAVRMCUofadigitalDCuninterruptedpowersupply.Theuninterruptedpowersupplywitharatedpower100WmainlyhasaninputaboutDC12V,stableoutputofDC24V,anditcangoonworkingaft
7、erlosingperipheralspowersupplywithaswitchingtimebelow10msforatleast2hours.Thisdesignismainlyusedinmostmonitoringandsecuritysystem,suchasfireprotection,railtrafficareasofemergencypowersupply.Firstly,thethesisanalysesthemainstructureofthecurrentDCUPScomprehensively,basingonwhich,i
8、tchoosesabasedonAVRMCUon-lineUPSsystemstructure
