1kw在线式ups逆变器设计论文

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1、1KW在线式UPS逆变器设计毕业论文I目录摘要IABSTRACTII1绪论21.1引言21.2UPS的发展和现状21.2.1UPS的发展历程21.2.2UPS国内外发展现状31.2.3UPS的发展前景51.3UPS研究的目的和意义51.4本课题的任务、思路和要求71.4.1本课题的任务71.4.2本课题的思路71.4.3本课题的要求82系统整体设计方案82．1在线式UPS工作原理82.2系统整体方案92.2.1整流电路102.2.2逆变电路102.2.3蓄电池和充电电路122.2.4辅助电源152.3保护电路182.3.1市电断电检测182.3.2蓄电池充放电电压检测192.

2、3.3过电压检测202.3.4过电流检测212.3.5切换开关223整流器与逆变器的设计233.1整流器233.1.1整流器主回路设计233.1.2整流器工作原理253.2逆变器273.2.1逆变器的结构及工作原理273.2.2PWM技术在逆变电路中的应用303.2.3PWM逆变器的基本原理32553.2.4SPWM产生原理333.2.5SPWM波产生电路363.2.6UPS逆变器控制电路设计374单片机及外围电路384.1单片机384.1.1单片机的工作过程394.1.2AT89C51的管脚及功能394.1.3AT89C51与外围电路434.2驱动电路SA4828434.3

3、报警电路455系统软件设计465.1软件设计简介465.2软件设计思路与流程图475.3程序设计50551绪论1.1引言随着科学技术的飞速发展，特别是各种精密电子的广泛应用，供电的连续性和供电质量对用户变的越来越重要，后备电源需求越来越多，电源问题一直是人们十分关心的问题。对于一些特殊位置的重要设备，人们不但关心其供电电源本身的性能指标，更注重供电电源的质量，即供电的稳定性和不间断性。因为这些设备的电源一旦出现不稳定或者消失，就将造成非常大的损失，甚至无可挽回的损失。所幸的是不间断电源UPS(UninterruptiblePowerSystem)的出现，为解决这个问题提供了广

4、阔的前景。1.2UPS的发展和现状1.2.1UPS的发展历程最初的UPS是本世纪六十年代初由旋转电动机供应能量的动态UPS，即不间断是靠动能维持。这种早期UPS的输出稳定是靠惯性飞轮对短时间电压突变和干扰无反应；不间断性是靠断电后飞轮的惯性延长供电时间。当然这种UPS的后备时间是很短的(一般不超过5秒)，于是人们开始使用备用蓄电池组，这是早期UPS的典型结构，框图如图1-1所示。这样的UPS虽然可以靠增大蓄电池容量来延长后备时间，但转换效率低，于是出现了内燃式UPS系统，这种UPS靠内燃机提供断电后的能量。动态UPS设备庞大笨重、操作不够灵活、而且效率低、噪声大。整流器直流电

5、动机交流发电机设备蓄电池市电图1-1早期UPS典型框图随着电力电子学(功率电子学)的发展，为55实现大功率的电能转换，于是出现了静态UPS，它的主电路和控制电路均采用半导体器件，它也是目前绝大多数概念中的UPS，其典型框图如图1-2所示。其基本原理是：市电输入经整流器将交流电变成直流电，一方面给蓄电池组充电，另一方面为逆变器提供能量，再将直流电变成交流电经转换开关送到负载；当逆变器发生故障时，另一路备用电源(旁路电源)经过转换开关实现向负载供电。整流器逆变器转换开关负载蓄电池组旁路电源市电整流器逆变器转换开关负载蓄电池组旁路电源市电图1-2静态UPS典型框图静态UPS的工作方

6、式有在线式和后备式(OnlineandOffline)，两者主体结构大体相同，只是后者在市电正常时工作在旁路(Bypass)，而前者只有当逆变器故障或过载时才由旁路电源供电。一般来说，从性能上讲，在线式优于后备式;从容量上讲，后备式一般不大于3KVA，而在线式不受此限制，目前单机容量可以做到600KVA以上，比如M.G,EXIDE,SOCOMEC等公司。UPS的装机容量正不断扩大，并联成为扩大容量或者冗余系统的必然方法。比如M.G,EXIDE等公司的UPS机内信号用微机处理、通讯采用普通信号，而SIEL公司采用光纤通讯〔OSC系统)，从而实现多台UPS的同相同幅、均负载的功能

7、。由于单相进单相出给市电配电带来极大困难，于是出现了三相入单相出(3/1)的UPS，其最大容量可达60KVA以上，这种单相输出的UPS在切换到旁路时、满负载情况下市电对应的一相将严重超载，因此厂家推出了三相入三相出的UPS产品，而且有三相负载100%不平衡产品，如IPM,SOCOMEC,BORRI,MEISSNER,SAVIN,VICTRON等公司的UPS产品。为改善后备式UPS的供电质量，人们研制了净化UPS，即将净化电源加在旁路电源上，如国产宝合UPS产品。结合后备式UPS效率高和在线式UPS供电质