【正文】 S系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo) 根據(jù)系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)計算系統(tǒng)設(shè)計的其它參 數(shù)如下： 根據(jù)系統(tǒng)給出的指標(biāo)可得：輸入電壓的正常值 )(nomVin =220V，輸入電壓的最大值 )(hiVin =275V，輸入電壓的最小值 )(lowVin =160V；輸出電壓的正常值 18 )(nomVout =220V，輸 出電 壓的 最大 值 )(hiVout =242V，輸出 電壓 的最 小值)(lowVout =200V；整機(jī)總效率 ? =80％，輸出功率 Pout =1000VA 根據(jù)公式 PPinout?? 可得輸入功率 VAVAPP outin 125 0 ??? ? ，又根據(jù)IUP outoutout? 可得 UPIoutoutout? 。因此，本文參考廈門科華恒盛股份有限責(zé)任公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 制定了相應(yīng)的 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，并規(guī)定本項目所設(shè)計的 1000VA單相后備式 UPS電源必須達(dá) 到或優(yōu)于其相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 第二章提出了 1000VA單相后備式 UPS電源的設(shè)計方案 ，并在設(shè)計要求的條件下計算了各種參數(shù)，并把整個電路分為幾個模塊，分別進(jìn)行設(shè)計，其中包括 UPS電源主結(jié)構(gòu)框圖、 UPS電源 主電路及主電路子 單元的設(shè)計方案。目前，大功率 UPS采用 PWM技術(shù)己經(jīng)比較普 遍，最新的發(fā)展趨勢是，中小功率的 UPS也己經(jīng)開始采用 PWM軟開關(guān)技術(shù) 作為 UPS的設(shè)計基礎(chǔ)。特別像銀行、 15 醫(yī)療、 通信、工業(yè)等行業(yè)，電源故障對其帶來的損失是不可估量的，因此供電的安全性在這些行業(yè)中變得至關(guān)重要。 ④單相全橋逆變器 它共有四個橋臂，可以看成兩個半橋電路組合而成。負(fù)載聯(lián)接在直流電源中點和兩個橋臂聯(lián)接點之間。 ② 它激式推挽逆變器 所謂“ 它激”就是電路的振蕩工作是由外加控制信號的激發(fā)而實現(xiàn)的。 ①自激式推挽逆變器 所謂自激就是不用外來 的觸發(fā)信號， UPS就可以利用自激振蕩的方式輸出交流電壓，其交流電壓的波形為方波。每種類型的逆變器結(jié)構(gòu)各有特點，其工作原理也各不相同。 圖 4 在線式 UPS 原理框圖 ④ 雙逆變電壓補(bǔ)償在線式 （ Double contravariant online） 雙逆變電壓補(bǔ)償技術(shù)也稱為 Delta 技術(shù)，是目前國際上最領(lǐng)先的技術(shù)。 12 圖 3在線互動式 UPS原理框圖 ③ 在線式 (online) 在線式 UPS 電源一般采用雙變換模式。 圖 2 后備式 UPS原理框圖 后備式 UPS 的性能特點是： 當(dāng)市電存在時，效率高，可達(dá) 98%以上； 當(dāng)市電存在時，輸入功率因數(shù)和輸入電流諧波取決于負(fù)載電流， UPS 本身不產(chǎn)生附加輸入功率因數(shù)和諧波電流失真； 當(dāng)市電存在時，輸出能力強(qiáng)，對負(fù)載電流波峰系數(shù)、浪涌電流系數(shù)、輸出功率因數(shù)、過載等沒有嚴(yán)格地限制； 市電掉電時，輸出有轉(zhuǎn)換 時間 ,一般可做到 4ms 左右 ,足以滿足負(fù)載要求； 當(dāng)市電存在時，輸出電壓穩(wěn)定精度差，但能滿足負(fù)載要求； 當(dāng)市電存在時，整機(jī)要靠附加濾波電路提高 UPS 雙向抗干擾功能； 電路簡單，成本低，可靠性高； 由于輸出有轉(zhuǎn)換開關(guān)，受切換電流能力和動作時間的限制， UPS 輸出功率做大有一定困難，當(dāng)前市面的后備式 UPS 多在 2KVA 以下。 穩(wěn)壓器：穩(wěn)定電壓 逆變器：市電存在時，逆變器不工作；市電掉電時，由它將直流電壓（電池供給）變成符合負(fù)載要求的交流電壓，電壓波形有方波、準(zhǔn)方波、正弦波三種形式。在近年的后備式 UPS 往往在交流旁路上配置了交流穩(wěn)壓電路和濾波電路加以改善。 當(dāng)前我國 UPS 市場，尤其是中大功率 UPS 產(chǎn)品，主要被國外的一些 UPS 生產(chǎn)廠家所占領(lǐng)，其中包括美國 APC 公司、瑞士 INVERTOMATIC 公司、美國 EXIDE 公司、美國 SANTAK 公司、法國 MERLINGERIN 公司、日本 MITSUBISHI 公司、德國 SIEMENS 公司等品牌。我國用戶多采用長延時 UPS， UPS 的電池需要定期充放電，每隔幾年需要更換，并且供電維持時間很難超過 8h，而出現(xiàn)電力事故時， UPS 的任務(wù)主要是承擔(dān)從電力中斷到柴油發(fā)電機(jī)起動的這段時間內(nèi)的供電，保證電力供應(yīng)不出現(xiàn)中斷，而此后的供電應(yīng)當(dāng)交給發(fā)電機(jī)。我們應(yīng)意識到自身電網(wǎng)存在的問題和隱患。 ⑤ 冗余并機(jī)技術(shù) 通過幾個 UPS 冗余并機(jī)運行，可以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的供電可靠性。在 UPS 發(fā)生故障時，能 夠 及時進(jìn)行分析 ， 并用程序控制 UPS 的啟動或停止，實現(xiàn)無人值守的自動操作。 由于 UPS 電源保障系統(tǒng)是支持大型電腦、電子設(shè)備、電機(jī)設(shè)備系統(tǒng)的，這些系統(tǒng)要有集中測控的設(shè)備來監(jiān)控整個過程的運行 。計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的供電以市電為主。 同一切先進(jìn)技術(shù)一樣，在廣大市場的需求下，在各種先進(jìn)控制技術(shù)的強(qiáng)力推 動下， UPS也正在不斷的朝著自己的方向發(fā)展。 UPS發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 自二十世紀(jì)六十年代出現(xiàn)了一種新型的交流不間斷供電系統(tǒng)以來。 與此同時，用戶對 UPS供電系統(tǒng)的可用性提出了更高的要求，已經(jīng)到了要求可用性為 %的程度，也即一年 365天中， UPS供電系統(tǒng)的斷電時間不能超過 5分鐘。 Each kind of peak disturbance and noise and so on. All these the equipment which and cannot sever regarding the high accuracy sensitive instrument said is extremely harmful. Therefore researches and develops one kind of reliable power source to appear especially importantly, but UPS is one kind of very good electric power resources,The UPS outset is the pure achievement one kind of emergency power supply, but now already developed into one kind to have function the and so on constant voltage, steady frequency, anti electromagism and radiofrequency interference, anti voltage surge electric power protection system. Therefore is plies with the social development to the UPS power source research the tendency, but the reserve UPS power source develops early, technology relative quite mature, moreover has the structure simply, economical, safe reliable and so on the merit but the application quite is widespread in the society, therefore appears to the reserve UPS research especially importantly. Therefore this article plied with the UPS current development tendency, proposes one kind based on PWM the control technology singlephase reserve UPS power source design method. This article first carries on the analysis, the synthesis to current UPS all forms, had determined in its foundation the main circuit develops makes up the structure, and proposed a set based on PWM the control singlephase reserve UPS power source design proposal. This article uses modular in this foundation the design method, divides into first it several functions modules, then according to the certain order, carries on the analysis 4 proof to each function module, and aims at this article to study the topic to screen a set to suit the plan which this article requests. In carries on screening to each function module in the process, this article carries on the detailed introduction to each function module characteristic and its the development. At the same time, this article also through certain algorithm basis this article request putation choice function electron primary device. Finally, the article also to the UPS each kind of auxiliary circuit, like the accessory power supply, the UPS control protection system, the contravariant actuation electric circuit and so on the design has carried on the prehensive description, and detailed analysis each electric circuit position, function and principle of work. Key Word: UPS , inversion, modular design, function module, PWM control technology 目 錄 第一章 緒論 ????????????????????????? 1 課題的提出及意義 ??????????????????? 1 5 UPS 技術(shù)發(fā)展過程 ??????????????????? 2 UPS 的組成 ???????? ??????????? 3 UPS 最新發(fā)展動向 ???? ???????????? 5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ????????????????? 7 的分類 ??????????????? ???? 7 本文的選題背景及主要研究工作 ???????????? 8 選題背景及研究的意義 ????????????? 8 本文的主要內(nèi)容 ???????????????? ? 9 第二章 單相后備式 UPS電源的設(shè)計 … ????????? ???? 10 系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo) ?????????????? ?????? 10 系統(tǒng)總體設(shè) 計方案 ????????????????? 12 主電路的設(shè)計 ???????????? ???????? 13 交流自動穩(wěn)壓控制電路的 ?????? ?????? 13 SPWM控制電路的設(shè)計 ?????? ???????? 14 逆變電路的設(shè)計 ????????? ??????? 17 蓄電池選擇 ?????? ???????????? 19 充電電路的設(shè)計 ??????? ?????????? 21 整流濾波電路的設(shè)計 ?????? ????????? 23 轉(zhuǎn)換開關(guān)電路的設(shè) ??????? ?? ? ??? ?? 24 本章小結(jié) ? ??????? ?? ? ?? ? ?? ? ????? ? 27 第三章 輔助電源及保護(hù)、檢測單元的設(shè)計