【正文】 在中大功率UPS中，旁路開關(guān)通常有兩只反相并聯(lián)的快速可控硅組成。對其驅(qū)動實際就是構(gòu)建對MOSFET的驅(qū)動電路。將上述值代人可得，若要△U 〈，則C 〉F。通過觀察PWM7和PWM8的脈沖可知，當(dāng)時其脈沖寬度相等。T1關(guān)斷時，副邊電壓將至零，這時D1，D4起續(xù)流的作用，電流通路為L→RC→D1→D4→L。本部分主要探討如何利用DSP實現(xiàn)DC/DC控制。而需要的是50HZ的正弦波電壓輸出，因此在輸出端需要加上輸出濾波器，只讓50HZ的正弦波電壓輸出，而不讓高于50HZ的電壓輸出。但我們可以定義一定條件下逆變器的模型，當(dāng)負載變化時模型隨著負載的變化而變化。它們能夠在負載變化時提供輸出穩(wěn)定的正弦波電壓。圖45 全比較單元產(chǎn)生帶死區(qū)的PWM波形圖Fig. 45 all produce more units with the PWM waveform dead分析：由于功率器件有一定的關(guān)斷時間，當(dāng)T1關(guān)斷時，T2不能馬上導(dǎo)通，否則會出現(xiàn)兩個管子同時導(dǎo)通導(dǎo)致器件的損壞。1）采用比較器電路實現(xiàn)SPWM波形原理簡單，但需要很多器件，電路比較簡單。 這樣，由N個等幅不等寬的矩形脈沖組成的波形與正弦波形等效，稱作SPWM波形。全橋逆變電路比較適合用于大功率的場合，故選擇的主電路是全橋逆變電路。（是連續(xù)導(dǎo)電模式電感的臨界值。工作電源：穩(wěn)壓177。(2)通過高性能的數(shù)字信號處理芯片，我們可以用數(shù)字控制代替模擬控制技術(shù)實現(xiàn)功率因數(shù)校正，它的電路簡單，PI控制在芯片內(nèi)部用軟件實現(xiàn)，升級方便。功率因數(shù)（Power Factor）：PF定義：PF=有功功率/視在功率=P/VI在AC/DC電路中，輸入電壓為正弦波，輸入電流為非正弦波，電流有效值。最后指出逆變器、可控硅和同步鎖相在UPS系統(tǒng)中的重要作用。軟啟動過程結(jié)束后，系統(tǒng)開始正常工作。充電方式的切換是由控制芯片完成的。另一種是采用隔離變壓器，把市電降壓之后再用二極管橋式整流。可以在DSP中植入逆變控制算法，高效智能的控制算法取代了原先繁雜的硬件模擬電路。多臺UPS并聯(lián)工作，既可以隨意配置UPS的總功率，也提高了系統(tǒng)的可靠性。即使在市電電網(wǎng)完全正常的情況下，整流器的輸出電壓直接驅(qū)動逆變器。 UPS逆變電源的分類UPS逆變電源的分類方式有很多，按照工作原理分，有動態(tài)式和靜態(tài)式。與傳統(tǒng)的模擬鎖相相比，數(shù)字鎖相不僅可以簡化硬件電路降低成本，還解決了模擬電路中器件的老化和溫漂等問題，提高了鎖相的精度。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了基于DSP的UPS逆變控制系統(tǒng)，提出了一套融合軟硬件的適用于UPS逆變電源的數(shù)字化精準控制方案。調(diào)試結(jié)果表明，在本文設(shè)計的UPS逆變電源控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)下，可以使得UPS整機正常工作，IGBT驅(qū)動信號和可控硅控制信號正常，輸出信號可以精確地跟蹤市電頻率，并且保持相位一致，同時輸出電壓抑制了輸入電壓中的高次諧波，改善了電網(wǎng)的質(zhì)量。 UPS逆變電源是一種電力設(shè)備，當(dāng)輸入電源，尤其是電網(wǎng)供電出現(xiàn)故障時，為負載提供應(yīng)急供電。在這種形式下，市電直接連接到用電設(shè)備，在市電正常的情況下，用電設(shè)備的供電由市電直接提供，充電電路為蓄電池充電。 雙轉(zhuǎn)換式UPS的蓄電池組始終和逆變器相連接，以至于不需要轉(zhuǎn)換開關(guān)。 (4)智能化:微處理器的廣泛應(yīng)用推動了UPS智能化的進程。(4).系統(tǒng)維護方便。如果交流輸入信號的電壓幅度高于濾波電容兩端的電壓時，濾波電容開始充電。逆變的主要器件是IGBT大功率器件，微處理器通過SPWM波驅(qū)動IGBT，輸出交流信號，經(jīng)過濾波之后供給負載使用。(2)當(dāng)市電發(fā)生故障時(市電超過或者低于系統(tǒng)設(shè)定的閡值)，逆變器仍然工作，但是逆變器的工作電壓由蓄電池提供。國際電工委與之相關(guān)的電磁兼容法規(guī)對電器設(shè)備的各次諧波都做出了限制性的要求，世界各國尤其是發(fā)達國家已開始實施這一標準。而且，工作性能與頻率，負載變化及輸入電壓變化有關(guān)。該電流流過電阻產(chǎn)生一定的壓降便可得知主電路的電流信息。 主電路分析首先我們假設(shè)：1）輸入為正弦波電壓Umsinω1t，Um是交流電壓的幅度，ω1為交流電壓的角頻率。可以表示為，后一項我們表示為。 其中， ，別是四個功率管的驅(qū)動電壓波形，其中 、與，的波形是互補的。則有根據(jù)面積相等的等效原則，有當(dāng)N→∞時，,于是有。DSP是一款高性能的數(shù)字處理芯片，它不僅運算速度快，還有專門用于實現(xiàn)PWM的片內(nèi)外設(shè)。這樣就可以在短路、過流的情況下，關(guān)閉功率開關(guān)器件，以避免器件的損壞。它們是對一個周波的電壓值進行控制的，因此動態(tài)性能差。顯然這種方法比對一個正弦波周期的輸出電壓進行控制好得多，在負載變化比較快時仍能保持輸出電壓不發(fā)生畸變。所對的頻率為截止頻率。但是變壓器的繞組多，而且當(dāng)兩個開關(guān)管的脈寬不完全相等時，很容易引起變壓器的磁偏現(xiàn)象，導(dǎo)致功率器件的損壞。式中為原邊繞組線圈匝數(shù)；副邊繞組線圈匝數(shù)；D為占空比（）；為工作周期；為導(dǎo)通時間。在此選擇磁芯為EE20（根據(jù)《電源變壓器設(shè)計手冊》查找），其次確定磁感應(yīng)強度的擺幅值，半橋變換電路的變壓器工作在兩個象限，允許磁感應(yīng)強度值為正激變換器的兩倍，但為了防止飽和，以及磁芯溫度過高，我們選擇△B=。如DSP芯片、運放電路、采樣電路等。為了快速開通，提供充足的充電電流是必須的，為此電源的內(nèi)阻要盡量小。根據(jù)D/A轉(zhuǎn)換器原理可知：當(dāng)U2的輸入端送出一個信號時，就含在U2的輸出端，4引腳送出一個模擬信號，DAC0800是D/A轉(zhuǎn)換芯片。穩(wěn)壓管在關(guān)斷過程中為MOSFET的柵—源提供負電源，加快MOSFET的關(guān)斷速度。TOPSwith系列產(chǎn)品是專門用于簡化電源設(shè)計的集成電路芯片。空載運行時輸出濾波電容為C3；當(dāng)市電故障時，二極管D6導(dǎo)通，此時電容C3與C1并聯(lián)為DC/DC變換器的輸出濾波電容。PWMPWM8的脈沖寬度要求相差，我們可以將PWM7的輸出引腳設(shè)置為高有效，PWM8的輸出引腳為低有效。此時流過T1的電流為輸出電流折算到原邊的電流。1)特性阻抗的選擇特性阻抗與負載阻抗的關(guān)系是令UPS的容量為2KVA，輸出電壓為220V，滿負載時，所以有。輸出電壓和電感電流隔離采樣后分別送到ADC模塊的ADC1ADC3通道進行A/D轉(zhuǎn)換，以便實現(xiàn)對逆變器的實時控制。由于開關(guān)器件的性能有限，主電路的開關(guān)頻率不會有太大的提高。采樣保持時間發(fā)生在計數(shù)器的值為最大（或為零）的時刻，此時的電感電流的高頻紋波已經(jīng)損耗了，采到的波非常純凈。計數(shù)器啟動后，從0開始往上計數(shù)，計數(shù)器達到設(shè)定值后，計數(shù)器往下計數(shù)到0，然后接著開始下一周期的計數(shù)。電壓只在“正”和“零”之間變換，主電路 每次只有T1，T2管反復(fù)導(dǎo)通與關(guān)斷。大小、波形不同的窄脈沖變量，例如電壓v(t)，作用于慣性系統(tǒng)(例如LR電路)時，只要他們的沖量，即變量對時間的積分相等，其作用效果相同，形成的電流響應(yīng)也相同。）再將程序下載到DSP中，并不斷調(diào)節(jié)、的值，直到輸出波形令人滿意為止。圖35 功率因數(shù)校正主電路圖 main circuit power factor correction電路狀態(tài)方程： (31)其中 ，是功率管S的開關(guān)函數(shù)。輸入輸出端電壓傳感器選擇：成都昆峰電子公司的磁補償式電壓傳感器JT50PC，其工作電源電壓：穩(wěn)壓177。電路的工作原理：輸出電壓和基準電壓送入電壓控制環(huán)，實現(xiàn)相應(yīng)的控制算法，以控制和的值相等，電壓控制環(huán)的輸出信號與輸入電壓值相乘，該信號作為電感電流的參考信號。脈沖狀的輸入電流，除含有基波外，還含有大量的諧波，一方面使諧波噪聲水平提高，同時也降低了用電的效率。在UPS的輸出端，以及整流器之后，通常都會接濾波電路，這樣設(shè)計可以最限度地降低來自于市電的干擾，而逆變器的開關(guān)信號是由控制電路發(fā)出的，控制電路又在根據(jù)輸入輸出信號的幅度和相位不斷調(diào)整逆變器驅(qū)動信號的參數(shù)，所以在線式UPS可以輸出高質(zhì)量的穩(wěn)定的正弦信號，確保負載工作電源穩(wěn)定。本文采用的是TI生產(chǎn)的高性能DSP芯片TMS320F2808作為UPS的控制單元，DSP的ePMW端口輸出SPWM波驅(qū)動IGBT } ADC通道對系統(tǒng)的各種參量進行采樣，包括輸入信號、反饋信號的電壓、電流和頻率，電池的充電電壓和充電電流等參數(shù)。逆變電路的輸入直流信號是由整流器供給，同時，整流器也供給一部分電流到蓄電池組，作為電池放電消耗的補償[O21。72 在線式UPS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 在線式UPS系統(tǒng)框圖 在線式UPS逆變電源一般包含以下組成部分:輸入整流濾波電路，功率因數(shù)校正電路，蓄電池組、充電電路、逆變電路、靜態(tài)開關(guān)電路、人機交互、微控制器。 (3).模擬集成芯片雖然可以幫助降低電路設(shè)計的復(fù)雜程度，但需要依靠外接電阻電容等元器件實現(xiàn)環(huán)路控制，而這些元器件的不穩(wěn)定性會影響環(huán)路控制的精準度和電路的性能。 (1)高頻化: 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的迅猛發(fā)展，UPS的功率開關(guān)器件經(jīng)歷了從可控硅，大功率場效應(yīng)管，到IGBT的演變。這種變壓器是一種特殊的電力變壓器，它可以根據(jù)輸入電壓的大小，通過增加或者減少禍合線圈的圈數(shù)，提高或者降低變壓器的輸出電壓。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，在2011年和2012年中，中國UPS電源市場的總體銷售額分別達到了80億元、87億元。當(dāng)市電輸入正常時，UPS 將市電穩(wěn)壓后供應(yīng)給負載使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器，同時它還向機內(nèi)電池充電；當(dāng)市電中斷（事故停電）時， UPS 立即將機內(nèi)電池的電能，通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負載繼續(xù)供應(yīng)220V交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。 中文題目 ：基于DSP帶同步鎖相的逆變器控制系統(tǒng)設(shè)計 外文題目 ：A Design of Phase Locked Inversion Control System Based on DSP畢業(yè)設(shè)計（論文）共 頁（其中：外文文獻及譯文頁） 圖紙共張 完成日期 20年月 答辯日期 20年月宋體四號居中 摘要 UPS ( Uninterruptible Power System)是一種電力設(shè)備，當(dāng)電網(wǎng)供電出現(xiàn)緊急故障時：UPS逆變電源可以利用蓄電池為負載提供應(yīng)急供電。主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備提供不間斷的電力供應(yīng)。 在我國，UPS的需求量不斷攀升，UPS的應(yīng)用范圍也越來越廣泛。 (a)市電正常時被動后備式UPS的工作原理圖 (a)Passive Standby UPS Running Principle when Normal AC Supply(b)過壓、欠壓和功率不足時被動后備式UPS的工作原理圖(b) Passive Standby UPS Running Principle when over/under voltage or Power Loss圖11被動后備式UPS的工作原理圖Figl1Passive Standby UPS Running Principle(LineInteractive)在線互動式UPS的工作原理和被動后備式UPS的工作原理大致相同，但前者比后者增加了多接頭電壓可調(diào)式自藕變壓器，如圖12(a)和圖12(b)所示。 圖13雙轉(zhuǎn)換式UPS結(jié)構(gòu)圖Fig 13 Structure of Double Structure UPS UPS逆變電源的發(fā)展趨勢和數(shù)字化控制的意義 UPS逆變電源正朝著高頻化、冗余并聯(lián)化、綠色化和智能化的方向發(fā)展。 (2).模擬器件容易產(chǎn)生老化，相同器件一致性差，器件的性能容易隨著溫度的變化而變化。詳細介紹了各類不同UPS的運行原理和各自優(yōu)缺點。當(dāng)UPS正常工作時，蓄電池組是按照連續(xù)浮充的方式充電的，整流器和蓄電池組并聯(lián)工作