【正文】 兩個狀態(tài)寄存器ST0 和ST1用于實現(xiàn)CPU各種狀態(tài)的保存。將存儲器和外設(shè)集成到DSP芯片內(nèi)，不僅降低了系統(tǒng)成本，而且節(jié)省了電路板空間。在MATLAB中SVPWM的總體仿真模塊如圖3－7所示，直流電壓取515V，并在輸出加一個低通濾波器如3－6所示右圖3－6 低通濾波器模塊SVPWM的總體仿真模塊如圖3－7所示一、 參考矢量Uα、Uβ的采樣由正弦信號通過3/2變換得到參考矢量Uα、Uβ，3/2變換模塊如圖3－8所示。上述的計算方法沒有考慮和之和大于的情況，即過飽和的情況，所以在具體設(shè)計時就需要對和進(jìn)行歸一化處理：，表3－3 發(fā)送順序T002T12T22T072T22T12T002U0U1U2U7U2U1U0在知道各扇區(qū)內(nèi)兩相鄰矢量作用時間后，遵循開關(guān)次數(shù)最少的原則，便可采用七段式空間矢量合成方法來發(fā)送矢量，即：在每個扇區(qū)內(nèi)，每個零矢量均以（000）開始和結(jié)束，中間的零矢量均為（111），其它非零矢量的發(fā)送保證每次只有一個開關(guān)切換。TX（Ty、T0）為對應(yīng)電壓矢量UX(Uy、U0)的作用時間；其中。逆變電路的形式可以變?yōu)锽相和C相并聯(lián)后再和A相串聯(lián)的形式。這種轉(zhuǎn)換得到的電壓空間矢量定義為：U=23(Uu+Uvej23π+UWej43π)式中，U為定子側(cè)電壓空間矢量； UU.、UV.、176。%； 線性度：＜% ； 零點失調(diào)電流：177。圖2－16為LEM電流傳感器LA25NP測量電流接線圖 圖2－16 LEM電流傳感器測量電流接線圖 2) LEM 電壓傳感器L EM ,原邊電流與被測電壓的比一定要通過一個由用戶選擇的外部電阻確定，并將其串聯(lián)在傳感器原邊回路上?？梢杂糜谙螂妱訖C(jī)的監(jiān)視程序提供過電壓,并且2個HI時鐘周期從同一個中斷源接收一次中斷,為使DSP芯片只識別一次中斷,低電平窄脈沖必須至少包含一個HI的下降沿,至多包含兩個HI的下降沿,即窄脈沖的寬度必須滿足:其中P為HI的周期, 2－13 RC決定窄脈沖的寬度,HI周期為60 ns ,RC值應(yīng)該在60～120 ns之間,取脈沖寬度為94ns ,HI周期為50 ns ,RC值應(yīng)該在50～100ns之間, ,可以滿足要求.圖2－13 采用74LS221觸發(fā)器實現(xiàn)的轉(zhuǎn)換電路.由于IPM模塊內(nèi)部已經(jīng)包含功率器件的驅(qū)動及保護(hù)電路，使用時只需提供驅(qū)動電源和PWM波形的開關(guān)控制信號，驅(qū)動電源需要4路相互獨立的電源，其3路獨立電源分別提供給逆變器上橋臂的3個開關(guān)器件，而下橋臂的3個開關(guān)器件由于共地，所以只需要1路獨立的電源。（3）超溫保護(hù)靠近IGBT芯片的絕緣基板上裝有溫度傳感器，IPM的超溫保護(hù)單元實時監(jiān)測IPM基板的溫度，基板的溫度超過過熱斷開閾值時，IPM內(nèi)的溫度保護(hù)電路就會中止柵極驅(qū)動，對模塊實行軟關(guān)斷，不響應(yīng)控制輸入信號，直至過熱根源被排除。(10)大大減少了元件數(shù)目。 IPM內(nèi)部的IGBT導(dǎo)通壓降低,開關(guān)速度快,故IPM功耗小。穩(wěn)態(tài)時，uvT=0 0≤t≤DTUd DTt≤T據(jù)電路工作狀態(tài)，各電量間數(shù)量關(guān)系為求解可得輸入電壓U與輸出電壓Ud的變換關(guān)系為要想輸入300V輸出515V的直流電壓，此時：515=11D*300可以求得：D=（一）放電電感電容的選擇：設(shè)開關(guān)頻率為1KHz，電流變化值為1A，脈沖下降時間為1ms；由于放電電路輸入電壓為300V，輸出電壓為515V，則?U=515300=215V據(jù)?U=L?I?t (?U為瞬時反電動勢電壓；?t 為脈沖下降時間)則L=?U?T?I=215*1031=215mH取電感L為215 mH。本裝置開關(guān)管采用西門子公司的 IGBT，由于電力電子器件的發(fā)展，IGBT 的開關(guān)損耗越來越小，允許的開關(guān)頻率越來越高，因此可適當(dāng)提高開關(guān)頻率，選取 f s=20kHz(BUCK)變換器圖2－4 降壓式變換器及波形上圖2－4為降壓式（BUCK）變換器及其輸出波形，BUCK變換器輸出電壓平均值U0總是小于輸入電壓Ui。電路工作情況具體分析如下：（1）在 0~t1期間，c 相電位為正，b 相電位為負(fù)，a 相電壓為正，但小于 c 相電壓。畢業(yè)設(shè)計期間，我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下主要設(shè)計了以下幾個方面的部分內(nèi)容:(l)系統(tǒng)的硬件設(shè)計 (2)控制方案設(shè)計:在逆變的控制中采用SVPWM控制策略(3)SVPWM原理及仿真(4)蓄電池的充放電仿真(5)簡單的軟件設(shè)計2 全數(shù)字化UPS的硬件電路設(shè)計本設(shè)計采用在線式UPS給負(fù)載供電，所謂在線式是指不管電網(wǎng)是否正常工作，負(fù)載所用的交流電壓都要經(jīng)過逆變電路，即逆變電路始終處于工作狀態(tài)， 當(dāng)市電正常時，輸入電壓經(jīng)過整流濾波電路，一路給逆變器提供電壓，逆變器輸出經(jīng)過輸出變壓器和輸出濾波電路將SVPWM波形變換成隔離的純正弦波，另一路送入充電器給蓄電池補(bǔ)充能量。80年代初期，為了提高逆變電源的通信功能及顯示功能，逆變電源的設(shè)計中采用了微處理器，但是，由于微處理器的速度問題，逆變電源的控制仍然采用模擬電路進(jìn)行。當(dāng)輸入電源滿足電壓波動小于?15％，頻率波動小于1％時，由比 Delta變換器所提供的幅度不超過?15％的逆變電壓補(bǔ)償輸出電壓。當(dāng)市電電壓在150～l80V或240～276V范圍內(nèi)時，它經(jīng)位于交流旁路供電通道上的變壓器抽頭調(diào)壓處理電路所組成的交流調(diào)壓器向用戶提供經(jīng)過簡單調(diào)壓處理的市電電源?，F(xiàn)在的電源工業(yè)，可以向用戶提供一下4種類型的UPS：一、 在線式 UPS 電源在線式UPS電源的逆變器串聯(lián)連接在交流輸入與負(fù)載之間，電源通過逆變器連續(xù)向負(fù)載供電，其結(jié)構(gòu)決定了其輸出與市電輸入無關(guān)。一套功能完善的UPS可以最大限度地消除來自電網(wǎng)上的各類干擾。根據(jù)在線式 UPS 電源的功能要求，設(shè)計各環(huán)節(jié)硬件電路，并給出電路中各參數(shù)的具體計算過程及結(jié)果；根據(jù)功能要求給出了系統(tǒng)軟件流程；對SVPWM的二電平逆變器的控制原理和算法進(jìn)行了研究,該算法具有優(yōu)化輸出電壓波形、減少諧波含量、提高電壓利用率、易于數(shù)字實現(xiàn)等優(yōu)點,仿真結(jié)果證明該算法能夠很好的實現(xiàn)全數(shù)字UPS電源系統(tǒng)的技術(shù)要求。本文研究一種基于 DSP 芯片的在線式 UPS，這是一種功能完備、性能良好的新型UPS。隨著信息技術(shù)、電子技術(shù)、控制技術(shù)的發(fā)展，各種先進(jìn)技術(shù)已廣泛應(yīng)用在UPS的設(shè)計開發(fā)中，因而UPS技術(shù)進(jìn)一步朝著模塊化、智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、高頻化、綠色化等幾個主要方向發(fā)展，如圖1－1所示。過壓或者欠壓以及電壓浪涌，可能導(dǎo)致驅(qū)動器，內(nèi)存和邏輯的損壞，還可能產(chǎn)生不可預(yù)料的軟件故障。此架構(gòu)主要特點如下：1．電路設(shè)計適合 1~10KVA 容量，控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高；2．輸出至負(fù)載的電力經(jīng) UPS 處理，輸出電源質(zhì)量高；3．逆變器始終處于工作狀態(tài)，電路損耗大，需采用質(zhì)量較好的元器件；4．無轉(zhuǎn)換時間，可以給精密設(shè)備提供電源；5．可同時改善電壓與頻率變化的電力品質(zhì)問題，增加電源供電穩(wěn)定度；6．保護(hù)性能最好，對市電通訊、突破衰減能力最佳。但在市電不正常時，繼電器將逆變器切換至負(fù)載，切換時間較長，一般需幾個ms的時間，所以稍微重要的計算機(jī)設(shè)備不宜選用被動后備式UPS電源。 在恒流放電的情況下，容量Q=IT式中 Q—電池放出的電量，Ah；I—放電電流，A；T—放電時間，h（2）后備延時蓄電池配置方法。三因硬件實現(xiàn)的局限性，控制方式僅能采用PID調(diào)節(jié)等方法，使得性能還有提高的余地。濾波電路除了要有容量足夠大的電容之外還要加一個大電感構(gòu)成電力濾波器，以減小網(wǎng)側(cè)電流諧波污染，穩(wěn)定直流側(cè)電壓電流。其大小與整流濾波電路的等效負(fù)載電阻之間的關(guān)系為：上式中，L是濾波電感門檻值，單位為H； R是等效負(fù)載電阻，單位為；是電壓輸入角頻率，ω=2πf，即ω=314。這樣把低壓直流變換成高壓直流。二、IPM的優(yōu)點(1)開關(guān)速度快。(8)IPM 內(nèi)藏相關(guān)的外圍電路。（2）短路電流保護(hù)（SC）由IPM內(nèi)藏的電流傳感器檢測各橋臂電流，當(dāng)短路電流超過允許電平時，IPM就輸出動作信號，并封鎖輸入信號，對模塊實行軟關(guān)斷。IPM的F0故障信號經(jīng)光偶隔離送PDPINTA引腳即功率驅(qū)動保護(hù)中斷輸入引腳。上述平衡過程是在非常短的時間完成的，所需時間在之內(nèi)，這是一個動態(tài)平衡過程，即主電路電流任何變化都會破壞這一平衡磁場，而一旦磁場失去平衡，霍爾器件就會有信號輸出，經(jīng)放大器放大后，立即有相應(yīng)的電流流過次級線圈進(jìn)行補(bǔ)償，因此，從宏觀上看，次級補(bǔ)償電流的安匝數(shù)在任何時間都與主電流的安匝數(shù)一樣，即。5%）：177。由于該控制方法把逆變器和電機(jī)作為一個整體來考慮,所以模型構(gòu)造簡單,便于數(shù)字化實現(xiàn)。當(dāng)零矢量作用于電機(jī)時不形成磁鏈?zhǔn)噶?；而?dāng)非零矢量作用于電機(jī)時，會在電機(jī)中形成相應(yīng)的磁鏈?zhǔn)噶?。把它分成六個扇區(qū)，每為一個扇區(qū)，在每一個扇區(qū)，選擇相鄰的兩個電壓矢量以及零矢量，按照伏秒平衡的原則來合成每個扇區(qū)內(nèi)的任意電壓矢量。因而第6扇區(qū)各矢量作用時間就不需要再作推導(dǎo)，直接根據(jù)第3扇區(qū)作用時間來確定即可（N＝6）：Tx=3UTUdsin((N3)π3θ)Ty=3UTUdsin(θ(N4)π3)為了補(bǔ)償U(kuò)的旋轉(zhuǎn)頻率，需要插入零矢量UO或者U7，其作用總時間為TO，滿足條件：TO=TT4T6 , T00=1KT0, T07=KT0約束條件為0≤K≤1在此，定義扇區(qū)內(nèi)先發(fā)生的矢量TX叫主矢量，后發(fā)生的矢量Ty叫輔矢量。（2）計算公用公式X、Y、Z，并進(jìn)一步計算出各扇區(qū)內(nèi)主輔矢量的作用時間的分配情況。240xA芯片是24x定點DSPs系列的一部分，是C2000平臺的一員。體系結(jié)構(gòu)采用四級流水線技術(shù)加快程序的執(zhí)行，可在一個處理周期內(nèi)完成乘法、加法和移位運(yùn)算。這些空間提供了共192K字的地址范圍。圖4－1 TMS320系列產(chǎn)品最佳控制低功耗高性能C1/2XXXC8XC5XC2000(C20,C24)C6000(C62X,C67X)C5000(C54)C3X/C4X圖4－2 TMS320芯片的命名方法TMS320LF2407A是一款高性能的16位DSP芯片，是專門為控制應(yīng)用而設(shè)計的，處理速度快，且片內(nèi)含有豐富的硬件資源，大大減少了外圍設(shè)備，簡化了系統(tǒng)，為使用者帶來了巨大的方便。gain2=32。顯然，控件器采樣頻率越大，逆變器開關(guān)頻率越高，磁鏈追蹤的精度越高。以下是以在第一區(qū)間的情況為例，介紹七段式生成方法計算主、輔矢量的作用時間其它區(qū)間也按同樣的方法計算。圖3－3 電壓空間矢量分區(qū)及合成設(shè)逆變器輸出的三相電壓為UA、UB、UC，由圖3－2可求出加到電機(jī)定子上的相電壓為： USA=UAUNUSB=UBUNUSC=UCUN （式3－2）將式3－2代入式3－1中可得電機(jī)定子電壓空間矢量US為：US=23USA+USBej2π3+USCej4π3 =23USA+USBej2π3+USCej4π3UN1+ej2π3+ej4π3又1+ej2π3+ej4π3＝0，因此，逆變器輸出的電壓空間矢量為： US=23UA+UBej2π3+UCej4π3 （式3－3）由3－3可知，在PWM逆變器－電動機(jī)系統(tǒng)中，對電機(jī)定子電壓空間矢量的分析可以轉(zhuǎn)化為對逆變器輸出電壓空間矢量的分析。從上圖31可以看出，兩電平逆變器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)共有三個橋臂，每相橋臂有2個開關(guān)元件和2個續(xù)流二極管。 環(huán)境操作溫度：－10℃～＋70℃。 ,MAX 177。同時，這種以電一光一電轉(zhuǎn)換來完成隔離功能，也是現(xiàn)代電力電子系統(tǒng)中廣泛采用的一種有效的強(qiáng)電部分與弱電部分隔離措施。當(dāng)欠壓信號恢復(fù)到允許值時，IPM才停止輸出動作信號，重新招收輸入信號。小功率的IPM使用多層環(huán)氧絕緣，中大功率的IPM使用陶瓷絕緣。(4)過熱保護(hù)。此處脈沖頻率為1KHz，電感為215mH，電阻去20歐，直流電壓DC Votlage source取300V。當(dāng)晶體管VT導(dǎo)通時，電感中電流呈線性上升，因而有UiUO=Li0maxiominton=L?ionton式中，ton為晶體管導(dǎo)通時間； io(max)為輸出電流最大值； io(min)為輸出電流最小值； ?ion為晶體管導(dǎo)通時間輸出電流變量。而 VD6導(dǎo)通后，又使 VD2和 VD4的陽極電位接近 b 點的電位，故 VD2和 VD4也截止。當(dāng)市電出現(xiàn)故障（無市電，市電電壓過低或過高）時，UPS工作在后備狀態(tài)，靜態(tài)開關(guān)仍然切換在逆變器端，此時UPS由逆變器將蓄電池的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓，通過靜態(tài)開關(guān)輸出到負(fù)載。逆變電源采用數(shù)字控制，具有以下明顯優(yōu)點：（1） 易于采用先進(jìn)的控制方法和智能控制策略，使得逆變電源的智能化程度更高，性能更優(yōu)越。 UPS功能UPS的主要功能有以下5種:(l)雙電源之間的無間斷切換。在線互動式UPS的逆變器并聯(lián)連接在市電與負(fù)載之間。在線式UPS電源的輸出是高質(zhì)量的正弦波交流電源，頻率和電壓的穩(wěn)定度、精度都很高。隨著計算機(jī)應(yīng)用的需要，UPS逐漸向兩邊發(fā)展。 According to the functional requirements of software process is given。（各部分選型）2：系統(tǒng)的軟件設(shè)計3：逆變要求SVPWM 技術(shù)4：蓄電池管理5：MATLAB 實驗結(jié)果。隨著信息化社會的發(fā)展，UPS應(yīng)用于更加廣泛的領(lǐng)域，如:金融證券、航空航夭、電信電視、辦公自動化等，因此對UPS提出了更新、UPS的應(yīng)用將呈現(xiàn)出從單機(jī)向冗余結(jié)構(gòu)變化。以上污染或者干擾對計算機(jī)或者其他的敏感先進(jìn)儀器設(shè)備造成的危害不盡相同。其不足之處是當(dāng)容量少于10kVA時，其整機(jī)效率不高，一般在85％左右。被動后備式UPS電源的