【正文】 由于 a (1a) ，故改變占空比 a 174。175。V 充電電路的控制電路 控制電路的功能是為主電路提供占空比可以改變的驅(qū)動脈沖?？刂齐娐肥怯擅}寬調(diào)制器和外部電路構(gòu)成。脈寬調(diào)制器采用的是雙排列 8 腳集成芯片 3845，集成芯片如圖 53 所示。(1)高壓保護(hù)3845 集成芯片內(nèi)部的輸入端（7 腳、5 腳）設(shè)置了 34V 齊納二極管，保證其內(nèi)部電路在 34V 以內(nèi)工作，防止高壓可能帶來的損壞。(2)欠壓鎖定器 欠壓鎖定器跨接在集成芯片輸入端，當(dāng)集成芯片輸入端電壓低于 時，欠壓鎖定器將芯片內(nèi)部電路鎖定，停止芯片工作，整個電路消耗電流僅為 1mA，保證集成芯片在極低電流情況下啟動。當(dāng)集成芯片輸入端電壓高于 時，欠壓鎖定器將集成芯片內(nèi)部電路開啟，整個電路處于正常工作狀態(tài)，電路消耗的電流為 15mA。27圖 5－3 3845 內(nèi)部電路框圖(3)基準(zhǔn)量源基準(zhǔn)量源是線性穩(wěn)壓器，輸出電壓 5V，輸入電流 50mA。其功能是：為芯片內(nèi)部其他部件提供工作電壓；其電壓經(jīng)過分壓后，變?yōu)?，為誤差放大器同相端提供基淮電壓；同時，由 8 腳輸出 5V 電壓供外部電路使用。(4)誤差放大器誤差放大器的功能是放大電壓誤差信號。它是由基淮電壓 ()，檢測RV電壓 及補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) 、 運(yùn)算放大器組成，其電路如圖 5－4 所示。由圖可看出，39。0VfRfC基準(zhǔn)電壓 ()接在運(yùn)放的同相端，輸出檢測 接在運(yùn)放的反相端，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)39。0( 、 )接在運(yùn)放的反相端與輸出端之間。通過改變 、 的值來改變閉環(huán)fRfC ffC增益和頻響。由圖 54 可看出，輸出信號 為：vV39。0()vRK=1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 11Jun2022 Sheet of File: G:\、\PREVIO~ Drawn By:RfCf+TextVRVo39。Vv1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 13Jun2022 Sheet of File: D:\Program Files\Design Explorer 99 SE\、、\PR5AD0~ By:C?R2R7534V 、、、5V、、PWM、、、、42128 圖 54　誤差放大器（5）電流傳感比較器它的功能是將電流信號與誤差放大器輸出信號進(jìn)行比較，在比較器輸出端獲得脈沖信號。其波形見圖 55 所示。由圖 55 可知，若 不變，輸出脈沖寬度取決于 上升率。若通過場效應(yīng)管vViV的電流 大， 上升到 所需要的時間就短，輸出脈沖窄；反之，輸出脈沖寬。Dii若電流信號 升率不變，比較器輸出端脈沖寬度取決于電壓誤差放大器輸比i信號 的大小。若 大， 上升到 所需要的時間長，比較器輸出端脈沖就寬；vVviv反之，比較器輸出脈沖窄。圖 55 波形圖根據(jù)圖 51 的基本功能，可將其等效為圖 56。由圖 56 可見，功率 MOSFET的柵極接有取樣電阻 R，其兩端電壓信號經(jīng)濾波后，作為電流傳感比較器的同相端輸入信號。若由電壓放大器加到電流傳感比較器，反相端的信號 不變，則功vV率 MOSFET 管流過的電流必然受到限制；若 因某種原因變大，則功率 MOSFET 管vV流過的電流隨之變大。但由于 受電流傳感比較器反相端 1V 穩(wěn)壓管的限制，其v值1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 11Jun2022 Sheet of File: G:\、\PREVIO~ Drawn By:Vv0Vi0Vo0ttt29圖 5－6 圖 51 的等效電路圖不可能超過 1V，所以功率 MOSFET 管流過的電流是有上限的，即該電路具有限流功能。 充電過程充電初期，蓄電池兩端電壓較低，分壓器兩端電壓也低，穩(wěn)壓控制器(TL431)的控制電壓小于其開啟電壓，穩(wěn)壓控制器 截止，電壓信號不能通35T 35T過光電耦合器加到 3845 芯片的 l 腳。場效應(yīng)管 的電流通過 向 充電，12 6R145C形成電流信號 加到比較器 U 的同相端。比較器反相端接固定電壓 ， 是由誤iv vV差放大器輸出端的電位通過 2R、R 分壓形成的。若充電電流大，則通過場效應(yīng)管 的電流也大，電流信號 上升快， 上125T ii升到 所需要的時間短，比較器 U 輸出的負(fù)載脈沖窄，非門輸出的正脈沖也窄，vV場效應(yīng)管 導(dǎo)通時間短，電感 中儲能少，充電電流減小。反之亦然，故維持125T 3L1 2 3 4 5 6 ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 8Jun2022 Sheet of File: D:\PROGRAM FILES\DESIGN EXPLORER 99 SE\EXAMPLES\BA421E~ By:L3618 5T32RR5R65C14Vd 5T1EVvUVi+30值流充電。蓄電池兩端電壓隨充電時間增長而逐漸上升，分壓器兩端電壓隨之上升。當(dāng)蓄電池兩端電壓達(dá)到 220V 時，穩(wěn)壓控制器 導(dǎo)通，電壓信號通過光電精合器加35T到 3845 芯片的 1 腳。此時， 包含誤差放大器輸出固定信號及光電精合器輸出vV的可變信號。若充電電壓升高，分壓器兩端電壓隨之升高， 的控制電壓升高，C、A 兩35端電壓降低，光電耦合器輸出電壓降低，電壓信號 隨之降低， 上升到 所需vVivvV要的時間短，比較器 U 輸出負(fù)脈沖窄，非門輸出正脈沖也窄，場效應(yīng)管 導(dǎo)通125T時間短，主電路輸出電壓降低，充電電壓隨之降低。反之亦然，故維持恒壓充電。31目前，雖然功率開關(guān)器件容量提高很快，性能也有極大改善，尤其是可承受過壓、過流的能力有顯著提高，但它與一般機(jī)電類產(chǎn)品相比較，在承受過載的能力上仍有較大差距。而功率開關(guān)器件在 UPS 中擔(dān)任著功率變換的重任，所以必須設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)電路對其進(jìn)行保護(hù)，以防因功率開關(guān)器件的損壞而造成嚴(yán)重后果。此外，蓄電池的過充電、過放電嚴(yán)重影響電池壽命，電源輸出電壓過高、過低均影響外部設(shè)備正常工作，甚至損壞負(fù)載設(shè)備，故此 UPS 必須設(shè)置保護(hù)電路。保護(hù)電路常分為過流保護(hù)，過、欠壓保護(hù)，過熱保護(hù)，蓄電池保護(hù)等四種。這里只設(shè)計了過電壓保護(hù)電路。 過壓保護(hù)通常，UPS 的輸出電壓超過其額定輸出電壓稱為過壓； UPS 輸出電壓過高易對負(fù)載造成沖擊，嚴(yán)重的還可能燒壞負(fù)載。所以通常 UPS 都設(shè)置過壓保護(hù)電路。其圖入 61 所示圖 61 過壓保護(hù)電路1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 14Jun2022 Sheet of File: D:\Program Files\Design Explorer 99 SE\、、\PR5F3D~ By:D1B1 R1R2D2D4 D3L1C16VUo V1 INH32由圖可看出，UPS 輸出電壓 oU（220V）通過變壓器 1B，然后經(jīng)過感容濾波的單相橋式不可控整流電路變成 . 1L和 C是感容濾波．經(jīng)過 1R和 2分壓后 1V為 ．運(yùn)放輸出為低電平，即 INH 為高電平逆變器正常工作．當(dāng) UPS輸出電壓過高時，INH 為低電平，切斷驅(qū)動脈沖，迫使逆變器停止工作．33總結(jié)本文研究了在線式不間斷電源的工作原理，并設(shè)計了一個不間斷電源系統(tǒng)。由于整個系統(tǒng)比較大，再加上時間的原因，本文所設(shè)計的系統(tǒng)存在一些不完善的地方，比如：保護(hù)電路只設(shè)計了過電流保護(hù)和過、欠電壓保護(hù)。由于本人知識有限，在設(shè)計的過程中也出現(xiàn)了不少問題，比如有些元器件的選型，不是很了解。有些知識是以前沒有學(xué)過的，需要重新學(xué)習(xí)。對于不間斷電源的知識以前從沒涉及過，但是通過這次畢業(yè)設(shè)計，我已經(jīng)完全了解了不間斷電源的工作原理和系統(tǒng)組成，并對各個功能塊的集成電路有了一定的了解。所有的這些都增強(qiáng)了我的自學(xué)能力，尤其是對自己不了解或者根本不知道的知識，消除了對這些知識的恐懼心理，使自己知道，只要自己有信心，憑自己所學(xué)的知識，再加上自己的努力，就一定能學(xué)會的，這對以后工作有很大幫助。34致謝論文結(jié)束之際，我懷著激動和崇敬的心情向我的指導(dǎo)老師陶慧表示由衷的感謝，感謝他在這段時間里的悉心指導(dǎo)和幫助。特別在論文設(shè)計階段他對我的設(shè)計給予了極大的幫助、鼓勵和支持，使得論文從內(nèi)容設(shè)計到實(shí)施能如期順利完成，同時他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和深厚的知識基礎(chǔ)也給我留下了深深的印象，是我學(xué)習(xí)的榜樣。在寫論文的過程中遇到許多問題和障礙，得到了老師和同學(xué)無私的幫助，感謝我的同學(xué)和朋友，他們在我讀大學(xué)期間，特別是在論文設(shè)計階段給予我極大的幫助。在這里再一次感謝所有關(guān)心和幫助過我的人。35參考文獻(xiàn)[1] 錢希森．小型 UPS 原理及應(yīng)用． 科學(xué)出版社，2022[2] 徐國家. UPS 電源維修手冊. 電子工業(yè)出版社，[3] 姚行中. UPS 原理及維修技術(shù)． 科學(xué)出版社，1998[4] 李成章．中小型 UPS 不間斷電源及直流穩(wěn)壓電源．電子工業(yè)出版社，1996[5] 康華光．電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分） ．高等教育出版社，1999[6] 康華光．電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分） ．高等教育出版社，1999[7] 易龍強(qiáng)．單相在線式數(shù)字化 UPS 的設(shè)計研究．湖南大學(xué)碩士學(xué)位論文，2022[8] 陳旭武．電壓型正弦波脈寬調(diào)制逆變器研究．黃石理工學(xué)院，1997[9] 李繁榮．集成 PWM 控制器及在實(shí)際中的應(yīng)用．成都市工業(yè)學(xué)校，1994[10] 王照峰，王仕成，蘇德倫．鎖相環(huán)電路的基本概念及應(yīng)用研究．第二炮兵工程學(xué)院，1994［11］黃俊，王兆安．電力電子變流技術(shù)（第 3 版） ．機(jī)械工業(yè)出版社，1994[12] 丁志亮，李建婷，李又幾．一種智能鉛酸蓄電池充電器的設(shè)計．華中科技大學(xué)電氣學(xué)院，2022[13] 岳云濤，王聰．一種新型軟開關(guān) UPS 的研究．中國礦業(yè)大學(xué)北京校區(qū)機(jī)電與信息工程學(xué)院，2022［14］王兆安，黃?。娏﹄娮蛹夹g(shù)（第 4 版） ．機(jī)械工業(yè)出版社，2022［15］邱關(guān)源．電路（第 4 版） ．高等教育出版社，1999[16] 王樹青，韓建國．工業(yè)自動化專業(yè)外語．化學(xué)工業(yè)出版社，2022 36附錄一:整流逆變主電路附錄二：觸發(fā)電路1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 14Jun2022 Sheet of File: G:\、\BA7959~ Drawn By:C3T1T2T3T4VaVbVcD1 D3 D5D2 D4D6D7 D8C1 C2R1 R2Vo220VB1 110V37附錄二:觸發(fā)電路R5913D78260C4TGNPK+v38附錄三：控制電路1KR7es2806C943UQNPEXB5+GDV、WM/H39 附錄四：充電電路123Diode0TQ4SR769pFCL8KsZ5VGNUE鉛 蓄 電 池