【正文】 開(kāi)關(guān)頻率等指標(biāo)來(lái)選擇合適的IGBT?？梢赃x用由功率管和反并聯(lián)的二極管集成在一起的雙管IGBT模塊，不僅可以使體積減小，而且可以提高工作性能。濾波電容C0可以降低蓄電池端壓的脈動(dòng)[2]。當(dāng)VD7在驅(qū)動(dòng)信號(hào)下導(dǎo)通時(shí)，二極管VD8處于截止?fàn)顟B(tài)，電流通過(guò)儲(chǔ)能電感L向蓄電池充電。當(dāng)蓄電池要充電時(shí)，雙向DC/DC電路工作于降壓模式。當(dāng)V8在驅(qū)動(dòng)信號(hào)下而導(dǎo)通時(shí)，蓄電池給電感L充電，此時(shí)VD7處于截止?fàn)顟B(tài)。 雙向DC/DC變流器主電路當(dāng)蓄電池放電時(shí)，雙向DC/DC電路工作于升壓模式。第3章 應(yīng)急電源主電路工作原理與設(shè)計(jì) 雙向DC/DC變流器 雙向DC/DC變流器的工作原理雙向DC/DC變流器主要由電感L，兩個(gè)IGBT組成。（6）可根據(jù)報(bào)文的ID決定接收或屏蔽該報(bào)文。（4）CAN采用非破壞總線(xiàn)仲裁技術(shù)。（2）CAN的每幀信息都有CRC校驗(yàn)及其他檢錯(cuò)措施，具有極好的檢錯(cuò)效果。CAN總線(xiàn)與RS232相比，具有如下優(yōu)勢(shì)。這種整流電路也可以稱(chēng)為單位功率因數(shù)變流器，或高功率因數(shù)整流器。把逆變電路中的SPWM控制技術(shù)用于整流電路，就形成了PWM整流電路。隨著以IGBT為代表的全控型器件的不斷進(jìn)步，在逆變電路中采用的PWM控制技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。同時(shí)，輸入電流中諧波分量很大，所以功率因數(shù)很低。方案二的主電路結(jié)構(gòu)和控制手段相對(duì)簡(jiǎn)單，可靠性較高。整個(gè)電路由微控制器（P8XC591）直接控制，PC機(jī)可以在線(xiàn)對(duì)整個(gè)EPS的工作情況進(jìn)行監(jiān)控。（2）工作原理：當(dāng)市電正常時(shí)，通過(guò)開(kāi)關(guān)直接向負(fù)載供電，同時(shí)通過(guò)雙向PWM電路和雙向DC/DC電路向蓄電池充電。上位機(jī)可以下達(dá)對(duì)整個(gè)電路的控制命令，并且可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)電路的運(yùn)行情況，上位機(jī)與微處理器使用RS232接口。（2）工作原理：市電正常時(shí)通過(guò)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，由市電直接給負(fù)載供電，同時(shí)通過(guò)整流濾波電路和充電電路，向蓄電池充電。第三個(gè)階段：當(dāng)恒壓充電達(dá)到設(shè)定的時(shí)間后，結(jié)束恒壓充電，轉(zhuǎn)入浮充狀態(tài)，以補(bǔ)償蓄電池由于自放電而損失的能量，減少充放電循環(huán)次數(shù)，提高活性物質(zhì)利用率和使用壽命。第一個(gè)階段：在蓄電池缺電嚴(yán)重的時(shí)候采用恒流充電，以使蓄電池較快的恢復(fù)大部分的能量。蓄電池的充電方法很多，有恒流充電、恒壓充電、浮充充電、脈沖充電等。在市電故障后，由蓄電池?fù)?dān)任供電任務(wù)，因此，正確合理的使用和管理蓄電池是設(shè)計(jì)應(yīng)急電源的重點(diǎn)?？刂破骶钟蚓W(wǎng)CAN為串行通信協(xié)議，能有效地支持具有很高安全等級(jí)的分布實(shí)時(shí)控制，其傳輸速率可達(dá)1Mbps。本設(shè)計(jì)含有CAN總線(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)EPS的遠(yuǎn)程監(jiān)控。這種整流電路也可以稱(chēng)為單位功率因數(shù)變流器，或高功率因數(shù)整流器。當(dāng)市電異常時(shí)，切斷市電至負(fù)載的通道，由升壓斬波電路和PWM逆變電路為負(fù)載供電。 本文的主要研究?jī)?nèi)容 與一般的EPS電路不同，本設(shè)計(jì)的主電路采用雙向SPWM電路和雙向DC/DC電路。（2）部分卸載功能由EPS負(fù)載性質(zhì)決定，當(dāng)過(guò)載發(fā)生時(shí)，需要EPS盡可能繼續(xù)工作，而不能像UPS那樣進(jìn)行保護(hù)性關(guān)機(jī)，因此，同樣可通過(guò)配電管理接口卸除次要負(fù)載。（1）順序啟動(dòng)功能,諸如EPS的負(fù)載很大一部分是感性沖擊負(fù)載，具有較大的啟動(dòng)電流，在選型時(shí)必須加大EPS容量，從而造成設(shè)備資源的浪費(fèi)以及用戶(hù)成本的增加。主機(jī)模塊通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)控制接口實(shí)現(xiàn)對(duì)配電模塊的管理，如雙電源自動(dòng)切換功能，多回路輸出功能，消防聯(lián)動(dòng)功能均應(yīng)在配電模塊中實(shí)現(xiàn)。解決的辦法是采用模塊化設(shè)計(jì)，將主機(jī)與輸入或輸出配電分離開(kāi)來(lái)。其中包括以下幾方面。主要有：(1）斷電轉(zhuǎn)換時(shí)間一般在毫秒級(jí)(25ms)，以保證供電的及時(shí)性；(2）負(fù)載適應(yīng)能力強(qiáng)，包括電容性、電感性、混合型負(fù)載，而且過(guò)載能力和抗沖擊能力強(qiáng)； 應(yīng)急電源的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) EPS應(yīng)用現(xiàn)狀目前市場(chǎng)上的EPS應(yīng)急電源品牌眾多，在設(shè)計(jì)上所采用的控制方式和控制手段不盡相同，但針對(duì)所帶負(fù)載的種類(lèi)大致可以歸納為以下三種：一是主要用于應(yīng)急照明和事故照明的單相EPS；二是用于應(yīng)急照明、事故照明之外，還有應(yīng)用于空調(diào)、電梯、卷簾門(mén)、排氣風(fēng)機(jī)、水泵等電感性負(fù)載或兼而有之的混合供電的三相系列EPS；三是直接給電動(dòng)機(jī)供電的變頻系列EPS。EPS與傳統(tǒng)的柴油發(fā)電機(jī)相比具有啟動(dòng)時(shí)間短，無(wú)排氣排煙，無(wú)振動(dòng)，維護(hù)簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，無(wú)人值守。EPS（Emergency Power Supply）全稱(chēng)應(yīng)急電源供電系統(tǒng)。UPS是不間斷電源，但是它一般用于計(jì)算機(jī)、辦公設(shè)備等場(chǎng)合，對(duì)環(huán)境要求比較高。如柴油機(jī)發(fā)電機(jī)噪音大，排煙中含有有害氣體，污染大氣等。其中蓄電池供電的有不間斷電源裝置(UPS)和允許短時(shí)電源中斷的應(yīng)急電源裝置(EPS)兩種。但多年來(lái)，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，電氣故障是無(wú)法限制在某個(gè)范圍內(nèi)部的，電力部門(mén)從未保證過(guò)不斷電。因此除正常的電網(wǎng)供電電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。 The loads supplied by batteries when the grid voltage is main circuit is consist of bidirectional PWM converter,bidirectional DC/DC converter, batteries and filter analyzing their circuit structure,working principle,design and control strategy,illustration of their application in the EPS control technology uses PWM threephase inverter uses a special threephase SPWM wave generator proposed EPS also has the function of remote monitoring,Lower puter(P8xC591) through the CAN bus with the host puter(PC) munication,lower puter detected status information can be timely feedback to the host puter,and host puter realtime display from the work of state curve.This design has the advantages of high power factor,short start time,quick emergency,no noise,simple maintenance and ,base on the princile anlysis and the system design, we simulate with puter simulation software Psim.Keyword：ThreePhase Emergency Power Supply, Bidirectional DC/DC Converter Bidirectional PWM Converter, CAN Bus, Leadacid batteries III中小功率應(yīng)急電源的研究與設(shè)計(jì)第1章 緒 論 應(yīng)急電源的應(yīng)用背景社會(huì)發(fā)展越信息化、現(xiàn)代化，就越依賴(lài)于電，突然的斷電必然會(huì)給人們的正常生活秩序和社會(huì)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成破壞。最后，在理論分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真軟件Psim對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真。本文提出的EPS還具有遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能，下位機(jī)（P8xC591）通過(guò)CAN總線(xiàn)與上位機(jī)（PC）進(jìn)行相互通信，下位機(jī)檢測(cè)到的狀態(tài)信息可以及時(shí)地反饋給上位機(jī)，由上位機(jī)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)工作的狀態(tài)曲線(xiàn)。主電路由雙向PWM電路、雙向DC/DC電路、蓄電池和濾波電路等組成，通過(guò)分析它們的電路結(jié)構(gòu)、工作原理、設(shè)計(jì)和控制策略，闡述了它們?cè)贓PS電路中的應(yīng)用。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 摘 要隨著社會(huì)的發(fā)展，高層建筑、醫(yī)院以及工廠(chǎng)等公共設(shè)施對(duì)供電要求將越來(lái)越高,一旦中斷供電，將會(huì)造成重大的事故或經(jīng)濟(jì)損失,本文提出了一種可減少這種損失的應(yīng)急電源。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。目 錄摘 要 IAbstract II第1章 緒 論 1 應(yīng)急電源的應(yīng)用背景 1 應(yīng)急電源的分類(lèi) 2 應(yīng)急電源的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 2 EPS應(yīng)用現(xiàn)狀 2 EPS發(fā)展趨勢(shì) 3 本文的主要研究?jī)?nèi)容 4第2章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與認(rèn)證 5 系統(tǒng)方案 5 論證分析 6第3章 應(yīng)急電源主電路工作原理與設(shè)計(jì) 8 雙向DC/DC變流器 8 雙向DC/DC變流器的工作原理 8 雙向DC/DC電路的設(shè)計(jì) 9 蓄電池概述 10 鉛酸蓄電池的工作原理 10 常用的鉛酸蓄電池分類(lèi) 10 蓄電池的充電特性 11 電池容量的選擇 12 雙向PWM變流器 12 PWM逆變電路 12 PWM整流電路 16 雙向PWM電路設(shè)計(jì) 19 本章小結(jié) 20第4章 應(yīng)急電源控制系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì) 21 雙向DC/DC電路的控制波形的產(chǎn)生 21 PWM逆變電路的控制波形的產(chǎn)生 22 SA4828概述 22 SA4828的工作原理 23 SA4828參數(shù)計(jì)算 25 PWM整流電路的控制及波形產(chǎn)生 26 間接電流控制 26 直接電流控制 28 PWM整流控制波形的產(chǎn)生 29 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 30 信號(hào)處理電路 31 蓄電池充電控制 31 充電方法 31 充電方法選擇 33 蓄電池性能檢測(cè) 33 CAN總線(xiàn)及其通信 34 簡(jiǎn)介 34 基本概念 34 CAN控制器與計(jì)算機(jī)的接口技術(shù) 35 SC2102 CAN總線(xiàn)PCI插卡 35 通信協(xié)議 38 P8xC591中CAN控制器寄存器設(shè)置 39 P8xC591簡(jiǎn)介 43 特性 43 概述 43 脈寬調(diào)制輸出 44 ADC功能簡(jiǎn)介 45 輔助電源電路 46 本章小結(jié) 47第5章 抗干擾簡(jiǎn)析 48 干擾源 48 耦合機(jī)制 48 干擾防治措施 48第6章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及仿真 49 蓄電池充電程序設(shè)計(jì) 49 CAN接收中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì) 50 查詢(xún)控制發(fā)送程序設(shè)計(jì) 51 主程序設(shè)計(jì) 51 外部復(fù)位中斷程序設(shè)計(jì) 51 定時(shí)器T0中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì) 52 軟件仿真 53 本章小結(jié) 56總 結(jié) 57參考文獻(xiàn) 58致 謝 59附錄A 系統(tǒng)電路圖 60附錄B 源程序 61畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。本文對(duì)一種在線(xiàn)式三相應(yīng)急電源的工作原理進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，其基本工作原理為：當(dāng)市電正常時(shí)，負(fù)載由市電供電；當(dāng)市電異常時(shí)，負(fù)載由蓄電池供電。系統(tǒng)控制技術(shù)采用PWM技術(shù)，其中三相逆變器采用專(zhuān)門(mén)的三相SPWM波發(fā)生器SA4828。本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是功率因數(shù)較高，啟動(dòng)時(shí)間短，應(yīng)急速度快，無(wú)噪聲，維護(hù)簡(jiǎn)單，可以無(wú)人值守。關(guān)鍵詞：三相應(yīng)急電壓，雙向DC/DC電路，雙向PWM變流器，CAN總線(xiàn)，蓄電池AbstractWith the development of society, such munal facilities as the Highrise buildings, hospital and factory, etc. will be higher and higher to the demand for supplying interruption of the supply will lead to grave accident or economic losses. This paper presents a new emergency power supply to reduce such losses. In this paper,we systematically analysis a on line threephase emergency power supply, The basic working principle is: The loads supplied by grid when the grid voltage is normal。特別是對(duì)于一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，一旦事故中斷供電，將會(huì)造成重大的政治影響或經(jīng)濟(jì)損失，然而電力故障突發(fā)性強(qiáng)，往往不以人們的意志為轉(zhuǎn)移，因?yàn)闊o(wú)論供電部門(mén)管理得再?lài)?yán)格，電網(wǎng)設(shè)施再先進(jìn)，斷電也在所難免。常用的應(yīng)急電源可有下列幾種:；；(UPS)和應(yīng)急電源。因此，應(yīng)急電源應(yīng)是與電網(wǎng)在電氣上獨(dú)立的各種電源，即柴油發(fā)電機(jī)和蓄電池。柴油發(fā)電機(jī)組至今已經(jīng)有五、六十年的歷史了，然而，隨著社會(huì)的進(jìn)步，需求的提高，這種傳統(tǒng)