電子信息工程系畢業(yè)論文

1、摘要不間斷電源UPS（UninterruptiblePowerSupply）被廣泛應(yīng)用在敏感負(fù)載的保護(hù)上，如電腦，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，醫(yī)療設(shè)備，通訊系統(tǒng)等，其為這些負(fù)載提供了高質(zhì)量、高可靠性的存凈電源，功率變換是UPS的核心，變換器是實(shí)現(xiàn)功率變換的途徑，它的性能決定了UPS整體的性能。本文在對(duì)UPS的發(fā)展結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)組成和工作原理進(jìn)行了介紹和分析的基礎(chǔ)上，深入分析了在線式UPS中DCDC和DCAC變換器電路，本文所介紹的全數(shù)字化在線式UPS采用M

2、OTOLA單片機(jī)MC68HC908MR16作為主控芯片，能夠做到快速鎖相和快速切換，基本對(duì)負(fù)載無(wú)影響。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，而且成本低，調(diào)試方便，充分體現(xiàn)了數(shù)字控制的優(yōu)勢(shì)。其電路輸出功率大、控制簡(jiǎn)單、性能優(yōu)良，有效的提高了輸出電壓的穩(wěn)定性。本設(shè)計(jì)按照模塊化的設(shè)計(jì)思想，給出了各個(gè)部分電路的設(shè)計(jì)思路和硬件原理圖，并進(jìn)行了詳細(xì)的理論設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)測(cè)試，本文闡述的設(shè)計(jì)思想具有一般性，可以推廣到實(shí)際工程應(yīng)用中。關(guān)鍵詞：在線式UPS電源；UPS逆變器

3、；DCAC變換器。目錄摘要——11緒論——12在線式UPS不間斷電源現(xiàn)狀及發(fā)展——23UPS不間斷電源現(xiàn)狀及發(fā)展——23.1不間斷電源的基本組成及工作原理——33.2UPS的基本分類及特點(diǎn)——33.2.1在線式UPS電源——33.2.2后備式UPS電源——43.3.3雙變換在線式UPS電源——44在線式UPS不間斷電源系統(tǒng)——64.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理——64.2UPS系統(tǒng)控制策略——74.2.1UPS逆變器輸出電壓與電網(wǎng)電壓鎖相同步的

4、實(shí)現(xiàn)——74.2.2UPS逆變器與電網(wǎng)電壓切換控制——94.2.3UPS逆變器輸出電壓的平均值反饋控制——104.2.4UPS逆變器輸出電壓波形的補(bǔ)償——134.2.5UPS逆變器的驅(qū)動(dòng)模式——134.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果——14結(jié)論——16參考文獻(xiàn)——17致謝——181緒論隨著信息處理技術(shù)和微電子等精密技術(shù)的蓬勃發(fā)展，對(duì)供電系統(tǒng)質(zhì)量和可靠性的要求也越來(lái)越高，在一些用電要求較高的場(chǎng)合，急需一種電壓穩(wěn)定、能同步跟蹤電網(wǎng)頻率、高可靠性的交流不間斷電源

5、。制約，用戶無(wú)需在考慮如何采購(gòu)不同相位和容量的UPS產(chǎn)品來(lái)適應(yīng)系統(tǒng)的需要。3UPS不間斷電源基本介紹3.1不間斷電源的基本組成及工作原理：從基本應(yīng)用原理上講，UPS是一種含有儲(chǔ)能裝置，以逆變器為主要原件，穩(wěn)壓穩(wěn)頻輸出的電源保護(hù)設(shè)備。主要由整流器、蓄電池、逆變器和靜態(tài)開(kāi)關(guān)等幾部分組成。1）整流器：整流器是一個(gè)整流裝置，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是將交流（AC）變成直流電（DC）的裝置。它有兩個(gè)主要功能：第一，將交流電（AC）變成直流電（DC），經(jīng)濾波后供

6、給負(fù)載，或者供給逆變器；第二，給蓄電池提供充電電壓。因此，它同時(shí)又起到一個(gè)充電器的作用；2）蓄電池：蓄電池是UPS用來(lái)作為儲(chǔ)存電能的裝置，它由若干個(gè)電池串聯(lián)而成，其容量大小決定了其持續(xù)放電（供電）的時(shí)間。其主要功能是：1當(dāng)市電正常時(shí)，將電能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存在電池內(nèi)部。2當(dāng)市電故障時(shí)，將化學(xué)能能轉(zhuǎn)換成電能提供給逆變器或負(fù)載；3）逆變器：通俗地講，逆變器是一種將直流電（DC）轉(zhuǎn)化為交流電（AC）的裝置。它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成；4

7、）靜態(tài)開(kāi)關(guān)：靜態(tài)開(kāi)關(guān)又稱為靜止開(kāi)關(guān)，它是一種無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，是用兩個(gè)可控硅（SCR）反向并聯(lián)組成的一種交流開(kāi)關(guān)，其閉合和斷開(kāi)由邏輯控制器控制。分為轉(zhuǎn)換型和并聯(lián)型兩種。轉(zhuǎn)換型開(kāi)關(guān)主要用于兩路電源供電的系統(tǒng)，其作用是實(shí)現(xiàn)從一路到另一路的自動(dòng)切換；并機(jī)型開(kāi)關(guān)主要用于并聯(lián)逆變器與市電或多臺(tái)逆變器。3.2UPS的基本分類及特點(diǎn)不間斷電源的種類很多，按不同的結(jié)構(gòu)和功能可以分為在線式UPS、在線互動(dòng)式UPS、后備式正弦波UPS、后備式方波輸出UPS和De

8、lta變換型UPS。從性能指標(biāo)上看，在線式UPSDelta變換型UPS在線互動(dòng)式UPS后備式正弦波輸出UPS后備式方波輸出UPS。從價(jià)格上看，在線式UPS、Delta變換型UPS和在線互動(dòng)式UPS價(jià)格較高，后備式UPS價(jià)格便宜。按UPS的工作方式可分為后備式、雙變換在線式、在線互動(dòng)式三大類。3.2.1在線式UPS電源它是靜止式UPS的最初形式，應(yīng)用廣泛，技術(shù)成熟，一般只用小功率范圍，電路簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉。這種UPS對(duì)電壓的頻率不穩(wěn)、波形畸

9、變以及從電網(wǎng)侵入的干擾等不良影響基本上沒(méi)有任何改善。其工作性能特點(diǎn)：（1）市電利用率高，可達(dá)96%。（2）輸出能力強(qiáng)，對(duì)負(fù)載電流波峰因素、浪涌系數(shù)、輸出功率因數(shù)、過(guò)載等沒(méi)有嚴(yán)格的限制。（3）輸出轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)受切換電流能力和動(dòng)作時(shí)間限制。（4）輸出功率因數(shù)和輸入電流諧波取決于負(fù)載性質(zhì)。3.2.2后互動(dòng)式UPS電源也稱為3端口式UPS電源，使用的是工頻變壓器。從能量傳遞的角度來(lái)考慮，其變壓器在3個(gè)能量流動(dòng)的端口；端口1連接市電輸入，端口2通過(guò)雙