隨著計算機網絡技術、全球化通信技術和高精尖的精密加工工業(yè)的發(fā)展，對電源的要求越來越高。為確保供電的可靠性和穩(wěn)定性，UPS正越來越廣泛地被應用到國民經濟的各個領域。本文介紹了一種基于Motorala單片機MR16的全數字化的UPS設計方法，根據設計思想制作了一臺樣機，得到了較好的實驗結果。

　　1 主電路的設計

　　系統(tǒng)主電路主要包括蓄電池、逆變電路和切換電路3部分，逆變部分采用電壓型全橋逆變結構，如圖1所示。蓄電池電壓經全橋逆變電路逆變，再經工頻變壓器升壓和濾波后輸出。逆變電壓或電網電壓Un通過切換開關向負載供電。系統(tǒng)設計要求為直流側輸入電壓220V，額定交流輸出電壓為220V/50Hz，額定容量5kVA。

　　由圖1可見，在蓄電池和濾波電容之間設計了由R和繼電器KM1組成的合閘軟啟動電路，是為了防止在開機瞬間蓄電池對電解電容C1充電所產生的沖擊電流而設的。KM1由單片機控制，通常單片機在復位后延時一段時間，檢測直流母線電壓達到一定值后，再使KM1吸合，短接限流電阻R，完成合閘軟啟動，延時時間一般取3～5倍的電容C1的充電時間常數。C1為直流側的大濾波電容，能有效減少工作時直流母線電壓中的脈動交流幅值，并能短時貯存操作切換開關時反饋的電感貯能，抑制由此引起的過壓。C2為高頻無極性濾波電容，因為，在高頻逆變電路中電解電容的等效串聯(lián)阻抗會影響開關電流的能量吸收，所以，有必要在C1兩端再并聯(lián)此電容。

　　2 系統(tǒng)控制的實現(xiàn)

　　系統(tǒng)的中央控制器由Motorola公司的MR16單片機完成。逆變器的輸出電壓經交流電壓傳感器反饋給單片機AD接口，經單片機采樣及閉環(huán)控制運算，獲得相應的SPWM控制信號輸出。該單片機同時完成對電網電壓的采樣以判斷電網故障與否，根據判斷再控制切換電路完成電網電壓與逆變器電壓的相互切換。

　　2.1 直流側電壓的采樣

　　為了保護蓄電池，防止過度放電，需要對直流側電壓進行實時檢測。直流側電壓的采樣電路有多種形式，為了提高系統(tǒng)的可靠性，最好對主電路和控制電路進行電隔離。本系統(tǒng)對直流側電壓的采樣電路如圖2所示，為了使主電路和控制電路隔離，并且不增加控制電路的難度和復雜度，本文采用了雙光耦隔離的采樣電路。直流電壓經過光耦隔離降壓后輸入到單片機的AD采樣口，這樣就能夠實現(xiàn)高精度的直流電壓隔離采樣。

　　2.2 交流輸出電壓的采樣

　　交流輸出電壓的采樣也可以采用光耦采樣的方法，只須再增加一路完全一樣的電路作為負電壓采樣即可，但這樣增加了電路的復雜程度。由于交流電壓是作為反饋電壓輸入，其采樣精度勢必影響輸出電壓的控制精度，所以，系統(tǒng)采用TVA1412電壓傳感器，其采樣電路如圖3所示，既起到了電隔離作用又保證了較高的采樣精度。交流電壓經過TVA1412的傳輸比為R10/R11。由于變壓器對交流電壓采樣必然有正負之分，而單片機的輸入只能為正，故使用-2.5V基準電壓將輸入信號采樣值抬高2.5V，以保證輸入單片機采樣口的電壓為正。

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