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艾默生UPS电源在线式的工作简介和系统简要分析
添加时间:2020-10-17 浏览次数: 291
 艾默生ups电源不间断电源(不间断电源,UPS),也称为不间断电源,是一种在电源异常或中断的情况下持续一段时间为用户供电的电源模式[1-2]。 在正常情况下,微型计算机用户需要在市电电源中断的允许放电时间(通常为15至30分钟)内执行紧急操作,例如数据转储。 对于使用柴油发电机组的用户,有必要在此期间启动柴油发动机以替换市电,并继续向微型计算机供电。  UPS旨在防止用户在市电突然中断时丢失数据或损坏电子设备。 目前,艾默生UPS电源已经广泛应用于国民经济的各个行业,特别是在金融,通信和电力行业以及对城市电力有更高要求的其他部门。



  1工作原理

  在线艾默生UPS电源系统的基本原理可以根据市电状态单独讨论



 当主电网正常工作时,一方面,首先通过整流和滤波将主电源转换为直流电(AC-DC),然后通过SPWM波调制技术和LC滤波电路将其升压后再转换为DC-AC 将直流电转换为标准,稳定的交流电,以供用户使用。

  另一方面,考虑到电源电压不稳定,该单片机调整电源整流和滤波后的电压,以便它可以有效地给电池充电。 当市电突然中断或电压低于设定值时,系统断开电池充电电路,并使用电池提供的直流电通过逆变器,继续输出稳定的交流电以维持正常 用户的工作。 电池容量的大小决定了其连续供电的持续时间。 在正常情况下,可以一直维护到用户保存数据并安全关闭系统为止。



  2系统总体规划分析



 根据中国艾默生UPS电源的发展现状以及电源向高效率,低损耗,低成本方向发展的趋势,我们致力于系统节能和成本节约的研究。 和低输出波形失真。 为了实现此目标,请从系统的每个模块开始并采取以下措施。



  (1)前端Boost电路采用UC3845进行放大和稳压,输出电压波动率仅为0. 2%,更大输出占空比可达50%,电压理论可提升2倍 。 芯片电源电流仅为11 mA,大大降低了功耗。



  (2)逆变器中的MOS管采用IR公司的IRF3205,转换速度快,导通电阻为8MΩ,与同类型的MOS管相比,开关管的功耗大大降低。 在开关管的漏极和栅极之间与电阻器和电容器串联连接的吸收网络减少了开关管产生的峰值脉冲,并且还减小了波形的非线性失真,这有利于标准正弦波的输出 在随后的阶段



  (3)使用密封的无铅铅酸电池。 免维护电池价格低廉,节省了实验成本,基本可以满足中小型电源电路的电源需求。



  (4)FPGA和单片机的组合用于使系统控制核心灵活有效[4-5],同时减少了硬件电路并节省了生产成本[6]。 采样显示使用户可以随时跟踪系统的运行状态。



 该系统主要分为整流滤波电路,电池充电电路,Boost升压电路,SPWM调制全桥逆变电路,输出LC滤波电路和采样电路[7] 6个大模块。 该系统的整体框图如图1所示。


  3.电路设计

  3.1整流与滤波



  使用桥式整流,电路如图2所示。

  使用二极管单向传导进行整流的通用电路由成对连接的4个二极管组成[8]。 当输入为正弦波的正半周期时,二极管D1和D2导通;二极管D1和D2导通。 当输入为负半周期时,二极管D3和D4导通,整流器输出正电压。 从图中可以看出,每个二极管承受的电压等于输入端电压的更大值,是全波整流电路的一半。

  图2整流滤波



  该系统使用集成的桥式整流器KBPC3506,输入电压的更大有效值为560 V,更大可通过电流为35 A,可以满足中小型电源电路中系统的任何要求。
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