LPC2214的在線式UPS硬件設(shè)計
加入技術(shù)交流群
LPC2214有6路PWM輸出，通過對功能寄存器的配置，可設(shè)定占空比的大小和定時頻率的高低；實現(xiàn)6路單邊沿控制或3路雙邊沿控制的PWM輸出，或這兩種類型的混合輸出；具有雙緩沖功能，滿足系統(tǒng)設(shè)計要求。PWM1、PWIVE驅(qū)動PFC，PWM3驅(qū)動Buck電池充電電路，PWM4驅(qū)動Boost電池升壓電路，PWM5、PwM6驅(qū)動逆變電路。由于LPC2214的I／O引腳輸出能力微弱，需要驅(qū)動電路驅(qū)動MOSFET功率管。驅(qū)動電路采用間接式磁隔離電壓型驅(qū)動電路。LPC2214驅(qū)動PN2222(Q1)。當(dāng)輸出高電平時，Q1導(dǎo)通，VCC電壓加在TP1初級，次級獲得感應(yīng)電壓，此時電壓通過R1對VTP1柵極充電，使其導(dǎo)通。當(dāng)LPC2214輸出低電平時，Q1關(guān)斷，變壓器TP1初級線圈由于電感的作用繼續(xù)阻礙電流的變化，產(chǎn)生感應(yīng)電勢，使Q1的集電壓升高。D1、R2和C1組成吸收電路，將產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢吸收消耗，避免電壓升高擊穿Q1。變壓器的次級也產(chǎn)生感應(yīng)電勢，QP1導(dǎo)通，使VTP1的柵極存儲電荷通過QP1釋放，加速VTP1的關(guān)斷。IGBT驅(qū)動電路如圖2所示。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/152279.htm
2．3 采樣與A／D模塊
采集電路采集輸入電網(wǎng)的電壓、輸入電流、輸出電壓、輸出電流、電池電壓、充電電流、放電電流等。LPC2214根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)進行運算，控制PWM的占空比變化，使其輸出對應(yīng)的方波。LPC2214的A／D模塊是19位逐次逼近式模／數(shù)轉(zhuǎn)換器，測量范圍為0～3 V，一個或多個輸入的Burst轉(zhuǎn)換模式；基本時鐘由VPB時鐘模式，可編程分頻器可將時鐘調(diào)整至逐步逼近轉(zhuǎn)換所需的4．5 MHz。電壓信號采集分為交流電壓取樣和直流電壓取樣兩種電路。交流電壓的信號經(jīng)電阻分壓為-1．5～+1．5 V的信號。通過運算放大電路加負電壓偏置，將采樣信號平移到0～3 V的范圍內(nèi)，滿足A／D的采集范圍。直流電壓信號(如400 V總線)和電池電壓經(jīng)分壓電路降壓后，直接進入A／D轉(zhuǎn)換器的采集端。
電流信號同樣分交流電流和直流電流，采用霍爾電流傳感器LA58-P進行電流／電壓轉(zhuǎn)換。交流電流產(chǎn)生的電壓信號降壓后同樣經(jīng)負電壓偏置后接入對應(yīng)的A／D轉(zhuǎn)換器采集端口。直流電流對應(yīng)的電壓信號采集經(jīng)分壓電阻降壓后進入A／D采集端子。圖3為交流電壓、交流電流的采樣偏置電路。其中，Vi是霍爾傳感器產(chǎn)生的電壓信號。
除上述介紹的采集信號外，還有電池溫度、環(huán)境溫度、相位檢測等與UPS使用、管理、維護相關(guān)的信號參數(shù)。根據(jù)采集參數(shù)的不同，有各自應(yīng)用的電路。
2．4 供電模塊
LPC2214是雙電源工作，分為CPU操作電壓(1．8 V)和I／O操作電壓(3．3 V)，相應(yīng)地需要兩種電壓的電源。本設(shè)計采用的低壓差線性穩(wěn)壓器LDO為TI公司的TPS73xx系列穩(wěn)壓器，將5 V電壓穩(wěn)壓成主控芯片的3．3 V和1．8 V。TPS73xx系列芯片是雙路輸出，輸出電流可達250 mA，內(nèi)部集成電壓監(jiān)控器監(jiān)視器，噪聲低，負載／線路瞬態(tài)響應(yīng)優(yōu)良。圖4為雙路LDO電源。5 V電源來自采用飛兆公司的FSDM0265設(shè)計的反激式開關(guān)電源。反激式開關(guān)電源設(shè)計輸入電壓為AC 85～265 V。當(dāng)市電正常供電時，使用市電；當(dāng)市電電網(wǎng)斷電時，由電池的電壓向反激式開關(guān)電源供電，生成電路中應(yīng)用的低壓直流電源。
2．5 工作存儲模塊
工作存儲模塊采用NAND Flash K9F2G16U0M。其內(nèi)部采用非線性宏單元模式，固態(tài)大容量存儲；容量為256 MB，采用頁寫模式；通過并行數(shù)據(jù)接口連接到數(shù)據(jù)總線，可以快速地進行存儲或讀取。
評論