一種在線式不間斷逆變電源裝置的設(shè)計
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
UPS要達到不間斷輸出的目的，除了要求切換時間短以外，還必須要求逆變輸出電壓和電子旁路的電壓在頻率和相位上必須一致，這樣切換的波形才是完美的。以往人們都采用模擬的鎖相環(huán)來跟蹤電子旁路的相位和頻率，達到鎖相的目的。本文采用DSP外部捕獲口，對電子旁路的相位和頻率進行高速的采集，跟蹤速度快，精度高。
告警和保護功能
在UPS的實際運行中，不管是其本身還是外部有時會出現(xiàn)各種意想不到的問題，因此在UPS裝置中告警和保護功能是必不可少的。告警可以提醒運行維護人員及時處理問題，防止事故發(fā)生，保護則可以防止設(shè)備永久損壞，事故不斷擴大。如在交流市電掉電時，由蓄電池逆變供電，但蓄電池的容量是有限的，深度放電將導致蓄電池永久損害。為了避免深度放電故障的發(fā)生，在蓄電池逆變供電過程中，必須設(shè)有蓄電池電壓過低告警和保護功能，只要蓄電池電壓達到放電下限電壓則停止逆變，并告警通知運行人員及時處理。
另外在UPS的使用過程中，有時會出現(xiàn)輸出瞬時短路的情況，因此必須有輸出短路保護功能，防止事故擴大。其它如過溫、交流輸入等都得有告警和保護功能。
實驗結(jié)果
采用上面所介紹的主電路結(jié)構(gòu)和控制等方法，本文研制了一臺1KVA 的UPS、交流輸入和輸出都有工頻變壓器進行隔離，輸入變壓器變比為1：1、輸入濾波電感為5mH、輸出變壓器變比為1：2、輸出交流濾波電感為2 mH、輸出濾波電容為25uF、輸出切換采用有觸點和無觸點兩種繼電器配合、數(shù)字正弦波給定和控制部分采用美國德州儀器生產(chǎn)的TMS320F240芯片、逆變主電路的功率器件采用富士生產(chǎn)的6MBP50RA060模塊(里面直接帶驅(qū)動和保護)。
該裝置的部分的測試結(jié)果為：
1) 切換時間為5ms。
2) 諧波失真3%。
3) 穩(wěn)壓精度±1%。
4) 穩(wěn)頻精度±0.5%(直流供電)。
裝置的部分波形如下：
結(jié)論
本文采用輸入輸出工頻變壓器隔離，數(shù)字與模擬控制技術(shù)相結(jié)合，直接采用富士生產(chǎn)的6MBP50RA060模塊來設(shè)計的1kVA在線式不間斷逆變電源裝置裝置，該裝置具有以下優(yōu)點：
1)IPM全橋逆變，高頻SPWM調(diào)制，輸出為完善的正弦波
2)可靠的輸入輸出工頻變壓器隔離
3)高精度穩(wěn)壓穩(wěn)頻
4)較小的諧波失真
5)高速雙CPU微處理器，快速的控制，完善的監(jiān)控，友好的人機接口
6)直觀的LED工作流程圖指示，清晰的LED數(shù)碼管顯示
7)高精度的數(shù)字鎖相
8)準確無誤的聲光報警
9)及時可靠的保護功能
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