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单片机无处不在一种实用的在线式UPS电路详解

发布时间:2020-07-21 19:17:28 阅读: 来源:藤席厂家

1 引言

本文引用地址:交流电源越来越广泛地应用于国民经济的各个领域。本文将介绍一种实用的简单在线式UPS。

2 UPS电源的基本结构

将220V电网电压经全桥整流提供直流是实际应用中最为广泛的变流方案,但会使电网产生严重畸变的非正弦电流而危害电网。较为理想的方法是采用功率因数校正措施。控制器采用功率因数校正控制芯片UC3855A/B。

3 市电一蓄电池切换电路

它由两个迟滞比较器组成,市电经过整流,分压与由5V基准电压分压得到的电压相比较,输出接到51单片机4脚。

(1)当市电电压大于170V

51单片机当检测到4脚电平为高电平,市电工作指示灯亮起,蓄电池处于充电状态。

(2)当市电电压小于160V左右

51单片机当检测到4脚电平为低电平,市电工作指示灯熄灭,蓄电池放电指示灯亮起。控制继电器,使得市电停止工作。4 蓄电池充放电切换及辅助电源

蓄电池充放电电路及辅助电源电路可由主变压器,整流桥,以及可调三端稳压管LM317以及LM7812组成。充电电路的通、断由51单片机的6脚控制。当市电正常时,蓄电池放电指示灯熄灭,同时充电指示灯亮起。当市电不正常时,蓄电池放电指示灯亮起,同时充电指示灯熄灭。

市电经过变压器降压并整流,滤波成平滑的直流电压27V,加到三端稳压器LM317的输入端,再经三端稳压器LM317稳压,输出约12V的直流电压。构成SG3524的辅助电源。另外5V电源可由SG3525的16脚获得。

5 逆变稳压电路

逆变器主电路图采用全桥逆变电路。控制器采用SG3525,根据SG3525的工作原理,要得到SPWM波,必须有一个幅值在l~3.5V与市电同步的的正弦信号,与锯齿波比较,生成SPWM脉宽调制波。

取得市电同步信号中,通过一个迟滞比较器和一个二阶滤波器,其功能就是获得一个50Hz的正弦波信号。为保护开关管,采用隔离驱动,驱动电路图2由驱动脉冲放大和5V基准组成。

6 软启动

UPS的设计思想是在用户开机后,总开关指示灯亮起,首先通过51单片机程序设定4s的延迟时间,即封锁逆变器,减少故障率。同时市电旁路指示灯亮起,市电旁路导通。当运行了4s以后,逆变器正常工作,市电旁路继续导通。不过是在空载工作。等到经过21S左右,逆变器已经可以输出稳定的,标准的工频50Hz,220V且与市电同相时,市电旁路指示灯熄灭,逆变器开始工作。

7 结束语

基于单片机的在线式UPS电路,输入交流电压范围在170~265V左右,输出电压范围在200~240V的50Hz的正弦波,输出功率为500W。切换时间可以保证在3.5~5ms之间,基本满足了一般的需求,在特殊领域里,可以采用多个蓄电池并联的冗余技术,一旦检测到蓄电池放电电压降低到临界值,开关立刻切换到另一蓄电池供电,保证输出电压的连续性。

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