基于DSP的数字式UPS电源整流充电器的研制

随着电力电子的技术发展，对配电网的谐波污染源越来越多，造成供电质量不能满足用电设备的要求；而另一方面，随着微电子技术、互联网、无线通讯等的发展，各种精密仪器与电子设备应用越来越广，对供电质量要求也越来越高。所以，能够保证供电质量的不间断电源（UPS）得以广泛发展。目前，UPS电源已在医疗、银行、证券、航空航天、军事、通讯等领域得到普遍应用。

论文首先介绍了UPS电源的分类、现状与发展趋势。分析了目前UPs电源中所采用的各种整流充电装置的工作原理与优缺点针对大容量UPS电源采用移相变压器实现12脉波整流，成本高、损耗大，经济效益差等不足，硏究了用移相电抗器替代移相变压器实现12脉波整流。既降低系统谐波，又提高了经济效益。论述了移相电抗器的移相消谐原理和设计过程

蓄电池作为UPS电源中不可或缺的部分，占UFS电源系统成本的相当大比重，并且随着用户要求的备用时间的增长而迅速增加。本文以经济效益为出发点，论述了蓄电池的各种充电方式与特性，设计了适合UPS电源使用的充电方式。通过数字PID控制实现了对蓄电池的恒流、恒压充电过程与正常运行时稳定直流母线电压。

为适应UPS电源发展趋势绿色化，论文研究了UPS电源的EC0工作模式，它是针对大容量UPS而产生的；在ECO工作模式下，可以将大容量UPS电源的效率从90%提高到98%，每年可以为用户节省不少电费，正适应当前节能减排的需要。分析了实现EC0的技术难点，设计了快速市电掉电检测硬件电路，并验证了它的可行性、稳定性与抗干扰能力，实现了E0工作模式。

最后，论文采用高性能的数字信号处理芯片F2812作为控制系统，设计了实验样机结合DSP芯片的功能特征给出了数据采集与控制的硬件电路与软件的设计过程，实现了UPS电源的数字化控制，同时，还扩展了RS-485接口，实现与上位机的通讯。通过实验，验证了理论的可行性。

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