基于嵌入式实时操作系统的电子医疗仪器UPS设计研究.rar

本文致力于单相在线式不间断电源(UPS，Uninterruptible PowerSupply)的设计实现，旨在研究其工程应用技术，为精密电子医疗仪器UPS电源的研制奠定一定的理论和技术基础。 本文以在线式UPS的研究为核心内容，根据UPS数字化、绿色化、高频化的要求，改进了目前常用的单相桥式逆变器的拓扑结构，提出了单相三变换在线式UPS，并从实用化的角度设计了一台小容量的基于DSP和嵌入式实时操作系统的单相在线式UPS。 逆变器作为UPS的核心，在很大程度上决定了整个UPS的性能。本文应用开关函数分析了逆变电路的输入输出关系，建立了基于等效受控源的UPS逆变电路稳态数学模型，在此基础上应用二端口网络变换的概念，推导了UPS逆变器输入端和输出端等效电路，详细讨论了直流电源内阻、负载非线性和死区效应对逆变性能的影响，并设计了逆变电路的输出滤波器。同时本文应用状态空间平均法，建立了逆变电路的小信号模型，并分析了逆变电路的稳定性。 文中详细论述了构成三变换在线式UPS的功率因数校正电路、蓄电池充电电路、升压供电电路以及输出逆变电路的主电路和控制电路的设计，并依据设计的技术性能指标，对所用到的器件参数进行了选取。本文详细阐述了基于DSP的UPS控制器设计过程，给出了时钟电路、存储器扩展电路、复位电路、ADC电路和功率接口电路等的设计和实现方案，并分析了系统的抗干扰措施。 最后，本文分析了系统软件的特点。针对其实时性的要求，引入了嵌入式实时操作系统μc／OS-Ⅱ，分析了μc／OS-Ⅱ的特点，并将其移植到了F2407 DSP。在此基础上，实现了基于μc／OS-Ⅱ的在线式UPS的中断管理、多任务管理及任务之间的信息传递，并给出了主要任务的程序流程和代码。

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