24V交流单相在线式不间断电源—软件设计【开题报告】.doc

1、 毕业论文开题报告 电气工程及其自动化 24V 交流单相在线式不间断电源 软件设计 一、课题研究意义及现状 不间断电源 (UPS)定义： 当正常交流供电中断时，将蓄电池输出的直流变换成交流持续供电的电源设备。 UPS 是Uninterruptible Power Supply 的缩写，在电源发生故障时， UPS 能够给计算机继续供电。连接在计算机和电源之间以保证电流不受干扰的设备。 UPS 设备使用电池保持计算机在断电之后仍能正常运行一段时间。 UPS 设备通常对电压过大和电压太低都提供保护 。 它具有一下特点： 高可靠 性不间断供电 保证动力的连续性 电网稳压、净化功能 消除电网波动、污染

2、电池管理功能 延长电池使用寿命 智能监控功能 有效解决电源维护功能 电网中经常发生电涌，高压尖脉冲，暂态过电压，电压下陷，电线噪声，频率偏移，持续低电压，市电中断等现象。这些都会对计算机关键设备的正常工作和安全造成了危害。怎样有效地为计算机等关键设备提供高质量的电源供应，并对各种电网危害进行有效屏蔽一直都是电源设计者关注的问题。 UPS 的英文全称是 Uninterruptible Power Supply，即不 问断电源系统，它是一种介于交流电网和关键负载之间的电力电子装置。它是一种能为负载提供连续电能的供电系统，其基本功能是当供电电源 (市电 )失电时保证对负载不问断地供电、确保关键负载连

3、续正常运行。它是应计算机技术、信息技术以及相关产业飞速发展的需要而产生的。随着电子技术的飞速发展、电力技术的绿色革命化、各种各样用电设备的增多以及 IT 业的发展， UPS 技术得到了迅速发展， UPS 的应用领域也迅速扩大。在银行、证券、医疗、军事、航空航天等领域， UPS 已经成了标准配置。 目前，在国内市场上，美、日、德、法等国厂家 (公司 )由于进入中国较早，技术先进，一直主导着高档市场，而国内一些中外合资企业和生产历史较长的厂家也因注重高档产品的开发和生产，在中高档市场占有一席之地。我国民族产业的 UPS 生产厂商约有 200 多家，但大多生产小功率，中低档的 UPS，主导着低档市场

4、。随着 UPS 市场的扩大，世界自由贸易的发展，中高档 UPS 性价比的提高，低档市场的空间会越来越有限，我国自主生产的 UPS 面对的市场竞争会越来越激烈。为了缩小与外资企业的技术差距，提高我国自主生产的 UPS 产品的市场竞争力，加强对 UPS 技术的研究和开发就显得尤为重要了。 二 、课题研究的主要内容和预期目标 本课题主要研究 UPS 的电路结构和软件的设计。 其电路结构包括电压器， AC/DC 切换电路，蓄电池充电电路， BOPST 升压电路， SPWM 单元，驱动电路，逆变单元，逆变电流检测电路，输出电压检测电路和辅助电源电路等 预期指标为： 1） 在直流供电 36VDC 情况下，

5、保证输出电压 24VAC，且保证其频率为 501Hz ，额定输出 电流1A； （ 2） 切断交流电源后，在输出满载情况下工作时间不少于 30 秒 钟； （ 3）蓄电池 供电时，满载条件下，效率不低于 65%； （ 4） 具有 输出 短路保护功能 ； （ 5） 满载条件下，输出为正弦波，失真度不大于 5% 三、课题研究的方法及措施 本课题重点研究 24V 不间断电源的软件设计 UPS 一般采用正弦脉宽调制（ SPWM）的控制方法将直流电逆变成正弦波交流电。使用 AD 芯片进行 AD 转换，同时用单片机检测 AD 结果，根据结果单片机做出控制动作。并用规则采用法来生成 SPWM波，这样的波比较接近

6、正弦波。利用预测剩余电池容量和剩余时间来控制在满载工作 。 预测剩余时间图 用单片机检测 DA 结果并做出指令，最后根据结果单片机发出 指令来控制输出的电流是否 超过 1V. 放电 到预测点预测剩余时间 发生充电否 电流变化否 N Y Y 记录放电时间 电压到截至否 修正放电各电流的预测时间 n Y 结束 延时 变化后电压 修正电流较大的电压 记录变化前电压 结束预测 四、课题研究进度计划 毕业设计期限：自 2010 年 9 月 13 日至 2011年 5月 17日。 2010 年 9 月 13 日至 2010 年 10 月 1 日 :明确任务，查找资料，确定系统总体设计方案； 2010 年

7、10 月 5 日至 2010 年 11 月 10 日 :写文献综述，外文翻译 2010 年 11 月 10 日至 2010 年 11 月 15 日：完成开题报告，准备开题答辩 2010 年 12 月 22 日至 2011 年 01 月 21 日：完成 24V 不间断电源的软件设计 2011 年 01 月 22 日至 2011 年 02 月 21 日：通过电路模拟测试 2011 年 02 月 22 日至 2011 年 05 月 17 日：撰写毕业论文，完善与修改毕业论文；做好论文答辩的 PPT 资料，准备答辩，并提交所有电子文档材料。 五、参考文献 1 钱希森 .小型 UPS 原理及应用 M.北

8、京 :科学出版社 ,2000 年 . 2 余浩 .单相不间断电源的数字化控制技术 D.武汉 :华中科技大学 ,2007 年 . 3 范长城 ,王勇 ,植涌 .基于太阳能电池板的直流不间断电源设计 J.电源技术应用 .2008，11(9):25-28. 4 李新平 .数字式不间断电源的研究 J. 湖南城市学院学报（自然科学版） .2005,14(2):44-46. 5 周志敏 ,周纪海 .UPS 实用技术 应用与维护 M.北京 :人民邮电出版社 ,2003 年 . 6 Bong-Hwan Kown,Jin-Ha Choi, Tae-Won Kim. Improved single-phase line-interactive UPS. IEEE Trans.Ind.Elec., 2001(4):504-811. 7http:/ http:/123.125.115.102/view/0a1c806c1eb91a37f1115c5a.html 8 炳胜，王桂梅 80C51 单片机原理与应用 M北京 :冶金工业出版社 .2001 9 http:/