1、 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 硬件设计 一 课题的研究意义与现状 随着计算机网络技术和通信事业的发展而带动起来的信息产业，对 UPS 不断提出更高的要求。UPS 发展到今天，几乎囊括了当代所有电力电子技术和信息技术，他不再是电源的一个可有可无的后备装置，而成为了 Internet 上不可缺少的元件。 虽然目前 UPS 技术已经比较成熟，带负载的能力大多还是可以满足要求的，但是，对于整个逆变器来讲，其采用不同的电路拓扑结构的逆变器使得 UPS 的整机性能和稳定性也不尽相同， 目前我国所用 的 UPS 大多是国外的产品，进口产品品种齐全，功能完善，但
2、是用户在使用和维修等方面有许多不便，而且价格昂贵。最近几年，虽然国内 UPS 生产厂家不但增多，但是由于技术水平的限制，产品还是以传统模拟式为主，所以期待着高性能的国产 UPS 电源的出现。 今年来， IT、 MOTOROLA、 ADI 等公司相继推出了适用于 UPS 控制的 DSP 芯片，且功能越来越完善，性能也越来越优越，这些芯片的出现，使得 UPS 的控制技术朝着数字化、智能化及系统集成化的方向发展，同时对电力电子技术的发展起到了巨大的推动作用。 DPS 的控制器为 UPS 设计 提供了一个改进的、高性价比的解决方案，同时 DSP 控制技术可以满足先进的电源拓扑电路的工作需求，随着用户对
3、电源保护的要求越来越严格，在线式 UPS 产品也得到了很大的发展，此时改进 UPS 工作状态不再是设备的工作模式，而是从集成化的角度来替代由电容、电阻和二极管等基本器件组成的模拟电路设计方案，也就是应用 DSP 技术来改善在线式 UPS设计，这样做的好处是使得集成化程度更高，系统控制更精确，升级更加方便， DSP 高速的处理速度，也使得数字 PID 控制、无差拍控制、重复控制、模糊控制以及神经网络控制等先进的控制方法得以实现。 UPS 正朝着网络化、智能化、自动化、远程监控花和数字化的方向发展。总之，随着计算机技术不断提高， DSP 产品的不断升级和完善，更加可靠、稳定、安全、小型化与完善的
4、UPS 产品将不断地开发出来。 因此本文研究的 UPS 系统本着让 UPS 系统带负载能力更强，当负载突然变化命令 UPS 的工作更加稳定，同时保证 UPS 整机适合其发展趋势为原则进行展开的。 二、课题研究的主要内容和预期目标 (1)分析基于 TMS329C2812 为控制核心的 UPS 的基本结构和工作原理。 (2)比较 UPS 逆变器的不同结构，从而说明三相半桥逆变器的优 越性。 2 (3)详细分析三相半桥逆变器的控制策略。 (4)应用 MATLAB 软件对 UPS 系统进行建模与仿真，并在仿真是得到良好的仿真波形。 (5)设计以 TMS320C2812 为数字控制核心的 UPS 系统的
5、软件程序，在 DSP 开发环境 CCS 中调试程序，调试软件程序无错误后，烧写 On-Chip Flash，从而能够脱机运行。 (6)设计一台 UPS 试验样机，通过实验，证明该实验样机具有较理想的带负载能力，最终，证明本文研究方案可行性与优越性。 结合上诉内容，研发交流单相不间断电源设备，完成样机工作原理图和控制程序。其任务 基本要求： (1)在交流供电 UI=36VAC 和直流供电 U3=36VDC 两种情况下，保证输出电压 U2=24VAC,且保证其频率为 50 1HZ，额定输出电流 1A。 (2)切断交流电源后，输出满载情况下工作时间不少于 30 分钟。 (3)交流供电后，电源达到以下
6、要求： 1)电压调整率：满载条件下， U1 从 29VAC 增加到 43VAC， U2 变化不超过 5%。 2) 负载调整率： U1=36VAC、 U2=24VAC,从空载但满载， U2 变化不超过 5%。 (4)蓄电池供电时，将电压天正率提高至 2%，条件通基本部分。 (5)具有输出短 路保护功能。 三、课题研究的方法及措施 本课题重点研究以三相半桥逆变器为结构采用采用电压电流双环控制电路进行研究和设计，采用 DSP 技术应用 MATLAB 软件对 UPS 系统进行建模与仿真，并在仿真中得到良好的仿真波形。根据数字处理芯片 DSP 引入 UPS 具有系统可靠性高、维护方便、控制方法更齐全的优
7、点，本课题采用以 IT公司的 TMS320C2812芯片为系统的数字电路控制核心，采用三相半桥逆变器，对控制程序先在 MATLAB软件上通过仿真与测试，再对 UPS 实验样机进行调试及修改。证明本文研究方案的可行性。系统设计原理图如 下： 3 四、课题研究进度计划 毕业设计期限：自 2010 年 09 月 13 日至 2010 年 05 月 17 日。 2010 年 09 月 13 日至 2011 年 10 月 15 日：明确任务，查找资料，确定 系统总体设计方案； 2010 年 10 月 16 日至 2010 年 11 月 02 日： 写文献综述，外文翻译； 2010 年 11 月 03 日
8、 至 2010 年 11 月 19 日： 完成开题报告，准备开题答辩； 2010 年 11 月 20 日 至 2010 年 12 月 21 日： 完成换能电路设计和仿真； 2010 年 12 月 22 日 至 2010 年 01 月 21 日： 完 成 UPS 控制系统硬件和检测电路的设计； 2011 年 01 月 22 日 至 2011 年 05 月 17 日： 完成控制系统的软件设计，同时通过实验模拟测试； 2011 年 02 月 22 日 至 2011 年 05 月 17 日： 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
9、 1 侯明鑫，黄玉水，余运俊，一种新型的基于 DSP 的全数字在线式 UPSJ.通信电源技术， 2006,23（ 4） ;5657. 2 周志敏，周纪海，纪爱华， UPS 应用于故障诊断 M.中国电 力出版社， 2008： 2123. 3 张广明，沈卫东，曲颖， UPS 高可用供电系统设计与应用 M.人民邮电出版社， 2004： 3537. 4 王其英，何春华 .UPS 供电系统综合解决方案 M.北京：电子工业出版社， 2005： 28. 5 Farrukh Kamran ,Thomas G Habetler. A novel on-line UPS with universal filter
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