[發(fā)明專利]一種模擬式UPS輸出控制電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510053125.5
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN104600965B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柳毅;俞高偉;胡子嬰;郭賀;劉平
• 申請（專利權(quán)）人: 上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院;深圳科士達科技股份有限公司;上?？七_機電控制有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08;H02J7/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 翁若瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種模擬式UPS(不間斷電源)輸出控制電路，屬于電力電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

不間斷電源(UPS)是將蓄電池(多為鉛酸免維護蓄電池)與主機相連接，通過主機逆變器等模塊電路將直流電轉(zhuǎn)換成市電的系統(tǒng)設(shè)備。主要用于給單臺計算機、計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)或其它電力電子設(shè)備如電磁閥、壓力變送器等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應。當市電輸入正常時，UPS將市電穩(wěn)壓后供應給負載使用，此時的UPS就是一臺交流市電穩(wěn)壓器，同時它還向機內(nèi)電池充電；當市電中斷(事故停電)時，UPS立即將電池的直流電能，通過逆變零切換轉(zhuǎn)換的方法向負載繼續(xù)供應交流電，使負載維持正常工作并保護負載軟、硬件不受損壞。

從控制電路結(jié)構(gòu)上，UPS可分為數(shù)字式與模擬式：數(shù)字式UPS采用單片機或者DSP等處理器芯片對設(shè)備進行控制，芯片的功能由編程人員編寫代碼并燒入芯片實現(xiàn)；模擬式UPS沒有處理器芯片，所有控制功能與邏輯均由電路完成，沒有軟件。在核電領(lǐng)域，對由軟件控制的裝置有特殊的要求，除了需要軟件認證外還需指定的安全級別的特殊芯片，試驗費用與芯片成本都很高。而模擬式UPS則無需上述的要求。

UPS的輸出是一個逆變電源，其功能是將充電器或者蓄電池提供的直流電能，通過脈沖寬度調(diào)制技術(shù)(PWM)變?yōu)榻涣麟姽┙o負載，同時該電源必須跟蹤市電的電壓，以保證其與市電切換時不會出現(xiàn)過流現(xiàn)象。

現(xiàn)有的模擬式UPS跟蹤的實現(xiàn)方式為：檢測UPS旁路電壓與逆變電壓進行比較，將此差值送到模擬開關(guān)一端，利用開機信號(逆變啟動)對此模擬開關(guān)進行選通，此電壓經(jīng)處理后送到正弦波發(fā)生器幅值控制端，最終改變輸出電壓，實現(xiàn)逆變器電壓跟蹤市電旁路電壓，當切換完成后，開機信號消失，模擬開關(guān)不導通，逆變器按自身電壓輸出。這種跟蹤模式在UPS工作過程中，只有由市電旁路輸出切換至逆變器輸出時才需要進行跟蹤市電電壓，跟蹤的精度不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠為UPS提供PWM驅(qū)動信號，使其輸出跟蹤市電電壓的模擬式UPS輸出控制電路。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種模擬式UPS輸出控制電路，其特征在于：包括三角波發(fā)生電路、基準正弦波信號發(fā)生電路、PWM信號生成電路和鎖相跟蹤電路，由三角波發(fā)生電路及基準正弦波信號發(fā)生電路分別產(chǎn)生三角波及基準正弦波后送入PWM信號生成電路，PWM信號生成電路將三角波和基準正弦波進行比較，產(chǎn)生PWM脈沖信號用以驅(qū)動功率開關(guān)，產(chǎn)生正弦波電壓供給負載；鎖相跟蹤電路對市電信號采樣，通過市電信號與PWM脈沖信號的比較，調(diào)整輸出正弦波電壓的相位，使輸出正弦波電壓跟蹤市電的電壓。

優(yōu)選地，所述三角波發(fā)生電路由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生連續(xù)變化的振蕩脈沖波形，經(jīng)過觸發(fā)器分頻將振蕩脈沖波形變成方波，再經(jīng)過微分電路將方波變?yōu)槿遣ā?/p>

優(yōu)選地，所述基準正弦波信號發(fā)生電路將所述觸發(fā)器分頻形成的方波通過工作頻率控制模塊變成設(shè)定頻率的方波，再送入計數(shù)器，由計數(shù)器控制多路開關(guān)的開通和關(guān)斷產(chǎn)生階梯波，再經(jīng)濾波后形成基準正弦波。

優(yōu)選地，所述PWM信號生成電路由比較器將所述的三角波和基準正弦波比較，產(chǎn)生PWM信號后經(jīng)過死區(qū)產(chǎn)生電路和故障保護電路后輸出。

優(yōu)選地，所述鎖相跟蹤電路采集市電信號并作抬高處理后，送入幅度調(diào)控電路得到單極性正弦波控制信號，再經(jīng)過反相放大器處理后得到市電同步信號；該市電同步信號與所述PWM脈沖信號進行比較，并輸出市電同步調(diào)整信號；該市電同步調(diào)整信號送入所述555定時器，調(diào)控555定時器的輸出脈沖頻率及占空比，從而調(diào)整所述輸出正弦波電壓的相位。

本發(fā)明提供的控制電路克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，能夠為UPS提供PWM驅(qū)動信號，使其輸出跟蹤市電電壓。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的模擬式UPS輸出控制電路系統(tǒng)原理圖；

圖2為三角波發(fā)生電路圖；

圖3為基準正弦波信號發(fā)生電路圖；

圖4為PWM信號生成電路圖；

圖5為鎖相跟蹤電路圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以一優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。

圖1為本發(fā)明提供的模擬式UPS輸出控制電路系統(tǒng)原理圖，所述的模擬式UPS輸出控制電路包括三角波發(fā)生電路、基準正弦波信號發(fā)生電路、PWM信號生成電路和鎖相跟蹤電路。