广西机房总控室XUPS电源
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UPS电源的逆变器在主要部件是IGBT,我们了解下高性能的逆变器的控制系统:
控制系统是按照给定信号的要求,控制并调节主电路开关管的开通与关断,从而控制主电路产生期望的输出电压,并使输出电压尽可能地跟随给定的电压信号。图1给出了逆变电源的硬件电路基本框图。触发脉冲的产生采用数字电路的方法,完全可以用控制器的软件程序来实现其功能,节约了成本,而且相比较于模拟电路,这种方法的抗干扰能力较强。
逆变电路控制系统以AVR单片机为核心,其功能主要是产生全桥逆变电路中开关管的驱动信号,同时通过实时采样线路电压和电流来实现逆变电源的调节和保护。对于直流母线侧的输入电压信号,采用霍尔传感器变压后,电压信号经过由运算放大器组成的射X跟随器,送到窗口比较器,窗口的上下两阈值分别对应过电压和欠电压限值,如果在窗口范围内则电压正常,否则输出过电压或欠电压故障信号;对于直流母线侧的电流信号,采用采样电阻对其进行测量,采样电阻两端电压送运算放大器放大和抗干扰滤波处理后,与设定的过电流阈值比较,实现逆变器的输出或内部电路过电流的报警和处理。以上两种保护信号经过逻辑与处理,送到单片机的外部中断请求输入引脚,无论何种情况引起的故障信号,均可以向单片机提出中断请求,单片机响应中断,通过封锁所有开关管的驱动信号来实现保护,同时给出故障指示。
控制器采用8位AVR单片机。8位AVRMCU具备1MIPS/MHz的高速运行处理能力;X功能精简指令集(RISC),具有32个通用工作寄存器,克服了如8051MCU采用单一ACC进行处理造成的瓶颈现象;快速的存取寄存器组、单周期指令系统,大大X化了目标代码的大小、执行效率;作输出时与PIC的HI/LOW相同,可输出40mA(单一输出),作输入时可设置为三态高阻抗输入或带上拉电阻输入,具备10~20mA灌电流的能力;片内集成多种频率的 RC振荡器、上电自动复位、看门狗、启动延时等功能,外围电路更加简单,系统更加稳定可靠;片上资源丰富。将逆变器的期望输出频率给定值以编码的方式输入控制器,CPU根据读入的频率代码确定应选择的消谐PWM控制数据,并通过内部定时控制,按此规定的PWM数据,从CPU的I/O端口输出逆变桥开关管的驱动信号,控制开关器件的导通和关断,实现消谐控制。
图1 逆变电源的硬件基本框图