后备式不间断电源(UPS)课程设计
- 格式:doc
- 大小:1.67 MB
- 文档页数:19
不间断电源课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解不间断电源的基本概念、工作原理及其在生活中的应用。
2. 学生能掌握不间断电源的主要组成部分及各部分的作用。
3. 学生能了解不间断电源的类别、性能指标及其选择方法。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析不间断电源的电路图,并进行简单故障排查。
2. 学生能够通过实际操作,正确使用和维护不间断电源。
3. 学生能够运用比较、分析、综合等方法,对不间断电源进行评价和选择。
情感态度价值观目标:1. 学生能够认识到不间断电源在保障电力供应、提高生活质量方面的重要性,增强环保意识和节能意识。
2. 学生通过学习不间断电源的相关知识,培养对电子技术的兴趣和爱好,激发创新精神。
3. 学生在学习过程中,培养团队合作精神,提高沟通与交流能力。
课程性质:本课程为电子技术及应用领域的实践性课程,旨在帮助学生掌握不间断电源的基本知识、技能,并培养学生的实践操作能力和创新意识。
学生特点:学生为八年级学生,已具备一定的电子技术基础,具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调学生的主体地位,提高学生的实践操作能力和解决问题的能力。
通过课程学习,使学生能够达到上述课程目标,为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 不间断电源基础知识- 不间断电源的定义、作用及其分类- 不间断电源的工作原理- 不间断电源的性能指标及选择方法2. 不间断电源的组成与功能- 电源模块、电池模块、逆变器模块等组成部分- 各模块的功能及相互关系3. 不间断电源的应用与实例分析- 不间断电源在生活中的应用案例- 不同场景下不间断电源的选择与使用4. 不间断电源的安装与维护- 不间断电源的安装步骤及注意事项- 不间断电源的日常维护与故障排除5. 实践操作与评价- 不间断电源电路图的识别与分析- 不间断电源的实操演练与评价教学内容安排与进度:第一课时:不间断电源基础知识第二课时:不间断电源的组成与功能第三课时:不间断电源的应用与实例分析第四课时:不间断电源的安装与维护第五课时:实践操作与评价本教学内容依据课程目标,结合教材章节内容,注重理论与实践相结合,旨在帮助学生全面掌握不间断电源相关知识,提高实践操作能力。
ups课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解UPS(不间断电源)的基本原理,掌握其工作流程及组成部分。
2. 学生能描述UPS在生活中的应用及其重要性,了解不同类型的UPS特点。
3. 学生掌握UPS相关的基础电路知识,并能运用所学知识分析简单电路问题。
技能目标:1. 学生能够操作模拟UPS电路,进行简单的故障排查与维护。
2. 学生通过小组合作,设计并搭建一个简单的UPS模型,提升实践操作能力。
3. 学生能够利用所学知识,对实际生活中的UPS应用场景进行问题分析,提出解决方案。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电力设备的好奇心和探索精神,激发学习兴趣。
2. 学生通过学习UPS相关知识,认识到科技对社会生活的重要性,增强社会责任感。
3. 学生在小组合作中培养团队协作精神,学会相互尊重、倾听、沟通。
课程性质:本课程为实践性较强的学科课程,结合理论知识与实际操作,注重培养学生的动手能力和问题解决能力。
学生特点:学生为初中年级学生,具有一定的物理知识和动手能力,对新鲜事物充满好奇,喜欢探究。
教学要求:结合学生特点,教师应采用启发式、探究式教学方法,引导学生主动参与课堂,注重培养学生的实践操作能力和创新能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,给予每个学生充分的关注和指导。
通过课程学习,使学生能够达到上述课程目标,并在后续的教学设计和评估中,持续关注学生的学习成果。
二、教学内容1. UPS基本原理及其工作流程:介绍UPS的核心组成部分,包括整流器、电池、逆变器等,阐述其工作原理及转换过程。
2. UPS的类型与应用:分析不同类型的UPS特点,如后备式、在线互动式、在线式等,并探讨其在生活中的应用场景。
3. 基础电路知识:回顾与UPS相关的电路知识,如电路元件、电路图识别等,为后续实践操作打下基础。
4. UPS的故障排查与维护:学习如何对UPS进行简单的故障排查,了解维护保养方法,提高实际操作能力。
5. UPS模型设计与搭建:分组进行UPS模型的设计与搭建,让学生在实践中掌握UPS的组成与工作原理。
ups供电系统课课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握UPS供电系统的基本原理、组成结构、工作方式及其在电力保障中的重要作用。
通过本课程的学习,学生能说出UPS供电系统的各个组成部分,理解其工作原理,掌握UPS的选择和应用方法,提高电力保障意识。
1.了解UPS供电系统的定义、分类和性能指标。
2.掌握UPS供电系统的主要组成部分及其作用。
3.理解UPS的工作原理和运行机制。
4.知道UPS在电力保障中的应用和选择方法。
5.能够分析UPS供电系统的工作状态和性能。
6.能够进行UPS的选型和配置。
7.能够进行UPS供电系统的调试和维护。
情感态度价值观目标:1.培养学生对电力保障工作的重视和责任感。
2.培养学生对UPS供电系统的兴趣,激发其进一步学习和研究的热情。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括UPS供电系统的原理、组成、工作方式及其在电力保障中的应用。
具体包括以下几个方面:1.UPS供电系统的定义、分类和性能指标。
2.UPS供电系统的主要组成部分(如电池、逆变器、控制器等)及其作用。
3.UPS的工作原理和运行机制。
4.UPS在电力保障中的应用和选择方法。
5.UPS供电系统的调试和维护方法。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法:用于讲解UPS供电系统的原理、组成、工作方式等基本知识。
2.讨论法:用于探讨UPS的选择和应用方法,提高学生的思考和分析能力。
3.案例分析法:通过分析实际案例,使学生更好地理解UPS供电系统的工作原理和应用。
4.实验法:安排实验课程,让学生亲自动手操作UPS供电系统,提高学生的实践能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用国内权威、实用的UPS供电系统教材作为主要教学资源。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,拓展学生的知识面。
不间断电源设计课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握不间断电源的设计原理和实现方法,培养学生的创新意识和实践能力。
具体目标如下:1.知识目标:使学生了解不间断电源的定义、分类和性能指标;掌握不间断电源的设计原理和关键技术;了解不间断电源在现代社会中的重要作用。
2.技能目标:培养学生运用所学知识分析和解决不间断电源设计中存在的问题;能够独立完成不间断电源的系统设计和调试。
3.情感态度价值观目标:培养学生对新能源技术的兴趣和责任感,增强环保意识,认识到不间断电源在保障国家安全、促进经济发展和保护环境方面的意义。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.不间断电源的基本概念:介绍不间断电源的定义、分类和性能指标,使学生了解不间断电源在现代社会中的重要作用。
2.不间断电源的设计原理:讲解不间断电源的设计原理,包括电池选型、充电电路、控制策略等,帮助学生掌握不间断电源的关键技术。
3.不间断电源的系统组成:介绍不间断电源的系统组成,包括电池、充电器、控制器、负载等,让学生了解不间断电源各部分的作用和相互关系。
4.不间断电源的工程应用:分析不间断电源在实际工程应用中的案例,使学生能够将所学知识应用于实际问题。
5.不间断电源的调试与维护:讲解不间断电源的调试与维护方法,培养学生具备实际操作能力。
三、教学方法为了提高教学效果,本课程将采用多种教学方法相结合的方式,包括:1.讲授法:通过讲解不间断电源的基本概念、设计原理和系统组成,使学生掌握相关理论知识。
2.案例分析法:分析不间断电源在实际工程应用中的案例,让学生了解不间断电源的实际应用场景。
3.实验法:安排实验课程,让学生动手操作,培养实际操作能力和创新能力。
4.讨论法:学生进行分组讨论,激发学生的学习兴趣和主动性。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的教材,为学生提供系统的理论知识。
课程设计任务书课程名称电力电子技术题目UPS电源设计专业班级学生姓名学号13指导老师审批任务书下达日期2009 年6 月8 日设计完成日期2009 年6 月19 日设计内容与设计要求一.设计内容1.设计出UPS电路图。
2.说明UPS电路原理。
二.设计要求1.给出设计原理框图;2.给出具体设计思路,画出电路图;3.编写设计说明书。
主要设计条件1.提供实验箱;2.必要的元器件和导线等;说明书格式1.课程设计封面;2.任务书;3.说明书目录;4.设计总体思路,基本原理和框图;5.电路设计;6.编写设计说明书;7.总结与体会;8.参考文献;9.电路图;10.评分表;11.空白尾页。
进度安排十七周星期一:下达设计任务书,介绍课题内容与要求;十七周星期一——十七周星期三:查找数据,确定设计方案,画出草图;十七周星期四,星期五:电路设计,画图;十八周星期一上午——星期二下午:掌握电路原理,打印出图纸;十八周星期三:书写设计报告;十八周星期四:书写设计报告;十八周星期五:答辩。
参考文献参考文献1.王兆安,黄俊主编——电力电子技术,机械工业出版社,20002.薛永毅,王淑英,何希才——新型电源电路应用实例,电子工业出版社,2001.103.何希才,张明莉编着——新型稳压电源及应用实例,电子工业出版社2004.2一、UPS 系统结构框图UPS的结构原理如图1所示。
其基本工作原理是,当市电正常时,由市电供电,同时市电通过整流器整流为直流,给蓄电池充电,可保证蓄电池的电量充足。
一旦市电异常乃至停电,即由蓄电池自动代替整流器向逆变器供电,蓄电池的直流电经逆变器变换为恒频恒压交流电继续向负载供电,因此从负载侧看,供电不受市电停电的影响。
UPS电源应包括交流输入滤波电路及整流电路、蓄电池充电回路、PWM逆变器、各种保护线路、交流市电供电与UPS逆变器供电之间的自动切换装置、控制电路等。
图1 UPS结构原理图二、典型UPS电源总电路设计电路原理图如图2所示,主要由市电供电及稳压调整电路、逆变电路等组成,这里着重介绍稳压调整电路和逆变电路。
1.1.1.设计说明本方案为通用方案,X省、X市两地在设计思路上保持一致,但考虑X 市机房楼板承重,X市地区机房UPS电池的摆放方式为平铺。
1.1.2.单机满载后备钟蓄电池配置电池容量计算:电池组容量(Ah)=UPS容量(VA)*功率因素*后备时间/(直流电压(V)*蓄电池放电系数*逆变效率)UPS电源容量:60KVA电池组电压:348V逆变效率:0.93后备时间:180分钟(3小时)后备3小时蓄电池放电系数:0.75据此:电池组容量(Ah)=60000*0.8*3/(348*0.75*0.93)≈593Ah所以每台UPS配置3组200AH/12V蓄电池可达到单机后备180分钟系统后备180分中。
1.1.3.UPS输入输出线径及空开要求输入输出及电池连接线线径(单位mm):输入输出配电柜空开安装要求:由于UPS内部采用大功率EMI滤波器件加强设备的EMC特牲,所以配电箱里UPS的输入输出空气开关不宜选用漏电流保护型的。
UPS的输入零线不能经过空气开关。
空开容量:配电箱做好后应保证输入零地电压小于5Vac。
1.1.4.环境要求UPS最好安装在无导电杂质的装腔作势有空调的独立房间内,由于可能性的噪音干扰建议不要安装在办公室内,操作环境必须清洁,干燥并受到保护,空气须无灰尘和腐蚀性气体,系统运行时还必须保持空气流通,安装UPS的环境必须符合以下条件:运行相对湿度:0—95%,不结露运行温度:0摄氏度-----40摄氏度1.1.5.产品性能描述UPS性能指标介绍:1)超强的并联能力:可以任意多机并联,无需设定并机数目,理论上不存在并联数目的上限,任意并联扩容或N+1冗余并联,提高了电源系统的可靠性,为中国的大功率UPS用户提供了一种理想的、可并联的UPS产品。
2)高精度的负载分配能力:精确的数字化算法实现电压、频率和相位等参数的静态、动态特性快速调整,确保并联系统负载分配的精确性。
3)先进的无主从自适应控制技术:无主从自适应控制技术保证UPS的主要参数偏离中心值时,仍能可靠并联,使得并联UPS单元无需严格匹配,保证了并联工程实现的简易性和并联系统长时间运行出现参数变化时并联的可靠性;同时自适应控制技术还将保证不同功率的UPS直接并联时,按UPS容量比例分配负载。
目录第1章后备式UPS简介__________________________ 2 第2章设计思路与基本原理框图__________________ 3 第3章单元电路设计说明________________________ 43.1充电电路_________________________________ 43.2 逆变电路________________________________ 53.3 转换电路________________________________ 83.4侦测电路_________________________________ 83.4.1市电输入监测________________________ 93.4.2 总输出电压侦测_____________________ 103.4.3 电池电压侦测及保护电路_____________ 11 3.4.4 UPS 设计原理仿真图_________________ 13 第4章总结___________________________________ 14 附录__________________________________________ 15 参考文献______________________________________ 16第1章后备式UPS简介第2章设计思路与基本原理框图硬件的设计原则是:系统在满足所要求功能的前提下尽量简单可靠,操控方便。
因此硬件的选择既要使输入/输出通道和外围设备相配套,保证系统的功能完善,又要减少项目的投资。
设计实现以下功能:当市电供应正常时由市电给负载供电,当市电故障时开始由蓄电池逆变向负载供电然后再转为油机发电供电,系统详细结构框图如图2-1所示。
系统主要组成部分有变压整流电路、稳压器、逆变线路、CPU控制线路(各种侦测控制电路)、市电油电转换部分。
第3章单元电路设计说明3.1充电电路一般充电电路可以分为恒压充电、恒流充电、分级充电三种电路,为了简化电路、降低成本,后备式UPS一般采用恒压式充电电路。
家用的ups课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解UPS的定义、功能及在家用电器中的应用。
2. 学生能掌握UPS的基本工作原理和关键组成部分。
3. 学生能了解家用UPS的种类、性能指标及选择方法。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,正确选择与家庭用电需求相匹配的UPS。
2. 学生能通过实际操作,掌握UPS的安装、使用和维护方法。
3. 学生能运用UPS相关知识,解决家庭用电中遇到的问题。
情感态度价值观目标:1. 学生能认识到UPS在家庭用电安全中的重要性,增强安全意识。
2. 学生在学习和实践过程中,培养解决问题的能力,增强自信心。
3. 学生通过了解家用UPS的发展趋势,激发对新能源、节能环保的兴趣和责任感。
课程性质:本课程为家用UPS的专题课程,旨在帮助学生掌握UPS的相关知识,提高实际操作能力。
学生特点:学生为初中生,具有一定的物理基础和动手能力,对新鲜事物充满好奇。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
通过课程学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均有所提升。
教学过程中,注重目标分解,确保学生能够达到预期学习成果。
二、教学内容1. UPS的基本概念- UPS的定义与功能- UPS的分类及特点2. UPS的工作原理与关键部件- 逆变器、整流器、电池等关键部件的作用- UPS的工作流程3. 家用UPS的选择与使用- 家用UPS的性能指标- 选择家用UPS的方法- UPS的正确安装、使用与维护4. UPS在家用电器中的应用- 家用电器对UPS的需求- UPS在家用电器中的应用案例5. UPS与家庭用电安全- UPS在家庭用电安全中的作用- 家庭用电安全隐患与预防措施6. UPS的节能环保与未来发展- UPS的节能环保优势- 家用UPS的发展趋势教学内容安排与进度:第一课时:UPS的基本概念第二课时:UPS的工作原理与关键部件第三课时:家用UPS的选择与使用第四课时:UPS在家用电器中的应用第五课时:UPS与家庭用电安全第六课时:UPS的节能环保与未来发展本教学内容依据课程目标,结合课本内容进行选择和组织,注重科学性和系统性。
一种小型UPS不间断电源的设计
一种小型UPS不间断电源的设计
摘要:本文设计一种小型的ups不间断电源,采用市电和蓄电池供电,通过无触点控制的晶体管开关电路转换,在市电发生停电时,由蓄电池充电和逆变转换的方法,输出电压220v的交流稳定电压。
电路采用大功率电压控制器件vmos管,输入阻抗高,可以不用推动电路,而直接从震荡电路取得激励电压,简化了电路结构,具有过压和过流保护电路,工作性能稳定,带负载能力强。
关键词:ups vmos管过压、过流保护
一、ups设计简介
随着科学技术的进步,各行各业广泛地采用了高精设备,这些设备往往要求工作时不能断电,如机场设备、程控交换机设备及目前已广泛采用的微型计算机等,即使是极短的供电中断也会造成极为严重的后果。
正是由于这种原因,不间断供电系统(uninterruptile power system-ups)迅速发展起来。
本文所设计的电源电路为小功率后备式的单相输出的ups。
其主要功能是当市电断电时,由ups及时地向用电设备提供电能,使用电设备在市电断电之后,仍能不间断地工作一段时间。
当市电输入正常时,由市电—逆变供电转换控制电路输出三电路信号,其中一路控制单刀双掷开关s1(实际上是继电器触点)接通市电供电,此时,负载直接由市电供电;第二路控制信号送“面板显示电路”,以指示市电状态;第三路控制信号送逆变三极管,关断逆变电路。
另外,市电还经降压、整流和充电电路给蓄电池充电,。
摘要随着计算机技术、网络技术、通信技术的发展 国民经济、国防军工、政府部门的各个领域要保障计算机信息网络系统的安全、可靠运行 就离不开UPS不间断电源 这已成为信息业界乃至各行各业的共识。
根据UPS不间断供电的原理 本文以提高UPS的可靠性为基本点 从UPS电源装置的结构和形式来考虑其设计方案。
整个UPS 主电源装置由整流/充电器、逆变器、静态旁路、维修旁路等部分组成。
整流/充电器(包括蓄电池)为UPS提供在线工作的能量输入 逆变器为UPS提供在线工作的高质量的稳压稳频的交流电输出 静态旁路为UPS在整流/充电器或者逆变器故障情况下提供旁路工作电源 逆变器供电和静态旁供电之间可实现不间断供电切换目录第一章概述 (1)1.1 UPS的发展历程 (1)1.2 UPS发展的前景 (1)第二章系统整体设计方案 (2)2.1 UPS电源不间断供电的原理 (2)2.2 UPS总结构框图 (3)第三章单元电路设计 (4)3.1 降压并滤波 (5)3.2 整流电路 (5)3.3 稳压电路给蓄电池充电 (6)3.4 逆变器及逆变电路 (6)3.5 斩波电路信号的产生 (8)3.6 变压器变压并滤波输出 (9)3.7 UPS切换开关 (9)第四章总体电路图 (10)第五章结论 (11)第六章致谢 (12)第七章参考文献 (12)概述自从电子设备特别是计算机问世以来,电源问题一直是人们十分关心的问题。
对于一些特殊位置的重要设备,人们不但关心其供电电源本身的性能指标,更注重供电电源的质量,即供电的稳定性和不间断性。
因为这些设备的电源一旦出现不稳定或者消失,就将造成非常大的损失,甚至无可挽回的损失。
所幸的是不间断电源UPS(Uninterruptible Power System)的出现为解决这个问题提供了广阔的前景1. UPS的发展历程:最初的UPS是由旋转电动机供应能量的动态UPS,即不间断是靠动能维持。
随着社会技术的提高,于是出现了静态UPS,它的主电路和控制电路均采用半导体器件,它也是目前绝大多数概念中的UPS。
课程设计任务书课程名称电力电子技术题目UPS电源设计专业班级学生姓名学号13指导老师审批任务书下达日期2009 年6 月8 日设计完成日期2009 年6 月19 日设计内容与设计要求一.设计内容1.设计出UPS电路图。
2.说明UPS电路原理。
二.设计要求1.给出设计原理框图;2.给出具体设计思路,画出电路图;3.编写设计说明书。
主要设计条件1.提供实验箱;2.必要的元器件和导线等;说明书格式1.课程设计封面;2.任务书;3.说明书目录;4.设计总体思路,基本原理和框图;5.电路设计;6.编写设计说明书;7.总结与体会;8.参考文献;9.电路图;10.评分表;11.空白尾页。
进度安排十七周星期一:下达设计任务书,介绍课题内容与要求;十七周星期一——十七周星期三:查找数据,确定设计方案,画出草图;十七周星期四,星期五:电路设计,画图;十八周星期一上午——星期二下午:掌握电路原理,打印出图纸;十八周星期三:书写设计报告;十八周星期四:书写设计报告;十八周星期五:答辩。
参考文献参考文献1.王兆安,黄俊主编——电力电子技术,机械工业出版社,20002.薛永毅,王淑英,何希才——新型电源电路应用实例,电子工业出版社,2001.103.何希才,张明莉编着——新型稳压电源及应用实例,电子工业出版社2004.2一、UPS 系统结构框图UPS的结构原理如图1所示。
其基本工作原理是,当市电正常时,由市电供电,同时市电通过整流器整流为直流,给蓄电池充电,可保证蓄电池的电量充足。
一旦市电异常乃至停电,即由蓄电池自动代替整流器向逆变器供电,蓄电池的直流电经逆变器变换为恒频恒压交流电继续向负载供电,因此从负载侧看,供电不受市电停电的影响。
UPS电源应包括交流输入滤波电路及整流电路、蓄电池充电回路、PWM逆变器、各种保护线路、交流市电供电与UPS逆变器供电之间的自动切换装置、控制电路等。
图1 UPS结构原理图二、典型UPS电源总电路设计电路原理图如图2所示,主要由市电供电及稳压调整电路、逆变电路等组成,这里着重介绍稳压调整电路和逆变电路。
图2 UPS总电路设计图三、部分单元电路设计3.1 稳压调整电路接通开关S1,电池的24V电压经R12,VT2使12V稳压管VDZ3击穿,VT2饱和导通,VT1的基极电压稳定为12V。
电池电压经VT1调整后为11.5V,作为SG3524的工作电压,从其16脚输出稳定的5V电压作为运放比较器的基准电压。
220V的交流输入电压通过接插件JK4的5、6和R45输入到由VD11~VD14桥式整流电路(下文将会对桥试整流电路作出介绍),经其整流使光电耦合器PC中发光二极管发光,发光强度随市电电压而变化。
A点为市电压的取样电压,分别加到电压比较器A1、A3、A4的同向相输入端,经其与VT6、VT5、VT4控制的继电器K1、K2、K3的切换,使不间断电源输出的交流电压保持稳定,实现市电和逆变器供电的转换。
3.2 充电器电路典型充电装置如下图所示:(作分离专用充电器)图3 二极管整流器加斩波型充电装置在图2总设计电路图中220V的交流输入电压通过变压器T的二次线圈N2变压后,经过接插件JK3的1、2输入到由VD50~VD53的桥式整流电路,经其整流,由LM317、VD23再经插件JK3的3、4给蓄电池充电。
3.3 整流电路220V交流电源输入,经过整流电路将电压转换成直流给蓄电池充电。
采用升压斩波方式,电路如图4所示,这是一种能够抑制输入高次谐波干扰及改善功率因子的电路,采用PWM控制方式,由SG3524的管脚1跟踪控制,采用这种控制方式,能使输入电流为正弦波,而输入功率因子接近于1.由图可知,经二极管整流桥整流成直流。
VT导通时,电路C放电,电感L储存能量,VT关断后,电感释放能量,给电容充电及给负载提供能量。
图4 升压斩波电路3.4、逆变器及逆变电路3.4.1 逆变器采用正弦波PWM 逆变器方式图5所示为正弦波逆变器电路。
控制方式采用三角波PWM 方式,但UPS 负载一般为电容输入型,因输出电流峰值高,使输出电压波形畸变,为此要采取相应措施。
目前采取措施是通过提高载波频率,加快控制响应,并应用瞬时波形控制方式使输出电压接近正弦波。
图1中直流侧经逆变器后,再接变压器二次侧线圈N 3由变压器一次侧线圈N 1并上电容后输出。
3.4.2 逆变电路SG3524为逆变器的核心电路如图6所示:逆变频率由R 18和C 21以及SG3524片内振荡器决定。
SG3524的11和14脚的驱动输出由9图5 正弦波逆变器电路脚的高电位决定。
逆变电路工作后,在N2感应出和逆变输出成正比的电压,经VD22和VD2整流,C9滤波,回馈回SG3524的1脚,作为比较电压同2脚的基准电压进行比较,改变11和14脚输出波形的占空比,使逆变器输出的电压稳定在220V。
逆变原理分析:MOSFET的G极触发脉冲由SG3524的11,14脚提供。
T1,T4同时触发,T2,T3同时触发。
当T1,T4触发时,交流输出电压上正下负;T2,T3触发时,交流输出电压上负下正。
当T1,T4关断后,由于有电感存在,电流通过VD2,VD3续流,当T2,T3关断后,由VD1,VD4来实现续流。
电路中的电容C和电感L不仅能限制电压、电流的跃变,还能为阻感负载提供无功能量。
SG3524的基准源属于常规串联式直流稳压电源,它由集成块内部的谐波发生器,PWM比较器等组件向外提供5V的工作电压。
由振荡器先产生0.6V~3.5V的锯齿波电压Vj,再变换成矩形波电压,送至触发器、或非门,并由管脚3输出。
图6 SG3524逆变电路SG3524的工作原理:开关电源输出电压经取样处理后送至放大器的反向输入端,与基准电压比较后,将产生的误差电压送到PWM 比较器的一个输入端,另一端接至锯齿波发生器,由此可控制PWM 的脉宽调制信号,最后依次通过或非门HF1,HF2功率放大器VQ1,VQ2输出。
3.5 UPS电源的切换开关UPS的切换开关是控制UPS电源和旁路电源供电的一种交流开关,根据负载对断电时间的要求,切换开关有半导体开关、机械开关和混合开关。
UPS开关组成方式有多种,图7就是一种切换开关,它是控制UPS电源在由市电供电的后备工作状态和由UPS电源本身的逆变器对负载供电之间进行相互转换的一种开关。
根据需要可进行自动或手动转换。
图7 切换开关如图8所示,这是UPS——1000不间断电源的市电供电/逆变器供电转换控制电路实例。
其中组件A1和VT9组成具有滞后特性的电压比较器,市电电压检测控制信号U20被送到电压比较器的A1的同相输入端。
+12V电源及电阻R91和R92组成一个电阻分压器。
比较器的反向输入端被连接到这个点需分压器R91和R92的中点。
当UPS 电源处于逆变器工作状态时,由于此时外界电压为零,所以控制电压这时也为零,此时比较器的反相输入端电压高于同相端的电压,故在比较器A1的输出端将送出一个0V的低电平,这个低电平被直接馈送到晶体管VT9的基极,故晶体管VT9处于截止状态。
这时转换控制继电器K将处于释放状态,市电工作指示灯LED将熄灭。
图8市电供电/逆变器供电转换控制电路当UPS电源处于由市电供电或市电电压高于180V时,直流电压控制信号U20将被送到上述具有滞后特性的电压比较器A1的同相端上。
当UPS不间断电源从市电中断转变到市电恢复正常供电,或市电电压重新上升到高于180V的前一时刻,由于晶体管VT9原来处于截止状态,所以此时电压比较器A1反相端的参考基准电压仅仅取决于电源电压12V经过由电阻R93、R91并联阻值与电阻R92所形成的一个带女足分压器的中点电压。
线路设计时,已保证党市电电压高于180V时,市电电压检测信号U20的幅值大于参考基准电压U22。
这时电压比较器A1的同相端电位高于反相端电位,故电压比较器A1将输出一高电平(12V)。
由于这高电平被直接馈送到晶体管VT9的基极,故晶体管VT9集电极上的市电供电发光二极管LED指示灯发亮,而且转换控制继电器K将从释放状态转变为吸合状态,从而实现从逆变器供电到市电之间的自动切换。
3.6、保护电路3.6.1 逆变过流保护当发生逆变过流时,U4的4脚电压将有所升高,U4的4脚电压升高将使U4的PWM脉冲变窄,逆变输出电压下降;当超载非常严重时,U4将关闭其PWM脉冲输出,逆变器停止工作。
U2B输出为低电平,报警电路开始工作。
3.6.2 逆变过压保护当发生逆变输出过压时,U4的1脚电压升高,U4的PWM脉冲变窄,输出电压变低,以稳定输出电压。
当由于某种原因,输出电压过高时,稳压管VD40将击穿,使U4的1脚电压高于2脚电压,逆变器停止工作,报警电路开始工作。
3.6.3 电池电压过低保护在逆变状态,当电池放电到端电压接近保护值时U2C输出低电平,使U3的2、6脚电压下降到2V左右,使蜂鸣器常鸣,当电池电压再下降时,U2D将输出低电平,使U4的10脚为高电平而关断逆变器输出。
四、UPS电源性能特点简单介绍4.1 提高供电品质通过输入输出双重隔离以及双变换工作模式,使其输出成为稳压稳频的标准正弦波波形。
不受其输入电源变化的影响。
4.2 市电掉电保护若输入电源断电,UPS由电力系统自备的直流屏供电(DC110/220V),负载供电无中断。
4.3 提高噪声抑制由于使用隔离变压器和交---直---交变换方式,输入电源中的杂波被有效地滤除,使负载能得到干净的电源。
4.4 内部安装逆止二极管UPS的直流输入侧与直流母线之间通过逆止二极管相连,可防止直流母线电压比直流输入侧电压高而向直流屏反灌,起到保护直流屏的作用。
4.5 交流母线与直流母线隔离完全屏蔽了交流母线与直流母线之间的互相影响。
4.6 延时软启动功能具有完备的延时软启动功能,能大大减小系统启动过程中对设备和电网的冲击。
4.7 告警和保护功能具有多种告警方式,可通过声、光、LCD、输入输出接点以及通讯传输方式对当前发生的告警进行及时、准确和详细的提示,在提高系统可靠性的同时,帮助维护人员准确快速地定位及排除故障。
无源故障接点:“逆变故障、旁路异常、直流异常”AC220V/1A 常开触点..4.8 保护功能具有输入接反保护、输入欠压保护、输入过压保护、输出超载保护、输出短路保护、过热保五、课程设计总结及心得体会电力电子技术是一种应用于电力领域的电子技术。
具体的说,是一门利用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。
电力电子技术主要用于电力变换,而电力变换常分为四大类:交流变交流、直流变交、直流变直流、交流变交流。
交流变直流叫整流,直流变交流为逆变。
具体来讲,变流技术则是电力电子技术的核心。
电力电子技术的应用范围十分广泛,其中UPS不间断电源就是它的一个重要应用。