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，2000
2．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，2001.10
3．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S
1，电池的24V电压经R
12
，VT
2
使12V稳压管VD
Z3
击穿，
VT
2饱和导通，VT
1
的基极电压稳定为12V。电池电压经VT
1
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JK
4的5、6和R
45
输入到由
VD
11～VD
14
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A
1、A
3
、A
4
的
同向相输入端，经其与VT
6、VT
5
、VT
4
控制的继电器K
1
、K
2
、K
3
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N
2变压后，经过接插件JK
3
的1、2输入到由VD
50
～VD
53
的桥
式整流电路，经其整流，由LM317、VD
23再经插件JK
3
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
