一種基于mr16單片機(jī)的全數(shù)字化ups電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于MR16單片機(jī)的全數(shù)字化UPS電路，包括系統(tǒng)主電路和直流電壓采樣電路，所述系統(tǒng)主電路包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第一電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第一三極管、第二三極管、第三三極管、第四三極管、第一穩(wěn)壓二極管、第二穩(wěn)壓二極管、第三穩(wěn)壓二極管、第四穩(wěn)壓二極管、變壓器和電感。本實(shí)用新型一種基于MR16單片機(jī)的全數(shù)字化UPS電路，蓄電池組電壓經(jīng)全橋逆變電路逆變，再經(jīng)工頻變壓器升壓和濾波后輸出，逆變器的輸出電壓經(jīng)單片機(jī)采樣及處理后，輸出SPWM控制信號(hào)，控制切換電路完成電網(wǎng)電壓與逆變器電壓的相互切換，采用該電路的UPS穩(wěn)定工作，切換時(shí)間短,各項(xiàng)性能指標(biāo)均已達(dá)到UPS設(shè)計(jì)要求。
【專利說(shuō)明】—種基于MR16單片機(jī)的全數(shù)字化UPS電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種UPS電路，尤其涉及一種基于MR16單片機(jī)的全數(shù)字化UPS電路。
【背景技術(shù)】
[0002]不間斷電源，是一種儲(chǔ)能裝置，以逆變器為主要組成部分的恒壓恒頻的不間斷電源，當(dāng)事故停電時(shí)，UPS立即將機(jī)內(nèi)電池的電能，通過逆變轉(zhuǎn)換的方法向負(fù)載繼續(xù)供應(yīng)交流電，現(xiàn)如今大多數(shù)UPS電路仍然采用傳統(tǒng)的由各種阻容元件組成控制電路，當(dāng)其中任何一個(gè)阻容元件發(fā)生故障的時(shí)候都會(huì)使UPS電路不能夠正常工作，可能會(huì)使UPS的工作不穩(wěn)定和切換時(shí)間緩慢。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種基于MR16單片機(jī)的全數(shù)字化UPS電路。
[0004]本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0005]一種基于MR16單片機(jī)的全數(shù)字化UPS電路，包括系統(tǒng)主電路和直流電壓采樣電路，所述系統(tǒng)主電路包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第一電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第一三極管、第二三極管、第三三極管、第四三極管、第一穩(wěn)壓二極管、第二穩(wěn)壓二極管、第三穩(wěn)壓二極管、第四穩(wěn)壓二極管、變壓器和電感，所述第二開關(guān)的第一端與蓄電池組的正極連接，所述第二開關(guān)的第二端分別與所述第一開關(guān)的第一端和所述第一電阻的第一端連接，所述第一電阻的第二端分別與所述第一開關(guān)的第二端、所述第一電容的第一端、所述第二電容的第一端、所述第一三極管的集電極和所述第二三極管的集電極連接，所述第一電容的第二端分別與蓄電池組的負(fù)極、所述第二電容的第二端、所述第三三極管的發(fā)射極和所述第四三極管的發(fā)射極連接，所述第一三極管的發(fā)射極分別與所述第二三極管的集電極和所述變壓器的一次繞組的第一端連接，所述第二三極管的發(fā)射極分別與所述第四三極管的集電極和所述變壓器的一次繞組的第二端連接，所述變壓器的二次繞組的第一端與所述電感的第一端連接，所述電感的第二端分別與所述第三電容的第一端、所述第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極和所述第二穩(wěn)壓二極管的正極連接，所述變壓器的二次繞組的第二端分別與所述第三電感的第二端、電壓正極輸入端和所述系統(tǒng)主電路的正極輸出端連接，所述第一穩(wěn)壓二極管的正極分別與所述第二穩(wěn)壓二極管的負(fù)極、電壓負(fù)極輸入端、所述第三穩(wěn)壓二極管的負(fù)極和所述第四穩(wěn)壓二極管的正極連接，所述第三穩(wěn)壓二極管的正極分別與所述第四穩(wěn)壓二極管的負(fù)極和所述系統(tǒng)主電路的負(fù)極輸出端連接。
[0006]具體地，所述直流電壓采樣電路包括第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、二極管、第一光耦合器、第二光耦合器、第四電容、第五電容、第一放大器、第二放大器和單片機(jī)接口，所述第二電阻的第一端與蓄電池組正極連接，所述第二電阻的第二端分別與所述二極管的負(fù)極和所述第一光耦合器的第一輸入端連接，所述第三電阻的第二端分別與所述二極管的正極和所述第一光耦合器的第二輸入端，所述第一光耦合器的第一輸出端接電壓，所述第一光耦合器的第二輸出端分別與所述第四電阻的第一端和所述第一放大器的正相輸入端連接，所述第四電阻的第二端接地，所述第一放大器的反相輸入端分別與所述第四電容的第一端和所述第五電阻的第一端連接，所述第四電容的第二端分別與所述第一放大器的輸出端和所述第二光耦合器的第一輸入端連接，所述第二光耦合器的第二輸入端分別與所述第八電阻的第一端和所述第六電阻的第一端連接，所述第六電阻的第二端接地，所述第二光耦合器的第一輸出端接電壓，所述第二光耦合器的第二輸出端分別與所述第五電阻的第二端和所述第七電阻的第一端連接，所述第七電阻的第二端接地，所述第八電阻的第二端與所述第二放大器的正相輸入端連接，所述第二放大器的反相輸入端分別與所述第二放大器的輸出端和所述第九電阻的第一端連接，所述第九電阻的第二端分別與所述第五電容的第一端和所述單片機(jī)接口連接，所述第五電容的第二端接地。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0008]本實(shí)用新型一種基于MR16單片機(jī)的全數(shù)字化UPS電路，蓄電池組電壓經(jīng)全橋逆變電路逆變，再經(jīng)工頻變壓器升壓和濾波后輸出，逆變電壓或電網(wǎng)電壓通過切換開關(guān)向負(fù)載供電，逆變器的輸出電壓經(jīng)交流電壓傳感器反饋給單片機(jī)接口，經(jīng)單片機(jī)采樣及閉環(huán)控制運(yùn)算，獲得相應(yīng)的SPWM控制信號(hào)輸出，該單片機(jī)同時(shí)完成對(duì)電網(wǎng)電壓的采樣以判斷電網(wǎng)故障與否，根據(jù)判斷再控制切換電路完成電網(wǎng)電壓與逆變器電壓的相互切換，采用該電路的UPS穩(wěn)定工作，切換時(shí)間短。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型一種基于MR16單片機(jī)的全數(shù)字化UPS電路的系統(tǒng)主電路的電路圖；
[0010]圖2是本實(shí)用新型一種基于MR16單片機(jī)的全數(shù)字化UPS電路的直流電壓采樣電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0012]如圖1所示，本實(shí)用新型一種基于MR16單片機(jī)的全數(shù)字化UPS電路，包括系統(tǒng)主電路和直流電壓米樣電路，系統(tǒng)主電路包括第一開關(guān)K1、第二開關(guān)K2、第一電阻R1、第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第一三極管VT1、第二三極管VT2、第三三極管VT3、第四三極管VT4、第一穩(wěn)壓二極管ZD1、第二穩(wěn)壓二極管ZD2、第三穩(wěn)壓二極管ZD3、第四穩(wěn)壓二極管ZD4、變壓器T和電感L，第二開關(guān)K2的第一端與蓄電池組的正極連接，第二開關(guān)K2的第二端分別與第一開關(guān)K1的第一端和第一電阻R1的第一端連接，第一電阻R1的第二端分別與第一開關(guān)K1的第二端、第一電容C1的第一端、第二電容C2的第一端、第一三極管VT1的集電極和第二三極管VT2的集電極連接，第一電容C1的第二端分別與蓄電池組的負(fù)極、第二電容C2的第二端、第三三極管VT3的發(fā)射極和第四三極管VT4的發(fā)射極連接，第一三極管VT1的發(fā)射極分別與第二三極管VT2的集電極和變壓器T的一次繞組的第一端連接，第二三極管VT2的發(fā)射極分別與第四三極管VT4的集電極和變壓器T的一次繞組的第二端連接，變壓器τ的二次繞組的第一端與電感L的第一端連接，電感L的第二端分別與第三電容C3的第一端、第一穩(wěn)壓二極管ZD1的負(fù)極和第二穩(wěn)壓二極管ZD2的正極連接，變壓器Τ的二次繞組的第二端分別與第三電感L的第二端、電壓正極輸入端和系統(tǒng)主電路的正極輸出端連接，第一穩(wěn)壓二極管ZD1的正極分別與第二穩(wěn)壓二極管ZD2的負(fù)極、電壓負(fù)極輸入端、第三穩(wěn)壓二極管ZD3的負(fù)極和第四穩(wěn)壓二極管ZD4的正極連接，第三穩(wěn)壓二極管ZD3的正極分別與第四穩(wěn)壓二極管ZD4的負(fù)極和系統(tǒng)主電路的負(fù)極輸出端連接。
[0013]如圖2所示，直流電壓采樣電路包括第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、二極管D、第一光耦合器0C1、第二光稱合器0C2、第四電容C4、第五電容C5、第一放大器Α1、第二放大器Α2和單片機(jī)接口AD，第二電阻R2的第一端與蓄電池組正極連接，第二電阻R2的第二端分別與二極管D的負(fù)極和第一光耦合器0C1的第一輸入端連接，第三電阻R3的第二端分別與二極管D的正極和第一光稱合器0C1的第二輸入端,第一光稱合器0C1的第一輸出端接電壓,第一光稱合器0C1的第二輸出端分別與第四電阻R4的第一端和第一放大器Α1的正相輸入端連接，第四電阻R4的第二端接地，第一放大器Α1的反相輸入端分別與第四電容C4的第一端和第五電阻R5的第一端連接，第四電容C4的第二端分別與第一放大器Α1的輸出端和第二光f禹合器0C2的第一輸入端連接,第二光稱合器0C2的第二輸入端分別與第八電阻R8的第一端和第六電阻R6的第一端連接，第六電阻R6的第二端接地,第二光稱合器0C2的第一輸出端接電壓，第二光稱合器0C2的第二輸出端分別與第五電阻R5的第二端和第七電阻R7的第一端連接，第七電阻R7的第二端接地，第八電阻R8的第二端與第二放大器A2的正相輸入端連接，第二放大器A2的反相輸入端分別與第二放大器A2的輸出端和第九電阻R9的第一端連接，第九電阻R9的第二端分別與第五電容C5的第一端和單片機(jī)接口 AD連接，第五電容C5的第二端接地。
[0014]本實(shí)用新型一種基于MR16單片機(jī)的全數(shù)字化UPS電路的工作原理如下所示:
[0015]在蓄電池組和濾波電容之間設(shè)計(jì)了由第一電阻R1和第一開關(guān)K1組成的合閘軟啟動(dòng)電路，是為了防止在開機(jī)瞬間蓄電池組對(duì)第一電容C1充電所產(chǎn)生的沖擊電流而設(shè)的。第一開關(guān)K1由單片機(jī)控制，通常單片機(jī)在復(fù)位后延時(shí)一段時(shí)間，檢測(cè)直流母線電壓達(dá)到一定值后，再使第一開關(guān)K1吸合，短接第一電阻R1，完成合閘軟啟動(dòng)。為了保護(hù)蓄電池組，防止過度放電，需要對(duì)直流側(cè)電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。直流側(cè)電壓的采樣電路有多種形式，為了提高系統(tǒng)的可靠性，最好對(duì)主電路和控制電路進(jìn)行電隔離。本系統(tǒng)對(duì)直流側(cè)電壓的采樣，為了使主電路和控制電路隔離，并且不增加控制電路的難度和復(fù)雜度，本實(shí)用新型采用了雙光耦隔離的采樣電路，直流電壓經(jīng)過光耦隔離降壓后輸入到單片機(jī)接口 AD，實(shí)現(xiàn)高精度的直流電壓隔離采樣。
【權(quán)利要求】
1.一種基于MR16單片機(jī)的全數(shù)字化UPS電路，其特征在于:包括系統(tǒng)主電路和直流電壓米樣電路，所述系統(tǒng)主電路包括第一開關(guān)、第二開關(guān)、第一電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第一三極管、第二三極管、第三三極管、第四三極管、第一穩(wěn)壓二極管、第二穩(wěn)壓二極管、第三穩(wěn)壓二極管、第四穩(wěn)壓二極管、變壓器和電感，所述第二開關(guān)的第一端與蓄電池組的正極連接，所述第二開關(guān)的第二端分別與所述第一開關(guān)的第一端和所述第一電阻的第一端連接，所述第一電阻的第二端分別與所述第一開關(guān)的第二端、所述第一電容的第一端、所述第二電容的第一端、所述第一三極管的集電極和所述第二三極管的集電極連接，所述第一電容的第二端分別與蓄電池組的負(fù)極、所述第二電容的第二端、所述第三三極管的發(fā)射極和所述第四三極管的發(fā)射極連接，所述第一三極管的發(fā)射極分別與所述第二三極管的集電極和所述變壓器的一次繞組的第一端連接，所述第二三極管的發(fā)射極分別與所述第四三極管的集電極和所述變壓器的一次繞組的第二端連接，所述變壓器的二次繞組的第一端與所述電感的第一端連接，所述電感的第二端分別與所述第三電容的第一端、所述第一穩(wěn)壓二極管的負(fù)極和所述第二穩(wěn)壓二極管的正極連接，所述變壓器的二次繞組的第二端分別與所述第三電感的第二端、電壓正極輸入端和所述系統(tǒng)主電路的正極輸出端連接，所述第一穩(wěn)壓二極管的正極分別與所述第二穩(wěn)壓二極管的負(fù)極、電壓負(fù)極輸入端、所述第三穩(wěn)壓二極管的負(fù)極和所述第四穩(wěn)壓二極管的正極連接，所述第三穩(wěn)壓二極管的正極分別與所述第四穩(wěn)壓二極管的負(fù)極和所述系統(tǒng)主電路的負(fù)極輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于MR16單片機(jī)的全數(shù)字化UPS電路，其特征在于:所述直流電壓采樣電路包括第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、二極管、第一光稱合器、第二光稱合器、第四電容、第五電容、第一放大器、第二放大器和單片機(jī)接口，所述第二電阻的第一端與蓄電池組正極連接，所述第二電阻的第二端分別與所述二極管的負(fù)極和所述第一光耦合器的第一輸入端連接，所述第三電阻的第二端分別與所述二極管的正極和所述第一光耦合器的第二輸入端，所述第一光耦合器的第一輸出端接電壓，所述第一光耦合器的第二輸出端分別與所述第四電阻的第一端和所述第一放大器的正相輸入端連接，所述第四電阻的第二端接地，所述第一放大器的反相輸入端分別與所述第四電容的第一端和所述第五電阻的第一端連接，所述第四電容的第二端分別與所述第一放大器的輸出端和所述第二光耦合器的第一輸入端連接，所述第二光耦合器的第二輸入端分別與所述第八電阻的第一端和所述第六電阻的第一端連接，所述第六電阻的第二端接地，所述第二光耦合器的第一輸出端接電壓，所述第二光耦合器的第二輸出端分別與所述第五電阻的第二端和所述第七電阻的第一端連接，所述第七電阻的第二端接地，所述第八電阻的第二端與所述第二放大器的正相輸入端連接，所述第二放大器的反相輸入端分別與所述第二放大器的輸出端和所述第九電阻的第一端連接，所述第九電阻的第二端分別與所述第五電容的第一端和所述單片機(jī)接口連接，所述第五電容的第二端接地。
【文檔編號(hào)】H02J9/06GK203491779SQ201320637538
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月16日
【發(fā)明者】靖新宇 申請(qǐng)人:成都昊地科技有限責(zé)任公司