采用PIC單片機(jī)如何設(shè)計(jì)UPS電源的？

在通訊、電力領(lǐng)域，要求的直流電源系統(tǒng)輸出的電流電壓各不相同。對(duì)于大容量電源系統(tǒng)，往往采用多個(gè)同一電壓等級(jí)的小容量電源模塊并聯(lián)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，但如果并聯(lián)的電源模塊太多，就不利于均流和可靠性，因此用戶(hù)迫切要求大容量電源模塊的出現(xiàn)，基于這種背景作者開(kāi)發(fā)了大容量開(kāi)關(guān)電源。 目前的大容量開(kāi)關(guān)電源一般是由主電路、控制電路組成，而智能化開(kāi)關(guān)電源，往往還有微機(jī)構(gòu)成的數(shù)控系統(tǒng)--在實(shí)現(xiàn)智能化功能的同時(shí)，還對(duì)開(kāi)關(guān)電源的一些關(guān)鍵參數(shù)及各種故障信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)傳送給上位機(jī)，同時(shí)上位機(jī)的一些控制量也可通過(guò)微機(jī)系統(tǒng)對(duì)開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓、電流進(jìn)行控制，采用PIC單片機(jī)作為開(kāi)關(guān)電源智能化的核心引導(dǎo)控制電路和主電路進(jìn)行工作。

UPS電源又稱(chēng)不間斷電源，或后備電源，即電網(wǎng)供電突然停止時(shí)，UPS電源會(huì)自動(dòng)給設(shè)備需要的部件供電。

圖3電路的特點(diǎn)：電網(wǎng)有電時(shí)，該電路給PIC單片機(jī)提供+5V電源;停電時(shí)，由電池(+9V)自動(dòng)給電路供電，PIC單片機(jī)仍有+5V電源;停電時(shí)，電路自動(dòng)進(jìn)行切換(不用繼電器)，完成后備供電。

電路工作原理 有交流電時(shí)，電源220V經(jīng)變壓器B降壓、D1～D4整流、C1濾波。整流后的電壓經(jīng)二極管D5后分成兩路，一路通過(guò)TR1到IC1，完成穩(wěn)壓輸出+5V電壓，供PIC單片機(jī)所需的電源。另一路通過(guò)R1對(duì)鎳鎘電池9V進(jìn)行充電，充電電流選擇約40mA。如果停電，電解電容器C1放電為0V，這時(shí)，電池通過(guò)D6、TR1到IC1向電路供電，使輸出端仍有+5V電壓，完成后備電源的功能。

二極管D5起隔離作用，使停電時(shí)，阻止電池電流流向整流橋。穩(wěn)壓管D7(5.6V)的作用，是防止電池E(+9V)過(guò)放電，即當(dāng)電池放電下降到約6V時(shí)，因D7作用，TR1截止，電池放電停止。所以該電路的設(shè)計(jì)是完全符合電路各方面要求的。

UPS(Uninterruptible Power System/Uninterruptible Power Supply)，即不間斷電源，是向用 戶(hù)的關(guān)鍵設(shè)備(如：互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心、民航和鐵路售票系統(tǒng)、大規(guī)模集成電路的流水生產(chǎn)線等)提 供高質(zhì)量的無(wú)時(shí)間中斷的交流電源的重要設(shè)備。因而不斷提高UPS電源的性?xún)r(jià)比已成為人們一直在 探索和研究的課題。現(xiàn)在許多單片機(jī)都具有產(chǎn)生SPWM波的功能，由于單片機(jī)電路相對(duì)簡(jiǎn)單可靠， 加上其對(duì)參數(shù)和數(shù)據(jù)處理、顯示和監(jiān)控的性能，更有利于系統(tǒng)的控制。

后備式UPS原理及實(shí)現(xiàn)，后備式UPS主要由濾波器、充電器、逆變器、變壓器及其轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等組成。其能完成對(duì)調(diào)控功能主 要包括： 1)當(dāng)市電供電正常時(shí)(市電處于175～264V)，將原來(lái)電壓變化起伏很大的市電電源經(jīng)過(guò)由低通濾 波器對(duì)來(lái)自市電電網(wǎng)的高頻干擾進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃p抑制后分兩路去控制后級(jí)的正常 運(yùn)行： ①經(jīng)充電器對(duì)位于UPS機(jī)內(nèi)的蓄電池組充電，以備一旦市電供電中斷時(shí)，有能量支持UPS的正常運(yùn) 行。 ②經(jīng)位于交流旁路供電通道上的“變壓器抽頭調(diào)壓式穩(wěn)壓電源”對(duì)電壓變化起伏較大的市電電源進(jìn) 行穩(wěn)壓處理。此時(shí)，逆變器在邏輯控制電路的調(diào)控下，一直處于停機(jī)待命狀態(tài)。 2)當(dāng)市電供電不正常時(shí)(市電低于175V或高于264V)，由機(jī)內(nèi)的逆變器電源向負(fù)載提供50Hz的 正弦波穩(wěn)壓電源。在UPS邏輯控制電路的調(diào)控下，UPS中的各關(guān)鍵部件將按下述方式 運(yùn)行： ①充電器停止工作。 ②逆變器在由蓄電池組所提供的直流能源的支持下，向外提供50Hz有效值為220V的正弦波或方波 穩(wěn)壓電源。 ③轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)在切斷交流旁路供電通道同負(fù)載之間的連接同時(shí)，將負(fù)載同逆變器電源的輸出端連接起 來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)由逆變器電源向負(fù)載供電的轉(zhuǎn)變。從性能指標(biāo)及測(cè)試結(jié)果可以看出，整個(gè)電源的各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到了很高的水準(zhǔn)，說(shuō)明設(shè)計(jì)是合理的、先進(jìn)的。