脉宽调制型UPS系统

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本毕业论文的主要工作和章节安排
      第一章绪论详细阐述了为什么要研究UPS以及介绍了UPS系统功能和分类。并简单的介绍了一下UPS的现状和发展趋势。
    第二章方案论证，根据所学的知识和查得资料，进行UPS系统的总体设计，完成了系统总框图，介绍了系统的工作原理，并且对系统各部分进行选择器件等方案论证。
    第三章绍了脉宽调制型UPS系统控制模块所使用的周期补偿无差拍控制算法。
    第四章硬件设计主要对UPS系统的硬件部分进应设计，详细的介绍了系统各硬件组成部分。主要包括PWM控制器电、参数检测控制器、检测和保护电路等。
    第五章系统的软件设计主要介绍了系统的软件设计思想，并编写出各部分软件流程图和部分程序。
第六章是对整个系统进行仿真和调试
1.7结语
     不间断电源作为一种有效的后备电源和电网谐波治理装置,它的发展必将更加有力地推动信息技术的不断前进。本章综合叙述了UPS技术的分类,工作原理、发展现状、应用前景及其维护管理等,随着各种社会需求的增大和学界研究的进一步深入,各种新的拓扑结构!控制策略、监控方法和管理维护技术将不断出现,UPS也将会有更加广阔的应用前景。

第二章方案论证
2.1方案选择
     系统设计时，考虑逆变器采用高性能的数字化闭环实时反馈控制算法，以达到较高的计算精度和PWM开关频率，故采用双片高性能的准16位单片机组成的PWM波控制器和参数控制器。此外系统还包含有IGBT基极驱动器、功率逆变器、整流器、蓄电池、充电器、相频检测器、故障检测器、参数显示器、报警电路、静态开关及输出变压器等部分。
2.1.1控制芯片的选择
      根据设计要求，要选用高速度的16位单片微机作为控制器才能满足设计要求，系统中逆变控制的无差拍算法是一种实时反馈算法，而系统中随机待检测监控的参量较多，为了使系统既具有较高的控制精度和较高的PWM开关频率，又确保系统能够实时准确地检控各参量的随机值，并简化系统的结构，所以在系统设计时，采用了双片高性能准16位单片机8098分别组成两个控制器的方案。
      80年代中期毕业设计，单片机的应用进入了16位单片机的时代。Intel公司继MCS-51单片机之后，于1983年推出16位单片机8098，8098是目前MC51- 96系列常用的一种单片机，8098的HSO同MCS-51的普通输出端口(例如P1口作为输出口时)相比，具有占用CPU时间少、速度高、控制功能强、使用灵活等优点。它擅长高速控制，即既具有16位徽控制器强有力的运算功能，又具有8位微控制器接口简单的优点。8098的高速输入/输出(HSI/HSO)接口系统的设计是优于其他单片机的最具有突破性的设计。它一旦编程便无需CPU干预。HSI可对4条高速输入线(HSI. 0~HSI. 3)的8个事件的发生时间作记录，HSO可同时登记8个事件，并自动在预定时间触发这些事件。8098有5个8位I/O口，其中一个可作双工串行口，它支持同步/异步通讯方式等。这些资源和功能，为设计复杂的高速多功能多参量的控制系统，提供了较理想的机型。所以选择8098单片机组成两个控制器。
      8098片内有两个部件可产生PWM波。一是片内脉冲宽度调制输出PWM部件，它能输出周期固定、脉冲宽度可调的周期性脉冲、周期为256个状态周期(当主频为12MHz在时为60μs)，分辨率为8位。另一是片内的高速输出部件HSO，也能产生PWM信号，但它的PWM信号的周期和占空比均是可变的，且其分辨率为16位(因噪声及温度影响，实际达不到l6位)。
      8098它主要由一个寄存器算术逻辑单元RALU、232B的寄存器阵列以及一些外围子系统构成。由RALU控制的外围子系统包括以下部分：高速输入/输出口（HSI/HSO）、带有采样/保持电路的4通道10位A/D转换器、一个可供D/A转换使用的脉冲宽度调制输出（PWM）、中断控制器和等待状态产生逻辑、一个同步/异步串行口、两个16位定时器、一个监督定时器。此外，片内还设有时钟脉冲发生器。
8098采用48引脚双列直插式封装，其引脚排列如图2.1所示。