基于ARM的在线式UPS电源的研究与实现
发布时间：2021-02-26 13:43
UPS（Uninterrupted Power Supply）是一种电力设备,广泛地应用于军事、航空航天、医疗、证券、银行等众多领域,当电网出现故障断电时,UPS电源将蓄电池组存储的能量通过逆变电路进行变换为直流电压,为这些重要负载进行供电,并且UPS输出电压波形质量好,也具有改善电力质量的功能。因此设计和开发在线式UPS电源,满足各行业对于UPS的需求具有重要的现实意义。本文介绍了基于ARM的在线式UPS电源的研究与实现,分析了基于ARM的在线式UPS电源的主电路、控制电路硬件、控制软件流程,并对UPS的数字控制技术进行了仿真实验,试制了一台工程样机。首先介绍了UPS电源的主电路设计方案,包括倍压整流电路、市电输入PFC电路、半桥逆变电路、蓄电池推挽逆变电路、蓄电池充电电路及输出电路,分析了主电路的工作原理,并对重要器件参数的设计选型进行了阐述。其次,设计了UPS电源的控制电路,包括ARM控制器电路、AD采样及信号接口电路、开关量输入及继电器输出电路、通信接口电路、零相线检测电路等功能电路;同时对UPS电源的主要软件功能模块的实现进行了描述,并给出了UPS电源应用软件的主要流程框图。...
【文章来源】：武汉工程大学湖北省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 本课题研究的背景及意义
1.2 UPS电源发展历程及其产品分类
1.3 UPS电源研究现状及其发展方向
1.4 本文主要工作及内容
第2章 UPS电源的主电路设计
2.1 UPS电源的主电路总体结构
2.2 倍压整流电路
2.3 市电输入PFC电路
2.4 半桥逆变电路
2.5 蓄电池推挽逆变电路
2.6 蓄电池充电电路
2.7 输出电路
2.8 本章小结
第3章 UPS电源的控制电路及软件设计
3.1 UPS电源的控制电路硬件设计
3.1.1 ARM最小系统电路
3.1.2 A/D采样及信号接口电路
3.1.3 开关量输入及继电器输出电路
3.1.4 通信接口电路
3.1.5 零相线检测电路
3.2 UPS电源的控制电路软件设计
3.2.1 Keil μ Vision4集成开发环境简介
3.2.2 UPS主程序流程框图
3.2.3 半桥逆变控制软件
3.2.4 蓄电池推挽逆变控制软件
3.2.5 系统监控及通信软件
3.3 本章小结
第4章 UPS电源的半桥逆变数字控制策略分析及设计
4.1 半桥逆变器的建模
4.2 半桥逆变器的双环控制
4.2.1 电流内环设计
4.2.2 电压外环设计
4.3 半桥逆变器仿真
4.4 本章小结
第5章 UPS电源的参数验证及结果分析
5.1 输出电压实验
5.2 输入功率因数实验
5.3 负载突加突减实验
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]具有有源滤波功能的UPS电源设计[J]. 王素娥,王科磊,郝鹏飞. 电子技术应用. 2017(09)
[2]中央无线覆盖工程大功率UPS设计安装及维护[J]. 夏克芳. 广播与电视技术. 2017(06)
[3]UPS电源性能分析及应用实践研究[J]. 黄毅. 企业技术开发. 2017(05)
[4]基于嵌入式的UPS电源远程监控系统的研究[J]. 康丽杰,李慧,马媛,张晓博. 电源技术. 2016(04)
[5]三相逆变器输出直流分量的抑制[J]. 阮俊,王恒利,孙华美,黄学. 电器与能效管理技术. 2015(15)
[6]UPS电源电气测试技术与性能分析研究[J]. 侯玉芬. 电子测试. 2015(13)
[7]优化的准正弦平顶调制波PWM过调制新技术[J]. 王榕生. 电机与控制学报. 2014(06)
[8]不间断电源（UPS）及其维护[J]. 牛莺雪. 科技创新与应用. 2013(31)
[9]基于平均电流控制的双闭环改进控制策略[J]. 陈亚爱,薛颖,周京华. 电机与控制应用. 2013(10)
[10]不间断电源的调试与应用[J]. 张凯. 电源技术应用. 2013 (08)
博士论文
[1]基于三电平变换器的模块化UPS关键技术及性能研究[D]. 贲冰.燕山大学 2016
硕士论文
[1]某引信电路自动检测与故障诊断技术研究[D]. 杨文忠.南京理工大学 2016
[2]基于混合型有源电力滤波器的背景谐波抑制方案研究[D]. 孙磊.燕山大学 2016
[3]高电压锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4制备及其改性研究[D]. 李庆彪.广东工业大学 2015
[4]车载网络系统通信质量检测器设计[D]. 王伟.南京理工大学 2014
[5]基于功率下垂的UPS无内联线并联及网络控制逆变器并联研究[D]. 王小瑞.浙江大学 2014
[6]基于峰值电流模式的高频开关电源设计[D]. 万勇达.郑州大学 2013
[7]大功率软开关X光机高压直流电源[D]. 张正茂.重庆大学 2012
[8]PWM整流器在UPS系统中的应用研究[D]. 任薛蓓.武汉理工大学 2012
[9]基于变频PWM及同步技术的大功率音频放大器的设计[D]. 朴星宇.延边大学 2011
[10]基于FPGA的SPWM逆变电源控制器研究[D]. 张静.西安科技大学 2010
本文编号：3052670
【文章来源】：武汉工程大学湖北省
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 本课题研究的背景及意义
1.2 UPS电源发展历程及其产品分类
1.3 UPS电源研究现状及其发展方向
1.4 本文主要工作及内容
第2章 UPS电源的主电路设计
2.1 UPS电源的主电路总体结构
2.2 倍压整流电路
2.3 市电输入PFC电路
2.4 半桥逆变电路
2.5 蓄电池推挽逆变电路
2.6 蓄电池充电电路
2.7 输出电路
2.8 本章小结
第3章 UPS电源的控制电路及软件设计
3.1 UPS电源的控制电路硬件设计
3.1.1 ARM最小系统电路
3.1.2 A/D采样及信号接口电路
3.1.3 开关量输入及继电器输出电路
3.1.4 通信接口电路
3.1.5 零相线检测电路
3.2 UPS电源的控制电路软件设计
3.2.1 Keil μ Vision4集成开发环境简介
3.2.2 UPS主程序流程框图
3.2.3 半桥逆变控制软件
3.2.4 蓄电池推挽逆变控制软件
3.2.5 系统监控及通信软件
3.3 本章小结
第4章 UPS电源的半桥逆变数字控制策略分析及设计
4.1 半桥逆变器的建模
4.2 半桥逆变器的双环控制
4.2.1 电流内环设计
4.2.2 电压外环设计
4.3 半桥逆变器仿真
4.4 本章小结
第5章 UPS电源的参数验证及结果分析
5.1 输出电压实验
5.2 输入功率因数实验
5.3 负载突加突减实验
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]具有有源滤波功能的UPS电源设计[J]. 王素娥,王科磊,郝鹏飞. 电子技术应用. 2017(09)
[2]中央无线覆盖工程大功率UPS设计安装及维护[J]. 夏克芳. 广播与电视技术. 2017(06)
[3]UPS电源性能分析及应用实践研究[J]. 黄毅. 企业技术开发. 2017(05)
[4]基于嵌入式的UPS电源远程监控系统的研究[J]. 康丽杰,李慧,马媛,张晓博. 电源技术. 2016(04)
[5]三相逆变器输出直流分量的抑制[J]. 阮俊,王恒利,孙华美,黄学. 电器与能效管理技术. 2015(15)
[6]UPS电源电气测试技术与性能分析研究[J]. 侯玉芬. 电子测试. 2015(13)
[7]优化的准正弦平顶调制波PWM过调制新技术[J]. 王榕生. 电机与控制学报. 2014(06)
[8]不间断电源（UPS）及其维护[J]. 牛莺雪. 科技创新与应用. 2013(31)
[9]基于平均电流控制的双闭环改进控制策略[J]. 陈亚爱,薛颖,周京华. 电机与控制应用. 2013(10)
[10]不间断电源的调试与应用[J]. 张凯. 电源技术应用. 2013 (08)
博士论文
[1]基于三电平变换器的模块化UPS关键技术及性能研究[D]. 贲冰.燕山大学 2016
硕士论文
[1]某引信电路自动检测与故障诊断技术研究[D]. 杨文忠.南京理工大学 2016
[2]基于混合型有源电力滤波器的背景谐波抑制方案研究[D]. 孙磊.燕山大学 2016
[3]高电压锂离子电池正极材料LiNi0.5Mn1.5O4制备及其改性研究[D]. 李庆彪.广东工业大学 2015
[4]车载网络系统通信质量检测器设计[D]. 王伟.南京理工大学 2014
[5]基于功率下垂的UPS无内联线并联及网络控制逆变器并联研究[D]. 王小瑞.浙江大学 2014
[6]基于峰值电流模式的高频开关电源设计[D]. 万勇达.郑州大学 2013
[7]大功率软开关X光机高压直流电源[D]. 张正茂.重庆大学 2012
[8]PWM整流器在UPS系统中的应用研究[D]. 任薛蓓.武汉理工大学 2012
[9]基于变频PWM及同步技术的大功率音频放大器的设计[D]. 朴星宇.延边大学 2011
[10]基于FPGA的SPWM逆变电源控制器研究[D]. 张静.西安科技大学 2010
本文编号：3052670
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3052670.html
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