基于DSP的单相后备式UPS研究

【摘要】：在平日的工作和生活中人们对所使用的电气设备的供电质量和供电可靠性要求越来越高,也愈发离不开一款可靠性高、绿色环保、高效节能、便捷智能的UPS设备。在国家政策支持和市场硬性需求的前提下,数字化UPS电源已经成为电力电子行业的研究热点。本文针对数字化控制的单相后备式UPS进行研究,主要完成了以下内容:首先,本文依据单相后备式UPS系统要求制定了总体设计方案。其次,本文根据制定的总体方案进行了系统各部分硬件电路的设计,其中包括整流滤波电路、充电电路、升压电路、逆变电路等以及数字控制器与外围硬件电路。然后,本文中逆变系统选用的控制方式是双闭环PI控制,在设计过程中采用电压外环PI控制对电路的直流侧母线电压进行稳压控制,对电路的交流输出侧电流采用电流内环PI控制。根据本文制定的UPS总体方案技术要求,设计了内环和外环PI控制器的各个参数,并分析了开环和闭环控制系统。最后,通过Simulink仿真平台对系统主电路进行了建模仿真与分析,通过仿真结果验证了UPS电源主电路及控制策略的可行性与有效性。在理论分析和仿真的基础上,设计了一台基于DSP的单相后备式UPS样机,并对样机进行了实验测试,实验结果表明本文设计的双闭环控制系统基本达到预期目标。