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LPC2214的在线式UPS硬件设计

发布时间:2020-06-30 20:29:36 阅读: 来源:粉碎机厂家

1 概 述 目前UPS主要发展方向有两个:一是新的功能不断加强,例如增加远程监视、自动诊断、识别、事件记录、故障警告等功能;二是自身效率的提高。采用高效率的IC芯片和新的制造工艺,使空载功耗不断地降低,功率密度进一步提高。紧凑密集的空间设计给小型电子设备的应用带来了新的解决方案。 将功能强大的嵌入式微处理器(本文选用LPC2214)系统引入UPS,可以增强UPS的功能,使其具有网络化、智能化的特性,满足许多无人职守基站的用电要求。用数字控制代替模拟控制,可以消除温漂、老化等模拟器件存在的问题;抗干扰能力强,有利于参数整定和调节;通用性强,便于通过改变程序软件方便地调整方案和实现多种新型控制策略;同时高度集成的数字电路可以减少元件数目,简化硬件结构,降低开发成本,并提高系统的可靠性。

本文引用地址: 系统硬件设计 无论市电正常与否,在线式UPS电源的逆变部分始终处于工作状态。逆变器提供稳压和调节功能,对电网供电起到“净化”作用,同时具有过载保护功能和较强的抗干扰能力,供电质量稳定可靠,在各种拓扑和配置结构的UPS类型中使用较为普遍。因此本文设计方案采用三阶转换的拓扑结构,即AC-DC-AC。2.1 系统组成及工作原理 系统结构框图如图1所示。当市电正常时,市电输入UPS经滤波、PFC后,升压到400 V直流电;再经过逆变器逆变成220 V交流电,输向负载;同时400 V直流电经过Buck降压电路降压后给电池充电。当市电断电后,电池经Boost拓扑升压电路给总线供电,然后逆变成220 V交流电。LPC2214的A/D模块采集各个点的工作信息,主控芯片对数据进行分析,依据设定的参数进行判断,作出相应的变化,并将生成的相关记录信息存储到NANDFlash中。远程接口通过网络与上位机连接,用户可以在监控中心进行相关设定和远程控制。

2.2 ARM主控模块及驱动电路 LPC2214是支持实时仿真和跟踪的16/32位ARM7TDMI-S CPU微控制器。它带有256 KB的高速Flash存储器,128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最高时钟频率下运行;拥有丰富的外围接口,如A/D转换器、PWM单元、32位定时器、向量中断控制器、串口、I2C接口等,可以简化硬件电路的设计,诸如A/D采集、PWM调制电路等;内部时钟频率可达60 MHz,A/D转换时间低至2.44μs,完全可以满足日益提高的UPS工作频率和功能要求。PFC、DC/DC、DC/AC是系统中主要的能量转换部分。DC/DC部分包括Buck电池充电电路、Boost电池升压电路。所有的PWM控制由单一的LPC2214完成。

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