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數字化控制UPS中電池電壓的檢測方法
作者：
時(shí)間：2012-03-05
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1. 引言
隨著(zhù)用電設備對電源系統可靠性要求的進(jìn)一步提高，能夠獲得持續、穩定的純凈電源的UPS得到了越來(lái)越廣泛的使用。在線(xiàn)式UPS工作原理圖如圖1(a)所示，當市電供電正常時(shí)，市電一方面經(jīng)充電器給蓄電池充電，另一方面經(jīng)整流器變成直流后送至變壓器，經(jīng)逆變器變換成高質(zhì)量的交流電供給負載；當無(wú)市電或市電供電異常時(shí)，由蓄電池通過(guò)逆變器向負載提供電能，保證負載供電不間斷，此時(shí)UPS電源將完全依靠?jì)Υ嬖谛铍姵刂械哪芰縼?lái)維持其逆變器的正常工作。因此，正確、及時(shí)地檢測出蓄電池的電壓狀態(tài)就成了UPS系統可靠運行的一個(gè)必不可少的組成部分[1,2]。
數字化控制技術(shù)在UPS中的應用日益廣泛[3]。在DSP控制的UPS中，為了提高系統可靠性，控制電路和包括蓄電池在內的主功率電路必須是隔離的，如圖1(b)所示，因此DSP必須對電池電壓進(jìn)行隔離采樣[1]。隔離可以在數字量或模擬量端口實(shí)現,結構框圖分別如圖2(a)和圖2(b)所示。
圖1 在線(xiàn)式UPS的原理框圖 (a)結構框圖 (b)電氣隔離原理框圖
2.電池電壓的檢測方法
2.1 數字量隔離
參考圖2(a)，先將電池電壓經(jīng)摸數轉換器（ADC）轉換成數字量，經(jīng)隔離后再送入DSP。這種方案中，被隔離的是只具有高低電平的數字信號，一般的高速光電耦合器即可滿(mǎn)足要求。但是由于A(yíng)DC與DSP相連的每根信號線(xiàn)都需加以隔離，并行ADC雖然可以獲得較快的傳輸速度，但并行輸出的特點(diǎn)決定了其隔離電路的復雜性，從系統的簡(jiǎn)單性考慮，宜選用串行ADC來(lái)實(shí)現。
該方案的電路實(shí)現原理框圖如圖3所示，檢測回路主要由串行模數轉換器ADC, 高速光耦和TMS320F240的同步通信接口SPI口組成，通過(guò)A/D轉換，模擬輸入量電池電壓被轉化為數字信號以適應DSP的同步通信接口SPI的傳輸要求。電池電壓的采樣是用MAXIM公司生產(chǎn)的串行A/D轉換器MAX189實(shí)現的，MAX189是+5V、低功耗的12位串行ADC，電池電壓E經(jīng)分壓后送入MA189的模擬電壓輸入引腳AIN，在SPI口的同步時(shí)鐘控制下被轉化成串行數據輸出，DSP通過(guò)讀取SPISOMI寄存器即得到采樣電壓的值。
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