智能UPS的研究与设计——经济型后备式Word文件下载.docx

智能UPS的研究与设计——经济型后备式Word文件下载.docx

《智能UPS的研究与设计——经济型后备式Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能UPS的研究与设计——经济型后备式Word文件下载.docx（71页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

湖南工程学院应用技术学院毕业设计（论文）诚 信 承 诺 书

本人慎重承诺和声明：

所撰写的《智能UPS的研究与设计—（经济型后

备式UPS电源设计）》是在指导老师的指导下自主完成，文中所有引文或引用

数据、图表均已注解说明来源，本人愿意为由此引起的后果承担责任。

设计（论文）的研究成果归属学校所有。

学生（签名）

年 月 日

毕业设计（论文）任务书

设计（论文）题目：

智能UPS的研究与设计

姓名 李强 专业 自动化 班级 0481 学号200413110115

指导老师 赵葵银 职称 副教授 教研室主任 赵葵银 李晓秀

一、基本任务及要求：

1、了解UPS的工作原理、类型、基本控制方法、按要求设计做出合理方案选择。

2、用8051系列单片机为核心控制的在线式中功率UPS电源设计。

3、单相交流市电输入184~264V，频率50+5HZ，输入功率因数0.85。

输出功率为10KVA。

4、要求有完善的检测和保护功能（如输入的电压、电流；

输出电压、电流；

蓄电池的充放电

电流的检测，逆变器的工作情况检测，对这些情况进行保护和响应的显示报警等。

）

5、资料完整（开题报告、说明书、图纸等）

二、进度安排及完成时间：

1、第2周至第4周：

明确课题任务及要求，搜集课题所需资料，掌握资料查阅方法，了解本

课题研究现状、存在问题及研究的实际意义。

写出开题报告。

2、第5周：

了解UPS系统的功能、控制方法，比较论证方案，确定课题总体方案。

3、第6周至第7周：

主电路设计、计算与主电路元器件选型。

4、第8周：

毕业实习，撰写毕业实习报告。

5、第9周至第12周：

研究UPS控制系统设计方法以及以8051单片机为核心构成一个在线式

UPS电源的硬件设计，检测与保护电路设计等。

6、第13周至第14周：

系统软件设计，程序编写。

7、第15周：

整理资料，编写说明书、绘制图纸、准备答辩。

8、第16周：

答辩.

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第1章 UPS概论 1

1.1概述 1

1.2UPS的发展 1

1.3UPS的特点和分类 2

1.3.1UPS的特点 2

1.3.2UPS的分类 3

1.4选题的意义 4

1.5本课题的主要任务和基本参数 4

第2章 总体方案的设计及设计的指导思想 5

2.1总体方案的确定和设计 5

2.2主体硬件电路的设计及指导思想 5

2.3主体软件控制部分的设计思路 6

第3章 主体硬件电路各个单元电路的设计 7

3.1低通滤波电路的设计 7

3.2功率因数校正电路的设计 7

3.3充电电路设计 12

3.4UPS蓄电池组的选择与使用 13

3.5逆变电路的工作原理与设计 15

3.5.1逆变器概述 15

3.5.2逆变主电路的设计 16

3.5.3交流滤波器的设置 17

3.6静止开关的设计 18

3.7保护报警电路的设计 20

3.8辅助电源的设计 22

3.8.1开机电路 22

3.8.2辅助电源电路 23

第4章 基于8051单片机的应用监测系统设计 24

4.1以8051为核心的单片机应用系统总体设计方案的确定 24

4.2单片机系统硬件部分设计 24

4.2.1单片机的选择 25

4.2.28051CPU与数/模转换器接口电路设计 26

4.2.38051CPU与模/数转换器接口电路设计 27

4.2.4锁相电路（相位跟踪） 27

4.2.5显示电路的设计 28

4.2.6工作电源设计 28

4.3单片机应用系统软件的设计 28

4.4系统所需各模块确定及总体规划 28

4.4.1模块划定 29

4.4.2系统整体规划 29

4.5系统各模块设计 29

4.5.1系统主程序模块的设计 29

4.5.2中断子程序模块的设计 31

4.5.3显示处理子程序模块的设计 33

4.5.4键盘处理子程序模块的设计 34

4.4.5电压、电流的标度转换子程序设计 35

4.4.6监控子程序模块 38

4.4.7状态判断模块和越限报警子程序的设计 46

4.4.8源程序的调试 49

结束语 50

参考文献 51

致谢 52

附录 53

附录A、功率因数校正电路图 53

附录B、保护报警电路图 54

附录C、开机电路及辅助电源电路 55

附录D、微处理器8051接线总图 56

湖南工程学院应用技术学院毕业设计（智能UPS的研究与设计）

智能UPS的研究与设计—（经济型后备式UPS电源设计）

摘要：

UPS是不间断电源的简称，是以逆变器为主要组成部分的静止型恒压恒频电力电子装置，具有保证电压频率稳定，改进电网质量，防止由于波形畸变、高频噪音以及瞬时停电给用户造成的危害等功能。

按照供电方式UPS可以分为后备式和在线式两种。

本课题设计中主要研究后备式，它具有电路简单，经济实用的特点。

随着不间断电源技术的发展，现代UPS越来越趋向智能化，在本课题选择采用

8051单片机作为微机控制器来加以实现，即完成一个智能化的后备式UPS电源的设计。

关键词:

UPS；

不间断电源；

后备式；

智能化的后备式UPS；

8051单片机

-I-

DesignAndResearhoftheIntelligentOff-LineUPS

Abstract:

UPSistheabbreviationofuninterruptablepowersuply.Itisastaticelectronicdevicewithconsistentvoltageandfrequencewhileitsgeneralpartisananti-changedevice.Ithasalotoffunctionssuchaskeepingthefrequenceofthevoltage,improvingthequalityofthepowernet,preventingthedamageswhichareraisedbywavechanging、highfrequence

noise、suddenpowercutandsoon.

UPScanbedevidedintotwocategoriesasonlineandoff-line.Istudiedtheoff-lineoneinmythesis.Ithasthefeaturessuchasasimplecircuitandaniceusewithlowcost.

Asthedevelopmentofuninterruptablepowersuplytechnology,themodernUPShasbeenmoreandmoreintelligent.Ichosetousethe8051single-chipcomputerasthemicro-controllerinthethesis.Thatistoaccomplishaintelligentoff-lineUPS.

Keywords:

UPS;

uninterruptablepowersuply;

off-line;

intelligentoff-lineUPS;

8051single-chipcomputer

-II-

第1章 UPS概论

1.1概述

UPS（不间断电源）是以逆变器为主要组成部分的静止型恒压恒频电力电子装置，具有保证电压频率稳定，改进电网质量，防止由于波形畸变、高频噪音以及瞬时停电给用户造成的危害等功能。

当今时代，计算机技术迅速发展，计算机被广泛地应用到电力、通信、银行、化工、军事等各行各业。

尤其是计算机网络和电信网络有机的结合在一起的第三代互联网的兴起，其必将承担起向国民经济各个重要领域提供全年不间断的高可靠、高安全度和高速的信息资源服务。

这些网络数据交换中心必须提供尽可能大的数据吞吐量，必须具有足够的带宽传输性，以便向终端用户提供高速、高效的互联网信息增殖服务。

要求网络数据交换中心在执行数据的处理、存储和运输的过程中，其误码率应该尽可能低，以便向终端用户提供连续和准确无误的信息资源。

而现代工业的发展使供电网络的负载越来越复杂，特别是大型用电负载的启动和停止，大型可控电力电子设备的应用以及网络内部噪声会使交流正弦波发生畸变。

另外，自然界的雷电，电网的接地不良等因素均影响到电网的供电质量。

由于以上因素的影响，可能会导致接在电网上的计算机设备，包括通信、医疗等精密的工业仪器设备发生失控、丢失数据、停机、损坏等严重后果，直接影响到用户的正常工作，造成经济损失或其他严重事故。

如何解决这些市电问题，正是UPS（UninterruptiblePower

Supply）不间断电源的责任所在。

UPS不仅具有输出电源的不间断性，同时还具有输出电压稳定、精度高、工作频率稳定、波形纯净等特点。

大量运行实践表明，UPS供电系统提供的逆变器电源的质量高低是影响互联网能否向广大用户提供高