智能UPS电源的研究与设计 (1).doc

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湖南工程学院毕业设计论文

毕业设计论文

题目智能UPS电源的研究与设计

（院）系电气与信息工程系

专业自动化班级学号

学生姓名

导师姓名

完成日期

湖南工程学院

毕业设计（论文）任务书

设计（论文）题目：

智能UPS的研究与设计—（在线式中功率UPS电源设计）

姓名系别电气与信息工程系专业自动化班级0001学号17

指导老师教研室主任

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8031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。

）

二、进度安排及完成时间：

1、第一周至第二周：

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。

2、第三周至第四周：

查阅相关资料，自学相关内容，了解UPS系统的功能，确定课题总体方案，分配课题任务，确定个人研究重点，做好选题报告。

3、第五周至第八周：

研究UPS控制系统设计方法以及以8031单片机为核心构成一个在线式UPS电源的硬件设计。

4、第九周至第十四周：

系统软件设计。

第十六周至第十七周：

整理资料，准备答辩。

5、答辩

智能UPS电源的研究与设计

摘要:

在线式UPS具有稳压、稳频、滤波、抗干扰等功能，广泛地应用于国民生产的各个部门，对计算机系统尤为重要。

本设计为一种基于8031CPU控制的在线式不间断电源（UPS）。

这里着重介绍了该UPS的工作原理及硬件与软件设计。

通过运用先进的电力电子技术和计算机控制技术，实现了该UPS的全数字、智能化控制。

首先介绍了UPS电源的定义。

UPS电源是随着信息技术的不断发展和计算机技术应用日益普及，高新技术产品对供电的质量要求越来越高。

而普通交流电网供电时，所提供的电能不能满足负载的严格要求,许多意外事故如浪涌、尖端干扰、噪音都可能发生。

UPS在市电供电异常时，能向负载提供优质的电能。

本论文系统的介绍了UPS电源的分类发展和现况，对将来的发展趋势进行了预测。

关键词：

不间断电源，在线式，8031单片机。

TheresearchanddesignoftheintelligenceUPSpowersupply

Abstract:

On-lineUPS,withthefunctionofstabilizingthevoltageandthefrequency,filteringandresistingtheinteraction,hasbeenextensivelyusedineveryfieldofthenationalproduction,especiallyforthecomputersystem.Inthispaper,designaon-lineUPSbasedon8031CPUforcomputertechniquewasdeveloped.TheworkingprincipleandthedesignofhardwareandsoftwareoftheUPSwasintroduced.Thefull-digital/intelligentcontroloftheUPSwasrealizedbymeansofadvancedelectric/electronictechnologyandcomputercontroltechnique.FirstintroducesthedefinitionofUPS.ItisalongwiththedevelopmentofInformationandpopularityofcomputer,equipmentwithhightechnologyputforwardmoreandmorestrictdemandforqualityofpowersupply.Butattimes,powerafromwallsocketisneithercleannoruninterruptible.Manyabnormalitiessuchasblackout,brownout,spikes,surges,andnoisecanoccur.Thisisthefunctionofanuninterruptiblepowersupply（UPS）toactasabufferandprovideclean,reliablepowertouninerableelectronicequipment.ThedesignIntroducedthedevelopmentclassifyandpresentconditionsofUPSsystematically.

Keywords:

powersupply;UPS（Uninterruptiblepowersupply）;online;8031microcontroller.

目录

摘要…………………………………………………………………………………………I

第1章绪论…………………………………………………………………………………1

1．1概绪…………………………………………………………………………………1

1．2UPS的发展…………………………………………………………………………1

1．3UPS的分类和基本要求……………………………………………………………2

1．4本课题的主要任务和基本参数……………………………………………………2

1．4．1主要任务………………………………………………………………………3

　1．4．2课题名称及主要数据参数和要求……………………………………………3

第2章总体方案的设计及其设计的指导思想………………………………………………4

2．1主体硬件电路的设计…………………………………………………………………4

2．2各个单元电路的设计…………………………………………………………………4

2．2．1功率因数校正电路的设计……………………………………………………4

2．2．2整流滤波电路的设计………………………………………………………7

2．2．3UPS蓄电池的选择与使用………………………………………………11

2．2．4充电电路的设计……………………………………………………………13

2．2．5静止逆变电路的设计………………………………………………………20

2．2．6静态开关的设计……………………………………………………………23

2．2．7保护与告警电路的设计……………………………………………………28

2．2．8辅助电源的设计……………………………………………………………35

第3章8031单片机系统的设计………………………………………………………………39

3．1硬件部分的设计……………………………………………………………………39

3．1．1CPU的选择…………………………………………………………………39

3．1．2CPU与A/D接口电路的设计………………………………………………39

3．1．3CPU与D/A接口电路的设计………………………………………………39

3．1．4显示电路的设计…………………………………………………………40

3．1．5工作电源的设计…………………………………………………………40

3．2系统软件的设计…………………………………………………………………40

3．3系统整体功能的确定……………………………………………………………41

3．4系统各模块的设计………………………………………………………………42

3．4．1主程序的设计…………………………………………………………42

3．4．2T0和T1的中断子程序的设计………………………………………43

3．4．3显示处理模块…………………………………………………………44

3．4．4电流的标度转换子程序………………………………………………45

3．4．5状态判断模块…………………………………………………………46

3．4．6监控模块………………………………………………………………46

3．4．7越限报警子程序的设计………………………………………………46

第4章源程序的调试………………………………………………………………………47

第5章系统操作说明及系统地址资源分配表……………………………………………48

5．1系统操作说明书…………………………………………………………………48

5．2系统子程序（或部分程序段）注释表…………………………………………49