智能UPS的研究与设计——经济型后备式Word文件下载.docx

1、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

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 184264V，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

3、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IABSTRACTII第 1 章UPS 概论11.1 概述11.2 UPS 的发展11.3 UPS 的特点和分类21.3.1 UPS 的特点

4、21.3.2 UPS 的分类31.4 选题的意义41.5 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52.1 总体方案的确定和设计52.2 主体硬件电路的设计及指导思想52.3 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73.1 低通滤波电路的设计73.2 功率因数校正电路的设计73.3 充电电路设计123.4 UPS 蓄电池组的选择与使用133.5 逆变电路的工作原理与设计153.5.1 逆变器概述153.5.2 逆变主电路的设计163.5.3 交流滤波器的设置173.6 静止开关的设计183.7 保护报警电路的设计203.8 辅助电源的设

5、计223.8.1 开机电路223.8.2 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244.1 以 8051 为核心的单片机应用系统总体设计方案的确定244.2 单片机系统硬件部分设计244.2.1 单片机的选择254.2.2 8051CPU 与数/模转换器接口电路设计264.2.3 8051CPU 与模/数转换器接口电路设计274.2.4 锁相电路（相位跟踪）274.2.5 显示电路的设计284.2.6 工作电源设计284.3 单片机应用系统软件的设计284.4 系统所需各模块确定及总体规划284.4.1 模块划定294.4.2 系统整体规划294.5 系统各模块设计

6、294.5.1 系统主程序模块的设计294.5.2 中断子程序模块的设计314.5.3 显示处理子程序模块的设计334.5.4 键盘处理子程序模块的设计344.4.5 电压、电流的标度转换子程序设计354.4.6 监控子程序模块384.4.7 状态判断模块和越限报警子程序的设计464.4.8 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 UP

7、S 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 -Design And Researh of the

8、Intelligent Off-Line UPSAbstract:UPS is the abbreviation of uninterruptable power suply.It is a static electronic device with consistent voltage and frequence while its general part is an anti-change device.It has a lot of functions such as keeping the frequence of the voltage,improving the quality

9、of the power net,preventing the damages which are raised by wave changing 、 high frequencenoise、sudden power cut and so on.UPS can be devided in to two categories as online and off-line. I studied the off-line one in my thesis.It has the features such as a simple circuit and a nice use with low cost

10、.As the development of uninterruptable power suply technology,the modern UPS has been more and more intelligent. I chose to use the 8051 single-chip computer as the micro- controller in the thesis.That is to accomplish a intelligent off-line UPS.Key words:UPS; uninterruptable power suply;off-line; i

11、ntelligent off-line UPS; 8051 single- chip computer- 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

12、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 （Uninterruptible PowerSupply）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