内容本课题主要设计一款UPS不间断电源，是一种含有储能装置，以逆变器为主要组成部分的恒压恒频的不间断电源。它可以解决市电电压的不稳定状况，可避免市电突然断电状况下，负载无法正常运作等问题。它可以进行智能化的电源管理和设备管理，防止电源浪涌，高压尖峰，电线杂波对负载影响。该系统主要由单片机系统侦测市电的波动，并通过发出信号的方式控制继电器转接不同的变压器来达到稳压的效果，如果市电波动较大，将转为DC供电（DC通过逆变转换为AC)。当UPS出现故障时，如何进行检测，并进行综合维修。
目录
一、绪论 1
（一）本课题的研究背景和意义 1
（二）UPS的简单工作原理 1
（三）UPS的主要技术指标 1
（四）课题主要工作 1
二、硬件设计 2
（一）充电电路设计 2
（二）DC BUS电路设计 2
（三）逆变电路设计 3
（四）市电侦测电路设计 3
（五）转换电路设计 4
（六）CPU电路设计 5
三、UPS产品的检测与维修 6
（一）测试工作台的布置 6
（二）测试程序ATE的调试 8
（三）产品检测步骤 11
（四）UPS的简单排故与维修。 12
四、总结 13
五、致谢 13
六、参考文献 14
一、绪论
（一）本课题的研究背景和意义
随着社会的发展，资料的保管对于企业越来越重要。所以人们更高的要求电的稳定性，同时对断电，电压突然升高，而导致资料丢失的问题更加注重。显而易见，传统的市电已经不能满足现在人的需要。随着电子技术的发展，为了适应人群的需求，UPS不间断电源已经成为企业中普遍的带载工具，并得以广泛的应用。
（二）UPS的简单工作原理
如图11所示，市电进入CUP持续对市电进行侦测，当市电正常时，市电通过整流滤波，然后经过变压电路，生成充电电压给电池充电，产生辅助电源供给后面元器件工作电压，另一路经过CPU侦测，启动转换开关，转换为旁路输出及市电直接输出。当市电异常时，旁路输出被关闭，经CUP控制，BUS升 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072* 
压电路开始工作，当BUS电压达到一定电压后逆变器开始工作，然后输出市电。


图11 UPS简单原理图
（三）UPS的主要技术指标
主要技术指标有：
（1）在AC异常时能够在1ms内转化为DC状态；
（2）提供充电电压范围为13.75V13.30V,充电电流为3A4A；
（3）输出电压范围215V225V，输出频率范围为49.9Hz50.1Hz。
（四）课题主要工作
（1）将电池电压转换为AC电压，并且输出一定的功率。
（2）在市电不稳定的情况下也能稳定输出AC,并且不会对负载产生损伤。
（3）在市电稳定的情况下能一直对电池进行浮充，保持电池电量不变。
（4）当UPS出现损坏时，对UPS进行检测，并进行综合维修。
二、硬件设计
（一）充电电路设计
如图21所示，UC3843是一个电流型 PWM 控制器，它工作时，6脚会发出500KHz的正弦波，充电电路就是围绕这个来设计的。如图2.1起先U3(UC3843)获得工作电压开始工作，6脚发出正弦波给Q10,Q10根据U3的输出来进行导通或关闭，此时变压器T2被Q10驱动工作，T2的一端输出经D18整流，C42稳压输出12V给电池充电。


图21充电电路设计图
（二）DC BUS电路设计
如图22当U8 15脚和13脚供电正常时，CPU发出信号给U8，此时U8工作，11脚和14脚放出相反的驱动波形，分别驱动Q4 Q21 Q5 Q22，及而驱动变压器，变压器将12V升压，在变压器的另一端，经过D26 D25 D28 D27整流，输出150V左右的BUS电压，之后BUS电压经过R73 R74 R75分压输出信号SG3525A(BUS回授）给U8，从而控制BUS电压的稳定。


图22BUS电路设计图
（三）逆变电路设计
如图23所示，CPU发出DRV1和DRV2信号，两个信号交替的输出，比如：先发出DRV1信号，一路给U5（光电耦合器），U5导通，驱动Q17，Q17工作，BUS放大后从0/P L输出。另一路给Q16,Q15和Q16组成多级放大电路，驱动Q19，让O/P N接地。然后DRV1信号关闭，DRV2信号输出，此时工作方式与上一信号工作方式相同，只是O/P L接地，O/P N输出电压。如此两信号交替发出，即可输出交流电。


图2.3逆变电路设计图
（四）市电侦测电路设计
如图24所示，市电从AC/L AC/N进入，经过R100 R102 R103；R99 R101 R104分压给U7（LM324），然后U7输出信号LINEI/P和ZEROCRO直接给CPU。


图24市电侦测电路设计图
（五）转换电路设计
如图25为转换电路，主要由继电器控制，当CPU侦测市电正常时，CPU发出RESRLY信号，如图26此时Q2导通，K1信号拉低，所以K1继电器工作，输出市电。当市电异常时，CPU关闭RESRLY信号，转而发出LOADRLY信号，同理K2继电器工作，市电输出转换为逆变输出。


图25转换电路设计图


图26继电器驱动设计图
（六）CPU电路设计
如图27该CPU采用AT89C51单片机，主要功能处理接受的信号，跟据不同的信号，然后发出不同的指令，从而控制UPS的正常工作。如果CUP侦测UPS损坏异常，CUP21脚就会发出高电平，Q1导通BZ1工作，蜂鸣器报警。


图27CPU电路设计图
三、UPS产品的检测与维修
（一）测试工作台的布置
整个测试工作台如图31组成：在最上面的是电脑（负责用程序进行测试），中间的是治具如图36（将待测板放入治具中就可以用电脑进行测试），在左边的是万用表如图32（可以测试电压，电流，频率，PF值，功率等），右边的有示波器如图33（测试输出波形），DC供应器如图34（模拟电池），AC供应器如图35（模拟AC）。


图31测试台


图32万用表


图33示波器


图34 DC供应器

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