一種基于單片機的實用在線式UPS電路詳解

UpS電源的基本結構

將220V電網電壓經全橋整流提供直流是實際使用中最為廣泛的變流方案，但會使電網萌生嚴重畸變的非正弦電流而危害電網。較為理想的辦法是采用功率因數校正措施。控制器采用功率因數校正控制芯片UC3855A/B。

市電--蓄電池切換電路

它由兩個遲滯比較器組成，市電經過整流，分壓與由5V基準電壓分壓得到的電壓相比較，輸出接到51單片機4腳。

（1）當市電電壓大于170V

51單片機當測試到4腳電平為高電平，市電工作指示燈亮起，蓄電池處于充電狀態。

（2）當市電電壓小于160V左右

51單片機當測試到4腳電平為低電平，市電工作指示燈熄滅，蓄電池放電指示燈亮起。控制繼電器，使得市電停止工作。

蓄電池充放電切換及輔助電源

蓄電池充放電電路及輔助電源電路可由主變壓器，整流橋，以及可調三端穩壓管LM317以及LM7812組成。充電電路的通、斷由51單片機的6腳控制。當市電正常時，蓄電池放電指示燈熄滅，同時充電指示燈亮起。當市電不正常時，蓄電池放電指示燈亮起，同時充電指示燈熄滅。

市電經過變壓器降壓并整流，濾波成平滑的直流電壓27V，加到三端穩壓器LM317的輸入端，再經三端穩壓器LM317穩壓，輸出約12V的直流電壓。構成SG3524的輔助電源。另外5V電源可由SG3525的16腳獲得。逆變穩壓電路

逆變器主電路圖采用全橋逆變電路。控制器采用SG3525，依據SG3525的工作原理，要得到SpWM波，非得有一個幅值在l～3.5V與市電同步的的正弦信號，與鋸齒波比較，生成SpWM脈寬調制波。

取得市電同步信號中，通過一個遲滯比較器和一個二階濾波器，其功能就是獲得一個50Hz的正弦波信號。為保護開關管，采用隔離驅動，驅動電路圖2由驅動脈沖放大和5V基準組成。

軟啟動

UpS的設計思想是在用戶開機后，總開關指示燈亮起，首先通過51單片機程序設定4s的延遲時間，即封鎖逆變器，減少故障率。同時市電旁路指示燈亮起，市電旁路導通。當運行了4s以后，逆變器正常工作，市電旁路持續導通。不過是在空載工作。等到經過21S左右，逆變器已經可以輸出穩定的，標準的工頻50Hz，220V且與市電同相時，市電旁路指示燈熄滅，逆變器開始工作。

結束語

基于單片機的在線式UpS電路，輸入交流電壓范圍在170～265V左右，輸出電壓范圍在200～240V的50Hz的正弦波，輸出功率為500W。切換時間可以保證在3.5～5ms之間，基本滿足了一般的需求，在特殊范疇里，可以采用多個蓄電池并聯的冗余技術，一旦測試到蓄電池放電電壓降低到臨界值，開關立刻切換到另一蓄電池供電，保證輸出電壓的連續性。

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