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毕业设计 UPS设计 共57页，26131字
摘要
小容量不间断供电系统UPS（uninterruptible power system）可以满足小功率用电设备的高质量不间断供电的要求，已被人们广泛应用于国防﹑交通﹑医疗卫生﹑通信﹑银行证券﹑工业生产等领域。本文设计的不间断电源对输入电压要求低、适用范围广、抗干扰能力强且体积小﹑重量轻﹑价格低廉，但是容量较小，主要应用于计算机。
本文设计的小容量UPS主要由整流滤波及蓄电池、逆变器及转换开关三大部分所组成，还有控制电路和其它一些辅助电路，应用电子电路实现其功能，能实时显示系统的工作状态，在工作异常时可以发出声光报警，增强了系统的运行可靠性。
关键词：不间断电源 整流 逆变

目 录
1 概述…………………………………………………………………………1
1.1 UPS的分类及结构 .…………………………………………………1
1.1.1 动态UPS ………………………………………………………1
1.1.2 静止式UPS ……………………………………………………1
1.2 UPS的各项性能指标………………………………………………… 4
1.3 UPS的发展……………………………………………………………6
1.3.1 UPS的发展现状 ………………………………………………6
1.3.2 UPS的发展趋势 ……………………………………………6
1.4 本课题研究的目的和意义 …………………………………………8
1.5 本课题的任务和要 …………………………………………………8
2 小容量UPS的设计方案 …………………………………………………10
2.1 小容量UPS的设计原理及组成……………………………………10
2.2 整流滤波及蓄电池的设计…………………………………………11
2.3 逆变器的设计………………………………………………………12
2.4 跟踪与转换的设计…………………………………………………12
3 整流滤波及蓄电池的设计……………………………………………… 13
3.1 整流及滤波电路的设计……………………………………………13
3.1.1 单相整流电路……………………………………………… 13
3.1.2 三相整流电路……………………………………………… 17
3.1.3 交流稳压控制电路………………………………………… 20
3.2 UPS中使用的蓄电池……………………………………………… 22
3.3 蓄电池的辅助电源…………………………………………………23
3.4 蓄电池的充电电路的设计…………………………………………23
3.4.1 恒压式充电电路…………………………………………… 23
3.4.2 先恒流后恒压式充电电路………………………………… 24
3.5 蓄电池欠压保护及告警指示电路…………………………………25
4 逆变器的设计……………………………………………………………28
4.1 逆变器使用的功率开关器件的选择………………………………28
4.2 逆变器主电路及其工作原理………………………………………29
4.2.1 单相全桥式逆变电路……………………………………… 29
4.2.2 单相半桥式逆变电路……………………………………… 31
4.2.3 单相推挽式逆变电路……………………………………… 34
4.3 逆变器的脉宽控制电路的设计……………………………………36
4.4 逆变器稳压控制电路的设计………………………………………38
5 跟踪与转换……………………………………………………………… 42
5.1 相位跟踪……………………………………………………………42
5.1.1 相位跟踪的一般方法……………………………………… 42
5.1.2 相位跟踪的实现…………………………………………… 43
5.1.3 幅值跟踪问题……………………………………………… 44
5.2 转换开关……………………………………………………………44
5.2.1 转换开关的安全转换条件………………………………… 44
5.2.2 执行转换的主体元件 …………………………………… 45
5.2.3 检测与控制电路…………………………………………… 46
5.3 市电-逆变器供电切换控制电路………………………………… 47
6 结论……………………………………………………………………… 50
致谢………………………………………………………………………… 51
参考文献…………………………………………………………………… 52
附：小型UPS结构框图及逆变器稳压控制电路